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急性肝衰竭大鼠全营养液应用的实验研究

作者:齐玉梅 张明 陈亚军 许晋 来源: 日期:2010-8-21 22:19:49 人气: 标签:

 

【摘要】目的  探讨含30.6%支链氨基酸(BCAA)的复方氨基酸、中长链脂肪乳、葡萄糖、多种维生素和多种无机盐联合应用的全营养液对急性肝衰竭大鼠的治疗效果。 方法  30只大鼠随机分为正常对照组(A组)、肝衰竭对照组(B组)、无脂肪营养液组(C组)和全营养液组(D组),应用D-半乳糖胺制备急性肝衰竭模型。观察其肝功能、肾功能、氮平衡、血浆蛋白、氨基酸谱、肿瘤坏死因子、血糖、血脂的改变及淋巴细胞转化率。结果数据比较采用单因素方差分析、SNK-q检验或重复测量资料的方差分析。 结果  肝、肾功能各项指标以D组恢复较好。ALT、碱性磷酸酶、总胆红素、血尿素氮指标D组优于C组(F值分别为1.2801.8782.4391.473P值均<0.05)。D组总蛋白、白蛋白、前白蛋白、氮平衡恢复较好,前白蛋白D组优于C组。D组血浆氨基酸谱恢复接近正常。D组血中肿瘤坏死因子含量高于C组(F1.609P0.05),D组刺激指数高于B组和C组(F值分别为2.6481.432P值均<0.05)。D组与C组血糖差异有统计学意义(F2.325P0.05),B组与ACD组甘油三酯差异有统计学意义(F值分别为1.1802.5782.432P值均<0.05);D组与B组胆固醇差异有统计学意义(F2.125P0.05);脂质过氧化物各组间差异无统计学意义(F3.507P0.05)。 结论  大鼠急性肝衰竭后需要营养支持治疗的调整及营养底物的供给,结构比例合理的全营养液能使损伤的肝细胞得以再生,并促进合成代谢,有利于大鼠急性肝衰竭的逆转。

【关键词】肝功能衰竭,急性; 大鼠; 营养支持

 

Application of total nutrient admixture in acute hepatic failure rats    QI Yu-mei, ZHANG Ming, CHEN Ya-jun, XU Jin, YANG Hui. Department of Nutrition, Tianjin Third Central Hospital, Tianjin 300170, China

Email: qym0305@yahoo.com.cn

Abstract Objective    To study the therapeutic efficacy of total nutrition admixture (TNA) containing 30.6% BCAA, MCT/LCT, glycose, vitamin, electrolytes in rat with acute hepatic failure (AHF). Method    30 Wistar rats were randomly divided into 4 groups: Normal control, AHF control, Fat-free nutrient admixture group, TNA group. AHF model was induced by D-galactosamine Liver and renal function, nitrogen balance, plasma tota1 protein, albumin, prealbumin, fibronectin, hemoglobin, aminogram, tumor necrosis factor, lymphocyte transformation rate, glucose, blood fat tests etc were determined. Results    The improvement of liver and renal function was better in TNA group than those in other groups. ALT ALP TBil BUN were lower in TNA group than those in other groups. TP, ALB, PA, N-balance in TNA group were significantly higher than those in other groups. The spectrum of plasma amino acids of the TNA group was close to the norma1 and the control group. The TNF in TNA group were significantly higher than that  in Fat-free nutrient admixture group. The stimulation index in TNA group was significantly higher than that in other groups. The difference of triglyeride in TNA group and normal diet was statistically significant, The difference of cholesterol in TNA group and Fat-free nutrient admixture was statistically significant, The difference of lipid peroxidation in four groups was not statistically significant. Conclusion    Nutritional supportive treatment is necessary for AHF.

Key wordsLiver failure, acute;  Rats;  Nutritional support

近年来,随着临床营养学、营养药理学的发展,营养治疗作为一种治疗性干预措施在肝衰竭全身性支持疗法中引起关注。肝脏疾病时的营养代谢改变使肝功能衰竭的治疗成为极其复杂的问题[1]。国内外很多文献报道了应用富含不同比例支链氨基酸(branched-chain amino acidsBCAA)的溶液治疗肝病,不同类型氨基酸溶液及脂肪乳治疗肝衰竭,也有各种维生素、微量元素对肝衰竭时代谢变化影响等,但这些只是一种或一类营养素应用的结果。我们根据肝衰竭期生物化学代谢特点,运用代谢支持、代谢调理和营养药理学的原则,制定含有30.6% BCAA的复方氨基酸、中长链脂肪乳、葡萄糖、多种维生素、多种无机盐联合应用的全营养液,观察其治疗肝衰竭的效果,以期为临床急性肝衰竭的营养治疗提供实验理论依据。

材料与方法

1.材料:无特定病原体级健康雄性Wistar大鼠,体质量200250g,大鼠和饲料均由解放军军事医学科学院动物中心提供。诱导剂D-半乳糖胺由解放军防化研究院提供。脂肪乳购自德国贝朗公司,葡萄糖购自日本大冢制药公司,氨基酸、无机盐和维生素等购自江苏华瑞制药公司。

