王毓鋒(綜述),施寶民(審校)同濟大學(xué)附屬同濟醫(yī)院普外科,上海 200065
高脂血癥性急性胰腺炎微循環(huán)障礙機制研究進(jìn)展
王毓鋒(綜述),施寶民(審校)
同濟大學(xué)附屬同濟醫(yī)院普外科,上海 200065
高脂血癥性急性胰腺炎(hyperlipidem ic acute pancreatitis,HLAP)已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點,尤其對于其發(fā)病機制的研究也越來越多。其中微循環(huán)障礙與HLAP的發(fā)生之間存在著密切關(guān)聯(lián)。高脂血癥能夠改變血流動力學(xué),損傷內(nèi)皮細(xì)胞,引起缺血再灌注損傷。此外,多種炎癥遞質(zhì)的釋放也不同程度地促進(jìn)了胰腺炎的進(jìn)展。
高脂血癥性胰腺炎;微循環(huán);機制
高脂血癥是國內(nèi)繼膽石癥和酒精之后引起急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)的第三大病因。隨著人們生活水平及飲食結(jié)構(gòu)的改變,高脂血癥性急性胰腺炎(HLAP)發(fā)病率逐年增加。Huang等[1]對廣東地區(qū)1999年1月至2005年12月1 582例AP患者進(jìn)行了分析,其中7.8%的患者為HLAP,是15年前的2.6倍。
高脂血癥是HLAP發(fā)病的重要危險因素。大量研究表明,AP的發(fā)生與血清三酰甘油(TG)的升高密切相關(guān),而與血清膽固醇水平無明顯相關(guān)性。對HLAP發(fā)病機制目前尚存在爭議。大致包括以下幾種假說:①游離脂肪酸(FFA)假說:胰脂肪酶在水解過量的TG過程中釋放大量的FFA,F(xiàn)FA不僅能夠直接損傷胰腺細(xì)胞及毛細(xì)血管,還能夠激活胰蛋白酶原,引起胰腺腺泡細(xì)胞的自身消化,從而導(dǎo)致HLAP;FFA還可引起腺泡細(xì)胞鈣超載,加重細(xì)胞損傷;②微循環(huán)障礙假說:高脂血癥時,血液黏稠度明顯增加,大量乳糜顆粒阻塞毛細(xì)血管,血液呈高凝狀態(tài),使微血栓形成,胰腺缺血壞死,導(dǎo)致HLAP;大量炎性遞質(zhì)釋放也是微循環(huán)障礙導(dǎo)致HLAP的重要原因;③氧化應(yīng)激:高脂血癥減少了胰腺組織超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等氧自由基清除物質(zhì),從而導(dǎo)致胰腺組織氧化自由基增加,加重了胰腺損傷[2]。
3.1 胰腺微循環(huán)概述
微循環(huán)是直接參與組織、細(xì)胞的物質(zhì)、能量、信息的傳遞系統(tǒng)。良好的微循環(huán)灌注對于維持組織器官正常的生理代謝功能具有重要作用。
胰腺是集內(nèi)分泌部與外分泌部為一體的消化器官及內(nèi)分泌腺,源自腹腔干的胃十二指腸動脈、脾動脈、腸系膜上動脈等構(gòu)成胰腺復(fù)雜的動脈血管網(wǎng)。胰腺小葉作為胰腺微循環(huán)的基本功能單位,由小葉內(nèi)動脈供血,相應(yīng)小葉動脈間無吻合支,屬于終末動脈。
周總光等[3]研究表明,胰腺微循環(huán)通道主要途徑及血流方向依次為:小葉間動脈—小葉內(nèi)動脈—入島血管—胰島血竇—出島血管—腺泡毛細(xì)血管網(wǎng)—小葉內(nèi)靜脈—小葉間靜脈。不同于其他器官的微循環(huán),胰腺微循環(huán)經(jīng)過了內(nèi)分泌部及外分泌部。神經(jīng)及體液調(diào)節(jié)作用下,胰腺最低灌注量在m in每100 g組織40m L左右。生理條件下,胰腺灌注量是均衡的,主要受生長抑素、促胰液素及縮膽囊素影響[4]。胰腺的結(jié)構(gòu)決定了其對缺血的敏感性,胰腺小葉極易因小葉間動脈結(jié)構(gòu)及功能的改變而發(fā)生缺血壞死,形成了HLAP發(fā)病的解剖學(xué)基礎(chǔ)。
3.2 高脂血癥與微循環(huán)的關(guān)系
