埃索美拉唑对胃黏膜的保护作用及其机制

摘要

目的: 探讨埃索美拉唑对大鼠胃黏膜保护的作用及其机制.

方法: 在乙醇诱导大鼠胃黏膜损伤前, 预先给予埃索美拉唑(20 mg/kg)灌胃, L-硝基-精氨酸甲酯(L-NAME, 4 mg/kg)和L-精氨酸(250 mg/kg)iv. 采用激光多普勒血流计(LDF)测定胃黏膜血流量(GMBF), 镉粒还原和比色法测定胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃含量, 并观察胃黏膜损伤指数(ulcer index, UI)、溃疡坏死组织和中性粒细胞浸润严重程度的变化.

结果: 与模型损伤组比, 埃索美拉唑组大鼠UI明显降低(5.6±2.2 vs 25.3±2.4, P<0.01), 溃疡坏死组织和中性粒细胞浸润程度明显减轻(P<0.01). 预先用L-NAME处理后, 埃索美拉唑保护胃黏膜损伤作用明显减弱; L-NAME抑制作用可被L-精氨酸拮抗. 向胃内灌注埃索美拉唑, 可增加GMBF、胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃, L-NAME可逆转这种作用, 但对埃索美拉唑抑制酸分泌作用无明显影响.

结论: 埃索美拉唑通过NO介导对大鼠胃黏膜损伤有重要的保护作用, 而与埃索美拉唑抑制酸分泌作用无关.

关键词: 埃索美拉唑; 胃黏膜损伤; 细胞保护; 一氧化氮

Effect of esomeprazole on gastric mucosal lesion and its mechanism in rats

Qiao-Liang Le, Zhi-Jian Zhang, Ke-Rong Lin

Qiao-Liang Le, Zhi-Jian Zhang, Ke-Rong Lin, Department of Gastroenterology, Fuzhou General Hospital of Chinese PLA Nanjing Military Command, Fuzhou 350025, Fujian Province, China

Correspondence to: Qiao-Liang Le, Department of Gastroenterology, Fuzhou General Hospital of Chinese PLA Nanjing Military Command, 156 Xi'erhuan North Road, Fuzhou 350025, Fujian Province, China. leqliang@sohu.com

Received: December 21, 2006
Revised: December 1, 2006
Accepted: December 27, 2006
Published online: February 8, 2007

Abstract

AIM: To observe the protective effect of esome-prazole on gastric mucosa and its mechanism.

METHODS: Before the model of gastric mucosal lesion was made by pure alcohol, esomeprazole (20 mg/kg) was intragastrically administered while Nw-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME, 4 mg/kg) and L-arginine (250 mg/kg) were intravenously injected into the rats. Gastric mucosal blood flow (GMBF) was measured with laser Doppler flowmetry (LDF), while gastric mucosal and serum NO^-₂/NO^-₃ levels were examined by cadmium granulation reduction and colorimetric method. The changes of ulcer index and the severity of tissue necrosis and neutrophil infiltration were also observed.

RESULTS: The ulcer index was significantly lower in the rats with esomeprazole pretreatment than that in the model rats (5.6 ± 2.2 vs 25.3 ± 2.4, P < 0.01), and the degree of tissue necrosis and neutrophil infiltration were also much milder (P < 0.01). Prior administration of L-NAME obviously inhibited the protective effect of esomeprazole was on gastric mucosa, but the inhibition was alleviated by L-arginine. Esomeprazole increased GMBF and gastric mucosal or serum NO^-₂/NO^-₃ level, which was suppressed by L-NAME. Esomeprazole had no marked effect on the secretion of gastric acid.

CONCLUSION: Esomeprazole can protect gastric mucosa against alcohol-induced injury, which is mediated by nitric oxide.

Key Words: Esomeprazole; Gastric mucosal lesion; Cytoprotection; Nitric oxide

0 引言

埃索美拉唑(esomeprazole)是人工合成的新一代质子泵抑制剂(proton pump inhibitor, PPI), 对胃酸分泌有显著的抑制作用[1-3]; 同时他对胃黏膜具有保护作用[4-12], 但这方面作用机制尚未完全阐明. 一氧化氮(nitric oxide, NO)是扩血管物质, 可增加胃黏膜血流量, 对胃黏膜具有保护作用[13-22]. 本实验研究了埃索美拉唑对大鼠胃黏膜保护作用, 并探讨NO是否参与了这一过程.

