糖尿病性胃輕癱調節胃生理功能的相關組織細胞研究

房芳 趙麗英 劉迎春

摘要：糖尿病性胃輕癱存在調節胃正常生理狀態的幾種關鍵組織細胞異常，包括胃自主神經支配異常，Cajal間質細胞受損和胃體肌壁巨噬細胞的變化等方面。巨噬細胞可能是引起其他類型細胞潛在損傷的關鍵細胞類型。本文對糖尿病性胃輕癱調節胃生理狀態的異常組織細胞予以分析，旨在指導臨床治療。

關鍵詞：糖尿病性胃輕癱;神經遞質;Cajal間質細胞;巨噬細胞

中圖分類號：R587.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.01.014

文章編號：1006-1959（2019）01-0041-03

Histopathological Study on the Regulation of Gastric Physiology by Diabetic Gastroparesis

FANG Fang，ZHAO Li-ying，LIU Ying-chun

（Department of Internal Medicine，Yanjiao People's Hospital，Sanhe 065201，Hebei，China）

Abstract：Diabetic gastroparesis has several key histiocytic abnormalities that regulate the normal physiological state of the stomach， including abnormal gastric autonomic innervation， damage to interstitial cells of Cajal， and changes in macrophage of the muscle wall of the corpus. Macrophages may be a key cell type that causes potential damage to other types of cells. In this paper， the abnormal tissue cells that regulate gastric physiology in diabetic gastroparesis are analyzed to guide clinical treatment.

Key words：Diabetic gastroparesis;Neurotransmitter;Cajal interstitial cells;Macrophage

糖尿病性胃輕癱（diabetic gastroparesis）是糖尿病胃無機械性梗阻時出現排空延遲的臨床綜合征。發病機制與糖尿病自主神經病變、高血糖、胃腸功能紊亂、胃腸激素分泌異常、應激狀態等方面有密切關系[1]。有研究認為糖尿病性胃輕癱發病涉及胃外來神經支配和內在神經系統異常，胃腸Cajal間質細胞（interstitial cells of Cajal，ICC）受損及肌壁巨噬細胞異常等方面[2]。本文對糖尿病性胃輕癱調節胃正常生理狀態的組織細胞異常進行綜述。

1糖尿病性胃輕癱的外來神經支配異常

支配胃腸的自主神經被稱為外來神經，包括交感神經和副交感神經。Stevens JE等[3]認為，外來神經支配異常是糖尿病性胃輕癱的主要病因。交感和副交感神經功能出現異常時，增加了胃及其他消化器官迷走神經支配缺陷。在正常食物消化的頭期，刺激迷走神經使胰多肽釋放增加。Panda H等[4]在假飼試驗中，利用迷走神經對胰腺的神經支配作用，發現胃迷走神經功能存在異常。由于糖尿病性胃輕癱患者胰多肽釋放反應遲鈍，對假飼引起的胃液分泌明顯減少。胃迷走神經支配異常導致胃動力障礙，包括幽門不能正常松弛等。此外，Singla R等[5]對16例糖尿病患者胃組織的病理研究發現，5例胃輕癱患者未出現任何神經組織學方面的缺陷。這可能與研究納入病例較少及當時可使用的神經染色技術受限有關。隨后Thazhath SS等[6]對人類和模型動物的研究進一步證實，糖尿病性胃輕癱外來神經支配的改變。包括在自發性糖尿病大鼠模型（BB）迷走神經的有髓和無髓神經纖維在神經組織水平出現異常;糖尿病性胃輕癱患者的椎前交感神經節軸突和樹突的交感神經傳遞出現異常變化等。

2胃腸內在神經系統異常

糖尿病性胃輕癱除了外來神經支配異常外，內在神經系統也受到影響。神經病變可使全部胃腸道的運動功能發生異常變化。Leila N等[7]利用非胰島素依賴性自發性糖尿病大鼠，研究胃平滑肌膜電位去極化改變。結果發現，非膽堿能抑制性神經傳遞出現衰減，腎上腺素能受體對去甲腎上腺素的反應性減少。自發性糖尿病Worcester大鼠（BB/W）胃肌間神經叢一氧化氮合酶（NOS）含量明顯減少及活性降低，提示硝基能神經缺陷。Yarandi SS等[8]在STZ誘導的糖尿病大鼠模型，發現異常的nNOS二聚化。雌性大鼠的nNOS活性二聚體形式明顯減少，而雄性大鼠的nNOS活性則無明顯改變。nNOS二聚化的恢復逆轉了糖尿病大鼠胃排空的延遲，補充nNOS二聚化必需輔因子BH4也被證實可明顯改善糖尿病大鼠的胃排空。值得注意的是，胃松弛與nNOS二聚化形式而不是絕對水平及總量呈相關性，表明nNOS的翻譯后修飾非常重要。

