中耳腔積液清除機(jī)制的研究現(xiàn)狀

李祥翠 綜述 李吉平 審校

維持中耳腔的相對干燥狀態(tài)是中耳黏膜的基本生理功能之一，以保證聲波從鼓膜傳導(dǎo)至內(nèi)耳。各種致病因素所致的中耳腔積液破壞了中耳腔的相對干燥狀態(tài)，導(dǎo)致中耳生理功能的改變，如以中耳積液為主要臨床特點(diǎn)的分泌性中耳炎即表現(xiàn)為傳導(dǎo)性聾。臨床上往往通過創(chuàng)傷性的方法引流中耳腔積液以達(dá)到治療目的，而事實(shí)上，不伴解剖異常的分泌性中耳炎有很高的自愈率，因此美國在2004年發(fā)表的《分泌性中耳炎臨床治療指南建議》對該病采取短期(3個月)觀察的方法[1]，這表明中耳積液可以被自行清除。但是中耳是通過什么機(jī)制清除積液的，至今仍無合理解釋。

事實(shí)上，某些健康狀態(tài)下中耳腔亦可出現(xiàn)積液且能迅速清除。Roberts等[2]研究顯示，新生兒在出生后3小時內(nèi)均可見中耳積液，但在3天內(nèi)70%得以吸收；Priner等[3]發(fā)現(xiàn)新生豚鼠中，由于中耳腔羊水殘留所致的傳導(dǎo)性聾可在數(shù)天內(nèi)自行消失。目前研究認(rèn)為中耳腔積液的清除機(jī)制主要有以下4種：吞咽時咽鼓管的泵作用，中耳腔-咽鼓管黏膜纖毛清除系統(tǒng)，滲透壓梯度的作用以及鈉離子主動轉(zhuǎn)運(yùn)介導(dǎo)的積液清除。

1 吞咽時咽鼓管的泵作用

Honjo等[4，5]認(rèn)為吞咽時腭帆張肌收縮，咽鼓管開放，管腔內(nèi)形成負(fù)壓，中耳腔積液進(jìn)入管腔，腭帆張肌舒張時，積液從咽鼓管排出進(jìn)入鼻咽部。有研究通過切除貓的腭帆張肌而抑制咽鼓管的泵作用，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)耳內(nèi)殘留積液量顯著高于對照組,說明咽鼓管的泵作用在中耳腔積液清除過程中起著重要作用[6]。但是正常情況下，咽鼓管咽口開放時間極為短暫，且當(dāng)中耳腔內(nèi)形成的負(fù)壓超過咽鼓管腔在吞咽時形成的負(fù)壓時，中耳腔內(nèi)積液將不能通過咽鼓管的泵作用清除。研究表明，當(dāng)中耳腔內(nèi)的負(fù)壓值超過-100 mmH2O時，咽鼓管的泵作用可終止[7]，說明在中耳腔形成負(fù)壓(超過-100 mmH2O)后中耳腔內(nèi)積液的清除需要其他機(jī)制來完成。

2 中耳腔-咽鼓管黏膜纖毛清除系統(tǒng)

