谷氨酰胺对创伤性脑损伤后肠黏膜的保护作用实验观察

李 毅，张 倩，吕 栋，徐欣萍，朱玉群

（首都医科大学附属北京天坛医院消化内科 北京 100050）

谷氨酰胺对创伤性脑损伤后肠黏膜的保护作用实验观察

李 毅，张 倩，吕 栋，徐欣萍*，朱玉群*

（首都医科大学附属北京天坛医院消化内科 北京 100050）

目的 观察谷氨酰胺（GLN）治疗创伤性脑损伤（TBI）后对应激性肠黏膜屏障（IMB）损伤的作用。方法将60只健康雄性Wister大鼠随机分为假手术对照组（A组）、TBI组（B组），和TBI后GLN干预组（C组）。C组分别于致伤后不同时间点给予GLN干预，各组大鼠均于伤后48 h处死取材，观察其肠黏膜病理学改变。结果 TBI组大鼠可见肠黏膜绒毛肿胀、缩短、增粗，较多破损或断裂，固有层裸露，绒毛间质水肿，淋巴管扩张，GLN干预后不同时间点大鼠肠黏膜损伤有不同程度减轻，用药越早作用越明显。结论 GLN对TBI后应激性IMB损伤具有明显的干预作用，且此干预作用具有时效相关性。

创伤性脑损伤；肠黏膜屏障；谷氨酰胺

创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）尤其是重度TBI后常发生内脏并发症，病死率可达50%。许多患者并非死于颅脑损伤本身，而是死于全身炎症反应综合征（Systemic inflammatory response syndrome，SIRS）或多脏器功能不全综合征（Multiple organ dysfunction syndrome，MODS）。1986年，Meakins等[1]提出“胃肠道是MODS的始动器官”的论点，指出肠黏膜屏障（intestinal mucosa barrier，IMB）在机体遭受重创时的重要作用，胃肠道既是SIRS、MODS的启动器官，也是SIRS、MODS时最易受损的靶器官。近年来，谷氨酰胺（Glutamine，GLN）作为一种氨基酸补充剂已广泛应用于临床，证实在重症患者的全肠外营养或肠内营养中添加GLN具有较好的疗效[2]。本实验通过复制大鼠TBI模型，观察TBI后应激性IMB损伤，并在大鼠创伤后的不同时间给予GLN干预，旨在探讨GLN对肠黏膜损伤的干预作用及时效关系。由于GLN水溶性低、热消毒耐受性差及长期储存时在化学上不稳定，本实验采用丙氨酰-谷氨酰胺二肽（Alanyl-Glutamine，Ala-GLN）作为GLN的供体。

1 材料与方法

1.1 实验动物与分组

60只健康雄性Wistar大鼠，体质量200～250 g（由中国科学院遗传与发育生物学研究所动物中心提供），随机分为假手术对照组（A组）、TBI组（B组）、GLN干预组（C组）。C组又根据干预时间3、6、12、24 h分成C3、C6、C12、C24组。每组大鼠10只。

1.2 模型制备

采用改良的Feeney[3]自由落体撞击法建立TBI模型。将20 g砝码从50 cm高度落下，致伤力约100 kPa，相当于临床重度脑损伤[4]。假手术组大鼠只开骨窗，不予落体撞击。各组大鼠均于术后48 h处死取材。

1.3 治疗组给药方案

治疗组大鼠分别于TBI后3、6、12，24h首次给予腹腔注射Ala GLN 400mg/kg（力肽，100 mL/瓶，购自中国华瑞制药有限公司，力肽与生理盐水按1:5体积配成溶液），以后每12 h重复腹腔内给药1次，剂量同前。

1.4 病理学检查

取回肠末端组织标本，常规固定，光镜和电镜下观察组织学改变。

2 实验结果

2.1 光镜

A组：回肠黏膜结构完整，绒毛上皮无缺损，淋巴管无扩张，见图1；B组：肠绒毛肿胀、缩短、增粗，可见较多破损或断裂，造成固有层裸露，绒毛间质水肿，淋巴管扩张，黏膜及黏膜下层有较多炎性细胞浸润，黏膜的厚度变薄，见图2；C组：经GLN干预后，C3及C6组：肠绒毛稍肿胀，淋巴管扩张不明显，偶见炎性细胞浸润；C12干预组：肠绒毛肿胀，偶见破损、融合，淋巴管扩张不明显，黏膜及黏膜下层少量炎性细胞浸润；C24干预组：肠绒毛肿胀、缩短、增粗，顶端部分破损或断裂，绒毛间质水肿，淋巴管扩张，可见少量炎性细胞浸润，结果见图3-5。

