胃粘膜保护机制的研究发展样本

胃粘膜保护机制的研究发展

胃粘膜保护(或防御)的概念是指各种损伤因素所引起的胃粘膜局部或全身的炎症反应。胃粘膜保护是一种动态过程, 而不是一种静态的屏障作用。当外来的或内在的刺激物作用增强时, 粘膜保护能力也随之增大, 即便粘膜发生损伤, 也能快速修复, 从而维护粘膜的完整性。粘膜保护涉及神经、体液、血液、生长因子和免疫等调节机制。多种调节机制形成互相联系、互相作用的网络体系。美国Wallace[1]将此网络体系分成5级。第一级包括分泌到胃腔内的各种具有防御功能的物质, 如碳酸氢钠、粘液、免疫球蛋白及有关抗菌物质(乳铁蛋白)和表面活性磷脂等; 第二级是指粘膜上皮细胞之间形成的紧密连接能显著抵抗H+的逆向扩散, 上皮一旦受损还能进行快速重建与修复; 第三级为粘膜的微循环, 包括体液、血液、神经介质及其调节等; 第四级是指粘膜的免疫系统, 包括”警戒”细胞, 如肥大细胞, 巨噬细胞和T细胞等; 最后一级则是粘膜损伤时, 上皮和腺体的修复和生长。各级防御制相互调节, 共同维护胃粘膜的完整性。本文将近年胃粘膜的保护机制的相关研究作一综述。

1．粘膜一碳酸氢盐屏障(粘液一HC0 3—屏障)

粘液一HC03—屏障是胃粘膜保护的第一道防线, 且是胃粘膜防御因子的重要组成部分。

在生理条件下, HC03—主要由胃粘膜上皮细胞分泌, 组织学研究表明胃粘膜毛细血管壁上有多个微孔, 能使HC03—容易透过

壁细胞基底膜转运到上皮表面, 使上皮细胞形成一个PH梯度, 能够有效防止食物, 胃酸和胃蛋白酶对胃粘膜的损害。刺激HC03−生成可经过: 1)环氧化酶(Cycloxygenase, COX)产生的保护性的前列腺素(prostaglandin, PG)和一氧化酶(nitricoxidesynthase, NOS)释放的一氧化氮(nitric oxide, N0), 两者都可刺激HC03-分泌。2)

神经介质的释放, 如血管活性肠肽(vasoactive inteatinal peptide, VIP)、垂体腺苷酸环化活性多肽、乙酰胆碱和褪黑素, 也能刺激HC03—分泌[2]。胃粘膜急性损伤后, 大量组织液和HC03—渗透到胃腔内, 中和腔内胃酸, 为胃粘膜上皮细胞的快速修复提供了一个良好的中性环境, 有利于胃粘膜损伤后的修复。

基础状态的HC03-分泌量极小, 最大分泌量也仅为H+最大分泌量的2％一20％。如果分泌的HC03—直接进入胃液中, 分泌的HC03-对胃内PH值显然不会有太大影响, 近年发现在胃粘膜表面有一层厚度约400um的紧贴上皮细胞的连续的粘液凝胶, 粘液是由胃表面黏液细胞分泌。粘液细胞有强大的修复和更新能力, 平均3—5天更新一次[3]。粘液的主要成分为糖蛋白。糖蛋白分子是聚合体, 互相重叠形成粘稠的不溶于水的凝胶, 贴附于胃粘膜表面并形成黏液层, 此层将胃腔与胃粘膜上皮细胞顶面(胃腔内)搁开, 与来自血流的或来自细胞内代谢产生的HC03一道, 构成屏障作用。粘液凝胶作为保护屏障的有效性取决于它结构上的稳定性和连续性。粘液层不是流动层, H+在其中扩散极慢, 有利于与HC03—向胃腔

内渗漏, 使HC03－中和腔内胃酸在胃黏液内进行, 故在粘液层胃腔面(PH接近于2)和上皮逆乡弥散, 从而保护胃粘膜免疫酸的侵蚀。另外, 由于胃粘液具有很强的粘滞性, 使粘液凝胶层能牢固粘着于胃粘膜上皮细胞表面。胃机械消化过程中, 粘膜屏障损伤和固体食物推进对粘膜上皮细胞的磨损能有效的被粘滞性润滑剂一粘膜层所消除[5], 以保护胃粘膜屏障的完整, 因而粘液层对胃粘膜屏障有机械保护作用。Fiemstrom和Garner等测定近黏膜表面的PH梯度证实, 粘液凝胶对分子和离子能够自由通透, 但蛋白酶和分子量大于34KD者则不能通透, 形成了快速分泌H+和胃蛋白酶的胃腺与腔面的静水压力, 使分泌物能穿过薄层粘液而进入腔内, 而粘液的流体性质也使它在分泌停止后能封闭粘膜表面, 有效抵御胃蛋白酶。

2．胃粘膜屏障

胃粘膜上皮屏障是胃粘膜保护的重要组成部分, 其功能包括损伤后的快速迁移、增生修复和基底膜为上皮修复提供结构支撑。胃腔内H+进入胃粘膜上皮组织, 只有跨细胞通道和细胞旁通道。胃粘膜上皮细胞胃腔面的细胞膜由脂蛋白构成。胃腔内H+不能经过细胞膜顺浓度梯度逆行扩散进入细胞内, 避免了细胞内PH的降低。实验证明胃粘膜上皮细胞膜, 其腔面膜的通透性比底膜的通透性小。也就是说跨细胞通道对H+的进入, 已经变得狭窄或阻塞。至于细胞旁通道则由于胃粘膜上皮细胞间的紧密连接而封闭。紧密连接是由粗细不等和结构复杂的膜蛋白条索组成, 通透性较大

[4]。

3．胃粘膜上皮的更新

胃粘膜由于其功能的特殊性, 是机体中细胞更新较快的组织之一, 衰老的细胞经过细胞凋亡的途径被清除, 并经过位于胃颈部的干细胞增殖分化进行补充, 胃粘膜结构保持完整和粘膜损伤后的及时修复是胃粘膜保护机制的重要方面, 许多胃粘膜病变的发生、发展都和细胞更新过程发生异常有关。胃粘膜上皮的更新包括快速上皮整复和上皮的增殖。胃粘膜表层上皮受损脱落后, 如果粘膜深层的微血管保持完整, 胃小凹及粘液颈区的健康细胞即伸出扁平伪足, 沿裸露的基底膜表面移行, 将裸露区域完全覆盖, 形成细胞间紧密连接, 使上皮层恢复完整, 这一过程称为”快速上皮整复”。”快速上皮整复”由于不需细胞繁殖分裂, 因此比再生或愈合迅速得多, 大大加快了粘膜上皮缺损的修复, 随后再由增殖区细胞的再生产生新细胞加以代偿。”快速上皮整复”需基底膜必须完整, 它是细胞移行的基础; 暴露的基底膜上方, 首先要有粘液样罩膜遮盖, 罩膜下微环境的PH须保持在5—6范围。细胞只有在这种酸碱条件下, 才得以移行。粘液样罩膜由粘液、坏死细胞、细胞碎片和血液成分(主要为纤维蛋白)混合形成。罩膜下适度PH 的维持, 则全赖粘膜血供的充分和及时[4]。胃肠粘膜其完整性的维持是一个复杂的生理过程, 有赖于上皮细胞凋亡和细胞增殖之间的动态消长平衡。细胞凋亡是由内在基因调控的细胞自主的有序性的死亡方式。与细胞坏死不同, 它不