糖尿病性胃轻瘫调节胃生理功能的相关组织细胞研究

房芳 赵丽英 刘迎春

摘要：糖尿病性胃轻瘫存在调节胃正常生理状态的几种关键组织细胞异常，包括胃自主神经支配异常，Cajal间质细胞受损和胃体肌壁巨噬细胞的变化等方面。巨噬细胞可能是引起其他类型细胞潜在损伤的关键细胞类型。本文对糖尿病性胃轻瘫调节胃生理状态的异常组织细胞予以分析，旨在指导临床治疗。

关键词：糖尿病性胃轻瘫;神经递质;Cajal间质细胞;巨噬细胞

中图分类号：R587.1                                  文献标识码：A                                DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.01.014

文章编号：1006-1959（2019）01-0041-03

Histopathological Study on the Regulation of Gastric Physiology by Diabetic Gastroparesis

FANG Fang，ZHAO Li-ying，LIU Ying-chun

（Department of Internal Medicine，Yanjiao People's Hospital，Sanhe 065201，Hebei，China）

Abstract：Diabetic gastroparesis has several key histiocytic abnormalities that regulate the normal physiological state of the stomach， including abnormal gastric autonomic innervation， damage to interstitial cells of Cajal， and changes in macrophage of the muscle wall of the corpus. Macrophages may be a key cell type that causes potential damage to other types of cells. In this paper， the abnormal tissue cells that regulate gastric physiology in diabetic gastroparesis are analyzed to guide clinical treatment.

Key words：Diabetic gastroparesis;Neurotransmitter;Cajal interstitial cells;Macrophage

糖尿病性胃輕瘫（diabetic gastroparesis）是糖尿病胃无机械性梗阻时出现排空延迟的临床综合征。发病机制与糖尿病自主神经病变、高血糖、胃肠功能紊乱、胃肠激素分泌异常、应激状态等方面有密切关系[1]。有研究认为糖尿病性胃轻瘫发病涉及胃外来神经支配和内在神经系统异常，胃肠Cajal间质细胞（interstitial cells of Cajal，ICC）受损及肌壁巨噬细胞异常等方面[2]。本文对糖尿病性胃轻瘫调节胃正常生理状态的组织细胞异常进行综述。

1糖尿病性胃轻瘫的外来神经支配异常

支配胃肠的自主神经被称为外来神经，包括交感神经和副交感神经。Stevens JE等[3]认为，外来神经支配异常是糖尿病性胃轻瘫的主要病因。交感和副交感神经功能出现异常时，增加了胃及其他消化器官迷走神经支配缺陷。在正常食物消化的头期，刺激迷走神经使胰多肽释放增加。Panda H等[4]在假饲试验中，利用迷走神经对胰腺的神经支配作用，发现胃迷走神经功能存在异常。由于糖尿病性胃轻瘫患者胰多肽释放反应迟钝，对假饲引起的胃液分泌明显减少。胃迷走神经支配异常导致胃动力障碍，包括幽门不能正常松弛等。此外，Singla R等[5]对16例糖尿病患者胃组织的病理研究发现，5例胃轻瘫患者未出现任何神经组织学方面的缺陷。这可能与研究纳入病例较少及当时可使用的神经染色技术受限有关。随后Thazhath SS等[6]对人类和模型动物的研究进一步证实，糖尿病性胃轻瘫外来神经支配的改变。包括在自发性糖尿病大鼠模型（BB）迷走神经的有髓和无髓神经纤维在神经组织水平出现异常;糖尿病性胃轻瘫患者的椎前交感神经节轴突和树突的交感神经传递出现异常变化等。

2胃肠内在神经系统异常

糖尿病性胃轻瘫除了外来神经支配异常外，内在神经系统也受到影响。神经病变可使全部胃肠道的运动功能发生异常变化。Leila N等[7]利用非胰岛素依赖性自发性糖尿病大鼠，研究胃平滑肌膜电位去极化改变。结果发现，非胆碱能抑制性神经传递出现衰减，肾上腺素能受体对去甲肾上腺素的反应性减少。自发性糖尿病Worcester大鼠（BB/W）胃肌间神经丛一氧化氮合酶（NOS）含量明显减少及活性降低，提示硝基能神经缺陷。Yarandi SS等[8]在STZ诱导的糖尿病大鼠模型，发现异常的nNOS二聚化。雌性大鼠的nNOS活性二聚体形式明显减少，而雄性大鼠的nNOS活性则无明显改变。nNOS二聚化的恢复逆转了糖尿病大鼠胃排空的延迟，补充nNOS二聚化必需辅因子BH4也被证实可明显改善糖尿病大鼠的胃排空。值得注意的是，胃松弛与nNOS二聚化形式而不是绝对水平及总量呈相关性，表明nNOS的翻译后修饰非常重要。

