胆囊切除术对豚鼠胃肠移行性复合波与胆酸池大小的影响

              作者：张雪梅, 董蕾, 刘丽娜, 畅碧侠，何谦，李谦

【关键词】  胆囊切除术

    Effects of cholecystectomy on gastrointestinal myoelectric activity and bile acid pool size in guinea pigs

　　【Abstract】 AIM: To investigate whether the bile acid pool size after cholecystectomy is correlated to the gastrointestinal migrating myoelectric complex (MMC) in guinea pigs. METHODS:  Gallbladder motilities were assessed before cholecystectomy and interdigestive gastrointestinal motilities were continuously monitored using bipolar electrodes in conscious guinea pigs before and 4 weeks after surgery in standard diet group and high cholesterol diet (cholesterol gallstone) group. Total bile acid pool sizes were measured by isotope dilution method. RESULTS:  After cholecystectomy, there were parallel falls in duration of phase I, II, III and MMC cycle duration but increase in amplitude in the guinea pigs with normal gallbladder function, and in the guinea pigs with cholesterol stones, but no significant difference was found (P>0.05). The bile acid pool was definitely small in the gallbladder stone (GS) guinea pigs compared with that in normal guinea pigs (P<0.05) and became slightly smaller after cholecystectomy. The bile acid in gallbladder bile and fecal bile acid slightly increased in GS guinea pigs after cholecystectomy, similar to those in guinea pigs with normal gallbladder function. CONCLUSION:  Cholecystectomy produces a similar but not insignificant change in the bile acid pool size in guinea pigs with normal gallbladder function and in the guinea pigs with cholesterol stones. MMC is associated to the enterohepatic circulation of bile acids. Gastrointestinal dyskinesia is not the result postcholecystectomy syndrome.

　　【Keywords】 cholecystectomy; enterohepatic circulation of cholic acid; cholic acid pool; migrating motor complex; gallbladder motility

　　【摘要】 目的： 研究豚鼠胆囊切除术后胃肠移行性复合波(MMC)是否与胆酸池大小有关. 方法： 60只豚鼠分别给予正常饮食8 wk（A组、B组），10 g/L胆固醇饮食8 wk（C组、D组），喂养结束后，评估胆囊动力并将电极植入胃肠道；其中B组、D组同时行胆囊切除术，术后4 wk记录MMC并测量胆酸池大小. 结果： 胆囊切除后，正常与胆结石豚鼠MMC I,  II,  III期时限与总周期平行缩短而波幅升高，但无显著性差异. 胆结石豚鼠比正常豚鼠胆酸池减小(P<0.05)，并且手术后再轻微下降；而胆酸、粪胆酸轻微升高，其程度与正常豚鼠手术后的变化一致. 然而，这些变化没有统计学差异. 结论： 在正常与胆结石豚鼠，胆囊切除术没有引起MMC与胆酸池大小改变，但MMC运动与胆酸池密切相关，因此，胆囊切除术后综合征不是胃肠动力障碍所致.

　　【关键词】 胆囊切除术；胆酸肠肝循环；胆酸池；移行性复合波；胆囊动力

　　0引言

　　胆囊切除后胆酸肝肠循环改变引起胃肠动力异常已引起人们注意. 胆酸肝肠循环调节消化间期胃肠移行性复合波(migrating motor complex, MMC)有重要作用［1］. 而胆酸池是指参与肝肠循环的胆酸总量，因此，弄清胆酸池与MMC的关系十分必要.  由于胆囊切除术前无法测量人的胆酸池大小，胆酸池的作用很少研究. 因此，胆囊切除术对胃肠动力的作用以及与胆酸池大小的关系仍不清楚. 我们检测胆囊切除前后正常豚鼠与胆囊结石豚鼠的MMC与胆酸池的变化，为探讨MMC是否与胆囊切除有关以及MMC与胆酸池的关系提供依据.