1 材料和方法

1.1 材料

纯种、♂、健康SD大鼠(上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供), 体质量200-260 g, 实验前禁食24 h, 但不禁水. 埃索美拉唑是阿斯利康公司产品, L-硝基-精氨酸甲酯(Nω-nitro-L-arginine methyl ester, L-NAME )为Sigma公司产品, L-精氨酸为上海华美工程公司产品. 镉粒为上海亭新工厂产品, 甘氨酸、亚硝酸盐为上海试剂一厂产品, 硫酸铜、N-1-奈乙胺盐酸盐为上海试剂三厂产品, 对氨基苯磺酸为上海山海科技研究所产品, 硫酸、硫酸锌、氢氧化钠、粉红为上海试剂二厂产品. XHF-1高速分解器为上海金山生化仪器厂产品, TG₃₂₈ B型分析天平为上海天平仪器厂产品, 801型离心机为上海手术器械厂产品, 724微机型可见分光光度计为上海光学仪器厂产品, 眼科手术器械一套. 激光多普勒血流计(LDF), LDF-Ⅲ 型, 南开大学制造, 技术参数如下: He-Ne光源, 功率2毫瓦(mW), 输出功率>1 mW, 光纤长2.5 m, 测定范围为1 mm半球区域, 量程选×1档, 时间常数1 s档, 频率为4 kHz.

1.2 方法

1.2.1 胃黏膜损伤模型制备: 大鼠禁食24 h后, 30 g/L戊巴比钠(4 mg/kg) ip麻醉, 用1 mL无水乙醇灌胃, 1 h后腹正中切口进入腹腔, 沿胃大弯处剪开胃, 并进行各项实验指标测定.

1.2.2 给药和分组: 取SD大鼠99只, 分为5组, Ⅰ-Ⅳ组每组22只, Ⅴ组11只.Ⅰ组: 假手术组, 作为正常对照; Ⅱ组: 损伤模型组, 作为损伤对照; Ⅲ组: 埃索美拉唑组, 在用无水乙醇灌胃30 min前, 向胃内灌注埃索美拉唑(20 mg/kg). Ⅳ组: L-NAME组, 用埃索美拉唑灌胃20 min前, iv L-NAME (4 mg/kg). Ⅴ组: L-精氨酸(L-arginine)组, 在iv L-NAME 15 min前, iv L-精氨酸(250 mg/kg). Ⅰ-Ⅳ组又分成2小组, 其中1组用于胃酸、胃黏膜血流量、胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃测定, 另一组用于胃黏膜损伤指数判定和组织学观察. 对照组给予等量的生理盐水.

1.2.3 胃黏膜损伤指数(ulcer index, UI)判定: 按Guth标准计算溃疡指数, 处死动物, 取出胃及十二指肠, 沿大弯侧剪开后, 展平, 按溃疡或糜烂面积大小给予计分: 斑点状糜烂为1分, 糜烂<1 mm为2分, 糜烂介于1-2 mm之间为3分, 糜烂为2-4 mm为4分, 糜烂>4 mm为5分.

1.2.4 组织学观察: 将全胃固定于甲醛液, 制成石腊切片, HE染色, 光镜下观察, 评定标准如下: (1)坏死物质: 未见为0, 仅在溃疡底面边缘有少许为(+), 薄层覆盖整个溃疡底为(++), 厚层覆盖为(+++); (2)中性粒细胞浸润: 未见为0, 偶见(+), 明显(+++), 介于后两者之间为(++).

1.2.5 胃黏膜血流量(GMBF)测定: 采用LDF测定, 开机预热30 min调出LDF-Ⅲ GMBF测定程序, 从胃大弯处作一小切口, 用LDF的探头轻轻垂直地接触胃黏膜表面, 待血流稳定后, 在胃体大小弯、胃窦大小弯取4点测定GMBF, 取其平均值, 以激光多普勒信号电压值(mV)表示血流量的相对数值.

1.2.6 胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃含量测定: 取胃, 用钝性刀片刮取胃黏膜, 组织匀浆, 离心后, 取上清液, -20℃贮存待测; 取外周血2 mL, EDTA抗凝, 离心后, 取上清液, -20℃贮存待测; 采用镉粒还原和比色法测定[23].

1.2.7 胃液pH测定: 取胃液2 mL, 加酚红指示剂2滴, 黄色表示有胃酸存在. 用0.1 mol/L氢氧化钠滴定至粉红色. 所耗氢氧化钠mL数乖以50, 即为胃酸浓度(mmol/L), 并换算成pH.

统计学处理 多组计量资料之间比较采用方差分析, 组间两两比较用q检验; 方差不齐时, 用秩和检验; 实验数据均以mean±SD表示, 计数资料之间采用χ²检验.

