幽门螺杆菌感染与胃黏膜屏障.ppt
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1、幽门螺杆菌感染与胃黏膜屏障幽门螺杆菌感染与胃黏膜屏障浙江省消化病学术中心浙江省消化病学术中心浙江大学医学院浙江大学医学院黄怀德黄怀德1818世纪世纪法国自然科学家法国自然科学家Reaumur发现发现“将胃液注入其他任何体腔如气将胃液注入其他任何体腔如气道、胸腔道、胸腔、腹腔、关节腔都会引腹腔、关节腔都会引起炎症坏死,唯独胃液为什么不起炎症坏死,唯独胃液为什么不能消化自身呢?能消化自身呢?”“胃液为什么不能消化自身胃液为什么不能消化自身?”?”胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P311.Werther LJ.The Mount Sinai Journal of Medic
2、ine.2000;67(1):41-532.胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P3118551855年年法国实验生理学家法国实验生理学家Bernard提出:提出:“胃壁包绕胃酸,就象瓷器一样胃壁包绕胃酸,就象瓷器一样耐腐蚀!耐腐蚀!”“胃象瓷器一样耐腐蚀胃象瓷器一样耐腐蚀!”!”攻击攻击-防御因子的平衡是防御因子的平衡是维护胃健康的基础维护胃健康的基础Protective FactorAggressive Factor19631963年年Shay和和Sun提出提出:胃胃粘粘膜膜攻攻击击-防防御御因因子平衡理论子平衡理论1.胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:
3、2004,序12.Hotta.Trends in Glycoscience and Glycotechnology.2000;12(63):59-68.19641964年年Davenport发现:发现:“胃胃粘粘膜膜具具有有阻阻止止H H+自自胃胃腔腔向向粘粘膜膜内内扩扩散散的的屏屏障障作用作用”1 119751975年年 美国密歇根州美国密歇根州Upjohn药厂药厂RobertRobert发现:发现:“前前列列腺腺素素对对胃胃粘粘膜膜有有保保护护作作用用,提提出出细细胞保护胞保护(Cytoprotection)的概念的概念”2 21.Davenport HW.Digestion.1972;5
4、:1622.Robert A.Gastroenterology.1977;77:764“阻阻H+屏障屏障”和和“前列腺素前列腺素”的发现的发现全面阐述胃粘膜保护机制 19961996年年Wallace全面阐述胃粘膜屏障:全面阐述胃粘膜屏障:根据解剖和功能将根据解剖和功能将胃粘膜的防御修复胃粘膜的防御修复分为五个层次分为五个层次Wallace JL,Granger DN.The cellular and molecular basis of gastric mucosal defense.FASEB,1996;10:731-40胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,序21.1
5、.粘液粘液HCOHCO3 3-屏障屏障2.2.上皮层屏障上皮层屏障3.3.胃粘膜血流胃粘膜血流4.4.免疫细胞免疫细胞-炎症反应炎症反应5.5.修复重建因子修复重建因子 胃粘膜防御修复五个层次 胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P32厚度:平均厚度:平均180m,呈连续性分布呈连续性分布主要成分主要成分:保护作用:保护作用:润滑与机械保护润滑与机械保护,阻止细菌阻止细菌,抗抗H H+反弥散反弥散胃粘液胃粘液-胃腔内可溶性粘液与食物相混胃腔内可溶性粘液与食物相混上皮表面粘液凝胶层上皮表面粘液凝胶层粘液细胞囊泡内粘液粘液细胞囊泡内粘液防御修复第一层次:粘液-HCO3-屏障
