肠黏膜屏障与肠道细菌移位

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现代实用医学 2006 年 12 月 第 18 卷 第 12 期
肠黏膜屏障与肠道细菌移位
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·讲座与综述·
姚峪岚, 惠小平
【中图分类号】 R574 【文献标识码】 C 【文章编号】 1671- 0800( 2006) 12- 0925- 03
肠道的面积高达数百平方米, 是 2 诊断
正常微生物在其宿主体内栖居的巨大
态 下 , 由 于 SIRS、脓 毒 血 症 引 起 组 织
态体系的失调, 致病菌和肠毒素穿过
( 4) 肠源性细菌存在于无菌组织 的高代谢状态使组织需氧增加, 加剧
肠壁, 入侵肠外组织, 激发全身炎症反 中, 例如胰腺蜂窝织炎;
组织缺氧, 也可损伤黏膜屏障。
应, 甚至引起脓毒症、多器官功能不全
( 5) 发生源自肠道细菌的感染并 3.2 细 胞 因 子 的 损 伤 机 体 在 遭 受
( 1) 在肠系膜淋巴结或门静脉血 胞损伤。电镜下可见肠黏膜绒毛缩短
倍的 细菌〔1〕、毒 素、废物等 有害物 质局 中可找到肠源性细菌;
变细, 绒毛间距变宽, 导致肠黏膜屏障
限于肠腔内, 以保持机体内环境的稳
( 2) 在肠系膜淋巴结或门静脉血 损伤。各种原始打击降低肠摄取和利
定。这一肠道微生态表面体系主要由 中可找到内毒素;
义。
其中以在肠系膜淋巴结或门静脉 α) 、白 介 素 ( IL-1β、IL-6) 和 抗 炎 因 子
1 定义
血中可找到肠源性细菌的意义最大。 如白介素( IL-4、IL-10) 、肿瘤生长因子 脓毒症、脓毒性综合征或全身炎 ( TGF) 等。IL-1 可能通 过引起 毛细血
1979 年 Berg 等〔1〕提出 , 细 菌 移 位 症反应状态、多器官功能不良或衰竭 管通透性增高及增加促凝血活性而产
乃至多器官功能衰竭。所以, 研究细菌 发症;
感染、严重创伤等疾病的打击时, 激活
移位的机制, 对于控制内源性感染、自
( 6) 血循环和组织中细胞因子和 了自身的防御机制, 活化的免疫细胞
身感染和内毒素血症, 以及免疫功能 炎性介质增加;
释放各种细胞因子和一些化学物质,
低下时引起的机会感染均有重要意
( 7) 对大分子的肠渗透性增加。 包 括促炎 因子如 肿瘤坏 死因 子 ( TNF-
多 为 T 细 胞 , 能 分 泌 IL-3、IL-5、IL-6 平衡。肠道的正常菌群由高密度的原 汁的分泌, 胆汁酸的减少影响肠道微
和干扰素( INF-γ) 等细胞因子。黏膜层 籍菌和部分低密度的外籍菌群及环境 生态的稳定。而反之, Couco 等〔22〕的研
含有浆细 胞, 主要 分 泌 IgA, 他 们 维 持 群 构 成〔19〕, 并 按 一 定 数 量 和 比 例 分 布 究发现, 细菌过度生长, 可以减慢小肠
作用是肠黏膜的三大主要致伤因 子〔6〕。肠黏膜内富含黄嘌呤氧化酶, 在
“表 面 ”。 这 一“表 面 体 系 ”除 了 消 化 吸
符合以下 指标可 定义为 细菌移 缺血再灌注时, 可催化产生大量氧自
收机体所需的营养外, 还有效地将生 位〔4〕:
由基, 氧化生物膜, 引起严重的上皮细
理 情 况 下 总 数 是 地 球 上 总 人 口 1000
黏膜细胞萎缩, 肠细胞间紧密连接部 过度繁殖, 且由于此类病人肠通透性 衰竭有关。肠道细菌移位与脓毒症和
分发生分离和增宽, 使细菌及其产物 增加, 肠道内胆汁酸被动吸收增加, 加 多器官衰竭两者之间的关系将有待进
通过细胞旁通路, 进入肠系膜淋巴结 上过多繁殖的细菌加强了胆汁酸的去 一步彻底阐明。
和门静脉循环, 造成细菌移位, 引发肠 结合作用, 加剧了肠道内胆汁酸的缺 参考文献:
应激反应过度或失调时, 寄生于肠道 毒症 密切相 关〔5〕。了解 细菌移 位的原 道最先受累, 出现肠黏膜缺血缺氧低
内的微生物及其毒素, 越过肠黏膜屏 因机制, 并减少其发生可能对于严重 灌流等情况, 导致黏膜屏障功能受损。
障大量侵入正常情况下为无菌的肠道 感染和脓毒症的发生及预后有重要意 有 动 物 实 验 结 果 显 示〔7〕, 胰 腺 炎 的 大
