急性胰腺炎相关性腹水与肾、肝、肺损伤关系

急性胰腺炎相关性腹水与肾、肝、肺损伤关系［摘要］急性坏死性胰腺炎是一种始于局部而累及全身的炎症性疾病。

急性坏死性胰腺炎时产生大量的胰腺炎相关性腹水，其中的弹性蛋白酶和腹膜巨噬细胞产生的多种毒性细胞因子，可经腹膜吸收入血，通过不同的分子机制导致急性坏死性胰腺炎时胰外多脏器的损害，尤其是肾、肝和肺的损害。

［关键词］胰腺炎相关性腹水；肾损伤；肝损伤；肺损伤Relation betweenpancreatitis-associated ascitic fluids and renal，liver and lung injury in acute necrotizing pancreatitis［Abstract］ Acute necrotizing pancreatitis is a systemic inflammatory disease which originated in pancreas with multiple organspancreatitis-associated ascitic fluids were produced in this disease，containing abundant elastase released from pancreas and toxic cytokines，produced by peritoneal macrophages can be absorbed to blood stream by peritoneum from fluids and cause multiple organs injury by different molecular mechanisms，especially renal injury，liver injury and lung injury.［Key words］ pancreatitis-associated ascitic fluids;renal injury;liver injury;lung injury急性坏死性胰腺炎又称为急性重症胰腺炎，为临床常见病，产生大量的胰腺炎相关性腹水，并有较高的胰外多器官损害率，也是急性坏死性胰腺炎主要的死亡原因。

腹腔穿刺灌洗引流治疗ANP可取得良好效果，PAAF及其中的成分是否可以通过腹膜吸收导致或协同ANP时胰外脏器的损害一直为很多学者关注。

本文将PAAF对胰外肾、肝和肺等脏器损害作用的实验研究综述如下。

1 PAAF毒性的发现20世纪60年代ANP时产生的腹水在胰腺炎发生发展中的作用开始受到重视。

Wall于1965年首先提出腹腔灌洗治疗ANP，其理论依据是将腹水中大量有毒性的胰酶在吸收入血前清除体外。

Ranson及其他学者也发现腹腔灌洗是ANP治疗中确实有效的手段。

随后Frey等［1］许多学者利用动物实验开展了PAAF毒性的实验研究。

1982年Frey等利用胰管逆行推注牛黄胆酸钠/胰蛋白酶的混合物制造狗的ANP模型，收集产生的腹水并以不同的剂量经腹腔注射给健康大鼠，观察到在20 ml、15 ml、10 ml、5 ml和 ml量下大鼠的死亡率分别为%、%、%、26%和17%，注射ANP模型狗的血清20 ml的大鼠死亡率为15%，而注射25ml生理盐水的对照大鼠则无死亡。

可见ANP时PAAF较血清有更强的毒性。

最近日本学者Fujita［2］等也发现急性水肿性胰腺炎大鼠腹腔注射PAAF 120 h后，也有剂量依赖性的致死作用，0 ml、2 ml、5 ml、10 ml的死亡率分别为0%、55%、60%和100%，而给水肿性胰腺炎大鼠腹腔注射20 ml生理盐水则无死亡。

1985年日本学者Satake等［3］发现PAAF所致的动物死亡与腹水中胰酶的活性有关。

他们对狗进行自体胆汁/胰蛋白酶混合物胆管逆行推注制作ANP模型，5 h后收集腹水，以2 ml、3 ml不同剂量对大鼠进行腹腔注射，72 h后大鼠的死亡率分别为%和%。

对动物的病检发现都有急性肺损伤，并认为急性肺损伤是ANP早期死亡的主要原因，怀疑与腹水中的胰酶有关。

于是他们以mg∶1 ml腹水的比例对注射的腹水中加入抗蛋白酶，发现腹水中胰蛋白酶测不到，缓激肽由 ng/ml下降到 ng/ml，脂酶活性下降为原来的1/10，动物的死亡率分别降低到%和%。

以上的研究表明，PAAF确实参与了ANP的发生发展，可能与其中的酶或毒性细胞因子经腹膜吸收有关。

既为腹腔引流及抗胰酶活性物质的应用治疗ANP提供了理论依据，也为后继的进一步研究奠定了基础。

2 PAAF与肾损伤低血容量与肾损伤 Levy等［4］对狗的胰腺炎发现造模4h后GFR下降了%，对氨基马尿酸盐清除率下降了%，同时心输出量下降了%，血浆容量丢失了%。

当低血容量经输注同源血浆纠正后，GFR、对氨基马尿酸盐清除率和心输出量恢复正常，且肾小球形态正常。

给健康狗输注胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶和磷脂酶A2，发现同样可以观察到血容量的丢失、红细胞比容增加、血浆蛋白浓度下降和肾脏灌注下降等情况，而脂肪酶或淀粉酶则不能引起上述改变。

这种改变同样可以通过4%的白蛋白盐溶液得到纠正。

然而在24 h后肾脏对补液疗法无反应，因此认为ANP早期的肾功能损害是由于胰腺炎时释放的特异性酶导致富含蛋白的血浆丢失所引起的低血容量所致。

若低血容量长时间得不到纠正，将可能出现不可逆缺血性肾损害，而出现对补液无反应。

日本学者Satake等［5］对狗的AP的研究发现，当产生200～400ml腹水时出现红细胞比容升高、平均动脉血压下降，意味着有血容量的丢失。

这与Levy等［4］报道的ANP 时的肾损害与低血容量的发现是一致的。

他们同时将灭菌的PAAF注射给健康狗，发现有暂时性的低血压，而红细胞比容正常，但肾血流量、GFR和尿量下降，肾血管阻力增加，这一直持续到血压恢复正常后。

这同样表明ANP时低血压是造成肾衰竭的直接主要的原因，但也有腹水中与血管活性物质或蛋白酶无关的肾毒性物质的参与。

细胞凋亡与肾损伤 Nishikawa等［6］利用鼠的PAAF对Madin-Darby狗的远端肾小管细胞进行培养发现，PAAF可以导致培养细胞凋亡，且具有剂量和时间依赖性。

