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柴芩承气汤对急性胰腺炎大鼠肠道平滑肌细胞三磷酸肌醇的影响

2014-12-05王晓翔林子琦郭佳张晓鑫骆瑞杰夏庆薛平

成都医学院学报 2014年4期
关键词:承气汤平滑肌胃肠

王晓翔,林子琦,郭佳,张晓鑫,骆瑞杰,夏庆,薛平

(四川大学华西医院中西医结合科,成都 610041)

胃肠道是重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)病理生理过程中最早也是最易受损的器官之一,常表现为胃肠动力功能障碍,甚至发生肠麻痹[1]。胃肠动力功能障碍不仅与急性期全身炎性反应有关,还与后期感染密切相关[2]。因此,胃肠动力功能障碍被认为是SAP病情恶化的扳机点,但西医尚无行之有效的治疗措施。近年来,国内采用中西医结合治疗SAP取得很好疗效。柴芩承气汤(Chai-Qin-Cheng-Qi Decoction,CQCQD)是被华西医院大样本临床研究所证实的疗效确切的临床验方。前期研究[3]证实CQCQD可促进胃肠动力功能恢复,缩短器官衰竭的持续时间,降低后期感染发生率,但其具体作用机制尚不明确。

三磷酸肌醇 (inositol 1,4,5-triphosphate,IP3)作为细胞内重要的第二信使,作用于内质膜或液泡膜上的Ca2+通道,促进钙库释放Ca2+,液泡Ca2+浓度升高,进而促进平滑肌细胞收缩[4,5]。CQCQD促进SAP胃肠动力功能的恢复是否与肠道平滑肌细胞IP3浓度的变化有关,目前尚无研究。

因此,本研究拟采用动物实验,研究CQCQD对精氨酸诱导的急性坏死性胰腺炎(acute necrotizing pancreatitis,ANP)大鼠模型肠道平滑肌细胞IP3浓度的影响,探讨CQCQD促进ANP胃肠动力功能恢复的机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物

健康成年Sprague-Dawley(SD)大鼠(scxk(川)2009-09)30只,3月龄,雌雄不拘,体质量250~300 g,四川大学华西医学中心实验动物中心提供。

1.2 CQCQD制剂

方剂的组成:柴胡15g、黄芩15g、厚朴15g、枳实15g、茵陈15g、栀子20g、生大黄20g(后下)、芒硝20g(冲服)。将中药用清水500mL浸泡1h,再用煎药机煎0.5h,煎成200mL/剂。由四川大学基础医学院生化测试中心-70℃制作成冻干粉。实验前用注射用水按2.4g生药/mL配制备用。采用相同容积的生理盐水做安慰剂。

1.3 仪器

主要仪器设备:Maxi-MixII试管震荡器(美国Barnstead/Thermolyne);超净工作台(成都芯锐通风空调净化设备有限公司);水平电泳仪(美国BIORAD公司);激光扫描共聚焦显微镜(Zeiss 510duo);PT-3502酶标分析仪 (北京普通新桥技术有限公司)。

1.4 主要试剂

高糖 DMEM(GIBCO 公 司);胶原酶 P(ROCHE公司);精氨酸(美国Sigma公司);大豆酶抑制剂(美国Promega公司);L多聚赖氨酸(北京博润莱特科技公司);Flu3-AM(Beyotime);Pluronic F-127(上海世泽生物科技);ELISA mouse F Inosito1 1.4.5-Triphosphate,ELISA mouse F phospholipase C及ELISA mouse F protein kinase C均从美国GBD公司购得;其他试剂如未做特殊说明均购至Sigma公司。

1.5 动物模型的制作

造模方法如文献[8味五参四苓汤联合逐饮散配合顺铂胸]所述,大鼠适应性喂养7d,实验前禁食12h,不禁水。将每只大鼠称重,并做好标记。固定大鼠,艾力克消毒,沿腹壁45°进针,将8%L-精氨酸按照5mL/100g计算剂量注入腹腔,1h后相同剂量再注射1次,72h后造模成功;对照组采用生理盐水代替精氨酸,剂量及给药方法与ANP模型相同。

1.6 分组及标本收集

将健康30只SD大鼠随机分成对照组、ANP组及CQCQD组,每组10只。对照组:采用假模型大鼠,适应性喂养72h后,经胃管注入生理盐水1 mL/100g,1次/2h;ANP组:采用ANP模型大鼠,经胃管注入生理盐水 1mL/100g,1 次/2h;CQCQD组:采用ANP模型大鼠,经胃管注入中药1mL/100g,1次/2h。第6小时取血,分离血清,检测血清胆囊收缩素-8(CCK-8),乙酰胆碱(Ach)及5-羟基色氨酸(5-HTP);取胰腺组织做病理检查;取肛门上2cm处肠道约10cm分离肠道平滑肌细胞,检测细胞内IP3及细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)。

