文献综述 Open Access
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世界华人消化杂志. 2008-04-28; 16(12): 1317-1322
在线出版日期: 2008-04-28. doi: 10.11569/wcjd.v16.i12.1317
重症急性胰腺炎与胃肠动力障碍的研究进展
何志宇, 陈光远
何志宇, 陈光远, 四川大学华西医院中西医结合科 四川省成都市 610041
通讯作者: 陈光远, 610041, 四川省成都市, 四川大学华西医院中西医结合科. cgy@medmail.com.cn
电话: 028-81812728
收稿日期: 2007-11-15
修回日期: 2008-02-29
接受日期: 2008-04-21
在线出版日期: 2008-04-28

重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)常伴有胃肠动力障碍. 本文就神经、激素、炎症因子、缺血再灌注损伤对胃肠动力的影响的研究进展等方面进行综述, 阐明了改善胃肠动力在SAP治疗中的意义.

关键词: 重症急性胰腺炎; 胃肠动力

引文著录: 何志宇, 陈光远. 重症急性胰腺炎与胃肠动力障碍的研究进展. 世界华人消化杂志 2008; 16(12): 1317-1322
Advances in study of severe acute pancreatitis and gastrointestinal dysmotility
Zhi-Yu He, Guang-Yuan Chen
Zhi-Yu He, Guang-Yuan Chen, Department of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, West China Hospital of Sichuan University, Chengdu 610041, Sichuan Province, China
Correspondence to: Guang-Yuan Chen, Department of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, West China Hospital of Sichuan University, Chengdu 610041, Sichuan Province, China. cgy@medmail.com.cn
Received: November 15, 2007
Revised: February 29, 2008
Accepted: April 21, 2008
Published online: April 28, 2008

Gastrointestinal dysmotility often occurs in patients with sever acute pancreatitis. This article reviews the effect of nerve, hormone, inflammatory factors and ischemia-reperfusion injury on gastrointestinal dysmotility. It elucidates that the gastrointestinal dysmotility is significanly relieved ater treatment of acute pancreatitis.

Key Words: Severe acute pancreatitis; Gastrointestinal dysmotility


0 引言

重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)患者常伴有胃肠动力障碍, 早期可表现为胃潴留、十二指肠运动迟缓和麻痹性肠梗阻等[1-2]. 动物实验证实急性坏死性胰腺炎(acute necrosis pancreatitis, ANP)发生胃排空和肠转运明显减慢[3]. 但相关机制仍不清楚. 本文就SAP发生胃肠动力障碍研究进展, 改善胃肠动力对治疗SAP意义进行了探讨.

1 SAP胃肠动力障碍机制研究进展

一般说来, 胃肠动力主要受神经和内分泌两方面调节. 此外, 炎症状态下免疫系统激活, 释放大量炎症介质参与了胃肠动力障碍的发生、发展过程. 缺血、缺氧及缺血再灌注、氧自由基的损伤也使胃肠运动障碍加剧.

1.1 神经系统功能对胃肠运动的影响

1.1.1 肠神经系统: 肠神经系统(enteric nervous system, ENS)是控制与协调胃肠运动、血供、分泌的独立神经系统, 贯穿整个胃肠道, 两个主要的神经丛(黏膜下丛位于固有层中, 肌间神经丛位于纵行肌及环行肌之间)包含约108个神经元. 他有独立的感觉、运动(兴奋与抑制)及中间神经元. 包括肾上腺、胆碱能、非肾上腺非胆碱能(non-adrenergic and non-cholinergic, NANC) 神经元. 反射功能独立于中枢神经之外, 也可以通过传入、传出神经与(central nervous system, CNS)建立联系[4].

