不同脂肪乳剂对肝移植大鼠脂代谢及氮平衡的影响

不同脂肪乳剂对肝移植大鼠脂代谢及氮平衡的影响作者：马正伟 刘利东 李昆 王曙光 别平 张玉君 董家鸿    作者单位：400038 重庆，第三军医大学西南医院全军肝胆外科研究所、中国人民解放军西南肝胆外科医院、中国人民解放军全军肝移植重点实验室(马正伟、李昆、王曙光、别平、张玉君、董家鸿)； 266100 青岛，解放军401医院北院区外二科(刘利东)    【摘要】  目的 研究含不同脂肪乳剂(fat emulsion,FE)的肠外营养(parenteral nutrition,PN)对肝移植大鼠脂代谢及氮平衡影响。方法 建立肝移植大鼠模型，随机分为葡萄糖组(GLU组，不使用FE)、结构脂肪乳剂组(STG组)、长链脂肪乳剂组(LCT组)、中长链脂肪乳剂组(MCT/LCT组)4组，于术后6 h开始给予单糖或单糖与不同类型FE联合供能的PN，同时设立假手术对照组(SO组)。于PN后1、4、7 d收集标本，检测氮平衡、血脂、肝组织脂类的变化。结果 与3种脂肪乳剂组相比，GLU组7 d内TG和LDLC逐渐升高，HDLC持续降低，7 d时呈负氮平衡，7 d动物死亡率为50%。7 d内3种脂肪乳剂组血清TG、TC、LDLC恢复正常水平，与SO组比较差异无统计学意义；HDLC水平持续升高，7 d内均达到正氮平衡；3种脂肪乳剂组均无PN所致死亡。4 d时STG组先于LCT、MCT/LCT两组转为正氮平衡，7 d内STG组氮平衡显著高于LCT、MCT/LCT两组，MCT/LCT组氮平衡高于LCT组。结论 单糖PN显著影响受体脂代谢，导致大鼠死亡率增高；单糖不宜作为PN的惟一能源；而含FE的PN不会导致肝脏的脂肪沉积，对受体脂代谢没有明显影响。相反，能改善肝移植受体的氮平衡，有利于动物的长期存活，可用于肝移植后的营养支持。STG的作用优于MCT/LCT和LCT。     【关键词】  肝脏移植； 大鼠； 肠外营养； 脂肪乳剂； 氮平衡； 脂代谢     Influence of different fat emulsion on nitrogen balance and lipid metabolism after liver transplantation in rats  MA Zhengwei*, LIU Lidong, LI Kun, WANG Shuguang, BIE Ping, ZHANG Yujun, DONG Jiahong.*Institute of Hepatobiliary Surgery & Southwest Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400038, China    Corresponding author: DONG Jiahong, Email: dongjh301@163.com    【Abstract】  Objective  To study the influence of parenteral nutrition （PN）containing different kinds of fat emulsion (FE) on nitrogen balance and lipid metabolism in rats after liver transplantation. Methods  Rats with liver transplantation were randomly divided into 5 groups, ie, glucose group (GLU group, without FE), structured triglyceride (STG) group (STG group), longchain triglycerides (LCT) group (LCT group), mediumchain triglyceride/longchain triglycerides (MCT/LCT) group (MCT/LCT group) and sham operation group (SO group). All groups were energized with monosaccharide and monosaccharide combined with different kinds of PN at postoperative 6 hour. The specimen of blood, urine, and liver tissues were obtained at days 1, 4 and 7 after PN for