肠黏膜屏障

Wilmore等曾把肠道称作是外科患者应激反应的中心器官之一。近年来研究表明，肠道是人体最大的外周免疫器官，肠黏膜间质中的T 淋巴细胞和浆细胞在抗原刺激下产生大量的分泌型S-IgA，这种局部免疫反应构成肠黏膜屏障的第一道防线；若抗原物质穿过肠壁进入门静脉或淋巴管，到达肝脏或肠系膜后，肠壁和肠系膜的淋巴组织及肝、脾内网状内皮系统可起到吞噬和解毒作用，此为免疫屏障的第二道防线。在免疫系统受损时，侵入的细菌及内毒素进入体循环和组织。临床研究亦显示在创伤、手术、饥饿、长期全胃肠外营养（TPN）时肠黏膜屏障功能减弱，肠黏膜的通透性增大，导致细菌移位、内毒素血症，直至败血症，最终的结果便是肠衰竭直至多器官衰竭而危及生命。因此，了解肠内营养(EN)与肠屏障功能的关系有着非常重要的临床意义。

1 肠黏膜屏障的生理组成与作用

正常人体的肠黏膜屏障由肠黏膜上皮、肠道内正常菌群、肠道内分泌物和肠相关免疫细胞组成，正常情况时肠黏膜表面生长着大量的厌氧菌，肠黏膜细胞主要是柱状上皮细胞及少量的杯状细胞，内分泌细胞及Paneth细胞。近年来，国外学者还发现肠道内还存在着一种M细胞，它是肠壁上唯一具有通透性的上皮细胞，抗原、细菌、病毒可通过这一薄弱环节侵入体内。正常肠屏障功能的维持依赖于由胃肠相关淋巴组织产生的特异性的分泌型免疫球蛋白S-IgA，以及非特异性的机械和化学屏障，如胃酸、蠕动、肠上皮紧密连接、黏液、消化酶和正常菌群等。维持正常的上皮细胞能防止经上皮的细菌移位，保

护好紧密连接能防止经细胞旁通道的细菌移位。肠黏膜约有500万个绒毛，总面积约10m2，在某些情况下是细菌及毒素侵入人体的危险通道。当机体应激反应过度或失调，可首先使肠道黏膜屏障的完整性遭到破坏，肠黏膜通透性增高，使原先寄生于肠道内的细菌和内毒素穿越受损的肠道黏膜，大量侵入正常情况下是无菌状态的肠道以外的组织，如黏膜组织、肠壁、肠系膜淋巴结、门静脉及其他远隔脏器和系统，发生细菌（内毒素）移位，进入血液循环中的细菌和内毒素又反过来再作用于肠黏膜，进一步加重肠黏膜屏障受损，导致肠道黏膜通透性继续增高，如此形成了恶性循环，甚至发生全身炎性反应综合征（SIRS）和多器官系统功能衰竭（MOSF）。

2 肠黏膜屏障损伤的原因

2.1 肠黏膜通透性增高肠黏膜通透性是指肠道黏膜上皮容易被某些分子物质以简单扩散的方式通过的特性。临床上肠黏膜通透性主要是指分子量＞150的分子物质对肠道上皮的渗透。严重感染、创伤、大面积烧伤、急性胰腺炎等均可导致肠黏膜屏障受损。早在肠道黏膜形态学出现明显变化之前，肠黏膜通透性增高已经发生，故肠黏膜通透性增高可反映早期肠道黏膜屏障的损害。目前认为，多种细胞因子(cytokines)均可引起肠黏膜通透性增高，其中包括内毒素、肿瘤坏死因子(TNF)、γ-干扰素、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-2(IL -2)、血小板激活因子(PAF)和一氧化氮(NO)等。内毒素可使肠黏膜上皮细胞的超微结构发生病理改变，通过损伤细胞内支架系统而破坏细胞间紧密连接，从而导致肠黏膜通透性增高。TNF增加肠上皮通透性可能

是通过破坏细胞间紧密连接的机制而实现的。但离体研究发现，γ-干扰素可使离体培养的薄层肠上皮对甘露醇的通透性增加，TNF、IL-1和IL-2则未能增加此时肠上皮对甘露醇的通透性。当给小鼠注射PAF 后，可导致小鼠胃肠黏膜出现明显的病理损害，使其肠腔内125I标记的白蛋白和51Cr-EDTA吸收入血增加，可能是通过激活黏附的白细胞释放氧自由基，损伤细胞旁路通道而使肠黏膜通透性发生改变。

在细胞因子复杂的连锁反应中，TNF可能起着核心作用。有研究表明，内毒素通过脂多糖结合蛋白(LBP)和脂多糖受体CD14的增敏系统，打开细胞内信号传导通路，激发肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-1(IL -1)和白细胞介素-6(IL -6)等基因的表达，介导单核-巨噬细胞的活化，打破促炎因子和抑炎因子的平衡，引发一系列病理生理改变并可最终导致MOSF。

2.2 肠黏膜支持能力下降肠道黏膜支持系统包括正常菌群构成的生物屏障和健全的免疫系统。其中任一环节受损，均可导致肠道黏膜支持系统整体受损，并降低黏膜更新和修复能力。长期禁食或长期接受肠外营养，使肠道长期处于无负荷的“休眠”状态，黏膜缺少食物和消化道激素的刺激，可使肠绒毛萎缩，肠黏膜变薄，并使黏膜更新和修复能力降低；同时，胃酸、胆汁、溶菌酶、黏多糖和蛋白分解酶分泌减少，肠液化学杀菌能力减弱，都可促使肠道致病菌繁殖。另外，广谱抗生素的广泛使用造成在正常情况下专性厌氧菌占主导地位的肠道菌群失调，并使由正常菌群构成的肠道生物屏障被破坏。

