肠道黏膜屏障与急性重症胰腺炎

时间:2017-9-12 20:33:45 来源:胰腺炎

急性胰腺炎是急性腹痛中较为常见的疾病,随着国民物质生活水平提高,其发病率有上升趋势。急性胰腺炎根据其严重程度分轻度、中度及重症3类,目前对于急性胰腺炎的治疗亦趋于成熟;急性重症胰腺炎(severeacutepancreatitis,SAP)患者在整个病程中表现出两个死亡高峰期,其中,第二死亡高峰期被认为与肠道黏膜屏障受损、肠道菌群失调易位有关。肠道菌群被认为是人体的第二大基因组,是肠道黏膜屏障的重要组成部分,参与后者功能的建立与完善,近年已成为研究热点。随着研究的深入,在代谢性、心血管等疾病中也发现肠道菌群的改变,但目前对于这类慢性疾病发生肠道菌群改变的始动因素及前后关系仍不明确。SAP作为一种急腹症,起病急,肠道菌群的改变多认为发生在起病后的一段时间内,并伴随有肠道黏膜屏障功能改变。

肠道黏膜屏障结构

人体消化系统是一个复杂、多功能、各部位相互协作的完整系统,且各自拥有独立功能,如营养物质的消化吸收、肠液的分泌、胃肠道病原微生物的清除及维持共生菌群的动态平衡等;保证上述功能正常有序进行的前提之一是肠道屏障的完整性。目前,国外学者将肠道屏障划分为两大类,第一类为肠道黏膜物理屏障,主要包括肠黏膜上皮细胞、肠道粘液、肠道菌群;第二类为肠相关淋巴组织(GALT)。

肠道黏膜上皮细胞

肠道黏膜上皮由吸收细胞、内分泌细胞、杯状细胞、潘氏细胞及M细胞组成,上述细胞除吸收水分和营养物质外,也是肠道防御机制的重要组成成分。肠黏膜上皮细胞发挥防御功能主要依靠以下方式:肠黏膜上皮细胞及细胞间紧密连接;杯状细胞和潘氏细胞分泌的粘蛋白和抗菌肽及由黏膜固有层浆细胞产生的分泌型免疫球蛋白A(sIgA);肠上皮细胞表达模式识别受体(PRRs),如Toll样受体(TLR)等对共生细菌的识别。

黏膜免疫系统及sIgA

肠道黏膜免疫系统主要指GALT,是人体免疫系统的一个重要组成部分,免疫细胞占整个免疫系统的70%。在无菌动物体内,由于微生物的缺乏,肠道黏膜免疫缺陷,功能萎缩,对有害性刺激的敏感性增加;相反,微生物的存在能维持肠道的生理性炎症反应。此外,肠道黏膜免疫系统与肠道微生物之间不断发生改变、调整以适应彼此的存在,并对共生微生物产生免疫耐受。A型免疫球蛋白(IgA)是由浆细胞分泌的抗体之一,在黏膜内的主要形式是sIgA。sIgA的重要特征是可避免被蛋白水解酶降解而使自身可以在肠道内发挥作用;其中具有高亲和力的sIgA能迅速结合并阻断微生物抗原,引发细菌凝集,阻止微生物渗入,而低亲和力sIgA主要与共生细菌接触,避免后者破坏黏膜表面。

肠道菌群

人体肠道内微生物以细菌为主,其总数约有个,既往细菌种类多被认为在种左右,基因总数约10亿,近来也有文献指出,其数量可能约种。目前人体肠道内微生物主要分为3大类:原核细胞生物、病毒以及真核细胞生物,以原核细胞生物中的细菌最多见。

肠道菌群的形成

人类肠道菌群定植始于胎儿从子宫娩出后,到3岁时其种类基本类似成人;但肠道菌群定植人类肠道的机制及肠道内细菌定植的种类和数量的影响因素,目前尚不明确:1)肠道内兼性厌氧菌作为首批入驻菌群,耗氧后使肠道形成无氧环境,细菌种类逐步过渡为以严格厌氧菌为主;2)分娩方式:Makino等通过分析剖腹产与自然分娩的婴儿肠道内的双歧杆菌种类发现,自然分娩的婴儿与母亲的菌群至少有1种存在同源性,而剖腹产的婴儿双歧杆菌与母体间则不存在类似性,且成为主要菌群的时间较晚;3)其他:如种族及地域、饮食习惯、饮酒及抗菌素的使用(包括病原菌耐药性的产生)等都会影响肠道菌群的组成。

