急性肝衰竭大鼠消化间期移行性运动复合波的变化特点

【摘要】  目的  观察急性肝衰竭大鼠胃肠消化间期移行性运动复合波（MMC）的变化及其特点。 方法  采用D-氨基半乳糖急性肝衰竭大鼠模型，用多道生理记录仪分别记录正常对照组和急性肝衰竭模型组大鼠的胃肠消化间期MMC，并对两组大鼠胃肠消化间期MMC的各项指标进行比较分析。 结果  大鼠胃窦和十二指肠MMCⅡ相：急性肝衰竭组分别为（1519.00±831.14）s和（1535.86±930.50）s，正常对照组分别为（573.61±409.98）s和（541.09±342.30）s，急性肝衰竭组比正常对照组显著延长，t值分别为-3.97和-3.85，P值均<0.05。大鼠胃窦和十二指肠MMCⅢ相：急性肝衰竭组分别为（23.39±6.36）s和（27.02±11.50）s，正常对照组分别（53.32±14.01）s和（53.81±13.64）s，急性肝衰竭组比正常对照组明显缩短，u值分别为-4.99和4.66，P值均<0.05。胃窦Ⅲ相频率：急性肝衰竭组为（0.04±0.01）HZ，正常对照组为（0.22±0.01）HZ，u＝-4.73，P<0.05，差异有统计学意义。大鼠空肠MMC周期和MMCⅡ相：急性肝衰竭组分别为（1897.71±815.77）s和（1870.90±1010.35）s，正常对照组分别为（1384.17±449.34）s和（643.04±450.67）s，两组比较，u＝-1.63和t＝-4.94，P值均<0.05。大鼠空肠MMCⅢ相持续时间：急性肝衰竭组为（31.41±11.17）s，正常对照组为（53.11±14.74）s，t＝5.10，P<0.05。大鼠胃窦和十二指肠MMC周期、十二指肠MMCⅢ相频率和空肠Ⅲ相频率变化, 两组大鼠比较，差异无统计学意义。 结论  急性肝衰竭大鼠MMCⅡ相显著延长，呈移行性簇状收缩，MMCⅢ相缩短，空肠MMC周期延长，可能是导致急性肝衰竭大鼠胃肠动力障碍的主要原因。

【关键词】  功能衰竭，急性； 大鼠； 胃肠活动； 动力学

The changes of interdigestive migrating motor complex in rats with acute liver failure    LIU Mei*, XU Wei-hong, DUAN Zhong-ping, CHEN Yu, ZHENG Su-jun, LIU Xu-hua, ZHANG Jing, ZHAO Jun, DING Mei, L Zhi-wu. * Artificial LiverTreatment &Training Center, Beijing Youan Hospital, Capital Medical University, Beijing 100069, China

Corresponding author: L Zhiwu, Email: drzwl@ yahoo.com.cn, Gastroenterology Department, Second Affiliated Hospital,Harbin Medical University, Harbin 150086, China

【Abstract】 Objective    To observe the changes and characteristics of interdigestive migrating motor complex (MMC) in rat models of acute liver failure. Methods    30 rat models with acute liver failure were induced with D-galactosamine and another 30 normal rats were used as controls. The indexes of MMC recorded by multi-channel physiological recorder were compared. Results    No significant differences found between the two groups in antral and duodenal MMC cycles and frequencies of duodenal and jejunal MMC III phase. Compared with normal controls, the MMC II phase in the acute liver failure rats was significantly prolonged (t = -3.97, -3.85, P < 0.05), the MMC III duration of antrum and duodenum (u = -4.99, t = 4.66, P < 0.05) was shorter and the MMC III frequency of antrum (u = -4.73, P < 0.05) was faster. In addition, the MMC cycle and MMC III phase of jejunum were significantly prolonged (u = -1.63, t = -4.94, P < 0.05) and the MMC III phase duration was significantly shorter in the acute liver failure rats (t = 5.10, P < 0.05). Conclusion    Significantly prolonged MMC II phase characterized by migrating clustered contraction, shortened MMC III phase and extended jejunal MMC cycles were probably the major contributors to the gastrointestinal motility disorders in the rats with acute liver failure.

【Key words】Liver failure, acute; Rats;   Gastrointestinal motility;   Kinetics

急性肝衰竭患者消化道症状与胃肠动力障碍和肠道菌群紊乱密切相关[1-2]。消化间期移行性运动复合波（migrating motor complex，MMC）是在消化间期胃及小肠的一种规律的周期性的收缩活动。MMC的方式和强度的异常可导致腹胀、早饱、纳差、腹痛、腹泻和便秘等消化道症状。本实验通过检测健康大鼠和急性肝衰竭大鼠胃窦、十二指肠和空肠的消化间期MMC，观察大鼠急性肝衰竭时MMC的变化，分析急性肝衰竭胃肠道症状与MMC的相互关系，探讨急性肝衰竭胃肠动力障碍的发生机制，为临床肝衰竭严重消化道症状可能的治疗提供思路与线索。