肠道通透性与肠黏膜屏障密切相关，当肠道通透性增高时，细菌

和内毒素便可穿过相邻上皮细胞顶端的紧密连接的间隙进入血液和淋巴中，导致全身炎症反应综合征(SIRS)，直至多器官功能障碍综合征(MODS)，进入血循环中的细菌和内毒素又反过来再作用于肠黏膜，进一步加重肠黏膜受损直至肠衰竭。

3 肠内营养对肠黏膜屏障的维护

3.1 肠道营养重要性的再认识全胃肠外营养（TPN）刚开始应用于临床之际，医师们十分热情地接受这一新疗法。TPN广泛地应用于临床，并发挥了重大作用，在临床营养中占据着主要地位。随着临床实践经验的增多及研究的深入，TPN的不足之处逐渐呈现。长期应用TPN虽然可以使患者的肠道得到休息，利于氮平衡的快速恢复，但仍存在许多问题，最主要的仍是代谢紊乱，例如脂肪和水分增加偏多，无脂肉质增加不够，肠黏膜萎缩以及胆汁淤积，因此对肠内营养再度引起重视。同时还发现在长期应用TPN时，肠上皮细胞DNA含量减少，蛋白质合成减弱，肠腔内黏液层厚度变薄，肠道SIgA分泌减少，肠黏膜固有层淋巴细胞数目亦减少，肠黏膜屏障功能发生一系列病理生理变化，导致肠黏膜萎缩及通透性增大，但在及时应用EN 后，可迅速改变这种情况，可能的机制为，一些营养物质，如谷氨酰胺能直接为肠上皮细胞提供营养，长链脂肪酸为小肠提供能量来源，短链脂肪酸在结肠内分解为乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐后为结肠提供能量，同时腔内营养素可引起多种胃肠道激素的释放，刺激肠道蠕动，促进肠黏膜上皮细胞的增殖及肠内泌细胞分泌S-IgA等免疫球蛋白。

特别是20世纪80年代中期以来，肠道细菌移位所导致的感染成

为外科领域中所关注的焦点问题，发现长期应用TPN可导致肠黏膜萎缩，肠黏膜屏障功能障碍或损害，继而发生细菌移位。故近年来，国内外又重新认识到肠内营养的重要性，尤其是肠内营养对肠屏障的保护作用的研究。肠道营养有助于维持肠黏膜细胞结构与功能的完整性，支持肠道黏膜屏障，明显减少肠源性感染的发生。尤其是当病情危重时，机体免疫力下降，肠道低血流状态导致肠黏膜营养性损害，同时危重状态下代谢受损，TPN易使代谢偏离生理过程，代谢并发症增加，此时，肠道营养显得尤为重要。目前人们已重新到认识到肠内营养的重要性，并明确提出在肠道功能允许的条件下，首选肠内营养。

3.2 肠内营养维护肠黏膜屏障的作用机制近年来研究表明，肠内营养维护肠黏膜屏障的作用机制包括：(1)维持肠黏膜细胞的正常结构、细胞间连接和绒毛高度，保持肠黏膜的机械屏障；(2)维持肠道固有菌比值的正常生长，保持肠黏膜的生物屏障；(3)有助于肠道细胞正常分泌SIg-A，保持肠黏膜的免疫屏障；(4)刺激胃酸及胃蛋白酶分泌，保持黏膜的化学屏障；(5)刺激消化液和胃肠道激素的分泌，促进胆囊收缩、胃肠蠕动，增加内脏血液，使代谢更符合生理过程，减少了肝、胆并发症的发生。

4 问题与展望

目前我们已明确肠黏膜屏障功能障碍，肠内细菌及内毒素移位是导致全身炎性反应综合征（SIRS）、多器官功能障碍综合征（MODS）甚至多系统器官衰竭（MSOF）的一个重要因素，在预防方面，除了应用有效的抗生素外,EN地位愈加明显。因此如何及早应用EN,何时

应用EN; 维护肠屏障功能的营养的药物的研究;EN的更为合理的配方及输注途径将是未来我们需要重点研究的内容。

肠黏膜屏障

Wilmore等曾把肠道称作是外科患者应激反应的中心器官之一。近年来研究表明，肠道是人体最大的外周免疫器官，肠黏膜间质中的T 淋巴细胞和浆细胞在抗原刺激下产生大量的分泌型S-IgA，这种局部免疫反应构成肠黏膜屏障的第一道防线；若抗原物质穿过肠壁进入门静脉或淋巴管，到达肝脏或肠系膜后，肠壁和肠系膜的淋巴组织及肝、脾内网状内皮系统可起到吞噬和解毒作用，此为免疫屏障的第二道防线。在免疫系统受损时，侵入的细菌及内毒素进入体循环和组织。临床研究亦显示在创伤、手术、饥饿、长期全胃肠外营养（TPN）时肠黏膜屏障功能减弱，肠黏膜的通透性增大，导致细菌移位、内毒素血症，直至败血症，最终的结果便是肠衰竭直至多器官衰竭而危及生命。因此，了解肠内营养(EN)与肠屏障功能的关系有着非常重要的临床意义。 1 肠黏膜屏障的生理组成与作用 正常人体的肠黏膜屏障由肠黏膜上皮、肠道内正常菌群、肠道内分泌物和肠相关免疫细胞组成，正常情况时肠黏膜表面生长着大量的厌氧菌，肠黏膜细胞主要是柱状上皮细胞及少量的杯状细胞，内分泌细胞及Paneth细胞。近年来，国外学者还发现肠道内还存在着一种M细胞，它是肠壁上唯一具有通透性的上皮细胞，抗原、细菌、病毒可通过这一薄弱环节侵入体内。正常肠屏障功能的维持依赖于由胃肠相关淋巴组织产生的特异性的分泌型免疫球蛋白S-IgA，以及非特异性的机械和化学屏障，如胃酸、蠕动、肠上皮紧密连接、黏液、消化酶和正常菌群等。维持正常的上皮细胞能防止经上皮的细菌移位，保