直接作用于肠腔源性物质。其免疫功 1kg, 活 菌 多 达 1012~1013 个 , 这 些 正 常 滞留压迫肠壁, 影响血液供应, 加剧上
能由上皮淋巴细胞、肠黏膜固有层及 菌参与宿主的代谢、免疫、生化和生物 皮缺血缺氧。MMC 也有协调幽门、肠、
小肠黏膜与黏膜下淋巴组织构成。大 拮抗等多方面的作用, 以维持微生态 胆囊运动的作用, MMC 的改变影响胆
度和肠黏膜的形态学改变, 以及肠黏 营养制剂, 并不能显著降低重症患者 波 ( MMC) 被 认 为 是 阻 止 小 肠 细 菌 过
膜通透性的改变百度文库乏相关性。
的病死率, 也不能显著降低感染并发 度生长的一种调控机制。MMCⅢ相具
3.3 肠 道 免 疫 功 能 受 损 肠 道 是 人 症。
有清除肠内容物和细菌的作用。有研
上 皮 70% 的 营 养 供 应 来 自 肠 腔 内 的 的繁殖受到抑制。进食不洁食物后, 大 验中, 常见细菌穿透完整的肠壁; 但细
直 接 吸 收〔15〕, 在 经 过 禁 食 及 长 期 的 肠 量致病菌进入肠道。肝炎肝硬化病人 菌移位在人类中却不常见, 肠系膜淋
外营养后, 肠黏膜处于饥饿状态, 肠道 的胆汁酸缺乏, 免疫力低下, 肠道细菌 巴结培养阳性不一定和脓毒症和器官
是指肠道内活的细菌穿过肠道黏膜层 与细菌移位之间存在密切关系。有研 生 损 伤 作 用 ; TNF 增 强 炎 症 的 自 我 破
进入固有层, 继而到达肠系膜淋巴结 究 通 过 PCR 的 方 法 检 测 血 液 中 细 菌 坏, 介导对实质细胞的损伤。大量炎症
以及更远处的器官。目前认为, 当机体 DNA, 发现肠道细菌移位与感染和脓 因子释放, 可导致器官微循环障碍, 肠
生。Macfile 研究小组〔13〕的临床研究证 膜屏障的完整性。静脉营养中添加谷 危险。
实, 人体肠黏膜形态完整或受损时都 氨酰胺有助于降低重症患者的病死率 4.3 肠 动 力 障 碍 肠 道 的 蠕 动 是 非
有细菌移位发生, 并且细菌移位的程 及住院费用。但使用含有 Gln 的肠道 免疫防御的重要机制。移行运动复合
膜低灌注、氧自由基损伤、细胞因子的 现〔11〕。
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Modern Practical Medicine, December 2006, Vol. 18, No. 12
肠道黏膜屏障功能受损是细菌移 利用及 Gln 主要水解酶活性均明显下 人类和环境中的一些非致病大肠埃希
位的因素之一, 但肠黏膜形态学的完 降, 影响了肠黏膜的修复。针对以上情 菌分离群的生长明显增加。以上种种
整并不代表其屏障功能的完整。在 况, 重症患者在情况允许时( 血流动力 因素, 均导致肠道微生态的改变。另
Helton 等〔12〕的肠外营养动物模型试 验 学 稳 定 , 无 肠 梗 阻 、肠 道 缺 血 、严 重 腹 外, 肠腔中细菌过度繁殖, 定植机会增
中, 应用前列腺素 E2 防止了肠黏 膜萎 胀及腹腔间室综合征等禁忌证) , 尽早 加, 产生大量代谢产物和毒素, 破坏肠 缩的发生, 却未能减少细菌移位的发 采取肠内营养有利于更好地维护肠黏 黏膜结构, 进一步增加了细菌移位的
除移位的细菌和内毒素, 是促发细菌 杆菌量。肠道菌群具有定植性和繁殖
以上所述是细菌移位可能的原
移位的最重要因素。大量的动物实验 性, 可阻止外菌群在肠道内的定植和 因, 同样也可以是细菌移位造成的结
和临床研究证实, 单纯的胆道梗阻, 肿 繁 殖 , 其 中 厌 氧 菌 ( 如 双 歧 杆 菌 、乳 酸 果, 相互形成恶性循环。阻止细菌移
肠道免疫监视、清除病菌及阻止细菌 在胃肠道的不同节段和部位, 从而发 的转运, 口- 盲转运时间延长。细菌过
对黏膜的粘附。创伤、应激和使用免疫 挥其作用。王忠堂等〔20〕提出, 促进肠源 度生长的根除可能使小肠运动正常。
抑制剂等会损害全身和肠道的免疫防 性细菌移位的独立因素是回肠损伤评 5 结语
御功能, 使机体不能有效地遏制和消 分, 而抑制其发生的独立因素是双歧
上海 200135
