[Sinh lý thú vị 46] Secretory Diarrhea: Escherichia coli infection

Ngọc Lan tốt nghiệp cao đẳng năm 22 tuổi, làm việc cho tổ chức phi lợi nhuận ở trung tâm Hoa Kỳ – nó xây dựng trường học cho 80 trẻ em. Trước khi cô rời khỏi trung tâm Hoa Kỳ, Lan nhận được tất cả các vaccin được yêu cầu. Khi còn ở trung tâm Hoa Kỳ, cô nhận được cảnh báo uống nước đun sôi. Mặc dù đề phòng, cô vẫn bị nhiễm bệnh E. coli => secretory diarrhea. Lan trở nên bệnh thật sự và tiêu ra 10L phân loãng mỗi ngày. Phân của cô không chứa mủ hoặc máu. Lan được đưa đi trạm y tế gần nhất, nơi cô được khám:

Mẫu phân xác nhận sự hiện diện của enterotoxigenic E. coli. Lan được điều trị với kháng sinh, một opiate antidiarrheal medication và uống rehydration solution (chứa chất điện giải và glucose). Tiêu chảy giảm dần, huyết áp, nhịp tim, điện giải trở về bình thường.

1, Tổng thể tích dịch được uống vào và tiết ra trong đường tiêu hóa hằng ngày ở người bình thường? Nếu trung bình thể tích dịch trong phân là 200 mL/ngày, lượng dịch được hấp thu bởi đường tiêu hóa hằng ngày là bao nhiêu?

Mỗi ngày đường tiêu hóa tiết và vật chất hấp thu một lượng lớn thể tích. Đặc trưng, bữa ăn cung cấp khoảng 2L dịch, ngoài ra 1L được tiết trong nước bọt, 2L được tiết trong dịch vị, 3L được tiết trong dịch tụy và mật và 1L được tiết bởi ruột non => tổng là 9L. Rõ ràng, chúng ta không thể bài tiết 9L dịch trong phân mỗi ngày. Thực tế thể tích trung bình được bài tiết hằng ngày trong phân là 200 mL. Do đó kết luận logic là khoảng 8.8L dịch được hấp thu bởi đường tiêu hóa, hầu như hấp thu ở ruột non.

2, Định nghĩa tiêu chảy? Bàn luận cơ chế chính của tiêu chảy: osmotic, secretory, inflammatory và motor.

Tiêu chảy được mô tả là sự bài tiết quá nhiều nước trong phân. Tiêu chảy có thể xuất hiện hoặc bởi vì quá nhiều dịch được tiết (nhiều quá mức lượng nó có thể được hấp thu) hoặc bởi vì quá ít dịch được hấp thu. Thật vậy, một trong 4 cơ chế của tiêu chảy được đề cập trong câu hỏi phải gây ra bởi sự tăng tiết, giảm hấp thu hoặc cả hai.

Trong osmotic (lactose trong người thiếu lactase, sorbitol trong kẹo xi-gum; magnesium trong sữa của magnesia), nghèo hấp thu chất tan => áp suất thẩm thấu kéo nước vào trong lòng ruột. Trong secretory ( V. cholerae, enterotoxigenic E. coli, VIPoma, stimulant laxatives), tăng thể tích dịch được tiết bởi ruột non, quá tải khả năng hấp thu ở đường tiêu hóa. Trong inflammatory (dysentery, ulcerative colitis), phá hủy niêm mạc ruột non cản trở hấp thu => những chất tan không hấp thu => áp suất thẩm thấu kéo nước. Nhân tố hóa học trung gian khác, giải phóng từ đáp ứng viêm => kích thích sự tiết của ruột non. Trong motor (rapid transit) (bệnh lý hypermotility, intestinal bypass), dịch xuyên qua ruột non quá nhanh hơn mức bình thường hấp thu xuất hiện.

3, Lan bị nhiễm với enterotoxigenic E. coli. Giống Vibrio cholerae, dòng E. coli tạo ra một endotoxin => secretory diarrhea. Tế bào nào của đường tiêu hóa chịu tác động bởi cholera toxin (và bởi endotoxin của E. coli)? Chất độc đó gây tiêu chảy như thế nào?

Tiêu chảy ở Ngọc Lan gây ra bởi hoạt hóa tiết bởi tế bào biểu mô nó lót trong intestinal crypts. Intestinal crypts cells khác tế bào hấp thu lot trong villi ruột. Màng apical của crypt cells chứa kênh Cl-. Màng basolateral chứa Na+-K+ ATPase và đồng vận chuyển Na+-K+-2Cl- giống với được tìm thấy ở đoạn dày lên vai Henle. 3 ion đồng vận chuyển mang Na+, K+, Cl- vào trong tế bào từ máu. Cl- sau đó được tiết vào trong lòng ruột qua màng apical nhờ kênh Cl-; Na+ thụ động theo Cl-, di chuyển giữa các tế bào và cuối cùng nước được tiết vào trong lòng ruột, theo chuyển động của NaCl.

Thường thì kênh Cl- ở màng apical của tế bào crypts đóng, nhưng nó có thể mở trong đáp ứng với hormones hoặc chất dẫn truyền thần kinh, bao gồm VIP (vasoactive intestinal peptide). Thụ thể cho homrone và chất dẫn truyền thần kinh được định vị ở màng basolateral và nó kết cặp với adenylyl cyclase. Khi hoạt hóa, adenylyl cyclase hình thành bên trong tế bào cAMP. cAMP mở kênh Cl- ở màng apical, bắt đầu tiết Cl-, theo sau là tiết Na+ và nước. Bình thường chất điện giải và nước được tiết bởi tế bào crypts sâu hơn là trình tự hấp thu bởi nhiều tế bào lông bề mặt. Tuy nhiên, tế bào crypt ruột tiết quá nhiều, cơ chế hấp thu quá tải => tiêu chảy xuất hiện.

