引用本文: 張磊, 朱駿, 朱曉亮, 宋曉靜, 岳平, 朱克祥, 周文策, 李汛. 急性胰腺炎導致家兔Oddi括約肌一氧化氮合成酶和血管活性腸肽陽性神經細胞的減少. 中國普外基礎與臨床雜志, 2014, 21(4): 420-424. doi: 10.7507/1007-9424.20140103 復制
Oddi括約肌是位于膽管和十二指腸交界處的神經肌肉復合結構,表現出與基本電節律疊加的階段性的收縮。正常情況下,Oddi括約肌負責調節胰膽管樹的壓力,決定排入十二指腸的膽汁和胰液的流動方向和速度,轉移膽汁進入膽囊,并防止液體從十二指腸回流到肝臟和胰腺。Oddi括約肌功能障礙是指Oddi括約肌異常收縮而導致的膽汁和胰液通過乏特壺腹部的流動受阻[1-3]。Oddi括約肌功能障礙可能是由于膽結石通過后造成乏特壺腹部的結構狹窄或由于先天性肥厚括約肌或括約肌張力過高造成對激素和神經刺激的過度敏感[3];膽胰疾病可致Oddi括約肌功能障礙的發病率明顯增高[4];許多膽道疾病會引起Oddi括約肌活動功能的變化[5-8]。急性胰腺炎是一種病理生理學尚存爭議的多病因疾病并伴隨不可預測的臨床演變。臨床上該病分為輕癥和重癥急性胰腺炎[9],該分型是基于其臨床現、實驗室參數、多器官功能衰竭的發生以及CT增強掃描的結果[10-11]。盡管對該疾病有了更好的了解,以及放射學、組織病理學、細菌學和重癥監護方面的技術創新,但重癥急性胰腺炎(SAP)仍然有2%~20%的死亡率[10, 12]。SAP常導致多器官功能障礙綜合征的發生[13]。關于兔SAP時其對Oddi括約肌功能的影響尚未見報道。本研究擬通過檢測兔急性胰腺炎模型中Oddi括約肌中神經細胞的變化來闡述其與SAP的關系。
1 材料與方法
1.1 實驗動物、材料及主要試劑
12周齡SPF級新西蘭白兔購自蘭州大學實驗動物中心,12只,兔齡3~4個月,雌性,體質量2.5 kg左右。實驗動物采用隨機數字表法隨機分成對照組(n=6)和SAP組(n=6)2組。每只白兔單獨喂養在蘭州大學第一醫院SPF級動物房內,所有白兔均自由進食和飲水。實驗用主要試劑:磷酸鈉,磷酸氫鈉,檸檬酸,乙酰丙嗪、賽拉嗪、氯胺酮和牛黃膽酸鈉購自Sigma公司(美國);S-10(ab66028)、一氧化氮合成酶(NOS)抗體(ab1376)和血管活性腸肽(VIP)抗體(ab6184)購自Abcam公司(美國);胰酶購自上海英駿生物技術有限公司;鏈親和素-過氧化物酶、脫脂奶粉、DAB顯色液和蘇木精購自北京中杉金橋公司;3%甲醇雙氧水、乙醇、二甲苯和中性樹膠購自南京化工試劑有限公司;萊卡DMI-3000B倒置熒光顯微鏡(北京中顯恒業儀器儀表有限公司)。
1.2 兔SAP模型的建立
實驗動物經肌肉注射10 mg/kg乙酰丙嗪(配制10 min內)、10 mg/kg賽拉嗪和50 mg/kg氯胺酮進行麻醉,在手術過程中靜脈滴注半劑量賽拉嗪和氯胺酮以維持麻醉狀態并用氧氣面罩自主呼吸。消毒后,取兔腹部正中8.0 cm長切口入腹,在幽門以遠約20 cm處找到胰管,打開十二指腸后,將一連接24號針頭的導管逆行插入胰管,用手動壓力將5%的牛黃膽酸鈉溶液(1 mL/kg體質量)于1 min內推注入胰管內,然后縫合腸管切口并關閉腹壁,SAP模型建立完成。對照組動物只進行同樣的開腹手術處理,但不逆行推注牛黃膽酸鈉溶液。
1.3 標本采集
于模型建立術后8 h處死對照組和SAP組動物,取胰腺組織和Oddi括約肌組織,用10%甲醛溶液固定、石蠟包埋備用。
1.4 檢測指標及方法
1.4.1 胰腺組織的病理學改變觀察
取胰腺組織石蠟切片行HE染色,在光鏡下觀察其病理學改變。
