Un metodo In Vivo per valutare la Gut-barriera e metabolismo epatico del Microbiota prodotti
Summary
L’accesso di nutrienti, microbiota metaboliti e farmaci per la circolazione è controllata dalla barriera intestinale-sangue (GBB). Descriviamo un metodo diretto per misurare la GBB permeabilità in vivo, che, contrariamente ai metodi indiretti comunemente usati, praticamente non è interessato dalle funzioni di fegato e rene.
Abstract
La barriera intestinale-(GBB) controlla il passaggio di nutrienti, metaboliti batterici e farmaci dal lume intestinale alla circolazione sanguigna. L’integrità GBB è disturbato nelle malattie gastrointestinali, cardiovascolari e metaboliche, che potrebbero facilitare l’accesso dei composti biologicamente attivi, quali metaboliti batterica dell’intestino, alla circolazione sanguigna. Così, la permeabilità della GBB può essere un indicatore di malattie extraintestinali ed intestinale. Inoltre, l’aumento della penetrazione dei metaboliti batterici può influenzare il funzionamento dell’intero organismo.
Metodi comunemente usati per studiare la permeabilità GBB sono eseguite ex vivo. L’accuratezza di tali metodi è limitata, poiché il funzionamento della GBB dipende dal flusso sanguigno intestinale. D’altra parte, metodi comunemente utilizzati in vivo possono essere prevenuti di fegato e rene prestazioni, come tali metodi si basano sulla valutazione di urina o / e le concentrazioni nel sangue periferico di marcatori esogeni. Qui, presentiamo una misura diretta della permeabilità GBB in ratti facendo uso di un metodo in vivo basato sull’anima portale di campionamento, che conserva il flusso sanguigno intestinale e praticamente non è influenzata dalla funzione epatica e renale.
I cateteri di poliuretano sono inseriti nella vena portale e vena cava inferiore appena sopra l’epatico vene confluenza. Sangue è provato al basale e dopo somministrazione di un marcatore selezionato in una parte del tratto gastrointestinale desiderata. Qui, presentiamo diverse applicazioni del metodo inclusi (1) valutazione della permeabilità del colon TMA, un metabolita batterica dell’intestino, (2) la valutazione della clearance epatica di TMA e (3) la valutazione di una via di sangue periferico-sangue-fegato intestino-portale del budello batteri-derivati di acidi grassi a catena corta. Inoltre, il protocollo può anche essere utilizzato per tenere traccia di assorbimento intestinale e metabolismo epatico dei farmaci o per misure di pressione sanguigna portale.
Introduction
La barriera sangue-gut (GBB), noto anche come la barriera intestinale, è un complesso sistema multistrato che separa il lume intestinale dal flusso sanguigno al fine di limitare il passaggio di composti nocivi, consentendo l’assorbimento di sostanze nutritive1. Si compone di tre strati principali: la strato di muco, epitelio e lamina propria.
Numerosi fattori possono influenzare l’ integrità e la funzione GBB2. È stato dimostrato che GBB è disturbato nelle malattie extraintestinali e gastrointestinali, tra cui malattie cardiovascolari e metaboliche3, che può portare a un maggiore passaggio di metaboliti batterica dell’intestino al flusso sanguigno4. Un aumento della penetrazione dei metaboliti batterici dell’intestino può influenzare il funzionamento dell’intero organismo. Ad esempio, gli studi recenti indicano un impatto significativo di metaboliti batterici, quali indoli, H2S, acidi grassi a catena corta (SCFA) e trimetilammina N-ossido, il sistema circolatorio funzioni5,6,7 ,8,9. Infine, è stato proposto che un aumento della permeabilità GBB può servire come un marcatore di malattie cardiovascolari e metaboliche che sono associati con alterazioni morfologiche e funzionali nell’ intestino10. Pertanto, la via di sangue sangue-fegato-sistemico gut-portale dei metaboliti batterici di rilevamento può essere di interesse per le scienze di base e cliniche.
Comunemente utilizzati metodi sperimentali per la valutazione della permeabilità GBB sono eseguiti in vitro utilizzando segmenti intestinali resecati, frammenti di mucosa, o membrane artificiali11,12. La precisione di tali metodi è compromessa dal fatto che il corretto funzionamento del GBB richiede flusso sanguigno intestinale costante. D’altra parte, i metodi disponibili in vivo si basano sulla valutazione di urina o sangue periferico concentrazioni di marcatori esogeni13. Tuttavia, la concentrazione dell’urina e del sangue periferica di composti esogeni è influenzata dalla funzionalità renale, cioè, il tasso di filtrazione glomerulare e l’escrezione tubulare, nonché dal metabolismo epatico, cioè, metabolismo di primo passaggio. Entrambi i parametri possono differire notevolmente tra gli oggetti di studio indipendentemente dalla funzione GBB.
Questo articolo descrive una misura diretta della permeabilità GBB nei ratti mediante prelievo di sangue portale. Questo metodo in vivo mantiene il flusso sanguigno intestinale e praticamente non è influenzato dalla funzionalità epatica e renale. L’approccio descritto non è comunemente usato, possibilmente a causa di alcune difficoltà metodologiche. Descriviamo dettagliatamente il cateterismo della vena cava inferiore appena sopra la confluenza della vena epatica e della vena portale. Prelievo di sangue dalla vena portale e vena cava inferiore permette la valutazione della GBB permeabilità e fegato di liquidazione nonché rilevamento della via sangue sangue-fegato-sistemico gut-portale di molecole di interesse, come farmaci o metaboliti batterica dell’intestino. Siamo presenti anche diverse applicazioni del metodo che sono state testate nel nostro laboratorio. Questi includono la valutazione della permeabilità del colon per TMA, un metabolita batterico dell’intestino, una valutazione della clearance epatica di TMA e la valutazione di una via di sangue sangue-fegato-sistemico gut-portale di SCFA.
Per valutare la permeabilità della barriera emato-gut, dovrebbe essere seguita la procedura di protocollo seguenti, nell’ordine: 1 (inserimento della linea per le amministrazioni intraintestinal), 3 (cateterizzazione della vena portale), 4 (prelievo di sangue della vena portale ), 6 (somministrazione di un indicatore di permeabilità dell’intestino), 4.
Per valutare la clearance epatica e una via di sangue sangue-fegato-sistemico gut-portale, deve essere seguita la procedura di protocollo seguenti, nell’ordine: 1 (inserimento della linea per le amministrazioni intraintestinal), 2 (vena cava inferiore cateterizzazione), 3 (cateterizzazione della vena portale), 4 (prelievo di sangue della vena portale), 5 (prelievo di sangue della vena cava inferiore), 6 (somministrazione di un indicatore di permeabilità dell’intestino), 4, 5, 7 ( calcolo della clearance epatica).
Protocol
Representative Results
Discussion
Descritto, diretto in vivo, metodo per misurare la permeabilità GBB mantiene condizioni di closetophysiological nell’apparato gastrointestinale (mantiene il flusso sanguigno intestinale) e praticamente non è influenzata dalla funzionalità epatica e renale.
Il passaggio fondamentale di questa tecnica è l’inserimento del catetere portale. Questo deve essere fatto delicatamente e in modo decisivo allo stesso tempo. Un breve, lieve sanguinamento può verificarsi dalla puntura la corre…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Il lavoro è supportato dal Ministero della scienza e dell’istruzione superiore Repubblica di Polonia, Diamond concedere 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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