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广泛肠切除(massive small bowel resection,mSBR)后数天,残存肠管即开始代偿。肠道的代偿必须依靠食物与肠黏膜的直接接触,长期禁食和全肠外营养不仅不能促进肠黏膜增生,反而易导致萎缩。因此肠内喂养实施越早,越能促进肠功能的代偿,远期生存率越高。
酪酪肽(peptide YY,PYY)主要是由末段肠管(末段回肠和结肠)的L型内分泌细胞分泌的胃肠激素。食物是PYY分泌的主要刺激因素,肠腔内未吸收的营养物质作用于末段肠管,使L型细胞分泌大量的PYY,促进肠腔内营养物质的吸收。目前已明确,PYY具有延缓胃的排空、抑制肠蠕动和促进结肠对水及电解质重吸收等功能。这些均有利于更好的控制广泛肠切除后发生的腹泻,减少水、电解质及胃肠道营养成分的丢失,从而更好的耐受和适应肠内喂养。
然而目前国内外研究尚未明确,PYY能否促进广泛肠切除后残存肠黏膜细胞的代偿性增生。因此,本研究建立广泛肠切除的全肠内营养(total enteralnutrition,TEN)支持模型,研究酪酪肽对广泛肠切除后残存肠管的代偿作用及其机制。
第一部分酪酪肽对广泛肠切除小鼠残存肠管的代偿作用
目的:采用酪酪肽基因敲除(PYY-／-)小鼠作为实验动物,消除内源性PYY的干扰,研究在TEN支持下,外源性PYY对广泛肠切除后PYY-／-小鼠残存肠管的代偿作用。
方法:雄性PYY-／-小鼠25～30 g,随机分为3组:假手术组(Sham组)、广泛肠切除组(SBR组)和广泛肠切除+PYY组(SBR-PYY组)。Sham组仅横断小肠后行端端吻合,不切除肠管；SBR组切除50％小肠后行端端吻合；SBR-PYY组切除50％小肠,并于术后第2～7日皮下注射低剂量PYY1-36(30nmol／kg,1次／8 h)。各组均于术中行胃插管造口术,建立肠内营养支持通路,于术后第2～7日行TEN支持。术后每日称体重,收集小鼠的粪便和尿液,进行氮平衡分析。研究结束时取肠组织检测肠道代偿情况(空回肠的重量、黏膜重量、黏膜DNA和蛋白含量、肠绒毛高度和隐窝深度)、肠黏膜细胞的增殖和凋亡情况,取血检测血清总蛋白、白蛋白和前白蛋白。
结果:术后第7日SBR-PYY组小鼠的体重显著高于SBR组。SBR-PYY组小鼠的总蛋白、白蛋白和前白蛋白均显著高于SBR组,氮平衡显著优于SBR组。SBR组小鼠空回肠的重量、黏膜重量、肠黏膜DNA和蛋白质含量、肠绒毛高度和隐窝深度、肠隐窝上皮细胞的增殖指数以及肠绒毛上皮细胞的凋亡指数均显著高于sham组。SBR-PYY组小鼠空回肠的重量、黏膜重量、肠黏膜DNA和蛋白质含量、肠绒毛高度和隐窝深度、以及肠隐窝上皮细胞的增殖指数均显著高于SBR组,回肠的绒毛上皮细胞的凋亡指数显著低于SBR组。
结论:在全肠内营养支持下,PYY能减少广泛肠切除小鼠胃肠道营养成分的丢失,改善营养状况,促进残存肠管的代偿。
第二部分酪酪肽促进广泛肠切除后残存肠黏膜上皮细胞增殖的细胞信号转导途径
目的:采用PYY-／-小鼠作为实验动物,通过外源性给予PYY,研究广泛肠切除后Y1受体激活促进肠黏膜上皮细胞增生的主要的细胞信号转导途径。
