实验性犬小肠梗阻的病理变化研究

高志刚 ，马晓娟 ，陈爱霞 ，韩 健 ，董亚利 ，刘 彤

（1.天津医科大学总医院普通外科，天津300052；2.天津医科大学外科手术学教研室，天津300070；3.天津医科大学基础医学实验中心，天津300070）

迄今为止，急性肠梗阻仍是外科急诊的常见疾病，梗阻肠壁各层次的结构变化是影响肠道消化、吸收、分泌和免疫功能的基础。本文采用犬急性完全性小肠梗阻模型，观察不同梗阻时间和手术松解梗阻后肠壁的组织形态和超微病理学变化，探讨非手术治疗无法缓解的肠梗阻最佳手术干预时间。

1 材料与方法

1.1 实验器材 自制无菌棉质条带经高温高压蒸汽灭菌；Olimpus光学显微镜；Hitachi-7500透射电子显微镜。Megaview数字化电镜摄影系统。

1.2 实验方法

1.2.1 实验动物与模型制作 杂种犬40只购于天津市实验动物中心，雄性14只，雌性26只，年龄1~2 岁，体重10.0~15.0 kg，平均（12.28±1.45）kg，所有动物无寄生虫性疾病、传染性疾病及近期妊娠、分娩。按设计需要4只犬行假手术实验对照（C组），36只犬制作肠梗阻模型，随机分为梗阻1组、梗阻2组、松解1组和松解2组，每组9只犬。6%戊巴比妥钠0.5 mL/kg舌静脉注射全麻，腹正中切口入腹。以棉质条带穿过距回盲部20 cm低位回肠处肠系膜，结扎肠管，松紧以不压迫边缘血管为度，还纳肠管，逐层关腹，复苏。

1.2.2 梗阻松解与标本获取 制模后72 h，梗阻1组和松解1组动物再次剖腹，梗阻1组切取梗阻部位近、远侧肠段制作组织标本后处死。松解1组动物松解梗阻，原位缝线标记，还纳肠管及大网膜，逐层关腹。制模后120 h，梗阻2组和松解2组动物同上述方法获取标本及松解梗阻。松解1、2组于手术松解梗阻120 h后获取标本。C组直接手术切取标本对照观察。

1.2.3 病理形态学观察 每只动物梗阻远、近段各获取25 mm×25 mm小肠组织标本2块，20%福尔马林溶液固定，石蜡包埋，切片并染色，光学显微镜观察组织病理学变化。根据小肠上皮细胞损伤Chiu分级方法将各组每张切片标本分级。Chiu分级方法为：0级—正常绒毛；Ⅰ级—绒毛顶端下间隙增宽；Ⅱ级—绒毛顶端上皮脱落、破溃；Ⅲ级—绒毛顶端破坏扩展到基底部；Ⅳ级—上皮完全脱落；Ⅴ级—固有层崩溃，出现溃疡及出血点。

另将小肠标本（3 mm×3 mm）即刻放入预冷的2.5%戊二醛溶液固定，再经1%四氧化锇固定、脱水、包埋、超薄切片、醋酸铀-柠檬酸铅双染色，电子显微镜观察并摄片。

1.3 统计学方法 小肠上皮细胞损伤Chiu分级采用秩和检验，P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 大体形态学表现 肠梗阻后72 h，梗阻部位大量腹腔渗出，周围大网膜和肠管粘连，梗阻近段肠管水肿、膨胀，管壁增厚。梗阻120 h，腹腔渗出液略少，但粘连范围大而紧密。梗阻72 h动物松解梗阻120 h后，肠管血运、蠕动恢复，梗阻近段管径、肠壁厚度减小，黏膜水肿减轻。梗阻120 h松解梗阻后，肠管被大网膜紧密包裹，管壁僵硬、质韧，肠蠕动弱，肠系膜血管血运欠佳，黏膜色暗，肠内容物固缩。

2.2 组织病理学表现 光学显微镜观察，梗阻72h，梗阻近段绒毛粗大，血管扩张；远段绒毛粗短，陷窝变宽；两段黏膜层及黏膜下层均见明显炎细胞浸润，浆膜层血管扩张、充血，动脉壁增厚。梗阻120 h，近段绒毛高尖，陷窝及上皮细胞间隙变宽，炎细胞浸润不如前者显著；远段绒毛粗短紊乱，陷窝变浅，黏膜下层充血，细胞疏松紊乱，浆膜层血管内血细胞淤滞（图 1）。

梗阻72 h松解后，黏膜绒毛形态参差不齐，有不同程度修复，黏膜下层炎细胞浸润较著。梗阻120 h松解后，梗阻近段肠绒毛紊乱，黏膜上皮细胞间隙显著增宽，黏膜下层细胞紊乱，浆膜层血管扩张，血细胞淤滞，远段绒毛细短，陷窝变宽，黏膜下层淋巴滤泡密集增生，并侵入肌层（图2）。

图1 肠梗阻后不同时间光镜下小肠黏膜的变化Fig 1 Change of small bowel mucosa under light microscope at different time after bowel obstruction

