肠粘膜屏障功能的再认识

炎症与营养不良对肠粘膜屏障的影响
A
B
C
D
V: 感染和非感染相比P<0.05; F: 全量和半 量喂养相比P<0.05
炎症使感染3d后乳猪的肠乳糖酶 活性降低，绒毛长度缩短，隐窝 变深；半量喂养使肠道隐窝变深。
World J Gastroenterol. 2013, 19(31): 5094-5102
谷氨酰胺可显著降低胃癌术后患者的尿L/M、DAO、LPS、 TNF，即可改善肠道通透性，降低内毒素水平。
中华胃肠外科杂志. 2011, 14(6): 436-439.
微生态调节剂



包括益生元和益生素 最常用的有乳酸杆菌制剂、双歧杆菌合 剂等。 作用：


直接补充肠道正常菌群或选择性刺激正常菌 群生长繁殖； 竞争性抑制肠外细菌的定植和条件性致病菌 的过度生长，减少细菌易位。
免疫屏障

肠粘膜分泌的sIgA具有抗感染、抗肿瘤、抗过敏作用， 可有效防御、抵制细菌、病毒和毒素的入侵。
免疫屏障的结构基础： 1. 粘膜上皮内及固有 层内的免疫组织：粘 膜上皮细胞、上皮内 淋巴细胞、固有层浆 细胞。 2. 肠壁内淋巴组织： 上皮下集合淋巴小结、 孤立淋巴小结。
肠粘膜上皮内淋巴细胞起重要作用，其产生的细胞 因子可保持肠粘膜屏障完整性。 这些细胞因子的异常可导致多种肠道疾病。 肠道正常的免疫功能是调控这些细胞因子的保障。
肠粘膜屏障完整性 的损害是造成细菌 或内毒素易位的主 要原因
Orv. Hetil. 2014, 155(8): 304–312.
肠粘膜屏障功能的监测

肠粘膜屏障通透性测定


二胺氧化酶（DAO）测定 循环D-乳酸测定 糖分子探针比值测定：最常用的是甘露醇和 乳果糖探针，乳果糖/甘露醇增加表示肠通 透性增加。 其他：核素探针法、聚乙二醇类探针法、肠 反射系数测定法等。
J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2013, 68(9):1045–1056
年龄对肠粘膜的影响
老年狒狒结肠的电阻下 降，通透性增加； 老年狒狒结肠组织中的 TNF-γ、IL-6、IL-1β水 平显著升高。 研究结果提示：老年是肠功能障碍的高危因素。
J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2013, 68(9):1045–1056
治疗组
European JournalofPharmacology. 2014, 730: 1–7
中药：大黄
大黄可以显著降低烧伤患者血清内毒素和二胺氧 化酶水平，提示大黄可改善肠道粘膜的通透性。
中华烧伤杂志. 2011, 27(5): 337-340
血液净化对肠粘膜屏障的影响
一项研究证实，急性胰腺炎可以导致血二胺氧化酶 （DAO）、内毒素水平、肠上皮通透性增加，肠上皮 的电阻降低。
肠粘膜屏障功能的监测

细菌易位监测

血液内细菌易位监测：血培养 外周血中细菌DAN片段检测：PCR方法


血浆内毒素含量：内毒素是G-菌细胞壁 的脂多糖成分 肠粘膜组织学观察
年龄对肠粘膜的影响
年轻狒狒和老年狒狒的 结肠镜下结构无差异。
A：年轻；B：老年
结肠组织的髓过氧化物酶 （MOP）活性也无差异
益生菌可维持肠粘膜完整性及功能
A:对照组；B:益生菌组； C:DSS（诱发肠炎）组； D:DSS+益生菌组
益生菌可显著增加结肠粘膜的杯 状细胞数量，使DSS造成的损害得 以修复。
B示小鼠结肠粘膜正常；C可 见隐窝破坏；D示隐窝恢复
Immunopharmacol Immunotoxicol. 2013, 35(3): 403–409
FASEB J. Published online February 4, 2014.
谷氨酰胺显著增加TPN小鼠的肠上皮细胞增殖（2.5倍）。
PCNA：增殖细胞核抗原 FASEB J. Published online February 4, 2014.
谷氨酰胺
注：血清二胺氧化酶(DAO)、内毒素脂多糖(LPS)、尿中乳果糖与甘露醇比值(I/M)。 两组均给予肠内营养制剂，试验组含谷氨酰胺。
肠粘膜屏障功能的再认识
山东省千佛山医院ICU 张明
肠粘膜屏障

