Um método In Vivo para avaliar a barreira de sangue do intestino e metabolismo hepático da Microbiota produtos
Summary
O acesso de nutrientes, metabólitos da microbiota e medicamentos para a circulação é controlado pela barreira sangue-intestino (GBB). Nós descrevemos um método direto para medir a GBB permeabilidade na vivo, que, em contraste com comumente usados métodos indirectos, praticamente não é afetado pelas funções de fígado e rim.
Abstract
A barreira de sangue do intestino (GBB) controla a passagem de nutrientes, metabólitos bacterianos e drogas do lúmen intestinal para a corrente sanguínea. A integridade do GBB é perturbada em doenças gastrointestinais, cardiovasculares e metabólicas, que podem resultar em facilitar o acesso de compostos biologicamente ativos, tais como metabólitos bacteriano do intestino, para a corrente sanguínea. Assim, a permeabilidade do GBB pode ser um marcador de doenças intestinais e extra-intestinais. Além disso, o aumento da penetração dos metabolitos bacterianos pode afetar o funcionamento de todo o organismo.
Métodos comumente usados para estudar a permeabilidade GBB são realizados ex vivo. A precisão desses métodos é limitada, porque o funcionamento do GBB depende do fluxo sanguíneo intestinal. Por outro lado, métodos comumente usados na vivo podem ser tendenciosa pelo fígado e rim, como esses métodos baseiam-se na avaliação da urina ou / e as concentrações no sangue periférico de marcadores exógenos. Aqui, apresentamos uma medida direta da permeabilidade GBB em ratos utilizando um método na vivo baseado no sangue portal de amostragem, que preserva o fluxo sanguíneo intestinal e praticamente não é afetada pela função hepática e renal.
Cateteres de poliuretano são inseridos a veia porta e veia cava inferior logo acima o hepático veias confluência. Sangue é amostrado na linha de base e após a administração de um marcador selecionado em uma parte desejada do tracto gastrointestinal. Aqui, apresentamos várias aplicações do método incluindo (1) avaliação da permeabilidade do cólon para TMA, um metabólito bacterianos de intestino, (2) avaliação do fígado de apuramento de TMA e (3) avaliação de um caminho de sangue de sangue-fígado-periférico de intestino-portal do intestino bactérias-derivado curta cadeia de ácidos graxos. Além disso, o protocolo também pode ser usado para controlar a absorção intestinal e o metabolismo do fígado de drogas ou para medições de pressão portal.
Introduction
A barreira de sangue do intestino (GBB), também conhecida como a barreira intestinal, é um complexo sistema de multicamadas que separa o lúmen do intestino pela corrente sanguínea a fim de limitar a passagem de compostos nocivos, permitindo a absorção de nutrientes1. Consiste de três camadas principais: a camada de muco, epitélio e lâmina própria.
Inúmeros fatores podem afetar o GBB integridade e função2. Ficou demonstrado que a GBB é perturbado em doenças gastrointestinais e extra-intestinais, incluindo doenças cardiovasculares e metabólicas3, que pode levar a uma maior passagem de metabólitos bacterianos intestino para a corrente sanguínea4. Um aumento da penetração de metabólitos bacterianos intestino pode afetar o funcionamento de todo o organismo. Por exemplo, estudos recentes mostram um impacto significativo de metabólitos bacterianos, tais como indóis, H2S, ácidos graxos de cadeia curta (CCPA) e trimetilamina N-óxido, no sistema circulatório funções5,6,7 ,8,9. Finalmente, foi proposto que um aumento da permeabilidade GBB pode servir como um marcador de doenças cardiovasculares e metabólicas, que são associados com alterações morfológicas e funcionais no intestino10. Portanto, rastreamento via intestino-portal sangue sangue-fígado-sistêmica dos metabolitos bacterianas pode ser de interesse para as ciências básicas e clínicas.
Comumente utilizados métodos experimentais para a avaliação da permeabilidade GBB são realizados em vitro usando segmentos intestinais ressecados, fragmentos de mucosa, ou membranas artificiais11,12. A precisão desses métodos é comprometida pelo fato de que o bom funcionamento do GBB requer fluxo sanguíneo intestinal constante. Por outro lado, os métodos disponíveis na vivo baseiam-se na avaliação de urina ou sangue periférico concentrações de marcadores exógenos13. No entanto, concentração periférica de sangue e urina de compostos exógenos é influenciada pela função renal, ou seja, a taxa de filtração glomerular e excreção tubular, bem como pelo metabolismo do fígado, ou seja, primeiro passar o metabolismo. Ambos os parâmetros podem diferir significativamente entre sujeitos do estudo independentemente da função GBB.