图1 A组（×100）

图2 B组（×100）

图3 C6组（×100）

图4 C12组（×100）

图5 C24组（×100）

2.2 电镜

A组：肠黏膜微绒毛排列整齐、有序，无倒伏、脱落；粗面内质网和线粒体等细胞器结构完整、清晰，无水肿扩张，未见凋亡细胞，细胞连接无分离；B组：微绒毛大片倒伏、破坏、消失，线粒体高度肿胀，嵴消失，空泡化；内质网扩张，部分细胞膜崩解，细胞间连接不清；杯状细胞分泌黏液活跃，见图6；C组：经GLN干预后，C3及C6组：肠黏膜微绒毛排列整齐，无倒伏、脱落，部分肠黏膜上皮细胞胞浆中线粒体肿胀；内质网扩张，细胞间连接无分离，偶见凋亡细胞；C12干预组：肠黏膜微绒毛排列整齐，无倒伏、脱落；部分可见胞浆线粒体肿胀，嵴模糊不清，内质网扩张，细胞间连接无分离；C24干预组：线粒体普遍肿胀，嵴断裂，内质网扩张；细胞间连接无分离。见图7-9。

图6 B组（×12000）

图7 C3组（×15000）

图8 C12组（×20000）

图9 C24组（×20000）

3 讨论

小肠作为人体重要的最大免疫器官，是利用GLN的主要器官。GLN是维持肠道黏膜代谢、结构和功能的必须营养成分，对维护肠黏膜细胞的生长、分化和增殖具有重要的意义。研究表明，相同条件下肠道黏膜细胞首先利用GLN作为能量代谢物质，其次再利用丙酮酸、葡萄糖等；GLN缺乏可使肠道黏膜萎缩，绒毛变稀变矮，屏障功能下降；补充GLN后能明显增加大鼠肠黏膜质量、恢复绒毛高度、黏膜表面积和陷窝深度，加快肠上皮细胞更新速度，阻止肠黏膜萎缩及炎症所致的通透性增加，从而恢复并维持肠黏膜屏障功能。

本研究发现，大鼠TBI后应用GLN干预，能明显的减轻肠黏膜的病理改变，且早期应用（12 h内）的效果更好，24 h后再应用也有一定作用。提示GLN对TBI后应激性IMB有明显的干预作用，此干预作用具有一定的时效相关性。所以，在临床上对于TBI的患者早期应用GLN，有效防止应激性IMB损伤的发生和发展，对减少SIRS、MODS发生，改善患者预后可能有一定作用。

[1]Meakins JL,Marshall JC.Multiple organ failure syndrome[J].Arch Surg,1986,121:196-208.

[2]吴广宇,赵 峰,程水兵,等.谷氨酰胺在重型颅脑损伤患者营养支持中的应用[J].浙江创伤外科,2008,13(4):285-287.

[3]Feeney DM,Boyesonmg,Linn RT,et a1.Responses to cortical injury:I.Methodology and local effects of contusions in the rat[J].Brain Res,1981,211(1):67-77.

[4]吴 旭,王保捷,张国华,等.大鼠脑损伤分级自由落体打击模型的建立[J].中国法医学杂志,2005,20(1):1-3.

Efect of glutamine on protection of intestinal mucosa after traumatic brain injur in rats

LI Yi,ZHANG Qian,LV Dong,XU Xin-ping,ZHU Yu-qun
(Department of Gastroenterology,Beijing Tiantan Hospital affiliated to Capital Medical University, Beijing 100050,China)

Traumatic brain injury;Intestinal mucosa barrier;Glutamine

651.1+5；R971

B

10.3969/j.issn.1674-070X.2012.08.002.005.02

2011－11－09

李 毅（1983—），男，硕士研究生，主要从事肝炎，肝硬化临床研究工作。

*朱玉群，主任医师，教授，硕士研究生导师，Email：gpj0818@tom.com；*徐欣萍，副主任医师，副教授，Email：xu_xinping63@163.com 。

(本文编辑: 马宏宇）