第四章腸道粘膜屏障與炎癥性腸病

1、第四章 腸道粘膜屏障與炎癥性腸病腸道是機體內(nèi)最大的細菌貯存庫，而健康人的腸道可以防止腸腔內(nèi)的細菌和毒素穿過黏 膜進入血液循環(huán)和其它的組織器官。這一功能有賴于腸黏膜上皮特殊的結(jié)構(gòu)及其防御機制 腸黏膜屏障。目前普遍認為，腸道不僅僅是個消化和吸收的器官，同時也是人體內(nèi)最大的 免疫器官。腸道粘膜屏障的組成 腸粘膜屏障不僅可以防止病原微生物及有害物質(zhì)進入腸壁和組織內(nèi)，還可以避免體內(nèi)的 生物大分子物質(zhì)漏入腸腔。廣義上的腸粘膜屏障包括：機械屏障、化學屏障、微生物屏障及 免疫屏障 1 。1. 機械屏障 腸粘膜組織即為腸道的機械屏障。粘膜上皮細胞及其細胞間的各種連接結(jié)構(gòu)是腸道抵御 外環(huán)境中有害物質(zhì)或病原體入侵粘

2、膜組織的關(guān)鍵，是維持腸上皮的選擇通透性及其屏障功能 的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。上皮細胞本身具有多種機理防護自身免受攻擊因子的損害。正常情況下，腸粘膜上皮細 胞的修復更新極快，不需要上皮細胞本身的分裂，而主要是由存在于腸絨毛隱窩處的幼稚細 胞增殖和移行來完成的。腸粘膜上皮不斷地衰老、脫落，位于粘液腺頸細胞區(qū)的細胞開始向 絨毛的頂端移行，伸長并覆蓋粘膜基質(zhì)，直到粘膜上皮完全修復。這種修復過程中，腸粘膜 突出區(qū)域的暫時缺失，可能是細菌移位的突破口。如果局部缺血、直接或間接的損傷將使正 常的腸粘膜修復難以完成，從而造成粘膜的萎縮，甚至形成潰瘍。病原菌入侵的機率也隨之 大大提升 2 。腸上皮細胞之間的連接具有多樣性，

3、相鄰的腸上皮細胞通過橋粒連接、縫隙連接及緊密 連接形成完整的單層上皮。其中發(fā)揮關(guān)鍵作用的是位于上皮細胞頂側(cè)的緊密連接。緊密連接 的結(jié)構(gòu)呈一狹長的帶狀，相鄰的細胞相互包裹形成一系列 “拉鏈樣 ”結(jié)構(gòu)的吻合點 3 。多 種蛋白質(zhì)如橋粒蛋白、鈣粘著蛋白、閉鎖蛋白（ occludin ）等將吻合點連接起來，使相鄰 細胞呈咬合狀態(tài)，從而將細胞頂部與基側(cè)膜分開，并且對一些離子和大分子物質(zhì)起選擇性通 透作用。適當?shù)难鞴嘧⑹撬兄匾毎δ艿南葲Q條件，腸道屏障的完整性也有賴于足夠的粘 膜灌注。適當?shù)难┨峁┝藸I養(yǎng)物質(zhì)和氧，細胞利用這些營養(yǎng)物質(zhì)和氧，產(chǎn)生 ATP 用于各 種細胞功能，并維持粘膜下正常的酸堿環(huán)境

4、的穩(wěn)定。而某些疾病如蛋白丟失性腸病，即是因 為腸壁小淋巴管阻塞使腸道間質(zhì)壓力升高，富含蛋白質(zhì)的間質(zhì)液無法進入循環(huán)，引起間質(zhì)液 滲漏。由此可見，粘膜下血液和淋巴循環(huán)及其流體力學模式對腸粘膜屏障功能的維持也有重要 作用。2. 化學屏障 腸上皮細胞分泌的粘液形成一種彈性凝膠層被覆在粘膜表面，組成一道腸道細菌不能自 由逾越的化學屏障。粘液層中主要功能成分是由杯狀細胞分泌的糖蛋白。腸道分泌的粘液可以通過以下 4 種方式保護上皮細胞： 形成水溶性粘液層，作為生 理屏障將上皮細胞與管腔內(nèi)復雜的環(huán)境隔開； 一部分粘液中的碳水化合物可以粘附于細 菌表面，阻止其與上皮細胞的接觸； 粘液中存在直接殺傷微生物或抗病毒

5、活性物質(zhì)，如 分泌型免疫球蛋白、補體成分（ C3、C4 和 B 因子）、杯狀細胞向腸腔內(nèi)分泌各種抗微生物 物質(zhì)（溶菌酶、分泌型磷脂酶 A2、a-防御素等）、上皮細胞分泌的能有效抑制細菌生長的 殺菌肽和阻止細菌與上皮細胞粘附的乳鐵蛋白等； 在一定時間內(nèi)粘液隨管壁平滑肌的運 動而排出體外，同時排除細菌等有害物質(zhì) 4 。腸粘膜上皮細胞分泌的粘液中還含有碳酸氫 根離子，使粘液層呈弱堿性，形成粘液層的pH梯度，控制H+的逆向彌散，有效阻止胃酸及胃蛋白酶對腸上皮的侵蝕。同時，一些適于酸性環(huán)境的病原菌在堿性環(huán)境中也會失去活 力，如幽門螺桿菌在十二指腸降部以下便難以生存，失去致病能力。腸道還可以分泌各種不 同

