小肠黏膜屏障的研究进展刘玉兰课件

,小肠黏膜屏障的研究进展,北京大学人民医院 刘玉兰,概念： 肠道屏障: 机械屏障 免疫屏障 生物屏障 是存在于肠道中的一个高效的选择性屏障系统， 它的功能不仅仅是消化与吸收,肠道的免疫屏障 非特异性免疫 特异性免疫,一、肠道黏膜非特异性免疫系统,定义： 肠道的天然屏障结构，对来自外界的 损伤因子具有的非特异性防御功能。 组成： 黏液屏障、肠道液体动力清洁、黏膜 细胞脱屑、肠道正常菌群的定植抗力等。,1. 黏液防御,由上皮杯状细胞和黏液腺生成的有重要生理屏障功能的黏液被 主要成分为糖蛋白、sIgA、细胞碎片、电解质、水、常驻菌群的混合体,肠道黏膜非特异性免疫系统,黏液防御作用的主要机制：,覆盖细菌的糖蛋白和糖脂受体，阻止黏附 糖蛋白的作用 形成胶状结构，包绕细菌 带有可为细菌识别的碳水基团，黏附作用 竞争细菌黏附素受体 sIgA 与糖蛋白的联合作用 润滑作用,肠道黏膜非特异性免疫系统,2. 定植抗力,正常肠道内固有的微生物菌群。在长期的进化过程中与人体形成共生关系，达成微生态平衡 组成：肠菌数约10131014； 99.9%为厌氧菌,肠道黏膜非特异性免疫系统,肠道厌氧菌的作用（一） 屏障作用,通过脂磷壁酸（LTA）与肠黏膜上皮细胞紧密结合，形成微生物膜，阻止病原菌入侵和定植 维持肠道正常蠕动 产生醋酸、乳酸，降低肠道pH和氧化还原电势 产生细胞外糖苷酶，降解黏膜上皮细胞多糖，阻止病原体黏附 竞争生态小区和营养物质,肠道黏膜非特异性免疫系统,肠道厌氧菌的作用（二） 免疫增强作用,促使肠道产生非特异性抗体 激活吞噬细胞的活性 刺激特异性免疫淋巴细胞的成熟无菌条件饲养的小鼠其PP结萎缩，用菌群改造后黏膜免疫恢复,肠道黏膜非特异性免疫系统,肠道厌氧菌的作用（三） 营养作用,合成多种维生素和生物酶 代谢产物可与钙、磷、铁等形成复合盐，促进其利用、吸收。 繁殖过程可生成大量活性营养成分，促进正常代谢,3. 肠上皮脱落的物理吸附作用,促 进 细菌入侵 肠上皮组织更新 阻挡、抑制吸附、清除,4. 上皮组织的完整性及再生能力,完整上皮 + 细胞连接复合体 上皮组织的再生周期: 48小时 黏液中的硫酸酯成分对上皮修复的促进作用,肠道黏膜非特异性免疫系统,5. 肠道的液体动力系统,组成: 两种定向下行动力 肠段的定向蠕动 黏液流 定向下行的冲刷作用,可清除附着的病原体,肠道黏膜非特异性免疫系统,6. 受体类似物的作用,黏膜表面常稳定沐浴在富含糖蛋白和糖脂的黏液分泌物中,其中糖蛋白和糖脂是针对细菌黏附素在黏膜细胞上的受体类似物,可与细菌结合.形成复合物被液体动力系统及时排除. 例如: 植物凝集素细菌上黏附位点 初乳 Bioactive natural compounds for the treatment of gastrointestinal disorders.Clin Sci (Lond),2003,104:547-556. Review,肠道黏膜非特异性免疫系统,7. 其他,胃酸 溶菌酶 黏液中的补体成分与溶菌酶和Ig协同作用 转铁蛋白与细菌代谢的拮抗作用,肠道黏膜非特异性免疫系统,二、肠道黏膜特异性免疫,为肠道黏膜免疫系统介导的体液免疫和细胞免疫应答 对病原体的特异性免疫 双重机制 对食物抗原的免疫排除,肠道黏膜免疫的组成,组成: 有结构的组织黏膜滤泡 传入淋巴区 广泛分布于黏膜固有层的弥散淋巴组织 传出淋巴区,黏膜的防御黏膜相关淋巴组织, 机体的淋巴组织50以上存在于黏膜系统 主要存在于肠道淋巴组织 是执行局部特异性免疫的主要场所 近年研究显示:肠黏膜内多种细胞和细胞因子参与黏膜免疫应答,Waller WA. J Pediatr Gastroerterol Nutr,2002,34(Suppl1):s33 Hamzaoui N. Ann N Y Acad Sci,1998,859:65,其上有特殊的M细胞,黏膜的防御黏膜相关淋巴组织,消化道黏膜淋巴组织集中在 3个区域： 1. 肠上皮内淋巴细胞（IEL）：自然杀伤活性强，主要是CD8+T淋巴细胞，多为TCR及T淋巴细胞 2. 固有层淋巴细胞（LPL）：识别抗原，主要是活化的CD4+T淋巴细胞(多为Th2) 3. 集合淋巴结：B淋巴细胞的富含区，并有相当数量的巨噬细胞 4. T调节细胞,淋巴细胞再循环（归巢）,肠道内淋巴细胞再循环(homing) 淋巴细胞离开肠道，进入淋巴液、血液再通过循环，最后携带抗原返回肠道。 