梗阻性黄疸时肠黏膜屏障的损伤及机制

邹 玲 综述，彭 燕 审校

(泸州医学院附属医院消化内科，四川泸州646000)

梗阻性黄疸(obstructive jaundice，OJ)是一种常见的临床综合征，是指因各种原因致肝内胆管、肝总管、胆总管等部分或全部阻塞，胆汁淤积导致胆道系统内压升高，结合胆红素反流入血，出现巩膜及皮肤的黄染，也称为外科性黄疸。大量研究发现OJ可致肠黏膜屏障(intestinal barrier function，IBF)损伤，肠道内的细菌、内毒素通过受损的肠黏膜进入血液循环出现细菌和内毒素移位[1]，进一步导致全身炎症反应综合征(SIRS)，并可能因此发展为多器官功能障碍综合征(MODS)，甚至引起死亡。

1 IBF结构及功能

IBF正常功能是将肠腔与机体内环境分隔开来，防止致病性抗原侵入，使机体内环境保持相对稳定，维持机体的正常生命活动。IBF由化学屏障、机械屏障、生物屏障、免疫屏障组成。化学屏障由胃肠道分泌的消化液(胃酸、胆汁、消化酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂)、溶菌酶等物质组成，具有抗菌、杀菌、结合内毒素等功能。其中胆汁对人体肠道具有多重保护作用：①抑菌作用：胆汁酸盐进入肠道可以使某些G－菌的包膜瓦解，以防止G－菌的过度生长，对天然肠道菌落起调节作用。胆汁中还有特异性或非特异性的抗生素，有阻止肠道细菌粘附到肠黏膜、肠上皮细胞对细菌的内吞作用[2]。②灭活内毒素：胆汁酸盐可以使内毒素分子分解为无活性的亚单位或形成不被吸收的胶粒聚合体，使内毒素灭活。③促进营养吸收：胆汁酸盐的乳化作用有助于脂肪、维生素等多种营养物质的吸收。④免疫调节作用：胆汁在肠道免疫调节中也起着重要作用。Sano等[3]研究发现OJ大鼠在施行胆汁内引流后肠黏膜地址素细胞黏附分子(MAdCAM-1)的表达增加，固有层CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞也明显增多。⑤促进肠上皮生长：胆汁中的胆汁酸有促进小肠上皮细胞的增殖和抗小肠上皮细胞凋亡作用。Turner等[4]在体外实验证实生理剂量下的牛磺脱氧胆酸通过激活核转录因子NF-κB及其介导的凋亡抑制基因(XIAP)来促进肠上皮细胞生长、抑制肠上皮细胞凋亡。此外，研究发现牛磺脱氧胆酸还可能通过诱导c-myc蛋白表达刺激肠上皮细胞生长[5]。机械屏障由肠道黏膜上皮细胞及细胞间紧密连接、黏液、肠道蠕动等构成。小肠是机体内最大的细菌库，其中99%肠道细菌为专性厌氧菌，1%为其它细菌，构成一个相互依赖、相互作用的微生态系统即生物屏障。肠道是全身最大的淋巴器官，肠黏膜具有功能发达的局部免疫系统，肠黏膜相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue，GALT)占全身淋巴细胞总数的1/3～1/2。肠黏膜免疫屏障由GALT及其分泌的免疫球蛋白构成。

2 OJ时IBF的改变

2.1 化学屏障改变 OJ时胆汁缺乏，肠黏膜化学屏障受损。胆汁酸盐缺乏后，机体对各种营养物质吸收不良，导致肠黏膜萎缩，使肠黏膜形态改变和肌跨壁电生理活动减少[6]。

2.2 机械屏障改变 结扎胆管后大鼠回肠绒毛高度、密度及肠黏膜中的蛋白质和DNA的含量均降低[7]。Gencay等[8]的动物实验发现，OJ时光镜下可见回肠黏膜变薄，绒毛变钝、密度减少，上皮下出现水肿，上皮层从黏膜固有层被分离抬高;电镜下可见部分上皮组织脱落，胞浆空泡化，吞噬溶解小体形成，细胞间紧密连接断裂，线粒体肿胀、嵴断裂。