不同浓度(10%、20%、30%)PAAF在培养8h后都有细胞存活率的下降，并且24 h后20%、30%浓度的PAAF组的细胞全部死亡。

同时细胞DNA 片段的酶联免疫吸附试验发现，培养4 h后DNA片段开始增加，12 h达高峰，提示有细胞的凋亡。

早年研究发现PAAF可影响培养细胞的线粒体呼吸功能，有研究发现氧负荷也可以导致培养的Madin-Darby狗肾细胞凋亡，但这种作用发生于培养24～48 h后，而PAAF诱导的细胞凋亡发生较早，因此认为PAAF通过干扰肾细胞线粒体的呼吸功能而导致的凋亡可能为非主要的。

IL-1、TNF-α、NO、TGF-β等细胞因子可以诱导细胞凋亡已得到证实，且Quinlan发现TGF-β可以诱导Madin-Darby狗肾细胞凋亡。

Takase等［7］将ANP造模6 h收集到的PAAF 腹腔注射给健康大鼠，观察到胰腺炎模型的大鼠6 h后可以检测到肾小管细胞凋亡。

腹腔注射PAAF的大鼠也发现类似的细胞凋亡，并且PAAF不但可诱导离体培养的肾小管细胞DNA断裂，还对正常鼠细胞系NRK52E有时间依赖性的促凋亡作用。

Takeyama等［8］发现ANP大鼠的PAAF对Madin-Darby犬的肾细胞有时间和剂量依赖性的杀细胞效应，并怀疑这种凋亡作用与腹水中的细胞因子有关。

于是他们先利用腹腔灌洗法去除腹膜巨噬细胞后诱导ANP，其产生的PAAF并无肾细胞毒性或诱导凋亡作用，且两种腹水中白蛋白、胆红素、淀粉酶、脂肪酶浓度并无差别，而TNF浓度有显着性下降。

TNF具有强大的诱导细胞凋亡的作用。

国内学者程宝泉等也发现培养的正常肾细胞的凋亡与AP时血清和腹水中TNF-α升高和肾细胞过度表达TNF-α有关。

由此可见，肾小管细胞的凋亡发生在胰腺炎发生后数小时，可能与PAAF中巨噬细胞、淋巴细胞和中性粒细胞释放的TNF及其他未知的肾毒性细胞因子经腹膜吸收有关。

而Fujita等发现PAAF对急性水肿性胰腺炎大鼠的肾脏病理学影响不明显。

3 PAAF与肝损伤线粒体功能障碍 1983年Coticchia等发现狗和人的PAAF均可以增加离体培养的鼠肝细胞线粒体呼吸4态的氧消耗率。

Bielecki等［9］继续试验发现PAAF对线粒体4态耗氧率的增加有剂量依赖效应，50 μl PAAF增加65%的耗氧率，200 μl增加150%。

并且人的PAAF增加耗氧率的作用更大，线粒体的ATP酶也被激活。

而透析后的PAAF几乎完全不能增加线粒体耗氧率。

Ueda 等［10］利用大鼠腹腔注射PAAF诱导肝细胞损害的研究发现，ANP组在造模2 h后肝细胞出现严重的酸中毒(pHi=+/-)、钠负荷(75+/-9 mM)、能量储备下降(β-ATP/Pi=+/-和Pi=164+/-12)，而腹腔注射组虽然没有引起低血压，但也同样导致肝细胞的内环境和储能平衡失调，并且这种损害与暴露的时间有关。

认为PAAF可以诱导肝细胞酸中毒、钠超负荷、磷酸化电势损害和ATP的消耗增加与ANP所致的肝损害有关。

在此基础上，Ueda等［11］进一步研究认为PAAF中的血红蛋白是导致肝细胞损害的主要物质之一。

他们给健康的大鼠腹腔内注射血红蛋白可以诱导肝细胞凋亡和GOT、LDH 升高，同时可以引起肝细胞内ATP/Pi比值降低，肝细胞内酸中毒和钠超负荷，这与先前的发现是一致的。

血红蛋白可以增加体外培养的人类肝癌细胞系(HuH-7)的DNA断裂而降低其成活率，这种作用约为PAAF作用的1/10，并且白蛋白可以完全和部分逆转血红蛋白和PAAF对人类肝癌细胞系(HuH-7)的作用。

对PAAF和血红蛋白的聚丙烯酰胺葡聚糖凝胶柱色谱分析发现，PAAF细胞毒活性的第一峰与血红蛋白的峰位是对应的，且该峰的细胞毒活性可以完全被白蛋白逆转。

可以看出，血红蛋白可能是前两个实验中PAAF 中存在的可透析性的线粒体毒性物质之一，通过干扰线粒体呼吸功能、导致肝细胞内环境平衡和能量代谢失衡，参与ANP时肝细胞的损害。

p38-MAPK和caspase-3介导的肝细胞凋亡Yang等［12］研究发现，PAAF诱导的肝细胞损害，似乎是不依赖于腹水中的酶和肝枯否细胞产生的细胞因子。

于是他们给大鼠腹腔注射灭菌的PAAF，20 h后发现血浆中AST、ALT、LDH和肝细胞凋亡明显升高；同时发现PAAF对培育的人肝细胞系有时间和剂量依赖的促凋亡作用，增加p38-MAPK的磷酸化和caspase-3的裂解，且线粒体膜完整性遭破坏。