修回日期: 2009-05-21
接受日期: 2009-05-28
在线出版日期: 2009-07-18
目的: 探讨电针足三里(ST36)对脓毒症大鼠促炎症因子所致小肠损伤的抑制作用.
方法: 采用盲肠结扎穿孔术(CLP)制备大鼠脓毒症模型, 取♂SD大鼠32只, 随机分为CLP+电针(EA)足三里组(CLP+EA组)、CLP+假电针(shame EA)(CLP+SEA)组、迷走神经切断(VA)+CLP(VA+CLP)组和迷切后CLP再电针(VA+CLP+EA组)组, 每组8只. EA组持续针刺双侧足三里30 min, 强度为2 mA, 2-100 Hz. CLP/SEA组采用相同频率和强度刺激非经非穴(足三里外侧旁开0.5 cm)30 min. VA组先手术切断腹腔迷走神经再CLP. 各组大鼠于CLP术后6 h处死取空肠组织, 检测TNF-α和NO含量、髓过氧化物(MPO)和二胺氧化酶活性及肠组织含水率.
结果: 采用盲肠结扎穿孔术后6 h, 与其余3组相比, CLP/EA组小肠组织促炎因子TNF-α、NO、MPO水平和组织含水率均显著降低、DAO活性显著升高(均P<0.05). VA+CLP组和VA+CLP+EA组TNF-α、NO和MPO水平显著高于CLP+SEA组(748.80±112.45 pg/g protein, 737.58±100.56 pg/g protein vs 560.23±82.25 pg/g protein; 1.32±0.15 μmol/g protein, 1.12±0.24 μmol/g protein vs 0.97±0.12 μmol/g protein; 0.57±0.06 U/g, 0.61±0.12 U/g vs 0.45±0.07 U/g, 均P<0.05), DAO活性显著低于CLP+SEA组(0.07±0.02 U/L, 0.06±0.04 U/L vs 0.12±0.04 U/L,均P<0.05); VA+CLP+EA组、VA+CLP组、CLP+SEA组上述指标的变化无统计学差别.
结论: 电针足三里显著抑制CLP大鼠小肠促炎症因子水平, 减轻肠组织水肿和功能损害.
引文著录: 胡森, 张立俭, 白慧颖, 包呈梅. 电针足三里对脓毒症大鼠小肠促炎症因子、二胺氧化酶活性及组织含水率的影响. 世界华人消化杂志 2009; 17(20): 2079-2082
Revised: May 21, 2009
Accepted: May 28, 2009
Published online: July 18, 2009
AIM: To investigate the inhibitory effects of electro-acupuncturing (EA) at Zusanli (ST36) against proinflammatory cytokine-induced intestinal injury in rats with sepsis.
METHODS: Thirty-two male Sprague-Dawley rats were subjected to cecal ligation and puncture (CLP) to develop a rat model of sepsis. The rats were then randomly divided into four groups (n = 8 each): CLP plus EA group, CLP plus sham EA (SEA) group, vagotomy (VA) plus CLP group and VA plus CLP plus EA group. An electroacupuncture at Zusanli point (ST36) was performed at constant voltage (2-100 Hz, 2 mA for 1.5 h) immediately after CLP surgery. Rats in the VA plus CLP group and the VA plus LPS plus EA group were abdominally vagotomized. All animals were sacrificed at 6 h after CLP to collect jejunal specimens. The contents of tumor necrosis factor-α (TNF-α) and nitric oxide (NO), the activity of myeloperoxidase (MPO) and diamine oxidase (DAO), as well as the rate of water content (ratio of dry weight to wet weight) were determined.
