胃結(jié)腸反射的研究概況*

黃　敏　陳繼紅　譚詩云　羅和生　Jan D HUIZINGA

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科　消化系統(tǒng)疾病湖北省重點實驗室1(430060)麥克馬斯特大學(xué)健康科學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)2

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胃結(jié)腸反射的研究概況*

黃敏1#陳繼紅1▲譚詩云1羅和生1Jan D HUIZINGA2

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科消化系統(tǒng)疾病湖北省重點實驗室1(430060)麥克馬斯特大學(xué)健康科學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)2

胃結(jié)腸反射是胃腸道生理現(xiàn)象之一，參與功能性胃腸疾病的發(fā)生和發(fā)展，具有潛在的臨床價值。胃結(jié)腸反射的研究方法主要為肌電圖和結(jié)腸測壓法，可見餐后結(jié)腸尖峰突發(fā)波或結(jié)腸動力指數(shù)增加。近年應(yīng)用測壓法發(fā)現(xiàn)餐后結(jié)腸具有特定的運動模式，但胃結(jié)腸反射的表現(xiàn)方式和機制仍不清楚。本文就胃結(jié)腸反射的研究概況作一綜述。

胃結(jié)腸反射；進食；肌電描記術(shù)；測壓法

結(jié)腸功能紊亂性疾病如便秘為最常見的疾病之一，但其發(fā)病機制仍未完全闡明。胃結(jié)腸反射是胃腸道生理現(xiàn)象之一，參與功能性胃腸疾病的發(fā)生和發(fā)展，具有潛在的臨床價值。腔外通過X線或MRI可非常方便地觀察結(jié)腸運動但觀察時間有限，尤其是對餐后結(jié)腸運動的觀察。以往對胃結(jié)腸反射的研究主要通過肌電圖或結(jié)腸測壓法，可見餐后結(jié)腸尖峰樣運動和結(jié)腸動力指數(shù)增加，但存在許多問題如餐后觀察時間短、僅研究近端結(jié)腸或遠端結(jié)腸、測壓分辨率低等。隨著高分辨率結(jié)腸測壓計數(shù)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)餐后結(jié)腸運動具有特定的運動模式，但研究成果甚少。本文結(jié)合胃結(jié)腸反射研究背景，對已發(fā)現(xiàn)的特征和機制作一綜述，以便較全面地揭示結(jié)腸生理和病理生理。

一、胃結(jié)腸反射概念

胃結(jié)腸反射系指進食導(dǎo)致的結(jié)腸運動增加、便意或排便的現(xiàn)象。MacEwen[1]于1904年最早通過X線發(fā)現(xiàn)進食后結(jié)腸運動表現(xiàn)為集團運動增加，Hertz等[2]于1913年將這種反應(yīng)命名為胃結(jié)腸反射。胃全切除術(shù)的患者中亦可見胃結(jié)腸反射[3]。Duthie[4]于1978年建議將“胃結(jié)腸反射”概念改為“結(jié)腸對進食的反應(yīng)”，目前這兩種概念已被普遍接受并使用。

二、胃結(jié)腸反射的研究方法

1. 肌電圖：結(jié)腸肌電圖主要通過記錄結(jié)腸肌層的電活動來反映結(jié)腸部分機械性活動變化，其內(nèi)置電極方法類似于測壓法。Weinbeck等[5]最早應(yīng)用結(jié)腸肌電圖法發(fā)現(xiàn)胃結(jié)腸反射表現(xiàn)為尖峰樣運動數(shù)量增加，結(jié)腸肌電圖可觀察到慢波(slow waves)、移行性長尖峰突發(fā)波(migrating long spike bursts)、短尖峰突發(fā)波(short spike bursts)這三種波形。有研究[6]經(jīng)內(nèi)鏡在結(jié)腸腔內(nèi)放置多對電極發(fā)現(xiàn)餐后10～20 min和60～70 min分別出現(xiàn)兩次散發(fā)的非推進性電活動高峰；推進性電活動高峰僅出現(xiàn)在餐后70～80 min。進一步研究表明結(jié)腸肌電圖主要表現(xiàn)為結(jié)腸移行性長尖峰突發(fā)波在進食后頻率明顯增加，可能等同于已知的結(jié)腸集團運動，慢波或短尖峰突發(fā)波餐后無明顯變化[7]。部分研究同時運用肌電圖和測壓法表明尖峰樣電活動與結(jié)腸收縮活動或測壓所得的腔內(nèi)壓力變化相關(guān)。但由于肌電活動無法全面反映結(jié)腸機械運動模式，故逐漸被結(jié)腸腔內(nèi)測壓法所替代。