2 结果

2.1 UI测定

损伤模型组大鼠UI(25.3±2.4)比正常对照组(0)明显升高(P<0.01); 埃索美拉唑组与损伤模型组比明显降低(P<0.01); L-NAME组与损伤模型组比无明显差异(P>0.05), 而比埃索美拉唑组明显升高(P<0.01); L-精氨酸组与损伤模型组和L-NAME组比均明显降低(P<0.01)(表1).

表1 各组大鼠胃黏膜损伤指数变观察(mean±SD, n = 11).

组别	UI	坏死物质		中性粒细胞
		≤+	++ ~ +++	≤+	++ ~ +++
Ⅱ	25.3±2.4	2	9	2	9
Ⅲ	5.6±2.2b	9	2b	8	3b
Ⅳ	24.8±2.5d	2	9d	2	9d
Ⅴ	5.8±2.3b	8	3b	9	2b

^bP<0.01 vs Ⅱ组;

^dP<0.01 vs Ⅲ组.

2.2 胃组织学观察

损伤模型组大鼠溃疡底部可见大量坏死物质, 周围组织中中性粒细胞浸润明显; 埃索美拉唑组溃疡底部坏死物质和周围组织中中性粒细胞浸润均比损伤模型组明显减轻(P<0.01); L-NAME组溃疡底部坏死物质和周围组织中中性粒细胞浸润与损伤模型组比均无明显差异(P>0.05), 而比埃索美拉唑组严重(P<0.01); L-精氨酸组与损伤模型组和L-NAME组比二者均明显减轻(P<0.01), 与埃索美拉唑组比无明显差异(P>0.05)(表1).

2.3 GMBF

损伤模型组大鼠GMBF与正常对照组比明显降低(P<0.01), 埃索美拉唑组与损伤模型组比明显升高(P<0.05), L-NAME组与损伤模型组比无明显差异(P>0.05), 而比埃索美拉唑组明显降低(P<0.05)(表2).

表2 Ⅰ-Ⅳ组大鼠GMBF、胃黏膜和血NO^-₂/NO^-₃及胃液pH的变化(mean±SD, n = 11).

分组	GMBF(mV)	胃黏膜NO-2/NO-3 (nmol/L)	血浆 NO-2/NO-3 (μmol/L)	pH
Ⅰ	324±48	0.35±0.04	29.94±2.08	3.45±0.54
Ⅱ	190±24b	0.69±0.08b	54.78±4.16b	2.27±0.37a
Ⅲ	295±45	0.88±0.07	81.56±6.49	6.89±0.78
Ⅳ	190±27c	0.44±0.08d	31.69±3.47d	6.76±0.72

^aP<0.05,

^bP<0.01 vs Ⅰ, Ⅲ组;

^cP<0.05,

^dP< 0.01 vs Ⅲ组.

2.4 胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃含量

损伤模型组大鼠胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃比正常对照组均非常显著增加(P<0.01); 埃索美拉唑组比正常对照组非常显著增加(P<0.01), 亦比损伤模型组明显增加(P<0.05); L-NAME组与埃索美拉唑组比显著减少(P<0.01), 而与正常对照组比无明显差异(P>0.05)(表2).

2.5 胃液pH

损伤模型组大鼠胃液pH与正常对照组比明显降低(P<0.05), 埃索美拉唑组与损伤模型组比明显升高(P<0.01), L-NAME组与埃索美拉唑组比无明显差异(P>0.05)(表2).

3 讨论

埃索美拉唑是奥美拉唑的S-异构体, 通过特异性的靶向作用机制减少胃酸分泌, 为壁细胞中质子泵的特异性抑制剂, 从而治疗消化性溃疡[1-3]. 有研究表明, 埃索美拉唑对胃黏膜损伤具有保护作用[4-12]; Koch et al[4]报道埃索美拉唑能有效预防消炎痛引起大鼠胃体和胃窦的胃黏膜损伤, 在消炎痛引起的溃疡模型中, 也能明显改善其UI; Hatlebakk et al[5]报道, 埃索美拉唑对乙醇引起的胃黏膜损伤有细胞保护作用的同时能加强细胞保护适应, 预先给阿司匹林、氯化氨或应激造成的实验性胃黏膜损伤的大鼠胃内灌注埃索美拉唑, 能明显减轻胃黏膜损伤[6-7]; 埃索美拉唑对非甾体类消炎药(NSAIDs)引起的胃黏膜损伤有很好的保护作用[8-9], Genta et al[8]对需要连续长期应用NSAIDs类药治疗的风湿性疾病患者同时给予埃索美拉唑口服, 与对照组比, 埃索美拉唑能非常有效的预防消化性溃疡发生; 埃索美拉唑对危重患者应激性胃黏膜损害及胃黏膜出血有很好的预防作用[10-11]; 对于志愿者口服阿司匹林引起的胃黏膜损伤埃索美拉唑也有保护作用[12]. 本实验结果显示, 预先用埃索美拉唑给由乙醇诱导胃黏膜损伤大鼠灌胃, 与损伤模型组比, 胃黏膜损伤指数明显降低, 病理组织观察, 其溃疡坏死物质和周围中性粒细胞浸润亦明显减少, 表明埃索美拉唑对大鼠胃黏膜损伤具有保护作用.