人类研究也强调了nNOS在糖尿病胃肠病的作用。糖尿病性胃轻瘫患者存在肠肌间神经细胞体减少，胃体组织nNOS阳性神经元明显升高，肠神经细胞凋亡增加及外周蛋白、nNOS、NPY、ChAT神经元受损和氧化应激增加。与正常对照组比较，糖尿病性胃轻瘫患者胃体组织PGP9.5（神经元标记物）或nNOS表达总体比较，差异无统计学意义[9]。Faussone MS等[10]研究表明，在实验选取肠神经元相对有限的条件下，观察到的肠神经元异常改变以及nNOS表达减少可能是可逆的，应进一步去了解nNOS和其他关键蛋白表达的作用靶点及调控方式。

3 ICC的异常改变

ICC是一类存在于胃肠道的特殊细胞，分布于消化道自主神经末梢和平滑肌细胞之间，具有产生并传播慢波、介导神经传导的作用。ICCs在胃肠道细胞中仅有5%左右，但其对胃肠道运动有着直接的影响，如果其数量、功能、结构等发生改变，则可能诱发胃肠动力性疾病[11]。Van VJ等[12]研究发现，正常胃肠道蠕动需要一个完整的ICC网络的支持，ICC受损与包括慢性假性肠梗阻和慢性便秘等疾病相关联。ICC能够产生一个被称为慢波的电活动，诱发出平滑肌膜电位，从而调节胃肠收缩性，其也参与了肠神经支配平滑肌和ICC的胆碱能和硝基能神经传递和信号转导。ICC受损是糖尿病性胃轻瘫最常见的异常，直接影响胃肠功能。Farrugia G等[13]对2型糖尿病男性患者研究发现，糖尿病患者胃窦Cajal间质细胞、一氧化氮合酶和SP减少。用电子显微镜观察肠神经末梢发现有空的分泌囊泡提示神经传递发生改变。

Lies B等[14]对胃组织超微结构研究发现，即使ICC的数量没有明显减少，95%的糖尿病患者的胃组织活检也显示ICC异常。从平滑肌细胞和神经组织分离的ICC基质增厚，表明ICC和周围基质出现显著变化。ICC电活动的一个关键蛋白是Ano-1，属于钙激活的氯离子通道。ICCs改变与多因素有关，包括干细胞因子、胰岛素及其他因素等。在糖尿病性胃輕瘫Ano-1表达出现异常改变，有糖尿病胃轻瘫与无胃轻瘫的糖尿病患者相比，Ano-1出现不同程度的变异。Ano-1变异与离子通道电活动的改变有关，表明糖尿病性胃轻瘫即使ICC结构正常，也可能出现ICC功能受损。另外，糖尿病性胃轻瘫的ICC损伤与产生胃电节律紊乱的慢波电产生和传播的中断相关联。慢波电频率下降称为胃动过缓，反之称为电活动亢进。这些变化经常是暂时的，多在糖尿病性胃轻瘫患者进餐时出现[15]。糖尿病患者胃活检显示ICC显著减少，甚至缺失。ICC起搏功能和调控肌细胞的运动中介功能存在明显下降，使胃肠神经系统对肌细胞调节减弱，胃肠道运动及吸收功能下降，引起相应的胃肠道症状。由此可见，ICC的改变在糖尿病胃轻瘫的发病中有着至关重要的作用。ICC和肠神经元之间的连接破坏，ICC缝隙连接数目明显减少，造成胃肠神经传递的减弱，胃容受性舒张功能及胃窦收缩功能减弱，甚至远端的慢波消失，最终导致胃排空延迟。因此，ICC网络破坏在糖尿病胃轻瘫的发病机制中起关键作用[16]。