特点：选择性 与HEV内皮细胞表面与淋巴细胞表面 黏附分子相互作用 公共黏膜免疫系统,三、体液免疫 肠道免疫的中心,sIgA : 50%IgA sc + IgA 来源于定居于PP（Peyer Patch)淋巴结和固有层的B 淋巴细胞 PP淋巴结含更多产IL-5的Th细胞（IL-5为sIgA的增强因子）,Deficiency of IL-5 receptor alpha-chain selectively influences the development of the common mucosal immune system independent IgA-producing B-1 cell in mucosa-associated tissues. J Immunol,1999,162:821-828.,sIgA的作用：,阻止病原微生物黏附、细菌过度生长和维持肠道正常通透性的作用 调理吞噬作用 中和病毒及毒素 与补体、溶菌酶等合作杀菌 IgA的减少可导致肠内细菌移位发生率明显升高,体液免疫,集合淋巴结,激活Th2,IL-5,活化生发中心B细胞,浆细胞,sIgA,激活固有层CD4细胞,干扰素,增强吞噬 细胞功能,M,细菌等抗原,克罗恩的溃疡起源于FAE，M 细胞是病原体侵入的门户,病原体,M细胞,减弱细胞免疫,保护性,通过M细胞口服免疫防止细菌感染 抗脊髓灰质炎及伤寒口服疫苗,受损,激活,肠道屏障功能障碍 (衰竭),20世纪50年代提出至今无明确而公认的定义 1956年 Irving:功能性肠道减少，不能满足食物的消化吸收 2001年 Nightingale:肠吸收减少，需要补充水与电解质 Okada:两型: 1，短肠综合征为代表的功能性肠道减少；2，各种因素导致的肠道运动功能受损及广泛实质损伤,肠道黏膜屏障损伤常见病因：,1968年Dudrick等倡导用PN成功解决了小肠短缺引起的消化、吸收难题 但发现患者反复感染肠源性感染 细菌移位是主要根源动物实验得到证实,肠道黏膜屏障损伤常见病因：,MacFie（1998年）对448例选择性腹部手术患者从淋巴结肠黏膜和血培养中，发现15.4阳性，术后41.0发生脓毒血症；而培养阴性者只有14.0发生脓毒血症。 黎介寿院士:腹腔感染、肠瘘、小肠移殖及肠梗阻患者均有不同程度的肠通透性增加，而实施早期肠内营养加生长激素及谷氨酰胺均有不同程度好转。,肠道屏障功能障碍 (衰竭),国内：各种原因引起的肠黏膜损伤，萎缩，肠道通透性增加，肠道菌群失调从而导致细菌及内毒素异位，并可诱发和加重SIRS和MODS,肠功能衰竭的分类,1. 继发于肠道疾病的肠功能衰竭:IBD，肠梗阻，放射性肠炎等 2. 继发于肠外疾病的肠功能衰竭: TPN， 重症胰腺炎，创伤，烧伤，肝功能衰竭,肠功能衰竭的临床特点及机制,1. 肠道黏膜屏障受损：黏膜变性坏死，谷氨酰胺代谢紊乱 2. 肠道微生态紊乱:致病菌增加，乳酸菌等减少，细菌易位 3. 肠道动力障碍；肠麻痹，腹泻 4. 肠道免疫功能受损：IgA减少等,肠功能衰竭的临床特点,细菌易位及组织缺血再灌注损伤导致肠道巨噬细胞及相关淋巴组织过度激活，细胞因子释放，过度激活中性粒细胞，导致SIRS、MODS肠功能衰竭为发动机(MOTOR OF SEPSIS),肠屏障功能障碍与消化系统疾病,1. 急性胰腺炎 2. 肝脏疾病 肝硬化，SBP 酒精性脂肪肝 非酒精性脂肪肝：TPN相关，小肠旁路术相关，代谢综合征 3. 梗阻性黄疸,肠功能衰竭的诊断与治疗,一、肠道通透性检测 1. 糖分子探针：尿乳果糖/甘露醇 比色法、气相色谱 甘露醇是单糖、分子小主要反映绒毛间紧密连接 乳果糖是双糖、分子大主要反映腺管间紧密连接 疾病状态下肠黏膜萎缩甘露醇通过减少 同时紧密连接破坏，乳果糖通过增加 2. 肠黏膜损伤:血D乳酸检测,肠功能衰竭的诊断与治疗,二、血浆内毒素水平 是革兰阴性细菌细胞壁中脂多糖，肠道是最大的内毒素库。 肠黏膜屏障损伤内毒素入血内毒素血症 三、血浆二胺氧化酶活性DAO 四、肠黏膜pH检测,肠功能衰竭的诊断与治疗,五、细菌移位 PCR等检测腹水及血液中细菌 六、肠道缺血：尿24小时肠型脂肪酸结合蛋白(IFABP）,肠衰竭的防治,1. 调整内环境稳态：循环与氧供是治疗危重患者的首要措施。小剂量多巴胺、山莨菪碱 2. 最佳的营养支持：肠黏膜细胞的增长需要与食糜子直接接触，这是早期给予肠内营养的重要依据 3. 维护肠屏障：选择性肠道去污 4. 积极治疗原发病,肠功能障碍临床诊治方案 中华医学会消化分会建议草案,定 义： 各种原因引起的肠黏膜损伤、萎缩，肠道通透性增加，肠道菌群失调，从而导致细菌及内毒素移位；并可诱发和加重全身炎性反应和多器官功能障碍。 病 因： 饥饿，营养不良，全胃肠外营养，感染，烧伤，心、肺、肾衰竭，克罗恩病等。,肠功能衰竭的诊断与治疗,诊 断 1. 临床表现 1）原发病 2）在原发病的基础上出现腹胀、腹痛、腹泻或下消化道出血 2. 体征 腹部体征明显，腹胀；肠鸣音减弱、消失 3. 辅助检查,肠功能衰竭的诊断与治疗,诊断步骤 1. 患者存在导致肠屏障功能障碍的危重疾病 2. 在原发病基础上出现消化系统表现 3. 血内毒素水平升高