一氧化氮(NO)是由血管内皮细胞产生血管舒张因子[13-14], 近年来有报道, NO对胃黏膜损伤有保护作用[13-22]; Konturek et al[15]发现 NO介导了vit C保护健康志愿者口服阿斯匹林诱导的胃黏膜损伤; NO抑抑制剂L-NAME能增加水应激的胃黏膜损伤, 而NO前体L-精氨酸能明显减轻这种胃黏膜损伤[16-18]; NO可减轻由乙醇诱导的实验性胃黏膜损伤的严重程度[19-22], Kalia et al[19]预先用L-NAME(NOS抑制剂)处理大鼠, 发现会加重由乙醇诱导的胃黏膜损伤, 这种胃黏膜损伤并能被L-精氨酸逆转, 另外, L-NAME能明显降低大鼠GMBF和胃黏膜血红蛋含量[20], 表明NO对胃黏膜损伤有保护作用. 我们用L-NAME预先处理大鼠, 能明显升高埃索美拉唑降低的胃黏膜损伤指数, 溃疡底部坏死物质增多, 周围中性粒细胞浸润也非常明显, 在L-NAME给药15 min前给予L-精氨酸则能抑制这种损伤作用, 表明NO介导了埃索美拉唑对胃黏膜的保护作用. 本实验结果显示, 向胃内灌注埃索美拉唑, 能明显增加胃黏膜和血浆NO^-₂/NO^-₃含量, 同时GMBF亦升高, 而在埃索美拉唑灌胃20 min前给予L-NAME则能逆转这种作用. 同时, 埃索美拉唑能著显提高胃液pH, 抑制胃酸分泌, 而L-NAME则对埃索美拉唑抑制胃酸分泌的作用无明显影响.

总之, 我们认为, 埃索美拉唑对大鼠胃黏膜损伤具有保护作用, NO通过增加GMBF介导了这种保护作用, 而与埃索美拉唑抑制胃酸分泌作用无关.

评论

背景资料

埃索美拉唑是在酸相关性疾病治疗中第一个发展为光学异构体形式的PPI, 是奥美拉唑的左旋异构体, 通过抑制胃壁细胞分泌小管的H+/K+-ATP酶, 抑制胃酸分泌, 但对胃黏膜亦有保护作用, 这方面研究较少, 其机制目前不清楚. 一氧化氮合成酶(NOS)广泛存在于胃肠道中, 其产物NO可增加胃肠道黏 膜上皮屏障、刺激上皮细胞分泌 黏 液和碳酸氢盐、减少中性粒细胞黏附、增加肥大细胞稳定性、抗自由基作用及增加黏膜血流量等调节胃肠道黏膜防御功能, 对胃肠道黏膜损伤有重要保护作用. 有关NO是否介导埃索美拉唑对胃黏膜保护作用尚未见报道.

创新盘点

本研究结果显示, 埃索美拉唑明显降低由乙醇诱导大鼠胃黏膜损伤的溃疡损伤指数(UI), 溃疡坏死组织和中性粒细胞浸润程度明显减轻.NO S拮抗剂-NAME可明显弱埃索美拉唑对胃黏膜损伤保护作用, L-NAME抑制作用可被NO前体L-精氨酸拮抗. 埃索美拉唑可增加胃黏膜血流量 (GMBF )、胃黏膜和血浆 NO-2/NO-3, L-NAME可逆转这种作用, 但对埃索美拉唑抑制酸分泌作用无明显影响. 表明埃索美拉唑通过NO介导对大鼠胃黏 膜损伤有重要的保护作用, 而与埃索美拉唑抑制酸分泌作用无关.

同行评价

本研究方法和技术有一定的创新性, 实验对照设计合理, 统计学处理方法恰当, 科学结论较明确, 实验证据较充足, 讨论条理分明, 参考文献引用较新, 较好地反映了我国胃病学临床和基础研究的先进水平.

备注

电编:李琪 编辑:王晓瑜

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