研究快报 Open Access
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世界华人消化杂志. 2007-04-28; 15(12): 1437-1440
在线出版日期: 2007-04-28. doi: 10.11569/wcjd.v15.i12.1437
肿瘤坏死因子α在大鼠脑外伤后急性胃黏膜病变中的作用
王娟
王娟, 中国人民解放军总医院消化科 北京市 100853
通讯作者: 王娟, 100853, 北京市海淀区复兴路28号, 中国人民解放军总医院消化科. wjlaqlss@sina.com
电话: 010-66937078 传真: 010-68154653
收稿日期: 2007-04-03
修回日期: 2007-04-07
接受日期: 2007-04-13
在线出版日期: 2007-04-28

目的: 检测肿瘤坏死因子α(TNF-α)在大鼠脑外伤后急性胃黏膜病变前后的含量并探讨其意义.

方法: 采用改良的Allen法建立大鼠颅脑外伤并发急性胃黏膜病变模型, 同时设立假手术对照组, 测定不同时间点(1, 3, 6, 24 h)各组大鼠血清中TNF-α含量及胃黏膜溃疡指数, 并观察胃黏膜大体及光镜下组织病理学改变.

结果: 模型组1, 3, 6, 24 h血清中TNF-α含量明显高于对照组(t = 16.45, P =0.000; t = 5.252, P = 0.000; t = 9.099, P = 0.000; t = 12.028, P = 0.000). 模型组胃黏膜损伤严重, 6, 24 h点溃疡指数明显高于对照组(t = 7.275, P = 0.000; t = 10.579, P = 0.000), TNF-α含量与溃疡指数呈线性正相关(r = 0.68, P = 0.004), 组织学也有相应改变.

结论: TNF-α在颅脑外伤急性胃黏膜病变的发病中起一定作用.

关键词: 肿瘤坏死因子α; 急性胃黏膜病变; 脑外伤; 大鼠
引文著录: 王娟. 肿瘤坏死因子α在大鼠脑外伤后急性胃黏膜病变中的作用. 世界华人消化杂志 2007; 15(12): 1437-1440
Role of tumor necrosis factor-α in acute gastric mucosal injury in rats after acute brain trauma
Juan Wang
Juan Wang, Department of Gastroenterology, General Hospital of Chinese PLA, Beijing 100853, China
Correspondence to: Juan Wang, Department of Gastroenterology, General Hospital of Chinese PLA, 28 Fuxing Road, Haidian District, Beijing 100853, China. wjlaqlss@sina.com
Received: April 3, 2007
Revised: April 7, 2007
Accepted: April 13, 2007
Published online: April 28, 2007

AIM: To detect the content of tumor necrosis factor-α (TNF-α) in acute gastric mucosal injury in rats after acute brain trauma and explore its significance.

METHODS: Modified Allen's method was used to induce the rat model of acute gastric mucosal injury after acute brain trauma. Meanwhile, the sham operation group was also designed. The content of TNF-α and ulcer index of gastric mucosa were determined at different time points (1, 3, 6, 24 h), and the pathological changes were also observed under light microscope.

RESULTS: The content of TNF-α in model group was significantly higher than that in control group at the 1st, 3rd, 6th and 24th hour (t = 16.45, P = 0.000; t = 5.252, P = 0.000; t = 9.099, P = 0.000; t = 12.028, P = 0.000). More severe injury occurred in model group and the ulcer index of gastric mucosa was markedly higher than that in control group at the 6th and 24th hour (t = 7.275, P = 0.000; t = 10.579, P = 0.000). TNF-α content was positively correlated with the ulcer index of gastric mucosa (r = 0.68, P = 0.004).

CONCLUSION: TNF-α plays a certen role in acute gastric mucosal injury after acute brain trauma.

