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背景:
失血性休克复苏会引起全身性缺血一再灌注损伤,即使是成功的休克复苏也常出现延长的器官低灌注,后者与脓毒血症和多脏器功能障碍综合征(MODS)关系密切。实验和临床研究均显示,肠道是众多失血性休克复苏损伤器官之中的一个关键器官。细菌移位(BT)定义为细菌从肠道内经过肠道粘膜上皮移行其他部位,如肠系膜淋巴结(MLN)。细菌移位可能是创伤或失血性休克后免疫损伤或多器官功能障碍综合征进展的一个很好的防治方案。故而,肠道屏障功能紊乱在失血性休克后并发脓毒血症或MODS的病理生理进程中占有重要地位。
益生菌是可补充食品的活性微生物,能通过改善肠道微生物平衡而对宿主产生有益效果。研究发现很多微生物具有益生菌的潜力,Latctobacilli和Bifidobacteria是其中最常用的益生菌。近年来,Science、Nature等杂志相继发表文章,认为肠道微生态是人体最为重要的微生态系统,相当于一个重要的代谢“器官”。已经明确,肠道微生态平衡紊乱、细菌过度生长是促使动物模型细菌移位的关键机制之一。双歧杆菌广泛用于炎性肠炎病、pouchitis病和感染性胃肠道紊乱的研究中,均显示对肠道屏障完整性、肠道菌群和减轻肠道炎性反应具有良好效果。但是,双歧杆菌的这些有益效果是否只局限于上述疾病?是否可以应用于其他的肠道菌群和肠道屏障完整性也受损的疾病,如失血性休克等?尚未见报道。
由于失血性休克后肠道细菌或毒素移位只是肠道源性病情进展的一部分,现已经证实另外的一个重要部分就是肠粘膜缺血再灌注损伤所产生的多量氧自由基释放,进而使促炎因子产生和释放增加。双歧杆菌在肠道的免疫调节作用已经得到证实,双歧杆菌另外的一个突出的特性是对多种自由基有清除作用,可能是由于双歧杆菌阻碍了自由基链式反应或菌体表面蛋白质发挥了自由基淬灭作用,具体机制还不清楚。结合上述进展,我们推测,双歧杆菌可能保护失血性休克及复苏后肠道屏障功能。
在本研究中,我们观察给予双歧杆菌(包括青春型、两性和成年型)处理对大鼠创伤/失血性休克模型肠道屏障功能的影响,分为两个部分,分别从减轻失血性休克及复苏大鼠细菌移位、肺损伤两个角度,来探讨活性双歧杆菌可能存在的肠粘膜屏障功能保护和MODS防治作用。双歧杆菌应用的一个困难是它的脆弱性使它难以达到肠道,为了保护细菌胞体不受胃酸环境的损伤而增加到达肠道的双歧杆菌数量,我们采用了明胶包被的双歧杆菌微囊技术,并观察其在这一动物疾病模型中的作用,并与传统双歧杆菌制剂对比。期望探讨作为日常服用益生菌的双歧杆菌在创伤失血性休克疾病中的防治作用,为双歧杆菌的进一步开发应用提供实验依据和实践基础。
第一部分:活性双歧杆菌减轻失血性休克及复苏大鼠细菌移位目的:
判断活性双歧杆菌对失血性休克大鼠肠道细菌移位的保护作用,并进一步观察双歧杆菌活性包囊微粒在这一模型中的作用。拟观察活性双歧杆菌及其包囊对失血性休克大鼠肠道菌群、细菌移位、血浆内毒素和结肠绒毛损伤的效果。
方法:
SD大鼠每日给予三种不同的食物补充:PBS盐水、双歧杆菌冻干粉(109cfu/day)或双歧杆菌活性微囊(109 cfu/day)。经过7d的喂养后,大鼠麻醉后进行失血性休克实验。休克实验结束时,开腹取样分析盲肠的细菌学、肠系膜淋巴结的细菌移位、血浆内毒素和末端结肠的绒毛损伤分析。
结果:
双歧杆菌处理的失血性休克大鼠的盲肠内容物中总需氧菌数量、总需氧菌细菌移位幅度、血浆内毒素水平和结肠绒毛水平,均低于盐水处理的失血性休克大鼠。双歧杆菌微囊处理后的这些变化低于单纯双歧杆菌处理的大鼠。失血性休克大鼠双歧杆菌微囊处理后,盲肠内双歧杆菌数量较盐水对照组增加。三种不同处理的失血性休克组之间,总厌氧菌和双歧杆菌细菌移位的幅度没有显著性差异。双歧杆菌微囊处理的失血性休克大鼠中细菌移位比率要比盐水失血性休克大鼠的低(8/20 vs.16/20,P<0.01)。
第二部分:活性双歧联菌对失血性休克及复苏大鼠肺损伤的作用
目的:
判断活性双歧杆菌对失血性休克大鼠自由基反应、中性粒细胞激活及其肺部聚集的作用,并进一步观察双歧杆菌活性包囊微粒在这一模型中的作用。通过肠细胞黄嘌呤氧化酶(XOD)、过氧化氢酶(CAT)活力测定、血液中性粒细胞(PMN)粘附因子CD11b、CD18表达和肺部髓过氧化酶髓过氧化酶(MPO)水平分析双栖杆菌在失血性休克及复苏疾病模型中的效果。
方法:
SD大鼠每日给予三种不同的食物补充:PBS盐水、双歧杆菌冻干粉(109cfu/day)或双歧杆菌活性微囊(109 cfu/day)。经过7d的喂养后,大鼠麻醉进行失血性休克实验。休克实验结束时,开腹、开胸取样行回肠细胞XOD、CAT活力测定、血液PMN粘附因子CD11b、CD18表达和肺部MPO分析。
结果:
三种不同处理的失血性休克大鼠组间总计失血量相似。休克大鼠和假休克大鼠之间,包括盐水组、双歧杆菌组和双歧杆菌包囊组,全血PMN粘附因子CD11b、CD18表达、回肠细胞XOD和CAT酶活力,以及肺部PMN聚集均有显著性差异。失血性休克大鼠,双歧杆菌预先处理较盐水可抑制回肠细胞XOD酶活力、血PMN粘附因子CD11b、CD18表达和减轻肺部MPO水平,并增高回肠细胞CAT酶活力,微囊化双歧杆菌处理的失血性休克大鼠的这些改变更为明显。但是,双歧杆菌和双歧杆菌包囊处理的休克大鼠CAT酶活力降低的幅度、全血CD18表达水平和PMVP差异未达到统计学的显著性。
结论:
双歧杆菌及其微囊化制剂(包括青春型、两性和成年型)可减少失血性休克大鼠的细菌移位、减轻肺部PMN聚集和损伤,微囊化双歧杆菌可较单纯双歧杆菌更进一步增强这些效果。可能的机制与活性双歧杆菌调节肠道菌群、抑制致病菌过渡增生、保护肠粘膜、清除肠道氧自由基和抑制PMN表达CD11b、CD18的等机制有关,微囊化制剂可增加到达肠道的活菌数量而更具有优势。经口服用双歧杆菌及其微囊化制剂,不仅能够发挥益生菌的有益作用,我们的资料提示,还可能是防治失血性休克并发脓毒血症和MODS的一个有效手段。这为双歧杆菌的进一步开发应用提供了实验依据,而在失血性休克模型中双歧杆菌处理的最低剂量、时限、给药方法和途径等作还需做具体深入的研究