多器官功能障碍大鼠胰腺腺泡细胞超微结构和功能的改变
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多器官功能障碍大鼠胰腺腺泡细胞超微结构和功能的改变 【摘要】 目的 探讨多器官功能障碍综合征(MODS)时胰腺腺泡细胞超微结构和功能的改变。方法 实验地点为福建省立医院动物房、福建省立医院心血管研究所重点实验室、福建省立医院病理科与福建医科大学电镜室。清洁级健康雄性SD大鼠20只,体重180~220 g,随机分成2组,即:MODS组和对照组,每组10只。MODS组大鼠腹腔内注射大肠杆菌菌液,同时钳断大鼠左下肢,造成感染复合创伤二次打击MODS大鼠模型。对照组给予等量生理盐水腹腔内注射。48 h后检测有两个以上器官或系统功能障碍即为MODS组造模成功。成功造模后,抽血测定其血清胰淀粉酶、脂肪酶,两组大鼠资料的比较用成组t检验。抽血后取标本电镜下观察两组大鼠胰腺腺泡细胞超微结构,免疫组化分析胰腺腺泡细胞Bax蛋白表达。结果 和对照组比较,MODS组大鼠胰淀粉酶、脂肪酶及Bax蛋白表达明显高于正常对照组(P<0.01)。胰腺腺泡细胞出现空泡变性,少数细胞坏死,及出现线粒体肿胀,粗面内质网扩张等一系列超微结构病理改变。结论 MODS大鼠可出现胰腺损害。
【Abstract】 Objective To explore the effect of multiple organ dysfunction syndrome (MODS) on the ultrastructure and function of pancreatic acinar cells.Methods This study was performed in the Animal Department of Fujian Provincial Hospital,the Key Laboratory of Fujian Provincial Cardiovascular Institute,the Pathology Department of Fujian Provincial Hospital and in the Electron Microscopic Department of Fujian
Medical University.Twenty pathogen free male Sprague Dawley rats weighing 180~220 g,were selected and randomly divided into an MODS group and a control group (10 rats per group).MODS was induced by intraperitoneal injection with bacterium coli and cutting the left legs in two stages,while the control group received an intraperitoneal injection of an equivalent volume of sodium chloride.The MODS model was considered successful when two or more organs showed dysfunction 48 h after the injection.And than the serum amylase and the serum lipase were measured.All data were analyzed using t tests.The ultrastructure of the pancreatic acinar cells was observed under an electron microscope.The expression of Bax was determined immunohistochemically.Results The serum amylase,the serum lipase and the expression of Bax were increased significantly in the MODS group compared with the control group (P<0.01).Pathological ultrastructural changes were found,as follows:most pancreatic acinar cells in the MODS group exhibited vacuole degeneration,some were necrotized,the mitochondria had swollen and the rough endoplasmic reticulum had expanded.Conclusion It may cause damage to the pancreatic acinar cells in rats with MODS.