图2 肠梗阻后不同时间松解梗阻120 h光镜下小肠黏膜的变化Fig 2 Change of small bowel mucosa under light microscope at 120 hafteradhesiolysisofbowelobstructioninadhesiolysisgroup1 and2

各组梗阻近段肠上皮细胞损伤程度Chiu分级与C组差异有统计学意义（P<0.01）；梗阻120 h及松解后梗阻远段肠上皮细胞与C组比较也存在显著性差异（P<0.05），见表 1。

表1 肠梗阻近、远段小肠上皮细胞损伤Chiu分级与对照组的比较（例）Tab 1 Compare of Chiu fractionation between small bowel obstruction groups and control group(Case)

梗阻72 h和梗阻120 h比较，梗阻近段肠上皮细胞损伤程度存在差异，具有统计学意义（P<0.05），梗阻远段Chiu分级未见显著性差异。梗阻72 h与松解后比较，梗阻近段肠上皮细胞损伤Chiu分级差异有统计学意义（P<0.05），梗阻远段Chiu分级未见显著性差异（P>0.05）。梗阻120 h与松解后比较，梗阻近、远段肠上皮细胞损伤的Chiu分级均未见显著性差异（P>0.05）。见表2。

表2 肠梗阻近、远段小肠上皮细胞损伤Chiu分级的比较Tab 2 Compare of Chiu fractionation between proximal parts and distal parts of bowel obstruction(Case)

2.3 超微病理学变化 透射电镜观察肠黏膜上皮细胞，梗阻72 h，间质内PMN浸润。上皮细胞犬牙交错，胞膜降解，微绒毛粗短、松散，糖萼消失；连接复合体模糊，紧密连接明显缩短，桥粒及指状嵌插消失。远段细胞间质中浆细胞与淋巴细胞紧密相邻，糖萼稀疏、短小，局部连结复合体增宽，桥粒模糊不清，放大25000倍未见紧密连接。松解后近远段均表现微绒毛稀疏，但糖萼丰富；可见短而模糊的紧密连接和桥粒，间隙连接扩张；线粒体肿胀，溶酶体扩张；间质小血管丰富并扩张。梗阻120 h，近段上皮细胞排列紊乱，胞膜降解，杯状细胞抛出；微绒毛稀疏、降解，糖萼短小甚至消失；紧密连接消失，形成的间隙中有大量细胞碎片。间质中血管淤血，浆细胞与淋巴细胞浸润。远段紧密连接消失，间隙连接显著扩张，可见大量细菌进入；线粒体呈空泡状；间质存在大量炎细胞，扩张的微血管中红细胞呈泥浆样淤滞。松解后上皮细胞排列紊乱，坏死细胞脱出至肠腔，微绒毛肿胀、脱失、糖萼消失；紧密连接和间隙连接消失，只可见指状嵌插和桥粒；线粒体、粗面内质网扩张，大量溶酶体空泡样变；间质中血管内变形红细胞附壁淤滞，血管壁降解，出血。见图3~4。

图3 肠梗阻后不同时间梗阻近段肠黏膜的电镜下变化Fig 3 Change of small bowel mucosa under electron microscope at different time after bowel obstruction

图4 肠梗阻后不同时间松解梗阻120 h肠黏膜的电镜下变化Fig 4 Changeofsmallbowelmucosaunderelectronmicroscopeat 120hafteradhesiolysisofbowelobstructioninadhesiolysis group1and2

3 讨论

肠道黏膜屏障包括机械屏障、化学屏障、免疫屏障和生物屏障，其完整性对维持生命活动有非常重要的作用。肠黏膜上皮具有分隔肠腔内物质，防止病原体侵入的功能。结构和功能完整的上皮细胞及细胞间的紧密连接构成机械屏障[1]，是其它屏障得以维持并发挥其强大防御作用的物质基础。

肠梗阻的临床表现和病理机制复杂多样，预防处理困难，严重者破坏了肠道结构的完整性，也破坏了肠黏膜屏障的功能。Kendrick[2]的研究发现，肠梗阻时肠道压力升高，局部肠组织缺血缺氧，细胞膜的通透性增高，钠、钙等离子和水大量进入细胞，使得粗面内质网损伤，蛋白质的合成减少，溶酶体膜损伤，导致各种水解酶的激活或释放增多，更加重细胞内其他结构的损伤，引起黏膜上皮脱落、绒毛坏死、黏膜下水肿及炎细胞浸润等变化。Shen等[3]指出肠黏膜上皮细胞损伤，肠道屏障破坏，引起肠腔内细菌及内毒素易位，是肠梗阻后肠源性感染和多器官功能障碍的重要机制。Leite等[4]认为，肠上皮的跨膜结合蛋白构成紧密连接，决定肠道的选择性屏障。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，有效地阻止肠腔内细菌、毒素及炎性介质的旁细胞转运。紧密连接变异、减少和缺失可增加肠上皮细胞间隙的通透性，细菌及内毒素等大分子物质可透过紧密连接进入体循环[5]。