中耳腔-咽鼓管黏膜纖毛系統(tǒng)的上皮細(xì)胞來源于呼吸道黏膜上皮細(xì)胞，如同呼吸道上皮細(xì)胞一樣，中耳纖毛在其覆蓋的黏液毯(airway surface liquid，ASL)中運(yùn)動，通過纖毛的擺動，將中耳腔內(nèi)的積液從咽鼓管排至鼻咽部。Park等[8]研究發(fā)現(xiàn)黏膜纖毛系統(tǒng)在胎兒期即開始形成，一出生即完全建立。有研究通過向鼓室和乳突腔內(nèi)注入不同粘度的有色液體，然后觀察咽鼓管咽口處液體的排除情況，發(fā)現(xiàn)鼓室內(nèi)注入液體組的液體清除速度顯著快于注入乳突腔組，表明黏膜纖毛清除作用在中耳積液清除中起著一定作用[5]。而且中耳腔分泌的表面活性物質(zhì)可降低咽鼓管管壁的表面張力，即使在咽鼓管關(guān)閉狀態(tài)下也能促進(jìn)積液排至鼻咽部[9]。但有研究[10]通過隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的方法向?qū)嶒?yàn)鼠耳內(nèi)注入外源性表面活性物質(zhì)和安慰劑，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用表面活性劑后，咽鼓管的開啟壓力明顯降低，但是纖毛的清除能力卻無明顯變化，這可能與該研究入組實(shí)驗(yàn)鼠量少有關(guān)。近來，有研究者[11]對用脂多糖(lipo-polysaccharide，LPS)注入中耳腔所誘導(dǎo)的分泌性中耳炎的實(shí)驗(yàn)豚鼠應(yīng)用磷酸鹽溶液(phosphate buffered saline ，PBS)經(jīng)鼻噴霧和牛肺表面活性劑經(jīng)鼻噴霧，連續(xù)用7天，第8天測定豚鼠咽鼓管的被動開放壓力并在光鏡下觀察咽鼓管的組織病理學(xué)改變，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用牛肺表面活性劑的豚鼠耳的咽鼓管開放功能顯著高于對照耳，且組織水腫更輕,這進(jìn)一步表明中耳上皮細(xì)胞分泌的表面活性物質(zhì)通過增加咽鼓管的開啟而促進(jìn)中耳積液的清除，且中耳腔-咽鼓管黏膜纖毛清除機(jī)制在中耳腔負(fù)壓較高(-200～-400 mmH2O)[7]和積液量較大[5]時將被抑制?，F(xiàn)在臨床上常用的促表面活性物質(zhì)藥物為鹽酸氨溴索(ambroxol HcL)，通過促進(jìn)咽鼓管和中耳黏膜類表面活性物質(zhì)的合成與分泌，不僅可改變分泌性中耳炎患者的咽鼓管的開放壓力，改善通氣，還可調(diào)整黏液纖毛轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中黏液毯溶液層和凝膠層的比例，加速黏液纖毛的運(yùn)輸，促進(jìn)中耳分泌物的排出，從病因上對其進(jìn)行治療。周宣巖等[12]應(yīng)用鼓室內(nèi)注射鹽酸氨溴索治療OME患者，取得較好療效。

3 滲透壓梯度的作用

近年來，Priner等[3]發(fā)現(xiàn)由于中耳腔羊水殘留所致的新生豚鼠傳導(dǎo)性聾可在數(shù)天內(nèi)自行消失，但90%新生豚鼠在出生后第一天中耳腔負(fù)壓高達(dá)-500 mmH2O，這表明咽鼓管的泵作用以及中耳腔-咽鼓管黏膜纖毛清除機(jī)制均被抑制，那么是何種機(jī)制促使中耳的積液清除呢？該研究者[13]進(jìn)一步通過檢測胎鼠中耳腔內(nèi)積液、羊水、血液的滲透壓，發(fā)現(xiàn)血液的平均滲透壓為303.9±4.9 mOsmol/kg(n=4), 羊水的平均滲透壓為286.6±10.9 mOsmol/kg(n=7) ，胎鼠中耳腔內(nèi)積液的平均滲透壓為293.0±13.9 mOsmol/kg (n= 9 )，提示滲透壓梯度可能參與中耳腔液體的清除。該研究者進(jìn)一步通過向?qū)嶒?yàn)豚鼠中耳內(nèi)注入生理鹽水和血漿，數(shù)天后用耳鏡和阻抗儀觀察中耳積液清除情況，發(fā)現(xiàn)注入生理鹽水后中耳積液清除并形成負(fù)壓，而注入血漿后中耳積液量無明顯變化，再通過向中耳腔內(nèi)注入不同滲透濃度的溶液，數(shù)天后用耳鏡和阻抗儀觀察積液清除情況，發(fā)現(xiàn)注入生理鹽水時，中耳腔形成負(fù)壓且積液清除，注入高滲溶液后，液體存留于中耳腔，且有增多趨勢，這些均進(jìn)一步證實(shí)中耳腔積液的清除與積液的滲透壓密切相關(guān)。Petia等[14]向中耳腔注入不同滲透濃度的溶液(低滲、等滲、高滲)，再在鼓膜上置一垂直管，通過計量管內(nèi)液體的改變直接評估中耳腔積液的清除率，進(jìn)一步客觀地證實(shí)積液滲透壓在積液清除中起著主導(dǎo)作用。但是對于滲透梯度形成在中耳病理性積液清除機(jī)制在臨床上的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。