【Key words】 MODS; Pancreatic acinar cells;Ultrastructure;Pathologic changes; Rat 多器官功能障碍综合征(MODS)是危重病患者死亡的主要原因之一,国内、外已有很多学者研究表明,MODS时体内重要脏器,如:肝、肺、肾、胃肠道等均可出现损害[1],但胰腺的损害却很少见到报道。而近年来,我们在临床工作中时常发现,各种原因导致MODS的危重患者常常出现血清胰淀粉酶升高,少数患者血清胰淀粉酶升高可达正常值的10余倍,并有腹胀、上腹不适等临床症状,提示出现了胰腺损害。为了明确MODS时胰腺的改变情况,设计了本实验,旨在探讨MODS时胰腺腺泡细胞结构和功能的改变,为临床治疗提供依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料 大肠杆菌血清型0127:H6由福建医科大学提供;胰淀粉酶诊断试剂盒由上海卓康生物科技有限公司提供;脂肪酶测试盒由南京建成生物工程研究所提供;Bax多克隆抗体免疫组化试剂盒,由美国Santa Cruz公司提供;细胞超微结构观察采用日立Hu 12A型(飞利浦208型)透射电镜。
1.2 动物分组及模型制备 清洁级健康雄性SD大鼠20只(上海斯来克实验动物有限责任公司提供),体重180~220 g,随机分成2组,每组10只,即:MODS组和正常对照组。无菌条件下给MODS组大鼠腹腔内注射大肠杆菌菌液,大肠杆菌血清型0127:H6,4℃增菌后制成8×1011 cfu/L混悬液,每只1 ml,同时钳断大鼠左下肢,造成感染复合创伤二次打击MODS大鼠模型。模型的制备参照有关文献[2,3],检测有两个以上器官或系统功能障碍即为造模成功。对照组以等量生理盐水腹腔内注射。造模后48 h,两组大鼠腹腔注射10%水合氯醛3 ml/kg进行麻醉,心脏穿刺取血,测其血清胰淀粉酶,脂肪酶,抽血后打开腹腔,取其胰腺,送电镜、免疫组化、病理检查。
1.3 观察指标的检测方法 1.3.1 胰腺组织电镜标本制备与观察 在动物开腹后,未停止心跳前,切取靠近胰尾的胰腺组织,大小约1 mm3,在1 min内浸泡于3%戊二醛预固定,避免胰酶破坏胰腺组织结构。再予以1.5%多聚甲醛前固定,1%锇酸 1.5%亚铁氰化钾后固定,酒精 丙酮脱水,环氧树脂618包埋剂包埋;超薄切片,醋酸铀、柠檬酸铅染色,透射电镜观察、摄影。
1.3.2 免疫组化法检测胰岛Bax蛋白的表达,操作严格按照说明书进行,在我院病理科主任指导下观察胰岛细胞Bax蛋白的表达,结果采用计算机彩色图像分析仪对棕褐色阳性物质进行定量分析。
1.3.3 胰腺组织病理学标本制备与观察 开腹取标本后,经HE染色,在我院病理科主任指导下观察胰腺组织病理改变。
1.3.4 血清胰淀粉酶、脂肪酶的测定 胰腺淀粉酶采用酶联免疫吸附测试,血清脂肪酶采用分光光度计比色测试,操作严格按照试剂说明书进行。 1.4 统计学分析 资料以均数±标准差(x±s)表示,两组大鼠血清胰淀粉酶、脂肪酶、Bax蛋白定量的比较用成组t检验,统计学处理采用SPSS 16.0for Windows统计软件包完成,P<0.05为差异有统计学意义,P<0.01为差异有显著统计学意义。
2 结果 2.1 MODS组大鼠血清胰淀粉酶、脂肪酶明显升高,其中血清胰淀粉酶平均升高近2倍,脂肪酶升高达3倍余,和正常对照组比较有显著统计学意义(P<0.01)(见表1)。
2.2 Bax蛋白在胰腺腺泡细胞胞浆中表达,呈棕褐色。在MODS组可见Bax蛋白出现高表达,其灰度值和正常对照组比较,有显著统计学意义(P<0.01)(见图1)。
2.3 光镜下,正常对照组大鼠胰腺细胞结构完整、清楚,间质无炎性细胞浸润。MODS组大鼠胰腺腺泡细胞呈空泡变性,胰腺被膜下充血、水肿、增厚,见急慢性炎症细胞浸润,小叶间间隔扩张,部分腺泡间隔扩张,间质血管充血,导管周围有炎症细胞浸润(见图2)。
2.3 透射电镜下胰腺组织超微结构的变化 正常组大鼠胰腺腺泡细胞核仁正常,腺泡细胞胞质内可见线粒体、粗面内质网、高尔基体,分泌颗粒多而大,腺泡腔见微绒毛正常(见图3)。
MODS组大鼠胰腺腺泡细胞灶性脱落,部分腺泡细胞坏死,仅存细胞碎片,部分腺泡细胞呈不规则形,核呈不同程度的固缩状,核内染色质凝聚边集,核膜皱析,胞质基质线粒体肿胀,线粒体嵴模糊,嵴肿胀破坏甚至消失,粗面内质网弥漫扩张,囊泡化,脱颗粒,高尔基复合体肿胀,胞质内可见较多大小不等的溶酶体、次级溶酶体出现,其内可见变性酶原颗粒和其他细胞残余结构;胞浆内有大小不等的空泡,胞浆空泡化,分泌颗粒减少。胰腺组织见少量中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞浸润,部分毛细血管管腔不规则,内皮细胞肿胀(见图3、图4)。
表1 两组大鼠血清胰淀粉酶、脂肪酶、腺泡细胞Bax蛋白表达灰度值的比较(x±s) 胰淀粉酶(U/L)脂肪酶(U/L)Bax蛋白表达 MODS组17.36±2.76577.80±126.531737±98 对照组9.73±1.09162.16±11.27576±71