添加麩醯胺對腹膜炎引致敗血症老鼠脾臟細胞激素

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添加麩醯胺對腹膜炎引致敗血症老鼠脾臟細胞激素

添加麩醯胺對腹膜炎引致敗血症老鼠脾臟細胞激素 mRNA mRNA 表現之影響表現之影響

Effects of glutamine supplementation on splenocyte cytokine mRNA expression i Effects of glutamine supplementation on splenocyte cytokine mRNA expression i

n rats with septic peritonitis n rats with septic peritonitis

賴育妮賴育妮

* *

邱琬淳商惠芳葉松鈴邱琬淳商惠芳葉松鈴 ^#^# 陳維昭陳維昭

台北醫學大學保健營養研究所微生物免疫學科台灣大學醫學院外科台北醫學大學保健營養研究所微生物免疫學科台灣大學醫學院外科

a

b

ab b

b

b b

a

ab b

a

b b b

b b

a

ab ab

ab

Gln-supplemente Gln-supplemente

dd without Glnwithout Gln Casein

Casein 165165 220220

Corn starch

Corn starch 667667 657657

Soybean oil

Soybean oil 4444 4444

GlnGln 4545 ----

Total nitrogen

Total nitrogen 35.235.2 35.235.2

Vitamin

Vitamin ^a^a 1010 1010

Salt mixture

Salt mixture ^b^b 3535 3535

Methyl-cellulose

Methyl-cellulose 3030 3030

Choline chloride

Choline chloride 11 11

DL-Methionine

DL-Methionine 33 33

Total calorie

Total calorie 3904kcal3904kcal 3904kcal3904kcal

+Gln+Gln ----

Glucose soln (50%) Glucose soln (50%)

20% Fat emulsion 20% Fat emulsion

Moriamin-SN (10%) * Moriamin-SN (10%) *

Gln (g) Gln (g)

Infuvita **No1 Infuvita **No1 Infuvita **No2 Infuvita **No2

NaCl 3%

KCl 7%

KK₃₃POPO₄₄8.7%8.7%

Ca-gluconate Ca-gluconate MgSOMgSO₄₄

Zn SO Zn SO₄₄

Choline chloride(g) Choline chloride(g)

418418 5050 417417

1111 77 11 3535 1010 1010 1010 44 22 11

412412 5050 556556

---- 77 11 3535 1010 1010 1010 44 22 11

Table 2. Composition of TPN solution (mL/L)

Table 1. Composition of semipurified diet ( g/kg )

IL-2IL-2 IL-4IL-4 IL-10IL-10 IFN-IFN- TNF-TNF- (ratio of 15S rRNA)

(ratio of 15S rRNA) Control

Control 1.91.90.110.11ââ 1.871.870.160.16ââ 1.791.790.110.11ââ 1.991.990.260.26ââ 1.651.650.050.05ââ

－－－－ 2.062.060.210.21âcâc 2.132.130.300.30âcâc 1.901.900.230.23ââ 2.212.210.260.26ââ 1.791.790.240.24ââ

－＋－＋ 2.452.450.160.16^b^b 2.492.490.160.16^b^b 2.212.210.190.19^b^b 2.682.680.210.21^b^b 2.312.310.410.41^b^b

＋－＋－ 2.262.260.260.26^bc^bc 2.352.350.220.22^bc^bc 1.971.970.210.21âcâc 2.572.570.340.34^b^b 1.991.990.210.21âbâb

＋＋＋＋ 2.422.420.230.23^b^b 2.372.370.290.29^b^b 2.122.120.170.17^bc^bc 2.522.520.330.33^b^b 2.192.190.340.34^b^b

Figure 1. The distribution of CD45Ra+, CD3+, CD4+ and CD8+ lymphocytes in the spleen in the five groups 3 days after CLP.

Different letters indicate significant difference among groups (p <

0.05)

Figure 2. Nitric oxide (NO) concentrations in PLF of the five groups 3

days after CLP. Different letters indicate significant difference among groups (p < 0.05)

Figure 3. The mRNA expression of cytokines in the spleen of the five groups 3 days after CLP

Values are expressed as means  SD. Groups without sharing common letters in the same column indicate significant difference at p < 0.05

前言

敗血症（ sepsis ）是一種在臨床上十分常見且死亡率極高的併發症，

當細菌及其內毒素侵入人體後，會造成體內的代謝失衡以及組織之分解，

最後導致多重器官之衰竭。已有研究顯示，代謝失衡主要是由於敗血症引致免疫系統及器官細胞中細胞激素分泌不正常所致，許多研究均以細胞激素之分泌量作為發炎或受傷嚴重程度之指標。然而由於細胞激素半衰期很短，分泌的高峰期各有不同，在體液內的濃度極低，故有些細胞激素並無法偵測到。於是敏感性及準確度皆高之 RT-PCR (reverse-transcription p olymerase chain reaction) 技術被廣泛的運用在偵測細胞激素 mRNA 的

全靜脈營養（ total parenteral nutrition, ， TPN ）是一種非經腸道的 營養支持方式，常用於腸道功能障礙之病人，由於 TPN 之使用會造成腸黏 膜細胞及組織內 gut associated lymphoid tissue (GALT) 發生萎縮，而