2. 动物模型的制备及分组:颈外静脉插管穿刺手术2d后采用D-半乳糖胺诱导法[2-3]0.9%的无菌等渗盐水将D-半乳糖胺配制成10%溶液(1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至7.0),按1.2g/kg腹腔注射,制备大鼠急性肝衰竭模型。存活大鼠30只按体质量随机分为4组:正常对照组(A组)7只,正常饮食;肝衰竭对照组(B组)8只,输注等渗盐水8d并给予正常饮食;无脂肪营养液组(C组)7只,输注等渗盐水1dBCAA葡萄糖2d,无脂营养液5d;全营养液组(D组)8只,输注等渗盐水1dBCAA葡萄糖2d,全营养液5dCD组每日输注的70ml营养液含能量221.75kJ,氮0.365g,氮热比为1145;氨基酸2.28g,其中BCAA 0.70gC组葡萄糖为10.99g,不含脂肪;D组葡萄糖为7.85g,脂肪1.25gAB组摄入正常饲料量与CD组等氮等能量,能量不足由无氮饲料补充。诱导肝衰竭日开始,8d后检测血及其他相关指标。

3.检测指标:(1)氮平衡:诱导肝衰竭后第248天收集24h粪、尿,采用经典凯氏定氮法测定其中氮含量,并计算氮平衡。(2)氨基酸分析:采用日立HITACHI835-50型氨基酸自动分析仪测定血清中氨基酸含量,并计算BCAA/芳香族氨基酸(aromatic amino acidAAA)比值。(3)肝、肾功能:日立7170型全自动生化仪检测ALTAST、碱性磷酸酶、总胆红素、血尿素氮。BECompact全自动血凝仪检测凝血酶原时间、凝血酶原活动度。(4)岛津UV-240紫外分光光度计检测血红蛋白、白蛋白、总蛋白、前白蛋白、纤维连接蛋白、血糖、甘油三酯、胆固醇、脂质过氧化物。(5)肿瘤坏死因子(TNF)α检测用双抗体夹心ELISA法,按试剂盒说明书进行操作,在450nm处测吸光度(A)值,TNFα与A450值之间成正比,可通过绘制标准曲线求出标本中TNFα浓度。ELISA酶标仪测定。(6)淋巴细胞转化率:Pharmacia-1209液闪仪测定每分钟计数值(cpm),计算刺激指数,结果取重复孔的平均数。刺激指数=ConA刺激cpm/本底cpm值。(7)脏器指数:取胸腺、脾脏、心脏、肾脏、肝脏,计算脏器指数(%)。脏器指数=脏器质量(g/体质量(g)×100%。(8)肝脏病理:4%甲醛溶液固定,HE染色,光镜下观察肝脏组织病理变化。

4.统计学处理:采用SPSS13.0软件进行统计分析,数据以均数±标准差(x-±s)形式表示,满足方差分析条件的资料采用单因素方差分析,若组间差别有统计学意义,采用SNK-q检验进行两两比较;重复测量资料采用重复测量资料的方差分析。

   

1.急性肝衰竭大鼠体质量及脏器指数的变化:D组体质量为(221.31±5.33g,与A组的(240.10±5.23g相比,差异无统计学意义(F9.232P0.05);高于B组(192.23±4.28gC组(185.25±3.26gF值分别为1.5642.143P值均<0.05)。B组和C组的肝脏、脾脏和胸腺指数与A组差异有统计学意义(F值分别为2.6631.7432.578P值均<0.05),见表1

2.急性肝衰竭大鼠肝、肾功能改变:ALT、碱性磷酸酶、总胆红素、血尿素氮指标D组优于C组(F值分别为1.2801.8782.4391.473P值均<0.05)。DALT最低,与B组、C组比较有差别。AST各组之间差异无统计学意义(F10.211P0.05)。肝、肾功能各项指标D组恢复较好。凝血酶原时间A组与B组差异有统计学意义(F1.188P0.05)。凝血酶原活动度D组恢复较好,但组间差别无统计学意义(F2.814P0.05)。见表2(略)。

3.氮平衡:肝衰竭后第2天,B组与CD组氮平衡差别有统计学意义(F值分别为1.2231.438P值均<0.05),第4D组好于C组(F4.355P0.05),第8D组不如C组(F7.331P0.05),见表3(略)。

4.血红蛋白、总蛋白、白蛋白、前白蛋白、纤维连接蛋白的改变:D组总蛋白、白蛋白、前白蛋白好于BC组,接近于正常组,其中前白蛋白恢复更明显。说明全营养液供给较无脂肪营养液有更好的节氮作用,并且其比例适宜肝衰竭大鼠的合成利用,有益于蛋白合成和抑制蛋白的分解(表4)。

5.急性肝衰大鼠血浆氨基酸谱的改变:D组大鼠血浆氨基酸谱恢复较好,接近正常。C组氨基酸分布变异较大,恢复较B组差,说明正常摄食好于C组(表5)。

6.糖、脂肪、免疫指标的改变:D组与C组血糖差异有统计学意义(F2.325P0.05);B组与其他三组比较,甘油三酯差异有统计学意义(F值分别为1.1802.5782.432P值均<0.05);D组与B组胆固醇差异有统计学意义(F2.125P0.05);脂质过氧化物各组间差异无统计学意义(F3.507P0.05)。D组肿瘤坏死因子高于B组和C组(F值分别为2.5801.609P值均<0.05),D组刺激指数高于B组和C组(F值分别为2.6481.432P值均<0.05)。见表6