6、的溶菌酶、蛋白分解酶及存在于腸道中的膽汁，都具有一定的殺菌和溶菌作用，由此構(gòu)成 消化道的防御屏障。3. 微生物屏障正常機體的腸道內(nèi)棲居著大量細菌。據(jù)統(tǒng)計，人體內(nèi)微生物總量中約有78.67%分布在腸道，種類至少在 400種以上，占糞便濕重的 20%30%5。其中絕大部分是厭氧菌，是需氧菌（包括兼性菌在內(nèi)）數(shù)量的 1000 倍左右。這些微生物通常對人體無 害，而且是有益的，為人類生存所必需，這就是所謂的正常腸道菌群。正常情況下，正常菌群之間相互依存、相互制約，保持著相當穩(wěn)定的比例關(guān)系，對機體 和外來微生物也產(chǎn)生各種作用，組成了腸道的微生態(tài)系統(tǒng)。正常腸道內(nèi)固有微生物菌群的大 量存在非但無害且對機體有

7、利，這是由于在長期進化過程中正常菌群與宿主形成了共生關(guān) 系，達成了微生態(tài)平衡。它們與腸道粘膜或結(jié)合，或粘附，或嵌合，形成有一定規(guī)律的膜菌 群，構(gòu)成了腸道的微生物屏障。在此情況下，腸道菌群的定植性、繁殖性和排它性作用使外 籍菌無法在腸道定植和優(yōu)勢繁殖并向腸外移位，因而被稱之為 “定植抗力 ” （Colonizationresistance）5 ， 6 。腸道微生物生態(tài)學性質(zhì)具有很大的代謝和生理性差異，一般可分為三種不同的環(huán)境。近 端小腸內(nèi)的微生物密度低，主要為兼性（需氧）菌叢，而遠端小腸和結(jié)腸內(nèi)粘膜表面則主要 是厭氧菌。厭氧菌在腸道內(nèi)數(shù)量最多，它們對潛在性致病的兼性菌和需氧菌的定植抗力對維 持腸

8、道的微生態(tài)平衡起著重要作用，既能抑制其他細菌的優(yōu)勢繁殖，又能阻止其粘附于腸上 皮細胞。在粘液層中，厭氧菌產(chǎn)生的糖苷酶能夠?qū)⑻穷惖臍埢c粘液層中粘蛋白牢固地結(jié)合 在一起。厭氧菌產(chǎn)生的蛋白酶通過降解粘液層中的肽類物質(zhì)，為腸道細菌提供合適的氮源4 。Berg 等7 將普通無特殊致病菌動物盲腸中完整菌群接種到無菌動物的腸道中，一周 后，在無菌動物的腸系膜淋巴結(jié)中依次分別培養(yǎng)到大腸桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、肺炎克雷 伯桿菌和變形桿菌。而對照的無特殊致病菌動物的腸道中也接種了相同的菌群，一周后，腸 系膜淋巴結(jié)的培養(yǎng)是陰性的；同時無菌動物的腸道中菌量比對照組的無特殊致病菌動物高出 1000 倍。原因是無菌動物

9、的腸道中缺乏具有抗定植作用的正常菌群。4. 免疫屏障 腸道除了機械屏障、化學屏障和微生物屏障三種非特異性防御功能之外，最重要的屏障 功能就是腸道的特異性免疫。腸道是人體內(nèi)最大的免疫器官，是全身免疫系統(tǒng)的一個重要部 分。腸粘膜相關(guān)的淋巴組織較身體其他組織含有更多的免疫細胞（包括B細胞、T細胞、漿細胞、單核/巨噬細胞等）。腸道相關(guān)淋巴網(wǎng)狀內(nèi)皮組織（GALT）是體內(nèi)最豐富的淋巴樣組織，其中漿細胞的含量高達 1010/m2 ，是腸粘膜抗感染免疫性防御系統(tǒng)的主要組成部 分。具有免疫作用的組織由消化道淋巴組織各種輔佐細胞和粘膜上皮細胞共同組成。腸壁相 關(guān)免疫組織和細胞大致可分為兩個部分：一是在粘膜上皮內(nèi)及

10、粘膜固有層內(nèi)的免疫組織，即 腸道免疫的效應部位，其主要免疫細胞包括粘膜上皮細胞，上皮內(nèi)淋巴細胞和固有層的漿細 胞；另一部分在腸壁內(nèi)，主要由粘膜上皮下的集合淋巴小結(jié)（peyerspatches ）、孤立的淋巴小結(jié)和闌尾壁內(nèi)淋巴濾泡群組成，三者有相同結(jié)構(gòu)和功能， 是腸道免疫的誘導部位 8 。腸道 GALT 與中樞和外周淋巴器官不同，其中的淋巴細胞起源、表型、分泌物都不同。 首先在粘膜部位的免疫球蛋白是分泌型 IgA （ SIgA ）。另外，腸道有些特殊類型的 T 細胞 如a3 TCR+CD4CD8-在中樞和外周淋巴結(jié)內(nèi)是不會出現(xiàn)的。腸粘膜通過 3 種有效的免疫機理參與其免疫防護：（1）分泌型抗體；

