腸道細(xì)菌毒性產(chǎn)物丙酮醛導(dǎo)致腸易激綜合征的機(jī)制研究.pdf

1、腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)是消化內(nèi)科的常見疾病，在中國(guó)的發(fā)病率為15.9％。IBS患者除表現(xiàn)出一系列如腹瀉、便秘、腹痛、排便習(xí)慣改變、惡心、嘔吐等胃腸道癥狀之外，還經(jīng)常伴隨胃腸道以外的癥狀，如頭痛、認(rèn)知功能障礙、疲憊、抑郁、焦慮等。大約2/3的IBS患者的發(fā)病與飲食有關(guān)。研究顯示，65％的IBS患者只能飲用少量的牛奶（0-250ml/天）。1908年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者Elie Metchn

2、ikoff認(rèn)為結(jié)腸內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的毒性產(chǎn)物是導(dǎo)致疾病及衰老的根源。A.K.Campbell和他的團(tuán)隊(duì)為證實(shí)這個(gè)理論做出了巨大貢獻(xiàn)。他們認(rèn)為碳水化合物不能在小腸內(nèi)完全吸收而進(jìn)入到大腸，在大腸內(nèi)細(xì)菌的作用下被分解為丙酮醛、氫氣、甲烷、二乙酰及其他一些相關(guān)的醛類和酮類。
　　丙酮醛是糖化蛋白和單糖的降解產(chǎn)物，廣泛存在于多個(gè)器官中，且在咖啡、酒精及食物中都有發(fā)現(xiàn)，同時(shí)丙酮醛還是腸道細(xì)菌無(wú)氧酵解的產(chǎn)物。健康人血漿丙酮醛的濃度是1μM左右。有實(shí)驗(yàn)

3、證實(shí)野生型大腸桿菌通過(guò)快速增加細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度而導(dǎo)致90余種基因的表達(dá)。近年來(lái)很多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)丙酮醛參與了如糖尿病、癌癥、肥胖等多種疾病的發(fā)生發(fā)展，且可以影響腦微血管上皮細(xì)胞的屏障功能。以上這些研究為了進(jìn)一步了解IBS的發(fā)病機(jī)制提供了一個(gè)新視角。因此，我們假設(shè)腸道細(xì)菌毒素有可能是IBS發(fā)生的原因。本實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)行為學(xué)測(cè)試、血清五羥色胺(5-HT)水平的測(cè)量、大腸粘膜5-HT3受體表達(dá)情況及給予益生菌VSL＃3干預(yù)等實(shí)驗(yàn)方法探討丙酮醛是

4、否是引發(fā)IBS多系統(tǒng)癥狀的因素，從而進(jìn)一步探討腸道細(xì)菌毒性產(chǎn)物及IBS的相關(guān)性。
　　實(shí)驗(yàn)方法:
　　采用丙酮醛溶液灌腸干預(yù)Wistar大鼠，濃度梯度為30mM，60 mM，90 mM，120mM，150 mM。通過(guò)觀察大鼠糞便含水量的變化評(píng)價(jià)大鼠腹瀉的程度;采用腹部回撤反射(abdominal withdrawal reflex，AWR)半定量測(cè)量法評(píng)估內(nèi)臟敏感性;通過(guò)計(jì)數(shù)大鼠的頭痛指數(shù)評(píng)估大鼠的頭痛行為;采用糖水消耗實(shí)驗(yàn)

5、(Sucrose preferencetest，SPT)評(píng)估大鼠的抑郁樣行為;采用酶聯(lián)免疫吸附(enzyme linkedimmunosorbent assay, ELISA)試劑盒測(cè)試大鼠血清五羥色胺(5-Hydroxytryptamine，5-HT)水平;Western blotting技術(shù)檢測(cè)受試大鼠大腸粘膜內(nèi)5-HT3受體的表達(dá)。在給予丙酮醛干預(yù)大鼠VSL＃3灌胃后檢測(cè)糞便含水量、AWR、SPT、血清5-HT水平及大腸粘膜內(nèi)5-