2. 測壓法：Deller等[8]最早于1965年應(yīng)用測壓法檢測腸腔內(nèi)壓力變化以反映腸道運動。早期研究表明進食后結(jié)腸動力指數(shù)增加，但早期的測壓系統(tǒng)分辨率低，僅能正確識別高振幅推進性收縮(high amplitude propagated contractions)，表現(xiàn)為餐后高振幅推進性收縮頻率增加[7]。

隨著結(jié)腸測壓法如固態(tài)測壓、高分辨率測壓、光纖測壓的不斷發(fā)展，已闡明了多種結(jié)腸運動模式[9-12]。如高振幅推進性收縮、低振幅推進性收縮(low amplitude propagated contractions)、非推進性收縮(non-propagated contractions)、袋狀收縮(haustral contractions)、逆向推進性收縮(retrograde propagated contractions)、同步收縮(simultaneous contrac-tions)、孤立性收縮(isolated contractions)、慢波節(jié)律主導(dǎo)的周期性運動(遠端結(jié)腸每周期3次的節(jié)律收縮波)等，其波幅通常在一定范圍內(nèi)波動，如成人高振幅推進性收縮幅值多于150 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)處波動。需說明的是，由于機體狀態(tài)、記錄時間、導(dǎo)管分辨率和導(dǎo)管壓力測定原理等的不同，結(jié)腸運動模式的描述術(shù)語尚有待統(tǒng)一。多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)進食對結(jié)腸運動有促進作用，表現(xiàn)為餐后高振幅推進性壓力波明顯增加[13]，少數(shù)研究表示低振幅推進性收縮[14]或非推進性收縮增加[15]，而逆向、同步、孤立性壓力波餐后無明顯變化[13]。Dinning等[10]通過光纖導(dǎo)管測壓發(fā)現(xiàn)餐后大量的遠端結(jié)腸周期性逆向推進性運動明顯增加。該運動與生理性排便節(jié)制的關(guān)系尚有待深入研究。有研究發(fā)現(xiàn)進食酸奶后，全結(jié)腸低幅同步張力性收縮明顯增加(待發(fā)表)，腸道排氣多與此運動模式相伴。各運動模式存在的部位、移行范圍、與其他運動模式并存的特征等，均可一定程度地反映結(jié)腸神經(jīng)源性和肌源性特征。對便秘和其他結(jié)腸功能受損的疾病(如Hirschsprung病)，從不同運動模式呈現(xiàn)的特征以及飲食藥物反應(yīng)性，可間接推斷神經(jīng)源性和肌源性受損程度，以此指導(dǎo)治療(如手術(shù)與否、手術(shù)部位等)。

三、測定胃結(jié)腸反射的進食方案

食物以受試者日常飲食為最佳，熱量應(yīng)超過400 kcal，國際上普遍使用的熱量為1 000 kcal[16]。飲食成分可影響結(jié)腸動力，脂肪含量建議為30%～40%，最大飲水量可達1.5 L/24 h。受試者一般在7～20 min內(nèi)完成進食，餐后記錄時間應(yīng)超過2 h。此外，有研究中受試者并不進食，但涉及受試者對食物的視覺、嗅覺、味覺、想象食物等模擬性假飼，以此研究對結(jié)腸動力的影響[17]。

四、胃結(jié)腸反射的特征

1. 胃結(jié)腸反射的分期

①可能與胃液分泌的分期相同，結(jié)腸對食物反應(yīng)的分期可分為頭期、胃期、腸期。

頭期：目前對胃結(jié)腸反射是否存在頭期仍有爭議。在兔子[18]和人[2]的研究中模擬假飼可造成結(jié)腸動力增加，但有研究[17]表明人胃結(jié)腸反射的分期中并不存在頭期。

胃期：有研究發(fā)現(xiàn)結(jié)腸對進食的反應(yīng)始于進食30 min內(nèi)，可持續(xù)3 h甚至以上，由于持續(xù)時間長，無法辨別最初的影響是由食物進入胃所造成，還是進入十二指腸或小腸所造成，或兩者皆有[19]。本課題組對人結(jié)腸測壓的研究發(fā)現(xiàn)，口服普蘆卡必利片最快可在5 min內(nèi)觀察到結(jié)腸運動模式的變化，推測藥物通過作用于胃黏膜5-HT受體經(jīng)迷走神經(jīng)介導(dǎo)結(jié)腸運動(待發(fā)表)。

腸期：腸期又可分為小腸期和結(jié)腸期。早期有研究發(fā)現(xiàn)直接從狗十二指腸給食，可引起結(jié)腸對進食劇烈而快速的反應(yīng)[19]；向人十二指腸中灌注油脂可造成結(jié)腸張力明顯增加。說明小腸期是胃結(jié)腸反射的組成部分之一。事實上，小腸動力隨著食物完全進入小腸而發(fā)生改變，從小腸進入結(jié)腸后食糜的容積增加，由于內(nèi)容物的容積可改變結(jié)腸動力，說明進食可增加結(jié)腸動力。當然，結(jié)腸期也有可能由于機械性因素如結(jié)腸擴張和(或)腸內(nèi)容物包含的化學(xué)物質(zhì)對其有影響而造成[19]。