11、 （ 2）抗原特異的細胞介導的細胞毒性作用；（ 3）位于上皮層和粘膜下層的調(diào)節(jié)性細胞，通過分泌調(diào)節(jié)性 因子參與粘膜的免疫防護作用 2 。具體的作用機理是位于粘膜誘導部位的M 細胞攝取抗原，傳遞給巨噬細胞、樹突狀細胞、B細胞、肥大細胞，這些細胞對抗原進行加工和處理或由上皮細胞提呈B或T細胞9 。粘膜攝入抗原后可能誘發(fā)主動的免疫反應，也可能導致耐受的發(fā)生。多數(shù)情況下是誘 導耐受。主動的免疫反應有兩類，它們可單獨或同時誘發(fā)：一是抗體形成（SIgA ），二是細胞介導的免疫反應。SIgA 是機體內(nèi)分泌量最大的免疫球蛋白，成人腸道平均每天約分泌3g ，是其他抗體總量的 10 倍。 SIgA 在腸粘膜表面的

12、主要保護功能包括抑制腸道中細菌吸附到腸粘膜上皮 細胞表面并阻止其在腸粘膜表面定植，中和腸道中的毒素和抑制抗原的吸收。實驗證實，SlgA對腸道革蘭陰性桿菌具有特殊的親和力，人和嚙齒動物腸道中60%80%的革蘭陰性桿菌被 SIgA 包裹，被包裹的細菌向上皮細胞表面特異性受體移動及結(jié)合的能力均被抑制， 從而保證了腸道的屏障功能。 10另外，由腸腔來的抗原經(jīng)過提呈細胞的輸送，在通過淋巴濾泡的有關(guān)上皮之后，與粘膜 固有層中的淋巴細胞、漿細胞和巨噬細胞接觸，激活成熟的T細胞、B細胞、漿細胞和巨噬細胞，并在此實施細胞介導的免疫過程，發(fā)揮吞噬作用和消除有害抗原的作用。同時，還 包括分泌白細胞介素、INF- 丫

13、和TNF- a等，并產(chǎn)生IgA 。通過上述機理，腸道的免疫屏障起著保護粘膜，防止有害微生物的定植，防止粘膜上皮 攝入來源于食物或共生菌群等外源性未消化蛋白抗原的作用。一旦這些抗原進入體內(nèi)，腸粘 膜免疫相關(guān)組織還可以防止有害的免疫反應進一步發(fā)展。腸道粘膜屏障損傷的原因及機制 大量的臨床和實驗研究發(fā)現(xiàn)，多種因素都能削弱或破壞腸道屏障功能。這些因素包括： 嚴重創(chuàng)傷、熱燒傷、出血性休克、腸缺血、腸梗阻、膽道梗阻、腹腔炎癥、急性胰腺炎、蛋 白質(zhì)營養(yǎng)不良、長期應用廣譜抗生素或免疫抑制劑、電離輻射等。這些因素可歸為兩大方 面：一是腸粘膜組織結(jié)構(gòu)和通透性損傷；二是腸粘膜支持能力的下降。1. 腸道粘膜屏障損傷的

14、原因1.1 腸粘膜組織結(jié)構(gòu)和通透性損傷 在創(chuàng)傷、燒傷和重度感染等應激狀態(tài)下，經(jīng)各種細胞因子和激素的作用，高代謝的持續(xù)發(fā)展，機體組織血流分布改變，使腸粘膜組織處于低灌注和低血氧狀態(tài)。當組織在缺血缺氧 等病理性情況下，體內(nèi)的黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)啟動，大量的黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化 酶，并催化組織中因缺氧不能進一步代謝分解的次黃嘌呤，產(chǎn)生大量的氧自由基。自由基通 過與蛋白質(zhì)和酶發(fā)生過氧化反應，破壞其結(jié)構(gòu)，令蛋白質(zhì)的生物活性喪失，導致細胞的代謝 紊亂、功能喪失。一些放療、化療、損傷粘膜的藥物、導致粘膜潰瘍的疾病如炎癥性腸病等均可損害腸粘 膜結(jié)構(gòu)及其通透性。這種損傷和程度可從粘膜血管通透性增加、粘膜上皮

15、水腫、粘膜上皮通 透性增加開始，進一步發(fā)展為上皮從絨毛脫落，直致粘膜全層脫落和粘膜下層斷裂不等。1.2 腸粘膜支持能力下降 腸粘膜支持系統(tǒng)，主要包括腸道細菌生態(tài)平衡、合適的營養(yǎng)攝入和健全的免疫系統(tǒng)。這些因素失常本身雖不至于影響腸粘膜連續(xù)性的完整，但易導致腸粘膜受損，使其更新、修復 能力下降。長期禁食或長期接受腸外營養(yǎng)，使腸道長期處于無負荷狀態(tài)，粘膜缺少食物和消化道激 素的刺激，可使腸絨毛萎縮，腸粘膜變薄，并使粘膜更新和修復能力下降；同時，膽汁、粘 多糖和蛋白分解酶分泌的減少，進一步削弱腸粘膜的化學屏障，腸液化學殺菌能力減弱，可 促使腸道致病菌的繁殖。廣譜抗生素的廣泛使用造成在腸道的正常菌群失調(diào)