6、H H+HCOHCO3 3-减慢减慢H H+扩散扩散,形成形成pHpH阶差阶差表层表层:糖蛋白糖蛋白次层次层:磷脂磷脂1胃粘膜病变的病理学探讨,医学论坛(日本):1992 2 胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P331.Digestion,1986,35:182-8 2.胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P35防御修复第二层次:上皮屏障 胃上皮细胞顶膜能抵御高浓度酸胃上皮细胞顶膜能抵御高浓度酸 胃上皮细胞之间紧密连接胃上皮细胞之间紧密连接 胃上皮抗原递呈胃上皮抗原递呈,免疫探及并限制潜在有害物质免疫探及并限制潜在有害物质 持续快速更新:人胃上皮细
7、胞每分钟脱落持续快速更新:人胃上皮细胞每分钟脱落5050万个,万个,2-42-4日完全更新一次日完全更新一次正常胃粘膜上皮细胞扫描电镜观察正常胃粘膜上皮层 HE运输氧、养分、胃肠激素运输氧、养分、胃肠激素,维持胃粘膜的维持胃粘膜的结构功能与更新结构功能与更新促进粘液生成和分泌促进粘液生成和分泌胃粘膜毛细血管含有胃粘膜毛细血管含有“窗孔窗孔”结构,摄结构,摄取壁细胞产生的取壁细胞产生的HCO3HCO3-,运输至上皮细胞运输至上皮细胞分泌入粘液层分泌入粘液层如酸或其他损伤因子反流入粘膜,将引如酸或其他损伤因子反流入粘膜,将引起神经介导的起神经介导的GMBFGMBF升高,对限制损伤促升高,对限制损伤
8、促进修复意义重要进修复意义重要前列腺素前列腺素PGsPGs,一氧化氮一氧化氮NO,NO,降钙素基因相降钙素基因相关肽关肽CGRPCGRP能能显著增加显著增加GMBFGMBF防御修复第三层次:胃粘膜血流 胃粘膜血流胃粘膜血流(Gastric Mucosal Blood Flow,GMBF),在保护机在保护机制中处于制中处于基础地位基础地位:胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004巨噬细胞巨噬细胞/肥大细胞定居在肥大细胞定居在固有层固有层,作为警戒细胞感受作为警戒细胞感受异体成份异体成份,释放炎性介质释放炎性介质,增加增加粒细胞浸润粒细胞浸润,形成适当形成适当炎症反应炎症反应炎症是
9、炎症是“双刃剑双刃剑”,既有,既有防御作用防御作用,其产生的其产生的“氧氧自由基自由基”也有损伤作用也有损伤作用 防御修复第四层次:免疫细胞-炎症反应1.Classification and Grading of Gastritis,the updated Sydney System.American Journal of Surgical Pathology,1996,20(10):1161-81 2.胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004NormalMildModerateMarkedEGF(Epidermal Growth Factor,表皮生长因子表皮生长因子):单链
10、多肽,生理:单链多肽,生理状态主要由颌下腺和十二指肠状态主要由颌下腺和十二指肠BrunnerBrunner腺分泌。粘膜损伤时溃疡区腺分泌。粘膜损伤时溃疡区附近细胞附近细胞(ulceration-associated cell lineage)能合成并分泌能合成并分泌EGF,在局部与在局部与EGF受体结合,促进受体结合,促进上皮修复上皮修复:1Tarnawski A,et al.Scand J Gastroenterol 1995,30(Suppl 208):9-132 胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004防御修复第五层次:修复重建因子1早期修复早期修复:损伤后数分钟,损伤后
