水通道蛋白1在大鼠嚴重燒傷早期小腸組織中的表達及其與組織水腫的關系.pdf

1、研究背景：
　　 正常狀態(tài)下,腸道具有機械屏障、生物屏障和免疫屏障三大功能,它們共同作用形成一個多方面、多層次的防護網(wǎng)；腸道依賴于其黏膜屏障的防御機能,能夠保護宿主免受腸腔中細菌、內(nèi)毒素的侵襲。嚴重燒傷后發(fā)生的急性腸黏膜缺血等一系列的損害以及由此而引起的腸道屏障功能的改變,可以產(chǎn)生一系列腸道功能紊亂,并且是導致燒傷后全身炎癥反應綜合征(SIRS)、多器官功能障礙綜合征(MODS)發(fā)生的重要因為。近年來越來越明確,缺血和應激腸道能

2、成為促炎癥器官,在內(nèi)臟缺血再灌注期后,腸源性介質(zhì)的釋放不僅激活巨噬細胞、中性粒細胞和其他促炎癥細胞,而且可導致急性遠處器官和細胞功能障礙?；谀c道在防止全身感染和MODS中具有的重要作用,故有學者提出了“休克腸"這一概念,便于進行深入探討和研究。經(jīng)過多年的研究,我們發(fā)現(xiàn)燒傷后腸道損害主要與以下幾點有關:1、缺血缺氧；2、缺血再灌注；3、炎癥介質(zhì)、細菌及內(nèi)毒素；4、能量代謝障礙；5、長期禁食或腸外營養(yǎng)與濫用抗生素。
　　 大量動物

3、實驗和臨床研究已證實,嚴重燒傷后腸道可發(fā)生不同程度的組織學和超微結(jié)構(gòu)改變,包括腸黏膜和黏膜下水腫,絨毛變短,甚至腸道細胞壞死、凋亡。腸黏膜和黏膜下水腫為腸道損害的早期病理表現(xiàn),其不僅影響細胞的生命活動,而且能阻礙血液內(nèi)氧的擴散和組織利用,加重組織細胞的缺氧缺血損傷；若在此階段進行干預,能盡早改善腸道組織細胞缺血缺氧,防止腸道損害進一步加重；并且從腸源性途徑上抑制MODS的發(fā)生,提高嚴重燒傷的救治率。
　　 目前普遍認為嚴重燒傷后

4、組織器官水腫的主要細胞學機制是微血管內(nèi)皮細胞屏障結(jié)構(gòu)的破壞；嚴重燒傷后,全身性的炎癥反應啟動,炎癥細胞活化、聚集,大量炎癥介質(zhì)和血管活性物質(zhì)釋放,如組胺、緩激肽、氧自由基、血管通透因子、過氧化氫等眾多體液因子,通過復雜的途徑,如激活肌球蛋白輕鏈激酶(MLCK)引起肌球蛋白輕鏈磷酸化,后者活化肌球蛋白重鏈頭部的ATP酶,產(chǎn)生的能量使細胞骨架肌動蛋白微絲滑動,產(chǎn)生內(nèi)皮細胞收縮,導致細胞間隙形成；另外,毛細血管內(nèi)皮細胞膜電位差下降,細胞膜上

5、Na+-K+-ATP 酶活性下降,鈉和水進入細胞內(nèi),鉀逸出細胞外,使細胞變成球形的水腫細胞,內(nèi)皮細胞間孔隙增大使血管通透性增加。這一病理生理變化過程在給予大量液體進行復蘇后顯得尤為明顯。然而,嚴重燒傷后組織水腫除與微血管內(nèi)皮細胞屏障結(jié)構(gòu)的破壞有關,是否還與細胞膜水轉(zhuǎn)運功能異常有關,目前無相關報道。
　　 水跨膜轉(zhuǎn)運有兩種基本形式:1、簡單擴散；2 膜蛋白介導轉(zhuǎn)運；后者是水跨膜轉(zhuǎn)運的主要形式。水通道蛋白家族(aquaporins,