②依反應(yīng)高峰分為早相和晚相：早相餐后反應(yīng)約發(fā)生于餐后60 min，表現(xiàn)為結(jié)腸動力反應(yīng)顯著增加，結(jié)腸遠端較結(jié)腸近端反應(yīng)更激烈[15]。Kerlin等[20]發(fā)現(xiàn)進食數(shù)小時后，近端和遠端結(jié)腸的運動活動仍增加，但其他研究指出早相餐后結(jié)腸運動在餐后60 min左右減少至空腹水平。在狗的研究中早相餐后反應(yīng)僅遠端結(jié)腸運動活動增加[19]。

狗模型的研究發(fā)現(xiàn)，晚相餐后反應(yīng)發(fā)生于進食后2 h并持續(xù)約6 h，且整個結(jié)腸動力增加[19]。對人體的研究[20]顯示，餐后結(jié)腸活動第二個高峰發(fā)生于餐后50～110 min，持續(xù)長達3 h。

2. 食物的組成、狀態(tài)對胃結(jié)腸反射的影響：有研究[21]表明食物中的脂肪含量是刺激結(jié)腸動力增加的主要刺激物，且餐后主要表現(xiàn)為高振幅推進性收縮顯著增加。Rao等[22]發(fā)現(xiàn)碳水化合物和脂肪均能引起結(jié)腸運動活性增加，脂肪主要刺激非推進性收縮為主，緩慢而持久，且只有脂肪能誘發(fā)同步收縮波和逆向收縮波。食物中的蛋白質(zhì)和氨基酸成分可抑制結(jié)腸動力增加。Kerlin等[20]發(fā)現(xiàn)固態(tài)食物可增加降結(jié)腸、直腸乙狀結(jié)腸的動力指數(shù)，呈液態(tài)勻漿形式的食物可減少結(jié)腸動力反應(yīng)。近期有研究發(fā)現(xiàn)腸內(nèi)淀粉發(fā)酵可刺激結(jié)腸推進性活動的產(chǎn)生[23]。

3. 餐后結(jié)腸活動區(qū)段異質(zhì)性：Moreno-Osset等[15]發(fā)現(xiàn)餐后全結(jié)腸非推進性運動模式增加，降結(jié)腸尤其明顯；Rao等[22]發(fā)現(xiàn)餐后橫結(jié)腸和降結(jié)腸區(qū)域的運動增加較乙狀結(jié)腸區(qū)域更明顯。Dinning等[10]發(fā)現(xiàn)餐后乙狀結(jié)腸區(qū)域周期性逆向推進性運動活動明顯增加，但其他區(qū)段未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。

五、胃結(jié)腸反射的機制

1.胃結(jié)腸反射的神經(jīng)機制：在家兔迷走神經(jīng)離斷實驗中，結(jié)腸對食物的反應(yīng)消失[18]，與多項有關(guān)神經(jīng)源性運動模式的研究結(jié)果一致[11,24-25]。結(jié)腸對胃擴張的動力反應(yīng)主要由迷走神經(jīng)傳入通路的激活所介導(dǎo)，且該通路可激活脊髓中心以及脊髓神經(jīng)和盆部神經(jīng)傳出通路。亦有研究認為僅迷走神經(jīng)通路和脊髓通路參與了胃結(jié)腸反射，與盆部神經(jīng)無關(guān)[26]。餐后結(jié)腸運動活動的增加可被阿托品阻斷，因此膽堿能傳出通路可能參與了胃結(jié)腸反射。由于膽堿能受體分為2個亞型，阿托品為非選擇性抗膽堿藥，哌侖西平為選擇性M1受體抗膽堿藥，哌侖西平不能阻斷胃結(jié)腸反射，表明膽堿能受體的兩個亞型中，M2膽堿能受體介導(dǎo)了胃結(jié)腸反射[27]。有研究在胃內(nèi)給予普魯卡因能阻斷胃結(jié)腸反射，嗎啡能刺激餐后結(jié)腸尖峰樣運動，納洛酮能完全阻斷嗎啡對結(jié)腸的刺激，但不能阻斷溴新斯的明對結(jié)腸反應(yīng)的刺激，證實胃結(jié)腸反射可能由胃十二指腸黏膜內(nèi)的傳入神經(jīng)受體介導(dǎo)，且鴉片內(nèi)受體亦參與了胃結(jié)腸反射[17]。胃竇擴張和十二指腸內(nèi)直接給予油脂可引起結(jié)腸張力增加，該反應(yīng)可被格拉司瓊抑制或減弱，而格拉司瓊為5-HT3受體拮抗劑，說明胃結(jié)腸反射中存在5-HT3通路[28]。此外，部分局部神經(jīng)因素亦參與胃結(jié)腸反射。有研究證實當腔內(nèi)壓較低或較高時，結(jié)腸對胃擴張均無反應(yīng)，其他一些間接證據(jù)亦表示餐后結(jié)腸反應(yīng)受外在神經(jīng)的影響，如體育運動可增強結(jié)腸對進食的反應(yīng)、結(jié)腸運動在睡眠期間受到抑制。由于高振幅推進性動力模式可通過機械擴張或化學(xué)刺激作用于底層腸電路而產(chǎn)生，餐后明顯增加，說明該動力模式可能通過外源性傳入神經(jīng)調(diào)控。最近有研究表明餐后色氨酸及其代謝產(chǎn)物如犬尿酸和腺苷同型半胱氨酸明顯增加，說明色氨酸通路可能介導(dǎo)胃結(jié)腸反射，但有待進一步研究[29]。

