急性坏死性胰腺炎大鼠垂体功能和结构的变化*

邓文宏 郭闻一 赵 亮 洪育蒲 王卫星

急性坏死性胰腺炎大鼠垂体功能和结构的变化*

邓文宏 郭闻一 赵 亮 洪育蒲 王卫星#

目的观察大鼠垂体组织结构及功能在急性坏死性胰腺炎(ANP)时的变化情况。方法雄性SD大鼠72只，随机分为正常对照组(N组)，假手术(SO)1h、3h、6h、12h组，ANP1h、3h、6h、12h组，每组8只大鼠。ANP组大鼠采取逆行胰胆管注射5%牛磺胆酸钠制备ANP模型，各组大鼠于造模后相应时间点通过下腔静脉采取血液，随后摘取胰腺和垂体组织。全自动生化仪检测大鼠血清淀粉酶(AMY)、脂肪酶(LIP)水平，放射免疫分析法测定血清生长激素(GH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、促甲状腺激素(TSH)及促卵泡激素(FSH)水平，光镜下观察胰腺组织、垂体组织的病理学改变并比较组间差异。结果N组与SO各组相比，除ACTH外，其余各指标差异均无统计学意义(P>0.05)；与N组和SO各组比较，ANP各组相应时间点血清AMY、LIP水平明显升高(P<0.05)；血清GH水平差异无统计学意义(P>0.05)；6h和12h组ACTH、TSH水平明显降低(P<0.05)，1h和3h组ACTH、TSH水平无统计学差异(P>0.05)；1h、6h和12h组FSH水平明显降低(P<0.05)，3h组FSH水平差异无统计学意义(P>0.05)。光镜下，ANP 12h组胰腺病理损伤较SO 12h组明显加重(P<0.05)，且 ANP 12h组垂体组织充血情况较SO 12h组明显加重(P<0.05)。结论ANP时，除胰腺外，大鼠垂体组织亦出现损伤及功能改变。

急性坏死性胰腺炎；垂体；损伤；大鼠

急性坏死性胰腺炎(Acute Necrotizing Pancreatitis, ANP)是临床上一种常见的外科急腹症，发病急、进展快、严重危害患者生命。有研究报道近年来急性胰腺炎(Acute Pancreatitis, AP)的发病率逐渐升高[1]，大部分患者为轻型自限性，约20%的患者可发展为重症急性胰腺炎(Sever Acute Pancreatitis, SAP)，并且发生胰腺组织的坏死即ANP，其病死率高达27%[2]。在ANP时，患者可以出现一个或多个器官功能障碍，发生多器官功能障碍综合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome MODS)，肺、肝脏及肾脏是较为常见的受损伤的器官[3]。

内分泌系统由内分泌器官及散在的内分泌细胞组成，在机体的生长发育过程中起到重要作用，同时内分泌系统也参与机体重要应激反应的调节过程。有研究认为，在AP时，下丘脑、甲状腺、肾上腺、胰岛及甲状旁腺的功能或结构发生了相应的改变，对胰腺炎的病情起到一定的作用[4, 5]。有研究认为垂体的内分泌网络存在5种细胞，通过细胞与细胞之间联合作用于局部，或者通过扩散的方式进行远距离的交换而发挥各种生物学作用[6]。目前关于垂体功能及结构在ANP时的变化报道较少，本文拟建立ANP动物模型，观察ANP时垂体功能和病理结构的变化。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

72只雄性SD大鼠，体质量200-250g，由湖北省疾控中心提供。随机分为正常对照组(N组,n=8)，假手术组(SO组,n=32)和模型组(ANP组,n=32)，SO组和ANP组分1h、3h、6h、12h四个时间点组，每组均8只。

1.2 各组实验动物处理

ANP组大鼠造模前禁食12h，参照赵凯亮等[7]的方法制备ANP模型：即用异氟烷(氧流量2L/min，4%异氟烷诱导麻醉，2.5%异氟烷维持麻醉)

麻醉后开腹，4.5号头皮针穿过十二指肠系膜缘经乳头逆行插入主胰管，5%牛磺胆酸钠溶液(STC，0.1ml/100g，购自美国Sigma公司)以0.1ml/min恒速注射造模，随后夹闭主胰管5min，见胰腺出现水肿、出血表明ANP模型制备成功[7]。SO组开腹后仅翻动胰腺和十二指肠。术后ANP组和SO组大鼠均于背部皮下注射无菌糖理盐水补液(2ml/100mg)。N组大鼠仅麻醉，不做其它处理。

1.3 血液学指标检测

N组直接剖杀后通过下腔静脉采取血液；SO和ANP各组于造模后1h、3h、6h和12h相应时间点下腔静脉采取血液，以2 000r/min离心15min，分离血清，-20℃保存，待样本全部采集后集中检测。检测前血清样本室温复融，采用全自动生化仪检测血清淀粉酶(Amylase, AMY)、脂肪酶(Lipase, LIP)水平，放射免疫法检测血清生长激素(Growth Hormone, GH)、促肾上腺皮质激素(Adrenocorticotrophic Hormone, ACTH)、促甲状腺激素(Thyroid Stimulating Hormone, TSH)及促卵泡激素(Follicle-stimulating Hormone, FSH)水平, 检测试剂均由北京北方生物技术研究所提供。严格按仪器分析手册操作。