近年来较为引人注目的是肽能神经(属非肾上腺非胆碱能)及一氧化氮(NO)的研究[5]. 特别是NO, 作为一种抑制性NANC神经元的传递介质, 在NO合成酶(nitric oxide synthase, NOS)介导下形成的, 人体胃肠道组织中均有NOS的分布, 在胃排空的肠壁机械感受器和化学感受器的反馈调控中发挥重要作用[6]. NO能神经的紊乱可能造成正常兴奋与抑制的失衡, 导致胃肠动力异常[7], 应用NOS抑制剂可清除压力诱导的胃容受性舒张, 说明NO能诱导胃肠道舒张, 抑制胃的运动[8]. 近来的研究还进一步论证了NO在消化间期移行性复合运动(migrating motor complex, MMC)调控中也起到极其重要作用[9]. SAP时胰腺组织周围大量消化酶、血管活性物质、坏死组织及其崩解产物, 直接刺激肠系膜根部神经及胃肠道组织, 引起水肿、麻痹. 胰腺炎相关腹水(pancreatitis associated ascitic fluid, PAAF)注射入健康大鼠24 h后, 小肠肌间神经丛和黏膜下层NANC神经元中一氧化氮合酶(nNOS)表达增加、活性增强进而产生大量NO, 引起胃肠电生理紊乱, 抑制胃肠运动[10]. 但是NOS抑制剂并不能完全逆转PAAF引起的胃肠动力抑制, 推测与NANC能神经释放的另一种抑制神经递质血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)升高有关[1]. 现已发现神经型的一氧化氮合酶(nNOS)在神经末梢中与VIP共存肌间神经丛和黏膜下神经丛[11-13], 有学者认为神经活动中神经末梢释放的NO刺激VIP的释放, 表明VIP的释放有赖于NO的形成[14-16]; Ljung et al认为VIP抑制肠动力作用与NO无关[17]. 所以共染的意义目前尚不能完全解释. 二者对消化道的抑制性调节是各自独立的作用还是互为因果目前还存在分歧.

1.1.2 迷走神经: 迷走神经是胃肠道主要外来神经, 主要协调ENS功能. SAP时, 应急反应明显, 表现为交感神经兴奋和迷走神经抑制, 导致消化道功能的普遍抑制, 运动减弱, 分泌、吸收减少. 近年来"神经-内分泌"抗炎通路成为研究的热点, 其中迷走神经及其递质乙酰胆碱(acetylcholine, Ach)具有重要的抗炎作用. 解除迷走神经抑制, 使Ach的合成增多能减轻SAP机体炎性反应[18-20]. Monroe et al[21]发现刺激中枢的迷走神经能减轻胃容量, 加速胃排空.

