唐凱 周新妹 吳長(zhǎng)明 陳群 陳濤 王彩平
血漿D-乳酸對(duì)非甾體抗炎藥相關(guān)腸黏膜損害的早期診斷探討
唐凱 周新妹 吳長(zhǎng)明 陳群 陳濤 王彩平
目的探討NSAIDs引起小腸黏膜損傷的機(jī)制,D-乳酸作為血漿標(biāo)志物應(yīng)用于NSAIDs腸黏膜損害的早期診斷價(jià)值。方法 雄性大鼠40只,對(duì)照組20只,對(duì)照組灌胃2 ml蒸餾水,2次/d;模型組阿司匹林片50mg/kg,2次/d,分T1(2d給藥)和T2(7d給藥)亞組,各10只。實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行小腸黏膜病理?yè)p傷評(píng)分;分析緊密連接Occludin蛋白的表達(dá);同步測(cè)定血漿D-乳酸值。結(jié)果(1)模型組呈小腸黏膜損傷病理改變,T2亞組病理評(píng)分明顯高于T1亞組(P<0.01)。(2)Occludin/ GAPDH相對(duì)密度值模型組均較對(duì)照組明顯降低(P<0.01),T2亞組Occludin/GAPDH相對(duì)密度值顯著低于T1亞組(t=7.646,P<0.01)。(3)同步測(cè)定模型組血漿D-乳酸與對(duì)照組比較均明顯升高(P<0.01),T2亞組血漿D-乳酸較T1亞組明顯升高(t=67.773,P<0.01)。結(jié)論阿司匹林可導(dǎo)致大鼠小腸黏膜屏障破壞;測(cè)定血漿D-乳酸可以較早的反映NSAIDs引起的小腸黏膜損害。
血漿D-乳酸 非甾體抗炎藥 Occludin蛋白 小腸損傷
非甾體類抗炎藥(NSAIDs)具有良好的抗炎、解熱和鎮(zhèn)痛作用,廣泛用于關(guān)節(jié)炎及緩解疼痛癥狀,在心腦血管病預(yù)防也是基礎(chǔ)用藥之一。臨床重視NSAIDs引起的胃黏膜損害,而導(dǎo)致小腸潰瘍、出血、穿孔、腸通透性升高的副作用的發(fā)生率高、風(fēng)險(xiǎn)大,近年逐漸受到臨床關(guān)注[1]。2014年2月至2015年10月作者通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,探討NSAIDs引起小腸黏膜損傷的機(jī)制,了解其病理生理變化,設(shè)立早期篩查指標(biāo),在發(fā)生腸并發(fā)癥之前,能夠?yàn)镹SAIDs服用者提供一個(gè)便捷、可靠的非侵入性檢查方法,達(dá)到防止嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生的目的。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 雄性SD大鼠40只,180~220g。由嘉興醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供;阿司匹林腸溶片為德國(guó)拜耳制藥公司產(chǎn)品,試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。
1.2 動(dòng)物分組 采用隨機(jī)抽簽法,將40只大鼠隨機(jī)分為2組,空白對(duì)照組20只,模型組20只,每組再進(jìn)一步隨機(jī)分為2d給藥和7d給藥亞組,各10只,模型組分別標(biāo)注為T1亞組、T2亞組。
1.3 給藥方法 對(duì)照組以2ml蒸餾水灌胃,2次/d;模型組以阿司匹林片50mg/kg灌胃,2次/d。2d給藥對(duì)照組和T1亞組大鼠在灌胃2d后處死,7d給藥對(duì)照組和T2亞組大鼠在灌胃7d后處死。
1.4 標(biāo)本制作 大鼠禁食、不禁水12h,實(shí)驗(yàn)時(shí)采用10%水合氯醛3ml/kg劑量腹腔注射麻醉后處死;肉眼觀測(cè)小腸黏膜標(biāo)本損傷狀況。取頸靜脈血10ml,離心后取血漿分裝,-80℃保存,用于D-乳酸的測(cè)定;在距回盲部25cm取小腸1cm,置10%甲醛液中固定,常規(guī)石蠟包埋切片,HE染色。