　　1材料和方法

　　1.1材料

　　3H牛磺胆酸（放化纯度>97%，放射比度129.5 GBq/mmol）（Sigma公司）; 闪烁液（PerkinElmer 公司）. 选取健康成年雌性Hartley系豚鼠60只，体质量350～400 g，由西安大学医学院动物实验中心提供. 所有动物随机等分为4组，每组15只， A组（对照组）与B组（单纯胆囊切除组）给予正常饮食至少8 wk；C组（胆囊结石组）与D组（胆结石切除组）给予10 g/L高胆固醇(0.3 g/d) 饮食8 wk. 不同饮食喂养的豚鼠体质量增加与最终体质量无显著性差异. 所有的动物自由饮水，每日光照不少于12 h并保持环境安静清洁.

　　1.2方法

　　1.2.1胆囊动力通过检测空腹和餐后胆囊容积的变化来评估胆囊排空. 用探头频率7.5 MHz 的ESAOTEAU5彩色多普勒超声仪（意大利百胜公司）探测胆囊容积. 禁食12 h，将实验动物仰卧或侧卧，5 min内用超声仪测量空腹胆囊容积3次，记录胆囊的最大长径（L）,最大横径（W）与最大短径（H）. 测量完后，给予豚鼠流质脂肪餐灌胃［2］，30 min后按上述方法测量胆囊残余容积. 根据国际通用Dodds椭圆法胆囊空腹容积，胆囊残余容积V=π/6×（L×W×H）. 按下述公式计算胆囊排空率=（空腹容积―残余容积）/ 空腹容积×100%

　　1.2.2胃肠移行性复合波(migrating motor complex , MMC) 豚鼠禁食12 h后，氯胺酮50 mg/kg，赛拉嗪4 mg/kg，乙酰丙嗪0.5 mg/kg im麻醉，于右肋缘下0.5 cm处，横切口3 cm，行胆囊切除术（B，D组）. 然后分别埋植4对银电极于接近幽门1～2 cm的胃窦，距幽门1～2 cm，25～30 cm, 95～100 cm的十二指肠、空肠、回肠4处的浆肌层(所有组). 最后钳夹4对导线末端从肩胛间切口通过隧道穿出腹部皮切口，缝合背部切口并固定导线.  术后分笼单独清洁饲养1 mo后即可用于实验. 在此阶段，每日收集粪便以测定粪胆酸. 实验前禁食16 h，然后用RM6280C 八导生理记录仪(成都仪器公司)连续记录清醒豚鼠的胃肠肌电活动，每只至少8 h，出现2～3个MMC. MMC的3个不同时相定义如下: 1相为静止期；2相为不规则收缩；3相为规则收缩至少持续2～3 min并沿胃肠道反口移行. 肌电活动的周期为从1个MMC的3相末到下一个MMC的 3相末.
 
　　1.2.3胆酸池测定用同位素稀释法测定胆酸池的大小. 豚鼠ip 3HTCA 9.25 GBq,禁食12 h后，动物在氯胺酮麻醉下，剖腹, 穿刺胆囊或胆总管，抽取胆汁并测量空腹胆囊胆汁量，在光学显微镜下观察胆囊胆固醇结石和结晶情况. 再将其配成500 mL/L乙醇胆汁混合液，置4℃冰箱保存. 取一份胆汁用等量的石油醚萃取1次，弃去石油醚，取胆汁乙醇溶液0.5 mL置入闪烁杯，加闪烁液11 mL，充分混匀，在4℃冰箱内过夜. 用GJRT液体闪烁仪测定胆汁的cpm值，通过公式计算得dpm值（dpm=cpm/E）用外部标准法校正猝灭. 剩余的胆汁乙醇溶液用循环酶法测定胆汁中胆汁酸的浓度. 因为同位素在整个胆道中随机分布，总胆酸池大小可用下列公式计算: 总胆汁酸池(mmol) =所给3HTCA放射强度（dpm）×［胆汁胆汁酸浓度(mmol/L)÷胆汁放射性浓度(dpm/L)］.

