水通道蛋白1在大鼠嚴(yán)重?zé)齻缙谛∧c組織中的表達(dá)及其與組織水腫的關(guān)系.pdf

1、研究背景：
　　 正常狀態(tài)下,腸道具有機(jī)械屏障、生物屏障和免疫屏障三大功能,它們共同作用形成一個(gè)多方面、多層次的防護(hù)網(wǎng)；腸道依賴于其黏膜屏障的防御機(jī)能,能夠保護(hù)宿主免受腸腔中細(xì)菌、內(nèi)毒素的侵襲。嚴(yán)重?zé)齻蟀l(fā)生的急性腸黏膜缺血等一系列的損害以及由此而引起的腸道屏障功能的改變,可以產(chǎn)生一系列腸道功能紊亂,并且是導(dǎo)致燒傷后全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)、多器官功能障礙綜合征(MODS)發(fā)生的重要因?yàn)椤＝陙?lái)越來(lái)越明確,缺血和應(yīng)激腸道能

2、成為促炎癥器官,在內(nèi)臟缺血再灌注期后,腸源性介質(zhì)的釋放不僅激活巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和其他促炎癥細(xì)胞,而且可導(dǎo)致急性遠(yuǎn)處器官和細(xì)胞功能障礙。基于腸道在防止全身感染和MODS中具有的重要作用,故有學(xué)者提出了“休克腸"這一概念,便于進(jìn)行深入探討和研究。經(jīng)過多年的研究,我們發(fā)現(xiàn)燒傷后腸道損害主要與以下幾點(diǎn)有關(guān):1、缺血缺氧；2、缺血再灌注；3、炎癥介質(zhì)、細(xì)菌及內(nèi)毒素；4、能量代謝障礙；5、長(zhǎng)期禁食或腸外營(yíng)養(yǎng)與濫用抗生素。
　　 大量動(dòng)物

3、實(shí)驗(yàn)和臨床研究已證實(shí),嚴(yán)重?zé)齻竽c道可發(fā)生不同程度的組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)改變,包括腸黏膜和黏膜下水腫,絨毛變短,甚至腸道細(xì)胞壞死、凋亡。腸黏膜和黏膜下水腫為腸道損害的早期病理表現(xiàn),其不僅影響細(xì)胞的生命活動(dòng),而且能阻礙血液內(nèi)氧的擴(kuò)散和組織利用,加重組織細(xì)胞的缺氧缺血損傷；若在此階段進(jìn)行干預(yù),能盡早改善腸道組織細(xì)胞缺血缺氧,防止腸道損害進(jìn)一步加重；并且從腸源性途徑上抑制MODS的發(fā)生,提高嚴(yán)重?zé)齻木戎温省?br>　　 目前普遍認(rèn)為嚴(yán)重?zé)齻?/p>

4、組織器官水腫的主要細(xì)胞學(xué)機(jī)制是微血管內(nèi)皮細(xì)胞屏障結(jié)構(gòu)的破壞；嚴(yán)重?zé)齻?全身性的炎癥反應(yīng)啟動(dòng),炎癥細(xì)胞活化、聚集,大量炎癥介質(zhì)和血管活性物質(zhì)釋放,如組胺、緩激肽、氧自由基、血管通透因子、過氧化氫等眾多體液因子,通過復(fù)雜的途徑,如激活肌球蛋白輕鏈激酶(MLCK)引起肌球蛋白輕鏈磷酸化,后者活化肌球蛋白重鏈頭部的ATP酶,產(chǎn)生的能量使細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白微絲滑動(dòng),產(chǎn)生內(nèi)皮細(xì)胞收縮,導(dǎo)致細(xì)胞間隙形成；另外,毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞膜電位差下降,細(xì)胞膜上

5、Na+-K+-ATP 酶活性下降,鈉和水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),鉀逸出細(xì)胞外,使細(xì)胞變成球形的水腫細(xì)胞,內(nèi)皮細(xì)胞間孔隙增大使血管通透性增加。這一病理生理變化過程在給予大量液體進(jìn)行復(fù)蘇后顯得尤為明顯。然而,嚴(yán)重?zé)齻蠼M織水腫除與微血管內(nèi)皮細(xì)胞屏障結(jié)構(gòu)的破壞有關(guān),是否還與細(xì)胞膜水轉(zhuǎn)運(yùn)功能異常有關(guān),目前無(wú)相關(guān)報(bào)道。
　　 水跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種基本形式:1、簡(jiǎn)單擴(kuò)散；2 膜蛋白介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)；后者是水跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的主要形式。水通道蛋白家族(aquaporins,