1.2 内分泌因素对胃肠运动的影响

1.2.1 胃肠肽对胃肠运动的调节: 胃肠肽大约有30多种, 主要由肠神经系统、胃肠道内分泌细胞自分泌和旁分泌产生, 主要在局部发挥作用, 其中胃动素(motilin, MTL), 血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide, VIP), 生长抑素(somatostatin, SS), P物质(substance P, SP)是与胃肠动力密切相关的胃肠激素[22-23]. 在SAP时, 血液中MTL、SP浓度降低, VIP浓度升高. 这些激素与胃肠道动力障碍有密切的关系[22]. MTL: 由小肠上部的Mo细胞释放, 研究表明血浆MTL在MMC不同时相呈周期性变化, 血浆MTL峰值出现在MMCⅢ相[24-26]. Jonsson et al报道胃动力障碍者胃排空延迟, MMCⅢ期减少或缺失; 同时各时相血中胃动素浓度均低于正常水平, 缺乏胃动素分泌高峰[27]. 给清醒狗局部空肠动脉灌注MTL, 可引起MMCⅢ相收缩, MTL抗血清可阻断这一作用[28]; 胃壁和十二指肠壁的肌间神经丛内有MTL阳性神经元和神经纤维存在[29]. 证明MTL是MMC的启动因素. SS: 是一种典型的脑肠肽, 主要分布于胃、十二指肠、结肠和胰腺, 对多种生理功能具有抑制作用, 包括: 抑制几乎所有生理性内、外分泌反应, 抑制胃MMC和胃排空, 抑制肠道内容物转运. SS直接引起胃平滑肌细胞的舒张作用很弱, 但可以明显抑制五肽胃泌素对胃肌细胞的收缩作用, 这种抑制作用不通过cAMP途径, 可被生长抑素抗血清所阻断, 表明胃平滑肌细胞生长抑素受体的特异性[30-31]. Tack et al发现十二指肠腔内的SS浓度在MMCⅢ相达到高峰[32], 推测可能是SS通过腔内释放来调节MMC. 以往多认为生长抑素类似物-奥曲肽也可使胃肠动力减弱, 抑制胃肠蠕动[31,33-34]. 李立 et al临床观察却提示: 治疗剂量奥曲肽对SAP患者胃排空无抑制作用, 对SAP患者肠蠕动起促进作用. 其机制可能是: 刺激十二指肠MMC的产生, 抑制了VIP的活性, NO排出减少[35]. 而SS-14引起豚鼠的胃及小肠的环行平滑肌收缩[36]. 以上研究表明SS对胃肠运动的确切作用有待进一步研究. SP: 是兴奋性神经递质之一, 可刺激平滑肌收缩, 特别是对空肠、回肠和结肠的平滑肌. SP对胃肠道的纵肌和环肌有双重的收缩效应: 直接的短时作用和紧接着由胆碱能神经释放Ach引起的长时作用, 阿托品可抑制注射SP引起胃体和胃窦收缩, 六甲胺加速SP引起的胃窦收缩, 并接受迷走神经调控[37]. 脑室内注射SP能使动物胃肠运动由餐后型变为消化间期型MMC[38-40]. Seerden et al研究证明SP能促进SAP大鼠小肠平滑肌收缩[3]. VIP: 主要胰腺、肠道NANC神经元释放, 为抑制性神经递质之一, VIP可减慢胃排空, 参与结肠扩张和疼痛刺激引起的胃的反射性舒张[41]. VIP浓度在500 pmol/(Kg•min)以上可以明显抑制MMC[17]. 而VIP抗体能阻断电刺激和迷走神经反射所引起的胃肌条收缩.

近10年新发现的胃肠激素, 如瘦素(leptin)、饥饿激素(ghrelin)、甘丙素样肽(galanin-like peptide)、增食欲素(orexin). 他们的一个共同特点是与摄食及胃肠运动有关, 其中瘦素对MMCⅡ相有重要作用[42]. Chey et al报道在急性胰腺炎AP的急性期血浆内皮素-1(endothelin; ET-1)升高, 可能是肠道动力紊乱的机制之一[43]. 这些激素与SAP肠动力障碍的关系需要进一步证实.

1.2.2 胃肠肽受体对胃肠动力的影响: 胃肠肽作用的靶位是胃肠平滑肌细胞表面的特异性受体. 这些受体多属于G蛋白偶联受体族, 由一条多肽链组成, 有7个跨膜区, 一个N端胞外区和一个C端胞质区. 受体的重要特征就是高特异地识别和结合胃肠肽, 通过不同信号途径进行转录和翻译. 受体表达的多少及受体的亲和力大小对胃肠肽发挥生理作用有重要影响. 炎症可以改变使胃肠肽受体量的表达及受体亲和力, 势必影响胃肠动力. 如SS-R(somatostatin recepter)各亚型均和G蛋白偶联[44-46], SS-R3介导胃平滑肌松弛[47], 而在肠平滑肌则介导收缩[44]. 胃肠平滑肌细胞膜上既有兴奋型受体也有抑制型受体, 同一细胞上还有同一受体多个亚型的共存现象[48].

最近研究证明, 激素作用除了与受体作用外, 还通过神经途径起作用. 胃动素受体在人十二指肠和结肠肠神经元的广泛表达就是有力的证据[49]. 激素等体液信号首先作用于迷走神经的MTL受体[29], 由迷走传入神经传送到下丘脑进行翻译和整合, 然后发出指令, 通过迷走传出神经实现对各种生理活动的调节作用.