护好紧密连接能防止经细胞旁通道的细菌移位。肠黏膜约有500万个绒毛，总面积约10m2，在某些情况下是细菌及毒素侵入人体的危险通道。当机体应激反应过度或失调，可首先使肠道黏膜屏障的完整性遭到破坏，肠黏膜通透性增高，使原先寄生于肠道内的细菌和内毒素穿越受损的肠道黏膜，大量侵入正常情况下是无菌状态的肠道以外的组织，如黏膜组织、肠壁、肠系膜淋巴结、门静脉及其他远隔脏器和系统，发生细菌（内毒素）移位，进入血液循环中的细菌和内毒素又反过来再作用于肠黏膜，进一步加重肠黏膜屏障受损，导致肠道黏膜通透性继续增高，如此形成了恶性循环，甚至发生全身炎性反应综合征（SIRS）和多器官系统功能衰竭（MOSF）。 2 肠黏膜屏障损伤的原因 2.1 肠黏膜通透性增高肠黏膜通透性是指肠道黏膜上皮容易被某些分子物质以简单扩散的方式通过的特性。临床上肠黏膜通透性主要是指分子量＞150的分子物质对肠道上皮的渗透。严重感染、创伤、大面积烧伤、急性胰腺炎等均可导致肠黏膜屏障受损。早在肠道黏膜形态学出现明显变化之前，肠黏膜通透性增高已经发生，故肠黏膜通透性增高可反映早期肠道黏膜屏障的损害。目前认为，多种细胞因子(cytokines)均可引起肠黏膜通透性增高，其中包括内毒素、肿瘤坏死因子(TNF)、γ-干扰素、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-2(IL -2)、血小板激活因子(PAF)和一氧化氮(NO)等。内毒素可使肠黏膜上皮细胞的超微结构发生病理改变，通过损伤细胞内支架系统而破坏细胞间紧密连接，从而导致肠黏膜通透性增高。TNF增加肠上皮通透性可能

肠道屏障功能分析开展临床意义

肠道屏障功能分析开展临床意义 郑佳扬（广州医科大）编著 肠道是脏器中唯一腔道内有大量细菌滋生的器官,不仅是消化吸收器官，而且是集内分泌、免疫、屏障等功能为一体的重要器官。生理条件下，肠道在消化、吸收各种营养物质的同时又能将细菌及其代谢产物抑制于肠道内，阻止细菌及毒素不侵入血液及组织中，不引起疾病，这有赖于肠道的屏障功能的完整。 当肠黏膜屏障损伤时，肠道中的微生物和内毒素等便可突破肠黏膜屏障，进入血液引起细菌内毒素移位，促进肠源性感染的发生，甚至发展为全身性炎症反应综合症或多器官功能衰竭。因此Carrico（1986年）等人提出“肠道是多器官功能衰竭的启动器官”，Wilmore（1988年）也提出在创伤、手术后患者“肠道是应激的中心器官”。近30年越来越多的基础和临床研究证实了以上观点，并明确了肠屏障损害在多脏器功能衰竭发生发展中的重要作用，与患者预后息息相关。所以说“肠道是多器官功能衰竭的启动器官，而阻断肠源性感染是预防多脏器功能衰竭的重要途径“。 在美国，近年来平均每年由于肠屏障功能障碍引起的脓毒症和脓毒症相关的多脏器功能衰竭患者约为10万人，占多脏器功能衰竭总发生率的42%，在我国，2003～2006年平均每年由肠屏障功能障碍引起的多脏器功能衰竭占其总发生率的40.5%，病死率为67%（张淑文等;中国危重病急救医学2007; 19: 2-6.）。2012年，我国合并多器官功能障碍的重症患者超过1000万，病死率是发达国家的1倍以上。早在上世纪80年代，国外有学者提出肠道是多脏器功能衰竭的始动环节和核心器官。现已明确，创伤、休克、大面积烧伤、严重感染等重大疾病可造成肠道缺血缺氧，导致肠道黏液、细菌、肠道淋巴液成分和肠粘膜紧密连接分子的改变，造成了肠道机械屏障、化学屏障、免疫屏障和生物屏障的损害，在此基础上，细菌和内毒素易位入血，造成过度的炎症反应和远隔脏器功能损害，其共同的病理生理路径为“肠屏障损害-过度炎症反应/肠源性感染-多脏器功能衰竭”。 由此可见，肠屏障功能损害是重大疾病的“二次打击”，最终导致多脏器功能衰竭。因而选择适当的检测指标，建立正确有效的肠屏障功能监测方案，对维护机体健康具有重要意义。 目前，在临床上由于缺乏成熟的胃肠道屏障功能评价和胃肠道消化吸收功能评价的技术和产品，临床医生无法确定患者是否可使用肠内营养治疗以及使用何种肠内营养制剂，致使我国肠外营养制剂与肠内营养制剂的使用比例达到8:2，而国外是2:8。开展肠屏障功能分析项目，对肠屏障功能进行有效监测，对于促进我国临床营养学科的建设，促进我国临床营养诊断产业的发展，进而减轻群众的医疗负担，促进我国医疗卫生体制的改革，具有重要意义。