2. 激素的作用：胃泌素[30]和膽囊收縮素均為餐后分泌的肽類激素，可能是胃結(jié)腸反射的機制之一。多項研究表明外源性膽囊收縮素或合成的膽囊收縮素與近端結(jié)腸和遠端結(jié)腸活動的增加有關(guān)，生理濃度的膽囊收縮素并不會引起結(jié)腸活動增加。給予外源性胃泌素能引起結(jié)腸活動增加[4]，但Snape等[7]發(fā)現(xiàn)胃泌素Ⅰ型對餐后結(jié)腸反應(yīng)無影響，然而五肽胃泌素可增加3 cycles/min的慢波頻率。在短尾猴的研究中，餐后血清胃泌素、膽囊收縮素?zé)o明顯變化，餐后峰電位放電頻率和環(huán)肌收縮頻率隨著抑胃肽的增加而增加，說明抑胃肽可能是胃結(jié)腸反射的激素機制之一[31]。

六、臨床相關(guān)的應(yīng)用

慢性便秘患者結(jié)腸對進食的反應(yīng)減弱甚至消失，可作為結(jié)腸神經(jīng)源性病變的標志之一，有研究[32]發(fā)現(xiàn)利用胃結(jié)腸反射同時腹部按摩訓(xùn)練可有效預(yù)防骨折臥床患者的便秘。腹瀉型腸易激綜合征患者表現(xiàn)為胃結(jié)腸反射亢進，結(jié)腸集團蠕動增多，基礎(chǔ)節(jié)律收縮減少，引起腹痛和排便，胃結(jié)腸反射的異常改變可作為腹瀉型和便秘型腸易激綜合征患者的重要差異之一。潰瘍性結(jié)腸炎患者在進食后表現(xiàn)為肌電活動中尖峰樣活動顯著增加，但最大反應(yīng)較正常人減少，持續(xù)時間較正常人縮短，且結(jié)腸動力活動異常，說明可能與潰瘍性結(jié)腸炎患者的腹瀉癥狀有關(guān)。

七、結(jié)語

胃結(jié)腸反射的研究對結(jié)腸動力紊亂性疾病如慢性便秘的診治具有重要意義。對胃結(jié)腸反射神經(jīng)機制和激素作用的研究有助于結(jié)腸動力新藥的研發(fā)。

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(2015-11-06收稿；2015-12-28修回)

Study on Gastrocolic Reflex

HUANG Min1, CHEN Jihong1, TAN Shiyun1, LUO Hesheng1, Jan D HUIZINGA2.1

Department of Gastroenterology, Renmin Hospital of Wuhan University, Key Laboratory of Hubei Province for Digestive System Disease, Wuhan (430060);2Department of Medicine, Farncombe Family Digestive Health Research Institute, McMaster University, Hamilton, Canada Correspondence to: CHEN Jihong, Email: chenjihong2@medmail.com.cn

Gastrocolic reflex is one of physiological phenomenon in gastrointestinal tract, which is involved in the development of functional gastrointestinal disorders and has potential clinical value. Main methods for research on gastrocolic reflex are electromyography and colon manometry, increases of colonic spike bursts and colonic motility index occur after meal. Recent studies showed specific postprandial colonic motor patterns by using manometry, however, the mechanism of gastrocolic reflex is still uncertain. This article reviewed the study on gastrocolic reflex.

Gastrocolic Reflex;Eating;Electromyography;Manometry

10.3969/j.issn.1008-7125.2016.08.015

*國家自然科學(xué)基金面上項目(81170249)

#Email: 18670905545@163.com

▲本文通信作者，Email: chenjihong2@medmail.com.cn