1.4.2 Oddi括約肌中NOS和VIP陽性神經細胞檢測
采用免疫組化染色方法(S-100雙染色),按試劑盒說明書操作。取Oddi括約肌組織石蠟切片常規脫蠟,再用胰酶消化處理,然后水化,用3%甲醇雙氧水室溫阻斷10 min,0.01 mmol/L(pH 7.2)磷酸鹽緩沖液洗5 min 3次;加入0.01 mmol/L(pH 6.0)檸檬酸緩沖液置微波爐中修復抗原;自然冷卻后用5%脫脂奶粉進行抗原封閉;然后滴加配制好的一抗4℃過夜,洗5 min 3次;再滴加生物素標記的二抗,室溫孵育10 min;洗5 min 3次;滴加鏈親和素-過氧化物酶,室溫10 min;洗5 min 3次;新鮮配制的DAB溶液顯色3~10 min;自來水沖洗,蘇木精淺染細胞核。自來水沖洗返藍,梯度乙醇脫水,二甲苯透明,中性樹膠封固,于倒置顯微鏡下檢測陽性細胞的數量和分部。每張切片在200倍放大倍數下隨機觀察5個視野,計數其NOS或VIP陽性細胞數以及總細胞數,然后計算陽性細胞百分率。
1.5 統計學方法
采用SSPS 17.0軟件進行統計學分析。計量指標以均數±標準差(
2 結果
2.1 胰腺組織的病理學改變
對照組胰腺組織未觀察到明顯的改變(圖 1A);SAP組的胰腺組織出現壞死、萎縮,結構破壞,有大量炎癥細胞分布于小葉間及小葉內(圖 1B)。

2.2 Oddi括約肌肌間神經叢的分布情況
NOS或VIP的S-100雙染色可清楚地顯示NOS和VIP在Oddi括約肌肌間神經叢的精確定位,神經節的雪旺細胞被S-100標記為深藍色,而NOS或VIP陽性神經節則呈現棕黃色(圖 2)。正常者(對照組)的神經叢彌散分布在環形肌內(圖 3A)和胰管及膽總管(圖 3B)之間隔膜內。大多數肌間神經叢的神經細胞體為圓形或橢圓形,呈現大而偏心的細胞核;在細胞質中觀察到NOS免疫組化染色陽性顆粒(圖 4A),而VIP免疫組化染色陽性物質存在于細胞質和少數短的神經軸突(圖 4B)。同時,在Oddi括約肌肌肉層中可見許多神經纖維,有些為NOS陽性神經纖維(圖 4C),但VIP陽性神經纖維更豐富(圖 4D),在神經節內,神經細胞體的周圍也可見VIP陽性神經纖維(圖 4E)。
2.3 SAP組及對照組Oddi括約肌中NOS和VIP陽性神經細胞比例
SAP組S-100免疫組化染色陽性的神經細胞的平均密度為(12.68±1.23)個/mm2,與對照組的(14.27±1.74)個/mm2相似。SAP組肌間神經叢神經細胞的(11.26±0.93)%(6.33%~18.52%)為NOS陽性細胞,(28.62±2.83)%(19.44%~46.87%)為VIP陽性細胞;對照組肌間神經叢神經細胞的(45.83±2.17)%(38.67%~54.38%)為NOS陽性細胞,(52.46±2.47)%(43.72%~65.59%)為VIP陽性細胞;另外,有(22.73±1.95)%的神經細胞NOS和VIP均呈陽性。SAP組的NOS和VIP陽性神經細胞的比例均明顯低于對照組(P < 0.01)。
3 討論
本研究清楚地觀察到了兔Oddi括約肌的基本結構,特別是有關平滑肌和神經元素的分布方面。兔Oddi括約肌主要由環形肌組成,縱向肌肉并不發達,肌間神經叢彌散分布于圓形肌肉中。十二指腸的肌纖維與Oddi括約肌相連,而肌間神經叢并沒有觀察到括約肌和十二指腸之間的連續性。這一發現與Simula等[14]在負鼠中觀察到的肌間神經叢在括約肌和十二指腸之間存在連續性的情況不同。負鼠的括約肌由環形肌和縱肌組成,肌間神經叢位于環形肌和縱肌之間;Oddi括約肌完整的肌間神經叢與粘連的十二指腸連接能在整體組織染色中觀察到。