材料与方法

一、实验动物及分组

选用纯种无特定病原体Wistar大鼠60只，体质量220～250g，由中国军事科学院医学院实验动物中心提供，雌雄不拘。随机分为两组：正常对照组和急性肝衰竭组各30只。实验过程中，肝衰竭组大鼠死亡3只，对照组死亡1只，死因为肠梗阻。

二、药品和材料

D-氨基半乳糖购自江苏启东久丰工贸有限公司；聚四氟乙烯薄膜包绕导线购自上海特种电缆公司；MP36多道生理记录仪购自美国BIOPAC公司。

三、实验方法

1. 埋植电极：实验前禁食8h，无菌操作下分别在胃窦、十二指肠和空肠处浆肌层各埋植银丝电极1对，将3对电极导线通过皮下隧道由后颈部引出，固定。术后禁食1d、不禁水，分笼单独清洁饲养，自由进水和进食。恢复3d后进行电生理实验。                   

2. 急性肝衰竭模型建立：实验前不禁食，给予D-氨基半乳糖2.0g/kg (将D-氨基半乳糖溶于0.9%无菌等渗盐水中，用1mol/L的氢氧化钠调pH至7.0左右，浓度为0.5g/ml) 尾静脉注射，制备大鼠急性肝衰竭模型。在给药后48～72h内进行实验并取肝脏标本进行病理检查，证实肝脏病变，达到急性肝衰竭诊断标准的数据纳入统计分析, 未达到急性肝衰竭诊断标准的数据另行分析。

3. 胃肠MMC检测：实验前大鼠禁食18～24h，自由饮水。清醒状态下用大鼠固定器固定大鼠，将背部3对银丝导线与MP36多道生理记录仪连接，记录大鼠胃肠肌电活动，对照组大鼠每只记录2h左右，至少记录到3个MMC。急性肝衰竭组大鼠在给药48～72h内以同样的方法记录胃肠肌电活动3h左右，每只大鼠至少记录到3个MMC。

4. MMC周期性运动分期标准：根据负载有动作电位的起步电位的数量和动作电位的强弱将MMC分为四个不同的时相。Ⅰ相：在每个起步电位上都不负载，或偶尔发生动作电位，负载有动作电位的起步电位的数量不超过5%。Ⅱ相：在Ⅰ相之后，出现不规则的动作电位的起步电位数量超过5%，但低于95%。Ⅲ相：该时相具有突发突止的特点，几乎在每一个起步电位上都有持续的、高振幅的动作电位爆发，故负载有动作电位的起步电位数量超过95%以上。Ⅳ相：其特征是锋电活动和收缩活动的程度迅速减少，但负载有动作电位的起步电位数量仍超过5%，该时相是在Ⅲ相结束后再回到Ⅰ相之前的过渡期。

5. MMC分析指标：MMC周期、MMC各相时限和MMCⅢ相频率。

四、统计学处理

结果采用均数±标准差（x-±s），统计学分析采用SPSS11.5软件，符合正态分布及方差齐性数据采用两组独立样本的t检验，方差不齐数据采用Mann-Whitney秩和检验。

结    果

1. 大鼠肝衰竭造模结果：急性肝衰竭组大鼠在给药后48～72h间，逐渐出现精神不振、萎靡、食欲差、反应迟钝、麻痹、呼吸困难，27只大鼠72h内死亡16只。正常对照组大鼠肝脏形态正常，色泽红润，表面细颗粒状，质地稍韧。急性肝衰竭组大鼠肝脏暗红色，表面色泽斑驳，有散在的出血点，切面有暗红色淤血。光镜下可见肝组织大块坏死，肝小叶结构破坏，坏死细胞总数超过90%，肝窦扩张充血，坏死以小叶中央区最为明显，坏死区可见充血和炎细胞浸润，汇管区炎细胞浸润，胆管增生。正常对照组大鼠肝脏结构正常、肝小叶结构清晰可辨，见图1。

急性肝衰竭大鼠组与对照组大鼠ALT分别为（6359.5±3743.7）U/L和（39.3±6.7）U/L，AST分别为（6224.9±4789.6）U/L和（210.9±86.0）U/L，总胆红素分别为（72.95±16.26）μmol/L和（7.08±8.96）μmol/L，直接胆红素分别为（47.12±13.60）μmol/L和（0.63±0.34）μmol/L、总蛋白分别为（38.03±3.71）g/L和（56.81±7.25）g/L，白蛋白分别为（17.62±1.67) g/L和（22.04±1.28）g/L，u值分别为3.09、3.10、9.74、3.11、5.75、5.62，P值均<0.05。