4 免疫细胞及巨噬细胞的改变

Olausson EA等[17]对14例糖尿病性胃轻瘫胃窦组织活检发现，有6例患者胃窦肌丛存在轻度淋巴细胞浸润。但在随后比较糖尿病和糖尿病性胃轻瘫患者的胃体组织研究中未得以证实。此外，该实验利用CD45、CD206、iNOS抗体和推定的人巨噬细胞标记物HAM56、CD68和EMR1研究环肌层的免疫细胞，发现2组间CD45阳性细胞总体无明显差异，但ICC数量与CD206阳性细胞数有某种关联。研究表明，细胞浸润类型与免疫细胞增加有明确的相关性[18]。

Muller PA等[19]研究发现，胃体肌壁巨噬细胞密集并参与神经元介导的收缩性调整。胃肠道巨噬细胞包括2种细胞类型：粘膜巨噬细胞和肌层固有巨噬细胞。粘膜巨噬细胞位于固有层、Peyer氏斑块和肠系膜淋巴结中，并与上皮内生的免疫防御外源性病原体有关。肌层固有巨噬细胞存在于肌壁上，在肌间神经丛区域尤为常见，但在整个圆形和纵向肌层中也有发现。作为应对各种刺激的反应，巨噬细胞分化为经典活化的炎症M1巨噬细胞或抗炎活化的M2巨噬细胞（CD206阳性）。巨噬细胞在胃排空延迟的发展中起重要的作用。

糖尿病胃轻瘫发展与CD206阳性M2型巨噬细胞的巨噬细胞血红素加氧酶1（HO-1）的表达上调相关。当发生胃排空延迟时，巨噬细胞的数量并没有发生显著改变，但出现CD206阳性/ HO-1阳性M2巨噬细胞选择性损失和M1型巨噬细胞增加[20]。Muller PA等[19]使用氯化血红素或IL-10上调HO-1治疗糖尿病小鼠的胃排空延迟，可造成胃壁M2巨噬细胞增殖及胃排空恢复正常。HO-1阳性M2巨噬细胞有预防糖尿病引起胃排空的作用，M1型巨噬细胞与胃排空延迟的发展相关。另外，HO-1可以分解血红素为铁、胆绿素和一氧化碳。Almogbel A[21]研究发现，糖尿病NOD小鼠给予低水平一氧化碳（100 ppm）吸入后，可以明显减少胃排空延迟，恢复Kit（ICC标记物）表达并使胃排空延迟正常化，表明一氧化碳的调节作用，至少部分受HO-1效应的影响。这对于减少糖尿病存在的氧化应激损伤具有积极意义。

另外，在GpCRC研究中，对非糖尿病对照组、糖尿病对照组以及糖尿病性胃轻瘫患者三组的胃体全层进行组织活检后发现，CD206阳性细胞数与ICC相互关联，提示在人类及糖尿病大鼠中，CD206阳性巨噬细胞可能在糖尿病胃轻瘫病理改变中发挥细胞保护作用[17]。胃巨噬细胞可能是导致胃轻瘫各种细胞损伤发展的中心环节，CD206阳性巨噬细胞持续HO-1表达可以防止M1巨噬细胞释放介质的损伤作用。由于每个糖尿病个体发生胃轻瘫的差异很大，除了包括遗传学和表观遗传学等因素外，巨噬细胞活化和HO-1表达增加发挥重要作用。Bernard CE等[22]研究探索使用IL-10或具有“保护性”的细胞因子如IL-4，将巨噬细胞重新活化为M2细胞保护表型，以阻止M1巨噬细胞释放有害物质。也可以通过直接诱导HO-1，以达到预防胃排空延迟及逆转小鼠胃排空延迟的进一步发展。作为在糖尿病性胃轻瘫对其他细胞类型造成基础伤害的主要细胞类型，巨噬细胞可能影响目前糖尿病性胃轻瘫的管理，改进糖尿病性胃轻瘫的治疗策略。

综上所述，胃正常生理状态的调节需要几种关键组织细胞参于，在糖尿病性胃轻瘫的发病过程中，可能存在相关组织细胞功能异常。包括胃外来神经支配异常，Cajal间质细胞受损和胃体肌壁巨噬细胞改变等方面。巨噬细胞可能是引起其他类型细胞潜在损伤的关键细胞类型，可能影响目前糖尿病性胃轻瘫管理，需要进一步研究明确。

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