應(yīng)激性胃粘膜損傷的中樞調(diào)控機(jī)制

應(yīng)激性胃粘膜損傷的中樞調(diào)控機(jī)制

適應(yīng)性胃粘膜損傷（gsml）是指在各種嚴(yán)重的傷口、燒傷、休克、疲勞、水域運(yùn)動(dòng)、池塘分離和內(nèi)臟功能受損等情況下發(fā)生的以胃粘膜出血、潰瘍和糜爛為主要特征的急性疾病。這是傷口后最常見的內(nèi)臟并發(fā)癥之一，對患者構(gòu)成威脅。目前認(rèn)為SGML是中樞神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)和胃粘膜的神經(jīng)遞質(zhì)的平衡狀態(tài)遭到破壞引起的。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)與消化道的功能有密切的關(guān)系,機(jī)體抗應(yīng)激的反應(yīng)首先啟動(dòng)于中樞神經(jīng)系統(tǒng),嚴(yán)重引發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂,導(dǎo)致一系列變化是發(fā)生SGML的重要環(huán)節(jié)。多年來,國內(nèi)外學(xué)者對其進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)和臨床研究,迄今其發(fā)病機(jī)制尤其中樞調(diào)控機(jī)制尚未明確。鑒于SGML在臨床上的重要性,本文就其中樞調(diào)控機(jī)制予以綜述,以期為防治的深入研究提供幫助。1大鼠胃胰腺損傷模型在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中相應(yīng)設(shè)計(jì)了許多試驗(yàn)性胃粘膜損傷模型,如較經(jīng)典的水浸-束縛應(yīng)激性胃潰瘍模型(water-immersionandrestraintstress,WRS):取SD大鼠,禁食24h,乙醚輕度麻醉后,束縛四肢于自制木板上,待其清醒后,置于22℃水中6～8h,水浸到劍突處,導(dǎo)致潰瘍形成;也有幽門結(jié)扎致大鼠胃潰瘍模型:結(jié)扎幽門后胃液滯留,胃壁防御能力減弱,導(dǎo)致潰瘍形成;藥物誘發(fā)型潰瘍:如阿司匹林或消炎痛引起大鼠胃潰瘍模型,消炎痛及阿司匹林能抑制胃粘膜環(huán)氧化酶,使前列腺素合成減少,致胃粘膜細(xì)胞屏障機(jī)能減弱,胃酸增高而誘發(fā)潰瘍;乙醇致大鼠胃潰瘍模型:給大鼠無水乙醇灌胃,可致大鼠胃腺部呈條狀損傷;乙酸燒灼型慢性胃潰瘍模型:以乙酸燒灼胃漿膜形成潰瘍。還有各種力竭性運(yùn)動(dòng)所致應(yīng)激性胃潰瘍模型、出血-休克應(yīng)激性胃潰瘍模型,制動(dòng)、高滲刺激、冷束縛應(yīng)激模型等等。2西南雇主的生長和局部環(huán)境的變化2.1水浸-束縛應(yīng)激對不同應(yīng)激性胃粘膜損傷大鼠,鏡下觀胃粘膜組織的主要改變是胃腺部粘膜呈彌漫性水腫,部分粘膜充血,廣泛出血或形成血痂,血痂與胃粘膜結(jié)合牢固,胃粘膜的完整性被破壞,上皮細(xì)胞變性、壞死,毛細(xì)血管破裂出血及滲出。許爽等報(bào)道,水浸-束縛大鼠胃粘膜損害程度隨著應(yīng)激時(shí)間的不同,也有很大變化。水浸-束縛應(yīng)激1h,胃粘膜出現(xiàn)間質(zhì)性水腫,大多數(shù)未見應(yīng)激性潰瘍的病理變化;應(yīng)激4h胃粘膜出現(xiàn)顯著的出血、糜爛、潰瘍;持續(xù)應(yīng)激6h,部分大鼠的粘膜有索狀出血性潰瘍;持續(xù)應(yīng)激7h,可見100%的大鼠胃粘膜出現(xiàn)條索狀出血性潰瘍和點(diǎn)狀出血性潰瘍;應(yīng)激20h病變更為嚴(yán)重;電擊足底應(yīng)激未見胃潰瘍產(chǎn)生。2.2應(yīng)激性胃粘膜損傷大鼠胃粘膜中no、nos的表達(dá)大量資料證明,SGML時(shí)胃粘膜HCO-3分泌減少,酸堿平衡失調(diào);應(yīng)激狀態(tài)中,交感神經(jīng)興奮,胃腸運(yùn)動(dòng)減弱,幽門功能紊亂,膽汁反流,加重對粘膜屏障的破壞。嚴(yán)重應(yīng)激時(shí),氧自由基生成增加和清除減弱,導(dǎo)致氧自由基的堆積,OH-對粘膜造成極強(qiáng)損害。