1.5 小腸黏膜上皮損傷程度組織病理評(píng)分 采用Chiu氏評(píng)分法分級(jí)[2],O級(jí):正常腸黏膜絨毛。Ⅰ級(jí):腸黏膜絨毛頂端上皮下間隙增寬。Ⅱ級(jí):中度固有層水腫,中央乳糜管擴(kuò)張。Ⅲ級(jí):腸黏膜上皮層細(xì)胞壞死,少數(shù)絨毛頂端脫落。Ⅳ級(jí):部分絨毛脫落,固有層裸露,毛細(xì)血管充血。Ⅴ級(jí):固有層崩解,出血或潰瘍形成。
1.6 Occludin蛋白檢測(cè) 過(guò)氧化物酶標(biāo)記的鏈霉卵白素(SP)法檢測(cè)Occludin蛋白,按照說(shuō)明書進(jìn)行SP三步法進(jìn)行免疫組化染色,Occludin陽(yáng)性呈棕黃色顆粒狀,主要定位于小腸上皮細(xì)胞胞膜及胞質(zhì)。WesternBlot檢測(cè)Occludin蛋白表達(dá):取各組大鼠小腸組織,加入組織裂解液,勻漿后離心,取上清液,測(cè)定蛋白含量;經(jīng)過(guò)凝膠蛋白電泳,光化學(xué)法顯色,拍片,以三磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)作為內(nèi)參照,利用QuantiScan凝膠圖像掃描分析軟件測(cè)定電泳條帶的光密度值,計(jì)算Occludin與GAPDH光密度的比值。
1.7 血漿D-乳酸濃度測(cè)定(分光光度法) 按照試劑盒說(shuō)明書操作,計(jì)算大鼠血漿D-乳酸濃度。
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,計(jì)量資料以(x±s)表示,配對(duì)t檢驗(yàn),以P<O.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 小腸大體標(biāo)本變化 對(duì)照組腸道黏膜光滑,腸管彈性好。T1亞組大鼠小腸黏膜可見(jiàn)散在淺表糜爛、潰瘍;T2亞組大鼠腸黏膜見(jiàn)多發(fā)潰瘍?cè)?,部分有出血?/p>
2.2 光鏡下觀察結(jié)果 對(duì)照組小腸黏膜無(wú)明顯改變,絨毛完整無(wú)脫落。T1亞組腸絨毛腫脹、增粗、縮短,部分頂端破損;T2亞組小腸黏膜明顯萎縮,固有層炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),出現(xiàn)上皮細(xì)胞變性壞死、脫落,部分絨毛斷裂、脫落,固有層裸露。模型組病理評(píng)分均高于對(duì)照組(P<O.01),T2亞組病理評(píng)分明顯高于T1亞組(P<0.01),見(jiàn)圖1、表1。
圖1 各組大鼠小腸黏膜組織學(xué)表現(xiàn)(HE,×100)
表1 對(duì)照組和模型組大鼠小腸黏膜病理評(píng)分(x±s)
2.3 各組Occludin蛋白表達(dá) 經(jīng)過(guò)免疫組化染色的病理切片顯示,對(duì)照組小腸黏膜胞膜及胞質(zhì)內(nèi)見(jiàn)明顯Occludin蛋白表達(dá),表現(xiàn)為較多棕黃色細(xì)顆粒聚集;T1亞組及T2亞組較對(duì)照組均有減少,T2亞組減少更明顯。腸黏膜緊密連接Occludin蛋白的表達(dá):Occludin/ GAPDH相對(duì)密度值T1亞組(0.507±0.051)和T2亞組(0.644±0.026)均較對(duì)照組(1.264±0.016)明顯降低(P<0.01),T2亞組Occludin/GAPDH對(duì)密度值顯著低于T1組(t=7.646,P<0.01),見(jiàn)圖2~4。
圖2 各組大鼠小腸黏膜上皮細(xì)胞Occludin蛋白表達(dá)
圖3 各組大鼠腸黏膜Occludin蛋白電泳結(jié)果(Western blot法)
2.4 血漿D乳酸檢測(cè)結(jié)果T1、T2亞組血漿D乳酸與對(duì)照組比較均明顯升高(P<0.01),T2亞組血漿D乳酸較T1亞組明顯升高(t=67.773,P<0.01),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表2。
表2 分組大鼠D-乳酸值比較(x±s)
圖4 各組大鼠腸上皮緊密連接occludin蛋白表達(dá)的不同