高脂血癥是目前引起動脈粥樣硬化、冠心病、胰腺炎等較為常見的病因。高脂血癥不僅能夠改變大動脈形態(tài)及功能,而且還能誘導(dǎo)微循環(huán)發(fā)生表型改變,這種變化往往早于大動脈形態(tài)及功能的改變[5]。高脂血癥對微循環(huán)的改變是影響胰腺功能的關(guān)鍵。
3.2.1 高脂血癥對血流動力學(xué)改變
高脂血癥引發(fā)的血流動力學(xué)改變直接影響人類健康。2005年尤和誼等[6]通過檢測高脂血癥(HL)大鼠胰頭部動脈血流速度及血管半徑來計算胰腺血流量,發(fā)現(xiàn)HL大鼠胰腺動脈的血流速度和血流量均明顯下降,病理切片發(fā)現(xiàn)大鼠胰腺血管壁有脂肪沉積。2013年孫明等[7]對93例高脂血癥及80名健康人群進(jìn)行血流動力學(xué)檢測。結(jié)果顯示高脂血癥患者全血黏度(低切、中切和高切)、血漿黏度、紅細(xì)胞壓積、紅細(xì)胞聚集指數(shù)及紅細(xì)胞剛性均高于健康人群組,但紅細(xì)胞變形指數(shù)低于健康人群組。其中高三酰甘油血癥人群組的上述表現(xiàn)尤為突出。全血黏度升高將增加微循環(huán)阻力,加之紅細(xì)胞剛性增加、變形性降低使紅細(xì)胞攜氧與釋氧速度減弱,造成局部組織缺氧;此外,紅細(xì)胞聚集性增加,血液流速減慢進(jìn)一步造成組織缺血、缺氧,加重?fù)p傷。
Granger等[8]發(fā)現(xiàn),高脂血癥患者白細(xì)胞滾動、黏附、遷移明顯增多,血小板被激活,從而聚集黏附于內(nèi)皮細(xì)胞。
3.2.2 高脂血癥對內(nèi)皮細(xì)胞及血管通透性的影響
內(nèi)皮細(xì)胞是構(gòu)成微循環(huán)血管的重要組成細(xì)胞。任何影響其生理功能的因素均可能引起微循環(huán)變化。
對于高脂血癥患者,過多的TG水解產(chǎn)生大量的FFA,超出血漿白蛋白結(jié)合能力,可直接損傷毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞。并使大量乳糜微粒聚集,阻塞毛細(xì)血管,血液高凝狀態(tài)下形成微血栓,引起微循環(huán)障礙[9]。FFA不僅能夠直接損傷內(nèi)皮細(xì)胞,并且可增強腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子的毒性反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞生物膜損傷,通透性增加,導(dǎo)致使線粒體腫脹、變形,造成組織壞死[10]。
所謂“公移”,《文體明辨序說·公移》稱:“按公移者,諸司相移之詞也;其名不一,故以‘公移’括之?!盵31](P127)“公移”即諸司之間往來公文之統(tǒng)稱?!毒庸偎R》收錄“請勘災(zāi)傷公移桐城”“申明事宜公移”等6篇公移。所謂“告示”,顧名思義,布告、通告大眾的文件?!毒庸偎R》收錄“桐城到任禁約”“舉行鄉(xiāng)約示”“勸貸示”等十一篇告示。剩余的“崇祀類”“請舉類”“旌善類”,及卷四“禁諭類”“批參類”“覆解批語”等內(nèi)容,也都是官府公文或告示。
3.2.3 高脂血癥引起缺血再灌注損傷及氧自由基增加
胰腺本身解剖結(jié)構(gòu)及高脂血癥時血流動力學(xué)改變引起胰腺組織缺血、缺氧,導(dǎo)致缺血再灌注損傷。Menger等[11]發(fā)現(xiàn),胰腺缺血再灌注損傷后,組織損傷與微循環(huán)障礙發(fā)展呈現(xiàn)一致性。缺血再灌注損傷會引起氧自由基增加,氧自由基在胰腺炎早期發(fā)展中起重要作用。預(yù)防性使用抗氧化藥物能夠明顯減輕胰腺炎的嚴(yán)重程度[12]。
3.3 炎癥遞質(zhì)與胰腺炎
目前的研究表明,高脂血癥與胰腺炎的嚴(yán)重程度存在相關(guān)性,炎癥遞質(zhì)在HLAP發(fā)展過程中起重要作用[13]。2013年馬雅鑾等[14]研究發(fā)現(xiàn),高脂血癥小鼠白細(xì)胞介素(IL)-1β、單核細(xì)胞趨化蛋白(IFN)-γ、干擾素(MCP)-1和IL-6水平顯著升高,引發(fā)了系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)。2014年Bosques-Padilla等[15]通過對191例急性胰腺炎患者的研究發(fā)現(xiàn),高脂血癥引起的胰腺炎更易誘發(fā)全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)。
