Резюме

Заден план

Промените в стомашно-чревната подвижност, които са важни, свързани с храносмилането и усвояването на храната в стомашно-чревния тракт, могат да бъдат един от факторите при формирането на затлъстяването.

Промените в стомашно-чревната подвижност са изследвани при плъхове от индуцирано затлъстяване (DIO), индуцирано от диета затлъстяване (DR) или контрол (CON) чрез диетична интервенция.

Методи

След хранене с диета с високо съдържание на мазнини (HFD), 100 мъжки плъха Sprague – Dawley бяха разделени на групи DIO, DR и CON. Плъховете от групите DIO и DR бяха хранени с HFD и CON с основна диета (BD) в продължение на 6 седмици. В това проучване са измерени телесното тегло, енергийният прием, изпразването на стомаха, чревния транзит, подвижността на изолирани сегменти на тънките черва и функцията на дебелото черво. Експресията на интерстициални клетки на Cajal (ICC) и ентерична нервна система (ENS) - холин ацетилтрансфераза (ChAT), вазоактивни чревни пептиди (VIP), вещество P (SP) и NADPH-d хистохимия на азотен оксид синтаза (NOS) се определят от имунохистохимия.

Резултати

Телесното тегло и приеманата енергия в групата DIO са по-високи от тези в групата DR (стр

Въведение

Затлъстяването е сериозен проблем за общественото здраве във целия свят. Честотата на затлъстяването нараства бързо в развитите и някои развиващи се страни. Съобщава се, че 30% от възрастните са засегнати от затлъстяване в САЩ [1]. Тя е описана като „глобална епидемия“ от Световната здравна организация (СЗО), успоредна с драстичен ръст на разпространението на диабета през последните 30 години [2]. Затлъстяването е сериозно заболяване, тъй като е рисков фактор за рак, диабет тип 2, хипертония, сърдечно-съдови заболявания и други хронични заболявания. Фармакотерапията, поведението и модификацията на диетата могат временно да облекчат симптомите на затлъстяването [3, 4]. Хирургичното лечение е най-ефективният начин за затлъстяване, което води до значителна загуба на тегло. Ограниченията на тези операции обаче бяха отбелязани поради техните усложнения и заболеваемост [5]. По този начин няма ефективни начини за терапия на затлъстяването [6].

Стомашно-чревният тракт е важен орган за регулиране на приема на храна, храносмилането и усвояването на хранителните вещества. Наличните данни показват, че абсорбцията на хранителни вещества в тънките черва може да бъде повлияна от промяната на чревната подвижност при хора и плъхове [7-11]. Предишно проучване показа, че промените в стомашно-чревната подвижност са настъпили в проучването на кучето [12]. Удължаването на времето за луминално преминаване има връзка с линейно увеличаване на усвояването на хранителните вещества. По този начин, дали има промени в подвижността на стомашно-чревния тракт при затлъстяването, може да осигури полезна цел за лечение на затлъстяването.

Целите на това проучване бяха да се определи, че: (1) индуцираното от диетата затлъстяване (DIO) и индуцираното от диета резистентност към затлъстяване (DR) плъхове са били индуцирани от високомаслена диета (HFD); (2) промените в стомашно-чревната подвижност са измерени в групи DIO и DR; (3) промените в серумните стомашно-чревни хормони като холецистокинин (CCK), мотилин и гастрин са изследвани в групи DIO и DR; и (4) възможният механизъм за регулиране на стомашно-чревната подвижност е свързан с клетките и невроните в стомашно-чревния тракт.

Материали и методи

Експериментален дизайн и грижи за животните

Общо 100 мъжки плъхове Sprague – Dawley, телесно тегло 180 ± 10 g, закупени от Центъра за изследване на животните в Beijing Vital River Laboratories (лиценз за животни № SCXK (Jing) 2006–0009). Плъховете са настанени в контролирана от температурата стая (22 ± 1 ° C) и относителна влажност от 60% с 12-часов светлинен/12-часов тъмен цикъл и вода е налична ad libitum. Плъховете бяха настанени поотделно в телените клетки и една седмица бяха приспособени към околностите в стаята за животни. Всички експерименти с животни са проведени в съответствие с насоките на китайското законодателство относно етичната употреба и грижи за лабораторните животни. Всички експериментални процедури са одобрени от Комитета по етика на животните, Медицински колеж JiLin (JiLin, Китай).

хранене

Дизайнът на изследването и потокът от лечебни групи и времена.