2. 两组大鼠MMC周期和各时相持续时间检测结果：急性肝衰竭大鼠组胃窦MMC周期Ⅱ相比对照组大鼠显著延长、Ⅲ相持续时间明显缩短、频率明显减慢；急性肝衰竭大鼠组与对照组比较，十二指肠MMC的周期延长不明显、急性肝衰竭大鼠组Ⅱ相显著延长、Ⅲ相持续时间明显缩短、Ⅲ相频率变化不明显。急性肝衰竭大鼠组与对照组比较，空肠的MMC周期急性肝衰竭大鼠组较对照组显著延长、Ⅱ相显著延长、Ⅲ相持续时间明显缩短、频率无明显变化，见表1～3。

3. 急性肝衰竭大鼠组MMC波形特征：急性肝衰竭大鼠组MMCⅡ相出现移行性簇状收缩，簇状收缩增多，表现为多个收缩簇，静止期延长，MMCⅢ相持续时间较对照组均明显缩短，波幅降低，形态不规则，出现不典型Ⅲ相。

讨    论

根据消化间期MMC交替出现的静息期和运动收缩期的周期变化可分为四相：Ⅰ相为静息舒张期；Ⅱ相为不规则的收缩期；Ⅲ相为规则的高振幅收缩期；Ⅳ相为收缩消退期，是从Ⅲ相转至静息舒张期Ⅰ相的短暂过渡期。MMCⅢ相具有重要的生理意义，可防止了消化产物、脱落上皮细胞和分泌物聚集于肠腔内以及防止细菌繁殖，从而避免了毒性产物对胃肠功能的扰乱。MMC可调节营养成分在肠道的吸收，通过将胃和小肠内容物彻底清除，加快食物的排泄，从而避免营养过剩的发生[3]；MMC还可以发出饥饿信号，调节机体的摄食行为。肝硬化时胃肠传输和肠道菌群会发生变化，这些变化可能与MMC改变有关[1]。于海生等[2]报道肝硬化患者MMC周期延长，主要是MMCⅡ相延长，常出现移行性簇状收缩，导致Ⅲ相发生频率降低，影响小肠清除功能。

MMC的变化可能与胃动素有密切关系，MMC的Ⅲ相收缩与血浆胃动素周期性波动的峰值相关，静脉给予生理剂量的胃动素可激发胃肠区域出现MMC[4]，应用小剂量红霉素（胃动素受体激动剂）也可诱发胃窦MMCⅢ相的出现[5]，所以多数学者认为MMC可能是由胃动素诱发的。但血中胃动素浓度出现高峰时也不一定出现MMC，说明MMC的发生可能还受其他机制调控。Spencer等[6]研究显示，在W/Wv突变的小鼠空肠在其肠肌层的cajal细胞和慢波均缺失的情况下，MMC仍有发生，说明MMC不只是受Cajal间质细胞调控，还可能受肠神经系统调控。

肝衰竭患者胃肠功能障碍与肝衰竭严重并发症关系密切，因为胃肠道是肝脏病影响最早、最严重的肝外器官，肝病愈重，胃肠功能障碍愈重，肝功能衰竭则胃肠功能衰竭。胃肠功能衰竭反过来可影响肝损伤的修复，甚至加重肝脏的损伤过程。胃肠动力障碍是肝性胃肠功能衰竭的主要的表现形式之一。本研究结果显示，大鼠急性肝衰竭时，MMC的周期延长，尤以MMCⅡ相延长为主，呈簇状收缩，频率减慢，MMCⅢ相明显缩短。MMC周期延长和MMCⅢ相的缩短可能导致了胃肠动力减弱、胃肠排空功能受损、小肠清除功能减退、消化吸收能力下降，进而出现食欲不振、腹胀、纳差、恶心、呕吐等临床表现，导致肠道通透性增加而继发腹腔感染甚至败血症。急性肝衰竭大鼠存在显著的胃肠动力异常，可能是肝功能衰竭患者小肠细菌过度增长、败血症发生的重要机制。

胆汁的分泌及排泄可影响MMC的峰电幅度和持续时间，肝大部切除术后MMC周期明显缩短。大多数有慢性恶心和呕吐症状的患者，其胃肠电和肠神经系统都是有显著异常的[7-8]。胰高血糖素样肽-1可以抑制胃和小肠的动力，从而延长食物通过胃肠道的时间[9]。结肠的粪粒可以刺激结肠黏膜的肠嗜铬细胞释放五羟色胺诱发结肠MMC[10]。MMC在胃肠道所形成的电场有助于乳酸菌等益生菌对肠黏膜上皮的吸附，改善其定植环境，增强与G-菌的竞争力[11]。肝衰竭患者大都伴有胆系问题，如胆囊炎、胆道炎症、胆汁分泌和排泄异常，恶心和呕吐症状非常常见，血糖的异常也是一个突出特点，肠道菌群的紊乱几乎每个患者都存在，这一系列因素，都可能影响着肝衰竭患者的MMC，而这些因素对肝衰竭患者胃肠动力的影响程度目前都是未知的，有待进一步深入研究。

参  考  文  献

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（收稿日期：2009-12-08）

（本文编辑：袁平戈）

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