Key Words: Tumor necrosis factor-α; Acute gastric mucosal injury; Brain trauma; Rat
0 引言

急性胃黏膜病变是临床常见急症, 是机体在应激状态下所引起的急性胃黏膜糜烂、溃疡和出血, 在重症监护病房中发病率85%-100%. 其发病机制非常复杂, 关于TNF-α在颅脑损伤引起的急性胃黏膜病变的研究报道甚少. 我们建立大鼠颅脑外伤急性胃黏膜病变模型, 检测血清中肿瘤坏死因子(TNF-α)含量及胃黏膜溃疡指数(UI), 并观察胃黏膜大体及光镜下组织病理学改变, 以探讨TNF-α在急性胃黏膜病变发病中的作用.

1 材料和方法
1.1 材料

体质量为220-280 g♂Wistar大鼠48只随机分为2组, 各组24只, 即: Ⅰ组应激组, Ⅱ组假手术组, 每组按颅脑外伤后1, 3, 6, 24 h时间点再分为4小组(每组6只). 实验仪器包括307-2B牙科台式电钻车(宁波医疗器械厂); 大鼠立体定位仪(国营西北光学仪器厂); 离心机(北京医用离心机厂). TNF-α试剂盒由北京邦定生物医学公司提供.

1.2 方法

用改良的Allen法[1]建立颅脑外伤模型, 将禁食(自由饮水)24 h大鼠用100 mL/L水合氯醛麻醉(4 mL/kg), 头部固定于立体定位仪上, 中线处切开头皮约4-5 cm, 剥离骨膜, 用牙科电钻于大鼠头颅齿状缝左旁2 mm, 冠状缝后1 mm, 人字缝前1 mm处钻孔至硬脑膜, 将中心黏有直径3 mm高4 mm圆柱体的硬塑料板(直径1 cm, 厚5 mm)放置于大鼠头部顶叶, 其中心圆柱体置于钻孔内, 于距硬塑料板上方50 cm高度将20 g砝码自由落下造成颅脑损伤模型后缝合头皮. Ⅰ组大鼠分别于颅脑损伤后禁食水1, 3, 6, 24 h后测定各项指标; Ⅱ组大鼠于切开头皮钻孔后不打击缝合头皮, 禁食水1, 3, 6, 24 h后测定各项指标. 大鼠用100 mL/L水合氯醛(4 mL/kg)麻醉后, 于剑突下正中切开腹壁, 游离胃, 口肛两端结扎, 沿胃大弯侧剪开胃壁, 用生理盐水冲洗后评定UI; 剪去一小块胃黏膜, 浸于40 g/L甲醛固定, 光镜下观察黏膜组织的病理变化. 心脏取血1 mL后处死大鼠, 将血以3000 r/min离心15 min, 取上清液-20 ℃保存; 观测血清TNF-α含量, 采用双抗体夹心ELISA方法, TNF-α浓度以ng/L表示; 胃黏膜UI, 参照Guth[2-3]标准评定, 即以胃黏膜斑点糜烂记1分, 糜烂长径<1 mm记2分, 1-2 mm记3分, >2-3 mm记4分, ≥3 mm记5分, 按上述方法计分全胃得分之和即为UI; 光镜下观察黏膜组织的病理变化.

统计学处理 计量数据用均数±标准差表示, 采用CHISS统计软件, 对同一组中不同时间的计量资料用单因素方差分析, 对不同组间计量资料两两比较使用t检验, 用直线相关与回归分析UI与血清肿瘤坏死因子含量之间关系.

2 结果
2.1 病理学观察

Ⅰ组大鼠于打击后1, 3 h可见胃黏膜弥漫性充血水肿, 无糜烂、出血、溃疡; 6 h胃黏膜出现点状糜烂; 24 h胃黏膜充血糜烂, 并见溃疡形成. Ⅱ组大鼠各时段胃黏膜表面光滑, 有粉红色光泽. Ⅰ组1, 3 h组胃黏膜表光镜下表层血管充血及出血, 黏膜腺体肿胀, 黏膜层内有少量中性粒细胞浸润, 二者镜下无显著性差异; 6 h组较前二者损伤重, 镜下见黏膜上皮局部坏死脱落并伴出血; 24 h组最为严重, 黏膜层广泛出血坏死, 其损伤深度约达上皮全层上4/5, 并有大量中性粒细胞浸润. Ⅱ组大鼠各时段胃黏膜上皮均完整, 未见明显炎细胞浸润.

