重症急性胰腺炎时肾功能受损机理的实验研究

　　作者：车军,蔡庆和,吴黎明,张 笃 作者单位：郧阳医学院附属人民医院普外科,湖北 十堰 442000

　　【摘要】 目的：探讨重症急性胰腺炎(SAP)时血浆细胞因子、内毒素和血管紧张素(AT)的动态变化及其与肾损伤的关系。 方法：将SD大鼠(清洁级)60只随机分为假手术组(n=30)和SAP组(n=30)。采用胰管内逆行注射4%牛黄胆酸钠溶液的方法制作SAP模型。观察胰腺和肾脏的病理改变，动态测定血浆TNF、IL-6、LPS、AT Ⅱ和BUN、Cr水平。结果：制模后血浆TNF、IL-6、LPS、AT Ⅱ水平升高,24 h升高明显，48 h达到高峰，72 h仍维持较高水平。结论：SAP早期即有肾功能损害的发生，其中细胞因子、内毒素和肾素/血管紧张素系统的激活参与了肾功能受损的发生发展过程，并随着病情的发展，肾功能受损不断加重。

　　【关键词】 胰腺炎

　　Pathogenesis of kidney injury in severe acute pancreatitis rats CHE jun，CAI Qin-he，WU Li-ming， et al. (Department of surgery，Renmin Hospital,Yunyang Medical College,Shiyan, Hubei 442000,China)

　　Abstract：Objective To explore the relationship between the changes of plasma cytokines,LPS,angiotensin Ⅱ and the renal injury in severe acute pancreatitis (SAP) rats.Methods SD rats were divided randomly into sham operation group(n=30) and SAP group(n=30).SAP animal model was established in adult male rats by retrograde injection of 4% sodium laurocholate l ml/kg in biliopancreatic duct. Morphology of pancreas and kidneys were observed. Plasma levels of TNF, IL-6,LPS,AT Ⅱ and BUN, Cr were measured at various time points. Results The plasma levels of TNF,IL-6,LPS and AT Ⅱ was increased after SAP induction and there was a significant increase after 24 h, their levels reached a peak at 48 h,and remained at high level at 72 h.Conclusion The levels of TNF、IL-6、LPS、AT Ⅱ was increased and the renal function was injured in the early stage of SAP.Cytokines,LPS,and activated renin-angiotensin system might be involved in pathogenesis of kidney injury following SAP.The renal function damage was increased with severity of SAP. There was a close relationship between kidney injury and pancreatitis.

　　Key words：pancreatitis; kidney injury; pathogenesis

　　重症急性胰腺炎(Severe acute pancreatitis,SAP)起病急，病情重，并发症多,早期可以引起胰腺外脏器损伤，导致多器官功能障碍。肾损害的发病率仅次于肺损害，是SAP死亡的主要原因之一。本文通过大鼠SAP模型，动态观察血浆细胞因子、内毒素、血管紧张素Ⅱ的变化与胰腺、肾脏的病理改变及肾功能受损的关系，以期进一步探明SAP并发肾损害的发病机制。

　　1 材料与方法

　　1.1材料健康雄性SD大鼠(清洁级)60只，体重200~250 g，TNF和IL-6 ELISA试剂盒由上海西唐生物科技有限公司提供，牛黄胆酸钠(97%)由SIGMA公司提供，试剂盒由上海市医学化研所提供，血管紧张素Ⅱ试剂盒购自北京北方生物技术研究所。

　　1.2实验分组和动物模型的制备将实验动物分为假手术组(n=30)和SAP组(n=30)，假手术组和SAP组于3、12、24、48、72 h分批活杀各6只。采用胰管内逆行注射4%牛黄胆酸钠的方法复制SAP模型。术前禁食12 h，不限饮水。2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(40 mg/kg),上腹部正中切口进腹，轻柔提出十二指肠和胰腺，用小动脉夹暂时夹闭肝门处胆总管，用带4(1/2)号针头的注射器逆行穿刺总胆胰管，恒速0.1 ml/min向胆胰管推注4%牛黄胆酸钠，剂量为1 ml/kg，推注结束后用小动脉夹夹住针头和胆胰管，并快速拔针，5 min左右可见胰腺出血，松开上下端动脉夹，间断全层缝合关闭腹腔。假手术组动物仅仅翻动胰腺，术后注意动物保暖和自由进食水。

