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实验性大鼠轻型和重型急性胰腺炎的病理形态特点

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2454 重 墨堂 1 年6月第44卷第18期 doi:10.3969/j.issn.1671~83482015.18.003 .论著・基础研究实验性大鼠轻型和重型急性胰腺炎的病理形态特点 褚薇薇,闫爱丽,聂 蕾,何新盈,周 伊,李晟,王善伟 (西安医学院基础医学部病理学教研室 710021) [摘要] 目的法分析两种类型胰腺炎组织病理变化特点,进而为深入探讨重症急性胰腺炎(sAP)发病机制提供新思路。。方 30只成年雄性SD大鼠随机分为假手术(S0)组、轻型急性胰腺炎模型(MAP)组和重症急性胰腺炎模型(SAP)组。3组均 于制模后12 h剖杀取材;光镜下观察各组大鼠胰腺、肝、肺和小肠组织病理改变;透射电镜观察各种组织超微结构变化、结果 SO组大鼠各组织肉眼及镜下观察均无明显变化。与MAP组比较,SAP组大鼠各器官均出现不同程度出血坏死、炎细胞浸润、 血液成分外渗、微循环血栓形成、血管内皮损伤等病理变化,而MAP组仅表现为胰腺局部充血水肿,胰外脏器无明显病理变化。 结论 SAP大鼠各器官均以出血、坏死为主要病理特点,与MAP具有本质性区别,这些病理特点为深入研究重症急性胰腺炎发 病机制提供了新思路。 [关键词]胰腺炎;病理学,临床;显微镜检查,电子透射 [中图分类号]R657.3 [文献标识码]A [文章编号] 1671—8348(2015)18—2454—03 Pathological morphological characteristics of experimental rats with acute light and heavy pancreatitis Chu Weiwei,Yan Aili,Nie Lei,He Xinying,Zhou ,Li Sheng,Wang Shanwei (Department of Pathological Teaching and Research,Xi an Medical University,Xi an,Shanaxi 710021,China) LAbstract]Objective The aim of this study is to demonstrate the pathological characteristics about two types of pancreati— tis,providing new thinking about the mechanism of severe acute pancreatitis.Methods Thirty male Sprague-Dawley rats were ran— domly divided into three equal groups:sham-operated(SO, 一10)group,mild acute pancreatitis(MAP,n lO))group and severe acute pancreatitis(SAP, 一10)group,al1 the rats were killed after 12 h of building mode1.Under the microscope,we detected the pathological changes of pancreas,liver,lung and small intestine.The ultrastructure of pancreas,liver,lung and small intestine tissue were observed by transmission electron microscope.Results In SAP group,congestion,edema,inflammatory cell infiltration,lea— king of blood componedts,vascular endothelial injury and thrombosis of microcirculation were obviously observed.There is no ap— parent pathological changes in the MAP group except the edema of pancreas.Conclusion Hemorrhage and necrosis are the main pathological characteristics in SAP rats,has essential difference with MAP.These pathological characteristics provides us a new thinking for further study about the mechanism of SAP. [Key words]pancreatitis;pathological,clinical;micoscopy,electron;scanning transmission 急性胰腺炎分为轻型急性胰腺炎(mild acute pancreatitis, MAP)和重型急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,sAP)两种 类型。在临床上,两种类型胰腺炎有着截然不同的预后,其中 MAP为自限性疾病,治疗方法简单,病死率几乎为零,而SAP 病死率极高,综合国内外文献报道,即使经过正规、系统治疗, 其总体病死率仍为1O ~2O _1 。从胰腺炎发病机制上,目 _前多数学者认为SAP的发生起因于胰酶的异位激活,破坏胰 腺自身结构的同时激发一系列细胞因子及炎症介质的释放,进 而引发微循环障碍、细菌移位、细胞凋亡等一系列连锁反应,最 终导致胰腺以外的多器官受累。从病理学角度看,SAP以胰 腺出血、坏死和炎症细胞浸润为主要特点,而MAP则主要表 现为胰腺组织的充血和水肿I s-s]。 