16、，部分條件致病菌過度繁殖，造成腸 道微生物屏障的破壞 11 。2. 腸道粘膜屏障損傷的機制2.1 缺氧、缺血機體在正常情況下，循環(huán)血流的30%流經(jīng)胃腸道。當機體遭受嚴重創(chuàng)傷或休克時，機體為了保護心、腦等重要器官，使全身血液重新分配，胃腸道血流明顯減少。若全身血流量 減少 10%，可致胃腸道血流減少 40%12 。機體的缺血缺氧可以使腸粘膜上皮水腫，上皮 細胞膜及細胞間連接斷裂，細胞壞死，上皮從絨毛頂端開始脫落甚至黏膜全層脫落而形成潰 瘍，導致腸通透性增加。對燒傷后大鼠腸粘膜結(jié)構(gòu)功能改變的研究發(fā)現(xiàn)，在傷后 12 小時用 光鏡可以觀察到腸粘膜絨毛固有層裸露并壞死，電鏡觀察到微絨毛斷裂和缺損，上皮細

17、胞間 連接分離，出現(xiàn)裂隙，腸壁對分子量68068000的物質(zhì)的通透性明顯升高13。Lambert 等14 發(fā)現(xiàn)失血性休克可造成腸粘膜上皮細胞間聯(lián)結(jié)開放，使腸壁對辣根過 氧化物酶的通透性增高。 Suh 等15 觀察到阻斷腸系膜上動脈 1 小時后腸粘膜絨毛頂端水 腫和破壞，繼之出現(xiàn)腸壁的水腫和出血；缺血 3 小時后粘膜上皮脫落，并有明顯的炎性細 胞浸潤；缺血 6 小時后粘膜上皮大部分壞死脫落，腸壁各層廣泛出血。2.2 再灌注損傷與氧自由基 當缺血的組織恢復血液灌注后，部分組織細胞的代謝障礙、結(jié)構(gòu)破壞反而變得更加嚴 重，此種現(xiàn)象為缺血再灌注損傷。而腸道的缺血再灌注損傷是腸屏障功能發(fā)生障礙的重要機 制

18、。導致缺血再灌注損傷的原因是大量的氧自由基的生成。氧自由基具有極強的細胞毒性，主要是由于氧自由基的高度活性，令其可以與機體幾乎 所有組織（包括腸上皮細胞）發(fā)生反應，使構(gòu)成生物膜多不飽和脂肪酸過氧化，影響生物膜 的液態(tài)性、流動性及通透性。細胞膜的通透性增加，大量的陽離子涌入細胞內(nèi)，如Ca2+ 激活特異的鈣依賴的磷脂酶和蛋白酶，引起細胞損傷和死亡；線粒體膜通透性增加，可以影響 能量代謝；溶酶體膜通透性增加，使溶酶體破裂，大量的溶酶體酶的釋放導致細胞損傷或溶 解。2.3 炎癥介質(zhì)及細胞因子 細胞因子和炎性介質(zhì)在腸粘膜損傷中以及相互間的作用尚不十分清楚。在嚴重創(chuàng)傷感染或休克時，炎癥介質(zhì)大量產(chǎn)生并相互作

19、用，形成網(wǎng)絡，且不斷循環(huán)促進，形成“瀑布樣 ”反應，造成腸粘膜損傷并加重甚至衰竭。參與的炎癥介質(zhì)包括內(nèi)毒素、血小板活化因子（PAF）、腫瘤壞死因子（TNF）、白介素（IL ）、丫干擾素（TFN- 丫）、一氧化氮（NO） 等。內(nèi)毒素可使腸粘膜上皮細胞超微結(jié)構(gòu)（微絨毛和細胞終末網(wǎng)）發(fā)生病理改變，通過損傷 細胞內(nèi)支架系統(tǒng)而破壞細胞間緊密連接，也可使 TNF、 PAF 增高以及促進中性多核粒細胞（PMN）粘附而發(fā)揮作用。PAF在腸粘膜損害中發(fā)揮重要作用，它可引起血小板聚集，PMN脫顆粒和呼吸爆發(fā)，同時可導致低血壓，血管通透性增加，胃腸粘膜損傷16。大鼠燙傷后，血和腸細胞 PAF 水平均顯著升高，腸道通

20、透性增加，與內(nèi)毒素水平呈正 相關(guān)。給予PAF拮抗劑治療能明顯降低血漿內(nèi)毒素水平以及腸粘膜通透性。TNF- a能激活中性粒細胞，促使中性粒細胞釋放大量的活性氧與彈性蛋白酶，對血管內(nèi)皮細胞和器官組織細 胞產(chǎn)生損害作用。TNF- a還可誘導大量NO生成，造成持續(xù)低血壓，微循環(huán)淤血，加重組 織的缺血缺氧。TNF- a還能通過交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)使兒茶酚胺分泌增加，而后者可以促 進多種血管活性物質(zhì)釋放，如白三烯、 PAF、 TXA2 等，加劇了微循環(huán)障礙 17 。研究表明TNF- a對腸粘膜有直接損傷作用，給狗注入TNF- a后小腸血流量明顯下降，腸粘膜下血管有灶性栓塞，粘膜糜爛，血培養(yǎng)陽性率增加。在正