正常胃粘膜細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增生共同調(diào)節(jié)胃粘膜結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)態(tài)。在胃粘膜遭受到應(yīng)激性損傷時(shí),胃粘膜細(xì)胞相互之間通過局部的信息傳遞所做出的快速、應(yīng)激性反應(yīng),可能是維護(hù)細(xì)胞功能的重要因素。那么應(yīng)激過程中,這些信息傳遞因子的表達(dá)以及與胃上皮細(xì)胞凋亡、增殖的關(guān)系如何?劉婧等采用原位末端標(biāo)記(TUNEL)法檢測SGML結(jié)束前后不同時(shí)間點(diǎn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生;采用免疫組化ABC法檢測增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)蛋白的表達(dá);采用原位雜交法檢測細(xì)胞連接蛋白CX43mRNA表達(dá)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn):正常大鼠胃粘膜上皮有散在分布的TUNEL-細(xì)胞,PCNA蛋白主要在胃腺頸部近胃小凹處呈中等陽性表達(dá),CX43mRNA在胃腺區(qū)呈中等陽性表達(dá)。SGML2h～SGML后5hTUNEL-細(xì)胞較對照組明顯增多,并逐漸達(dá)高峰,PCNA蛋白和CX43mRNA的表達(dá)明顯低于對照組;SGML后8～12hTUNEL-細(xì)胞逐漸減少,而PCNA表達(dá)達(dá)高峰,CX43mRNA表達(dá)恢復(fù)并明顯增加;應(yīng)激性胃粘膜損傷后24hTUNEL-細(xì)胞仍高于正常水平;PCNA及CX43表達(dá)基本恢復(fù)至正常水平。CX43mRNA表達(dá)與PCNA蛋白表達(dá)呈顯著正相關(guān)。提示:CX43mRNA的表達(dá)可能與胃粘膜腺細(xì)胞區(qū)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、增殖和分化有關(guān),并影響上皮細(xì)胞凋亡的發(fā)生。劉婧等研究顯示:SGML大鼠胃粘膜iNOS蛋白表達(dá)與細(xì)胞凋亡的變化呈顯著正相關(guān);nNOS蛋白表達(dá)與細(xì)胞凋亡變化呈負(fù)相關(guān);與對照組比較,小劑量L-NAME(應(yīng)激前30minipL-NAME2.0mg/kg)可降低凋亡細(xì)胞發(fā)生率;大劑量L-NAME(應(yīng)激前30minipL-NAME20.0mg/kg)明顯增加凋亡細(xì)胞發(fā)生率。正常生理狀態(tài)下及應(yīng)激初期,胃粘膜以nNOS表達(dá)為主,若應(yīng)激源持續(xù)存在,nNOS表達(dá)受抑制,iNOS表達(dá)誘導(dǎo)合成大量的NO,有明顯細(xì)胞毒作用,促進(jìn)細(xì)胞凋亡發(fā)生。NO是一種由血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的具有廣泛生物學(xué)效應(yīng)的小分子化合物,其基本生物學(xué)作用之一是細(xì)胞間信息交換,它允許一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生的信號迅速地作用于相鄰的靶細(xì)胞發(fā)揮生物效應(yīng),而不受釋放、攝取等機(jī)制的調(diào)控,能通過不同途徑對胃粘膜細(xì)胞凋亡進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。NO的病理生理作用很復(fù)雜,推測NO對細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)可能通過不同的途徑:①NO能直接損傷細(xì)胞的DNA,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;②NO與O2-結(jié)合可生成ONOO-,后者可直接或通過分解成許多小分子毒性更強(qiáng)的物質(zhì)例如NO、OH-等對靶細(xì)胞產(chǎn)生直接的損傷作用;③NO通過CGMP/CGMP依賴方式等信號通路作用于細(xì)胞凋亡基因,啟動(dòng)凋亡程序,調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因的表達(dá),或通過影響細(xì)胞連接的結(jié)構(gòu)和功能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。