RESULTS: The levels of TNF-α and NO, the activity of MPO and the rates of water content in the jejunum in the CLP plus EA group were significantly lower than those in the other three groups, while the activity of DAO at 6 h after CLP in the CLP plus EA group was significantly higher than that in the other three groups (all P < 0.05). The levels of TNF-α and NO and the activity of MPO in the VA plus CLP group and the VA plus CLP plus EA groups were significantly higher (748.80 ± 112.45 pg/g protein and 737.58 ± 100.56 pg/g protein vs 560.23 ± 82.25 pg/g protein; 1.32 ± 0.15 μmol/g protein and 1.12 ± 0.24 μmol/g protein vs 0.97 ± 0.12 μmol/g protein; 0.57 ± 0.06 U/g and 0.61 ± 0.12 U/g vs 0.45 ± 0.07 U/g, all P < 0.05) than those in the CLP plus SEA group, while the activity of DAO in the VA plus CLP group and the VA plus CLP plus EA groups was significantly lower than that in the CLP plus SEA group (0.07 ± 0.02 U/L and 0.06 ± 0.04 U/L vs 0.12 ± 0.04 U/L, both P < 0.05). There were no significant differences in all of the above parameters between the VA plus CLP plus EA group and the VA plus CLP group.
CONCLUSION: Electro-acupuncture at Zusanli point significantly lowers the elevated levels of proinflammatory factors in the small intestine and alleviate tissue edema and mucosal dysfunction in rats undergoing CLP.
- Citation: Hu S, Zhang LJ, Bai HY, Bao CM. Effects of electro-acupuncture at Zusanli point on the expression of proinflammatory cytokines, the activity of diamine oxidase and the rate of water content in the small intestine in rats with sepsis. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2009; 17(20): 2079-2082
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v17/i20/2079.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v17.i20.2079
在全身炎症反应失控诱发多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)发病过程中, 肠道既是始动器官, 同时又是该病理过程中最易受损的器官之一. 研究表明肠道缺血、感染及炎症均能激活肠道局部炎症细胞释放多种炎症因子、氧自由基及胃肠动力抑制性介质, 造成肠组织过度炎症、肠黏膜水肿、肠屏障损害和肠麻痹, 进而引起肠道细菌和毒素移位、肠源性脓毒症甚至MODS的发生[1-2]. 因此有效地抑制肠道促炎细胞因子的产生, 保护肠组织免受过度的炎症损害对于脓毒症和MODS的防治具有重要意义. 针刺治疗已应用于临床数千年, 能双向调节神经-内分泌-免疫系统, 保护脏器功能, 但其作用机制尚不清楚[3]. 本研究目的是观察电针足三里能否抑制脓毒症引起的大鼠肠组织肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factor-α, TNF-α)和NO等促炎因子释放, 减轻肠组织水肿, 保护肠屏障功能.
♂Wastar大鼠, 60-70日龄, 体质量220±20 g, 中国人民解放军军事医学科学院动物实验中心提供. 实验前适应性饲养1 wk, 术前12 h禁食, 禁饮4 h. TNF-α ELISA法试剂盒购自美国Doclone公司; NO、髓过氧化物(myeloperoxidase, MPO)、二胺氧化酶(diamine oxidase, DAO)以及组织匀浆蛋白试剂盒均购自南京建成生物工程研究所.
1.2.1 分组: 按随机数字表法将动物分为CLP+电针(electr-acupanctrue, EA)足三里组(CLP+EA组)、CLP+假电针(shame EA, CLP+SEA)组、迷走神经切断(vagotomy, VA)+CLP组(VA+CLP)和迷切后CLP再电针组(VA+CLP+EA), 每组8只.
1.2.2 造模及处理: 按照Chaudry et al[4]报道的方法行CLP, 复制严重腹腔感染致脓毒症模型. 大鼠用盐酸氯胺酮注射液与速眠新Ⅱ注射液按体积比8:3混合, 0.4 mL/kg肌肉注射麻醉后, 实施无菌手术, 沿腹正中线切口, 暴露盲肠并结扎根部(避免结扎回肠及盲肠根部血管), 用16号针贯通穿刺盲肠3次形成肠瘘, 留置1条2 cm×2 mm的橡皮条引流防针孔闭合. 将盲肠还纳腹腔, 逐层缝合腹壁切口. 术毕立即皮下注射50 mL/kg生理盐水抗休克, 自由饮水. 电针时大鼠用自制布袋固定, 于CLP术后20 min在清醒状态下常规消毒双下肢并备皮. CLP+EA组取双侧足三里穴(膝关节后外侧、腓骨小头下约5 mm处)直刺7 mm[5], 后接电针仪(国产HANS, LH202H)持续针刺30 min, 强度为2 mA, 2-100 Hz; CLP+SEA组采用相同频率和强度刺激非经非穴(足三里外侧旁开0.5 cm); VA组先手术在胃贲门处沿食管两侧切断腹腔迷走神经后再CLP.
