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肠道一肝脏屏障的防御与内毒素移位的干预

2022-10-23 来源:步旅网
・912・ 临床儿科杂志第28卷第10期2010年1O月 Clin Pediatr Vo1.28 No.10 Oct.2010 ・专家笔谈・ 肠道一肝脏屏障的防御与内毒素移位的干预 王琳琳陈秀奇 广西医科大学第一附属医院儿科(广西南宁530021) 摘要: 胃肠道除了具有消化吸收功能外,还是人体一道重要的自然防御屏障。肠道屏障功能障碍不仅由 消化系统疾病本身引起,胃肠道也是全身其他系统严重病变最易累及的靶器官之一。肠道屏障功能障碍是内毒 素移位的前提条件,而肝脏的网状内皮系统作为第二道防御线,经门静脉系统与肠道屏障相辅相成。因此,肠 道一肝脏屏障的防御与内毒素的移位是辩证的对立统一关系。 廊床儿科杂啬,2010,28(I :9】2.-9j习 关键词: 肠道屏障; 肝脏; 内毒素; 库普弗细胞; 干预 中图分类号: R725 文献标志码: A 文章编号: lo00—3606(2010)lO一0912一O4 The intestinal-liver barrier defense and endotoxin translocation WA NG Lin—Z .CHEN Xiu—qi(Department ofPediatrics,The First Hospital Afiflitaed tO Guangxi Medical College,Nanning 530021,Guangxi,China) Abstract: In addition to the digestive functions,the gastrointestinal tract also plays an important role as a natural defense barrier.Intestinal barrier dysfunction can he caused by the disease of the digestive system itself,and also was the target organ of severe disease of other systems.Gut barrier dysfunction was a prerequisite for lipopolysaccharide (LPS)translocation, and the hepatic reticuloendothelial system as a second line of defense barrier is a complement to the gut barrier through the portal vein system.Therefore,the intestinal—liver barrier defense and endotoxin translocation have a dialectical relationship between the unities of opposites. U Clin Pediatr.2010,28(10):912—915) Key words: intestinal barrier;liver; 1ipopolysaccharide; Kupffer cell;prevention 肠道不仅具有消化吸收功能,还具有重要的 胆汁、黏液、溶菌酶、黏多糖及各种消化酶等形 防御功能,可以阻止肠腔内的细菌及内毒素(主要 成,并具有一定的杀菌功能,可阻止细菌等有害 成分为脂多糖,LPS)等有害物质的入侵。当肠道 物质的入侵。⑧生物屏障,是指正常人群肠道常 屏障功能受损时,LPS从肠腔内侵入血循环,经门 驻的大量共生细菌菌群,在肠腔内形成了一个相 静脉到肝脏,严重时可侵及全身。LPS是革兰阴性 互依赖又相互作用的复杂的微生态环境。④免疫 菌细胞壁中的脂多糖组分。此外,支原体、衣原 屏障,肠道的淋巴组织是全身最大的免疫器官, 体、立克次体、螺旋体也有类似的脂多糖,有内 主要通过体液免疫分泌SIgA和介导细胞毒性免疫 毒素活性。LPS作用于巨噬细胞、补体系统等诱生 反应,其中SIgA是阻止病原体入侵的主要免疫防 相关的炎症介质,临床上可表现为循环衰竭和低 御因子,使肠道形成了体内最有效的免疫防御屏 血压,组织器官毛细血管灌注不足、缺氧、酸中 障,从而可以阻止肠腔内毒素的移位I”。 毒等,病情严重时可导致内毒素休克。