4 中耳上皮細(xì)胞鈉離子通道的主動轉(zhuǎn)運(yùn)

許多研究者先后報道了中耳黏膜的上皮細(xì)胞具有液體交換功能，證實(shí)了體外培養(yǎng)的中耳上皮細(xì)胞中的離子轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)象。1992年，Herman等[15]在原代培養(yǎng)的沙鼠中耳上皮細(xì)胞頂端添加阿米洛利(amiloride)后，發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞的跨膜電勢差、等價短路循環(huán)電流顯著降低，且跨膜電導(dǎo)從19±56 Ω/cm2增加至403±69 Ω/cm2(P<0.001,n=15)，表明中耳上皮細(xì)胞存在離子轉(zhuǎn)運(yùn)且與amiloride敏感的鈉通道密切相關(guān)。該研究者[16]進(jìn)一步通過測定野生型SV40 感染后的沙鼠中耳上皮細(xì)胞的amiloride敏感的短路循環(huán)電流(amiloride-sensitive，Isc)發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞頂端添加amiloride(10-5mol)后，Isc從7.0±1.4 mA/cm2降低至 0.6±0.1 mA/cm2(P<0.01,n=6)，進(jìn)一步證實(shí)中耳黏膜上皮細(xì)胞的離子轉(zhuǎn)運(yùn)與amiloride敏感的鈉通道相關(guān)。De Serres等[17]通過Ussing室宏觀電生理測量檢測體外培養(yǎng)的中耳黏膜上皮細(xì)胞的Isc，發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞頂端添加amiloride(10-4mol)后，Isc顯著降低52.3% ± 4.9%，而在其底部添加時則無明顯變化，進(jìn)一步證實(shí)中耳黏膜的離子轉(zhuǎn)運(yùn)與amiloride敏感的鈉通道相關(guān)，且該通道主要分布于細(xì)胞的頂端。1997年，Herman等[18]首次報道了體外培養(yǎng)的沙鼠中耳上皮細(xì)胞具有吸收液體功能，表明中耳上皮細(xì)胞可以通過對鈉離子的轉(zhuǎn)運(yùn)在細(xì)胞表面形成滲透梯度，從而對細(xì)胞外液體形成滲透性吸收，并進(jìn)一步證實(shí)了鈉離子的轉(zhuǎn)運(yùn)是由上皮鈉通道(epithelial sodium channel，ENaC)介導(dǎo)的。近來，Choi等[19]通過比較中耳黏膜上皮細(xì)胞與鼻黏膜上皮細(xì)胞amiloride敏感的Isc、液體吸收能力、mRNA-ENaC的轉(zhuǎn)錄及其蛋白質(zhì)的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)中耳黏膜上皮細(xì)胞的amiloride敏感Isc及細(xì)胞對液體的吸收能力顯著高于鼻黏膜上皮細(xì)胞，且其mRNA-ENaC的轉(zhuǎn)錄及其蛋白質(zhì)上調(diào)一致，進(jìn)一步從分子水平證實(shí)中耳黏膜上皮細(xì)胞的離子轉(zhuǎn)運(yùn)在中耳積液清除中起著重要的作用。