NO是Oddi括約肌中一個重要的非去甲腎上腺素、非膽堿(NANC)神經遞質[15-17]。通過使用Nc-硝基-L-精氨酸或N*-硝基-L-精氨酸甲酯(NOS的競爭性抑制劑)抑制內源性NO的產生可以增加豬、人和兔括約肌的收縮[15]。有人[18-20]還指出,在Oddi括約肌使用硝普鈉或硝酸甘油(外源性NO)可導致其收縮力和電活動均下降。這些研究結果表明,內源性和外源性NO均可減少Oddi括約肌的收縮和電活動。這些現象表明,在大多數物種中,NO由腸溶性神經元釋放作為一個內在的肌肉收縮抑制劑,但是最終的生理效果卻在不同類型的Oddi括約肌中出現矛盾。如果Oddi括約肌的行為就像一個泵(Ⅰ類),那么抑制蠕動可能會降低膽汁流量;相反,如果Oddi括約肌的作用主要是閥門(Ⅱ類),那么抑制蠕動就會增加膽汁流量。本研究結果顯示,NOS陽性神經細胞和神經纖維分布在兔的Oddi括約肌;約46%的肌間神經細胞為NOS陽性;大多數NOS陽性神經細胞呈圓形,NOS陽性顆粒存在于細胞質中;與對照組相比,SAP組Oddi括約肌中NOS陽性神經細胞的比例顯著降低。該結果提示,SAP時Oddi括約肌無法充分松弛,進而導致膽汁和胰液不能正常排出。
除NO外,VIP是另一種已被證明存在于胃腸道各個區域的神經遞質[21-24],并且呈劑量依賴性地誘導貓Oddi括約肌松弛[25]。在本研究中觀察到VIP陽性神經細胞和神經纖維存在于Oddi括約肌中;在Oddi括約肌中,NOS陽性神經細胞中約有23%的神經細胞同時VIP也呈陽性。該結果和Simula等[14]觀察到的負鼠Oddi括約肌中NOS和VIP的結果相似。
本研究觀察到,在SAP組中,Oddi括約肌中NOS或VIP陽性的神經細胞比例顯著減少,且在腸黏膜和Oddi括約肌中觀察到明顯的淋巴細胞浸潤和纖維化。該結果提示,SAP可引起Oddi括約肌中NOS和VIP陽性神經細胞的比例明顯減少,從而導致了Oddi括約肌功能的受損。
Oddi括約肌是位于膽管和十二指腸交界處的神經肌肉復合結構,表現出與基本電節律疊加的階段性的收縮。正常情況下,Oddi括約肌負責調節胰膽管樹的壓力,決定排入十二指腸的膽汁和胰液的流動方向和速度,轉移膽汁進入膽囊,并防止液體從十二指腸回流到肝臟和胰腺。Oddi括約肌功能障礙是指Oddi括約肌異常收縮而導致的膽汁和胰液通過乏特壺腹部的流動受阻[1-3]。Oddi括約肌功能障礙可能是由于膽結石通過后造成乏特壺腹部的結構狹窄或由于先天性肥厚括約肌或括約肌張力過高造成對激素和神經刺激的過度敏感[3];膽胰疾病可致Oddi括約肌功能障礙的發病率明顯增高[4];許多膽道疾病會引起Oddi括約肌活動功能的變化[5-8]。急性胰腺炎是一種病理生理學尚存爭議的多病因疾病并伴隨不可預測的臨床演變。臨床上該病分為輕癥和重癥急性胰腺炎[9],該分型是基于其臨床現、實驗室參數、多器官功能衰竭的發生以及CT增強掃描的結果[10-11]。盡管對該疾病有了更好的了解,以及放射學、組織病理學、細菌學和重癥監護方面的技術創新,但重癥急性胰腺炎(SAP)仍然有2%~20%的死亡率[10, 12]。SAP常導致多器官功能障礙綜合征的發生[13]。關于兔SAP時其對Oddi括約肌功能的影響尚未見報道。本研究擬通過檢測兔急性胰腺炎模型中Oddi括約肌中神經細胞的變化來闡述其與SAP的關系。
1 材料與方法
1.1 實驗動物、材料及主要試劑