　　1.3检测指标

　　1.3.1病理学：腹腔内大体所见，胰腺、肾脏石蜡切片，HE染色后光镜下观察组织学变化。

　　1.3.2血浆中TNF和IL-6含量测定：取腹主动脉血浆，采用酶联免疫法(ELISA)。

　　1.3.3血浆中内毒素(LPS)测定：取门静脉血浆，过氯酸法预处理血浆，采用偶氮显色试验法。

　　1.3.4血浆血管紧张素Ⅱ(AT Ⅱ)含量测定：取腹主动脉血浆，采用放射免疫分析法测定。

　　1.3.5血浆肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)含量检测：取腹主动脉血浆，采用全自动控制生化分析仪测定。

　　1.4统计学处理所有数据均以x±s表示，采用SPSS11.5统计软件包，作t检验，并作Spearman’s相关性分析。

　　2 结果

　　2.1病理学改变

　　2.1.1 大体所见：假手术组腹腔内未见明显异常。SAP组3 h胰腺充血，水肿，局部出现紫红色坏死灶，少量血性腹水，12 h胰腺片状坏死，血性腹水增多，胰腺和胰周组织出现皂化斑;24 h后坏死程度进一步加重，大片或全部胰腺组织坏死，大量血性腹水，皂化斑增多。同时肾淤血水肿，伴有散在出血点和局灶性坏死。

　　2.1.2光镜所见：假手术组胰腺和肾脏无明显改变。SAP组3 h主要为胰腺间质和腺泡水肿，肾脏无明显变化;12 h胰腺腺泡肿胀、出血，小管上皮细胞水肿、坏死、脱落，肾小球轻度淤血;24 h后胰腺间质和腺小叶大量炎性细胞浸润，有弥漫性出血及大片坏死，胰周脂肪坏死，肾小球明显淤血，间质水肿，少量散在炎性细胞浸润，肾小管上皮组织变性水肿，部分坏死，血管充血，肾小管可见大量管型形成。

　　2.2TNF、IL-6、LPS、AT Ⅱ、Cr、BUN水平变化血浆TNF和IL-6门静脉血浆内毒素，血管紧张素2(AT Ⅱ)及血浆肌酐Cr，尿素氮(BUN)的水平变化，与假手术组相比，3 h升高，24 h升高明显，并于48 h达到高峰，72 h仍维持较高水平(见表1)。表1 TNF、LPS、AT Ⅱ及BUN、Cr水平的动态变化

　　3 讨论

　　3.1SAP时细胞因子参与肾脏损伤的发生发展SAP早期由于胰腺的异常激活导致炎症介质、细胞因子和氧自由基的诱生，进而引发机体的超强炎症反应。细胞因子通过直接或激发链式反应产生更多的细胞因子、炎症介质、蛋白酶自由基等，发生全身炎症反应综合症(SIRS)，造成组织器官损伤，成为早期SAP多器官功能衰竭的主要因素。肾脏是体内代谢产物最终排泄器官，是SAP最易受损的器官之一。细胞因子以其对免疫、炎症反应及局部组织、细胞的作用，对肾组织造成直接损害;同时细胞因子如TNF、IL-6影响凝血及纤溶系统，纤维蛋白在血管内沉积形成血栓，导致肾组织缺血缺氧，肾小管上皮细胞变形和坏死。由于SAP时炎症介质的过度释放，使肾脏发生血流动力学、代谢性和组织形态学的一系列改变，导致肾功能损伤和肾脏本身过度炎症反应，加重SIRS，造成恶性循环[1]。实验结果显示，制模后血浆TNF、IL-6和BUN、Cr水平的明显升高，说明SAP早期即有细胞因子的升高和肾损害的发生;并且随着胰腺炎病情的发展，血浆细胞因子水平不断升高,肾组织学和肾功能损害不断加重，两者呈高度正相关，说明SAP时肾损害和胰腺病变直接相关，并且细胞因子参与了肾脏损害的发生发展过程。

