肠粘膜屏障功能的再认识

肠粘膜屏障功能的再认识山东省千佛山医院ICU张明肠粘膜屏障正常肠道具有的、较为完善的功能隔离带，将肠腔与机体内环境分隔；防止肠道内有害物质和病原体进入机体，是维持内环境稳定的重要屏障；防止致病性抗原（肠腔内的细菌、有毒物质、致癌物质、食物抗原物质等）侵入肠粘膜进入体内其他组织器官。肠粘膜屏障的组成机械屏障：粘膜上皮维持肠粘膜细胞的正常结构化学屏障：粘液免疫屏障：粘膜细胞的分泌型IgA、粘膜内及粘膜下各种免疫细胞生物屏障：正常的肠道菌群机械屏障由肠道粘膜上皮细胞、细胞间紧密连接等构成；能有效阻止细菌穿透粘膜进入深部组织；肠道粘膜上皮的完整性及正常的再生能力是肠粘膜屏障的结构基础。组成：胃肠道分泌的胃酸、胆汁、各种消化酶、溶菌酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂等化学物质组成。作用：胃酸可杀灭进入胃肠道的细菌，抑制细菌在胃肠道上皮的粘附和定植；溶菌酶可破坏细菌的细胞壁，使细菌裂解；粘液中的补体成分可增加溶菌酶及免疫球蛋白的抗菌作用；肠道分泌的大量消化液可稀释毒素,冲洗清洁肠腔,使潜在的条件致病菌难以粘附到肠上皮上。化学屏障免疫屏障肠粘膜分泌的sIgA具有抗感染、抗肿瘤、抗过敏作用，可有效防御、抵制细菌、病毒和毒素的入侵。免疫屏障的结构基础：1.粘膜上皮内及固有层内的免疫组织：粘膜上皮细胞、上皮内淋巴细胞、固有层浆细胞。2.肠壁内淋巴组织：上皮下集合淋巴小结、孤立淋巴小结。肠粘膜上皮内淋巴细胞起重要作用，其产生的细胞因子可保持肠粘膜屏障完整性。这些细胞因子的异常可导致多种肠道疾病。肠道正常的免疫功能是调控这些细胞因子的保障。JOURNALOFINTERFERON&CYTOKINERESEARCH.33(10):551-562生物屏障肠道内正常菌群对外袭菌的定植抵抗力及菌群的聚集构成生物屏障。作用：专性厌氧菌（乳酸杆菌、双歧杆菌等）竞争抑制肠道中致病菌与肠上皮结合，抑制其定植和生长；分泌醋酸、乳酸、短链脂肪酸等，降低肠道pH值与氧化还原电势，与致病菌竞争利用营养物质，从而抑制致病菌的生长；肠粘膜表面的共生菌可直接调节肠道抗感染能力。肠粘膜屏障功能损害机械屏障损伤：肠粘膜缺血、缺氧血管通透性增加粘膜上皮水肿上皮细胞膜及细胞间连接断裂细胞坏死或凋亡应激状态肠通透性增加创伤早期肠粘膜机械屏障损伤因素肠道有效循环血量不足肠粘膜上皮细胞摄取和利用氧的能力降低肠腔内细菌过度繁殖，细菌和内毒素易位肠道抗原递呈细胞激活，释放炎症介质、细胞因子机械屏障损伤化学屏障损伤创伤、感染、休克等应激状态胃肠功能受抑制sIgA分泌减少消化液、粘液分泌减少细菌粘附、定植增加细菌易位胃肠淋巴组织受抑制SIRS、MODSMOF免疫屏障损伤体液免疫受损肠道产生sIgA的功能受抑制，sIgA含量减少合成sIgA的浆细胞数量减少被sIgA包被的G-菌减少，肠道抗定植能力下降细胞免疫受损细菌内毒素直接损伤细胞免疫功能细菌内毒素激活炎症介质的级联反应，产生大量细胞因子生物屏障损伤胃肠蠕动受抑制肠粘膜上皮摄氧障碍肝肠循环紊乱机体与正常菌群及各正常菌群之间失平衡肠道内细菌过度繁殖肠道微生态平衡失调应激状态肠粘膜改变在SIRS形成过程的作用应激肠道缺血肠道上皮损伤肠道通透性增加细菌和内毒素易位SIRSDigestion.2013,88:193–208肠粘膜屏障完整性的损害是造成细菌或内毒素易位的主要原因Orv.Hetil.2014,155(8):304–312.肠粘膜屏障功能的监测肠粘膜屏障通透性测定二胺氧化酶（DAO）测定循环D-乳酸测定糖分子探针比值测定：最常用的是甘露醇和乳果糖探针，乳果糖/甘露醇增加表示肠通透性增加。其他：核素探针法、聚乙二醇类探针法、肠反射系数测定法等。