6、HT3受體的表達(dá)的檢測(cè)，以觀察給予益生菌的治療效果及探討其作用機(jī)理。
　　結(jié)果:
　　一、腸菌毒性產(chǎn)物丙酮醛對(duì)大鼠胃腸道及其他系統(tǒng)的影響
　　1、腸菌毒性產(chǎn)物丙酮醛對(duì)大鼠行為學(xué)的影響
　　糞便含水量結(jié)果:對(duì)照組大鼠排粒狀便，排便后不會(huì)粘附于代謝籠壁及托盤內(nèi)。30mM組大鼠的糞便含水量與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。60mM、90mM、120mM、150raM組大鼠的糞便含水量與對(duì)照組相比明顯增高。
　　AWR性結(jié)

7、果:對(duì)照組的內(nèi)臟傷害性閾值為0.6±0.10ml。30mM，60mM，90mM，120mM及150mM組大鼠的內(nèi)臟傷害性閾值容量與對(duì)照組相比明顯升高。
　　頭痛指數(shù)結(jié)果:除30mM組外，所有丙酮醛干預(yù)大鼠的頭痛指數(shù)結(jié)果與丙酮醛濃度呈負(fù)相關(guān)。
　　抑郁樣行為結(jié)果:糖水偏愛結(jié)果顯示給予150mM組大鼠表現(xiàn)出明顯的抑郁樣行為，其余組大鼠的糖水偏愛結(jié)果與對(duì)照組相比并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　2、腸菌毒性產(chǎn)物丙酮醛對(duì)大鼠血清5-HT水

8、平及腸粘膜5-HT3受體表達(dá)的影響
　　血清5-HT水平:結(jié)果顯示30mM、60mM、90mM組大鼠的血清5-HT水平明顯高于對(duì)照組，并呈濃度相關(guān)性。150raM組大鼠的血清5-HT水平比對(duì)照組明顯減少。120mM組大鼠的血清5-HT水平與對(duì)照組相比無(wú)明顯區(qū)別。
　　5-HT3受體表達(dá):30mM、60mM、90mM、120mM及150mM組大鼠大腸粘膜內(nèi)的5-HT3受體表達(dá)較對(duì)照組明顯升高。
　　二、VSL＃3對(duì)丙酮醛

9、干預(yù)大鼠的治療作用及機(jī)制
　　1、VSL＃3對(duì)丙酮醛干預(yù)大鼠行為學(xué)的影響
　　糞便含水量結(jié)果:對(duì)照組大鼠排粒狀便，排便后不會(huì)粘附于代謝籠壁及托盤內(nèi)。90mM組大鼠的糞便含水量與對(duì)照組相比明顯增高。VSL＃3組大鼠的糞便含水量與對(duì)照組相比明顯減少。
　　AWR結(jié)果:對(duì)照組的內(nèi)臟傷害性閾值為0.6±0.10ml。90mM、90mM+VSL＃3組大鼠的內(nèi)臟傷害性閾值容量與對(duì)照組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，90mM+VSL＃3組大鼠的A

10、WR結(jié)果明顯高于90mM組。
　　頭痛指數(shù)結(jié)果:90mM丙酮醛干預(yù)大鼠、90mM+VSL＃3與對(duì)照組相比表現(xiàn)出明顯的頭痛行為。90mM+VSL＃3組大鼠的頭痛指數(shù)與90mM組相比無(wú)明顯差異。
　　2、VSL＃3對(duì)丙酮醛干預(yù)大鼠血清5-HT水平及腸粘膜5-HT3受體表達(dá)的影響
　　血清5-HT水平:90mM、90mM+VSL＃3組大鼠的血清5-HT水平明顯高于對(duì)照組。90 mM+VSL＃3組大鼠的血清5-HT水平與90m

11、M組無(wú)明顯差異。
　　5-HT3受體表達(dá):90mM、90mM+VSL＃3組大鼠大腸粘膜內(nèi)的5-HT3受體表達(dá)較對(duì)照組明顯升高。90mM+VSL＃3組大鼠的5-HT3受體表達(dá)與90mM組相比無(wú)明顯差異。
　　結(jié)論:
　　根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為腸菌毒性產(chǎn)物丙酮醛可以增加大鼠糞便含水量;增加大鼠的內(nèi)臟敏感性;增加大鼠的頭痛指數(shù);同時(shí)丙酮醛還對(duì)于血清5-HT水平及腸粘膜中5-HT3受體表達(dá)變化有明確的影響。給予VSL＃3后