Стомашно изпразване

Изпразването на стомаха се определя по предходен метод [26]. Накратко, на стомаха от 10 плъхове от всяка група се дават 3 ml 0,05% разтвор на фенол червено (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) и се прилагат 20 минути преди екзекуцията на плъха. Стомахът от всеки плъх се отстранява след лигиране както на сърдечния, така и на пилоричния край и се поставя в 100 ml 0,1 mol/L NaOH. Целият стомах, включително съдържанието му, се хомогенизира в продължение на 30 s при средна скорост, използвана от машина за диспергиране на тъкани (IKA, Германия), и след това сместа се държи в продължение на 1 h при стайна температура. Пет мл супернатант се добавят към 1 мл 33% трихлороцетна киселина и се центрофугират при 2500 g за 20 минути. След центрофугиране към супернатанта се добавят 4 ml 0,5 mol/L NaOH, за да се развие максималната интензивност на цвета. Абсорбцията на всяка проба се измерва при 560 nm със спектрофотометър. Течното изпразване на стомаха (GE) за всеки плъх се изчислява със следната формула:

Чревен транзит

След изрязването на стомаха цялото тънко черво се отстранява незабавно от мезентериалните му прикачени елементи и дължината му се измерва от пилорния сфинктер до илеоцекалната връзка. Фенолното червено може да се покаже с няколко капки 0,1 mol/L NaOH. Този метод може да се използва за определяне на изминатото разстояние на фенолно червено. Чревният транзит за всеки плъх се изчислява по следната формула:

Изследване на функцията на дебелото черво - фекална продукция

Изходът на фекалиите е изследван съгласно предишно проучване [27]. Десет плъха от всяка група бяха поставени в отделни клетки за метаболизъм със свободен достъп до храна и вода. Плъховете се аклиматизират в същото контролирано състояние за 3 d преди този експеримент. През този период плъховете са били хранени само с HFD (5,26 kcal/g) и ad libitum достъп до вода. Изходът на фекалиите, отделен от всеки плъх за период от 8, 12 и 24 часа, се събира и отбелязва мокро фекално тегло веднага и сухо фекално тегло след изсушаване (24 часа при 46 ° С). Секрецията на дебелото черво се изразява като отношение на мокрото фекално тегло към сухото фекално тегло.

Подвижност на изолирани сегменти на тънките черва

Подвижността на изолирани сегменти на тънките черва е изследвана съгласно предишно проучване [28]. Накратко, сегменти от дванадесетопръстника и илеума веднага се поставят вертикално в 10 ml вани, индивидуално инсталирани в преобразувател на плътност (RM6240 Многоканална система за събиране и обработка на физиологичен сигнал), пълна с разтвор на Krebs-Henseleit (NaCl, 118 mmol/L; KCl, 4.7 mmol/L; CaCl2, 2.5 mmol/L; KH2PO4, 1.2 mmol/L; NaHCO3, 25 mmol/L; MgSO4, 1.2 mmol/L; и глюкоза, 10.0 mmol/L) при температура 37 ° C с циркулация на въздуха ( O2, 95%; CO2, 5%). Дисталният край на изрязаната чревна секция е фиксиран към дъното на банята, а другият край е фиксиран към инструмента за измерване на напрежението. След това тъканите се оставят да се уравновесят за поне 30 минути, като през това време напрежението се регулира, за да се поддържа 1 g стабилно напрежение в покой по време на експерименталния период. Честотата на регистрираното изометрично напрежение на чревния дял е измерена за приблизително 30 минути. Всички записани стойности са изчислени със софтуера на RM6240.

Серумни стомашно-чревни хормони

Серумните стомашно-чревни хормони, включително холецистокинин (CCK), мотилин и гастрин са измерени с помощта на ELISA комплекти (Phoenix Pharmaceuticals, Burlingame, CAUSA) и следвайки инструкциите на фабриката [29].

Имунохистохимично оцветяване

NADPH-d хистохимия на NOS

За бета-NADPH имунохистохимия, предметните стъкла на всеки чревен участък, споменати по-горе, бяха инкубирани в 1 mg/mL бета-NADPH (Sigma Chemical Co.), 0.25 mg/mL нитро син тетразолий (Sigma Chemical Co.) и 0.3% Triton X -100 в 0,05 mol/L Tris – HCl буфер (pH 7,6) при 37 ° C в продължение на 2 часа и след това се монтира с помощта на монтажна среда с глицерол съгласно предишно проучване [31].

Статистически анализ

Данните бяха изразени като средни стойности ± SEM (стандартна грешка на средната стойност). Статистическият анализ беше извършен с използване на SPSS 20.0 (SPSS Inc., Чикаго, IL). Данните за нормалност и еднаква дисперсия бяха тествани с помощта на теста на Кохногоров-Смирнов и теста на медиана на Левен, съответно. Сравнението на данните в групи беше анализирано с помощта на Student’s т тест, Welch’s т тест или ANOVA. Статистическата значимост е определена на p

Резултати

Телесно тегло и енергиен прием

Общо 100 мъжки SD плъхове са били хранени с високомаслена диета (HFD) в продължение на две седмици. Плъховете бяха разделени на 3 групи според телесното им тегло (Фигура 1). Плъховете са били хранени с HFD или основна диета (BD) в продължение на шест седмици (Фигура 1). Телесното тегло във всяка група не е имало разлика в началната и първата седмица на животните (Фигура 2I A). След 1-ва седмица телесното тегло на плъхове в групата на DIO е значително увеличено в сравнение с групата CON (п-та седмица, телесното тегло на плъховете в групата на DIO също показва значително увеличение в сравнение с групата на DR ( Фигура 2

В това проучване се измерва и приемът на храна и се изчислява енергийният прием (kcal) при тези плъхове. Резултатите показаха, че приеманата енергия в групата DIO е значително по-висока от тази в групата DR (p 0,05).