11、数分钟,EGFEGF促进损伤促进损伤周边周边(愈合带愈合带)上皮细胞移行覆盖创面。上皮细胞移行覆盖创面。晚期修复晚期修复:EGF:EGF促进上皮细胞分裂促进上皮细胞分裂,分化分化,增殖增殖,完成再上皮化完成再上皮化;促进某些低分化细促进某些低分化细胞进入溃疡底部肉芽组织形成小管,转胞进入溃疡底部肉芽组织形成小管,转化为腺体。化为腺体。bFGF(basic Fibroblast Growth Factor,成纤维生长因子)几成纤维生长因子)几乎机体所有细胞都有表达。溃疡局部成纤维细胞、血管内皮细乎机体所有细胞都有表达。溃疡局部成纤维细胞、血管内皮细胞能生成并释放胞能生成并释放bFGF,促进肉芽组
12、织内,促进肉芽组织内新生血管生成新生血管生成1Tarnawski A,et al.Scand J Gastroenterol 1995,30(Suppl 208):9-132 胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004防御修复第五层次:修复重建因子2小小分分子子多多肽肽,带带有有三三对对二二硫硫键键,呈呈三三叶叶状状结结构构;非非常常稳稳定定,能能抗抗酸酸、抗抗蛋蛋白白酶分解、抗热;有三种类型酶分解、抗热;有三种类型,以部位特异性方式在胃肠上皮表面表达:以部位特异性方式在胃肠上皮表面表达:保护作用:保护作用:与粘液凝胶层中糖蛋白结合形成复合物与粘液凝胶层中糖蛋白结合形成复合物,加
13、强粘液凝胶层加强粘液凝胶层是是粘粘膜膜损损伤伤的的快快速速反反应应肽肽,在在早早期期修修复复阶阶段段上上调调表表达达:愈愈合合带带上上皮皮基侧面受体结合腔内三叶肽基侧面受体结合腔内三叶肽,与与EGF协同协同,促进促进上皮细胞的迁移修复上皮细胞的迁移修复其它防御修复因子:三叶肽TFF1遍布胃上皮遍布胃上皮TFF2远端胃上皮和十二指肠腺远端胃上皮和十二指肠腺TFF3全小肠和大肠上皮全小肠和大肠上皮1 国外医学药学分册,2001,28(5):257632 胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P353自由基清除系统自由基清除系统其他防御修复因子:巯基-氧自由基清除系统 胃粘膜易受
14、腔内刺激胃粘膜易受腔内刺激激发免疫细胞炎症反应激发免疫细胞炎症反应胃粘膜富含非蛋白巯基胃粘膜富含非蛋白巯基(NPSH):95%以上为还原型谷胱甘肽以上为还原型谷胱甘肽(GSH)+谷胱甘肽过氧化物酶及谷胱甘肽还原谷胱甘肽过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶酶白细胞白细胞浸润浸润生成生成胃粘膜损伤胃粘膜损伤+氧自由基氧自由基 胃粘膜损伤与保护基础与临床,上海科学技术出版社:2004,P36生物界广泛存在的一类高度保守性蛋白。正常状态下低水生物界广泛存在的一类高度保守性蛋白。正常状态下低水平表达,与蛋白转位、折叠和装配有关,称平表达,与蛋白转位、折叠和装配有关,称“分子伴侣分子伴侣”应激状态下应激状态下(热休
15、克、葡萄糖饥饿、病原菌感染等热休克、葡萄糖饥饿、病原菌感染等)高表达,高表达,抑制应激诱导的胃粘膜细胞凋亡抑制应激诱导的胃粘膜细胞凋亡 其他防御修复因子:热体克蛋白(HSP)HSP70HSP70在大鼠应激在大鼠应激状态下状态下胃粘膜组织的表达胃粘膜组织的表达世界华人消化杂志,2002,10(8):96971胃粘膜表面的完整性胃粘膜表面的完整性l上皮细胞上皮细胞紧密联结紧密联结上皮修复过程上皮修复过程粘膜血流粘膜血流HCO3分泌分泌胃粘液胃粘液粘液粘液(0.10.2mm厚厚 胶质层胶质层)l上皮细胞分泌(上皮细胞分泌(HCO3-)l来自腔面的侵蚀来自腔面的侵蚀l粘液为一种粘膜屏障粘液为一种粘膜屏
16、障-粘液粘液/碳酸氢盐屏障(第一道防线)碳酸氢盐屏障(第一道防线)动态平衡维持粘液凝胶粘液凝胶l小的离子和溶质可通过小的离子和溶质可通过l胃蛋白酶无通透性胃蛋白酶无通透性l胃粘膜表面有连续的粘液层胃粘膜表面有连续的粘液层lHCL,胃蛋白酶不能损害上皮细胞层,胃蛋白酶不能损害上皮细胞层胃粘膜糖蛋白胃粘膜糖蛋白l由四个基本等大的亚单位,二硫键连接的聚合物由四个基本等大的亚单位,二硫键连接的聚合物l亚单位亚单位l糖蛋白高粘性、不溶于水、有弹性凝胶糖蛋白高粘性、不溶于水、有弹性凝胶糖基化部分(碳水化合物侧链环绕的蛋白质核心)非糖基化合物胃粘膜表面活性磷脂(胃粘膜表面活性磷脂(SAPL)l提高胃粘膜疏水