21、常情況下，來自血管內(nèi)皮的NO可調(diào)節(jié)腸粘膜灌注，不同腸上皮細胞也可以是NO的來源。在炎癥期，由于可誘導的一氧化氮合酶活化，導致NO生成增多，而高濃度的 NO可破壞細胞內(nèi)支架、抑制 ATP 生成，使細胞間緊密連接變得松弛而致腸粘膜處于高通透狀態(tài) 14 o IL-1 、IL-6 、IL-13、IL-4 和IFN- 丫同樣是通過破壞細胞間緊密連接引起腸粘膜損傷的。2.4 細胞凋亡正常條件下，小腸粘膜每日每根絨毛約有9001200個細胞發(fā)生凋亡，以維護腸道粘膜屏障的生理功能，保證衰老細胞的不斷更新。腸上皮細胞凋亡與隱窩未分化細胞的增殖是 相輔相承的，這種穩(wěn)態(tài)對維持腸道正常形態(tài)和功能起著非常重要的作用。腸

22、上皮細胞凋亡的 增加是導致腸屏障功能減弱的機制之一。許多研究表明炎癥細胞因子，如腫瘤壞死因子、白細胞介素-1B(IL- 1 3)均可增加體內(nèi)外細胞的凋亡。生長因子的缺乏、細菌毒素、氧自由基及腸道缺血- 再灌注損傷大鼠均可發(fā)現(xiàn)腸粘膜上皮細胞凋亡增加，同時伴有腸粘膜屏障功能障礙，且通透性與凋亡指數(shù)呈正相 關(guān)18Ikeda 等19 對缺血-再灌注的小鼠進行了觀察，發(fā)現(xiàn)腸黏膜損傷的早期形態(tài)學改變 為小腸絨毛上皮分離。通過組織學觀察分離的上皮細胞80%具有凋亡細胞的形態(tài)學特征。采用免疫組化和瓊脂凝膠電泳分析 DNA 片段也證實了細胞凋亡的存在，提示細胞凋亡是小 腸缺血再灌注損傷時腸黏膜上皮細胞死亡但是有

23、別于壞死的另一主要形式。2.5 營養(yǎng)障礙長期的全胃腸外營養(yǎng)(TPN)極易造成蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良。大量的臨床和實驗研究發(fā)現(xiàn)， 蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良是破壞腸道屏障功能的重要因素之一。營養(yǎng)不良可引起腸上皮細胞 DNA 含量減少、蛋白質(zhì)合成及細胞增生減弱，腸腔內(nèi)黏液 層厚度變薄，導致黏膜萎縮及繼發(fā)性腸黏膜酶活性下降。陳潔等20 在實驗中發(fā)現(xiàn)，給予TPN1 周后的幼犬，與普通犬食組相比，腸的長度、質(zhì)量和腸壁各層厚度都顯著減少，腸粘 膜上皮細胞分裂指數(shù)下降 40%。實驗研究發(fā)現(xiàn)，與經(jīng)腸飲食組相比，經(jīng) TPN 營養(yǎng) 2 周的大鼠，其回腸末端粘膜絨毛高 度降低，上皮細胞增殖緩慢，粘膜二胺氧化酶活性顯著降低 21 。從而

24、提示蛋白質(zhì)營養(yǎng)不 良可破壞腸結(jié)構(gòu)和功能的完整性，造成腸粘膜萎縮，提高腸粘膜對腸道中大分子物質(zhì)的通透 性，從而直接促進腸道細菌和內(nèi)毒素侵入體內(nèi)。營養(yǎng)不良降低了機體蛋白質(zhì)水平，使免疫球蛋白水平下降，淋巴細胞減少，影響了腸道 及全身的免疫功能。其削弱機體抗感染防御功能的作用是多方面的：首先，蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良 通過干擾腸粘膜中 B 淋巴細胞分化，使 SIgA 分泌減少，從而降低腸粘膜抗感染的免疫功 能。有研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良大鼠腸道集合淋巴組織的質(zhì)量以及其中細胞數(shù)量均顯著下 降， B 淋巴細胞數(shù)量下降 47 倍， IgA 同型 B 細胞消失。這證明蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良使集合淋 巴組織中 B 淋巴細胞分化受

25、阻， SIgA 漿細胞成熟障礙，從而造成腸粘膜 SIgA 的分泌量降 低。其次，蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良還可以破壞腸粘膜中杯狀細胞功能，使粘液和粘蛋白生成減少， 從而降低腸粘膜非特異性屏障功能 22 。此外，蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良可以使 T 淋巴細胞和經(jīng)過 再循環(huán)的淋巴母細胞在腸粘膜中的定位過程受到損害，直接抑制機體T 淋巴細胞免疫功能，使機體全身抗感染防御功能處于抑制狀態(tài)。另外，長期禁食或 TPN 患者，其腸粘膜缺少食物和消化道激素刺激，粘膜更新修復能 力降低。同時，胃酸、膽汁、溶菌酶、粘多糖等分泌減少，腸液化學殺菌能力減弱，都可促 使腸道致病菌大量繁殖，導致腸屏障功能障礙。2.6 微生態(tài)失調(diào)腸道正常微生物在

