Une méthode In Vivo pour l’évaluation de la barrière intestinale-sang et le métabolisme hépatique du microbiote produits
Summary
L’accès des nutriments, de métabolites de la microbiote et de médicaments pour la circulation est contrôlée par la barrière intestinale-(GBB). Nous décrivons une méthode directe pour mesurer le GBB perméabilité in vivo, qui, contrairement aux méthodes indirectes couramment utilisés, n’est pratiquement pas affecté par les fonctions hépatiques et rénales.
Abstract
La barrière intestinale-(GBB) contrôle le passage des nutriments, les métabolites bactériens et les médicaments de la lumière intestinale vers la circulation sanguine. L’intégrité GBB est perturbée dans les maladies gastro-intestinales, cardiovasculaires et métaboliques, qui peuvent entraîner un accès plus facile des composés biologiquement actifs, tels que les métabolites bactérienne intestinale, dans la circulation sanguine. Ainsi, la perméabilité de la GBB peut être un marqueur de maladies intestinales et extra-intestinal. En outre, la pénétration accrue des métabolites bactériens peut-être affecter le fonctionnement de l’organisme tout entier.
Les méthodes couramment utilisées pour l’étude de la perméabilité GBB sont effectués ex vivo. L’exactitude de ces méthodes est limitée, car le fonctionnement de la GBB dépend de la circulation sanguine intestinale. En revanche, les méthodes couramment utilisées en vivo pourraient être biaisées par le foie et les reins performances, car ces méthodes sont basées sur l’évaluation de l’urine ou / et des concentrations dans le sang périphérique des marqueurs exogènes. Nous présentons ici une mesure directe de la perméabilité GBB chez le rat en utilisant une méthode en vivo issue de sang portal d’échantillonnage, qui préserve la circulation sanguine intestinale et n’est pratiquement pas affectée par la fonction du foie et des reins.
Polyuréthane cathéters sont insérés dans la veine porte et la veine cave inférieure, juste au-dessus de la fonction hépatique veines confluence. Sang est prélevé au début et après l’administration d’un marqueur sélectionné dans une pièce désirée du tractus gastro-intestinal. Ici, nous présentons plusieurs applications de la méthode y compris (1) l’évaluation de la perméabilité du côlon pour TMA, un métabolite bactérienne intestinale (2) l’évaluation de la clairance hépatique de TMA et (3) l’évaluation d’une voie de sang sang-foie-périphérique gut-portail du tube digestif dérivé de bactéries les acides gras à chaîne courte. En outre, le protocole peut également être utilisé pour le suivi de l’absorption intestinale et métabolisme hépatique des médicaments ou pour les mesures de l’hypertension portale.
Introduction
La barrière intestinale-sang (GBB), également connu sous le nom de la barrière intestinale, est un système complexe multicouche qui sépare la lumière du tube digestif de la circulation sanguine afin de limiter le passage des composés nocifs tout en permettant l’absorption des éléments nutritifs1. Il se compose de trois couches principales : la couche de mucus, l’épithélium et la lamina propria.
De nombreux facteurs peuvent affecter l’ intégrité et la fonction GBB2. Il a été démontré que les GBB est perturbée dans les maladies gastro-intestinales et extra-intestinal, y compris les maladies cardiovasculaires et métaboliques3, qui peut conduire à un passage accru des métabolites bactérienne intestinale sur la circulation sanguine4. Une pénétration accrue des métabolites bactérienne intestinale peut-être affecter le fonctionnement de l’organisme tout entier. Par exemple, des études récentes montrent une incidence importante de métabolites bactériens, tels que les indoles, H2S, acides gras à chaîne courte (AGCC) et triméthylamine N-oxyde, sur le système circulatoire fonctions5,6,7 ,8,9. Enfin, il a été proposé qu’une perméabilité accrue de GBB peut servir de marqueur des maladies cardiovasculaires et métaboliques qui sont associées à des altérations morphologiques et fonctionnelles dans les intestins de10. Par conséquent, suivi la voie intestinale-portail sang sang-foie-systémique des métabolites bactériens peut-être être d’intérêt pour les sciences fondamentales et cliniques.
Méthodes expérimentales couramment utilisées pour l’évaluation de la perméabilité GBB sont effectués in vitro à l’aide de segments intestinaux réséqués, fragments de muqueuse ou membranes artificielles11,12. L’exactitude de ces méthodes est compromise par le fait que le bon fonctionnement de la GBB exige la circulation sanguine intestinale constant. En revanche, les méthodes disponibles en vivo reposent sur l’évaluation de l’urine ou les concentrations de sang périphérique des marqueurs exogène13. Cependant, concentration périphérique de sang et d’urine des composés exogènes est influencée par la fonction rénale, par exemple, les taux de filtration glomérulaire et l’excrétion tubulaire, ainsi que par le métabolisme du foie, c’est-à-dire, d’abord passer le métabolisme. Ces deux paramètres peuvent différer significativement entre les sujets de l’étude indépendamment de la fonction GBB.
Cet article décrit une mesure directe de la perméabilité GBB chez les rats avec un prélèvement sanguin. Cette méthode en vivo préserve la circulation sanguine intestinale et n’est pratiquement pas influencée par la fonction du foie et des reins. L’approche décrite n’est pas couramment utilisé, peut-être à cause de certaines difficultés méthodologiques. Nous décrivons en détail le cathétérisme de la veine porte et la veine cave inférieure, juste au-dessus du confluent de la veine hépatique. Prélèvement de sang de la veine porte et la veine cave inférieure permet d’évaluation de la clairance de la perméabilité et le foie GBB ainsi que suivi de voie intestinale-portail sang sang-foie-systémique de molécules d’intérêt, tels que les métabolites bactérienne intestinale ou de médicaments. Nous présentons également plusieurs applications de la méthode qui ont été testées dans notre laboratoire. Il s’agit de l’évaluation de la perméabilité du côlon pour TMA, un métabolite bactérienne intestinale, évaluation de la clairance hépatique de TMA et évaluation d’une voie de sang sang-foie-systémique gut-portail du CSAF.
Afin d’évaluer la perméabilité de la barrière intestinale-sang, les opérations de protocole suivantes doivent être observées, dans l’ordre : 1 (insertion de la ligne pour les administrations intraintestinal), 3 (cathétérisme de la veine porte), 4 (veine porte les prélèvements sanguins ), 6 (administration d’un marqueur de perméabilité intestinale), 4.
Pour évaluer la clairance hépatique et une voie intestinale-portail sang sang-foie-systémique, les opérations de protocole suivantes doivent être observées, dans l’ordre : 1 (insertion de la ligne pour les administrations intraintestinal), 2 (veine cave inférieure cathétérisme), 3 (cathétérisme de la veine porte), 4 (prélèvement de sang de la veine porte), 5 (prélèvement de sang de veine cave inférieure), 6 (administration d’un marqueur de perméabilité intestinale), 4, 5, 7 () calcul de la clairance hépatique).
Protocol
Representative Results
Discussion
Le décrit en direct, in vivo, méthode pour mesurer la perméabilité GBB maintient des conditions closetophysiological dans le système gastro-intestinal (préserve la circulation sanguine intestinale) et n’est pratiquement pas influencée par la fonction du foie et des reins.
L’étape critique de cette technique est l’insertion du cathéter portail. Cela doit être fait doucement et de façon décisive en même temps. Un doux et court des saignements peuvent survenir de la co…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Le travail est soutenu par le ministère des sciences et de la République de Pologne de l’enseignement supérieur, Diamond accorder no : 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 | |
Riferimenti
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