肠粘膜屏障功能的监测细菌易位监测血液内细菌易位监测：血培养外周血中细菌DAN片段检测：PCR方法血浆内毒素含量：内毒素是G-菌细胞壁的脂多糖成分肠粘膜组织学观察年龄对肠粘膜的影响年轻狒狒和老年狒狒的结肠镜下结构无差异。A：年轻；B：老年结肠组织的髓过氧化物酶（MOP）活性也无差异JGerontolABiolSciMedSci.2013,68(9):1045–1056年龄对肠粘膜的影响老年狒狒结肠的电阻下降，通透性增加；老年狒狒结肠组织中的TNF-γ、IL-6、IL-1β水平显著升高。研究结果提示：老年是肠功能障碍的高危因素。JGerontolABiolSciMedSci.2013,68(9):1045–1056炎症与营养不良对肠粘膜屏障的影响炎症使感染3d后乳猪的肠乳糖酶活性降低，绒毛长度缩短，隐窝变深；半量喂养使肠道隐窝变深。ABCDV:感染和非感染相比P0.05;F:全量和半量喂养相比P0.05WorldJGastroenterol.2013,19(31):5094-5102炎症与营养不良对肠粘膜屏障的影响炎症使肠道通透性明显增加，营养不良对肠道通透性无显著影响。WorldJGastroenterol.2013,19(31):5094-5102炎症对肠粘膜免疫屏障的影响一项研究在小鼠的小肠粘膜内注射脂多糖（LPS）建立内毒素血症模型小肠粘膜的分泌型IgA水平明显降低内毒素血症降低小肠粘膜的CD8+T细胞（图D）、IgA+B细胞水平（图F），增加淋巴细胞的凋亡（图G）。WorldJGastroenterol.2009,15(46):5843-5850炎症对肠粘膜免疫屏障的影响化疗对肠粘膜屏障的影响化疗使肠粘膜固有层的金属蛋白酶（MMP）分泌增加，导致粘膜上皮的紧密连接蛋白分解，粘膜完整性受到破坏，出现细菌性易位或腹泻。CurrOpinSupportPalliatCare.2013,7:155–161肠内营养维持肠粘膜细胞的正常结构、细胞间连接和绒毛高度，保持肠粘膜的机械屏障；维持肠道固有菌比值的正常生长，保持肠粘膜的生物屏障；有助于肠道细胞正常分泌sIgA，保持肠粘膜的免疫屏障；刺激胃酸及胃蛋白酶分泌，保持粘膜的化学屏障。SAP小鼠的肠上皮细胞凋亡指数（AI）显著高于对照组；与单纯的肠外营养相比，肠内营养可显著降低SAP的肠上皮AI；加用谷氨酰胺治疗，对肠上皮AI的降低更明显。EurRevMedPharmacolSci.2013,17:1529-1535与肠外营养相比，术后第1d给予肠内营养可以改善术后7d的肠道通透性，降低血内毒素水平。ChinJCancerRes.2013,25(3):299-305谷氨酰胺肠粘膜代谢的重要底物保持肠道粘膜结构的完整性调节肠道局部和全身免疫功能，促进sIgA的合成和分泌降低细菌粘附减轻内毒素血症导致的肠粘膜氧自由基损伤谷氨酸盐（GLM）可以改善TPN小鼠的肠粘膜萎缩和肠粘膜屏障功能TPN使空肠绒毛长度明显缩短，GLM可改善此变化。FASEBJ.PublishedonlineFebruary4,2014.谷氨酰胺显著增加TPN小鼠的肠上皮细胞增殖（2.5倍）。PCNA：增殖细胞核抗原FASEBJ.PublishedonlineFebruary4,2014.谷氨酰胺注：血清二胺氧化酶(DAO)、内毒素脂多糖(LPS)、尿中乳果糖与甘露醇比值(I/M)。两组均给予肠内营养制剂，试验组含谷氨酰胺。谷氨酰胺可显著降低胃癌术后患者的尿L/M、DAO、LPS、TNF，即可改善肠道通透性，降低内毒素水平。中华胃肠外科杂志.2011,14(6):436-439.微生态调节剂包括益生元和益生素最常用的有乳酸杆菌制剂、双歧杆菌合剂等。作用：直接补充肠道正常菌群或选择性刺激正常菌群生长繁殖；竞争性抑制肠外细菌的定植和条件性致病菌的过度生长，减少细菌易位。