1.3 缺血、缺氧、缺血再灌注和氧自由基损伤

SAP时胃肠道组织水肿、麻痹, 肠腔内压升高, 肠壁微循环障碍, 组织缺血、缺氧. 胃肠平滑肌能量生成不足, 蠕动减弱; 缺血再灌注后, 黄嘌呤氧化酶氧化次黄嘌呤产生大量氧自由基, 进一步损伤肠壁, 加重胃肠运动障碍[50]. SAP时系统性炎症反应(systemic inflammatory reaction syndrome, SIRS)明显, 中性粒细胞被激活, 呼吸爆发后产生大量的活性氧. 全身及肠道自由基, 加重胃肠组织损伤的免疫功能下降, 使肠道细菌容易突破受损的黏膜, 形成肠道菌群易位及内毒素血症[51], 毒素及代谢产物对肠道的直接损伤导致代谢障碍, 平滑肌收缩能力降低.

1.4 炎症因子对胃肠动力的影响

近来发现炎症因子对胃肠动力有重要的影响. 白介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)可能是通过脂氧化酶引起大鼠胃底松弛[52]. 第四脑室注射肿瘤坏死因子受体-Fc(TNFR-Fc)能逆转脂多糖内毒素(lipopolysaccharide, LPS)引起的胃肠动力障碍, 证明TNF-α在胃肠动力障碍中起重要介导作用[53]. Sarna et al通过人离体结肠进一步研究证实LPS及炎症因子如TNF-α可激活平滑肌细胞转录因子核因子NF-κB, 进而通过NF-κB亚单位p50和p65促进ICAM-1的表达, 而抑制平滑肌细胞膜L型Ca2+通道1C亚单位表达, 从而抑制平滑肌收缩. 提示炎症参与了胃肠动力障碍过程. 急性胰腺炎特别重症急性胰腺炎, 常常伴有严重的炎症反应, 从局部炎症反应阶段发展到全身播散的SIRS阶段时, 体内炎症细胞活化产生大量炎症介质, 同时胰腺无菌坏死和感染也可激活胰腺组织中的巨噬细胞, 合成和释放多种细胞因子如TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8[56-59]等, 这些细胞因子可能与SAP胃肠动力障碍有关.

另外, 神经、内分泌、炎症因子的相互作用: (1)促炎症介质与激素具有双向调节作用, 常进行交叉对话, 正常情况下, 激素与前炎症介质处于恰当的平衡中. 他们之间的平衡在炎症状况下被打破, 导致激素水平异常, 激素与炎症因子比率发生变化, 进而产生内分泌的抵抗, 势必进一步改变激素水平. 同时激素变化也可以改变炎症因子水平[60], 如Ghrelin能抑制IL-1的表达而减轻炎症反应, SS能抑制实验性胰腺炎的炎症反应, VIP能抑制巨噬产生IL-1β、TNF-α的表达, 降低实验性胰腺炎胰酶水平、改善胰腺病理损害[61]. 胃肠激素如SS-R、VIP-R、SP-R等激素受体存在于肥大细胞、单核巨噬细胞等免疫细胞中. SP能刺激巨噬细胞活性, 影响细胞因子产生、吞噬功能的增强、溶酶体酶的合成等; 还可触发肥大细胞蛋白酶释放和颗粒形成. SS则抑制肥大细胞分泌. VIP能抑制多种细胞因子, 如IL-2、IL-4、IL-5、IL-6和INF-γ等的合成与分泌, 这些细胞因子主要是由CD4+的Th细胞产生[62]. VIP可通过激活T细胞受体, 降低IL-2 mRNA的转录及其稳定性, 使IL-2在mRNA和蛋白质水平下调; 而IL-2的降低又可减少T细胞的增殖, 继而影响T细胞的功能, 使IL-4的合成降低. SP诱导单核细胞IL和TNF的释放, 刺激单核细胞TNF-α的分泌[63]. (2)神经和免疫系统之间是密切配合、相互协调的. 肠神经不仅支配肌肉、上皮细胞, 也调控肥大细胞、浆细胞等免疫细胞和神经内分泌细胞[64]. 同时神经和免疫系统相互作用的分子基础是两系统共用的一些肽类激素、细胞因子、递质及其受体. 这些共用的因子起着双向的信息传递作用. 如降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)可能是神经-免疫系统相互调节的介导物质之一[65]. 迷走神经-胆碱能抗炎通路能调节炎症反应, 减少细胞因子的表达[20]. 既然神经、胃肠肽、炎症因子之间关系密切, 那么他们之间的相互作用就可能影响胃肠动力. 但这方面的研究比较少, 还不明确他们与胃肠动力之间的具体联系.