6、AQPs)是一種對水具有特異性轉(zhuǎn)運功能的細胞膜通道蛋白,目前在哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)共13種(AQP0-12)；近年來,國內(nèi)外學者通過分子生物學和動物模型生理學的研究,對水通道家族成員的分子結(jié)構(gòu)、生理學功能有了較深入的理解,并證實其在腦水腫、肺水腫的形成、尿崩癥的發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用。AQP1 作為最早發(fā)現(xiàn)的水通道蛋白,廣泛地分布于多種組織臟器之中,與機體的生理病理狀態(tài)有密切關系。如 Towne 等利用某種呼吸道腺病毒感染小鼠造成病毒性

7、肺炎,發(fā)現(xiàn) AQP1 在小鼠肺中表達降低,提示水通道蛋白的減少可能是水分子在肺間質(zhì)聚集的重要原因,顯示了AQP1與肺水腫有關；如 AQP1存在于眼非色素睫狀上皮和小梁網(wǎng)內(nèi)皮,AQP1 敲除后能明顯降低眼球內(nèi)壓；等。通過免疫組化、免疫熒光掃描、原位雜交及 PT-PCR 等方法,現(xiàn)已證實 AQP1 在消化系統(tǒng)的毛細血管、小血管和中央乳糜管的內(nèi)皮細胞上有廣泛的表達,是介導胃腸道水分子跨膜轉(zhuǎn)運的重要物質(zhì)。
　　 基于對AQP1的認識,我

8、們提出:AQP1是否與嚴重燒傷后腸道組織水腫的形成有關。
　　 本研究通過建立大鼠嚴重燙傷模型,觀察傷后各時間段的小腸組織含水量和AQP1的表達變化,來闡明AQP1與嚴重燒傷后腸道組織水腫的關系；并給予早期腸道喂養(yǎng),了解其對改善腸道水腫,是否與改變AQP1表達量有關:為臨床防治嚴重燒傷后腸道水腫提供新思路,也為探討嚴重燒傷后腸道水腫的發(fā)生機制提供有益參考。
　　 目的：
　　 1、觀察大鼠嚴重燒傷后小腸組織含水量

9、及 AQP1的動態(tài)表達變化,及早期喂養(yǎng)對其的影響；
　　 2、探討 AQP1 與燒傷后小腸組織水腫的關系。
　　 方法
　　 1、健康成年 Wistar 大鼠90只,雌雄不拘,隨機分為正常對照組(N 組)(n=6)、單純燙傷組(S組)(n=42)和早期喂養(yǎng)組(EF組)(n=42),其中N組、S 組又分為2、4、8、12、24、48、72h 七個時相點,每時相點各6只。采用30％TBSA Ⅲ度燒傷大鼠模型,用干濕重

10、法、ELSIA 及免疫組化方法觀察、檢測燙傷后不同時間段小腸組織含水量和AQP1的表達變化。
　　 2、采用SPSS 13.0 統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)分析,本實驗為 3×7*6的析因設計,行完全隨機分組兩因素析因分析,了解小腸組織 AQP1 表達量或含水量與時間因素的主效應和交互作用；各時間組、處理組之間行單項分類的方差分析；EF 組及 S 組的小腸組織 AQP1 表達量與含水量之間的相關分析采用Pearson相關系數(shù)法分析,當P

11、<0.05時,差異有統(tǒng)計學意義。
　　 結(jié)果
　　 1、大鼠嚴重燒傷后小腸組織含水量升高,通過早期喂養(yǎng)處理,可降低組織含水量。S組于4h后各時間點的小腸組織含水量都明顯高于N組(均P<0.05),傷后 48h 組織含水量(77.61±0.40％)達到高峰；EF組小腸組織含水量于4、8、24、48、72h較S組有所降低(均P<0.05)。
　　 2、大鼠嚴重燒傷后小腸組織 AQP1 表達降低,通過早期喂養(yǎng)處理,可增

12、加AQP1 表達量。N 組 AQP1 主要表達于小腸毛細血管、小血管及中央乳糜管內(nèi)皮細胞；S 組于 8h 后各時間點AQP1 表達量較N組明顯降低(均P<0.05),S 組傷后 48hAQP1 均值(9.48±0.73ng/ml)達到低谷；EF組于24、48、72h AQP1 表達量較 S 組有所增加(均P<0.05)。
　　 3、S組與EF組各時間點的AQP1 表達量與組織含水量之間呈負相關,相關系數(shù)分別為-0.938與-0.