低聚果糖對家兔離體腸收縮作用機制的影響

呂曉文，房逢立

（山東中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校 醫(yī)學(xué)系，山東 煙臺 264100）

隨著胃腸動力功能障礙疾病的發(fā)病率逐漸上升，對于引起胃腸動力障礙原因的研究也越來越多[1]。作為人體正常消化功能的保障因素，正常的胃腸運動狀態(tài)是支持患者生活質(zhì)量以及健康的重要因素。目前，治療胃腸動力障礙性疾病的方法普遍單一，治療胃腸動力的藥物往往會伴隨一定的副作用，且不能夠?qū)ξ改c動力起到全面調(diào)節(jié)作用。因此，如何防治胃腸動力障礙性疾病是現(xiàn)在亟待解決的問題。調(diào)節(jié)胃腸運動的機制比較復(fù)雜，一般認為，化學(xué)性、肌源性和神經(jīng)性調(diào)控是影響胃腸動力的主要因素。其中，肌源性調(diào)控可從時間和空間上對胃腸平滑肌的膜電位產(chǎn)生收縮效應(yīng)，胃腸蠕動的節(jié)律、速度和方向以及胃腸平滑肌細胞的收縮時間和空間協(xié)調(diào)等都依賴于膜電位的周期性去極化。胃腸動力障礙大都是由于胃腸道平滑肌細胞以及胃腸道周圍細胞的結(jié)構(gòu)和功能異常導(dǎo)致的[2]。支配胃腸的神經(jīng)系統(tǒng)，如中樞部的交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)及其周圍神經(jīng)都屬于自主神經(jīng)系統(tǒng)，去甲腎上腺素可通過這些神經(jīng)系統(tǒng)興奮釋放，然后作用于胃腸道的α、β 受體上，從而降低胃腸平滑肌的緊張性，包括胃腸蠕動的頻率和張力也隨之降低，從而降低胃排空速率；當副交感神經(jīng)被激發(fā)時，M 受體受到來自神經(jīng)末梢釋放的乙酰膽堿的影響，使得胃排空速度加快，對腸蠕動也產(chǎn)生促進效果，從而使胃腸運動得到加強。腸神經(jīng)系統(tǒng)（Enteric Nervous System，ENS）及調(diào)控胃腸道活動之間沒有直接性的關(guān)聯(lián)，ENS 可對胃腸道進行直接相關(guān)調(diào)控，所以，即使在離體狀態(tài)下，腸道的蠕動反射依然能夠自主進行；胃腸運動的調(diào)節(jié)還可通過相關(guān)激素以及多種神經(jīng)遞質(zhì)與其對應(yīng)的受體結(jié)合，從而起到調(diào)節(jié)作用；最近的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，Cajal 間質(zhì)細胞（Interstitial Cells of Cajal，ICC）可以起到調(diào)節(jié)胃腸道作用。ICC 能夠通過刺激胃肌細胞，使其產(chǎn)生基本電節(jié)律，使胃腸道的信號轉(zhuǎn)到細胞，起到傳遞神經(jīng)信號作用，從而調(diào)節(jié)胃腸道的相關(guān)功能[3]。作為可溶性膳食纖維的低聚果糖，存在很多親水基團，具有很強的持水性。低聚果糖（Fructooligosaccharide，F(xiàn)OS）主要是以β-1,2 糖苷鍵連接，由蔗糖和1 ～4 個 果糖基結(jié)合，聚合度為2 ～9。低聚果糖能調(diào)節(jié)機體免疫功能，主要是因為可以促進雙歧桿菌增殖從而改善腸道菌群微環(huán)境，并且可以激活細胞免疫和體液免疫。王佳琦等[4]通過觀察FOS 與大豆蛋白對人外周血細胞的刺激測定了對B 細胞分化、淋巴細胞增殖、抗體的產(chǎn)生以及細胞因子分泌的影響。李廣周等[5]研究了FOS 對舉重專業(yè)大學(xué)生的影響情況，不同劑量組與孔空白組運動員的體重有明顯 差異。

1 材料與方法

1.1 實驗試劑

低聚果糖（批號：F2021112053112，廣州匯健生物科技有限公司）；臺氏液（g·L-1）：NaCl 8.0 g，KCl 0.2 g，CaCl20.2 g，NaHCO31.0 g，Na2HPO40.025 g，MgCl20.1 g，葡萄糖1.0 g（均為分析純）。

1.2 實驗儀器

BL-420E 型生物機能實驗系統(tǒng)（成都泰盟）；麥氏浴槽（成都泰盟）；FT-100 生物張力傳感器（成都泰盟）。

1.3 實驗動物

新西蘭大白兔10 只（濱州醫(yī)學(xué)院，批號：S1002562），雌雄各半，體重為（2.4±0.5）kg。

1.4 實驗方法

1.4.1 兔離體小腸標本的制備

準備禁食24 h 家兔10 只，空氣栓塞法致死，剖腹取近胃幽門處小腸20 cm 左右，置于臺氏液中備用，清理內(nèi)容物，剪成每段1.5 ～2.0 cm，選取比較有規(guī)律的腸管，每只3 段，進行實驗。