NO在生物體內(nèi)具有“雙刃”效應(yīng),在血管擴(kuò)張、局部組織微循環(huán)灌注的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。樂橋良等報(bào)道:SGML大鼠胃粘膜血流量(gaszricmuecsalblocttflow,GMBF)與正常對照組比明顯降低;在大鼠應(yīng)激30min前,靜脈注射L-精氨酸組與損傷組比明顯升高;在大鼠應(yīng)激30min前,靜脈注射L-NAME組與損傷組比明顯降低。表明L-精氨酸經(jīng)過NOS作用后生成NO,從而發(fā)揮其生物活性作用。牛廷獻(xiàn)等經(jīng)免疫組織化學(xué)染色研究證實(shí):正常對照組胃粘膜組織中bc1-2、Bax蛋白的表達(dá)主要呈散在分布,且細(xì)胞著色較淺;bc1-2蛋白表達(dá)主要在胃腺區(qū),在SGML組胃粘膜組織中呈中等表達(dá),細(xì)胞質(zhì)呈黃色。而在應(yīng)激寧組(大鼠每日灌服應(yīng)激寧1次,每只2ml,連續(xù)7d),胃粘膜組織中呈強(qiáng)陽性表達(dá),細(xì)胞質(zhì)呈棕黃色,且陽性細(xì)胞數(shù)目明顯增加;Bax蛋白的表達(dá)主要在上皮細(xì)胞層,應(yīng)激組中呈強(qiáng)陽性表達(dá),細(xì)胞質(zhì)呈棕黃色,陽性細(xì)胞數(shù)較應(yīng)激寧組明顯增加。而且,Bax陽性細(xì)胞數(shù)在應(yīng)激組和應(yīng)激寧組中均比bc1-2增加。表明此時(shí)Bax蛋白在細(xì)胞的凋亡中起主導(dǎo)作用,細(xì)胞因而凋亡、死亡,從而引起胃粘膜組織的損傷,進(jìn)而形成潰瘍。應(yīng)激寧組bcl-2蛋白的表達(dá)較應(yīng)激組明顯增加,表明應(yīng)激寧能誘導(dǎo)bcl-2基因的表達(dá),但仍不及Bax基因的表達(dá),從而形成潰瘍。推測應(yīng)激性潰瘍發(fā)生、發(fā)展過程中,凋亡的發(fā)生至少部分是通過促凋亡基因Bax表達(dá)增加,抑凋亡基因bcl-2表達(dá)減少實(shí)現(xiàn)的。因此,這兩種功能相反的基因表達(dá)差異很可能參與了胃粘膜損傷、修復(fù)的過程。細(xì)胞凋亡的發(fā)生是一個(gè)多基因調(diào)控的相互作用、相互影響的復(fù)雜過程,而不是某一種或某一類基因表達(dá)的結(jié)果,其機(jī)制有待進(jìn)一步探討。3crh和nos對胃粘膜的調(diào)節(jié)消化道功能與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)有密切關(guān)系?，F(xiàn)已證實(shí),機(jī)體對應(yīng)激的反應(yīng)首先啟動(dòng)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。應(yīng)激狀態(tài)下,腦內(nèi)多種神經(jīng)遞質(zhì)代謝異常并參與了SGML的發(fā)生。據(jù)張紅梅等報(bào)道,水浸-束縛應(yīng)激性胃潰瘍大鼠,同時(shí)下丘腦室旁核C-fos陽性細(xì)胞也明顯增多,以下丘腦室旁核最為密集,主要位于小細(xì)胞區(qū)(富含CRH),與HPA軸關(guān)系密切;下丘腦視上核、內(nèi)側(cè)視前區(qū)、杏仁核、藍(lán)斑、孤束核、中縫背核、皮質(zhì)等部位均不同程度有較強(qiáng)的C-fos蛋白表達(dá)。下丘腦室旁核促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素CRHmRNA陽性細(xì)胞明顯增多,主要分布在下丘腦室旁核小細(xì)胞區(qū)域,以雙極或梭形細(xì)胞為主,杏仁核的部分區(qū)域也存在CRHmRNA陽性細(xì)胞。用放射免疫方法檢測血漿皮質(zhì)醇(CORT)和促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)明顯高于正常組。