1.2.3 指标检测: 于CLP术后6 h处死动物取空肠组织, 检测TNF-α和NO含量、MPO和DAO活性及肠组织含水率. 肠组织TNF-α含量采用ELISA法测定; NO含量、MPO和DAO活性以及组织匀浆蛋白含量采用生化试剂盒测定; 肠组织含水率(%)采用干湿重法测定.
统计学处理 检测结果以mean±SD表示, 采用SPSS12.0统计分析软件处理数据, 单因素方差分析检验各组间差异, P<0.05为差异有统计学意义.
CLP后6 h, 与其余3组相比, CLP/EA组小肠组织促炎因子TNF-α、NO、MPO水平和组织含水率均显著降低、DAO活性显著升高(均P<0.05). VA+CLP组和VA+CLP+EA组TNF-α、NO和MPO水平显著高于CLP+SEA组, DAO活性显著低于CLP+SEA组; VA+CLP+EA组与VA+CLP组上述指标的变化无统计学差别(P>0.05, 表1).
| 分组 | TNF-α(pg/g protein) | NO(μmol/g protein) | MPO(U/g) | DAO (U/L) | 组织含水率(%) |
| CLP+EA | 360.43±60.87ace | 0.72±0.10ace | 0.34±0.05ace | 0.21±0.05ace | 65.3±2.3ace |
| CLP+SEA | 560.23±82.25 | 0.97±0.12 | 0.45±0.07 | 0.12±0.04 | 72.2±3.4 |
| VA+CLP | 748.80±112.45a | 1.32±0.15a | 0.57±0.06a | 0.07±0.02a | 75.5±2.9 |
| VA+CLP+EA | 737.58±100.56a | 1.12±0.24a | 0.61±0.12a | 0.06±0.04a | 72.4±3.6 |
肠屏障损害和肠麻痹是脓毒症及脓毒性休克的常见并发症, 其发生机制目前仍未完全阐明. 研究显示肠道局部的促炎因子的作用对于脓毒症时肠功能障碍的发生具有重要意义[6]. 肠道局部缺血和感染时, 细菌及其毒素能快速激活原本功能静止的肠道固有巨噬细胞, 产生大量的促炎因子, 而这些促炎因子进一步引起单核细胞和多形核白细胞在肠道微循环聚集和肠组织中浸润、释放更多的炎症因子、氧自由基及胃肠动力抑制性的介质, 造成肠组织过度的炎症反应、黏膜水肿、肠屏障损害和肠麻痹, 进而引发肠道细菌、毒素移位和肠源性脓毒症甚至MODS的发生[2].
在肠道局部炎症导致肠组织细胞损害过程中, TNF-α和NO等被认为起关键作用[7]. TNF-α作为一种多功能的促炎细胞因子, 可由肠道巨噬细胞和中性粒细胞大量产生, 在炎症介质的级联反应过程中居于始动位置, 能诱发一系列介质生成、形成瀑布效应, 最终导致肠组织细胞损害. 而NO作为肠道及血管平滑肌的主要抑制性介质之一, 在肠组织缺血和肠动力障碍过程起重要的作用. 本研究结果显示, 电针足三里对CLP模型大鼠小肠促炎因子所致肠组织水肿和肠黏膜损伤具有明显保护作用, 能降低异常升高的小肠组织TNF-α和NO含量及MPO活性,降低肠组织含水率, 恢复肠黏膜DAO活性. 但若在CLP前预先切断双侧腹腔迷走神经, 能上调肠组织促炎症因子水平、加重肠组织损害; 此时电针足三里不能降低肠组织促炎因子水平, 减轻肠组织水肿和炎症损害. 说明迷走神经的完整性在EA发挥抗炎和器官保护作用时具有至关重要的作用. 可能迷走神经被切断后机体向大脑传递的致炎信号和迷走神经发出的相应的传出信号被阻断, 使电针失去治疗作用, 这与以往的研究认为副交感神经在针刺调节免疫反应过程中主要起促进作用和针刺足三里可使传出迷走神经的兴奋性增高相一致[8].