1.4.2 腸管收縮活動的記錄

將張力換能器連接到BL-420E 系統(tǒng)，調(diào)節(jié)恒溫浴槽溫度，保持（37±0.5）℃，預(yù)管中加入12.5 mL臺氏液。將腸段上部與張力換能器相連，下部與L型通氣鉤連接，放入預(yù)管中，輸入95% O2和5% CO2混合氣體，以每秒1 ～2 個氣泡為宜，待腸管收縮穩(wěn)定后，依次加入不同濃度的低聚果糖溶液。先記錄腸管正常運動曲線，然后再記錄給藥前后5 min左右的運動曲線。每次加藥完成都要將腸管沖洗3 次，待穩(wěn)定后，再添加下一劑量。

1.4.3 低聚果糖對小腸平滑肌自主性收縮的影響

待腸管收縮正常后，實驗組分別添加低聚果糖溶液，使終濃度分別為1 mg·mL-1、5 mg·mL-1、 10 mg·mL-1、20 mg·mL-1、30 mg·mL-1、40 mg·mL-1、50 mg·mL-1和100 mg·mL-1，對照組加入等量臺氏液，記錄其運動曲線，頻率、振幅及張力，觀察并記錄。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果與分析

如表1 所示，低聚果糖劑量在1 ～20 mg·mL-1時，收縮頻率升高，小腸平滑肌緊張性增加，且在1 mg·mL-1時張力提高最大，平均收縮張力從對照的（1.21±0.21）g提高到（2.26±0.15）g，（n=10，P＜0.01）。當?shù)途酃菨舛仍?0 mg·mL-1及40 mg·mL-1時，張力變化不大。當達到50 mg·mL-1以上時，張力變小，收縮程度降低。由此可知，低聚果糖在低濃度時可加強小腸緊張性收縮及節(jié)律性收縮，當濃度升高到一定程度時作用減小，當超過50 mg·mL-1后，表現(xiàn)為降低小腸緊張性收縮，存在加強小腸平滑肌收縮的最適劑量。在低濃度下可以提高小腸平滑肌緊張性，中濃度無影響，在高濃度情況下可降低小腸平滑肌收縮強度。

表 1 低聚果糖對離體小腸平滑肌作用的影響表

3 結(jié)論

低聚果糖不僅能夠促進小腸運動、改善腸道功能，而且可以有效降低血清膽固醇，對于高血壓、動脈硬化等心血管疾病都具有良好的作用效果。對于其被腸道細菌酵解后所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，能夠作用于腸道上皮細胞，起到保護腸道屏障完整性以及抑制病原菌生長的作用，所產(chǎn)生的這些效應(yīng)與TLRs信號傳導(dǎo)途徑引發(fā)的特異性緊密連接蛋白（TJ 蛋白）的誘導(dǎo)有關(guān)。另有研究證明，低聚果糖在腸道上皮屏障TLRs 信號途徑受到干擾或缺陷的情況下，也能夠起到直接促進腸道上皮細胞屏障功能不受損傷的作用[6]。目前，對于胃腸動力障礙的治療，甲氧氯普胺是應(yīng)用于促進胃腸動力最早的藥物，以產(chǎn)生中樞性和外周性多巴胺效應(yīng)途徑達到治療目的。多潘立酮可抑制多巴胺對膽堿能神經(jīng)元刺激，對胃腸蠕動產(chǎn)生促進作用并加快胃排空速度，從而減少胃食管返流等情況的發(fā)生。莫沙必利屬于5-HT4 受體激動劑，可以激動5-HT4，使乙酰膽堿增加，從而對胃腸道活動起到促進作用。還有一些其他常用藥物包括NO 合酶抑制劑、阿片肽K 受體阻滯劑等也被應(yīng)用于胃腸動力障礙的治療。但是這些藥物均有不同程度的副作用，所以現(xiàn)在對于胃腸動力障礙的治療已由整體水平逐漸向細胞分子水平轉(zhuǎn)移，主要的途徑包括胃腸電技術(shù)、胃排空及小腸推進功能測定、離體腸管動力以及離體胃腸道平滑肌細胞的胃腸運動記錄方法等[7]。本實驗結(jié)果表明，一定劑量下的低聚果糖對正常家兔離體小腸平滑肌收縮幅度有促進效果，濃度在1 ～20 mg·mL-1時效果明顯，存在使小腸收縮加強的最適濃度。當?shù)途酃菨舛雀哂?50 mg·mL-1時，可降低小腸收縮強度，這可能與高滲透壓下細胞功能受到影響有關(guān)，也可能存在低聚果糖其他作用機制，需要進一步研究。