正常肠道具有的、较为完善的功能隔 离带，将肠腔与机体内环境分隔； 防止肠道内有害物质和病原体进入机 体，是维持内环境稳定的重要屏障；
防止致病性抗原（肠腔内的细菌、有 毒物质、致癌物质、食物抗原物质等） 侵入肠粘膜进入体内其他组织器官。

Clinical Nutrition. 2004, 23: 1069–1073
中药：小檗碱（黄连素）
小檗碱可以降低脓毒症小鼠的血TNF-γ和IL-6水平， 增加肠粘膜紧密连接蛋白Claudin-4的表达（A），减 少肠粘膜上皮细胞的凋亡（B, 深色为凋亡细胞）。
12h
24h
B 对照组 A 对照组 治疗组
血液净化使SAP 患者肠道的丝状 肌动蛋白的重排 减弱，即改善了 细胞支架的不稳 定性，利于维持 肠粘膜完整性。
Int J Artif Organs. 2010, 33 (10): 706-715
重组人生长激素




促进蛋白合成； 维持肠粘膜上皮正常形态和结构； 增强肠粘膜谷氨酰胺酶的活性，促进肠 上皮细胞对谷氨酰胺的利用； 利于肠粘膜增生与修复； 增强机体免疫力等。
Curr Opin Support Palliat Care. 2013, 7:155–161
肠内营养




维持肠粘膜细胞的正常结构、细胞间连接和绒毛高 度，保持肠粘膜的机械屏障； 维持肠道固有菌比值的正常生长，保持肠粘膜的生 物屏障； 有助于肠道细胞正常分泌sIgA，保持肠粘膜的免疫 屏障； 刺激胃酸及胃蛋白酶分泌，保持粘膜的化学屏障。
Chin J Cancer Res. 2013,25(3): 299-305
谷氨酰胺
肠粘膜代谢的来自百度文库要底物



保持肠道粘膜结构的完整性 调节肠道局部和全身免疫功能，促进sIgA的 合成和分泌 降低细菌粘附 减轻内毒素血症导致的肠粘膜氧自由基损伤
谷氨酸盐（GLM）可以改善TPN小鼠的肠粘膜 萎缩和肠粘膜屏障功能 TPN使空肠绒毛 长度明显缩短， GLM可改善此变 化。
黎介寿等通过研究认为，植物乳杆菌（L2）可以有效 减轻缺血和再灌注（I/R）损伤所致的肠道感染小鼠的 细菌易位。
Dig Dis Sci. 2011, 56: 3187–3194

英国的一项研究显示：乳酸菌不能改善危重患者的胃细菌定植、肠道 通透性、内毒素释放、CRP水平，也不能降低脓毒症的发生率和死亡 率。但可以显著降低治疗15天的血IL-6水平。提示肠内服用乳酸菌可 以减轻危重患者较晚期的全身炎症反应。
TPN联合谷氨酰胺和生长激素可显著升高门脉高压患者术 后第10d的CD4、CD4/CD8、IgG、IL-2，降低TNF-α和 CRP。
World J Gastroenterol. 2007, 13(15): 2223-2228
TPN联合谷氨酰胺和生长激素可有效改善门脉高压术后 患者的肠道通透性，增加肠绒毛长度，增加PNCA（增 殖细胞核抗原）表达。
肠腔内细菌过 度繁殖，细菌 和内毒素易位
化学屏障损伤
胃肠淋巴组 织受抑制 创伤、 感染、 休克等 应激状 态 胃肠功能 受抑制 消化液、粘 液分泌减少 sIgA分泌 减少 细菌粘 附、定 植增加
SIRS、MODS MOF
细菌易位
免疫屏障损伤

体液免疫受损

肠道产生sIgA的功能受抑制， sIgA含量减少 合成sIgA的浆细胞数量减少 被sIgA包被的G-菌减少，肠道抗定植能力下 降 细菌内毒素直接损伤细胞免疫功能 细菌内毒素激活炎症介质的级联反应，产生 大量细胞因子

肠粘膜屏障的组成



机械屏障：粘膜上皮 维持肠粘膜细胞的正常结构 化学屏障：粘液 免疫屏障：粘膜细胞的分泌型 IgA、粘膜内及粘膜下各种免疫 细胞 生物屏障：正常的肠道菌群
机械屏障


由肠道粘膜上皮细胞、细胞间紧密连接 等构成； 能有效阻止细菌穿透粘膜进入深部组织； 肠道粘膜上皮的完整性及正常的再生能 力是肠粘膜屏障的结构基础。
化学屏障


组成：胃肠道分泌的胃酸、胆汁、各种消化酶、溶菌 酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂等化学物质组成。 作用：