7.病理检查结果:A组大鼠肝脏病理中央静脉清晰,肝细胞索排列整齐,肝窦正常,肝细胞轻度水样变性,胞质内可见嗜酸性颗粒;B组大鼠肝板排列轻度紊乱,肝细胞轻度固缩,胞质内可见嗜酸性颗粒,轻度萎缩改变。肝窦扩张、肝小叶偶见点状坏死;C组大鼠肝细胞广泛肿胀变性(气球样变),核居中,胞质透亮,肝窦狭窄;D组大鼠肝板排列轻度紊乱,肝细胞固缩明显,胞质中充满嗜酸性颗粒,肝窦内可见散在稀疏淋巴细胞(图1)。

   

本实验富含BCAA全营养液的D组,8d后血浆总蛋白、白蛋白、前白蛋白、纤维连接蛋白、氮平衡较C组和B组有明显的差别,接近A组,表明富含BCAA的全营养液是有效的复合系统,机体可同时获得多种营养物质。中长链脂肪乳节氮作用明显,但不能将氮平衡改善与蛋白质改善等同起来[4-5]。适宜营养素的配比用量均能促进蛋白质合成速度的改善。C组能量的来源只由葡萄糖供给,尽管可以维持氮平衡,但未见血浆蛋白升高,说明脂肪缺乏也是影响蛋白质合成的重要因素。

血清游离氨基酸水平能部分反映蛋白质代谢是否紊乱, 依据血清游离氨基酸水平的变化,可评价患者的营养及蛋白质代谢的状况[6]。临床上基本肯定应用支链氨基酸可改善肝性脑病的症状,在一些国家采用仅含BCAA和其他对肝病有益成分的注射液。然而,由于氨基酸种类不足且存在不均衡性,并不能改善患者营养状况,因而不被推荐为肠外营养中氮的来源。本实验中全营养液提供的是含有30.6% BCAA的复方氨基酸(其中异亮氨酸8.93%,亮氨酸11.72%,缬氨酸9.95%)及多种营养素的组合成分,其中D组的血浆芳香族氨基酸基本降至正常水平,B组和CBCAAAAA均低于或接近正常水平,这可能是给予不同的营养底物抑制蛋白的分解和氨基酸的释放,改善机体合成代谢的原因,也说明尽管芳香族氨基酸的氧化确实下降,但仍在以低于正常的速度继续氧化,应用富含BCAA的全营养液后得到恢复。同时BCAA/AAA比值也在改变,D组较其他组恢复好。

肝脏是合成凝血因子的主要器官,凝血酶原是在肝脏合成的一种糖蛋白。本实验结果显示,B组凝血酶原时间较其他组延长,与正常组比较,差别有统计学意义,表明肝衰竭后,肝实质损害的血液处于低凝状态,具有出血倾向,而给予适宜的营养干预,可改善凝血机制,有利于损害的肝细胞恢复。

实验结果显示,DT淋巴细胞转化率刺激指数高于B组和C组,表明全营养液能更好地促进T淋巴细胞转化,增强肝衰竭大鼠的淋巴细胞的反应性。DTNFα含量高于C组,表明全营养液对机体免疫功能的恢复优于其他组,而TNFα是一种具有广谱生理和病理效应的细胞因子,主要由单核巨噬细胞分泌,同肝细胞膜上TNF受体l结合,激活caspase-3,诱发肝细胞凋亡,引起炎症细胞浸润及肝组织坏死,是肝衰竭的重要病理机制[7-8]TNFα和IL-6促使静止的肝细胞由G0期进入G1期而获得增殖能力,这对于肝脏损伤后的长期恢复和生存也是必要的[9]。因此,TNFα在肝脏损伤时具有双重作用。

肝衰竭存在明显脂肪代谢紊乱,脂肪分解代谢增加。全营养液中的中长链脂肪乳剂在营养液中的稳定性得到了肯定,有氧化更快、更安全,能较快彻底地从血中被清除;它可供给较高能量,减少大量输注葡萄糖相关的并发症,有益于酸碱失衡、电解质紊乱的调整,补充必需脂肪酸和磷脂的不足,以利于肝细胞的再生[10]。含脂肪乳的全营养液不会导致肝脏的脂肪沉积,对脂代谢没有明显影响[11]。本实验结果表明,中长链脂肪乳更适用于肝脏疾病,实验中未见肝功能酶学指标和脂肪代谢紊乱加重,但脂肪用量一定要适宜患者代谢需要。

全营养液集中了人体代谢需要的多种营养素并匀速、均衡地同时输入,减少了单一营养素输入对于组织器官的影响,可促使肝细胞再生和肝脏功能恢复,提高机体免疫功能,有利于急性肝衰竭的逆转,是临床综合治疗中不可缺少的组成部分。

     

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