2 改善胃肠动力对治疗SAP的意义

胃肠道各种功能与胃肠动力密切相关, 正常的胃肠动力是维持其他功能的关键. 临床观察发现胃肠功能恢复早的SAP患者, 病情很快得到控制. 改善胃肠动力: 可以降低肠腔内压, 增加胃肠道供血, 改善组织微循环, 减轻缺血、缺氧对胃肠壁黏膜的机械性损伤, 同时减少了缺血再灌注时产生的大量氧自由基的损伤; 可以抑制菌群失调, 维持正常的肠道内微生态环境[66-67]; 保持良好的血液、淋巴循环, 促进肠道IgA的合成和S-IgA的释放, 黏膜免疫力增强; 通过上述机制改善了胃肠道屏障功能, 防止了细菌及毒素移位, 预防SAP合并的胰腺、胰周感染[68-70]. 因此改善胃肠动力对SAP有积极的治疗意义[71].

3 结论

目前有关SAP发生胃肠动力障碍机制还不明确. 由于在基础研究方面取得长足的进步, 胃肠动力研究已从器官、组织水平进入到单个细胞和遗传基因的分子阶段, 范围涉及神经系统、胃肠肽类激素、受体及受体后转导、炎症因子如TNF-α, IL-6, LPS, NO等分子对胃肠动力的调节, 另外, 免疫组化、PCR、Western blot、基因克隆、基因敲除和基因芯片等技术的开发和应用, 也为胃肠动力性疾病的深入研究, 开辟了新的途径[72]. 也为SAP胃肠动力障碍研究提供了丰富的理论基础和科学的研究手段. 相信这方面的研究会越来越深入, 并深入揭示SAP胃肠动力障碍的本质.

另外, 中医药在促进胃肠动力方面疗效确切, 有很多促进胃肠动力的经典方剂如大承气汤、柴芩承气汤、清胰汤等[73-74]. 清胰汤能提高AP患者血清MTL水平, 改善胃肠动力, 清胰汤中白芍、木香、延胡索和大黄对结肠平滑肌有直接兴奋作用, 其中白芍最为显著[74]. 但具体机制未能明确阐述, 加强这方面的研究有助于让中医药走向世界, 同时提高对SAP的治疗效果.

评论
背景资料

重症急性胰腺炎(SAP)常伴有胃肠动力障碍, 临床观察发现胃肠功能恢复早的SAP患者, 病情很快得到控制. 此前大多数研究多停留在神经、激素水平. 胃肠动力主要受神经和内分泌两方面调节. 此外, 炎症状态下免疫系统激活, 释放大量炎症介质参与了胃肠动力障碍的发生、发展过程. 缺血、缺氧及缺血再灌注、氧自由基的损伤也使胃肠运动障碍加剧.

同行评价者

张吉翔, 教授, 南昌大学第二附属医院消化内科.

研发前沿

近年来, 炎症因子与胃肠动力的关系成为研究热点.

相关报道

Hermann et al使用TNFR-Fc第四脑室注射能逆转LPS引起的胃肠动力障碍; Sarna et al通过离体研究证实胃肠道炎症可影响平滑肌收缩功能.

应用要点

神经、激素与炎症因子的相互作用对SAP引起的胃肠动力障碍的影响还没有相关研究, 加强这些方面的研究有助深入了解SAP胃肠动力障碍的机制.

同行评价

本文就重症急性胰腺炎与胃肠动力障碍研究进展进行综述, 具有一定的前沿性.

编辑:李军亮 电编:郭海丽

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