郎宇璜,李文纲,周 超
创伤性脑损伤(traumatic braininjury,TBI)是严重创伤导致死亡的主要原因之一,除原发损伤过于严重导致不可逆脑损伤外,其继发的多器官功能障碍综合征(MODS)也是导致死亡的主要原因。目前,有关TBI后胃肠功能障碍的研究则多集中在营养不良和应激性溃疡方面,而对肠黏膜屏障功能的应激性变化的研究较少[1]。不同程度TBI对肠黏膜屏障功能的影响程度如何?笔者就此问题设计实验,探讨不同程度TBI后肠黏膜屏障功能的变化。
1.1 正常对照组 上海市第五人民医院体检中心的健康成年体检者30例,男性16例,女性14例;年龄18~60岁,平均(32.60±13.01)岁。肝肾功能正常,排除了原有胃肠道疾病及心脑血管疾病,近期无外伤史。
1.2 TBI组 选择2009年6月~2010年12月就诊于上海市第五人民医院的TBI患者50例,男性34例,女性16例;年龄20~61岁,平均(35.12±13.32)岁。根据入院时格拉斯哥昏迷评分(GCS)将TBI患者分为轻度(n=18)、中度(n=18)、重度(n=14)3组。
2.1 纳入标准 (1)选择50例不同程度的TBI患者,根据入院时GCS将TBI患者分为轻度、中度、重度3组;(2)创伤至就诊时间≤3小时,伤后存活时间≥72小时;(3)颅脑损伤不伴有严重胸腹部创伤;(4)年龄≤65岁,男女不限。
2.2 排除标准 入院时血压<90/60mmHg、伤后存活时间<72小时、肝肾功能不全、原有胃肠道疾 病者不列入本研究。
健康人群采集静脉全血5ml,TBI组伤后均按照诊疗常规进行治疗,于伤后3、12、24、72小时分别采集静脉全血5ml置于抗凝管,以3 500r/min离心5分钟分离血浆,储存于-20℃冰箱以待测定血浆二胺氧化酶(DAO)活性和D-乳酸(D-LAC)水平、内毒素(ET)水平的变化。血浆DAO活性测定方法:采用分光光度法检测[2],试剂由南京建成生物工程有限公司提供,结果以u/ml表示。D-LAC测定方法:采用改良酶联紫外分光光度法检测[3],试剂由上海杰美基因公司提供,结果以mmol/L表示。血浆ET测定方法:采用改良基质偶氮显色鲎试验法测定[4],检测试剂盒由厦门鲎试剂厂提供,结果以EU/ml表示。
对照组、轻度TBI组、中度TBI组、重度TBI组平均年龄分布差异无统计学意义(P>0.05),对照组和轻度TBI组GCS评分差异无统计学意义(P>0.05),中度TBI组GCS评分同对照组和轻度 TBI组比较差异具有统计学意义(P<0.01),重度TBI组GCS评分同对照组、轻度TBI组和中度TBI组比较差异具有统计学意义(P<0.01)(表1)。全组死亡8例,死亡率16%。
表1 各组年龄、GCS评分分布情况(±s)
表1 各组年龄、GCS评分分布情况(±s)
与对照组、轻度TBI组比较:*P<0.01;与对照组、轻度TBI组和中度TBI组比较:#P<0.01
组别 例数年龄GCS对照组30 32.60 ±13.01 15.00 ±0轻度 TBI组 18 36.56 ±14.10 14.56 ±0.51中度 TBI组 18 34.17 ±11.85 10.72 ±1.48*重度 TBI组 14 39.93 ±14.63 4.86 ±1.83#
重度TBI组DAO在伤后3小时即明显升高,伤后24小时达到高峰,伤后72小时仍然明显高于对照、轻度TBI组和中度TBI组。中度TBI组DAO在伤后12小时升高,伤后24、72小时仍然明显高于对照、轻度TBI组。轻度TBI组DAO活性仅在伤后24小时一度升高,伤后72小时与对照组无明显差异(图1)。
图1 各组不同时间血浆DAO活性的比较
重度TBI组血浆D-LAC水平在伤后3小时即明显升高,伤后72小时达到高峰,中度TBI组血浆D-LAC水平在伤后12小时明显升高,伤后72小时达到高峰。轻度TBI组血浆D-LAC水平仅在伤后24小时一度升高,伤后72小时与对照组无明显差异(图2)。
重度TBI组ET水平在伤后3小时即明显升高,伤后24小时略有降低,伤后72小时再次升高,呈双峰形。中度TBI组ET水平在伤后12小时即开始升高,伤后72小时达到高峰。轻度TBI组ET水平仅在伤后24小时一度升高,伤后72小时与对照组无明显差异(图3)。