3.3.1 氣體信號分子
3.3.1.1 氧化氮(NO)
NO是最先發(fā)現(xiàn)的一類氣體信號分子,是由血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放,具有舒張血管作用。NO可自由擴散通過生物膜,因此可擴散至周圍微環(huán)境。其生物學(xué)效應(yīng)的實現(xiàn)是通過結(jié)合可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(sGC)受體,影響下游蛋白酶、離子通道和轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)。NO同時具有抗炎和促炎作用,前者可能由于改善了胰腺的微循環(huán),后者可能加重了氧化應(yīng)激損傷和擴張血管造成胰腺的過度灌注[16]。高脂血癥患者的胰腺因缺血而部分失去功能,使NO的產(chǎn)生受到抑制。3.3.1.2一氧化碳(CO)
3.3.1.3 硫化氫(H2S)
一直以來,人們對H2S的認(rèn)識始終停留在“毒物”的層面上,直到1989年Warenycia首次發(fā)現(xiàn)其生理作用,其面紗才被慢慢揭開,成為了第3代氣體信號分子。近年來對H2S的研究發(fā)現(xiàn),不同劑量、組織或疾病狀態(tài)下,H2S表現(xiàn)出促炎和抗炎雙向性,即低劑量具有保護作用,高劑量則能夠生成自由基起到細(xì)胞毒性作用[18]。2012年Sidhapuriwala等[19]在胰腺炎模型上運用炔丙基半胱氨酸(一種具有緩慢釋放H2S并產(chǎn)生半胱氨酸的藥物),證明其通過產(chǎn)生內(nèi)源性H2S發(fā)揮保護作用。2013年Wang等[20]發(fā)現(xiàn),在重癥AP小鼠模型上使用H2S產(chǎn)生抑制劑,能夠通過阻斷腺泡細(xì)胞的凋亡,起到保護作用。
3.3.1.4 氫氣(H2)
H2一直以來被當(dāng)作惰性氣體,一度未發(fā)現(xiàn)生物學(xué)價值,直到2007年日本學(xué)者Ohsawa等發(fā)現(xiàn),H2具有清除氧自由基、減輕氧化應(yīng)激損傷、抑制炎癥反應(yīng)的作用,才逐漸受到重視。目前,H2被認(rèn)為是第4代氣體信號分子。Ren等[21]和Chen等[22]運用創(chuàng)傷以及L-精氨酸引起AP的小鼠進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)H2具有抗氧化作用,通過減少細(xì)胞因子的釋放減輕胰腺水腫以及促進(jìn)胰腺組織增生。然而具體作用機制尚不明確。
3.3.2內(nèi)皮素(endothelin,ET)
ET是由內(nèi)皮細(xì)胞釋放、由21個氨基酸組成的多肽,它有4種亞型,其中ET-1為主要亞型,是種較強的縮血管物質(zhì),參與了AP的發(fā)生、發(fā)展。ET能夠?qū)е乱认傥⒀墀d攣,局部缺血導(dǎo)致胰腺微循環(huán)淤滯;ET也能夠通過影響Ca2+內(nèi)流,并影響心輸出量引起胰腺損傷[23]。2013年,M ilnerow icz等[24]報道了115例患者,其中85例胰腺炎患者的ET-1水平明顯升高,在胰腺炎第5天和第7天ET-1水平升高提示胰腺不可逆損傷以及壞死程度加劇。大量臨床數(shù)據(jù)表明,重癥AP患者血漿ET-1濃度異常升高;AP大鼠模型檢測到胰腺組織中有ET-1mRNA表達(dá)。表明ET-1會加劇內(nèi)臟微循環(huán)障礙并可使胰腺和腸道因持續(xù)缺血而壞死[25]。
3.3.3 P選擇素(P-selectin,Ps)