12周齡SPF級新西蘭白兔購自蘭州大學實驗動物中心,12只,兔齡3~4個月,雌性,體質量2.5 kg左右。實驗動物采用隨機數字表法隨機分成對照組(n=6)和SAP組(n=6)2組。每只白兔單獨喂養在蘭州大學第一醫院SPF級動物房內,所有白兔均自由進食和飲水。實驗用主要試劑:磷酸鈉,磷酸氫鈉,檸檬酸,乙酰丙嗪、賽拉嗪、氯胺酮和牛黃膽酸鈉購自Sigma公司(美國);S-10(ab66028)、一氧化氮合成酶(NOS)抗體(ab1376)和血管活性腸肽(VIP)抗體(ab6184)購自Abcam公司(美國);胰酶購自上海英駿生物技術有限公司;鏈親和素-過氧化物酶、脫脂奶粉、DAB顯色液和蘇木精購自北京中杉金橋公司;3%甲醇雙氧水、乙醇、二甲苯和中性樹膠購自南京化工試劑有限公司;萊卡DMI-3000B倒置熒光顯微鏡(北京中顯恒業儀器儀表有限公司)。
1.2 兔SAP模型的建立
實驗動物經肌肉注射10 mg/kg乙酰丙嗪(配制10 min內)、10 mg/kg賽拉嗪和50 mg/kg氯胺酮進行麻醉,在手術過程中靜脈滴注半劑量賽拉嗪和氯胺酮以維持麻醉狀態并用氧氣面罩自主呼吸。消毒后,取兔腹部正中8.0 cm長切口入腹,在幽門以遠約20 cm處找到胰管,打開十二指腸后,將一連接24號針頭的導管逆行插入胰管,用手動壓力將5%的牛黃膽酸鈉溶液(1 mL/kg體質量)于1 min內推注入胰管內,然后縫合腸管切口并關閉腹壁,SAP模型建立完成。對照組動物只進行同樣的開腹手術處理,但不逆行推注牛黃膽酸鈉溶液。
1.3 標本采集
于模型建立術后8 h處死對照組和SAP組動物,取胰腺組織和Oddi括約肌組織,用10%甲醛溶液固定、石蠟包埋備用。
1.4 檢測指標及方法
1.4.1 胰腺組織的病理學改變觀察
取胰腺組織石蠟切片行HE染色,在光鏡下觀察其病理學改變。
1.4.2 Oddi括約肌中NOS和VIP陽性神經細胞檢測
采用免疫組化染色方法(S-100雙染色),按試劑盒說明書操作。取Oddi括約肌組織石蠟切片常規脫蠟,再用胰酶消化處理,然后水化,用3%甲醇雙氧水室溫阻斷10 min,0.01 mmol/L(pH 7.2)磷酸鹽緩沖液洗5 min 3次;加入0.01 mmol/L(pH 6.0)檸檬酸緩沖液置微波爐中修復抗原;自然冷卻后用5%脫脂奶粉進行抗原封閉;然后滴加配制好的一抗4℃過夜,洗5 min 3次;再滴加生物素標記的二抗,室溫孵育10 min;洗5 min 3次;滴加鏈親和素-過氧化物酶,室溫10 min;洗5 min 3次;新鮮配制的DAB溶液顯色3~10 min;自來水沖洗,蘇木精淺染細胞核。自來水沖洗返藍,梯度乙醇脫水,二甲苯透明,中性樹膠封固,于倒置顯微鏡下檢測陽性細胞的數量和分部。每張切片在200倍放大倍數下隨機觀察5個視野,計數其NOS或VIP陽性細胞數以及總細胞數,然后計算陽性細胞百分率。
1.5 統計學方法
采用SSPS 17.0軟件進行統計學分析。計量指標以均數±標準差(
2 結果
2.1 胰腺組織的病理學改變
對照組胰腺組織未觀察到明顯的改變(圖 1A);SAP組的胰腺組織出現壞死、萎縮,結構破壞,有大量炎癥細胞分布于小葉間及小葉內(圖 1B)。

2.2 Oddi括約肌肌間神經叢的分布情況
NOS或VIP的S-100雙染色可清楚地顯示NOS和VIP在Oddi括約肌肌間神經叢的精確定位,神經節的雪旺細胞被S-100標記為深藍色,而NOS或VIP陽性神經節則呈現棕黃色(圖 2)。正常者(對照組)的神經叢彌散分布在環形肌內(圖 3A)和胰管及膽總管(圖 3B)之間隔膜內。大多數肌間神經叢的神經細胞體為圓形或橢圓形,呈現大而偏心的細胞核;在細胞質中觀察到NOS免疫組化染色陽性顆粒(圖 4A),而VIP免疫組化染色陽性物質存在于細胞質和少數短的神經軸突(圖 4B)。同時,在Oddi括約肌肌肉層中可見許多神經纖維,有些為NOS陽性神經纖維(圖 4C),但VIP陽性神經纖維更豐富(圖 4D),在神經節內,神經細胞體的周圍也可見VIP陽性神經纖維(圖 4E)。