胃酸可杀灭进入胃肠道的细菌，抑制细菌在胃肠道上皮的粘 附和定植； 溶菌酶可破坏细菌的细胞壁，使细菌裂解； 粘液中的补体成分可增加溶菌酶及免疫球蛋白的抗菌作用； 肠道分泌的大量消化液可稀释毒素, 冲洗清洁肠腔, 使潜在的 条件致病菌难以粘附到肠上皮上。
胃液细菌定植情况
Clinical Nutrition. 2005, (24): 211–219
对危重患者效果如何？
肠道通透性 内毒素水平
IL-6水平
Clinical Nutrition. 2005, (24): 211–219
益生菌对肠道的免疫功能无明显影响，在外科手术患 者的肠道粘膜固有层内并没有发现免疫细胞的增多。
肠粘膜屏障功能损害
机械屏障损伤：
肠粘膜缺血、缺氧
应 激 状 态 血管通透性增加 粘膜上皮水肿 上皮细胞膜及细胞 间连接断裂 细胞坏死或凋亡 肠通透 性增加
创伤早期肠粘膜机械屏障损伤因素
肠道有效循环 血量不足
肠道抗原递呈 细胞激活，释 放炎症介质、 细胞因子
机械屏 障损伤
肠粘膜上皮 细胞摄取和 利用氧的能 力降低
炎症对肠粘膜免疫屏障的影响
内毒素血症降低小肠粘膜的 CD8+T细胞（图D）、IgA+B 细胞水平（图F），增加淋 巴细胞的凋亡（图G）。
World J Gastroenterol. 2009, 15(46): 5843-5850
化疗对肠粘膜屏障的影响
化疗使肠粘膜固有层的金属蛋白酶（MMP）分泌增 加，导致粘膜上皮的紧密连接蛋白分解，粘膜完整性 受到破坏，出现细菌性易位或腹泻。

细胞免疫受损

生物屏障损伤
应激状态
胃肠蠕动受抑制 肠粘膜上皮摄氧 障碍
机体与正常菌群 及各正常菌群之 间失平衡
肝肠循环紊乱
肠道内细菌过度 繁殖
肠道微生态平衡 失调
肠粘膜改变在SIRS形成过程的作用
应激 肠道缺血 肠道上皮损伤 肠道通 透性增加 细菌和内毒素易位 SIRS
Digestion. 2013, 88:193–208
炎症与营养不良对肠粘膜屏障的影响
炎症使肠道通透性明显增加，营养不良对肠道 通透性无显著影响。
World J Gastroenterol. 2013, 19(31): 5094-5102
炎症对肠粘膜免疫屏障的影响

一项研究在小鼠的小肠粘膜内注射脂多 糖（LPS）建立内毒素血症模型
小肠粘膜的分泌 型IgA水平明显 降低
血液净化前，两组SAP患者的指标无差异。
Int J Artif Organs. 2010, 33 (10): 706-715
血液净化对肠粘膜屏障的影响
血液净化可以改善肠道 粘膜的通透性，降低血 内毒素水平。
Int J Artif Organs. 2010, 33 (10): 706-715
血液净化对肠粘膜屏障的影响
World J Gastroenterol. 2007, 13(15): 2223-2228
间充质干细胞（MSC）
国内研究发现，腹腔内注射异体MSC可抑制急性胰腺炎 后促炎因子水平，减轻肠黏膜损伤
中华医学杂志. 2013, 93(12): 951-955
JOURNAL OF INTERFERON & CYTOKINE RESEARCH. 33(10):551-562
生物屏障


肠道内正常菌群对外袭菌的定植抵抗力及菌群 的聚集构成生物屏障。 作用：



专性厌氧菌（乳酸杆菌、双歧杆菌等）竞争抑制肠 道中致病菌与肠上皮结合，抑制其定植和生长； 分泌醋酸、乳酸、短链脂肪酸等，降低肠道pH 值 与氧化还原电势，与致病菌竞争利用营养物质， 从 而抑制致病菌的生长； 肠粘膜表面的共生菌可直接调节肠道抗感染能力。
SAP小鼠的肠上皮细胞凋亡指数（AI）显著高于对照组； 与单纯的肠外营养相比，肠内营养可显著降低SAP的肠上皮AI； 加用谷氨酰胺治疗，对肠上皮AI的降低更明显。 Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013, 17: 1529-1535
与肠外营养相比，术 后第1d给予肠内营养 可以改善术后7d的肠 道通透性，降低血内 毒素水平。