Стомашно изпразване, стомашно-чревен транзит и фекална продукция

Както е показано на Фигура 2I С, изпразването на стомаха е значително силно в групата DIO (78,33 ± 4,95%) в сравнение с групите CON (58,32 ± 11,61%) и DR (51,79 ± 10,72%) (p 0,05). За да се определи стомашно-чревния транзит, в това проучване се измерва разстоянието, изминато от фенолно червеното от пилорния сфинктер до илеоцекалната връзка. Резултатите са обобщени на Фигура 2I D. Стомашно-чревният транзит не е имал разлики във всяка група (p> 0,05). Освен това, за да се изследва функцията на дебелото черво, измерването на фекалиите се измерва в групи DIO и DR. Фекалната влажна и суха маса са съответно 1,20 ± 0,31 и 1,29 ± 0,42 в групи DIO и DR. Не бяха открити разлики между групите DIO и DR (Фигура 2I E).

Подвижност на дванадесетопръстника и илеума и серумните стомашно-чревни хормони

За да се определи подвижността на тънките черва, в това проучване се изолират сегменти на дванадесетопръстника и илеума и се измерва напрежението на чревния мускул. Резултатите са показани на Фигура 2II. Пиковите стойности на дванадесетопръстника са значително по-високи от тези в илеума (Фигура 2II A). Пиковите стойности на дванадесетопръстника са значително увеличени в групата DR в сравнение с групата CON (p Фигура 3

Експресия на ChAT, SP, VIP и NADPH-d хистохимия на NOS в червата

За да се определи допълнително връзката между чревната нервна система и диетичната интервенция, се определя експресията на възбуждащи неврони и инхибиторни неврони в чревната стена на плъхове. Разпределението и регионалната вариация на ацетилхолинестеразата (AChE) и веществото P (SP), вазоактивните чревни пептиди (VIP) и азотния оксид синтаза (NOS) бяха изследвани в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума на плъхове. Като селективен маркер на холинергичните неврони, експресията на холин ацетилтрансфераза (ChAT) се изследва в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума на плъхове. Както е показано на Фигура 4, експресията на ChAT в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума на плъхове е била значително по-висока в групата DIO, отколкото в групата DR (p Фигура 4

В допълнение, азотният оксид като инхибиторен неадренергичен нехолинергичен невротрансмитер се експресира в стомашно-чревната тъкан [34]. NADPH-d (невронален никотинамид аденин динуклеотид фосфат-диафораза), който е азотен оксид синтаза (NOS), може да бъде като маркер за неврони, произвеждащи азотен оксид. В това проучване експресията на NOS е изследвана в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума на плъхове. Както е показано на Фигура 6, експресията на NOS в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума на плъхове е била значително по-висока в групата DIO, отколкото в групата DR (p Фигура 6

Дискусия

В обобщение, плъховете са изследвани за индуцирано затлъстяване (DIO) или индуцирано от диета затлъстели плъхове (DR) от плъхове, хранени с HFD в продължение на две седмици. По-бързо изпразване на стомаха, по-слабо свиване на движението на дванадесетопръстника и по-силно свиване и отпускане на движението на илеума са открити при плъховете от групата DIO в сравнение с групата DR. Тези промени в стомашно-чревната подвижност могат да бъдат регулирани чрез увеличаване на количеството на ICC, повишаване на възбуждащите неврони и инхибиторните неврони на чревната нервна система в групата DIO. Не са открити обаче разлики в нивата на серумните стомашно-чревни хормони като CCK, мотилин и гастрин. Предполага се, че диетичната интервенция играе важна роля в стомашно-чревната подвижност, особено при формирането на затлъстяване.

Препратки

Baskin ML, Ard J, Franklin F, Allison DB: Преобладаване на затлъстяването в Съединените щати. Obes Rev. 2005, 6: 5-7. 10.1111/j.1467-789X.2005.00165.x.

Who J, Консултация F: Диета, хранене и профилактика на хронични заболявания. 2003, Серия технически доклади на СЗО Женева: СЗО

Bray GA, Tartaglia LA: Медицински стратегии при лечението на затлъстяване. Природата. 2000, 404: 672-677.