卡巴胆碱联合膳食纤维对烫伤休克大鼠肠屏障的保护作用

赵春香，王瑞刚，张　磊，贺瑞新，冯　凯，张红梅，李冬梅



·基础医学·

卡巴胆碱联合膳食纤维对烫伤休克大鼠肠屏障的保护作用

赵春香，王瑞刚，张磊，贺瑞新，冯凯，张红梅，李冬梅

目的：探讨卡巴胆碱联合膳食纤维对烫伤休克大鼠肠屏障的保护作用。方法：以30%总体表面积Ⅲ度烫伤Wistar大鼠80只为动物实验模型，随机分为0.9%氯化钠注射液对照组(A组)、膳食纤维治疗组(B组)、卡巴胆碱治疗组(C组)和膳食纤维+卡巴胆碱治疗组(D组)各20只，各组分别在伤后6、12、24、48、72 h处死大鼠4只。另设正常对照组(N组，4只)。取小肠在光镜下观察各组病理形态变化，取门静脉血测血浆内毒素变化，取腹主动脉血测血浆D-乳酸变化。结果：各烫伤组大鼠肠组织受损明显，血浆内毒素、D-乳酸水平均明显高于N组(P<0.01)，伤后12～24 h最显著，至72 h仍不能恢复；联合应用或单用卡巴胆碱与膳食纤维，均可降低大鼠血浆内毒素和D-乳酸水平(P<0.05～P<0.01)。结论：早期联用卡巴胆碱与膳食纤维对烫伤后大鼠肠屏障道有明显保护作用，一定程度上优于单用卡巴胆碱或膳食纤维的治疗效果。

烧伤；卡巴胆碱；内毒素；D-乳酸；肠屏障;膳食纤维

胃肠道是人体的主要消化器官，也是最大的细菌储存器官，容纳细菌数量高达1012个[1]。正常生理情况下，肠道有着重要的屏障作用，称之为肠屏障，由机械屏障、化学屏障、微生物屏障和免疫屏障等组成。严重创伤、烧(烫)伤等可造成肠黏膜屏障的损伤、萎缩，使肠通透性增加，肠菌群失调，造成肠屏障破坏或功能障碍，从而导致细菌和/或内毒素易位，炎症因子释放，并可诱发和加重全身炎症反应和多器官功能障碍(MODS)[2-3]。随着相应研究和临床实践的深入，肠屏障保护越来越受到重视。我们制备30%总体表面积(TBSA)Ⅲ度烫伤大鼠模型，探讨卡巴胆碱联合膳食纤维对肠屏障的保护作用。

1　材料与方法

1.1实验动物及材料清洁级成年雄性Wistar大鼠84只，购自中国人民解放军军事医学科学院卫生学环境医学研究所动物实验中心，体质量 300 g(±20 g)。复合膳食纤维购于Nutircia(荷兰)制药(无锡)有限公司，不可溶性膳食纤维(耐消化淀粉∶纤维素=1∶1)与可溶性膳食纤维(菊粉∶低聚果糖∶阿拉伯胶=1∶1∶1)比例为3∶1，加水配成200 g/L的液体。卡巴胆碱购于美国Sigma公司。0.9%氯化钠注射液购于石家庄四药集团。

1.2方法80只大鼠制备30%TBSA Ⅲ度烫伤动物模型，随机分为0.9%氯化钠注射液对照组(A组)、膳食纤维治疗组(B组)、卡巴胆碱治疗组(C组)和膳食纤维+卡巴胆碱治疗组(D组)各20只，各组再分为6、12、24、48、72 h 5个时间点，每个时间点各处死4只大鼠，另设正常对照组(N组)4只。均于术前12 h禁食，不禁水。A、B、C、D 4组10%水合氯醛溶液(300 mg/kg)腹腔注射麻醉后，6%硫化钠脱去大鼠肩部至髋部30%TBSA毛发[4]，置入97～99 ℃沸水25 s，制备30%TBSA Ⅲ度烫伤大鼠模型[5-6]，伤后立即按Parkland公式补液，24 h总量按每1%TBSA补液4 mL/kg给予，前8 h给予1/2量，剩余1/2量在后16 h以输液泵匀速泵入。伤后2 h，C、D组大鼠腹腔注射卡巴胆碱30 μg/kg。伤后3 h，A组予0.9%氯化钠注射液灌胃，B、D组予复合膳食纤维灌胃，每天125 mg/kg，均匀分6次给予(每4 h 1次)，直至处死。N组大鼠不作处理。期间各组大鼠自由饮水。