NSAIDs是具鎮(zhèn)痛及抗炎作用的藥物,廣泛應(yīng)用于各種急慢性疼痛及風(fēng)濕性心血管類疾病,每年大約有20萬(wàn)使用NSAIDs患者出現(xiàn)并發(fā)癥,病死率>10%[3]。既往對(duì)NSAIDs的消化道損傷重點(diǎn)多關(guān)注在胃黏膜,但NSAIDs引起的腸道副作用的發(fā)生率高、風(fēng)險(xiǎn)大,近年逐漸受到臨床關(guān)注;NSAIDs所致的小腸黏膜早期病變多數(shù)為表淺性小潰瘍,潰瘍面與周圍黏膜界限清晰[4],還可出現(xiàn)小腸出血、蛋白質(zhì)丟失性腸病、腸通透性升高及穿孔等,統(tǒng)稱為NSAIDs相關(guān)性腸病。本資料中參照成人用阿司匹林劑量作用大鼠腸道,結(jié)果大鼠小腸黏膜有不同程度的糜爛、潰瘍等病變發(fā)生,光鏡下也有相應(yīng)的病理改變。
目前NSAIDs導(dǎo)致腸道損害的可能機(jī)制中,炎性反應(yīng)起關(guān)鍵作用,通過(guò)抑制環(huán)氧合酶活性過(guò)程中增加白三烯的生成,促進(jìn)組胺、自由基釋放,造成腸道黏膜損傷[5];腸道屏障破壞,通透性增加使小腸細(xì)胞暴露在膽汁、消化酶及細(xì)菌機(jī)會(huì)明顯增加,導(dǎo)致腸黏膜損傷[6]。腸黏膜機(jī)械屏障由腸道黏液層、上皮細(xì)胞、細(xì)胞間緊密連接等構(gòu)成,是阻止致病物質(zhì)入侵及細(xì)菌移位的屏障系統(tǒng)[7],其功能的發(fā)揮需要完整的上皮細(xì)胞屏障,Occludin作為一種整體膜蛋白,是細(xì)胞間緊密連接的重要組成部分,對(duì)維持腸道上皮屏障的完整至關(guān)重要[8]。本資料中對(duì)照組大鼠小腸上皮Occludin蛋白密集表達(dá),T1亞組及T2亞組較對(duì)照組分布均有減少,T2亞組減少更明顯;Occludin/ GAPDH相對(duì)密度值模型組均較對(duì)照組明顯降低(P<0.01),T2亞組Occludin /GAPDH相對(duì)密度值顯著低于T1組(P<0.01)。提示模型組大鼠腸道黏膜機(jī)械屏障遭到破壞,隨病程延長(zhǎng)破壞加重。
在此實(shí)驗(yàn),腸黏膜屏障狀況采用了新的血漿標(biāo)志物D-乳酸定量測(cè)評(píng)。一般認(rèn)為,D-乳酸是細(xì)菌代謝產(chǎn)物,腸道中多種細(xì)菌均可產(chǎn)生;當(dāng)腸黏膜屏障受損,腸道細(xì)菌產(chǎn)生的D-乳酸通過(guò)受損黏膜入血循環(huán),哺乳動(dòng)物缺乏D-乳酸脫氫酶,當(dāng)腸黏膜受損早期、腸黏膜通透性增加時(shí),血中可檢測(cè)到D-乳酸水平升高[9]。本資料中,T2亞組光鏡下腸黏膜受損更明顯,同步檢測(cè)D-乳酸水平較T1亞組明顯升高,表明D-乳酸測(cè)定較好的反映大鼠腸黏膜的受損狀況,T1亞組較對(duì)照組D-乳酸顯著升高,可早期提示大鼠腸黏膜的損害,表明血漿D-乳酸水平變化與NSAIDs引起的小腸黏膜進(jìn)行性受損相關(guān)。因此,通過(guò)靜脈血檢測(cè)D-乳酸水平可反映NSAIDs所致腸黏膜損害的程度。
總之,NSAIDs可導(dǎo)致腸黏膜破壞,體循環(huán)D-乳酸水平相應(yīng)升高,其含量與小腸黏膜損害相關(guān)。因此,D-乳酸可作為血漿標(biāo)志物應(yīng)用于NSAIDs腸黏膜損害的早期診斷。對(duì)于長(zhǎng)期服用NSAIDs的患者,可進(jìn)行血檢測(cè)D-乳酸篩查,發(fā)現(xiàn)數(shù)值升高者,再考慮安排侵入性的內(nèi)鏡檢查。NSAID的小腸損害機(jī)制尚不明確,本資料中大鼠腸黏膜occludin蛋白表達(dá)減少,反映腸道屏障的破壞是機(jī)制之一,其他途徑尚需進(jìn)一步研究。
[1]Vakhrushev IaM, Zagrebina EA. Clinical and functional changes in small intestine in the treatment of osteoarthritis with nonsteroidal antiinflammatory drugs. Eksp Klin Gastroenterol,2010,(3):18-22.