 

Với nhiễm V. cholerae hay enterotoxigenic E. coli, một vi khuẩn độc tính (cholera toxin) liên kết với thụ thể ở màng apical của tế bào crypt. Hoạt hóa thụ thể => kích thích dữ dội, không thể đảo ngược của AC, hình thành cAMP và mở kênh Cl- ở màng apical. Khi kênh Cl- giữ mở, nó kích thích dữ dội sự tiết Cl-, theo sau là tiết Na+ và nước.

Bạn có thể tự hỏi liệu nó có đúng là thụ thể độc tính ở màng apical của tế bào crypts, mặc dù AC hoạt hóa ở màng basolateral. Vâng, đúng là vậy, mặc dù nó chưa rõ ràng với sự truyền tin nội bào chuyển tiếp từ màng apical vào màng basolateral.

Khi adenylyl cyclase bị kích thích không thể đảo ngược, bạn có thể tự hỏi ai đó có thể bình phục từ nhiễm V. cholerae hay enterotoxigenic E.coli như thế nào. Câu trả lời là adenylyl cyclase và sự tiết Cl- không là kích thích không thể đảo ngược chỉ cho đời sống của tế bào crypt intestinal. May mắn thay, tế bào niêm mạc ruột phục hồi doanh số nhánh chóng và điều trị kháng sinh thích hợp + resuscitation dịch, người ta có thể phục hồi.

4, Bạn có nghĩ rằng osmolar gap trong phân của cô bị tăng không? Tại sao có/ tại sao không?

Osmolar gap trong phân được đánh giá bằng lượng chất tan không đo dược trong phân. Kiểm tra đo tổng áp suất thẩm thấu và nồng độ Na+, K+ trong phân. Tổng nồng độ Na+, K+ nhân 2 (vìlượng anion đi kèm). Osmolar gap trong phân là chênh lệch giữa tổng áp suất thẩm thấu và hai lần tổng nồng độ Na+, K+.

Lan sẽ không được kỳ vọng tăng osmolar gap trong phân bởi vì sự tiêu chảy của cô gây ra bởi tiết nhiều chất điện giải. Hay nói cách khác, tổng chất tan quá nhiều trong phân của cô ở dạng chất điện giải nó được đo và tính được, không phải ở dạng chất tan không đo được.

5, Tại sao nồng độ K+ huyết thanh của cô quá thấp?

Nồng độ K+ huyết thanh của Lan rất thấp (2.3 mEq/L) hay hạ K máu bởi vì tăng tỉ lệ dòng qua ruột già => tăng tiết K+ ở ruột già. Bạn có thể nhớ lại tế bào biểu mô ruột già, giống tế bào cơ bản ở thận, hấp thu Na+ và tiết K+. Như ở tế bào principal thận, sự tiết K+ ở ruột già được kích thích bởi sự tăng cả tỉ lệ dòng và bởi cả aldosterone.

6, Tại sao huyết áp của cô giảm? Tại sao nhịp tim của cô tăng?

Huyết áp của cô giảm (80/40) bởi vì cô bị giảm nghiêm trọng thể tích dịch ngoại bào thứ phát do tiêu chảy. Secretory diarrhea gây mất NaCl và nước qua đường tiêu hóa. Bởi vì NaCl và nước là thành phần chính của dịch ngoại bào, thể tích dịch ngoại bào của Lan => thể tích máu và huyết áp đều giảm.

Nhịp tim của Lan tăng bởi vì thụ thể áp baroreceptors ở xoang cảnh bị hoạt hóa bởi sự giảm huyết áp. Hoạt hóa thụ thể baroreceptors => tăng tác động giao cảm lên tim và mạch máu. Một trong những hoạt động hệ giao cảm là tăng nhịp tim (qua hoạt hóa thụ thể beta-1 ở nút xoang nhĩ).

7, Lan được tiêm tĩnh mạch dịch “resuscitation” để thay thế dịch và chất điện giải đã mất trong tiêu chảy. Thay vì thế, cô uống dịch. Lý do dùng đường uống để điều trị là gì?

Chắc chắn, thể tích ECF có thể được phục hồi bởi truyền tĩnh mạch dung dịch chứa chất điện giải đã mất trong tiêu chảy. Uống dung dịch rehydration chứa nước, Na+, K+, Cl-, HCO3-, và đáng kể Glucose. Uống dung dịch chứa glucose (thêm nước và chất điện giải) bởi vì glucose kích thích kênh đồng vận chuyên glucose phụ thuộc Na+ ở ruột non. Cho mỗi phân tử glucose hấp thu bởi chất vận chuyển đó, một Na+ được hấp thu, để duy trì cân bằng điện tích, một Cl- cũng được hấp thu. Nước hấp thu theo theo chất tan để duy trì đẳng trương. Thật vậy, thêm glucose vào lòng ruột kích thích hấp thu chất điện giải và nước bởi tế bào lông của ruột, bù cho tỉ lệ tiết cao của tế bào crypt.

Case được dịch từ sách: Physiology cases and problems
Tham khảo bản dịch của: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ – Khoa Y ĐHQG TP.HCM