determining changes of nitrogen balance, blood fat and liver tissue lipid. Results  Compared with STG, LCT and MCT/LCT groups, GLU group had gradual increase of TG and LDLC within seven days, with negative nitrogen balance and mortality rate of 50% at day 7. Within seven days, serum TG, TC and LDLC of STG, LCT and MCT/LCT groups recovered to normal, with insignificant difference compared with SO group.  Serum HDLC was continually increased and reached positive nitrogen balance within 7 days. There was no death caused by PN in STG, LCT and MCT/LCT groups. STG group reached positive nitrogen balance at day 4 prior to LCT and MCT/LCT groups. The nitrogen balance in STG group within 7 days was significantly higher than that in LCT and MCT/LCT groups, with higher nitrogen balance of MCT/LCT group than that of LCT group. Conclusions  Monosaccharide PN can disturb lipid metabolism and lead to increase of mortality rate of rats and hence is not suitable to be as sole source of PN. While PN containing FE is safe and effective in improving animal survival and nitrogen balance and can be used as nutritional support after liver transplantation. STG is the best among 3 kinds of FE.    【Key words】  Liver transplantation;  Rats;  Parenteral nutrition;  Fat emulsion;  Nitrogen balance;Lipid metabolism    肝移植受者多为终末期肝病患者，术前常有不同程度的代谢紊乱。此类患者术后的合理营养支持治疗十分重要。脂肪乳剂的应用是目前争论的焦点之一。常用脂肪乳剂有以下3种：长链脂肪乳(longchain triglyceride,LCT)、中长链脂肪乳(mediumchain triglyceride/longchain triglyceride,MCT/LCT)及结构脂肪乳(structured triglyceride,STG)。尽管以往有静脉输注脂肪乳剂对脂蛋白代谢影响的研究报道［1］，但关于脂肪乳剂对肝移植受者氮平衡及脂代谢的影响，鲜见系统的研究报道。本研究的目的是在大鼠肝移植术后肠外营养(parenteral nutrition,PN)模型中观察和分析使用不同类型脂肪乳剂对肝移植受体脂代谢及氮平衡的影响，为临床制定肝移植术后营养支持方案合理选择脂肪乳剂提供依据。1  材料与方法    1.1  实验动物及分组    雄性封闭群SD大鼠，体重220～240g，二级动物，购自上海西普尔必凯实验动物有限公司。采用随机数字表法分组，取18只大鼠作为假手术对照组(SO组)。SO组大鼠仅开腹，不实施肝移植术，实验期内喂饲普通饲料。取同批、同月龄大鼠进行配对，选取体重较小者为供体，体重较大者为受体，肝移植后6 h行PN支持，根据PN液中供能物质的区别分为4组。GLU组仅以葡萄糖为能源，MCT/LCT组、STG组、LCT组除了葡萄糖供能外，还分别给予MCT/LCT、STG、LCT，即为糖和脂肪乳联合供能。每组分为术后1、4、7 d 3个时相点，每个时相点6对大鼠，分别在各时相点处死动物，取血液和肝组织标本。    