1材料与方法 1.1实验动物与主要试剂成年雄性SD大鼠共3O只,体质 量3O0~350 g,由西安交通大学医学院医学动物中心提供;高 纯度牛磺胆酸钠购自Sigma公司。苏木素、中性树胶、乙醇及 二甲苯等试剂主要用于苏木素一伊红(HE)染色,购自北京中杉 金桥生物试剂有限公司。 1.2方法 1.2.1实验动物模型复制 大鼠随机分为假手术(sham—op— eration,SO)组、轻型急性胰腺炎模型(mild acute pancreatitis, MAP)组和重症急性胰腺炎模型(systems acute pancreatitis, SAP)组,每组各1O只。模型复制前8 h禁食,4 h禁水,腹腔 注射200 g/L乌拉坦(1 g/kg)麻醉。分别用1O、50 g/L牛磺胆 酸钠(1 mL/kg)通过胰胆管逆行注射复制MAP和SAP模型。 本研究拟在复制不同类型胰腺炎模型的基础上,从病理学 角度全面观察两种类型胰腺炎胰腺及胰外脏器的病理变化特 点,并从中寻找客观规律,以期为两种类型胰腺炎的发生机制 提供更加科学合理的解释。 SO组注射等剂量生理盐水作为阴性对照。 1.2.2标本收集大鼠于制模后12 h行剖杀取材。组织剪 去取胰头部胰腺组织、肝右叶肝组织、右肺下叶肺组织和距离 * 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30772745);陕西省教育厅资助项目(2013JK0758)。 作者简介:褚薇薇(1975一),副教授,博士 主要从事缺血一再灌注损伤研究。 2456 可见点灶状出血;肺组织暗红色,水肿明显,肺脏表面可见点灶 状出血,胸腔内可见淡红色血性胸水。MAP组除胰腺组织水 肿、腹腔内偶见点状灰白皂化斑及少量淡黄色透明腹水外无明 显肉眼变化。 2.2各组织光镜下病理变化So组大鼠各组织无明显变化。 SAP组胰腺组织可见到典型的灶片状坏死、小叶间隙变大、间 质大量红细胞漏出和炎症细胞渗出、血管壁破坏等。肝组织可 见肝索排列紊乱,内有炎症细胞浸润,血窦淤血、肝细胞水肿、 坏死和小胆管炎症;小肠组织可看到黏膜充血水肿、红细胞及 炎症细胞浸润,肠绒毛部分上皮细胞变性坏死、脱落。肺组织 可见到不同程度的水肿、出血、灶性或片状肺不张,肺泡间隔毛 细血管扩张充血,大量炎症细胞浸润等典型急性肺损伤病理改 变。MAP组仅可以看到胰腺组织充血、水肿、少量红细胞漏 出、胰腺小叶间隙增宽及炎细胞浸润等变化,胰外脏器变化不 明显。见图1。 2.3各组织电镜下超微结构改变 SO组大鼠各组织超微结 构基本正常。SAP组胰腺组织可见胰腺细胞核内染色体边 聚,粗面内质网扩张,核糖体减少;线粒体嵴减少或消失,基质 空泡化;酶原颗粒明显减少;细胞质内可见大量自噬性空泡;同 时可见细胞凋亡;胰腺组织血管的结构病变也比较明显,主要 表现为毛细血管扩张、内皮细胞肿胀,大量红细胞漏出;血小板 伸出伪足并黏附于内皮细胞表面,逐渐生成血栓。肝组织电镜 下可见肝细胞核不规则、染色质边聚,线粒体肿胀、嵴排列紊乱 甚至消失,细胞质内空泡变性,细胞膜破裂,细胞器外溢。肺组 织可见到明显水肿、出血,毛细血管淤血、炎症细胞浸润;肺组织 血管内皮细胞出现凋亡增加,肺泡上皮细胞特别是肺泡Ⅱ型上皮 细胞凋亡现象明显。小肠组织可见上皮细胞板层体减少,线粒 体嵴肿胀。MAP组大鼠除胰腺组织可见到胰腺细胞核内染色 体边聚,核糖体减少甚至消失,酶原颗粒明显减少以及少量腺泡 细胞凋亡等病理改变外,胰外脏器无明显病理变化。见图2。 3讨 论 从实验结果可以看出,两种类型的胰腺炎从全身病理改变 上具有本质的区别,MAP病变局限,仅仅表现为胰腺自身病 变,并以胰腺局部水肿为主要病理特点。而SAP则以全身器 官的出血、坏死为主要病理特点。这些结果也与前期文献报道 本一致[1 ]。从两种类型胰腺炎病理变化角度上讲,虽然两 种类型胰腺炎都以渗出为主要病理特征,但SAP应当定义为 出血性炎性反应,而MAP则应定义为浆液性炎性反应。这也 是两种类型胰腺炎具有截然不同预后的病理学基础。 然而,是什么原因导致了在同一病因下后果却大相径庭的 两种类型胰腺炎的发生呢?至今为止仍没有形成对这一问题 的统一认识。关于胰腺炎发病机制的问题,学者们一直把研究 的重点集中于胰酶异位激活基础上的微循环障碍、炎症介质和 细胞因子等领域,并提出了目前较为公认的微循环障碍学说、 细胞因子和炎症介质学说和细菌移位与“二次打击”等学 说口 ”]。这些理论固然有其合理性,却又有它们本身的局限 性,没有一个能够解释SAP时多器官出血坏死的原因。2009 年Sha等口 ]在医学假说上发表了一篇文章,其总体思路认为 胰蛋白酶不仅仅是胰腺炎胰腺自身损伤的主要原因,也是多器 官损伤的主要介导者。SAP时由于大量胰蛋白酶异位活化, 它们在破坏胰腺自身结构的同时随静脉血流进入到血液循环, 这些胰蛋白酶会破坏血管壁上的蛋白结构尤其是内皮细胞间 重庆医学2015年6月第44卷第18期 的紧密连接蛋白,从而引起血管通透性明显增加甚至破坏等后 果,于是包括红细胞在内的大量血液内容物穿过血管壁进入组 织间隙或体腔。由于过多的血液内容物外渗,导致了SAP患 者早期循环不稳定甚至循环功能衰竭,这可能是SAP患者早 期死亡的重要原因[1 。 结合两种不同类型胰腺炎的病理特点,本研究认为Sha 等l_1。]的假说具有一定道理。按照这种推理,就可.以比较容易 的解释前面的疑问。两种类型胰腺炎的区别就在于胰蛋白酶 激活的数量,当胰蛋白酶激活的量小而又没有进入血液循环的 时候就作用于胰腺局部而引起胰腺组织充血、水肿。而当胰蛋 白酶激活的量足够大的时候,它们不仅仅对胰腺本身造成更大 的破坏,而且会进入血液循环引起其他脏器的损伤。这就导致 了胰腺以外脏器出现了与胰腺自身相同的出血、坏死等病理 现象。 因此,两种胰腺炎的本质区别就在于胰酶激活的浓度与进 入血液循环的数量。这就为我们进一步探讨胰腺炎发病机制 提供了新思路。进而为临床改进治疗方案提供了新依据。 参考文献 [1]Sah RP,Dawra RK,Saluja AK.New insights into the pathogenesis of pancreatitis[J].Curr Opin Gastroenterol, 2013,29(5):523—530. 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