肠道菌群对肠道黏膜屏障的影响

肠道菌群的定植和肠道黏膜屏障功能的进一步完善始于胎儿从宫内娩出后。娩出前,胎儿肠道内定植菌缺如,肠道黏膜屏障发育不完善;从宫内娩出后,随着婴儿吞咽,进入肠道的细菌开始定植于肠黏膜,迅速繁殖争夺肠道内定植位点,并与GALT相互作用,促进后者功能的建立及完善,使自身不成为被免疫系统攻击的对象而成为共生菌群。肠道菌群在肠道内可辅助清除其他病原菌,且肠道菌群间相互限制,以保持菌群间的动态平衡,避免过度繁殖而成为潜在的致病菌群即机会感染。同时黏液层不断更新、脱落,使大量定植菌脱落并随肠蠕动排出体外,以保持微生物总数的相对稳定。此外,肠道细菌定植后可刺激肠道黏膜上皮细胞使其保持应有的生理活性,避免其发生萎缩性改变。

肠道黏膜屏障功能障碍与SAP

SAP是急性胰腺炎中死亡率较高的一种类型,SAP每年的全球病死率为20%~30%。SAP死亡高峰值出现在症状出现后的第1周以及临床确诊后的第3周到第4周;第2个死亡高峰的出现被认为是由于肠道黏膜屏障功能受损,菌群经由血液及淋巴循环易位扩散,导致胰腺组织二重感染,并加重全身炎症反应的结果。因此,保持肠道屏障的完整性、防止或减少细菌易位对缓解SAP症状、缩短病程、减少并发症及改善预后有重要作用。

SAP肠道黏膜屏障功能障碍的机制

生理状态下,完整的肠道黏膜屏障能有效阻止肠道内有害物质进入体内循环系统及周围组织,并维持机体正常生理机能。在某些病理状态下,如严重炎症、创伤及医源性损伤等的直接或间接作用,造成肠道结构及功能即完整性受损,易出现肠道菌群易位,并发脓毒血症和全身炎症反应综合征(SIRS)。急性胰腺炎是消化系统常见的急腹症,在胰腺自身组织严重受损的同时,肠道屏障功能也会发生障碍,其中SAP病情进展迅速,可短时间内出现SIRS及多器官功能障碍综合症。目前认为SAP肠道屏障功能障碍发生的机制有:1)微循环障碍;2)缺血-再灌注损伤;3)炎性介质过度释放;4)肠上皮细胞受损;5)肠内营养不足;6)黏膜磷脂酶A2活性增强,亦能破坏肠黏膜表面脂质,使其保护作用减弱,使细菌易位更容易。此外,Fishman等认为,肠道粘液屏障的改变在急性胰腺炎病程发展中是必然的,并发现在出现黏膜层细胞受损前,体内氧化剂(如活性氧)就已开始介导粘液层结构改变或缺失;他们认为,这些变化为探究肠道粘液保护功能、改善患者预后提供了研究方向。

肠内营养 

肠内营养被认为是治疗胰腺炎的一个重要方法,能防止肠道屏障功能紊乱,维持黏膜完整性,并减少细菌易位及各类并发症。目前对于肠内营养实施时间还无统一标准。传统治疗认为,急性胰腺炎患者无胰腺坏死,在未服用止痛药的情况下且疼痛缓解明显者、恶心及呕吐症状消失、有进食的欲望及实验室检查包括血清淀粉酶及脂肪酶恢复正常时,可考虑首先予经口进食饮用水,后再逐步过度到低脂流质饮食,最后达到低脂正常饮食。欧洲营养指南中建议经口进食应当越早越好。有研究将例SAP患者分为实验组(97例)和对照组(例),实验组在48h内实施肠内营养,对照组予延迟肠内营养(48h后),实验组和对照组分别有4例和9例患者出现胰腺坏死(P<0.05),3例和15例患者出现呼吸衰竭并转入ICU治疗,有9例和16例患者出现多器官功能衰竭(P>0.05),9例死亡患者均来自对照组。Bakker等将肠内营养提前至确诊24h内,得到相似结果。在肠内营养的给予方式上,鼻空肠营养和鼻胃营养对改善患者预后无明显差异性,但前者在安全性及耐受性方面明显优于后者。也有研究认为,SAP患者出现饥饿症状时予以经口进食,在不增加并发症发生率的同时可缩短住院时间。此外,McKenzie等将32例急性胰腺炎患者分为肠内营养组(15例)和禁食组(17例),利用酶联免疫吸附试验(ELISA)分别测试两组患者5类脂肪因子浓度,包括脂联素(adiponectin)、瘦素(leptin)、网膜素(omentin)、抵抗素(resistin)、内脂素(visfatin),结果发现,肠内营养组网膜素和瘦素浓度增加,且明显高于禁食组,上述改变是对肠内营养的1种反应;网膜素和瘦素具有改善胰岛素抵抗及调节炎症反应的作用,因此,肠内营养改善急性胰腺炎预后的机制可能不仅仅是肠内营养的机械性刺激所导致的肠道黏膜屏障功能好转。

文献来源:

周景刚,李小安,周艳,方丽.(成医院消化内科)

成都医学院学报.,11(6):-

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