26、種類、定植部位和數(shù)量 3 個方面維持著空間三維生態(tài)平衡。腸內(nèi)細 菌分布呈明顯的縱軸性，它們具有很強的粘附力，形成能阻止病原微生物過度生長并限制它 們粘附于粘膜的菌膜屏障結(jié)構(gòu)。病理因素和治療于擾可引起腸道菌群紊亂，促進細菌移居， 致病菌過度生長。過度生長的腸道細菌可通過細菌蛋白酶等對腸上皮細胞微絨毛膜蛋白直接 產(chǎn)生破壞作用，或改變腸道上皮細胞的生化反應，使微絨毛受損甚至消失。此外，過度生長 的細菌還可產(chǎn)生各種毒素或其他代謝產(chǎn)物，抑制腸上皮細胞的蛋白質(zhì)合成，從而損傷腸粘膜 屏障。創(chuàng)傷、饑餓及大量廣譜抗生素的應用很容易引起腸道菌群紊亂，優(yōu)勢繁殖的細菌便有可 能突破粘膜屏障而發(fā)生易位。腸道中革蘭陰性桿

27、菌的侵入能力最強，革蘭陽性菌次之，而專 性厭氧菌最差。給不含特殊致病群的小鼠口服青霉素抑制動物腸道中某些厭氧菌群后，耐藥 性革蘭陰性桿菌菌量增加 1000 倍，這些優(yōu)勢繁殖的革蘭陰性桿菌將持續(xù)移居到腸系膜淋巴 結(jié)。當動物停止服用青霉素后，腸道中厭氧菌群的數(shù)量逐漸增多，革蘭陰性桿菌不僅菌量逐 漸下降，移居也隨之停止。用林可霉素或甲硝唑得到的實驗結(jié)果也是相同的。如果給動物分 別口服上述三種抗生素，然后給動物腸道中接種鏈霉素耐藥性菌株 大腸桿菌 C24 ，結(jié)果發(fā) 現(xiàn)由于厭氧菌群的受抑制，大腸桿菌 C24 在動物腸道中的菌量不僅達到 1010 這樣異常高 的水平，而且持續(xù)侵入腸系膜淋巴結(jié)中長達 30

28、天之久 23 。革蘭陰性菌的過度生長還可導致內(nèi)毒素易位。內(nèi)毒素是存在于革蘭氏陰性菌細胞壁中的 脂多糖（ LPS ）。內(nèi)毒素可致粘膜下水腫、腸絨毛頂部細胞壞死、腸通透性增加，從而破壞 腸屏障功能。在某些情況下，細菌易位可能被控制，但內(nèi)毒素仍可通過 “漏”到腸粘膜，引 起炎癥的激活及細胞介質(zhì)的釋放。腸道屏障功能障礙的后果及防治措施1. 腸道屏障功能障礙的后果1.1 菌群易位Berg 等7 認為 “菌群易位是指腸道內(nèi)活的細菌穿過腸道粘膜層進入固有層，繼而到 達腸系膜淋巴結(jié)以及更遠處器官 ”，這一概念在近年來被很多學者加以擴展和完善。目前認 為當機體應激反應過度或失調(diào)時，寄生于腸道內(nèi)的微生物及其毒素，

29、越過腸粘膜屏障大量侵 入正常情況下無菌的腸道及以外的組織，如腸壁漿膜、腸系膜淋巴結(jié)、門靜脈、以及其他遠 處器官，這一過程稱為腸道細菌易位，其結(jié)果可能引發(fā)腸源性的全身感染，并且觸發(fā)全身炎 癥反應綜合征（SIRS ），甚至多器官功能障礙綜合征（ MODS。革蘭陰性桿菌感染是危重 患者中重點關(guān)注的問題，大腸桿菌、克雷伯桿菌、腸桿菌科和假單胞菌是常見的致病菌，病 情嚴重時可出現(xiàn)白色念珠菌為主的真菌感染。細菌移位的發(fā)生發(fā)展有3 個基本因素 7 ，即腸道細菌過度繁殖、腸黏膜屏障損害和機體免疫防御功能低下。細菌移位的發(fā)生不僅與腸道 細菌的總量有關(guān)，更關(guān)鍵的是與增生細菌的所屬種類及其在腸道所寄居的部位密切相關(guān)