CRH是誘導(dǎo)ACTH、β-內(nèi)啡肽和其他阿片黑色皮質(zhì)素原(POMC)源性肽從垂體前葉釋放的主要調(diào)節(jié)因子。在應(yīng)激源影響下,下丘腦室旁核釋放CRH啟動(dòng)HPA軸,調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng),提示應(yīng)激過程中室旁核內(nèi)合成大量CRH以適應(yīng)機(jī)體調(diào)節(jié)的需要。同時(shí)杏仁核的部分區(qū)域也存在CRHmRNA陽性細(xì)胞,說明杏仁核也有可能分泌CRH直接作用于HPA軸,與下丘腦共同構(gòu)成SGML中樞調(diào)節(jié)的神經(jīng)環(huán)路。此外,模型組大鼠下丘腦室旁核內(nèi)C-fos與CRHmRNA表達(dá)呈正相關(guān)關(guān)系,提示C-fos可能參與調(diào)節(jié)CRHmRNA的表達(dá),其機(jī)制與HPA軸被激活有關(guān)。有學(xué)者認(rèn)為,當(dāng)機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)分泌大量的ACTH,使胃液分泌增加造成胃粘膜糜爛。裴海濤等應(yīng)用RT-PCR的方法研究了應(yīng)激性胃潰瘍大鼠下丘腦NOS2mRNA和ET-1mRNA的表達(dá)。結(jié)果下丘腦的NOS2與ET-1的表達(dá)在應(yīng)激時(shí)明顯增高。NOS2的表達(dá)受內(nèi)皮素、白細(xì)胞介素-1等的誘導(dǎo),一旦表達(dá)可以持續(xù)合成高濃度的NO。感染、內(nèi)毒素、細(xì)胞因子等刺激可誘導(dǎo)NOS2合成大量NO,引起組織和細(xì)胞的損害。NO對胃粘膜的損傷主要是通過與氧自由基形成氧化亞硝酸鹽導(dǎo)致細(xì)胞脂質(zhì)過氧化損傷。ET可以使血漿去甲腎上腺素、腎上腺素、腎素、醛固酮及血管緊張素2水平增高,可使胃腸粘膜血管和微血管持續(xù)強(qiáng)烈收縮,血流量明顯減少,誘導(dǎo)廣泛性胃粘膜損傷。Cho等研究發(fā)現(xiàn),大鼠常溫下束縛應(yīng)激時(shí),迷走神經(jīng)興奮的頻率與幅度異常增加,而在冷環(huán)境下施加束縛應(yīng)激,則這種增高更加明顯,且與胃粘膜病變程度呈明顯正相關(guān),提示應(yīng)激狀態(tài)下迷走神經(jīng)高度興奮參與了胃粘膜損傷的發(fā)生。應(yīng)激狀態(tài)下迷走神經(jīng)纖維興奮致使肥大細(xì)胞脫顆粒,釋放出組胺、白三烯等炎性介質(zhì)。組胺興奮粘膜下小動(dòng)脈的H1和H2受體,使其毛細(xì)血管前括肌擴(kuò)張,引起胃壁充血,微血管通透性增加,并造成胃壁的局部水腫,粘膜有效灌注壓下降和胃粘膜缺血。白三烯也可明顯收縮胃粘膜下微血管,導(dǎo)致粘膜充血,血漿外滲,血流淤滯和血流量下降,進(jìn)而引起胃粘膜損傷。4grtelin—中樞干預(yù)對SGML的影響傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,引起應(yīng)激效應(yīng)的機(jī)制是由于交感神經(jīng)興奮和下丘腦-垂體-腎上腺軸的功能反應(yīng),尤其是下丘腦釋放促皮質(zhì)激素釋放因子(CRF)的中樞效應(yīng)所致。周穎斌等研究發(fā)現(xiàn):大鼠側(cè)腦室注射微量神經(jīng)降壓素(NT)后,應(yīng)激性潰瘍明顯減輕,且呈明顯的量效關(guān)系;皮下注射消炎痛后,NT的胃粘膜細(xì)胞保護(hù)作用消失。神經(jīng)降壓素(neurotensin,NT)是一種腦-腸肽,它以神經(jīng)遞質(zhì)的形式影響其它神經(jīng)遞質(zhì)的代謝和釋放。消炎痛是一種中樞外周PGS合成阻斷劑,其可完全阻斷NT的保護(hù)作用,提示NT對胃粘膜細(xì)胞的保護(hù)作用,可能與前列腺素合成有關(guān)。又如動(dòng)物腦室內(nèi)或靜脈內(nèi)注射NT可促進(jìn)生長激素的釋放。NT在中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛、非均勻分布,廣泛存在于腦組織的神經(jīng)細(xì)胞、纖維和末梢。