图2 各组不同时间血浆D-LAC水平的比较
图3 各组不同时间血浆ET水平的比较
研究表明应激状态下患者的肠黏膜屏障(intestinal mucosa barrier,IMB)功能发生变化,肠黏膜通透性升高,导致ET、细菌移位,形成肠源性感染,是诱发MODS的根本原因[5]。创伤后肠黏膜结构和屏障功能的损害可能与内脏血流灌注减少,肠黏膜缺血、低氧、缺血-再灌注损伤、黏膜内酸中毒、细胞因子和炎性递质[6]等因素有关。内脏低灌注是创伤后常见现象,机体在应激状态下,存在由神经-内分泌介导的适应性反应,为了保证心脑等重要器官的灌注,调整全身血液分布,使四肢、内脏血管张力增高,血流减少,从而使肠黏膜处于低灌注状态而受到损伤。动物实验表明[1],大鼠重度TBI后3小时即可引起明显的肠黏膜结构和屏障功能损害,至伤后72小时达高峰,此损害可持续7天以上,而肠黏膜血流量的下降使肠黏膜处于低灌注状态及随后发生的再灌注损伤是导致TBI后早期IMB受损的重要因素之一。
DAO是人类和所有哺乳动物肠黏膜上皮绒毛细胞胞浆中具有高度活性的细胞内酶[7],其活性与绒毛高度和黏膜细胞内的核酸和蛋白质合成密切相关。其主要分布于肠道(占95%),又以空回肠活性最高,在外周血中活性稳定,是反映肠黏膜上皮细胞成熟度和完整性的相对稳定的血浆标记物,因而能通过测定外周血中的变化来反映肠黏膜状态[8]。本实验结果表明:轻度TBI组DAO活性仅在伤后24小时一度升高,伤后72小时与对照组无明显差异。重度、中度TBI组DAO在伤后3、12小时即明显升高,伤后24小时达到高峰,伤后72小时仍然明显高于对照组、轻度TBI组。可能是伤后肠道通透性增加,肠黏膜上皮细胞被激活释放出大量的DAO进入循环所致。
D-LAC是细菌代谢和裂解的产物,肠道多种细菌均可产生。哺乳动物组织既不产生D-LAC,体内也无快速降解它的系统,正常情况下血中其水平很低。当肠通透性异常升高时,肠道细菌产生的大量D-LAC透过肠黏膜进入门静脉循环。肝脏不能代谢D-LAC,外周血与门静脉血中D-LAC浓度十分接近,因此检测其外周血水平即可反映肠黏膜通透性变化情况[9]。本实验结果表明:轻度TBI组D-LAC仅在伤后24小时一度升高,伤后72小时与对照组无明显差异。而重度、中度TBI组D-LAC分别在伤后3、12小时即明显升高,伤后72小时达到高峰,其中重度TBI组升高更加明显。伤后早期循环中DLAC浓度升高反映了肠道黏膜损伤、通透性增加 ,后期循环中D-LAC浓度持续升高说明IMB功能损伤持续存在,同时也可能与肠道菌群过度繁殖有关。
严重创伤时,多种应激因素打击下,机体IMB易遭到破坏,由于ET分子明显小于细菌,即使肠黏膜通透性轻微增加,ET也可通过IMB经门静脉进入肝脏入血。因此,血浆ET水平的变化可间接反映机体IMB的功能状态[10]。本实验中轻度TBI组ET水平仅在伤后24小时一度升高,伤后72小时与对照组无明显差异。中度TBI组ET水平在伤后12小时即开始升高,伤后72小时达到高峰。重度TBI组ET水平在伤后3小时即明显升高,伤后24小时略有降低,伤后72小时再次升高,呈双峰形。第1个峰值可能与交感神经兴奋,内脏短暂缺血导致的急性肠黏膜损害有关。随着肝解毒功能的恢复和抗ET抗体的产生,血浆ET水平有所下降[11]。伤后72小时的第2个峰值可能与肠黏膜上皮细胞坏死和局灶性黏膜溃疡有关,同时肠道缺血、低氧还可使肠道内厌氧菌和兼性菌优势繁殖,使ET生成增加[12]。TBI后ET水平的增加,表明IMB功能受损,已证实ET可损害机体的免疫功能,增加肠黏膜通透性和促进细菌移位,ET血症可进一步加重肠屏障功能损害,导致肠源性感染的恶性发展[13],同时移位的细菌、ET和肠源性细胞因子可通过血液循环进入脑损伤部位,有可能激活或加重脑内炎症反应,引起脑组织“二次打击”性损伤[14]。
本研究表明,轻度TBI伤后24小时存在一过性IMB的功能损害,伤后72小时IMB功能基本恢复。中、重度TBI可造成比轻度TBI更为严重的IMB的功能损害且出现时间早、持续时间长,说明机体对不同程度的TBI所产生的应激反应程度不同,对IMB的影响程度和持续时间也不相同。
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