了解肠 1.2肝脏的防御功能 道一肝脏屏障在内毒素移位中的防御作用有重要 肝脏是人体最大的清除外来有毒物质的器官, 的临床意义。 可以清除胃肠道(门静脉)和体循环(肝动脉)中的 1肠道一肝脏屏障构成及生理功能 LPS等抗原性物质,每天由肝动静脉系统经过肝的 血流达到2 000 L以上,这是肝脏扮演“过滤系 1.1肠道屏障 统”的前提基础。肝脏的网状内皮系统如肝窦状 肠道屏障由物理屏障、化学屏障、生物屏障、 内皮细胞和库普弗细胞(KC)可清除LPS,不引起 免疫屏障等构成。①物理屏障,又称为机械屏障, 局部炎症反应,阻止全身播散及全身炎症反应。 由肠黏膜上皮细胞及细胞间的紧密连接黏液凝胶 肝窦状内皮细胞作为肝网状内皮系统的一部分, 层组成。②化学屏障,由消化道器官分泌的胃酸、 可以不依赖KC而独立清除LPS,充当清道夫的角 临床儿科杂志第28卷第10期2010年10月.,Clin Pediza,Vo1.28 No.10 Oct.2010 ’913・ 色;肝窦状内皮细胞对I』)S具有很强的耐受性, 这种清除作用不 反复受I,PS的刺激而消失,从 而保证r肝脏清除功能的完整性[2j。KC是机体内 大量LPS使肝网状内皮系统出现暂时性吞噬能力 下降,高浓度的内毒素也可激活补体替代途径, 引发高热、低血压,以及活化凝血系统,最后导 单核臣噬细胞系统成员。其在肝脏虽只占肝细胞 总数的j5%,但占单核臣噬细胞系统总数的 80%~90%,足伞身最大的组织巨噬细胞群。KC 的质膜l:钉LPS受体CDI4、补体受体等,CDl4 作为I PS受体 LPS的识别及信号转导过程中具 致弥漫性血管内凝』缸(DIC)。另一方面,肝窦状内 皮细胞和KC在执行清除功能的同时也被内毒素激 活,释放大量炎症因子、花生四烯酸代谢产物、 自由基等,可以导致全身炎症反应综合征,出现 全身高代谢状态、败血症,甚至发生多器官功能 有重要作用。 2肠道一肝屏障的损伤和内毒素的移位 出于儿奄的肠道屏障功能发育尚不健全,黏 膜簿嫩,免疫球蛋白含错低,胃酸度低,杀菌能 力差,新生儿出生时肠道正常菌群尚未建立等更 易发生胃肠黏膜损伤。黏膜屏障损伤是LPS移位 引起 身反应的前提基础…。 2.1 肠道黏膜僻障功能受损 I PS、休克等使J二皮细胞破坏、绒毛剥离,黏 膜损伤、缺血、萎缩、破损、脱落及细胞问桥开 放,这均为I PS移位提供了有利条件l“。在LPS血 症,钟样受体2(TI R 2)、TI R 4和核因子kappa.B (NF—KB)的表达卜调,町介导LPS对肠组织的损 伤,使Caspase。3介导途径的细胞捌亡增加,其平 衡破坏,肠黏膜屏障受损 , 2.2 机体免疫功能受损及肠道微牛态环境破坏 免疫性疾病、长期服朋糖皮质激素药物、严 重创伤、重症监护病人以及“二次打击”引起伞 身炎症反应综合征等导致机体令身免疫功能受损 和肠黏膜免疫胖障破坏,可促使内毒素移位。另 外,长期应J丰】r 谱抗乍素、慢性腹泻等引起肠道 内常 定殖的菌群,夫调,可导致革兰阴性细菌大 鼍繁殖,其中革兰阴性杆菌入侵能力最强,突破 肠道黏膜屏障而移位,致LPS入血。 2-3肝脏的防御功能与内毒素的移位 正常生理条件下,KC具有特异性和非特异性 免疫应答.对内毒素具有解毒作用 KC能吞噬各 种内毒素及抗原抗体复合物等 但往一定条件下, KC可被内毒素激活,释放II 一1、IL.6、氧自由基、 肿瘤坏死冈T-( rNF)、f:扰索(IF)、一氧化氮 (NO)等一系列炎性介喷,参与了肝细胞损伤的发 牛与发展。 当各种致病条件引起肠道屏障功能低下时, 大 LPS移位到达肝脏,当超过肝网状内皮系统 的清除能力极限时将对机体产生严重影响。由于 障碍和多器官功能衰竭。 3 内毒紊移位后的干预 3.1 谷氨酰胺、甘氨酸和精氨酸 氨基酸提供细胞代谢能源,促进肠黏膜上皮 细胞的修复。谷氨酰胺是肠黏膜L皮细胞的主要 能源物质,提供DNA复制和细胞分裂所需的能 量和核 酸碱 ;谷氨酰胺是蛋白质、核酸等生 化代谢的中 体,机体蛋白质的合成速率与谷氨 酰胺的血浆浓度成正相关,因此补充谷氨酰胺能 够增强蛋白质的合成,改善营养状态,纠正低蛋 白血症,防止肠黏膜_I 皮细胞、肝细胞的过度凋 亡I ;通过降低Caspase一3、Bcl一2、Bax等基因, 从而抑制细胞凋亡,维持肠屏障结构的完整,对 肠屏障功能起保护作用;防止肠道细菌移位,降 低内毒素水平,对肝细胞也有一定的保护作用。 谷氨酰胺通过下调内毒素血症肠组织 FLR2、TLR4 和NF—KB的表达,降低TNF. 分泌,明 减轻肠 组织的损伤 ・6J 。