6、AQPs)是一種對(duì)水具有特異性轉(zhuǎn)運(yùn)功能的細(xì)胞膜通道蛋白,目前在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)共13種(AQP0-12)；近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過分子生物學(xué)和動(dòng)物模型生理學(xué)的研究,對(duì)水通道家族成員的分子結(jié)構(gòu)、生理學(xué)功能有了較深入的理解,并證實(shí)其在腦水腫、肺水腫的形成、尿崩癥的發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用。AQP1 作為最早發(fā)現(xiàn)的水通道蛋白,廣泛地分布于多種組織臟器之中,與機(jī)體的生理病理狀態(tài)有密切關(guān)系。如 Towne 等利用某種呼吸道腺病毒感染小鼠造成病毒性

7、肺炎,發(fā)現(xiàn) AQP1 在小鼠肺中表達(dá)降低,提示水通道蛋白的減少可能是水分子在肺間質(zhì)聚集的重要原因,顯示了AQP1與肺水腫有關(guān)；如 AQP1存在于眼非色素睫狀上皮和小梁網(wǎng)內(nèi)皮,AQP1 敲除后能明顯降低眼球內(nèi)壓；等。通過免疫組化、免疫熒光掃描、原位雜交及 PT-PCR 等方法,現(xiàn)已證實(shí) AQP1 在消化系統(tǒng)的毛細(xì)血管、小血管和中央乳糜管的內(nèi)皮細(xì)胞上有廣泛的表達(dá),是介導(dǎo)胃腸道水分子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的重要物質(zhì)。
　　 基于對(duì)AQP1的認(rèn)識(shí),我

8、們提出:AQP1是否與嚴(yán)重?zé)齻竽c道組織水腫的形成有關(guān)。
　　 本研究通過建立大鼠嚴(yán)重燙傷模型,觀察傷后各時(shí)間段的小腸組織含水量和AQP1的表達(dá)變化,來(lái)闡明AQP1與嚴(yán)重?zé)齻竽c道組織水腫的關(guān)系；并給予早期腸道喂養(yǎng),了解其對(duì)改善腸道水腫,是否與改變AQP1表達(dá)量有關(guān):為臨床防治嚴(yán)重?zé)齻竽c道水腫提供新思路,也為探討嚴(yán)重?zé)齻竽c道水腫的發(fā)生機(jī)制提供有益參考。
　　 目的：
　　 1、觀察大鼠嚴(yán)重?zé)齻笮∧c組織含水量

9、及 AQP1的動(dòng)態(tài)表達(dá)變化,及早期喂養(yǎng)對(duì)其的影響；
　　 2、探討 AQP1 與燒傷后小腸組織水腫的關(guān)系。
　　 方法
　　 1、健康成年 Wistar 大鼠90只,雌雄不拘,隨機(jī)分為正常對(duì)照組(N 組)(n=6)、單純燙傷組(S組)(n=42)和早期喂養(yǎng)組(EF組)(n=42),其中N組、S 組又分為2、4、8、12、24、48、72h 七個(gè)時(shí)相點(diǎn),每時(shí)相點(diǎn)各6只。采用30％TBSA Ⅲ度燒傷大鼠模型,用干濕重

10、法、ELSIA 及免疫組化方法觀察、檢測(cè)燙傷后不同時(shí)間段小腸組織含水量和AQP1的表達(dá)變化。
　　 2、采用SPSS 13.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,本實(shí)驗(yàn)為 3×7*6的析因設(shè)計(jì),行完全隨機(jī)分組兩因素析因分析,了解小腸組織 AQP1 表達(dá)量或含水量與時(shí)間因素的主效應(yīng)和交互作用；各時(shí)間組、處理組之間行單項(xiàng)分類的方差分析；EF 組及 S 組的小腸組織 AQP1 表達(dá)量與含水量之間的相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)法分析,當(dāng)P

11、<0.05時(shí),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果
　　 1、大鼠嚴(yán)重?zé)齻笮∧c組織含水量升高,通過早期喂養(yǎng)處理,可降低組織含水量。S組于4h后各時(shí)間點(diǎn)的小腸組織含水量都明顯高于N組(均P<0.05),傷后 48h 組織含水量(77.61±0.40％)達(dá)到高峰；EF組小腸組織含水量于4、8、24、48、72h較S組有所降低(均P<0.05)。
　　 2、大鼠嚴(yán)重?zé)齻笮∧c組織 AQP1 表達(dá)降低,通過早期喂養(yǎng)處理,可增

12、加AQP1 表達(dá)量。N 組 AQP1 主要表達(dá)于小腸毛細(xì)血管、小血管及中央乳糜管內(nèi)皮細(xì)胞；S 組于 8h 后各時(shí)間點(diǎn)AQP1 表達(dá)量較N組明顯降低(均P<0.05),S 組傷后 48hAQP1 均值(9.48±0.73ng/ml)達(dá)到低谷；EF組于24、48、72h AQP1 表達(dá)量較 S 組有所增加(均P<0.05)。
　　 3、S組與EF組各時(shí)間點(diǎn)的AQP1 表達(dá)量與組織含水量之間呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.938與-0.