肠道粘膜屏障的构成及功能

肠道粘膜屏障的构成及功能 、尸■、亠 前言 人体肠道内栖息着大量的正常微生物，这些微生物在长期进化过程中和宿主形成了共生关系。正常情况下并不损害机体继康，这完全依赖于机体完整的肠道粘膜屏障功能。肠道粘膜屏障主要由机械屏障、免疫屏障、化学屏障和生物屏障四部分组成，这些功能分别有相应的结构基础，是防止肠道内有害物质和病原体进人机体内环境，并维持机体内环境稳定的一道重要屏障。以上任何一方面损害均可能造成细菌及内毒素易位。 1. 肠道屏障的构成肠道屏障功能是指正常肠道具有较为完善的功能隔离带，可将肠腔与机体内环境分隔开来，防止致病性抗原侵入的功能。肠道屏障包括机械、化学、生物及免疫屏障。 1．1 机械屏障 由肠道粘膜上皮细胞、细胞间紧密连接等构成，肠上皮由吸收细胞、杯状细胞及潘氏细胞等组成，细胞间连接有紧密连接、缝隙连接、黏附连接及桥粒连接等，尤以紧密连接最为重要。紧密连接主要由紧密连接蛋白组成，包括咬合蛋白(occludin) 、闭合蛋白(claudi n) 家族、带状闭合蛋白(zo nula occlude ns , ZO)家族、连接黏附分子(junctional adhesion molecule , JAM)等。广义的机械屏障还包括肠道的运动功能，肠道的运动使细菌不能在局部肠黏膜长时间滞留，起到肠道自洁作用。 吸收细胞侧面和质膜在近肠腔侧与相邻的细胞连接形成紧密连接复

合体，只允许水分子和小分子水溶性物质有选择性通过。潘氏细胞具有一定的吞噬细菌的能力，并可分泌溶菌酶、天然抗生素肽、人类防御素 5 和人类防御素6，在抑制细菌移位、防治肠源性感染方面日益受到重视。杯状细胞分泌粘液糖蛋白，可阻抑消化道中的消化酶和有害物质对上皮细胞的损害。并可包裹细菌；还与病原微生物竞争抑制肠上皮细胞上的粘附素受体，抑制病菌在肠道的粘附定植从而可预防小肠细菌过度增生和肠源性感染。 1．2 化学屏障由胃肠道分泌的胃酸、胆汁、各种消化酶、溶菌酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂等化学物质构成了肠道的化学屏障。 胃酸能杀灭进入胃肠道的细菌，抑制细菌在胃肠道上皮的粘附和定植；溶菌酶能破坏细菌的细胞壁，使细菌裂解；粘液中含有的补体成分可增加溶菌酶及免疫球蛋白的抗菌作用；其中，肠道分泌的大量消化液可稀释毒素，冲洗清洁肠腔，使潜在的条件致病菌难以粘附到肠上皮上。1．3 生物屏障 肠道是人体最大的细菌库，寄居着大约1013?1014个细菌，99% 左右为专性厌氧菌，肠道内常驻菌群的数量、分布相对恒定，形成一个相互依赖又相互作用的微生态系统，此微生态系统平衡即构成肠道的生物屏障。 专性厌氧菌（主要是双歧杆菌等）通过粘附作用与肠上皮紧密结 合，形成菌膜屏障，可以竞争抑制肠道中致病菌( 如某些肠道兼性 厌氧菌和外来菌等) 与肠上皮结合，抑制它们的定植和生长；也可分泌醋酸、乳酸、短链脂肪酸等，降低肠道pH 值与氧化还原电势及与致病菌竞争利用营养物质，从而抑制致病菌的生长。

肠黏膜免疫屏障及其保护措施

动物营养学报2014，26（5）：1157-1163C hi ne s e J our nal of A ni m al N ut r i t i on d o i ：10.3969/j .i ssn .1006-267×.2014.05.005肠黏膜免疫屏障及其保护措施 谢天宇1 胡红莲2 高 民2* （1.内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特010018；2.内蒙古农牧业科学院动物营养与饲料研究所，呼和浩特010031） 摘 要：肠黏膜是构成动物体内与外界环境之间最大的接触表面，是易受病原体定植和入侵的最常见部位。肠黏膜免疫屏障作为保护动物机体免受外来病原微生物侵扰的重要防线，可在抗原的刺激下利用免疫细胞和免疫相关物质产生特异性免疫应答，同时可对无害抗原下调免疫反应或产生免疫耐受。研究肠黏膜免疫屏障功能作用的机制并通过人为保护性措施来预防和修复肠黏膜免疫功能损伤对于动物机体免疫屏障功能的正常发挥和生产实践具有重要意义。关键词：肠黏膜；免疫屏障；保护措施 中图分类号：S 852.2 文献标识码：A 文章编号：1006-267X （2014）05-1157-07收稿日期：2013-12-11 基金项目：国家自然科学基金（31101739）；现代农业（奶牛）产业技术体系建设专项资金资助（C A R S -37）作者简介：谢天宇（1989—），男，内蒙古乌兰浩特人，硕士研究生，研究方向为反刍动物营养与调控。E - m a i l ：xi e 8803262@163.c om *通讯作者：高 民，研究员，硕士生导师，E -m a i l ：gm yh1588@126.c om 我们通常所说的肠道屏障功能主要是依靠肠黏膜屏障功能来实现的，肠黏膜不仅是动物机体重要的消化吸收场所，同时也是抵御毒性大分子、防止机体感染的重要局部部位。正常情况下，肠黏膜处于低渗状态，肠黏膜上皮细胞的紧密连接结构状态和肠道相关淋巴组织（gut -a s s oc i a t e d l ym phoi d t i s s ue ，G A L T ）的免疫防护作用可有效地阻止大分子物质通过，尤其是抑制细菌、毒素等通过肠黏膜向机体内部扩散的途径。但是肠黏膜屏障在受损时就会为细菌、组胺和内毒素等有害物质吸收入血提供通道，尤其是内毒素，其吸收入血会产生一系列的放大反应，轻则引起炎性反应、黏膜感染，重则导致动物多器官和系统性损伤，甚至导致机体不可抑制性的炎症反应，进而危及生命[1]。肠黏膜屏障主要包括机械屏障、生物屏障、化学屏障以及免疫屏障[2]，本文主要对肠黏膜免疫屏障的功能特点、免疫机制以及保护性措施进行综述。 1 肠黏膜免疫屏障的结构特点和免疫机制1.1 肠黏膜免疫屏障的结构特点 肠黏膜免疫屏障是迄今为止动物和人类最重要的屏障之一[3-4]。肠黏膜免疫是区别于动物整体免疫系统的局部免疫，主要在抗原的刺激下产生局部的免疫反应，中和抗原物质，以避免机体本身受到损害。肠黏膜免疫屏障主要由G A L T 及其 分泌的分泌型免疫球蛋白A （s e c r e t e d i m m unogl ob-ul i n A ，s I gA ）、细胞因子等免疫生成物质构成。 G A L T 包括派伊氏结（pe ye r 's pa t c h ，P P ）、黏膜淋巴集合体、弥散黏膜淋巴组织以及免疫细胞，其中 免疫细胞包含肠上皮细胞（i nt e s t i na l e pi t he l i a l c e l l ，I E C ）、上皮内淋巴细胞（i nt r a e pi t he l i a l l ym phoc yt e ，I E L ）和固有层淋巴细胞（l a m i napr opr i a l l ym pho-c yt e ，L P L ）等。 1.2 肠黏膜免疫屏障的免疫机制 肠黏膜免疫屏障主要是由摄取、递呈、处理抗原的诱导部位免疫细胞和发生免疫反应的效应部位免疫细胞共同发挥免疫功能构成的独立免疫体 系，其以s I gA 介导的体液免疫为主，细胞毒性介导的细胞免疫为辅。 肠黏膜免疫应答是免疫系统的特殊免疫细胞对于潜在危害病原进行识别及处理的过程。首 先，诱导免疫细胞，如P P 内的微褶皱细胞（m i c r o-f ol d c e l l ，M 细胞）选择性接触、黏附、摄取外部抗