人類研究也強調了nNOS在糖尿病胃腸病的作用。糖尿病性胃輕癱患者存在腸肌間神經細胞體減少，胃體組織nNOS陽性神經元明顯升高，腸神經細胞凋亡增加及外周蛋白、nNOS、NPY、ChAT神經元受損和氧化應激增加。與正常對照組比較，糖尿病性胃輕癱患者胃體組織PGP9.5（神經元標記物）或nNOS表達總體比較，差異無統計學意義[9]。Faussone MS等[10]研究表明，在實驗選取腸神經元相對有限的條件下，觀察到的腸神經元異常改變以及nNOS表達減少可能是可逆的，應進一步去了解nNOS和其他關鍵蛋白表達的作用靶點及調控方式。

3 ICC的異常改變

ICC是一類存在于胃腸道的特殊細胞，分布于消化道自主神經末梢和平滑肌細胞之間，具有產生并傳播慢波、介導神經傳導的作用。ICCs在胃腸道細胞中僅有5%左右，但其對胃腸道運動有著直接的影響，如果其數量、功能、結構等發生改變，則可能誘發胃腸動力性疾病[11]。Van VJ等[12]研究發現，正常胃腸道蠕動需要一個完整的ICC網絡的支持，ICC受損與包括慢性假性腸梗阻和慢性便秘等疾病相關聯。ICC能夠產生一個被稱為慢波的電活動，誘發出平滑肌膜電位，從而調節胃腸收縮性，其也參與了腸神經支配平滑肌和ICC的膽堿能和硝基能神經傳遞和信號轉導。ICC受損是糖尿病性胃輕癱最常見的異常，直接影響胃腸功能。Farrugia G等[13]對2型糖尿病男性患者研究發現，糖尿病患者胃竇Cajal間質細胞、一氧化氮合酶和SP減少。用電子顯微鏡觀察腸神經末梢發現有空的分泌囊泡提示神經傳遞發生改變。

Lies B等[14]對胃組織超微結構研究發現，即使ICC的數量沒有明顯減少，95%的糖尿病患者的胃組織活檢也顯示ICC異常。從平滑肌細胞和神經組織分離的ICC基質增厚，表明ICC和周圍基質出現顯著變化。ICC電活動的一個關鍵蛋白是Ano-1，屬于鈣激活的氯離子通道。ICCs改變與多因素有關，包括干細胞因子、胰島素及其他因素等。在糖尿病性胃輕癱Ano-1表達出現異常改變，有糖尿病胃輕癱與無胃輕癱的糖尿病患者相比，Ano-1出現不同程度的變異。Ano-1變異與離子通道電活動的改變有關，表明糖尿病性胃輕癱即使ICC結構正常，也可能出現ICC功能受損。另外，糖尿病性胃輕癱的ICC損傷與產生胃電節律紊亂的慢波電產生和傳播的中斷相關聯。慢波電頻率下降稱為胃動過緩，反之稱為電活動亢進。這些變化經常是暫時的，多在糖尿病性胃輕癱患者進餐時出現[15]。糖尿病患者胃活檢顯示ICC顯著減少，甚至缺失。ICC起搏功能和調控肌細胞的運動中介功能存在明顯下降，使胃腸神經系統對肌細胞調節減弱，胃腸道運動及吸收功能下降，引起相應的胃腸道癥狀。由此可見，ICC的改變在糖尿病胃輕癱的發病中有著至關重要的作用。ICC和腸神經元之間的連接破壞，ICC縫隙連接數目明顯減少，造成胃腸神經傳遞的減弱，胃容受性舒張功能及胃竇收縮功能減弱，甚至遠端的慢波消失，最終導致胃排空延遲。因此，ICC網絡破壞在糖尿病胃輕癱的發病機制中起關鍵作用[16]。