1.4 胰腺、垂体组织病理学检查

N组及SO和ANP 12h组大鼠血液采取完毕后，取胰头、垂体组织用10%甲醛溶液固定，石蜡包埋、切片，HE染色后光镜下观察胰腺、垂体组织病理改变。根据Schmidt等[8]方法采用双盲原则对胰腺组织水肿、炎性浸润、出血、坏死等进行病理学评分；根据垂体间质出血、细胞水肿、细胞坏死、细胞凋亡、炎性细胞浸润等判断垂体组织损伤程度[9]。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 各组大鼠血清AMY、LIP水平比较

SO各组血清AMY水平无明显差异(F=0.915,P>0.05)；ANP各组血清AMY水平差异有统计学意义(F=359.346,P<0.01)，呈1h组<3h组<6h组，差异有统计学意义(t均>32.825,P<0.01)，6h与12h组间差异无统计学意义(t=1.182,P>0.05)；与N组比较，SO各组血清AMY水平无明显差异(t均<1.261,P>0.05)；ANP各组血清AMY水平均升高，且较SO各相应时间点组亦明显升高，差异均有统计学意义(t均>-57.763，P<0.01)。见图1A。

SO各组血清LIP水平无明显差异(F=0.160,P>0.05)；ANP各组血清LIP水平差异有统计学意义(F=229.314,P<0.05)，呈3h组<6h组<12h组，差异有统计学意义(t均>22.946,P<0.01)，1h与3h组间差异无统计学意义(t=1.458,P>0.05)；与N组比较，SO各组血清AMY的水平无明显的差异(t均<-1.039,P>0.05)；ANP各组血清AMY水平均升高，且较SO各相应时间点组亦明显升高，差异均有统计学意义(t均>-47.242，P<0.01)。见图1B。

注：A，各组大鼠血清AMY水平；B，各组大鼠血清LIP水平。与N组比较，*P<0.01；与SO组同时间点比较，#P<0.01；与本组内的前一时间点比较，△P<0.01

2.2 各组大鼠血清GH、ACTH、TSH及FSH水平比较

N组、SO各组和ANP各组大鼠血清GH水平差异无统计学差异(F=0.551，P>0.05)。见图2A。

SO各组血清ACTH水平呈1h组>3h组>6h组>12h组，同N组比较，除12h组外(t=-2.103,P>0.05)，其余各时间点组明显升高，差异有统计学意义(t均>-5.723,P<0.05)；ANP各组血清ACTH水平呈1h组>3h组>6h组>12h组，与SO 1h、3h组血清ACTH水平差异无统计学意义(t1h=1.385 ,t3h=1.264,P均>0.05)，6h、12h组水平下降，差异有统计学意义(t6h=2.971 ,t12h=3.271,P均<0.05)。见图2B。

SO各组血清TSH水平与N组比较差异无统计学意义(t均<-0.675,P>0.05)；ANP组血清TSH水平与SO组比较，1h、3h组无统计学意义(t1h=0.957 ,t3h=1.079,P均>0.05)，6h、12h组较SO组下降，差异具有统计学意义(t6h=17.35 ,t12h=33.462,P均<0.01)。见图2C。

N组和SO组血清FSH水平差异无统计学意义(t均<1.310,P>0.05)，ANP组血清FSH水平与SO组比较，除3h时间点外(t=3.335,P>0.05)，其余各组均较SO相应时点组明显降低，差异具有统计学意义(t1h=2.180,t6h=3.064,t12h=3.543,P均<0.05)。见图2D。

2.3 胰腺病理改变

N组、SO 12h组胰腺结构正常、胰腺腺泡无水肿、出血及炎性细胞浸润，病理评分差异无统计学意义(P>0.05)；ANP 12h组胰腺正常结构破坏，胰腺腺泡水肿、出血、坏死、炎性细胞浸润明显，病理评分较N组和SO 12h组高，差异有统计学意义(t均>-16.745，P<0.01)，见图3、图4。

2.4 垂体组织病理改变

N组和SO 12h组大鼠垂体组织嗜色细胞及嫌色细胞形态正常，未见明显水肿，垂体未见明显血窦扩张，内皮细胞结构完整，未见明显出血改变，未见明显炎性细胞浸润等损伤的改变。ANP 12h组大鼠垂体中各型细胞均未见明显水肿等病理改变，血窦内皮结构完整，细胞间及血窦均未见明显的炎性细胞浸润，但出现血窦扩张，内有残留红细胞，见图5。

图5 各组大鼠垂体病理改变(HE，×200)