肠粘膜屏障与功能医学

肠粘膜屏障与功能医学 曾强范竹萍 二十世纪80年代以前认为肠道的功能仅是消化吸收,80年代以后认识到肠粘膜屏障功能的重要性,肠功能障碍包含消化，吸收障碍与肠粘膜屏障碍.国内学术界真正开始重视肠粘膜屏障的概念,也只是近十年之内的事.2005年5月28至30日在北京召开的全国胃肠黏膜屏障临床与基础研究学术会议,是我国首届有关胃肠道黏膜屏障的学术研讨会.以后的2006年6月17日在上海,2007年8月25日在北京分别召开的学术会议,对肠屏障功能障碍概念的变迁进行了阐述,并出台了”肠屏障功能障碍临床诊治建议”(1,2,3) . 肠黏膜屏障主要由机械屏障、化学屏障、免疫屏障和生物屏障构成,肠道局部微环境、细胞因子、基因调控和凋亡机制是肠道上皮细胞发生、生长、分化的调节因素。肠道生态与肠道健康的关系，肠道微生态与健康和疾病的关系受到关注.影响肠黏膜屏障因素包括肠腔内渗透压的改变,疾病（创伤，失血，烧伤，炎症性肠病等）,药物作用,营养因素,细胞因子和激素水平改变等.肠屏障功能障碍可导致肠黏膜萎缩,肠通透性增加,肠上皮细胞受损,肠局部免疫功能受损,肠菌群失调和肠动力障碍。轻者造成肠道功能受损,重者造成各种肠道疾病(1). 广义上来说,肠屏障功能的检测包括肠通透性检查测定, 肠黏膜损伤检查,肠缺血指标等,也可分为体内和体外检测方法.体内检测有口服分子探针尿回收率法,D乳酸和细菌及内毒素水平检测等.其中反映肠黏

膜渗透性改变的检测可准确反映肠黏膜的损伤程度，是监测肠道屏障功能的有效指标.肠黏膜渗透力增高常意味着肠屏障功能的损害，尤其是机械屏障的损害.糖分子探针如尿乳果糖与甘露醇比值(L/M)的检测是安全性和准确性较高的方法,乳果糖和甘露醇在肠道内的吸收途径不同,乳果糖主要通过小肠黏膜上皮细胞问的紧密连接而吸收，甘露醇主要通过小肠上皮细胞膜上的毛细气孔而被主动吸收.二者在体内不进行代谢，从肠道入血后随尿排出，可利用液相层析串联质谱在尿中进行准确和定量测定, 由此反映出其吸收量。尿乳果糖／甘露醇比值增加，表示肠黏膜通透性增加，反映肠黏膜紧密连接部不完整，或有区域性细胞缺失，或绒毛末梢损坏，或有组织问隙水肿.体外检测肠屏障功能是应用离体肠段，细胞和质膜对肠道的屏障功能进行评定,能在较大程度上避免其他因素的干扰,提供客观，单一的研究结果,是体内研究方法的重要补充(4,5,6). 肠粘膜屏障功能的检测为肠易激综合征、炎症性肠病、乳糜泻、慢性食物过敏、遗传性过敏性皮炎、强直性脊髓炎、糖尿病等疾病病因的确定和治疗及预防提供新方法、新思路.我们知道,任何疾病的形成，都需要一、二十年的时间累积，在器官病变之前，通常器官功能先下降，当下降到一个临界点时，才会发生病变.如果我们能在生病之前，了解到我们各个器官功能的指数是不是在正常范围之内，发现那些已经下降的指标，了解将来对我们的影响，同时通过科学的方法改善它们，这样就能避免以上肠道相关疾病或更严重情况的发生,这就是功能医学的理念. 因为器官存在的意义是它们的功能，它们的功能维持我们人的生命