虽然肠梗阻是常见病、多发病，但当前其诊断和治疗仍缺乏专科化基础，特别是腹部手术后肠梗阻的处理，仍然是临床最棘手的难题之一。尽管已有越来越多的先进仪器应用于临床,但是医师的临床经验仍然是最重要的[6]。急性肠梗阻后的缺血—再灌注损伤以及继发的局部炎症反应，导致梗阻后不同时间肠黏膜的病理表现不同[7]，一般认为入院后48 h内应决定是否手术治疗。据此，本实验在设计中将梗阻后72 h规定为梗阻早期，而梗阻后120 h为梗阻晚期，实验发现，肠梗阻72 h内小肠压力明显升高，光镜和电镜下可见血管充血、扩张，同时伴发炎细胞浸润以及溶酶体的吞噬作用，线粒体嵴和膜的破坏，标志细胞能量代谢的障碍。而在梗阻后120 h，电镜观察到缺血缺氧导致小肠黏膜和黏膜下层结构的损伤，上皮细胞膜严重受损，细胞间连接复合体尤其是紧密连接降解，上皮细胞间隙显著增大，肠腔细菌大量进入，是细菌移位的重要佐证。大量初级、次级溶酶体和髓邻体样结构，以及浆细胞、淋巴细胞和多核嗜中性粒细胞相邻出现，体现了肠黏膜屏障对于损伤的组织、细胞成分和入侵微生物的强烈免疫反应，这些损伤和反应进一步加重了肠黏膜屏障的结构破坏，以至产生不可逆变化。

不同时间手术松解治疗对于肠黏膜组织的修复也有显著差异，这种差异往往决定了肠黏膜屏障功能的修复结果。这就使肠梗阻的手术松解时机成为临床研究的焦点之一。但迄今未有公认的肠梗阻手术时机的准确界定，朱维铭[8]认为应在机械性肠梗阻发展至绞窄前进行手术,绝不能把咖啡样排泄物、血性腹水等肠绞窄的标志单纯理解为手术探查的指征，更不能因为没有上述症状而消极等待，直到出现这些症状时才进行手术。本实验发现，梗阻后72 h行手术松解，肠管形态、血运及运动恢复较好，组织学变化较轻，炎细胞浸润仍较显著。超微病理学显示杯状细胞、柱状细胞呈增生性修复。血管增多、通畅，可见新生血管内皮细胞。而梗阻后120 h再行松解，其病理结构不能恢复。由于长时间缺血及再灌注损伤的作用，微血管内皮细胞降解，血流淤滞，红细胞变形，上皮细胞膜结构损伤难以修复，紧密连接消失，间隙连接扩大并有细菌侵入。Vatn[9]的实验也证实，肠黏膜上皮细胞及紧密连接的损伤，与黏膜组织缺血缺氧的持续时间密切相关，时间越长，不可逆损伤的发生率越高。而早期的治疗利于其修复。

综上所述，较长时间的机械性肠梗阻，即使不伴血管绞窄，也会造成肠黏膜上皮细胞的缺血性损伤以及细胞间连接复合体的破坏[10]。梗阻72 h的黏膜缺血导致的损伤一般是可逆的，手术松解有利于细胞的增生性修复。随缺血时间延长至120 h，组织细胞形成不可逆性损伤，手术松解亦难以修复肠上皮细胞和紧密连接的损伤，再灌注损伤加重了微血管的损伤，使黏膜修复更加困难。因此，早期手术松解有利于肠梗阻的小肠黏膜损伤的修复。

［1］Turner JR.Intestinal mucosal barrier function in health and disease[J].Nat Rev Immunol,2009,9(11):799

［2］Kendrick ML.Partial small bowel obstruction:clinical issue and recent technical advances[J].Abdom Imaging,2009,34(3):329

［3］Shen L,Su L,Turner JR.Mechanisms and functional implications of intestinal barrier defects[J].Dig Dis,2009,27(4):443

［4］Leite Junior R,Mello NB,Pereira Lde P,et al.Enterocyte ultrastructural alterations following intestinal obstruction in rats[J].Acta Cir Bras,2010,25(1):2

［5］Gostishchev VK,Afanas’ev AN,Kruglianski IM,et al,Bacterial translocation under the conditions of acute bowel obstruction[J].Vestn Ross Akad Med Nauk,2006(9/10):34

［6］李宁.重视腹部手术后肠梗阻的非手术治疗[J].中国实用外科杂志，2008，28(9):689

［7］Lo OS,Law WL,Choi HK,et al.Early outcomes of surgery for small bowel obstruction:analysis of risk factors[J].Langenbeck’s Arch Surg,2007,392(2):173

［8］朱维铭.肠梗阻的手术治疗[J].中国实用外科杂志，2008，28(9):692

［9］Vatn MH.Mucosal healing:impact on the natural course or therapeutic strategies[J].Dig Dis,2009,27(4):470

［10］Mahdy T,Mohamed G,Elhawary A.A light and scanning electron microscope study of the albino rat ileum after partial obstruction[J].Ann Anat,2008,190(6):531