方法:雄性pyy-／-小鼠25～30 g,随机分为3组:假手术组(Sham组)、广泛肠切除组(SBR组)和广泛肠切除+PYY组(SBR-PYY组)。Sham组仅横断小肠后行端端吻合,不切除肠管；SBR切除50％小肠后行端端吻合；SBR-PYY组切除50％小肠,并于术后36 h皮下注射超生理剂量PYY1-36(200nmol／kg)。给药后2 h取肠组织标本,检测空回肠隐窝上皮细胞增殖指数,提取肠黏膜RNA和蛋白质,检测空回肠黏膜Y1受体的RNA表达水平、PKC-ε和磷酸化的p44／42 MAPK的蛋白质表达水平。
结果:SBR-PYY组小鼠空回肠Y1受体的mRNA的表达水平和细胞膜PKC-ε的蛋白质表达水平显著高于SBR组或sham组,SBR组与sham组之间无明显差异。SBR组小鼠空回肠黏膜上皮细胞磷酸化的p44／42 MAPK的蛋白质表达水平和肠隐窝上皮细胞的增殖指数显著高于sham组,SBR-PYY组显著高于SBR组。SBR-PYY组小鼠空回肠黏膜Y1受体mRNA的表达量与细胞膜PKC-ε的蛋白质表达量之间,细胞膜PKC-ε的蛋白质表达量与磷酸化的p44／42 MAPK的蛋白质表达量之间,以及磷酸化的p44／42 MAPK的蛋白质表达量与肠隐窝细胞增殖指数之间均存在明显的相关性(P<0.05)。
结论:在体内PYY激活Y1受体后,可通过细胞膜PKC-ε和肠上皮细胞的p44／42MAPK来促进广泛肠切除后残存肠黏膜上皮细胞的代偿性增生。
第三部分酪酪肽对末段肠切除大鼠残存肠管的代偿作用
目的:以生长激素(GH)为参照,研究外源性给予PYY对末段肠切除(distalbowel resection,DBR)大鼠残存肠管的代偿作用以及其与GH之间的协同作用。
方法:雄性SD大鼠40只,体重210～260 g,随机分为5组(每组8只):假手术组(Sham组)、末段肠切除组(DBR组)、末段肠切除+PYY组(DBR-PYY组)、末段肠切除+GH组(DBR-GH组)和末段肠切除+PYY+GH组(DBR-PYY-GH组)。Sham组大鼠仅横断小肠后行端端吻合,不切除肠管；DBR组大鼠切除40％末段回肠和结肠后行端端吻合；DBR-PYY组大鼠于末段肠切除术后第2～14日皮下注射中等剂量PYY1-36(100nmol／kg,1次／8 h)。DBR-GH组大鼠于末段肠切除术后第2～14日皮下注射重组人生长激素(rhGH,1U／kg,1次／日)。DBR-PYY-GH组大鼠于末段肠切除术后第2～14日皮下注射PYY1-36和rhGH。各组大鼠均于术中行胃插管造口术,建立肠内营养支持通路,于术后第2～14日行TEN支持。术后每日称体重。研究结束时取肠组织检测肠绒毛高度、隐窝深度和肠隐窝上皮细胞的增殖指数,提取蛋白质,检测肠吸收功能基因SGLT-1和PEPT-1的蛋白质表达水平,取血检测血清总蛋白、白蛋白、前白蛋白和血浆中的PYY水平。
结果:DBR—PYY组与DBR-PYY-GH组大鼠之间的血浆PYY水平和肠黏膜上皮细胞SGLT-1的蛋白质表达水平无明显差异,但均显著高于DBR组或DBR-GH组,DBR组与DBR-GH组大鼠之间亦无明显差异。DBR-PYY-GH组大鼠的体重、血清总蛋白、白蛋白和前白蛋白均显著高于DBR-PYY组或DBR-GH组,DBR-PYY组与DBR-GH组大鼠之间无明显差异,但显著高于DBR组。DBR—PYY-GH组大鼠肠黏膜上皮细胞PEPT-1的蛋白质表达水平,肠绒毛高度和隐窝深度,以及肠隐窝上皮细胞的增殖指数显著高于DBR-PYY组或DBR-GH组,DBR-PYY组与DBR-GH组大鼠之间无明显差异,但均显著高于DBR组。
结论:外源性给予PYY能促进末段肠切除大鼠残存肠管的代偿,其代偿作用不亚于GH,且它们之间还存在很好的协同作用。