胆碱能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway)是2000年后报告的胆碱能神经及其递质调节或对抗全身性炎症反应的通路[9]. 研究证明, 直接给予Ach或烟碱能显著减少内毒素刺激后人血巨噬细胞TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-18等促炎细胞因子的产生, 但对抗炎细胞因子IL-10无明显作用. 电刺激外周迷走神经能抑制内毒素攻击和失血性休克动物血清和组织促炎细胞因子表达, 减轻休克的病情, 并证明Ach的抗炎作用是通过与胆碱能N受体α7亚单位(NRα7)结合实现的[10]. 在另一项研究中, 我们预先给内毒素血症大鼠静脉注射NRα7拮抗剂α-银环蛇毒素, 电针对肝组织TNF-α含量和ALT活性的影响亦显著减弱或消失, 说明电针足三里的抗炎作用很可能是通过NRα7实现的[11]. 因此, 我们认为激活胆碱能抗炎通路是本研究中电针足三里发挥抗炎和肠保护作用的主要机制之一. 我们还观察到, 与CLP+SEA组相比, VA+CLP组和VA+CLP+EA组促炎因子水平和肝组织含水率均显著增加, DAO活性降低, 表明促炎/抗炎因子的水平的平衡受交感肾上腺素能神经与副交感胆碱能神经调节. 在本实验中, 当副交感胆碱能神经的作用被阻断后, 表现出交感肾上腺素能神经的促炎作用, 导致促炎细胞因子水平升高和组织炎症反应加重.
从中医角度看, 脓毒症属外邪侵袭, 其病机应为邪盛内陷, 内闭外脱, 邪热炽盛, 正邪交争, 阴津耗损. 足三里不但是抗炎及免疫调节的要穴, 同时也是足阳明胃经的合穴和治疗胃肠疾病的要穴之一. 而通腑攻下以存阴是治疗脓毒症的重要措施之一, 攻下能排毒解毒, 荡涤积滞, 抑制过度发酵, 使大量细菌和毒素随肠内容物排出体外, 减少其吸收[12-14]. 我们在实验中也观察到CLP+EA组大鼠多有腹泻表现, 味多腥臭, 表明电针足三里不仅能兴奋胆碱能N受体发挥抗炎作用, 而且可能也兴奋了胆碱能M受体发挥促进胃肠蠕动和排毒作用, 改善了脓毒症引起的肠黏膜水肿、肠屏障损害和肠麻痹, 对于防治肠道细菌和毒素移位、肠源性脓毒症和MODS有积极的作用[15].
肠道缺血、感染及炎症均能激活肠道局部炎症细胞释放多种炎症因子, 造成肠组织过度炎症、肠黏膜水肿及肠屏障损害, 进而引起肠道细菌和毒素移位、肠源性脓毒症甚至MODS的发生. 因此有效地抑制肠道促炎细胞因子的产生, 保护肠组织免受过度的炎症损害对于脓毒症和MODS的防治具有重要意义. 针刺治疗已应用于临床数千年, 能双向调节神经-内分泌-免疫系统, 保护脏器功能, 但其作用机制尚不清楚. 本研究目的是观察电针足三里能否抑制脓毒症引起的大鼠肠组织TNF-α和NO等促炎因子释放, 减轻肠组织水肿, 保护肠屏障功能.
唐文富, 副主任医师, 四川大学华西医院中西医结合科; 曹志成, 英国生物医学科学研究所院士, 香港伊利沙伯医院临床肿瘤科
对胆碱能抗炎通路的研究表明, 电刺激外周迷走神经能抑制内毒素攻击和失血性休克动物血清和组织促炎细胞因子表达, 减轻休克的病情, 并证明胆碱能神经递质的抗炎作用是通过兴奋胆碱能N受体α7亚单位(NRα7)实现的. 在另一项研究中, 本课题组预先给内毒素血症大鼠静脉注射NRα7拮抗剂α-银环蛇毒素, 电针对肝组织TNF-α含量和ALT活性的影响亦显著减弱或消失, 说明电针足三里的抗炎作用很可能是通过NRα7实现的. 因此, 激活胆碱能抗炎通路是本研究中电针足三里发挥抗炎和肠保护作用的主要机制之一.