　　3.2SAP时内毒素血症加重肾损害的蓄积

　　SAP时由于肠道屏障的损害，肠道通透性增加，肠道微生态失调以及肠道局部和全身免疫功能的降低,引起肠道细菌和内毒素移位;同时SAP时肠麻痹的发生引起大肠杆菌的优势生长，产生大量的内毒素，成为SAP后内毒素血症的主要来源。一方面促进机体释放大量的细胞因子、炎症介质、蛋白酶类和氧自由基等细胞“毒性因子”，加重肾损害;另一方面内毒素血症本身加重肾损害的蓄积。实验结果显示，制模后血浆TNF、IL-6、内毒素水平和BUN、Cr水平同时升高，并于48 h达到高峰，呈高度正相关，说明细胞因子和内毒素血症密切相关，并且随着胰腺炎症病情的发展，内毒素血症参与了肾损伤的发生发展过程，加重肾损害的蓄积[2]。

　　3.3肾素/血管紧张素系统的激活导致肾内血流动力学失控SAP时由于机体处于应急和休克状态，肾素/血管紧张素系统(RAS)作为应急激素系统被激活，血管紧张素Ⅱ作为RAS的重要效应成分，血液循环中AT Ⅱ水平升高，对肾血管系统产生强烈缩血管效应，造成肾血管阻力增加，肾血流量减少，肾小球滤过率降低，肾小管吸收能力下降，影响肾小球管毛细血管床的微循环状态，导致肾皮质、肾髓质微循环障碍，引起肾功能受损。近年研究发现，胰腺组织局部存在完整而独立的肾素/血管紧张素系统[3]。胰腺炎发生后胰腺的血管内皮细胞和上皮细胞肾素/血管紧张素系统的相关基因及合成蛋白表达增加[4]，胰腺局部血管AT Ⅱ水平升高，使胰腺微血管痉挛，胰腺缺血，引起胰腺微循环障碍，加重胰腺炎的病变。实验结果显示，制模后血浆AT Ⅱ水平升高，并且AT Ⅱ水平与胰腺炎、肾脏的病理改变及肾功能损害相一致，提示SAP早期存在肾素/血管紧张素系统的激活，使胰腺缺血加剧，加重胰腺损害;另一方面，肾素/血管紧张素系统的激活和AT Ⅱ水平升高导致肾内血流动力学失控，引起肾损害和肾功能衰竭的发生。

　　总之，由于细胞因子的过度释放、内毒素血症的发生以及肾素/血管紧张素系统的激活，引起胰、肾微循环障碍，促进了胰腺炎症病情的发展和肾损害的发生。SAP容易并发肾损害，一旦出现急性肾功能衰竭(ARF)，预后差，死亡率高。因此，加强SAP合并肾损伤机制的研究，有助于我们防治SAP并发多器官功能衰竭的发生，对提高治愈率和降低病死率具有重要的意义。

　　【参考文献】

　　[1] 倪泉兴,张群华,蔡 端，等.急性坏死性胰腺炎对心肾损伤的影响[J].中华实验外科杂志,1999,16(2)：212-214.

　　[2] 雷文章.急性坏死性胰腺炎多器官损害与内毒素血症的关系[J].中华实验外科杂志,1993,12(3)：131-133.

　　[3] Leung PS,Carlsson PO.Tissue renin-angiotensin system: its expression, localization, regulation and potential role in the pancreas[J].J Mol Endocrinol,2001，26(3):155-164.

　　[4] Leung PS,Chan WP，Nobiling R.Regulated expression of pancreatic renin-angiotensin system in experimental pancreatitis[J]. Mol Cell Endocrinol,2000,166(2)：121-128.