17、性提高胃粘膜疏水性l减低粘液减低粘液H的通透性的通透性SAPL主要成份是主要成份是 磷脂酰胆碱(卵磷脂)(磷脂酰胆碱(卵磷脂)(3435)磷脂酰乙醇胺(磷脂酰乙醇胺(1532)SAPL来源来源l粘液颈细胞粘液颈细胞l壁细胞的层状小体壁细胞的层状小体l主细胞主细胞屏障破坏因素屏障破坏因素l胆盐、乙醇、胆盐、乙醇、NASIDs 阿司匹林阿司匹林 -破坏破坏SAPL降低凝胶的疏水性降低凝胶的疏水性l其致溃疡作用可被下列物质抑制其致溃疡作用可被下列物质抑制l二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂l食物中的磷脂食物中的磷脂 (牛奶、香蕉、蛋类牛奶、香蕉、蛋类)lPGE2促进促进SAPL分泌分泌Helicobact
18、er PyloriHp寄生宿主寄生宿主人人 主要宿主主要宿主试验动物:猫、猴试验动物:猫、猴圈养动物:羊是主要宿主圈养动物:羊是主要宿主 羊血清羊血清 Hp抗体阳性率抗体阳性率 100(32/32)羊乳羊乳 Hp DNA()率率 60%(38/63)羊肉羊肉 Hp DNA()率率 30%(6/20)羊乳、羊胃液中可培养羊乳、羊胃液中可培养(+)昆虫:苍蝇胃肠道中可发现活昆虫:苍蝇胃肠道中可发现活Hp M.F.GO.2002H.Pylori is easily diagnosed on Standard Gastric Mucosal BiopsyHematoxylin&EosinStainHe
19、matoxylin&EosinStainWarthin-StarrySilverStainWarthin-StarrySilverStainIdentificationofH.PyloriongastricbiopsyIdentificationofH.PyloriongastricbiopsyisthegoldstandardfordiagnosisisthegoldstandardfordiagnosisHP-屏障破坏因子屏障破坏因子l损伤损伤SAPLl溶解粘液溶解粘液HP感染感染l十二指肠、胃窦、胃底粘液凝胶层厚度减低十二指肠、胃窦、胃底粘液凝胶层厚度减低l粘液凝胶的多聚结构减低粘液凝胶
20、的多聚结构减低l粘液细胞顶端的富含磷脂区破坏粘液细胞顶端的富含磷脂区破坏l抑制粘液分泌细胞对各种促分泌素的分泌应答抑制粘液分泌细胞对各种促分泌素的分泌应答l抑制粘液的糖基化和硫基化抑制粘液的糖基化和硫基化HP感染感染PU的危险性(的危险性(1020)l空腹血清胃泌素中度升高空腹血清胃泌素中度升高l餐后,促胃泌素释放肽刺激后明显增高餐后,促胃泌素释放肽刺激后明显增高l健康个体经促胃泌素释放肽可升高健康个体经促胃泌素释放肽可升高3倍倍 (十二指肠溃疡患者为(十二指肠溃疡患者为6倍)倍)HP感染感染胃窦胃窦SS 胃泌素胃泌素抑制抑制SS与粘膜受体的结合与粘膜受体的结合DU时炎症局限于胃窦时炎症局限于
21、胃窦,壁细胞总数壁细胞总数HCLHP感染感染l定植在球部胃粘膜化生区定植在球部胃粘膜化生区l十二指肠酸负荷增加引起炎症十二指肠酸负荷增加引起炎症 粘膜受损粘膜受损 溃疡溃疡lHP在球部似不能直接导致溃疡在球部似不能直接导致溃疡HP感染感染磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶A A2 2(PLAPLA2 2)lHP,中性粒细胞等炎症细胞合成,中性粒细胞等炎症细胞合成PLA2l特异性水解粘液中的卵磷脂(特异性水解粘液中的卵磷脂(PC,PE,DPPC)损害粘膜表面活性磷脂(损害粘膜表面活性磷脂(SAPL)l血小板活化因子(血小板活化因子(PaL)溶血磷脂酸和磷脂而成溶血磷脂酸和磷脂而成 PaL影响微循环,粘膜广
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