Este paper descreve uma medida direta da permeabilidade em ratos usando amostragem do sangue portal GBB. Esse método na vivo preserva o fluxo sanguíneo intestinal e praticamente não é influenciado pela função de fígado e rim. A abordagem descrita não é comumente usada, possivelmente por causa de algumas dificuldades metodológicas. Descrevemos em detalhe a cateterização da veia porta e veia cava inferior logo acima da confluência da veia hepática. Colheita de sangue da veia porta e veia cava inferior permite a avaliação da folga GBB permeabilidade e fígado, bem como acompanhamento do percurso de sangue sangue-fígado-sistêmica de intestino-portal de moléculas de interesse, tais como metabólitos bacterianos de intestino ou medicamentos. Apresentamos também várias aplicações do método que foram testadas em nosso laboratório. Estes incluem a avaliação da permeabilidade do cólon para TMA, um metabólito bacterianos de intestino, avaliação do fígado de apuramento de TMA e avaliação de um caminho de sangue sangue-fígado-sistêmica de intestino-portal de CCPA.
Para avaliar a permeabilidade da barreira hemato-intestino, devem ser seguidas as seguintes etapas de protocolo, em ordem: 1 (inserção da linha para as administrações intraintestinal), 3 (cateterização da veia porta), 4 (veia porta de amostra de sangue ), 6 (administração de um marcador de permeabilidade do intestino), 4.
Para avaliar a liberação hepática e um caminho de sangue sangue-fígado-sistêmica de intestino-portal, devem ser seguidas as seguintes etapas de protocolo, em ordem: 1 (inserção da linha para as administrações intraintestinal), 2 (veia cava inferior cateterismo), 3 (cateterização da veia porta), 4 (amostra de sangue da veia porta), 5 (amostra de sangue da veia cava inferior), 6 (administração de um marcador de permeabilidade do intestino), 4, 5, 7 ( cálculo de apuramento de fígado).
Protocol
Representative Results
Discussion
O descrito direto, na vivo, método para medir a permeabilidade GBB mantém condições de closetophysiological no sistema gastrointestinal (preserva o fluxo sanguíneo intestinal) e praticamente não é influenciada pela função de fígado e rim.
O passo fundamental desta técnica é a inserção do cateter de portal. Isso deve ser feito delicadamente e decisivamente ao mesmo tempo. Um sangramento leve, curto pode ocorrer a partir da corretamente realizada punção da veia portal; n…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O trabalho é apoiado pelo Ministério da ciência e ensino superior, República da Polónia, diamante conceder n: DI2017 009247.
Materials
| Needle OD: 9 mm | Becton Dickinson S.A. | 301300 | |
| Polyethylene catheter ID: 0.025", OD: 0.040" | Scientific Commodities, Inc. | #BB520-40 | |
| Polyethylene catheter ID: 0.012", OD: 0.025" | Scientific Commodities, Inc. | #BB520-25 | |
| C-Flex Tubing,Opaque White 1/50"ID x 1/12 " OD | Cole-Parmer Instrument Co. | 06424-59 | |
| Pediatric Foley catheter (size 10F or 8F) | Sigmed | 0000 80305 | |
| Surgical ligatures 3/0 | Yavo Sp. Z o.o. | P48JE | |
| Absorbable surgical sutures – Polyglactine 910 4/0 | KRUUSE Polska Sp. Zo.o. | 152336 | |
| Tissue glue – Loctite 454Cyanoacrylate Adhesive | Loctite | 1370127 | |
| Povidone iodine | EGIS Pharmaceuticals PLC | 4449 11 | |
| Heparin – Heparinium WZF | WZF Polfa S.A. | 02BK0417 | Dilute 10 times with physiological saline |
| Glycerin 86% | Laboratorium Farmaceutyczne Avena | 5.90999E+12 | Serves as a lubricant in colon catheterization |
| Xylocaine 2% | AstraZenca | 9941342 | |
| Urethane | Sigma-Aldrich (Merck) | U2500-500G | |
| Trimethylamine solution 45% | Sigma-Aldrich (Merck) | 92262-1L | |
| Syringes 2 mL | B.Braun Melsungen AG | 4606027V | |
| Saline 250 mL | Fraesenius Kabi Polska Sp. Z o.o. | 15LL707WL | |
| Surgical scissors, straight, length 115 mm, 4 1/2 "blunt ends | Braun | NS-010-115-PKM | |
| Artery forceps type Micro-Adson bent, length 140 mm 5 1/2 " | Braun | KN-008-140-ZMK | |
| Anatomic forceps, lenght 95 mm, 3 3/4" sharp 0.7×0.55 | Braun | PO-001-007-ZMK | |
| Micro Scissors type Vannas, straight, lenght 85 mm, 3 3/8 " the length of the blades 6 mm | Braun | NO-010-085-PMK | |
| Towel clamps type Backhouse, lenght 130 mm, 5 1/8" | Braun | HO-128-130-PMK | |
| Needle holders, lenght 150 mm, 6" t=0.4 1/2 | Braun | IM-927-150-PZMK | |
| Delicate Scissors, lenght 110 mm , straight, 4 3/8” sharp | Braun | NO-052-110-PMK | |
| Anatomic forceps, lenght 95 mm, 3 3/4" sharp | Braun | PO-022-001-PMK | |
References
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