2.3 SAP組及對照組Oddi括約肌中NOS和VIP陽性神經細胞比例
SAP組S-100免疫組化染色陽性的神經細胞的平均密度為(12.68±1.23)個/mm2,與對照組的(14.27±1.74)個/mm2相似。SAP組肌間神經叢神經細胞的(11.26±0.93)%(6.33%~18.52%)為NOS陽性細胞,(28.62±2.83)%(19.44%~46.87%)為VIP陽性細胞;對照組肌間神經叢神經細胞的(45.83±2.17)%(38.67%~54.38%)為NOS陽性細胞,(52.46±2.47)%(43.72%~65.59%)為VIP陽性細胞;另外,有(22.73±1.95)%的神經細胞NOS和VIP均呈陽性。SAP組的NOS和VIP陽性神經細胞的比例均明顯低于對照組(P < 0.01)。
3 討論
本研究清楚地觀察到了兔Oddi括約肌的基本結構,特別是有關平滑肌和神經元素的分布方面。兔Oddi括約肌主要由環形肌組成,縱向肌肉并不發達,肌間神經叢彌散分布于圓形肌肉中。十二指腸的肌纖維與Oddi括約肌相連,而肌間神經叢并沒有觀察到括約肌和十二指腸之間的連續性。這一發現與Simula等[14]在負鼠中觀察到的肌間神經叢在括約肌和十二指腸之間存在連續性的情況不同。負鼠的括約肌由環形肌和縱肌組成,肌間神經叢位于環形肌和縱肌之間;Oddi括約肌完整的肌間神經叢與粘連的十二指腸連接能在整體組織染色中觀察到。
NO是Oddi括約肌中一個重要的非去甲腎上腺素、非膽堿(NANC)神經遞質[15-17]。通過使用Nc-硝基-L-精氨酸或N*-硝基-L-精氨酸甲酯(NOS的競爭性抑制劑)抑制內源性NO的產生可以增加豬、人和兔括約肌的收縮[15]。有人[18-20]還指出,在Oddi括約肌使用硝普鈉或硝酸甘油(外源性NO)可導致其收縮力和電活動均下降。這些研究結果表明,內源性和外源性NO均可減少Oddi括約肌的收縮和電活動。這些現象表明,在大多數物種中,NO由腸溶性神經元釋放作為一個內在的肌肉收縮抑制劑,但是最終的生理效果卻在不同類型的Oddi括約肌中出現矛盾。如果Oddi括約肌的行為就像一個泵(Ⅰ類),那么抑制蠕動可能會降低膽汁流量;相反,如果Oddi括約肌的作用主要是閥門(Ⅱ類),那么抑制蠕動就會增加膽汁流量。本研究結果顯示,NOS陽性神經細胞和神經纖維分布在兔的Oddi括約肌;約46%的肌間神經細胞為NOS陽性;大多數NOS陽性神經細胞呈圓形,NOS陽性顆粒存在于細胞質中;與對照組相比,SAP組Oddi括約肌中NOS陽性神經細胞的比例顯著降低。該結果提示,SAP時Oddi括約肌無法充分松弛,進而導致膽汁和胰液不能正常排出。
除NO外,VIP是另一種已被證明存在于胃腸道各個區域的神經遞質[21-24],并且呈劑量依賴性地誘導貓Oddi括約肌松弛[25]。在本研究中觀察到VIP陽性神經細胞和神經纖維存在于Oddi括約肌中;在Oddi括約肌中,NOS陽性神經細胞中約有23%的神經細胞同時VIP也呈陽性。該結果和Simula等[14]觀察到的負鼠Oddi括約肌中NOS和VIP的結果相似。
本研究觀察到,在SAP組中,Oddi括約肌中NOS或VIP陽性的神經細胞比例顯著減少,且在腸黏膜和Oddi括約肌中觀察到明顯的淋巴細胞浸潤和纖維化。該結果提示,SAP可引起Oddi括約肌中NOS和VIP陽性神經細胞的比例明顯減少,從而導致了Oddi括約肌功能的受損。