肠道屏障介绍

肠道屏障的机理和应用研究进展 Wxj 摘要：正常肠道功能除了消化吸收之外还有强大的抵御肠道有害微生物及其产生的各类毒素的屏障功能[1]，保证动物肠道健康主要依靠肠道的三大屏障，即肠黏膜上皮屏障、肠道免疫细胞及其分泌物所形成的免疫屏障以及肠道正常微生物群所构成的生物屏障。多年来，关于这三大屏障的结构基础和大概的作用机理已经研究的较为清楚，目前相关工作人员除在积极探索完善深层机理之外，还做了很多应用方面的工作。本文就肠道屏障的机理及应用做一综述。 1肠黏膜上皮屏障的组成 1.1紧密连接的分子结构 由完整的肠上皮细胞和相邻肠上皮细胞之间的连接构成的黏膜屏障是肠道最重要的一道屏障。相邻上皮细胞间的连接方式有多种，如紧密连接、缝隙连接、粘附连接以及桥粒等。而紧密连接是细胞间最重要的连接方式，其功能是只允许离子及小分子可溶性物质通过，而不许毒性大分子及微生物通过，这种特殊生理功能在肠道屏障的维护中起着举足轻重的作用。现已证明多种蛋白参与紧密连接的形成，根据不同作用可将这些蛋白分为结构蛋白（occludin，claudin[2, 3]，JAM等）和调节蛋白（如E钙粘素、肌动蛋白、肌球蛋白、Cingulin 等）。诸多紧密连接蛋白中，尤以Occludin及Claudins最为重要，Occludin为一完整的II型跨膜蛋白，分子质量约为65ku，含四个跨膜结构，在维持和调节紧密连接屏障功能中具有重要作用，而根据冰冻刻蚀电镜技术显示Claudins是构成紧密连接线的主要成分。外周膜蛋白ZO1的C末端则可结合肌动蛋白和应激纤维，从而将Occludin和肌动蛋白骨架系统连接在一起构成稳定的连接系统。 `1.2紧密连接的作用 作为肠黏膜屏障的关键组成，紧密连接的作用包括选择性屏障和维持栅栏功能。肠道上皮紧密连接作为动态的通透性屏障，作用是双重的：阻止潜在的有害物质或病原体进入机体，同时允许营养物质、离子和水进入体内。临床研究发现，高糖饮食时葡萄糖吸收率并不与葡萄糖转运体的增加成正比。还有研究发现，在病理状态下，紧密连接蛋白可产生收缩现象，并向胞质中移动，细胞孔隙(窗孔)明显扩大，导致大分子物质及毒素、细菌移位，此时肠黏膜就丧失其选择性屏障作用。已知紧密连接由围绕上皮细胞顶端的跨膜蛋白(Occludin, Claudins等)构成，从而限制了以紧密连接为界的上皮细胞顶侧和基侧膜两部分细胞膜上的脂质自由流动(即栅栏功能)。这两部分的主要区别在于脂质和蛋白质的构成不同，基侧膜的结构和功能与一般的非上皮细胞相似，而顶侧膜富含鞘糖脂和胆固醇，而磷脂相对缺乏，鞘糖脂可通过分子之间的H键相互连接，维护肠黏膜的硬度和不可通透性，从而保护机体兔受细菌、毒素等有害物质的入侵。 1.3肠上皮细胞紧密连接的调控 肠上皮紧密连接发生变异、减少或缺失时，IEC（肠道上皮细胞）间隙通透性就会增加，细菌、毒素及大分子物质可通过紧密连接进入体循环.例如某些肠道炎症性疾病如炎症性肠炎（IBS)，其特征就是IEC旁路通透性增高。目前关于肠道紧密连接的机制研究在以下通路形成较为清晰的观点。磷脂酶C依赖性信号通路、Ca2+-E钙黏素信号途径、酪氨酸激酶一磷酸酶信号通路和Rho GTP酶途径。 2肠道免疫屏障 2.1肠道免疫屏障的组成 肠道免疫屏障由肠上皮细胞、肠上皮内淋巴细胞、固有层淋巴细胞、派伊氏结(peyer' patch, PP)和肠系膜淋巴结等肠道组织及肠道浆细胞分泌型免疫球蛋白A(sIgA)构成[2, 3][4]。在肠道免疫屏障中有一个特殊的GALT,GALT是由PP、肠系膜淋巴结以及分散在黏膜固有层(LP)和肠上

肠道粘膜屏障的构成及功能

肠道粘膜屏障的构成及功能 前言 人体肠道内栖息着大量的正常微生物，这些微生物在长期进化过程中和宿主形成了共生关系。正常情况下并不损害机体继康，这完全依赖于机体完整的肠道粘膜屏障功能。肠道粘膜屏障主要由机械屏障、免疫屏障、化学屏障和生物屏障四部分组成，这些功能分别有相应的结构基础，是防止肠道内有害物质和病原体进人机体内环境，并维持机体内环境稳定的一道重要屏障。以上任何一方面损害均可能造成细菌及内毒素易位。 1. 肠道屏障的构成 肠道屏障功能是指正常肠道具有较为完善的功能隔离带，可将肠腔与机体内环境分隔开来，防止致病性抗原侵入的功能。肠道屏障包括机械、化学、生物及免疫屏障。 1．1 机械屏障 由肠道粘膜上皮细胞、细胞间紧密连接等构成，肠上皮由吸收细胞、杯状细胞及潘氏细胞等组成，细胞间连接有紧密连接、缝隙连接、黏附连接及桥粒连接等，尤以紧密连接最为重要。紧密连接主要由紧密连接蛋白组成，包括咬合蛋白(occludin)、闭合蛋白(claudin)家族、带状闭合蛋白(zonula occludens，ZO)家族、连接黏附分子(junctional adhesion molecule，JAM)等。广义的机械屏障还包括肠道的运动功能，肠道的运动使细菌不能在局部肠黏膜长时间滞留，起到肠道自洁作用。