2.2 血清TNF-α含量

Ⅰ, Ⅱ组各时点血清TNF-α含量比较, 均有显著性差异(t = 16.45, 5.252, 9.099, 12.028, P = 0.000<0.01, 表1), Ⅰ组内血清TNF-α含量随时间延长有增加趋势, 观察期限内24 h最高, 各时间点有显著性差异(F = 80.696, P = 0.000<0.01, 表1); Ⅱ组各时点血清TNF-α含量无统计学意义. Ⅰ组动物1, 3 h胃黏膜无溃疡出现; 6, 24 h UI则明显增大, 与Ⅱ组比较, 差异显著(t = 7.275, 10.579, P = 0.000<0.01, 表1), Ⅰ组内24 h UI明显大于6 h (F = 85.58, P = 0.000<0.01, 表1). 用线性相关与回归分析, 应激组血清TNF-α含量与UI之间存在线性正相关(r = 0.68, P = 0.004<0.01).

表1 急性胃黏膜病变大鼠血清TNF-α以及胃黏膜UI的变化(mean±SD, n = 24).
分组TNF-α(ng/L)
胃黏膜UI
1 h3 h6 h24 h1 h3 h6 h24 h
Ⅰ组165.6±22.2bd247.5±31.5bd355.2±40.2bd447.3±37.5bd004.13±1.96b32.75±8.41bf
Ⅱ组20.3±1.918.6±3.219.4±2.822.5±2.3d0000
bP<0.01 vs Ⅱ组;
dP<0.01, 1, 3 h vs 6, 24 h;
fP<0.01 vs 6 h.
3 讨论

急性胃黏膜病变的发病机制非常复杂, 他是多种因素综合作用的结果[4-13], 其中国内外关于其机制方面研究较多的是胃黏膜血流减少和微循环障碍、胃酸分泌异常和胃黏膜屏障功能的破坏、胃运动功能异常、神经内分泌失调、心理因素等, 肿瘤坏死因子在大鼠急性脑损伤后急性胃黏膜病变过程中的作用国内外研究甚少. 我们应用改良的Allen法成功地建立起大鼠急性胃黏膜病变模型, 组织形态学证实, 应激组大鼠胃黏膜有充血、水肿、糜烂、溃疡、出血, 而假手术组则无上述变化; 光镜下发现应激组胃黏膜表层血管充血及出血, 腺体肿胀, 黏膜上皮坏死脱落, 有中性粒细胞浸润, 假手术组胃黏膜上皮均完整, 未见明显炎细胞浸润. 通过观察大鼠颅脑损伤后胃黏膜损害发生、发展的过程, 血中TNF-α含量的变化, 研究他们之间的关系, 探讨TNF-α在颅脑损伤引起的急性胃黏膜病变中的作用.