30、。大 量繁殖的腸道細菌，部分可能縱向反流入胃，并隨胃液進一步反流到口咽部和呼吸道。1.2 毒素血癥正常情況下，被吸收的內(nèi)毒素在肝臟被清除而不會發(fā)生內(nèi)毒素血癥，當腸道內(nèi)革蘭陰性 細菌過度繁殖、菌種比例變動、菌群失調(diào)以及毒力劇增時，經(jīng)門靜脈進入機體的細菌內(nèi)毒素 大量增加，超過了肝臟解毒能力；或肝功能受損時，不能清除來自胃腸道的內(nèi)毒素，使侵入 體循環(huán)的內(nèi)毒素量達到一定程度而形成腸源性內(nèi)毒素血癥。內(nèi)毒素的生物效應是多方面的， 可以直接或者間接影響全身各系統(tǒng)的代謝和功能。 21.3 多器官功能障礙腸道的屏障功能受到削弱或者損害，可以使大量的細菌和內(nèi)毒素經(jīng)由門靜脈和腸系膜淋 巴系統(tǒng)侵入體循環(huán)，造成腸源性內(nèi)

31、毒素血癥和細菌移位，并在一定條件下激發(fā)細胞因子和其 他炎癥介質(zhì)的連鎖反應，引起全身各器官的損害。在很多臨床情況下，腸粘膜屏障功能衰竭 的發(fā)生要早于其他臟器功能衰竭的出現(xiàn)。腸功能衰竭常常成為多臟器功能衰竭的“啟動因子”，許多活性因子，如血管活性腸肽、一氧化氮等都發(fā)揮重要作用。242. 防治措施 合理的營養(yǎng)支持途徑、谷氨酰胺、生長激素及多肽類生長因子等，對正常腸粘膜的生長 及損傷后的再生、修復發(fā)揮著重要作用。2.1 改善腸粘膜的血液灌流 防治低血容量是維持腸組織灌流的基礎(chǔ)，也是防治腸屏障功能障礙的主要措施。低血容 量時，可有腸系膜血管收縮及胃腸道血流減少，低血容量得到糾正后，這些病理改變?nèi)詫⒊?續(xù)

32、一段時間。因此，除補充血容量外，還可選擇應用改善腸血液循環(huán)的藥物，如小劑量多巴 胺、前列腺素等，改善內(nèi)臟組織灌流，維護腸粘膜的灌流和代謝，減輕腸粘膜的損害。2.2 抗自由基和抗氧化目前常用的抗自由基藥物有別嘌呤醇、維生素C、維生素E、脫苷脫氨酶抑制劑等。此外，一些化合物可以保護細胞免于氧化性損害，如橄欖油和某些草藥可以保護腸道上皮細胞 免受氧化性損傷。2.3 選擇性腸道去污染 選擇性腸道去污染（ selective digestive decontamination, SDD）是在20世紀80年代提出的，旨在控制腸道這一人體最大的細菌庫，達到預防腸源性感染的目的，方法是口服或灌腸不經(jīng)腸道吸收、

33、能選擇性抑制 或殺滅潛在致病菌的抗生素。臨床上有順行清除和逆行清除兩種方法。前者療效優(yōu)于后者， 但要求病人能經(jīng)腸道攝藥并能耐受腹瀉，通常是口服腸道不吸收的抗菌藥物，如新霉素、甲 硝唑、慶大霉素等，也可添加制霉菌素、氟康唑等以減少腸腔各類細菌25 。若病人情況允許，服藥前可先給予甘露醇、大黃等緩瀉劑，清除腸腔積存物，再給予腸 道抗菌藥物，類似結(jié)腸手術(shù)的術(shù)前準備，僅是清除的程度要求略低。逆行清除即反復灌腸， 可清除下腸道內(nèi)容物。由于結(jié)腸內(nèi)細菌含量最多，平時即可達1012/g ，若有異常繁殖，則細菌數(shù)量更高。因此，雖然對 E33 的價值與實用性仍存有爭議，但在目前尚缺乏很有效的 腸粘膜屏障維護措施的

34、情況下，減少腸腔細菌數(shù)量無疑應認為是綜合治療措施的一部分，與 其它治療同時應用，當有協(xié)同作用。2.4 營養(yǎng)支持 腸道營養(yǎng)有助于維持腸粘膜細胞結(jié)構(gòu)與功能的完整性，維護腸粘膜屏障，明顯減少腸源 性感染的發(fā)生。近年來，維護腸粘膜屏障功能及降低細菌移位的嘗試取得了一些成績，尤其 在谷氨酰胺（ Gln ）的應用研究上 26 ，作為小腸粘膜細胞的主要燃料，又是腸粘膜修復 和細胞分裂的核酸合成氮源， Gln 能夠促進腸道粘膜 DNA 和蛋白的合成，增加腸黏膜的厚 度，減輕腸粘膜上皮細胞的萎縮。 Gln 通過激活巨噬細胞殺滅細菌的能力，抑制細菌易 位，從而減少內(nèi)毒素血癥的可能。2.5 抗炎癥介質(zhì)及細胞因子由于