也有报道甘氨酸和精氨酸对肠道 黏膜屏障有保护作用t7' l  、3.2新型表皮生长因子及胰蛋白酶抑制利 肠j三时‘因于是一种新的表皮生长闪子,在幼 鼠内毒素血症模型的研究中,其通过抑制肠组织 TLR4和NF.KB的表达,降低TNF. 分泌,从而减 轻内毒素对肠组织的损伤;同时也降低NO、COX-2 的表达,抑制大昔产牛的NO对肠组织的损伤;另 还可促进和恢复肠卜皮细胞屏障的正常通透性191。 胰蛋白酶抑制剂降低白介索等炎症介质的产生, 清除氧自由基,有减低脓毒症鼠肠黏膜机械屏障 的损伤、降低通透性的作崩。对大鼠肠黏膜屏障 具有一定的保护作用I101. 3-3微生态制剂 低聚糖类益生元作为一类重要的微生态调节 剂,可以刺激肠内双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌 的生长,刺激肠管相关淋巴组织的活性以及免疫 物质的生成,增强宿主吞噬细胞活性,提高机体 ・914・ 临床儿科杂志第28卷第l0期2010年10月J Clin Pediatr Vo128 No.10 Oct.2010 特异性和非特异性抗感染能力;另外,其发酵后 产生各种短链脂肪酸等营养物质供给肠上皮细胞 所需,从而有利于肠上皮细胞再生,促进屏障功 能修复。外源性给予双歧杆菌使得肠道的炎性损 伤逐渐缓解,表明双歧杆菌对肠道黏膜有保护作 用。也有相关报道可减少肝脏的氧化应激和炎症 反应,从而保护内毒素相关的肝损伤… 31。 3.4组胺及维生素C 组胺作为一种重要的免疫调节因子,对维持 肠黏膜细胞的正常形态和生理功能具有重要作 用 。组胺修复肠黏膜,增强肠黏膜机械屏障;纠 正失血,保护肠黏膜机械屏障;对肠黏膜免疫屏 障有调节作用。有相关研究报道,大剂量的维生 素C降低肠黏膜通透性,对氧自由基有明显的清 除作用,能抑制肠道内细菌内毒素的移位,对烫 伤后大鼠肠黏膜屏障有明显的保护作用 。另分泌 型磷脂酶A 抑制剂可以阻止肠黏膜通透性的增加, 保护肠黏膜屏障”61。 3.5 中医药 黄芪多糖具有抑制LPS刺激小肠隐窝细胞分 泌细胞问黏附分子l(ICAM—1)的作用,对LPS所 致的肠道损伤具有保护作用。说明黄芪能促进肠 缺血再灌注后肠上皮的修复,保护肠黏膜屏障功 能,减轻或阻止细菌移位,对防止肠源性感染及 组织器官损伤有一定的临床意义_】7 J。另外,四君子 汤加大黄,益气通腑逐瘀方灌肠疗法等均对肠道 黏膜屏障的完整性有一定的保护作用,降低肠道 内毒素移位ll 。甘草素也可降低内毒素诱导的肝损 伤作用 I。 3.6内毒素肝损伤的干预 生长抑素抑制KC产生N0、TNF.o【等炎症因 子的表达,可能通过减轻炎性细胞浸润发挥保护 肝细胞作用,显示生长抑素在内毒素血症治疗方 面具有一定的应用前景 I。甘氨酸、匹格列酮等通 过抑制TNF因子的分泌使KC活性降低,从而减 少内毒素诱导的肝损伤l】(】・ ”。我们的初步研究也证 实,胰岛素对内毒素血症肝损伤有保护作用,其 机制可能是通过降低NF—KB的活化,减少TNF一 和IL一6的合成和释放,降低应激反应时期的血糖 而起作用1221。蘑组粒细胞集落刺激因子(rG.CSF) 预处理能改善内毒素血症大鼠肝脏损伤,该作用 可能是通过减少IL一8、NO等炎症因子的表达,减 少了白细胞粘附,减弱了细胞依赖性组织损伤。 对肝脏具有保护作用 i。也有报道斯伐他汀通过 .3一羟基一3甲基戊二酰辅酶A还原酶途径抑制白细 胞的浸润和肝细胞的凋亡,保护内毒素引起的肝 功能障碍 。西维来司他(弹性酶抑制药)、乙酰半 胱氨酸、依达拉奉(自由基清除药)、细胞因子信 号一1抑制剂(SOCS.1)通过抑制NF.KB活性阻止内 毒素诱导的肝损伤 2sI。p38.仅促分裂原活化蛋白 激酶通过抑制JNK途径活化,协助IkappaB激酶2 (IKK2)活化,从而保护内毒素引起的肝衰竭,也 为临床治疗提供新的方向1291。 总之,肠道屏障保护重在预防,维持其功能 和结构的完整性,当出现肠道屏障受损时,应阻 断内毒素的移位及炎性细胞因子的释放,减少炎 性介质诱导的损害。有肝脏基础疾病时,积极治 疗原发病。对于内毒素移位目前很多新的预防和 干预实验研究处于动物试验阶段,上述干预措施 及结论绝大多数是在动物模型的研究上所取得, 为临床应用提供了丰富的理论基础,但是要具体 应用于临床还有待进一步的临床试验研究证实。 参考文献: [1]王茂贵.小儿胃肠道特点、黏膜屏障与胃肠功能障碍 [J].中国实用儿科杂志,2001,16(1):2—5. 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