吸收细胞侧面和质膜在近肠腔侧与相邻的细胞连接形成紧密连接复合体，只允许水分子和小分子水溶性物质有选择性通过。潘氏细胞具有一定的吞噬细菌的能力，并可分泌溶菌酶、天然抗生素肽、人类防御素5和人类防御素6，在抑制细菌移位、防治肠源性感染方面日益受到重视。杯状细胞分泌粘液糖蛋白，可阻抑消化道中的消化酶和有害物质对上皮细胞的损害。并可包裹细菌；还与病原微生物竞争抑制肠上皮细胞上的粘附素受体，抑制病菌在肠道的粘附定植从而可预防小肠细菌过度增生和肠源性感染。 1．2 化学屏障 由胃肠道分泌的胃酸、胆汁、各种消化酶、溶菌酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂等化学物质构成了肠道的化学屏障。 胃酸能杀灭进入胃肠道的细菌，抑制细菌在胃肠道上皮的粘附和定植；溶菌酶能破坏细菌的细胞壁，使细菌裂解；粘液中含有的补体成分可增加溶菌酶及免疫球蛋白的抗菌作用；其中，肠道分泌的大量消化液可稀释毒素，冲洗清洁肠腔，使潜在的条件致病菌难以粘附到肠上皮上。 1．3 生物屏障 肠道是人体最大的细菌库，寄居着大约1013～1014个细菌，99％左右为专性厌氧菌，肠道内常驻菌群的数量、分布相对恒定，形成一个相互依赖又相互作用的微生态系统，此微生态系统平衡即构成肠道的生物屏障。 专性厌氧菌(主要是双歧杆菌等)通过粘附作用与肠上皮紧密结

第四章 肠道粘膜屏障与炎症性肠病

第四章肠道粘膜屏障与炎症性肠病 肠道是机体内最大的细菌贮存库，而健康人的肠道可以防止肠腔内的细菌和毒素穿过黏膜进入血液循环和其它的组织器官。这一功能有赖于肠黏膜上皮特殊的结构及其防御机制——肠黏膜屏障。目前普遍认为，肠道不仅仅是个消化和吸收的器官，同时也是人体内最大的免疫器官。 肠道粘膜屏障的组成 肠粘膜屏障不仅可以防止病原微生物及有害物质进入肠壁和组织内，还可以避免体内的生物大分子物质漏入肠腔。广义上的肠粘膜屏障包括：机械屏障、化学屏障、微生物屏障及免疫屏障[1]。 1.机械屏障 肠粘膜组织即为肠道的机械屏障。粘膜上皮细胞及其细胞间的各种连接结构是肠道抵御外环境中有害物质或病原体入侵粘膜组织的关键，是维持肠上皮的选择通透性及其屏障功能的结构基础。 上皮细胞本身具有多种机理防护自身免受攻击因子的损害。正常情况下，肠粘膜上皮细胞的修复更新极快，不需要上皮细胞本身的分裂，而主要是由存在于肠绒毛隐窝处的幼稚细胞增殖和移行来完成的。肠粘膜上皮不断地衰老、脱落，位于粘液腺颈细胞区的细胞开始向绒毛的顶端移行，伸长并覆盖粘膜基质，直到粘膜上皮完全修复。这种修复过程中，肠粘膜突出区域的暂时缺失，可能是细菌移位的突破口。如果局部缺血、直接或间接的损伤将使正常的肠粘膜修复难以完成，从而造成粘膜的萎缩，甚至形成溃疡。病原菌入侵的机率也随之大大提升[2]。 肠上皮细胞之间的连接具有多样性，相邻的肠上皮细胞通过桥粒连接、缝隙连接及紧密连接形成完整的单层上皮。其中发挥关键作用的是位于上皮细胞顶侧的紧密连接。紧密连接的结构呈一狭长的带状，相邻的细胞相互包裹形成一系列“拉链样”结构的吻合点[3]。多种蛋白质如桥粒蛋白、钙粘着蛋白、闭锁蛋白（occludin）等将吻合点连接起来，使相邻细胞呈咬合状态，从而将细胞顶部与基侧膜分开，并且对一些离子和大分子物质起选择性通透作用。 适当的血流灌注是所有重要细胞功能的先决条件，肠道屏障的完整性也有赖于足够的粘膜灌注。适当的血供提供了营养物质和氧，细胞利用这些营养物质和氧，产生ATP用于各种细胞功能，并维持粘膜下正常的酸碱环境的稳定。而某些疾病如蛋白丢失性肠病，即是因为肠壁小淋巴管阻塞使肠道间质压力升高，富含蛋白质的间质液无法进入循环，引起间质液渗漏。 由此可见，粘膜下血液和淋巴循环及其流体力学模式对肠粘膜屏障功能的维持也有重要作用。 2.化学屏障 肠上皮细胞分泌的粘液形成一种弹性凝胶层被覆在粘膜表面，组成一道肠道细菌不能自由逾越的化学屏障。粘液层中主要功能成分是由杯状细胞分泌的糖蛋白。 肠道分泌的粘液可以通过以下4种方式保护上皮细胞：①形成水溶性粘液层，作为生理屏障将上皮细胞与管腔内复杂的环境隔开；②一部分粘液中的碳水化合物可以粘附于细菌表面，阻止其与上皮细胞的接触；③粘液中存在直接杀伤微生物或抗病毒活性物质，如分泌型免疫球蛋白、补体成分（C3、C4和B因子）、杯状细胞向肠腔内分泌各种抗微生物物质（溶菌酶、分泌型磷脂酶A2、α-防御素等）、上皮细胞分泌的能有效抑制细菌生长的杀菌肽和阻止细菌与上皮细胞粘附的乳铁蛋白等；④在一定时间内粘液随管壁平滑肌的运动而排出体外，同时排除细菌等有害物质[4]。肠粘膜上皮细胞分泌的粘液中还含有碳酸氢根离子，使粘液层呈弱碱性，形成粘液层的pH梯度，控制H+的逆向弥散，有效阻止胃酸及胃蛋白酶对肠上皮的侵蚀。同时，一些适于酸性环境的病原菌在碱性环境中也会失去活力，如幽门螺杆菌在十二指肠降部以下便难以生存，失去致病能力。肠道还可以分泌各种不同的溶