害, 通透性增加, 细菌移位率 增高〔8- 10〕。 细菌移位既是肠屏障功能障碍的后
作 者 简 介 : 姚 峪 岚 ( 1973- ) , 女 , ICU 3.1 缺 氧 及 氧 自 由 基 的 损 伤 肠 黏 果 , 也 是 MODS 发 生 在 肠 道 的 前 期 表
主治医师。
用氧的功能, 减少肠上皮细胞能量供
机 械 、免 疫 、化 学 和 生 物 屏 障 四 大 部 分
( 3) 在肠系膜淋巴结、门静脉血或 给, 则可引起肠黏膜修复功能下降, 黏
组成。各种原因引起的肠道屏蔽功能 全 身 血 循 环 中 可 发 现 细 菌 DNA 或 蛋 膜损伤导致细菌移位。同时在应激状
损坏可导致细菌移位, 引起肠道微生 白;
的发 生〔14〕。
变形杆菌、白色念珠菌大量繁殖) , 即 出现 MODS。
4 肠黏膜屏障损伤的原因
可抑制双歧杆菌、乳酸杆菌等厌氧菌
也有研究认为, 肠道细菌移位是
的正常繁殖, 从而引起菌群失调。
脓毒症和多器官衰竭的重要机制这一
4.1 肠 内 营 养 物 质 的 影 响 由 于 肠
抗生素的滥用导致肠道正常菌群 结论并不完全恰当。在啮齿类动物试
瘤, 营养不良和肠外营养支持等情况 杆菌) 对机体的定植抗力具有重要作 位, 保护肠道的屏障作用, 防止细菌移
并不发生细菌移位, 但它们在机体遭 用。一旦肠道中菌群的数量和/或定位 位, 可能一定程度上阻止恶性循环进
受打击或应激后, 可以加重细菌移位 发 生 改 变 ( 如 葡 萄 球 菌 、大 肠 埃 希 菌 、 一步扩大, 阻止 SIRS 的加剧及进一步
进入血循环, 甚至在婴儿中由于食管 屏 障 损 伤 的 机 制 存 在 不 同 的 学 说 , 而 在 应 激 刺 激 下 机 体 产 生 大 量 NO, 破
反流反复吸入导致肺炎。
对于导致肠黏膜损伤原因的也有多种 坏了肠黏膜上皮线粒体氧化代谢, 从
认识。
而导致黏膜上皮功能障碍和结构损
作者单位: 上海市浦东新区公利医院, 3 肠屏障功能损害的机制
体最大的免疫器官之一, 人体分泌免 4.2 肠 道 微 生 态 平 衡 失 调 肠 道 微 究发现, 应激使空腹状态下周期性消
疫 球 蛋 白 的 细 胞 70%~90%分 布 在 肠 生 态系统 占人体 微生物 总量的 78%, 化间期 MMC 消 失 , 因此 肠内容 物滞
道 , 并 且 全 身 90%的 循 环 免 疫 球 蛋 白 数 量 大 , 品 种 多〔18〕, 人 类 肠 道 细 菌 有 留导致细菌过度繁殖。同时, 肠内容物
以外的组织, 如肠壁浆膜、肠系膜淋巴 义。
鼠切除脾脏后, 使其免疫活性物质的
结、门静脉以及其他远处器官, 这一过
肠道的屏障功能包含肠黏膜的机 产生减少, 而免疫活性细胞对外源性
程称为肠道细菌移位, 其结果可能引 械屏障、肠道的微生态屏障、肠道的免 刺激的敏感性下降, 炎症介质和细胞
发肠源性感染, 并且触发全身炎性反 疫屏障、肠道的化学屏障的多重含义。 因子的释放减少, 炎症反应减轻, 肠黏
源性感染〔16〕。动物实 验显 示 : 禁 食 48 乏, 形成了进一步加剧肠道内细菌繁
小时, 可导致肠黏膜屏障的损伤〔17〕。禁 殖的恶性循环。在应激状况下, 引起与 [ 1] 食组小鼠的肠道黏膜发生了明显的形 应激有关的儿茶酚胺的释放, 也能直 态学改变, 同时禁食组的大鼠肠系膜 接刺激大量致病菌的生长, 这是因为 前淋巴结细菌培养阳性率较对照组显 儿茶酚胺的儿茶酚结构在细菌获取铁 著升高。谷氨酰胺( Gln) 作为肠上皮细 的过程中起关键作用。Freestone 等〔21〕 胞的主要能量来源, 创伤后, 其摄取、 研究发现, 在儿茶酚胺存在的情况下, [ 2]
应 综 合 征 ( SIRS) , 甚 至 多 器 官 功 能 障 通常认为肠黏膜屏障功能受损是导致 膜屏障基本保持完整, 这说明, 免疫在
碍综合征( MODS)〔2-3〕。肠道细菌 另一 细菌移位的原因, 损害上述所说的屏 肠黏膜屏障损伤中具有重要意义。一
种移位方式是向上移位, 进入胃, 进而 障, 均可导致黏膜功能的损坏。肠黏膜 氧化氮( NO) 也是一重要的炎 性介质,
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