소장의 허혈-재관류 손상과 단기금식의 장내 세균전위에 대한 상승 효과

Abstract

목적: 장내세균전위는 출혈, 화상, 외상 등에서 나타나며, 장점막을 통하여 장간막 림프절 및 원격기관으로 전위를 일으킨다. 전위된 세균은 균혈증이나 패혈증의 원인균이 된다. 장기간 금식은 장점막을 위축시켜 세균전위에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 또한 허혈-재관류 손상은 장점막에 영향을 미쳐 세균전위를 일으키는 흔한 원인이다. 본 연구는 금식과 장의 허혈-재관류 손상이 세균전위에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 방법: 수컷Sprague-Dawley종 백서를 네 군으로 나누었다: 1) 이틀간 금식 후 장의 허혈-재관류 손상을 받은 군(NPO/IR, n=14), 2) 이틀간 금식후 장의 허혈-재관류 손상을 받지 않은 군(NPO/non-IR, n=7), 3) 먹이를 먹고 장의 허혈-재관류 손상을 받은 군(feeding/IR, n=13), 4) 먹이를 먹고 장의 허혈-재관류 손상을 받지 않은 군(feeding/non-IR, n=7). 허혈 손상을 주기 위해 NPO/IR 군과 feeding/IR 군의 백서에서 상장간막 동맥을 혈관 겸자를 이용하여 결찰하고 하장간막 동맥과 복강동맥으로부터의 우회혈관을 혈관 겸자로 결찰하였다. 나머지 두군(NPO/non-IR, feeding/non-IR)은 허혈 손상을 주지 않았다. 배양된 대장균에 99mTc 부착 과정을 시행하였다. 허혈 손상을 받은 두 군에서는 30분간 허혈 손상 후 재관류 4시간 째에, 허혈 손상을 받지 않은 두 군에서는 개복하여 바로 99mTc이 부착된 대장균을 회장 말단 부위에 23G 바늘을 이용 주입하였고 2시간 후 장간막 림프절, 간, 폐, 혈액, 비장, 회장 조직을 생검하였다. 회장 조직은 포르말린에 고정 후 H&E 염색을 시행하였고, 회장을 제외한 조직은 즉시 감마카운터를 이용하여 99mTc이 부착된 대장균에서 방출되는 감마선의 양을 측정하였다. 통계는 SPSS ver.11로 Student’s t-test를 이용하였고, p value가 0.05 미만이면 통계적으로 의미 있는 결과로 정하였다 결과: 조직의 현미경 관찰 결과 이틀간의 금식이 허혈-재관류 손상 유무에 관계없이 장점막의 융모길이와 점막두께의 단축이나 손상을 주지 않았으며, 허혈-재관류 손상을 받은 군에서 받지 않은 군과 비교시 융모길이와 점막두께의 단축은 통계적으로 유의한 차이를 보였으나 장점막의 손상은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 모든 군에서 비교적 장점막의 상피세포가 결손 없이 잘 유지되어 있었다. NPO/non-IR군과 feeding/non-IR군의 모든 검체의 감마선 방출양은 통계적으로 유의한 차이가 없었다(장간막 림프절 p=0.881, 간 p=0.953, 폐 p=0.585, 혈액 p=0.484, 비장 p=0.604). NPO/IR 군은 NPO/non-IR군에 비하여 채취한 모든 검체의 감마선 방출양은 통계적으로 유의하게 많이 방출되었다(장간막 림프절 p=0.004, 간 p<0.001, 폐p<0.001, 혈액 p<0.001, 비장 p=0.003). Feeding/IR군은 feeding/non-IR군에 비하여 장간막 림프절을 제외한 나머지 검체의 감마선 방출양은 통계적으로 유의하게 많이 방출되었다(장간막 림프절 p=0.109, 간 p=0.002, 폐 p<0.001, 혈액 p<0.001, 비장 p=0.002). NPO/IR 군은 feeding/IR군에 비하여 장간막 림프절을 제외한 나머지 검체의 감마선 방출양은 통계적으로 유의하게 많이 방출되었다(장간막 림프절 p=0.085, 간 p=0.002, 폐 p=0.001, 혈액 p<0.001, 비장 p=0.007). 결론: 백서에서 이틀간의 금식만으로는 대장균전위에 영향을 주지 않으나, 장의 허혈-재관류 손상은 금식에 관계 없이 대장균전위를 일으킴을 알 수 있었다. 또한 이틀간의 금식과 장의 허혈-재관류 손상이 순차적으로 발생하였을 때 이들의 상승효과로 대장균전위는 더욱 증가될 수 있음을 알 수 있었다; PurPose: Fasting and bowel ischemia-repermia-reperfusion (IR) induce bowel mucosal injury, but the sffects of short-term fasting before bowel IR are not defined. in this study, I sought to verify the effects of short-term fasting. IR, arefaeting before IR on becyerial translocation (BT). I designed an experimental animal model to study BT after 2 days of fasting in the presrnce or absence of bowel IR injury. Materials and methods: Male Sprague-Dawley rats Weighing 200-300 g were divide into 4 oxperimental groups: 1) NPO/IR, n=14, 2 days fasting with bowel IR injury; 2) NPO/non-IR, n=7, 2 days fasting sithout bowel IR injury; 3) Essding/IR, n=13, feeding with bowel IR injury; 4) Feeding/non-IR, n=7, feeding wihtout bowel IR injury. In the NPO-IR and feeding-IR group, the superior mesenteric artery and collateral arteries from the inferior mesenteric artery and the celiac axis were occluded for 30 minutes, amd then reperfused for 4 hours. in all groups, e. coli labeled with ^(99m)Tc was inoculation, a fragment of terminal ileum for histological examination and samples of mesenteric lymph nodes (MLN), liver, lung, blood and spleen for radioactivity determination were obtained. Student' s t-test was used for statistical analysis. p<0.05 was considered statistically significant. Results: On microdcopic evaluation short-term fasting caused no specific bowel mucosal injury. The NPO/IR and feeding/IR groups exhibited shortening of the villus and mucosa. The mucosal epothelial cell layers of all groups were comparatively intact. the NPO/non-IR and feeding/non-IR groups showed no significant difference in radioactivity in any harvested organs (MLN p=0.881, liver p=0.953, lung p=0.585, blood p=0.484, spleen p=0.604). The NPO/IR group showed a significant increase in radioactivity in all harvested organs compared with the NPO/non-IR group (MLN p=0.004 liver p=0.001, hung p=0.001, spleen p=0.003). The feeding- IR group showed a significant increase in radioactivity in all harversted organs, except ML, when compared with compared with the feeding/non-IR group (MLN p=0.109, liver p=0.002, lung <0.001, blood p<0.001, spleen p=0.002). The Npo.IR group showed a significant increase in radioactivity in all harvested organs, except MLN, when compared with the feeding/IR group (MLN p=0.085, liver p=0.001, blood p<0.001, 3pleen p=0.007). conclusions: The findings in the present study indicate that 1) two-day fasting itself does not cause in BT, and 3) short-term fasting prior to bowel IR injury is associated with significantly increasrd BT. Therefore, short-term fasting increases the susceptibility of the bowel to injury on BT in rats.