3 讨论

ANP是临床上一种常见的急腹症，具体的发病机制目前尚不完全明确。ANP时机体可产生多种炎性因子，过多的炎性介质释放可形成全身炎症反应综合征(SIRS)[10]，单个或多个器官功能衰竭往往是导致患者发生死亡的重要原因[11]。ANP时胰外脏器的损伤往往集中在肺、肝脏、肾脏及肠等器官，垂体的损伤相对较少。有相关研究认为内分泌系统在休克[12]、创伤[13]等疾病应激过程中发挥重要作用，当内分泌系统出现损伤时，机体应激水平下降，影响机体预后。

垂体是机体主要的内分泌器官之一，主要存在GH、ACTH、TSH、FSH和PR五种细胞，可以通过分泌相关激素调节机体的机能，如机体生长、新陈代谢及应激。Ceranowicz等[14]在研究蛙皮素制备ANP模型中发现，垂体摘除的胰腺炎模型较垂体完好的动物模型病情严重，提示垂体在ANP时对机体起到一定的保护作用。Ogawa等[15]研究发现，持续性应激可促进促黑色素激素细胞死亡，导致垂体功能发生异常。

本研究通过胰胆管逆行注射牛磺胆酸钠建立ANP模型，发现ANP组大鼠血清ACTH、TSH及FSH在6h、12h均较SO组明显降低，提示ANP时垂体功能发生了相应改变。组织病理学检查发现ANP 12h组垂体组织充血较SO 12h组明显加重，但未见到垂体组织细胞出现明显损伤。本课题组前期在牛磺胆酸钠引起的ANP模型中发现，模型组大鼠垂体组织细胞可见嗜碱性细胞核肿胀，包膜不完整，局部出现细胞坏死及凋亡现象[16]，垂体的功能改变可能与垂体组织细胞的超微结构改变相关。

垂体功能改变和组织异常的具体机制尚不完全清楚，可能与ANP时大量炎性因子和胰酶入血刺激血管内皮细胞，使得内皮细胞发生功能障碍相关[17]。内皮细胞在机体循环系统调节中发挥重要作用，其功能异常可导致机体的循环系统功能异常，出现毛细血管渗透性增加、血管扩张，引起组织间水肿和组织充血等[18]。垂体组织具有丰富的血窦系统，内皮组织较多，在炎性因子及胰酶的直接或间接作用下可发生组织间水肿和组织充血[19]。

综上所述，ANP时，大鼠存在垂体功能和组织结构的改变，但垂体组织损伤的具体机制及对机体的影响尚不清楚，有待更进一步探讨。

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本文第一作者简介：

邓文宏(1984-)，男，汉族，博士，主治医师，主要从事普通外科基础与临床研究

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TheFunctionandStructureChangesofPituitaryinRatswithAcuteNecrotizingPancreatitis

DENG Wen-hong, GUO Wen-yi, ZHAO Liang, HONG Yu-pu, WANG Wei-xing#

Department of general surgery; Renmin Hospital of Wuhan University，Wuhan，430060，China，#Corresponding author

Objective: To observe the function and structure change of pituitary in rats with acute necrotizing pancreatitis (ANP).MethodsSeventy-two male SD rats were randomly divided into normal control group (N group), sham operation ( SO group) 1, 3, 6, 12hours groups, acute necrotizing pancreatitis (ANP group) 1, 3, 6, 12hours groups, each group contained eight rats . The ANP model was established by retrograde injection of 5% sodium taurocholate into the biliopancretic duct, the blood sample of rats in each group were collected through the inferior vena cava at the corresponding time after the establishment of the model, and then the pancreas and pituitary tissue were obtained. The serum levels of AMY, LIP were detected by automatic biochemical, the serum levels of GH, ACTH, TSH and FSH were detected by radioimmunoassay, the pathology of pancreatic tissue and pituitary tissue were observed by the light microscope and compared the difference between the groups.ResultsCompared the N group with each SO group, the difference was no statistically significant except ACTH (P>0.05); compared with SO group, the serum levels of AMY and LIP increased significantly (P<0.05) at the corresponding time points of ANP group; the serum levels of GH (P<0.05) at the corresponding time points of ANP group was no significant difference; the levels of serum ACTH and TSH in 6h and 12h groups were significantly lower (P<0.05), and the levels of serum ACTH and ANP in 1h and 3h groups were no significant difference (P>0.05); thelevels of serum FSH in 1h, 6h and 12h groups were significantly lower (P<0.05), and the levels of serum FSH in 3h groups were no significant difference (P>0.05). Under light microscopy, the pathological injury of pancreas in ANP 12h group were significantly higher than those in SO 12h group (P<0.05), and the hyperemia of pituitary tissue in ANP 12h group was significantly higher than that in SO 12h group (P<0.05).ConclusionThe pituitary occurred tissue injured and the function changed in rats with the ANP.

Acute necrosis pancreatitis; Pituitary; Injury；Rat

10.3969/j.issn.1005-1740.2017.04.001

R657.5+1

A

1005-1740(2017)04-0001-06

国家自然科学基金(81500488)；武汉大学自主科研项目(2042015kf0090)

武汉大学人民医院普外科，武汉430060；#

，E-mail:sate.llite@163.com

本文2017-08-12收到，2017-10-10修回