益生菌可维持肠粘膜完整性及功能A:对照组；B:益生菌组；C:DSS（诱发肠炎）组；D:DSS+益生菌组B示小鼠结肠粘膜正常；C可见隐窝破坏；D示隐窝恢复益生菌可显著增加结肠粘膜的杯状细胞数量，使DSS造成的损害得以修复。ImmunopharmacolImmunotoxicol.2013,35(3):403–409黎介寿等通过研究认为，植物乳杆菌（L2）可以有效减轻缺血和再灌注（I/R）损伤所致的肠道感染小鼠的细菌易位。DigDisSci.2011,56:3187–3194英国的一项研究显示：乳酸菌不能改善危重患者的胃细菌定植、肠道通透性、内毒素释放、CRP水平，也不能降低脓毒症的发生率和死亡率。但可以显著降低治疗15天的血IL-6水平。提示肠内服用乳酸菌可以减轻危重患者较晚期的全身炎症反应。胃液细菌定植情况ClinicalNutrition.2005,(24):211–219对危重患者效果如何？ClinicalNutrition.2005,(24):211–219肠道通透性内毒素水平IL-6水平ClinicalNutrition.2004,23:1069–1073益生菌对肠道的免疫功能无明显影响，在外科手术患者的肠道粘膜固有层内并没有发现免疫细胞的增多。中药：小檗碱（黄连素）小檗碱可以降低脓毒症小鼠的血TNF-γ和IL-6水平，增加肠粘膜紧密连接蛋白Claudin-4的表达（A），减少肠粘膜上皮细胞的凋亡（B,深色为凋亡细胞）。12h24hA对照组治疗组B对照组治疗组EuropeanJournalofPharmacology.2014,730:1–7中药：大黄大黄可以显著降低烧伤患者血清内毒素和二胺氧化酶水平，提示大黄可改善肠道粘膜的通透性。中华烧伤杂志.2011,27(5):337-340血液净化对肠粘膜屏障的影响一项研究证实，急性胰腺炎可以导致血二胺氧化酶（DAO）、内毒素水平、肠上皮通透性增加，肠上皮的电阻降低。血液净化前，两组SAP患者的指标无差异。IntJArtifOrgans.2010,33(10):706-715血液净化对肠粘膜屏障的影响血液净化可以改善肠道粘膜的通透性，降低血内毒素水平。IntJArtifOrgans.2010,33(10):706-715血液净化对肠粘膜屏障的影响血液净化使SAP患者肠道的丝状肌动蛋白的重排减弱，即改善了细胞支架的不稳定性，利于维持肠粘膜完整性。IntJArtifOrgans.2010,33(10):706-715重组人生长激素促进蛋白合成；维持肠粘膜上皮正常形态和结构；增强肠粘膜谷氨酰胺酶的活性，促进肠上皮细胞对谷氨酰胺的利用；利于肠粘膜增生与修复；增强机体免疫力等。TPN联合谷氨酰胺和生长激素可显著升高门脉高压患者术后第10d的CD4、CD4/CD8、IgG、IL-2，降低TNF-α和CRP。WorldJGastroenterol.2007,13(15):2223-2228TPN联合谷氨酰胺和生长激素可有效改善门脉高压术后患者的肠道通透性，增加肠绒毛长度，增加PNCA（增殖细胞核抗原）表达。WorldJGastroenterol.2007,13(15):2223-2228间充质干细胞（MSC）国内研究发现，腹腔内注射异体MSC可抑制急性胰腺炎后促炎因子水平，减轻肠黏膜损伤中华医学杂志.2013,93(12):951-955其他治疗药物表皮生长因子（EGF）胰岛素样生长因子-1（IGF-1）精氨酸水溶性羟二乙基纤维素等选择性消化道去污染：口服抗生素（新霉素、多粘霉素、妥布霉素等）。保持胃肠道pH值促进胃肠道蠕动小结危重患者处于严重应激状态，极易出现肠粘膜功能障碍。肠粘膜屏障的损害使肠通透性增加，细菌易位启动SIRS，最终导致MODS。肠粘膜屏障功能的监测和保护应引起临床医师的高度重视。对于危重患者，建议联合应用多种预防和治疗方法以减少肠粘膜屏障的损害。谢谢！