1.7 肠道平滑肌细胞分离

处死大鼠后,距离肛门2cm处,取肠道约10 cm,生理盐水反复冲洗肠道组织,用手术刀轻轻刮去黏膜层和浆膜层;将肠道组织放入已消毒的小玻璃瓶中,剪碎,用移液管吸入消化酶液约5mL,将剪碎的组织与消化酶液一起吸入圆底离心管,放入水育摇床中,31℃,消化20min;取出用吹打管反复轻轻吹打后,再次用移液管吸入消化酶液约5mL,加入离心管中,继续放入水育摇床中,31℃,消化20 min;加入终止液约20mL,混匀,反复轻轻吹打后,过细胞筛,离心,800r/min,4min,收集细胞;用DMEM培养液重悬细胞。用0.4%台盼蓝液染色,在3min内确认细胞活力>90%。

1.8 肠道平滑肌细胞[Ca2+]i检测

参照既往检测胰腺腺泡[Ca2+]i的方法[6],具体按如下步骤进行:1)经0.1g/L多聚赖氨酸37℃过夜浸泡的培养板和盖玻片用三蒸水冲洗3遍,晾干备用。使用前用紫外线照射15min。2)新鲜分离成功的肠道平滑肌细胞置入培养板内,在5%CO2,37℃的孵箱中,孵育6h。3)细胞贴壁后,吸尽培养板内上清液,再向各孔中加入5μmol/L Flu-3-AM 及0.01%Pluronic F-127的 Hepes缓冲液,避光,于5%CO2孵箱中37℃孵育30min。4)洗净各控荧光染料(用Hepes缓冲液反复冲洗3次),加入Hepes缓冲液0.5mL。5)在共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscopy,LSCM)下,采用激发波长488nm/560nm观测。每个标本随机选取视野内20个不同细胞,通过LSCM所附带的荧光定量分析软件对所选定区域进行荧光强度(fluorescent intensity,FI)的定量分析,[Ca2+]i用FI表示。(注:每个标本观测时间控制在5min内,室温定为20~25℃)

1.9 血清CCK-8、Ach及平滑肌细胞IP3的检测

血清CCK-8、Ach及平滑肌细胞IP3均采用酶联免疫吸附剂 (enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定。具体操作步骤按试剂盒说明进行。

1.10 统计学方法

采用SPSS 10.0软件进行数据处理,计量资料以均数±标准差(±s)表示,多组资料比较采用方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组胰腺组织病理评分

ANP组胰腺病理评分(7±1.1)与对照组相比较(1±0.3),差异有统计学意义(P<0.01);CQCQD组病理评分(4±0.7)与ANP组相比较,差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2 血清CCK-8、Ach及5-HTP比较

CQCQD组血清 CCK-8浓度(31.5±6.2)ng/mL低于对照组(44.0±8.1)ng/mL及 ANP组(46.0±7.6)ng/mL(P<0.05);ANP组血清 Ach浓度(236.1±23.6)ng/mL与对照组(310.0±26.1)ng/mL和 CQCQD组(298.5±24.7)ng/mL相比较,差异有统计学意义(P<0.05),但CQCQD组与对照组相比较差异无统计学意义(P>0.05);3组血清5-HTP相比较,差异无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

表1 各组血清CCK-8,Ach and 5-HTP水平(±s)

表1 各组血清CCK-8,Ach and 5-HTP水平(±s)

与对照组及ANP组相比,aP<0.05;与对照组及CQCQD组相比,b P<0.05

组别 CCK-8/(ng/mL) Ach/(ng/mL) 5-HTP/(ng/mL)对照组44.0±8.1 310.0±26.1 15.5±6.1 ANP组 46.0±7.6 236.1±23.6b 14.3±5.4 CQCQD组 31.5±6.2a 298.5±24.7 14.5±7.4

2.3 肠道平滑肌细胞IP3及[Ca2+]i比较

ANP组肠道平滑肌细胞IP3(16.3±1.1)pg/mL及[Ca2+]i(108.0 ±15.5)与对照组IP3(21.9±1.3)pg/mL 及 [Ca2+]i(141.2 ± 20.2)和CQCQD组肠道平滑肌细胞IP3(21.6±1.7)pg/mL及[Ca2+]i(138.8±16.3)相比较,差异有统计学意义(P<0.05);但CQCQD组与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)。

表2 各组肠道平滑肌细胞IP3及[Ca2+]i水平(±s)

表2 各组肠道平滑肌细胞IP3及[Ca2+]i水平(±s)