足三里不但是抗炎及免疫调节的要穴, 同时也是足阳明胃经的合穴和治疗胃肠疾病的要穴之一. 电针足三里不仅能兴奋胆碱能N受体发挥抗炎作用, 而且可能也兴奋了胆碱能M受体发挥促进胃肠蠕动和排毒作用, 改善缺血和脓毒症引起的肠黏膜水肿、肠屏障损害和肠麻痹, 对于防治肠道细菌和毒素移位、肠源性脓毒症和MODS有积极的作用.
本文设计合理, 结果可靠, 具有较好的学术价值.
编辑:李军亮 电编:何基才
| 1. | Moore FA. The role of the gastrointestinal tract in postinjury multiple organ failure. Am J Surg. 1999;178:449-453. [PubMed] [DOI] |
| 2. | Hassoun HT, Kone BC, Mercer DW, Moody FG, Weisbrodt NW, Moore FA. Post-injury multiple organ failure: the role of the gut. Shock. 2001;15:1-10. [PubMed] [DOI] |
| 3. | 胡 森, 宋 琪, 王 磊. 电针兴奋胆碱能抗炎通路对内毒素引起的细胞因子释放和脏器功能损害作用研究. 中国中西医结合急救杂志. 2008;15:205-208. |
| 4. | Chaudry IH, Wichterman KA, Baue AE. Effect of sepsis on tissue adenine nucleotide levels. Surgery. 1979;85:205-211. [PubMed] |
| 6. | Grotz MR, Deitch EA, Ding J, Xu D, Huang Q, Regel G. Intestinal cytokine response after gut ischemia: role of gut barrier failure. Ann Surg. 1999;229:478-486. [PubMed] [DOI] |
| 7. | Burne MJ, Elghandour A, Haq M, Saba SR, Norman J, Condon T, Bennett F, Rabb H. IL-1 and TNF independent pathways mediate ICAM-1/VCAM-1 up-regulation in ischemia reperfusion injury. J Leukoc Biol. 2001;70:192-198. [PubMed] |
| 8. | Liu JH, Yan J, Yi SX, Chang XR, Lin YP, Hu JM. Effects of electroacupuncture on gastric myoelectric activity and substance P in the dorsal vagal complex of rats. Neurosci Lett. 2004;356:99-102. [PubMed] [DOI] |
| 9. | Borovikova LV, Ivanova S, Zhang M, Yang H, Botchkina GI, Watkins LR, Wang H, Abumrad N, Eaton JW, Tracey KJ. Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature. 2000;405:458-462. [PubMed] [DOI] |
| 10. | Wang H, Yu M, Ochani M, Amella CA, Tanovic M, Susarla S, Li JH, Wang H, Yang H, Ulloa L. Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit is an essential regulator of inflammation. Nature. 2003;421:384-388. [PubMed] [DOI] |
| 11. | 胡 森, 宋 琪, 王 海滨, 吕 艺, 于 勇, 王 磊, 周 国勇, 石 现, 盛 志勇. 电针足三里对内毒素所致大鼠肝损伤保护机制的研究. 中国中西医结合急救杂志. 2007;14:296-298. |
| 12. | 胡 森, 王 海滨, 夏 斌, 于 勇, 黎 君友, 邹 晓防, 周 国勇, 车 晋伟. 通腑颗粒改善犬缺血再灌注状态下实施肠内营养时的小肠功能. 世界华人消化杂志. 2007;15:1845-1849. [DOI] |
| 13. | 张 立俭, 胡 森, 侯 经元, 周 国勇, 石 现, 盛 志勇. 电针足三里在40%血容量失血大鼠口服补液时对胃排空率、血浆一氧化氮及胃动素的影响. 世界华人消化杂志. 2009;17:395-398. [DOI] |
| 14. | 胡 森, 王 磊, 宋 琪, 周 国勇, 石 现, 盛 志勇. 电针足三里兴奋胆碱能通路对烫伤大鼠胃肠黏膜血流量和肠动力的影响. 中国中西医结合急救杂志. 2009;16:79-81. |