　　统计学处理:  结果以x±s表示，用SPSS 11.0统计软件作统计学分析. 多组均数比较采用方差分析，方差不齐时采用变量变换后再行方差分析；手术前后采用自身前后配对设计t检验来统计，P<0.05认为有统计学意义.

　　2结果

　　来自正常饮食喂养的豚鼠（对照组、单纯切除组）的新鲜胆汁清亮，无沉淀物. 相反，在胆固醇喂养的30个动物中(胆囊结石组、胆石切除组)，27个可见固体样胆固醇结晶，剩余的可见微小的胆固醇结石.

　　2.1胆囊动力空腹胆囊容积(FV)，残余胆囊容积(RV)，空腹胆囊胆汁(FB) 和胆囊排空率(E) 在对照组与单纯切除组、胆囊结石组与胆石切除组没有显著差异. 相反，与对照组和单纯切除组比较，FV, RV和 FB在胆囊结石组 (P<0.05)与胆石切除组(P<0.05)均增大. 而胆固醇喂养抑制胆囊排空，排空率在胆囊结石组下降61.8% (P<0.05); 在胆石切除组下降61.2% (P<0.05, Tab 1).表1胆囊切除前的胆囊动力（略）

　　2.2胆酸池、胆汁中胆酸浓度和粪胆酸胆固醇喂养后，胆酸池(PT)减小. 在胆囊结石组下降57.2% (P<0.05)，胆石切除组下降55.2% (P<0.05). 胆汁中胆酸浓度(BA)与对照组和单纯切除组相比，在胆囊结石组(P<0.05)与胆石切除组(P<0.05)显著降低. 反映新胆酸合成的粪胆酸(FBA)在单纯切除组、胆囊结石组和胆石切除组分别升高1.3倍, 3.3倍和3.6倍(P均<0.05). 此外，正常豚鼠与胆结石豚鼠，胆酸池、胆汁酸、粪胆酸在胆囊切除前后尽管有轻度变化但均无显著性差别(Tab 2). 表2胆囊切除后胆酸池的变化（略）

　　2.3MMC特征除了1只动物外，所有的豚鼠均观察到典型的MMC. 记录到的MMC活动总计130个. 在正常组，MMC平均周期胃窦(82.0±5.7)分，十二指肠(83.1±5.6)分，空肠(84.3±6.0)分，回肠(90.4±7.4)分. 起源于胃窦的46个(35%)与起源于十二指肠的84个(65%)，都反口移行(Tab 3). 胆囊切除术显示起源于十二指肠的MMC增多： 胆囊结石组为78.8%, 胆石切除组81.0%，而对照组为50.0%. 在胆囊结石组与胆石切除组MMC周期由于Ⅱ期时限延长而延长,但Ⅲ期时限却明显缩短（Tab 4）. 此外，胆囊结石的动物，在胃肠道所有记录点Ⅲ期频率保持不变，而波幅平均下降约50%. 尽管没有差异，与胆囊完整的豚鼠比较，胆囊切除的豚鼠MMC Ⅰ,  Ⅱ,  Ⅲ期时限与总周期平行缩短而波幅升高（Tab 3, 4）. 豚鼠MMC的频率受胆囊切除术而不是胆固醇饮食的影响. 正常豚鼠MMC的频率在胆囊切除后，胃窦从(13.2±1.0)/min升高到(15.2±1.3)/min，十二指肠从(15.1±1.1)/min升高到(17.2±1.3)/min，空肠从(13.0±1.2)/min升高到(14.2±1.1)/min，回肠从（13.7±1.0） /min升高到（15.0±1.2） /min；胆结石的豚鼠MMC的频率在胆囊切除后，胃窦升高15% ［(13.3±1.1） /min vs （15.3±1.2） /min, P<0.05］，十二指肠升高14% ［(15.1±1.1）/min vs （17.2±1.4） /min, P<0.05］，空肠升高12% ［(12.9±1.1) /min vs (14.4±1.2) /min, P<0.05］，回肠升高10% ［(13.7±1.1)/min vs (15.1±1.2) /min, P<0.05］. MMC其他参数在手术前后没有显著差别. 表3MMC的时间特征（略）表4胆囊切除后MMC波幅的变化（略）