使得腸黏膜通透性增加，增加細菌轉移的比例而引發感染，並併發敗血症。

因此如何增進病人免疫功能，降低感染是重要的研究方向，近年來免疫營養 (immunonutrition) 遂成為研究之重點，而 glutamine (Gln) 之添加受 到相當之重視。 Gln 為人體中含量最多的游離胺基酸，同時也是腸黏膜及 免疫細胞之重要能量來源。已有研究顯示 Gln 添加於 TPN 配方中，有助於 維持腸道構造和功能之完整性、增加氮保留量並防止細菌轉移。另外，於 TPN 溶液中添加 Gln 可維持 Th2 細胞所分泌的細胞激素－ IL-4 、 IL-10 m RNA 的表現量並維持小腸 IgA 的分泌，增進黏膜免疫的功能。本實驗室前 之研究顯示，於敗血症前給予飲食中補充 Gln ，可增進腹腔巨噬細胞之吞 噬能力；而無論是在敗血症前或後給予 Gln 之補充皆可增加 GALT 內淋巴 細胞之增生，並促進 IgA 之分泌。為了更進一步探討 Gln 之補充對敗血症 所引起之免疫反應，到底是偏向細胞性或是體液性免疫反應，故本實驗以盲腸結紮並穿刺手術 (cecal ligation and puncture, CLP) 引致老鼠敗血 症，進而觀察 Gln 對敗血症老鼠脾臟淋巴細胞分佈及 Th1 或 Th2 所分泌之 細胞激素 mRNA 表現

目的

CLP 為最接近人體因腹膜炎引致敗血症之良好動物模式，故本實驗以 此方式引致敗血症，並在敗血症前以由口進食，敗血症後以 TPN 輸入方式 給與 Gln ，來研究 Gln 對敗血症的影響。由於敗血症之發生並無法預知，

因此本實驗在敗血症發生之前後給或不給 Gln 來模擬有敗血症危險之重症 病人，探討是否可在住院後即給予 Gln ，來預防敗血症或減輕敗血症之嚴 重

表現量，以預測細胞激素之分泌量。

之影響。

程度，或敗血症發生後以靜脈輸入也可達到同樣之效果。

材料與方法

實驗以 Wistar 雄性老鼠為對象，共分為五組，一組為 normal control 組，不做 CLP 但做頸靜脈插管手術，手術前給予一般飼料配方，術後給予 傳統之 TPN 輸液。其餘四組均施行 CLP 及頸靜脈插管手術，分別為： CL P 前給一般飼料配方，術後給傳統之 TPN 輸液（－－）； CLP 前給一般 飲食， CLP 後給富含 Gln 之 TPN 輸液（－＋）； CLP 前給富含 Gln 之 飲食，手術後給傳統之 TPN 輸液（＋－）； CLP 前後均給富含 Gln 之配 方（＋＋）。五組之營養素組成、總熱量以及總氮量均相等，富含 Gln 之 配方以 Gln 取代總氮量之 25% 。在引致敗血症三天後犧牲老鼠，取腹水及 脾臟供

分析項目

腹水中 NO 的測定： ELISA kit

脾臟細胞中 T 細胞、 B 細胞之分佈 : Flow cytometry

細胞激素包括 Th1: interferon (IFN)-  , interleukin (IL)-2 ； Th2: IL-4, I L-10, 及 tumor necrosis factor (TNF)- mRNA 表現量之測定 : RT-PCR 分析之用。

結論

1. 研究結果顯示敗血症會造成脾臟 T 細胞分布之減少，但無論是在敗血 症前或後給予 Gln 的補充皆可以維持脾臟 T 細胞之分佈。

2. 在敗血症前後皆補充 Gln 其腹水中 NO 之濃度較 control 組高，脾臟 細胞內 TNF- mRNA 表現量亦較高，可能 TNF- 之表現促進敗血症 後巨噬細胞之活性，因而釋出較多之 NO 增進巨噬細胞之吞噬能力

，此

3. 在敗血症後給予 Gln 的補充會增加脾臟細胞內 Th1 及 Th2 細胞激素 mRNA 表現量，雖然 Th1 與 Th2 細胞兩者所分泌之細胞激素具拮抗 作用，但細胞激素之分泌還要經過一連串 post-transcription 修飾，

並經 translation 之後才能合成蛋白質，是否細胞激素之分泌會在此 期間

結果與本實驗室前之研究結果有一致性。

受到一些因子之調控則需更進一步之研究。

References:

• Fukatsu K, Kudsk KA, Zarzaur BL, Wu Y, Hanna MK, DeWitt RC. TPN decreases I L-4 and IL-10 mRNA expression in lipopolysaccharide stimulated intestinal lamin a propria cells but glutamine supplementation preserves the expression. Shock 15 :318-22, 2001

• Lai YN, Yeh SL, Lin MT, Shang HF, Chen WJ: Glutamine supplementation enhanc es mucosal immunity in rats with gut-derived sepsis. Nutrition 20:286-291, 2004

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