35、在腸粘膜屏障損傷過程中，TNF- a有明顯致炎和損傷腸粘膜屏障作用，而皮質(zhì)激素有強大抑制TNF- a合成作用，故有人主張應用這一類藥物，希望能打斷腸黏膜屏障損傷 過程中的惡性循環(huán)。嵌合型抗TNF- a抗體（如infliximab）有較好的抗炎作用，是否可用于腸粘膜屏障損傷的治療尚待觀察。此外，研究和應用較多的還有白介素1 受體拮抗劑（ IL-1ra ）、血小板活化因子拮抗劑、鈴蟾素抗血清及前列腺素 E 等。炎癥性腸病時腸道屏障功能障礙 炎癥性腸病時腸粘膜的形態(tài)學改變可以引起腸道粘膜屏障功能障礙，主要發(fā)生機制有以 下幾方面。 27 ， 281. 細胞因子 腸道局部由 T 淋巴細胞產(chǎn)生的細胞因子在

36、腸道的免疫反應中發(fā)揮重要作用，促炎因子 與抗炎因子之間的失衡，在 IBD 患者腸道的持續(xù)炎癥的發(fā)生及粘膜的完整性破壞中發(fā)揮作 用?，F(xiàn)在普遍認為，克羅恩病主要是CD4+淋巴細胞反應為主的 TH1型炎癥反應，其細胞因子以IFN- 丫和IL-2 為主。而潰瘍性結(jié)腸炎可能主要是IL-13 驅(qū)動的TH2炎癥反應，細胞因子以 IL-4 和 IL-5 為主。2. 連濾泡上皮的缺損 腸粘膜表面的一種具有特殊功能的上皮細胞稱為膜細胞（ memberanouscell , M細胞），是一種扁平的上皮細胞，厚度不及正常細胞厚度的1/10。它覆蓋在集合淋巴結(jié)，即連濾泡上皮（ follicle-associatedep

37、ithelium , FAE）上。M細胞與相鄰的上皮細胞緊密連接，以保持腸道粘膜的完整性，同時也是腸粘膜上皮中一種重要的抗原提呈細胞。腸壁淋巴結(jié)表面的FAE 缺損為潛在的病原體提供了主要的入侵門戶。當然，樹突細胞可以不依賴M細胞的抗原提呈，直接透過腸上皮細胞的連接間隙，對腸腔內(nèi)的抗原進行攝取 29 。樹突細胞可以誘導合成特殊的 生物大分子，這些分子與引導淋巴細胞歸巢有關(guān)，歸巢的淋巴細胞可以直接攝取抗原物質(zhì)并 產(chǎn)生免疫應答 30 。3. 腸粘膜的完整性，滲透性及粘附性 炎癥性腸病患者的受累病變腸道和非受累腸段都存在高滲透性，允許腸腔內(nèi)促炎癥因子 持續(xù)地進入粘膜，激活炎癥級聯(lián)反應，從而促進腸道的炎

38、癥反應。這種情況也見于炎癥性腸 病患者的一級親屬中。高滲透性與腸上皮細胞之間緊密連接結(jié)構(gòu)和功能的變化有關(guān) 31 。 上皮細胞鈣粘蛋白( E-cadherin) 32 ， 33 、胎盤鈣粘蛋白( P-cadherin) 34 ， 35等是維護腸道粘膜完整的重要的細胞間黏附分子，而細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運蛋白 Smad436 ， 37 、細 胞因子(特別是 TNF- a)可影響上皮細胞鈣粘蛋白和胎盤鈣粘蛋白的表達。炎癥使經(jīng)典的鈣粘蛋白在腸道中的表達的發(fā)生改變，并影響到粘膜的滲透性和完整性。 不管是粘膜粘附力的變化，還是腸上皮細胞壞死滲出而導致中性粒細胞浸潤，都可以削弱腸 粘膜的完整性并使其滲透性增強。這將使位于

39、粘膜下組織里的樹突狀細胞直接攝取腸腔里滲 漏過來的抗原，而不需要通過 M細胞和FAE進行抗原的提呈加工。4. 粘膜免疫調(diào)節(jié)異常 炎癥性腸病患者常表現(xiàn)出免疫異常，如腸粘膜免疫細胞數(shù)量增多，腸局部體液或細胞免 疫活性增強。此外，還可并發(fā)或伴發(fā)其他與免疫有關(guān)的病變與疾病，而且糖皮質(zhì)激素及免疫 抑制劑治療有效。這些均表明炎癥性腸病患者存在腸黏膜免疫調(diào)節(jié)異常?？傊c道屏障是連接機體和其周圍環(huán)境最重要的界面之一。腸道屏障的損壞可能是某 些腸道和腸外炎癥性疾病的原發(fā)事件，也可能是繼發(fā)于許多疾病并導致宿主易患嚴重的并發(fā) 癥。了解腸道屏障在疾病過程中的病理生理學作用有助于發(fā)現(xiàn)新的治療方法。將保護腸道屏 障作為

40、預防和治療措施在臨床和試驗領(lǐng)域都處于初始階段，但對于將來改善炎癥性腸病的治 療策略必定會有所幫助。(鄭雪雁王承黨)參考文獻1. Bourlioux P， Koletzko B ， Guarner F.The intestine and itsmicroflora arepartnersfor the protection of the host.Am JClin Nutr， 2003 ；78 ：675-683.2. 陳海龍，王輝 . 腸道屏障功能障礙 . 見：李永渝，陳錫美，王志榮，主編 . 實用消化 系統(tǒng)病理生理學 . 上海：同濟大學出版社， 2003 ； p52-65.3.Schneebe

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