2.3 生物屏障改变 Kuru等[9]结扎大鼠胆总管后发现大鼠盲肠中G-肠道杆菌的数量增加了100倍，大肠埃希菌及需氧菌的水平较对照组明显升高。

2.4 免疫屏障改变 国内学者[10]发现结扎大鼠胆总管后，肠黏膜固有层内IgA+细胞随胆总管梗阻时间的延长减少明显，使肠道IgA分泌量较正常减少。

3 OJ时IBF损伤机制

OJ时IBF损伤机制尚不清楚，研究显示可能与下列因素有关：

3.1 胆汁及胆汁酸盐缺乏 当OJ发生时，胆汁进入肠道受阻，肠道内菌群失调，并导致G－菌的大量繁殖，同时增高的胆红素和肠道胆汁酸盐的缺乏及slgA的减少破坏了肠道黏膜保护屏障，细菌和脂多糖(LPS)得以大量入血，造成肠源性内毒素血症[11]。Yang等[12]发现OJ组大鼠小肠黏膜的通透性和细菌移位较假手术组显著增加，紧密连接蛋白(ZO-1)及闭合蛋白(occludin)表达降低，予喂养新鲜胆汁可明显改善IBF。肠黏膜的免疫屏障也由于胆汁的缺失失去宿主防御作用。

3.2 肝脏损伤 OJ时由于胆盐损伤和胆道内压改变等原因可造成肝脏损伤，常导致肝功能受损、kupffer细胞功能障碍、门静脉高压及肝硬化等。①肝功受损后肝脏合成蛋白能力下降，肠上皮细胞再生所需蛋白不足，影响肠道上皮的再生与修复。②肝脏Kupffer细胞是肠源性内毒素的首要清除器官，70% ～80%细胞及LPS在肝内被Kupffer细胞吞噬，是阻止肠道细菌和肠源性内毒素进入人体循环的重要屏障。OJ时肝脏的Kupffer细胞的清除能力因胆汁淤积性肝损伤而明显减弱，同时由于门静脉血流量以及肝脏有效循环血量减少，传递给肝脏Kupffer细胞的颗粒性抗原也减少。Kennedy等[13]研究发现结扎大鼠胆总管后，门静脉血流灌注减少，肝脏清除内毒素能力下降，炎症因子分泌增加，导致细菌及其内毒素进入血液循环，造成内毒素血症甚至败血症。③肝硬化时肠道血流缓慢，黏膜下毛细血管和静脉扩张淤血，使氧和营养物质输送到黏膜的时间延长，代谢产物不能及时运走，肠道微循环发生障碍，肠黏膜出现充血、水肿和糜烂，从而削弱肠道屏障功能，使其通透性增加，细菌和毒素更易进入体内[14]。

3.3 免疫功能障碍 OJ时机体的免疫功能受到明显的抑制，表现在：①肝脏Kupffer细胞功能受到明显的抑制。Scott-Conner等[15]在结扎大鼠胆总管1周后发现大鼠肝脏Kupffer细胞对硫胶粒的清除率明显下降。②细胞免疫：实验性OJ中发现，空肠、回肠黏膜固有层内的CD4+和CD8+T淋巴细胞的数目显著下降，肠黏膜的细胞免疫受到了抑制[3]。③体液免疫：Ogawa等[16]在实验性OJ中发现派尔淋巴集结内B淋巴细胞数量明显减少和OJ时肠腔内sI-gA的减少，肠黏膜的体液免疫也受到了抑制。④红细胞免疫：OJ时红细胞C3b受体因高胆红素的影响，携带循环免疫复合物能力下降，影响了网状内皮系统(RES)对抗原的清除。此外，红细胞清除氧化代谢产物和通过氧化酶直接杀伤病原体的能力也明显下降。

3.4 缺血缺氧 OJ时肠道常发生不同程度的血液循环障碍。陈进军等[17]研究发现OJ大鼠的肠系膜存在微循环障碍。肠道的血运障碍将导致肠黏膜上皮细胞供氧与供能不足，使肠黏膜处于缺血、缺氧状态，从而发生其上皮细胞的损伤。OJ所致的IBF功能损伤常并发SIRS，激发大量的炎症介质释放入血，又进一步加重了肠道血液循环障碍，加剧了肠黏膜上皮细胞的损伤，内毒素和细菌移位进一步增加，由此形成恶性循环。