Ps是選擇素家族中分子量最大,相對分子質(zhì)量約為140000,是一種富含半胱氨酸、高度糖化的整合蛋白。Ps具有止血、促進(jìn)血栓形成、促進(jìn)白細(xì)胞黏附、聚集、浸潤,加重缺血再灌注損傷的功能[26]。2013年許建民等[27]對53例輕癥AP患者、21例重癥AP患者以及16名健康人進(jìn)行Ps測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)重癥AP組明顯高于輕癥AP組,兩組都存在內(nèi)皮細(xì)胞的損傷以及凝血與纖溶系統(tǒng)的激活。2013年馮加銳等[28]通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn),重癥AP組Ps表達(dá)明顯高于對照組。
3.3.4 血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial grow th factor,VEGF)
VEGF是一種具有高度生物活性的功能性糖蛋白,具有很強的促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、繁殖以及增強毛細(xì)血管通透性的能力。VEGF在胚胎發(fā)育、創(chuàng)傷愈合、組織缺血缺氧以及腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移等過程中高表達(dá)。HLAP患者胰腺微循環(huán)缺血缺氧,使VEGF表達(dá)增加。2013年戴璟瑜等[29]進(jìn)行的動物實驗發(fā)現(xiàn),輕重癥胰腺炎小鼠VEGF均表達(dá)增加,而隨著胰腺微循環(huán)障礙加重,VEGF表達(dá)逐漸減少,提示胰腺壞死難以逆轉(zhuǎn)。
3.3.5其他
除上述炎癥遞質(zhì)之外,緩激肽、血小板活化因子、中介素、腫瘤壞死因子、多種細(xì)胞因子(如IL-2等)等與胰腺炎有著密不可分的聯(lián)系。
HLAP發(fā)病機制中,微循環(huán)障礙貫穿始終,對微循環(huán)障礙的研究能讓我們更加深入了解AP發(fā)生機制以及發(fā)展過程。針對改善微循環(huán)障礙的治療方案也將隨著研究的深入不斷更新,必將為HLAP治療提供方向。
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Research advanceon pathogenicmechanism m icrocirculatory disturbance inhyperlipidem ic acute pancreatitis
WANG Yufeng,SHIBaomin
DepartmentofGeneral Surgery,TongjiHospital,TongjiUniversity SchoolofMedicine,Shanghai 200065,China
The research ofhyperlipidem ic acute pancreatitis(HLAP)has attracted w ide attention around the world,especially the pathogenicmechanism.And them icrocirculatory disturbance is closely associated w ith the resultofhLAP.Hypertriglyceridem ia can changehemodynam ics,damage endothelial cells and result in ischaem ia-reperfusion injury.Furthermore,inflammatorymediator release playsa key role in the exacerbation of pancreatitis.
Hyperlipidem ic acute pancreatitis;M icrocirculatory disturbance;Mechanism
R657.5+1
A
2095-378X(2015)01-0048-04
10.3969/j.issn.2095-378X.2015.01.015
王毓鋒(1990—),男,碩士研究生在讀,研究高脂血癥性胰腺炎發(fā)病機制
施寶民,電子郵箱:baom insph@163.com