与对照组及CQCQD组比较,aP<0.05

组别 IP3/(pg/mL) [Ca2+]i/(FI)对照组21.9±1.3 141.2±20.2 ANP组 16.3±1.1a108.0±15.5a CQCQD组21.6±1.7 138.8±16.3

3 讨论

胃肠动力功能障碍是SAP病情恶化的扳机点,与急性期器官衰竭及后期感染密切相关。及时恢复胃肠动力可进一步降低SAP患者病死率,已是国内外学者的共识。但是,目前对SAP患者急性期胃肠动力障碍发生的具体机制尚未完全明了,西医亦无行之有效的治疗措施,而中医药则发挥出了独到优势,疗效已得到国内学者的公认[9]。

现代中医认为:SAP急性期常常表现为阳明腑实证,肠源内毒素血症是阳明腑实证病理生理过程中发生热、惊、厥、闭、脱及脏器衰竭的主要原因,被认为是阳明腑实证之主要病理生理基础。因此,促进肠道动力功能的恢复,减少肠源性内毒素吸收入血,是中医治疗SAP的关键。近年来,国内采用大承气汤类复方汤剂为主的通里攻下法治疗SAP已在临床普遍应用,并取得了较好疗效。动物实验发现:大承气汤可升高血清胃动素(motilin,MTL)水平,促进胃肠运动功能的恢复。目前,国内研究较多的大承气汤类汤剂有:清胰汤、CQCQD及柴芍承气汤[3,10,11]。其中,CQCQD 是被四川大学华西医院大样本临床研究所证实治疗急性期SAP疗效确切的临床验方,由大承气汤加柴胡、黄芩,茵陈及栀子组成。大量基础与临床研究[6]证实,CQCQD可通过减轻胰腺腺泡细胞钙超载,减少SAP急性期炎性介质释放等多环节、多靶点作用,发挥治疗SAP的疗效。在促进SAP胃肠动力恢复方面,前期研究[5]已经发现:CQCQD可促进SAP胃肠动力功能恢复,降低血清内毒素水平,减轻SAP患者急性期炎性反应,减少多器官功能不全发生率,缩短器官功能障碍的持续时间,降低病死率。因此,对其促SAP胃肠动力恢复机制的深入研究,有助于进一步提高SAP疗效。但是,在促进SAP胃肠动力恢复方面,针对以上诸方的研究几乎都集中在MTL、CCK、Ach及血管活性肽(vasoactive peptide,VIP)等胃肠激素的层面[7],未对肠道动力的基本单元——肠道平滑肌细胞进行研究。

已有研究[12]证实:Ach可通过 M2受体,激活胃肠平滑肌的Gi蛋白,直接抑制腺苷酸环化酶(adenylyl cyclase,AC)活性,使其产物cAMP水平下降,引起Ca2+内流,促进平滑肌收缩;同时,细胞内IP3水平下降可直接抑制细胞内钙库释放钙离子[13]。本实验直接以肠道平滑肌细胞为研究对象,探讨CQCQD对肠道平滑肌细胞PLC信号传导通路及其最关键的第二信使IP3[4]的影响。研究结果发现:ANP大鼠血清CCK-8及5-HTP与对照组无明显变化(P>0.05),但ANP大鼠血清Ach水平与对照组相比明显降低(P<0.05),同时平滑肌细胞内IP3水平及[Ca2+]i水平较对照组也明显降低(P<0.05),这说明SAP胃肠动力功能障碍的发生可能与血清Ach水平降低、平滑肌细胞IP3介导的PLC信号传导障碍有关。本研究同时发现:CQCQD干预后,血清Ach水平较ANP组升高(P<0.05),平滑肌细胞内IP3及[Ca2+]i也升高(P<0.05),这说明CQCQD促进肠道动力功能的恢复可能与Ach升高、平滑肌细胞IP3浓度升高、促进钙库释放[Ca2+]i,进而促进肠道平滑肌收缩有关。

综上所述,SAP胃肠动力功能障碍的发生与血清Ach及肠道平滑肌细胞内IP3水平降低、细胞内钙库释放钙离子减少有关。CQCQD促进ANP大鼠胃肠动力恢复可能与升高ANP大鼠血清Ach水平及平滑肌细胞IP3浓度,进而促进钙库释放[Ca2+]i有关。但是SAP胃肠动力功能障碍中IP3的上游及下游机制尚不清楚;CQCQD作为复方汤剂,是否还作用于IP3通路之外的其他信号通路,促进SAP胃肠动力障碍的作用尚不确定;且CQCQD组成成分较为复杂,具体发挥作用的有效成分也不清楚,还需进一步研究。

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