3.5 氧化应激损伤与炎症介质 OJ所致的细菌移位、内毒素血症及大量的炎性介质释放，使得肠腔及体内产生大量的活性氧(ROS)，进而抑制线粒体产生ATP，刺激线粒体释放细胞色素C引起caspases家族的活化，从而触发细胞凋亡发生的级联反应。ROS还通过促进紧密连接蛋白酪氨酸磷酸化或诱导肌动蛋白解聚合作用来破坏IBF。有研究报道，OJ大鼠造模10天后，门静脉中内毒素水平增高，脂质过氧化及蛋白氧化增加，表明实验性OJ导致小肠氧化应激，进而引起IBF损伤及内毒素血症[18]。Assi-makopoulos等[19]在临床研究中发现OJ患者的还原型谷胱甘肽显著减少，氧化型谷胱甘肽含量明显增多，且还原型谷胱甘肽与肠黏膜蛋白质含量呈正相关，说明OJ能诱导小肠氧化应激及IBF的损伤。此外，研究发现氧化应激还可以分解occludin和其他紧密连接蛋白，从而使肠黏膜的通透性增加[20]。

生理情况下肝脏Kupffer细胞受门静脉内毒素的刺激而处于低度激活状态，且适应性地转变为低细胞因子和活性氧自由基释放反应特性，对一定范围内的内毒素刺激呈耐受性或低反应性。OJ时肝脏由于受内毒素、胆汁等物质的损伤以及血流的异常，功能发生了相应的改变，Kupffer细胞失去对内毒素的耐受性或低反应性而呈高分泌状态，释放出过量的炎性介质，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-l(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、干扰素-γ(INF-γ)、血小板活化因子(PAF)、一氧化氮(NO)等，这些炎症介质可直接或间接通过免疫细胞损伤肠道上皮细胞及细胞间的紧密连接，进而导致IBF的功能受损[21]。①TNF-α是内毒素发挥其毒性效应最重要的介质。研究发现，TNF-α可诱导肠上皮细胞凋亡和非凋亡区的细胞间紧密连接蛋白分解和功能改变，从而导致肠黏膜渗透性增加。Ko等[22]发现用TNF-α刺激体外培养的人单层结肠上皮细胞ccaco-2可导致其通透性增加，从而损伤IBF。此外，TNF-α和INF-γ等炎性细胞因子之间有协同作用，能下调跨膜紧密连接纤维蛋白的咬合启动子的表达，并导致肠电生理功能紊乱[23]。②IL-6多在细胞受到TNF-α、IL-1刺激后产生，是B细胞刺激因子和细胞毒性T细胞的分化因子，能促使中性粒细胞的活化。研究报道，过度释放的TNF-α、IL-1、IL-6能通过颗粒酶、Fas与FasL受体或内毒素激活的细胞毒性T细胞途径使隐窝上皮细胞的凋亡增加。③PAF合成释放增多可激活中性粒细胞和促进氧自由基的释放，导致肝脏和肠黏膜的损伤，其可能与门静脉的内毒素血症和肝脏Kupffer细胞的激活有关。④NO有广泛的病理生理活性，其重要活性之一就是抑制平滑肌收缩，从而使血管扩张。NO被认为是引起肝硬化患者血管扩张、血容量相对减少、低血压和高动力循环等循环系统病理改变的关键介质。实验表明肝硬化门静脉高压时，肠道NO生成增加[24]。其活性氧的反应产物过氧亚硝基阴离子(ONO0－)具有较强的细胞毒性作用，可诱导细胞死亡，破坏肠道黏膜，导致肠道屏障功能障碍[25]。NO不仅作用于血管平滑肌，还能抑制胃肠道平滑肌，从而加重肠动力障碍。⑤其他炎症介质，包仕廷等[26]实验发现组织细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达增强与小肠黏膜损伤的发生也有密切的关系。

综上所述，OJ引起的IBF损伤是多种因素共同作用的一个复杂的病理生理过程，其机制尚未完全明确。肠黏膜屏障功能已成为判断患者预后的重要条件。因此，预防、逆转OJ时IBF功能就显得极为重要。

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