[2]Chiu CJ, McArdle AH, Brown R, et al.Intestinal mucosal lesion in Low-flow states.I.A morphological,hemodynamic,and metabolic reappraisal. Arch Surg, 1970, 101:478-483.
[3]Bindu S,Mazumder S,Dey S,et al.Non-steroida1 anti-inflammatory drug induces proinflammatory damage in gastric mucosa through NF-KB activation and neutrophi1 infiltration:Anti-inflammatory role of heme oxygenase-1 against non-steroidal anti-infIammatory drug. Free Radic Bio1 Med,2013,65:456-457.
[4]Raghav K,Overman MJ.Small bowel adenocarcinomas existing evidence and evolving paradigms. Nat Rev C1in Oncol,2013, 10(9): 534-544.
[5]Matsui H, Shimokawa O,Kaneko T, et al. The pathophysiology of non-steroidal anti-inflammatory drug(NSAID)-induced mucosal injuries in stomach and small intestine.J Clin Biochem Nutr, 2011, 48(2): 107-111.
[6]Satoh H,Takeuchi K.Management of NSAID/aspirininduced small intestinal damage by GI-sparing NSAIDs,anti-ulcer drugs and food constituents.Curr Med Chem,2012,19(1):82-89.
[7]黃蓉,歐希龍,腸道黏膜屏障功能損傷機(jī)制及其防治的研究進(jìn)展,現(xiàn)代醫(yī)學(xué),2015,0(5):659-662.
[8]Fava F, Danese S. Intestinal microbiota in inflammatory bowel disease: friend of foe? World J Gastroenterol,2011,17:557-566.
[9]陳韻名,鄧烈華,姚華國(guó).D-乳酸的臨床研究進(jìn)展.醫(yī)學(xué)研究雜志,2012,41(5),188-190.
ObjectiveTo study the mechanism of NSAIDs induced intestinal mucosal injury,and the early diagnosis of D-lactate as a marker of NSAIDs in the early diagnosis of intestinal mucosal damage.Methods40 male rats,the control group of 20,the control to fi ll the stomach 2 ml distilled water twice a day;Model group aspirin 50 mg/Kg twice a day,points T1(2 day delivery)and T2 for 7 days(medicine)subgroups,10 each. After the experiment of small intestinal mucosa pathological damage score;analyze the changes of Occludin protein localizing at tight junction of intestinal epithelial cells;Simultaneous determination of D-lactate in plasma.ResultsIn the model group,the pathological changes of intestinal mucosa injury,the pathological score of T2 subgroup was signifi cantly higher than that in T1(P<0.01);(2)The relative density of Occludin/ GAPDH was signifi cantly lower than that in control group(P<0.01),and the relative density of Occludin/GAPDH in T2 subgroup was signifi cantly lower than that in T1(t=7.646,P<0.01);(3)In the model group,the plasma D-lactate was signifi cantly higher than that in the control group(P<0.01),and the D-lactate in the T2 subgroup was signifi cantly higher than that in the T1(t=67.773,P<0.01).ConclusionAspirin can cause intestinal mucosal barrier damage in rats;the plasma D-lactate can refl ect the NSAIDs induced intestinal mucosal lesion in the early.
The Plasma D-lactate NSAIDs Occludin Protein Intestinal Damage
浙江省嘉興市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014AY21035-3)
314000 浙江省榮軍醫(yī)院(唐凱 吳長(zhǎng)明 陳群 陳濤王彩平)
314000 浙江省嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院(周新妹)