李吉平等[20]報道健康大鼠的中耳黏膜能夠通過ENaC主動轉(zhuǎn)運(yùn)Na+從而對中耳腔內(nèi)的液體進(jìn)行吸收，他們發(fā)現(xiàn)將鈉離子溶液置換為一非滲透性的陽離子(N Methyl-D-glucamine，N-甲基-D-葡萄糖胺)后，積液的吸收率從0.065±0.008 μl/min降低至0.019±0.003 μl/min (P<0.05,n= 6),表明中耳腔積液的清除與離子的滲透性密切相關(guān)；向注入中耳內(nèi)的生理鹽水中加入amiloride (10-3mol)后發(fā)現(xiàn)，中耳腔積液清除率降低至0.027±0.006 μl/min (P<0.05,n= 6), 進(jìn)一步從活體角度證實(shí)了中耳積液的清除有賴于amiloride敏感的鈉通道的主動轉(zhuǎn)運(yùn)。該研究者[21]根據(jù)NaCl和NMDGCl(N-Methy1-D-Glucamin)的當(dāng)量濃度(mmol/L)比例不同，分別按140：0、10：120、40：100、80：60的比例配制成4種溶液，分別用于4組大鼠的實(shí)驗(yàn)耳，各組的對照耳注入140 mMNaCl溶液，然后比較實(shí)驗(yàn)耳與對照耳的液體吸收率，發(fā)現(xiàn)吸收率比分別為0.5455±0.0685、0.63534±0．0.579、0.7575±0.061l、0.9774±0.0585，組間比較差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),表明中耳腔積液清除的速度與鈉離子的濃度呈正相關(guān)，中耳腔積液的吸收過程呈鈉離子依賴且能被ENaC的抑制劑amiloride抑制，證實(shí)中耳腔積液的清除中ENaC起著主導(dǎo)作用。

近來，Song等[22]通過堵塞健康大鼠咽鼓管誘導(dǎo)OME后研究ENaC在病理狀態(tài)下的表達(dá)，分別在咽鼓管堵塞后的第2、4、8周取大鼠實(shí)驗(yàn)耳和對照耳聽泡用PCR檢測ENaC-mRNA、用免疫組織化學(xué)染色法檢測α-ENaC亞基的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)α-ENaC-mRNA在第2、4周的表達(dá)顯著降低(分別為對照組的0.28、0.73倍，P<0.05)，但在第8周卻顯著增加至對照組的1.48倍；β-ENaC-mRNA的表達(dá)在第2周時兩組無明顯差異，而在第4、8周時則顯著增加(分別為對照組的3.17、7.85倍，P<0.05)；而γ-ENaC-mRNA的表達(dá)在第2、4、8周均呈顯著增加(分別為對照組的1.51、4.82、14.79倍，P<0.05)，α-ENaC亞基的表達(dá)與基因轉(zhuǎn)錄一致。該研究表明中耳黏膜上皮細(xì)胞在病理狀態(tài)(OME)如下亦表達(dá)，且表達(dá)呈上調(diào)趨勢。進(jìn)一步在活體上證實(shí)了ENaC在中耳腔積液清除中起著重要作用。但是ENaC蛋白的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄、翻譯、翻譯后調(diào)節(jié)機(jī)制、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)、胞膜上的插入等過程，該研究僅限于ENaC蛋白mRNA、ENaC蛋白總蛋白量以及其在胞膜上的定位，對于其轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)機(jī)制以及插入胞膜上ENaC蛋白是否既具有功能活性又可在臨床上實(shí)際應(yīng)用有待進(jìn)一步的研究。

綜上所述，中耳腔積液的清除是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果，每種機(jī)制在中耳積液的清除過程中都起著重要的作用，特別是對ENaC蛋白在中耳積液清除中的機(jī)制的進(jìn)一步研究，有望為病理性中耳積液的清除機(jī)制提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，對OME的臨床診療具有實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)意義。

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