1.2  主要仪器设备及试剂    1.2.1  仪器： XTS4A型双人双目手术显微镜购自镇江光学仪器厂， SSW3型显微外科手术器械包购自上海手术器械厂， YBWZ12型微量注射泵购自上海三峰爱德华电气公司， BUCHIK435型自动定氮仪。    1.2.2  试剂：20%力能中长链脂肪乳和20%英脱利匹特脂肪乳为华瑞制药公司产品，20%结构脂肪乳剂为瑞士费森尤斯制药公司产品，10% 18F复合氨基酸为天津天安药业产品。    肝移植大鼠PN模型制作及PN液配制方案参照文献［2］。术后6 h开始输液，实验期内禁水，每日肌注青霉素10万IU。营养液每日于无菌操作台上新鲜配制，液体提供非蛋白热量741.8 kJ/(kg·d)，氮量1.5 g/(kg·d)，非蛋白热量∶氮=494.5 kJ∶1 g， 各脂肪乳剂组的糖脂供能比为6∶4， 以8.9 ml/(kg·h)的速度24 h内匀速输入，配方见表1。温度控制在20～23 ℃，光照时间08：00-20：00。大鼠PN方案参照文献［3］制定，日需热量为基础能量消耗的1.25倍，各PN组均等氮、等热卡。    1.2.3  标本的采集及保存：SO组大鼠禁食12 h，PN大鼠于输液停止6 h后采取血液及组织标本。收集各PN组大鼠肝移植后1、4、7 d的24 h尿液，用1 mol/L盐酸10 ml防腐。    1.2.4  动物死亡率：记录各组术后1、4、7 d大鼠死亡数目，死亡大鼠立即进行尸体解剖，明确死亡原因。因血管吻合口出血、气栓、血栓及静脉导管并发症等技术原因而死亡的，不在死亡率统计之列。    1.2.5  氮平衡：采用微量凯氏定氮法测定总尿氮量，氮平衡=受体大鼠体重(g)×1.5 mg/g-尿总氮(mg)。    1.2.6  血脂：大鼠血清TG、TC、HDLC、LDLC的测定均采用终点法。表1  肝移植后大鼠不同PN液配方    1.2.7  肝组织脂类：参照高莹等［4］的方法，精确称取肝组织200 mg，加1∶1的氯仿甲醇溶液2 ml匀浆，振荡抽提24 h，定容至2 ml，以2 000 r/min离心10 min，取上清液挥干，再加入1∶1的氯仿甲醇溶液2 ml溶解，按血清脂质测定方法得到测定值。肝组织TG、Tch=测定值×10。    1.3  统计学分析    数据以±s表示，采用SPSS 10.0对数据进行单因素方差分析，率的比较采用χ2检验。同时相点各组之间比较， 字母无重复者表示P＜0.05， 并以P<0.05为差异有统计学意义。2  结果    2.1  动物存活率情况    脂肪乳剂组大鼠无死亡；GLU组4 d时2只动物死亡，7 d时3只动物死亡。GLU组非技术原因并发症致的7 d死亡率显著高于脂肪乳剂组(P＜0.05)。见表2。    2.2  氮平衡变化    PN 1 d时STG组氮平衡值显著高于其余3组，MCT/LCT组与GLU组相当，高于LCT组；4 d时STG组与GLU组达到正氮平衡；7 d时脂肪乳剂组均达正氮平衡，而GLU组再次转为负氮平衡。在各时相点，按照氮平衡值高低排列均为：STG组＞MCT/LCT组＞LCT组。见图1。    2.3  对脂代谢的影响    PN后血清TG较SO组升高，于术后1 d达到峰值，且MCT/LCT组和LCT组显著高于SO组，然后逐渐降低，MCT/LCT组和STG组于术后4 d，LCT组于术后7 d恢复到正常水平。而GLU组TG为持续上升趋势，7 d时显著高于SO组。1 d时TG在4个PN组之间无差异；4 d时，GLU组显著高于其余3组，LCT组显著高于MCT/LCT组和STG组；7 d时，脂肪乳剂各组间无差异(图2)。GLU组TC水平在术后4、7 d显著低于SO组；LCT组TC在术后1 d显著增高，4 d时恢复正常；STG组和MCT/LCT组在7 d内与SO组差异无统计学意义(图3)。这些结果提示PN中的脂肪乳剂没有影响脂肪代谢，尤其是STG组和MCT/LCT组，而以葡萄糖作为惟一的能源物质则增加了TG，降低了TC。    与SO组相比，GLU组HDLC在术后1、4、7 d显著降低，而3种脂肪乳剂组7 d时HDLC显著增高(图4)。术后1、4 d，4个PN组LDLC水平均显著增高，但仅3个脂肪乳剂组于术后7 d时恢复正常；GLU组下降较缓慢，各时相点均显著高于SO组(图5)。这些结果表明添加脂肪乳剂的PN增加了HDLC水平，而以葡萄糖作为惟一能源物质则降低了HDLC，增加了LDLC。    2.4  肝移植大鼠肝组织脂质含量变化    PN 1 d时肝组织TG水平显著低于SO组，随后有增高的趋势。7 d时，STG组肝组织TG水平恢复正常，其余4组仍显著低于SO组(图6)。