TNF系因其具有使肿瘤组织坏死的作用而得名, 分为两类: TNF-α及TNF-β, TNF-α是由巨噬细胞、单核细胞、肥大细胞和活化T细胞产生的免疫调节因子, 具有广泛的生物学活性, 并具有双重性. 一方面他是机体免疫防护的重要介质, 另一方面可参与机体的免疫病理损伤, 在疾病的发病机制上具有十分重要的临床价值, 在正常情况下具有抗肿瘤、抗感染等重要作用, 对机体有利, 但如持续释放或产生过多或与其他细胞因子的关系失调, 又会引起机体发热、休克、恶病质或器官出血性坏死等, 成为造成组织广泛损伤的促炎症因子, 参与疾病的发病机制. Kleine et al[14-15]证实, 脑内多种在结构和功能方面与巨噬细胞相似的细胞如神经元、小胶质细胞、血管内皮细胞在生理状态下均可合成分泌TNF-α等细胞因子, 在炎症情况下这些因子水平多显著升高, 并对中性粒细胞有明显趋化作用, 国外不同实验室也证实, 在脑损伤时, 脑组织产生了炎症反应[16-17]. Santucci et al[18]研究表明, 给大鼠服用NSAIDs, 可导致早期血浆中TNF-α浓度增加, 胃黏膜损伤加重, 应用TNF-α转换酶抑制剂(TACE)可使血浆中TNF-α下降, 降低TNF-α mRNA的表达. 张伟 et al[19]用小剂量阿司匹林灌服大鼠, 免疫组化测定TNF-α表达的阳性率为92.8%, 而且TNF-α与胃黏膜损伤指数呈正相关, 表明TNF-α与胃黏膜损伤关系密切, 并在其发病机制中有一定意义.

本实验中, 应激组与假手术组比较, 血清TNF-α含量明显增高(P<0.01), 且随着应激时间的延长, 应激组血清TNF-α的含量逐渐增加, 各时点间有显著性差异(P<0.01), 胃黏膜的损伤亦逐渐加重(P<0.01), 其6, 24 h组与假手术组相应时段比较有显著性差异(P<0.01), 且血清TNF-α含量与UI呈正相关(r = 0.68, P<0.01). 提示急性脑外伤时血清TNF-α明显升高, 与应激性溃疡的产生有一定关系, 其可能发生机制为[20-29]: (1)激活血管内皮细胞, 促进血凝和血管收缩, 影响血管通透性, 并上调内皮细胞上的细胞间黏附分子的表达, 从而使中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞与血管内皮细胞表面的黏附增强, 导致炎细胞浸润; (2)对中性粒细胞和单核巨噬细胞具有刺激作用, 可增强其吞噬功能, 并使之脱颗粒释放多种炎性介质, 如氧自由基、细胞因子及弹性蛋白酶等, 这些都是强力破坏组织的因素, 可造成胃黏膜损伤; (3)与其他细胞因子及炎症递质相互作用, 引起多种致损伤因子发生连锁反应. TNF-α能诱导IL2l, IL26等的基因表达, 活化磷脂酶A2(PLA2), 致使花生四烯酸分解, 产生PAF, LTs, PGEs, TXA2等炎性递质, 从而加剧炎症反应及微循坏障碍; (4)通过灭活组织纤溶酶原激活物而抑制纤溶反应, 通过增强组织因子表达下调血栓调理素表达而激活凝血系统, 导致毛细血管微血栓形成, 引起血液流变学和血流动力学改变, 使胃黏膜产生缺血性病变.

总之, 急性胃黏膜病变的发病是多种因素综合作用的结果, 本实验结果表明, 血清TNF-α与胃黏膜损伤程度密切相关, 其在颅脑外伤并发急性胃黏膜病变的发病中起一定作用.

评论
背景资料

对于急性胃黏膜病变的发病机制, 研究较多的是胃黏膜血流减少和微循环障碍、胃酸分泌异常和胃黏膜屏障功能的破坏、胃运动功能异常、神经内分泌失调、心理因素等, TNF-α的作用报道甚少. 有些学者给大鼠服用NSAIDs, 建立急性胃黏膜病变模型, 提出TNF-α与胃黏膜损伤关系密切, 本研究建立了大鼠Â脑外伤急性胃黏膜病变模型, 发现TNF-α在急性胃黏膜病变的发病中起一定作用.

同行评价

本文研究了肿瘤坏死因子(TNF-α)在大鼠脑外伤后急性胃黏膜病变中的作用, 科学性好, 结果可信, 结论可靠, 有较高的指导意义.

电编:张敏 编辑:张焕兰

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