主要分布于下丘腦、正中隆起、垂體柄、黑質(zhì)、腦干結(jié)構(gòu)(包括導(dǎo)水管周圍灰質(zhì))、藍(lán)斑、中縫核和上下丘。下丘腦的杏仁核、弓狀核、邊緣系統(tǒng)中的分布尤為密集。NT參與調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng),對前垂體、下丘腦部的激素分泌具有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用,主要作用于丘腦下部水平。下丘腦室旁核中的小神經(jīng)元富含CRH,與HRP軸關(guān)系密。推測在中樞NT可能激活室旁核(PVN)內(nèi)某些神經(jīng)元的分泌作用,通過下行纖維影響弧束-迷走神經(jīng)復(fù)合體神經(jīng)元及垂體-腎上腺軸作用于靶器官——胃。但如何起作用尚待于今后進(jìn)一步探討。徐珞等給大鼠側(cè)腦室注射Ghrelin后,應(yīng)激性胃潰瘍的產(chǎn)生明顯減少,且呈明顯的量效依賴關(guān)系。Ghrelin是1999年由日本科學(xué)家Kojima發(fā)現(xiàn)的一種由28個(gè)氨基酸組成的新的內(nèi)源性腦-腸肽,是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一生長激素釋放激素受體(growthhormonesecretagoguereceptor,GHSR)的天然配體。研究發(fā)現(xiàn),Ghrelin與其受體結(jié)合后除了能促進(jìn)生長激素(growthhormone,GH)的釋放外,還能調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動(dòng)、能量代謝平衡,并在人類多種疾病或病理狀態(tài)中發(fā)揮重要的作用。Ghrelin主要由胃粘膜的A/X細(xì)胞產(chǎn)生,中樞神經(jīng)系統(tǒng)也發(fā)現(xiàn)有Ghrelin樣免疫活性細(xì)胞分布,稱之為腦-腸肽,它具有調(diào)節(jié)胃酸分泌、胃腸運(yùn)動(dòng)和能量代謝等功能,參與應(yīng)激性潰瘍的形成和調(diào)節(jié)。Ghrelin還可以促進(jìn)促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)、腎上腺皮質(zhì)激素(cortisol)、催乳素(PRL)的釋放,但對黃體生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、促甲狀腺素(TSH)無促釋放作用,這提示Ghrelin的作用具有特異性。Ghrelin實(shí)際上廣泛分布于中樞神經(jīng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)。徐珞等研究發(fā)現(xiàn),中樞內(nèi)下丘腦Ghrelin的含量最高,當(dāng)應(yīng)激性胃潰瘍產(chǎn)生時(shí),下丘腦內(nèi)Ghrelin的含量變化為最大,由此證實(shí)了下丘腦作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的連接點(diǎn)在應(yīng)激反應(yīng)中具有舉足輕重的作用。推測Ghrelin在對胃粘膜細(xì)胞的保護(hù)作用中,起到了介入下丘腦、垂體、胃之間內(nèi)分泌調(diào)節(jié)的新的聯(lián)系紐帶角色。Sibilia等報(bào)道Ghrelin具有中樞性保護(hù)胃粘膜作用。在小鼠模型中,使用Ghrelin可有效的控制由酒精引起胃潰瘍,并呈效量相關(guān)。此過程受到內(nèi)源性一氧化氮(NO)調(diào)節(jié)。徐珞等還發(fā)現(xiàn),經(jīng)皮下注射一氧化氮合酶抑制劑L-NAME后,再給側(cè)腦室注射Ghrelin,則Ghrelin的胃粘膜細(xì)胞保護(hù)作用消失。Ghrelin對胃粘膜的細(xì)胞保護(hù)作用可能與NO的合成有關(guān)。但Ghrelin如何調(diào)控NO的釋放,在中樞通過何種途徑起作用,尚待于今后進(jìn)一步探討。有資料顯示,Ghrelin在外周和中樞參與對胃腸生理活動(dòng)的調(diào)節(jié)。Ghrelin呈劑量依