4 免疫細胞及巨噬細胞的改變

Olausson EA等[17]對14例糖尿病性胃輕癱胃竇組織活檢發現，有6例患者胃竇肌叢存在輕度淋巴細胞浸潤。但在隨后比較糖尿病和糖尿病性胃輕癱患者的胃體組織研究中未得以證實。此外，該實驗利用CD45、CD206、iNOS抗體和推定的人巨噬細胞標記物HAM56、CD68和EMR1研究環肌層的免疫細胞，發現2組間CD45陽性細胞總體無明顯差異，但ICC數量與CD206陽性細胞數有某種關聯。研究表明，細胞浸潤類型與免疫細胞增加有明確的相關性[18]。

Muller PA等[19]研究發現，胃體肌壁巨噬細胞密集并參與神經元介導的收縮性調整。胃腸道巨噬細胞包括2種細胞類型：粘膜巨噬細胞和肌層固有巨噬細胞。粘膜巨噬細胞位于固有層、Peyer氏斑塊和腸系膜淋巴結中，并與上皮內生的免疫防御外源性病原體有關。肌層固有巨噬細胞存在于肌壁上，在肌間神經叢區域尤為常見，但在整個圓形和縱向肌層中也有發現。作為應對各種刺激的反應，巨噬細胞分化為經典活化的炎癥M1巨噬細胞或抗炎活化的M2巨噬細胞（CD206陽性）。巨噬細胞在胃排空延遲的發展中起重要的作用。

糖尿病胃輕癱發展與CD206陽性M2型巨噬細胞的巨噬細胞血紅素加氧酶1（HO-1）的表達上調相關。當發生胃排空延遲時，巨噬細胞的數量并沒有發生顯著改變，但出現CD206陽性/ HO-1陽性M2巨噬細胞選擇性損失和M1型巨噬細胞增加[20]。Muller PA等[19]使用氯化血紅素或IL-10上調HO-1治療糖尿病小鼠的胃排空延遲，可造成胃壁M2巨噬細胞增殖及胃排空恢復正常。HO-1陽性M2巨噬細胞有預防糖尿病引起胃排空的作用，M1型巨噬細胞與胃排空延遲的發展相關。另外，HO-1可以分解血紅素為鐵、膽綠素和一氧化碳。Almogbel A[21]研究發現，糖尿病NOD小鼠給予低水平一氧化碳（100 ppm）吸入后，可以明顯減少胃排空延遲，恢復Kit（ICC標記物）表達并使胃排空延遲正常化，表明一氧化碳的調節作用，至少部分受HO-1效應的影響。這對于減少糖尿病存在的氧化應激損傷具有積極意義。

另外，在GpCRC研究中，對非糖尿病對照組、糖尿病對照組以及糖尿病性胃輕癱患者三組的胃體全層進行組織活檢后發現，CD206陽性細胞數與ICC相互關聯，提示在人類及糖尿病大鼠中，CD206陽性巨噬細胞可能在糖尿病胃輕癱病理改變中發揮細胞保護作用[17]。胃巨噬細胞可能是導致胃輕癱各種細胞損傷發展的中心環節，CD206陽性巨噬細胞持續HO-1表達可以防止M1巨噬細胞釋放介質的損傷作用。由于每個糖尿病個體發生胃輕癱的差異很大，除了包括遺傳學和表觀遺傳學等因素外，巨噬細胞活化和HO-1表達增加發揮重要作用。Bernard CE等[22]研究探索使用IL-10或具有“保護性”的細胞因子如IL-4，將巨噬細胞重新活化為M2細胞保護表型，以阻止M1巨噬細胞釋放有害物質。也可以通過直接誘導HO-1，以達到預防胃排空延遲及逆轉小鼠胃排空延遲的進一步發展。作為在糖尿病性胃輕癱對其他細胞類型造成基礎傷害的主要細胞類型，巨噬細胞可能影響目前糖尿病性胃輕癱的管理，改進糖尿病性胃輕癱的治療策略。

綜上所述，胃正常生理狀態的調節需要幾種關鍵組織細胞參于，在糖尿病性胃輕癱的發病過程中，可能存在相關組織細胞功能異常。包括胃外來神經支配異常，Cajal間質細胞受損和胃體肌壁巨噬細胞改變等方面。巨噬細胞可能是引起其他類型細胞潛在損傷的關鍵細胞類型，可能影響目前糖尿病性胃輕癱管理，需要進一步研究明確。

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