肠黏膜屏障与炎症性肠病

肠黏膜屏障与炎症性肠病 沈冰冰,钱家鸣 中国医学科学院北京协和医院消化内科,北京100730 【关键词】　肠黏膜屏障;炎症性肠病;克罗恩病;溃疡性结肠炎I n testi n a l m ucos a l barr i er and i n fl amma tory bowel d isea se 【Key words】　I ntestinal mucosal barrier;I nfla mmat ory bowel dis2 ease;Cr ohn’s disease;U lcerative colitis 【F i rst author’s nam e and address】　SHE N B ingbing,Depart2 ment of Gastr oenter ol ogy,Beijing Uni on Medical College Hos p ital, Chinese Academy of Medical Sciences,Beijing100730,China 中图分类号:R574　文献标识码:A收稿日期:2007211229文章编号:1006-5709(2008)04-0263-03 炎症性肠病(I nfla mmat ory bowel disease,I B D)是一组病因不明的慢性肠道炎症性疾病,主要包含两个独立的疾病,溃疡性结肠炎(U lcerative colitis,UC)和克罗恩病(Cr ohn’s disease,CD)。近年研究发现,肠黏膜屏障功能异常在I B D发病机制中发挥重要作用。更好地了解正常及疾病状态下肠黏膜屏障的结构和功能可以为I B D的治疗提供新的思路。 1　肠黏膜屏障概述 1.1　肠黏膜屏障组成　肠屏障包括肠黏膜上皮、肠黏液、肠道菌群、分泌性免疫球蛋白、肠道相关淋巴组织、胆盐、激素和胃酸等。可将其归纳为三部分:①机械屏障即肠上皮;②生态屏障即正常肠道菌群;③免疫屏障即分泌性I g A、黏膜下和黏膜内各种免疫细胞。其中上皮屏障是肠黏膜屏障最重要的组成部分。上皮细胞间连接在调节肠上皮屏障功能中起重要作用,包括紧密连接和黏着连接。紧密连接是相邻上皮细胞间隙的松散连接,位于相邻上皮细胞、间皮和内皮之间,多呈带状分布,少数为点状,其作用包括:①紧密连接在细胞间隙的顶端形成渗透屏障,调节水和电解质的极向运动,防止大分子物质经肠腔漏到周围组织中[1];②紧密连接对其所围绕的细胞造成膜质的区域性差异,使这些区域可进行专一的功能活动,如离子的定向转运和大分子的吸收,由于紧密连接含有高浓度固定的跨膜蛋白,因而可阻止膜中脂类和蛋白质的侧向扩散;③紧密连接蛋白在上皮细胞分化中起重要作用[2]。紧密连接除参与生理过程调节,还参与炎症的调节过程[3]。黏着连接紧临紧密连接,在细胞识别和调节细胞间联系中起重要作用。有研究发现,钠葡萄糖的转运与紧密连接通透性的调节有关。钙参与紧密连接的形成并调节上皮细胞的极性。细胞骨架在不同生理和病理过程中参与紧密连接功能的调节。细胞骨架是细胞内一种复杂的丝状蛋白结构,包括三种蛋白丝:肌动蛋白、微管和中间丝,遍布于细胞浆内,并与细胞外表面的细胞2细胞接触点相联系。细胞骨架对维持包括胃肠道上皮细胞在内的所有真核细胞的正常结构、转运和功能的完整性也是不可缺少的。因此,细胞骨架是维持肠黏膜屏障功能的一个关键结构。秋水仙碱或抗有丝分裂药物导致的微管破坏可以严重限制细胞功能,破坏肠黏膜屏障的结构完整性。例如,氧化剂或乙醇致微管破坏可以引起单层细胞屏障的破坏。氧化剂诱导肌动蛋白损害导致屏障功能失调,说明肌动蛋白在维持肠黏膜屏障完整性和调节肠道紧密连接中也发挥重要作用。一些编码蛋白参与上皮细胞间连接功能的调节,如GTP酶的Rho和Rap家族、激酶和磷酸酯酶[1,4]。正常情况下,紧密连接通过调控作用,选择性地转运相应物质,而有效地阻止肠腔内细菌、毒素及炎性介质等物质的旁细胞转运,维持肠黏膜上皮屏障功能的完整。 1.2　肠黏膜屏障功能评价　检测细菌易位到肠系膜淋巴结、肝和脾是评价肠黏膜屏障完整性的一种定性方法,在多数临床情况下不易实行。检测抗内毒素I gG抗体、白细胞介素26和C2反应蛋白被用来评估肠黏膜屏障功能失调的炎症性结果[5]。最直接和最准确定量评估肠黏膜屏障功能的方法就是测量肠道的通透性。评估黏膜屏障通透性的定量方法之一是不同分子探针的经上皮通透性。 常用糖分子探针包括甘露醇(6.7)、乳果糖(9.5)、鼠李糖(8.3)及纤维二糖(10.5)等。这些大分子糖在肠道以简单扩散方式通过肠上皮,具有无毒性、免疫原性、不被机体代谢的特点,尿中浓度比血浆高约100倍,易于检测,因此是临床上常用的测定肠通透性的方法,与其它几种糖分子探针相比,甘露醇和乳果糖回收率较高,受肠腔内渗透压影响较小,是目前比较理想的两种糖分子探针,现被广泛应用[6]。常用的测定方法有气相色谱法、气2液相色谱法、比色法、酶学法等。气相色谱法和气2液相色谱法可避免干扰,方法简单,准确性高,现多采用这两种方法测定。一般可联合采用甘露醇和乳果糖(双糖法)。甘露醇分子较小,可以通过绒毛细胞间紧密连接,其主要反映绒毛细胞间紧密连接的通透性,而乳果糖分子直径较大,主要通过腺管细胞间紧密连接被吸收,其主要反映腺管细胞间紧密连接的通透性。因此,二者联合应用测定尿中乳果糖/甘露醇(L/M)比值可全面、准确地间接反映小肠黏膜的通透性变化。L/M比值增大,说明肠通透性增高,肠屏障功能损害。蔗糖素不同于乳果糖,其在