1.3检测指标

1.3.1肠道损伤情况取回盲部小肠组织，体积分数10%的中性甲醛溶液固定，常规制片，苏木精伊红染色后进行组织学检查，并对小肠损伤情况进行评价[7]：0分，无异常改变；0.5分，肠黏膜水肿、充血，无坏死性病变；1分，病变局限，肠黏膜有散在性出血点；2分，坏死累及表浅黏膜，黏膜中有多区域出血；3分，全层坏死并伴肠腔出血。

1.3.2血浆LPS测定所用物品均经去热源处理。严格按无菌操作规程取门静脉血1.5 mL，5 000 r/min离心5 min取上层血清，置入-80 ℃冰箱保存备检。按照大鼠血浆LPS ELISA试剂盒(购于Bio Swamp公司)使用说明书检测。

1.3.3血浆D-乳酸测定穿刺腹主动脉，取血4～5 mL，5 000 r/min离心5 min，取上层血清，置入-80 ℃冰箱保存备检。按照大鼠血浆D-乳酸Elisa试剂盒(购于Bio Swamp公司)使用说明书检测。

1.4统计学方法采用方差分析和q检验。

2　结果

2.1各组大鼠小肠病理学标本观察和小肠损伤评分比较烫伤后，各组大鼠的小肠黏膜出现固有层水肿，中性粒细胞及淋巴细胞浸润，部分黏膜上皮细胞变性、坏死、脱落；肠绒毛横径增宽，高度缩短。各烫伤组烫伤后6、12、48和72 h小肠损伤评分差异均无统计学意义(P>0.05)；各烫伤组烫伤后24 h，A组小肠损伤评分均高于其他烫伤组(P<0.05)，而B、C和D组小肠损伤评分差异均无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

表1　各组大鼠烫伤后小肠损伤评分比较(ni=4；±s;分)

q检验：与A组比较*P<0.05

2.2N组和烫伤组大鼠烫伤后不同时点血浆LPS比较烫伤后6～72 h，各烫伤组大鼠血浆LPS水平均明显高于N组(P<0.01)。各烫伤组烫伤后6 h和12 h血浆LPS水平差异均无统计学意义(P>0.05)；各烫伤组烫伤后24 h和48 h血浆LPS水平均低于A组(P<0.05～P<0.01)；B组和C组24 h和72 h血浆LPS水平均高于D组(P<0.05)；C组和D组烫伤后72 h血浆LPS水平均低于A组(P<0.05和P<0.01)(见表2)。

表2　N组和各烫伤组大鼠烫伤后不同时间LPS水平比较(ni=4；

q检验：与N组比较**P<0.01；与A组比较 #P<0.05，##P<0.01；与D组比较△P<0.05

2.3N组和烫伤组大鼠烫伤后不同时点血浆D-乳酸测定结果比较烫伤后6、12和72 h，各烫伤组大鼠血浆D-乳酸水平均明显高于N组(P<0.01)，但各烫伤组大鼠血浆D-乳酸水平差异均无统计学意义(P>0.05)。D组烫伤24 h和48 h后D-乳酸水平均低于A组(P<0.01和P<0.05)，但A、B和C组差异均无统计学意义(P>0.05)。D组烫伤后24 h血浆D-乳酸水平均明显低于B组和C组(P<0.01)(见表3)。

表3　N组和各烫伤组大鼠烫伤后不同时间血浆D-乳酸水平比较(ni=4；±s；μg/L)

q检验：与N组比较**P<0.01；与A组比较 #P<0.05，##P<0.01；与D组比较△△P<0.01

3　讨论

肠缺血-再灌注是烧/烫伤后最常见的病理生理过程。肠上皮细胞是肠屏障的重要组成部分，对缺血、缺氧十分敏感。缺血、缺氧可引起肠上皮细胞结构、功能的改变，导致肠屏障功能障碍，引起细菌和内毒素的移位，与脓毒症和MODS的发生有密切关系，是机体遭受“二次打击”的来源[8-9]。如何减轻机体创伤后肠屏障的损害，减少细菌和内毒素移位，一直是防治脓毒症和MODS研究的重要课题。

膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收而能在大肠部分或全部发酵的可食用植物性成分、碳水化合物及其类似物质[10-11]。研究[12-16]证实，膳食纤维是消化过程中所需要的重要营养素，能够促进肠蠕动，抑制肠道细菌的生长，调节肠道菌群的生态平衡，有助于维护肠黏膜结构的完整性，降低肠道通透性，对肠黏膜有明显营养和保护作用。而卡巴胆碱是一种胆碱能受体激动药，能同时兴奋胆碱能M受体和N受体，其兴奋M受体可促进胃肠动力，扩张血管；兴奋N受体与胆碱能抗炎通路有关。相关研究[17-20]表明，卡巴胆碱既能改善肠道微循环，扩张血管增加肠黏膜血流量，又能够显著降低肠缺血-再灌注损伤后肠组织炎性反应，减少炎症因子释放，减轻肠缺血-再灌注时肠上皮细胞的损害，从而起到保护肠屏障功能。

我们以30%TBSA Ⅲ度烫伤Wistar大鼠为动物模型，研究烧伤早期联合应用复合膳食纤维与卡巴胆碱对肠屏障的保护作用，并与单独应用卡巴胆碱或膳食纤维时相比较。目前有多种检测肠屏障损伤的指标，本研究中我们选择的是光镜下的肠结构变化和血浆LPS、D-乳酸水平变化。实验结果显示，烫伤后24 h，B、C和D组小肠损伤评分均低于A组(P<0.05)。烫伤后24 h和48 h，B、C和D组血浆LPS水平均低于A组(P<0.05～P<0.01)；烫伤后24 h和72 h，D组血浆LPS水平均低于B组和C组(P<0.05)；烫伤后72 h，C组和D组血浆LPS水平均低于A组(P<0.05和P<0.01)。烫伤后24 h和48 h D组D-乳酸水平均低于A组(P<0.01和P<0.05)，但A、B和C组差异均无统计学意义(P>0.05)；烫伤后24 h，D组血浆D-乳酸水平均明显低于B组和C组(P<0.01)。提示单用或者联合应用卡巴胆碱和膳食纤维均对肠屏障有明显保护作用，且联合应用对肠道的保护要优于单用。

综上，联合应用卡巴胆碱与膳食纤维对烫伤后大鼠肠屏障道有保护作用，启动时间较早，一定程度上优于单用卡巴胆碱或膳食纤维。文献检索发现，国内外尚未见有与本研究相似的研究报道，但本研究仅是初步研究，样本量较小，仍需进一步的动物试验和临床研究。

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(本文编辑卢玉清)

The protective effect of carbachol combined with dietary fiber on the intestinal barrier in rats with burn shock

ZHAO Chun-xiang,WANG Rui-gang,ZHANG Lei,HE Rui-xin,FENG Kai,ZHANG Hong-mei,LI Dong-mei

(DepartmentofNICU,TheAffiliatedHospitalofNorthChinaUniversityofTechnology,TangshanHebei063000,China)

Objective:To explore the protective effects of carbachol combined with dietary fiber on the intestinal barrier in rats with burn shock.Methods:The animal model of 80 Wistar rats with 30% TBSA Ⅲ° burn were established,and randomly divided into the saline injection group(group A),dietary fiber treatment group(B group),carlbachol treatment group(groupC) and carlbachol combined with dietary fiber treatment group(group D)(20 rats each group).The 4 rats in each group were sacrificed at 6，12，24，48 and 72 hours after injury,respetcively.The 4 normal rats were set as the control group(group N).The pathomorphological change of small intestine was observed under light microscope,the plasma levels of endotoxin in portal vein and D-lactic acid in abdominal aorta were detected.Results:The damage of the intestinal tissue in each burn group was significant.The plasma levels of endotoxin and D-lactic acid in all burn rats were significantly higher than those in group N,which arrived at peak at 12 to 24 hours after injury,and did not recover until 72 hours after injury.The treatment of the carlbachol combined with dietary fiber of single carlbachol or dietary fiber could significantly decrease the levels of the plasma endotoxin and D-lactic acid(P<0.05 toP<0.01).Conclusions:The early application of carlbachol combined with dietary fiber has markedly protective effect on intestinal barrier in burn rats,the treatment effect of which is better than that in single treatment of carbachol or dietary fiber to some exent.

burn;carbachol;endotoxin;D-lactic acid;intestinal barrier；dietary fiber

2014-12-17

河北省卫计委指令性课题(ZL20140187)

单位] 华北理工大学附属医院 NICU，河北 唐山 063000

[作者简介] 赵春香(1976-)，女，硕士，主管护师.

王瑞刚，主任医师，副教授.E-mail：18632511199@163.com

1000-2200(2016)05-0563-04

R 644

A

10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2016.05.002