　　3讨论

　　胆酸肝肠循环是影响MMC的一个重要因素［1］. 胆囊切除后，胆汁失去储存的场所，Oddi括约肌相对松弛，胆汁酸连续通过肠道，导致胆酸肝肠循环频率加快. 我们发现手术后粪胆酸升高2倍，表明机体短期内可通过粪胆酸丢失增多调节胆酸池的大小. 而手术后，由于胆酸连续不断流动导致胆酸分泌反馈抑制，胆汁中胆酸浓度不变. 因此，我们推测胆囊切除后，整个小肠表面虽然胆酸流动加快但浓度正常，并没有过多的胆酸到达并进入小肠平滑肌. 最终这种膜流动的变化并未影响诸如受体和离子通道等膜调节蛋白的功能，从而调控电兴奋性，影响MMC的周 期运动. 本研究中，MMC的周期、III期时限和波幅在胆囊切除的豚鼠都无明显变化，证实上述假设. 此外，Kajiyama 等［3］报道在门静脉和肝内胆管之间存在一些维持正常十二指肠MMC循环的胆酸受体. 由于胆囊切除后胆汁中胆酸浓度不变，因此胆酸受体的刺激阈值未改变，最终MMC不变，也支持我们的研究结果. 我们发现，胆囊切除后除MMC频率加快外，其他参数均无显著性变化. 这一结果与胆囊功能正常的胆结石切除患者十二指肠运动无变化［4］一致. 因此，胃肠动力障碍并不是胆囊切除术后综合征的原因之一.

　　另外，豚鼠胆酸池大小与MMC的变化一致. 肝肠循环的驱动力之一小肠运动，主要推动胆酸到小肠吸收部位，以维持胆酸池的储存［5］. 小肠运动通过胆酸肝肠循环也参与胆酸池大小的调节.  一个特别的现象是胆囊切除后，在3个动物的II期出现增多的、低波幅的回肠丛集收缩，类似于小肠离散丛集簇（DCC）［6］，但持续时间短. 这些丛集收缩在禁食期间沿着末段回肠反口移行. 由于手术后恢复时间较短，这些丛集收缩可能只是偶尔出现在术后早期.

　　【】

　　［1］ Fang P, Dong L,  Luo JY, et al. Effects of motilin and ursodeoxycholic acid on gastrointestinal myoelectric activity of different origins in fasted rats ［J］. World J Gastroenterol, 2004;10（17）:2509-2513.

　　［2］ 古赛，唐承薇，钟晓明. B超测定胆囊排空率餐后测定时间的探讨［J］.胃肠病学，2002; 7（4）:218-220.

　　Gu S, Tang CW, Zhong XM. Investigation of postprandial phase of gallbladder emptying measured by ultrasonography ［J］. Chin J Gastroenterol, 2002; 7(4): 218-220.

　　［3］ Kajiyama Y, Irie M, Enjoji A, et al. Role of bile acids in duodenal migrating motor complexes in dogs  ［J］. Dig Dis Sci, 1998; 43(10): 2278-2283.

　　［4］ Andersen PV, Mortensen J, OsterJorgensen E, et al. Cholecystectomy in patients with normal gallbladder function did not alter characteristics in duodenal motility which was not correlated to size of the bile acid pool  ［J］. Dig Dis Sci, 1999; 44(12): 2443-2448.

　　［5］ Lanzini A, Lanzarotto F. The  mechanical pumps and the enterohepatic circulation of bile acidsdefects in celiac disease  ［J］. Aliment Pharmacol Ther,  2000; 14（4）: 52-58.

　　［6］徐尔迪，董蕾，兰康，等.  肠易激综合征患者十二指肠移行性复合波的研究［J］. 中华消化杂志， 2003; 23（3）: 142-145.