而PN 1 d时肝组织胆固醇水平增加，但7 d时4个PN组肝组织TC水平与SO组比较差异无统计学意义(P>0.05，图7)。3  讨论    Helton［5］报道，肝移植后的前6 h，移植肝因利用葡萄糖的能力受限，而优先利用脂肪酸的氧化物生成ATP。这种损害持续到线粒体功能改善。6 h后，发挥功能的移植肝由利用脂肪转为利用葡萄糖。所以本实验PN液输入时间均设为移植术后6 h。    3.1  含脂肪乳的PN对肝移植受体氮平衡的影响    实验结果表明，MCT/LCT与STG较LCT节氮作用明显，与文献报道类似［6-7］。由于STG、MCT/LCT均为中长链脂肪乳，代谢后产生的中链脂肪酸不需要肉毒碱即可进入线粒体迅速氧化供能，氧化速度高于长链脂肪酸。所以这两种脂肪乳剂的作用明显优于LCT。此外，STG是将MCT及LCT在高温和催化剂的作用下水解后再酯化，在同一甘油分子的3个碳链上随机结合不同的中、长链脂肪酸而形成的，克服了MCT/LCT为物理混合MCT、LCT的缺点。所以本研究中STG供能节氮作用明显高于MCT/LCT。    因为肝移植6 h后机体可较好地代谢葡萄糖［5］，所以单糖PN在术后早期亦有较好的节氮作用，但单糖供能不利于大鼠移植肝脏功能的长期恢复［3］，所以GLU组7 d时出现了明显的负氮平衡。可见，STG供能节氮效应明显优于其他制剂；MCT/LCT节氮效应优于LCT；单糖虽然在肝移植术后早期供能节氮效应较佳，但远期效果不理想。    3.2  含脂肪乳的PN对肝移植受体的脂代谢的影响    用含脂肪乳剂的PN后，各组动物血清TC、LDLC水平7 d时均与正常对照无差别。这可能是由于PN一定程度上促进了移植肝早期功能的恢复［3］，从而改善了肝脏VLDL、LDL代谢所致。与GLU组相比，脂肪乳剂PN后1～7 d各组动物血清HDLC水平呈现增高的趋势。这可能是因为脂肪乳剂有利于肝功能的好转，增加了肝脏内HDLC合成，提供载脂蛋白，尤其是Apo CⅡ、CⅢ和E，从而有利于脂肪乳剂的进一步代谢。肝移植PN后7 d，3种脂肪乳剂组血清TG水平均与正常对照无差别，而GLU组却呈现上升趋势，同时GLU组血清TG水平的增加与LDLC水平的增加是一致的。这就提示GLU组糖的供给量远远超过脂肪乳剂组，可能导致糖向脂的转化增加，生成的内源性TG以VLDL的形式由肝内向肝外转运，导致GLU组血清TG和LDLC水平上升。以上结果提示：肝移植后单糖PN可导致血TG水平持续升高，与GLU组相比，给予含脂肪乳的PN对肝移植受体的脂代谢没有明显影响。    与MCT/LCT组、STG组相比，LCT组4 d时血清TG显著升高，血清LDLC于1 d时较高。产生以上差别的原因我们认为主要有：(1)肝移植术后早期肝功能受损［3］，影响了LCT的代谢，所以4 d时血清TG水平上升；(2)PN 1 d时LCT的输入导致血清VLDL和LDL水平增高，但4 d后肝功能逐步恢复，对LCT的代谢得到改善，故血清LDL逐步下降，至7 d时达到正常水平。这也表明STG和MCT/LCT对肝移植大鼠的作用优于LCT。    脂肪乳剂组一过性增高，但7 d时恢复至正常的肝胆固醇水平，未增高的肝TG水平，以及光镜下未见到肝脏的脂肪变性(结果未显示)，均提示大鼠肝移植后提供脂肪乳剂不会导致肝脏的脂肪堆积。    3.3  含脂肪乳的PN对肝移植受体存活的影响    本实验中，脂肪乳剂组大鼠无死亡；GLU组7 d死亡率显著增高，达50%。结合上述分析，笔者认为脂肪乳剂维持了正常物质代谢，从而使受体顺利渡过围手术期，单糖能源影响动物存活，因而肝移植术后不适宜采用单糖作为PN的惟一能源。    总之，单糖PN显著影响受体脂代谢，动物死亡率增高，单糖不宜作为PN的惟一能源；糖和脂肪乳剂联合供能的PN不影响受体脂代谢，并能改善氮平衡，适用于肝移植后的营养支持；STG的作用优于MCT/LCT和LCT。【参考文献】［1］ 吴国豪，吴肇汉，吴肇光.静脉输注长链及中/长链脂肪乳剂对脂蛋白代谢的影响.中国临床营养杂志，2002，10(4)：236-239.［2］ 马正伟，刘利东，李昆，等.肝移植大鼠肠外营养模型的建立与评价.第三军医大学学报,2004，26(22)：2054-2056.［3］ 刘利东，马正伟，李昆，等.含不同脂肪乳剂的肠外营养对肝移植大鼠肝脏功能的影响.消化外科，2004，3(4)：256-260.［4］ 高莹，李可基，唐世英，等.几种高脂血症动物模型的比较.卫生研究，2002，31(2)：97-99.［5］ Helton W S. 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