Eine In Vivo -Methode zur Bewertung der Darm-Blut-Schranke und LEBERSTOFFWECHSEL Mikrobiota Produkte
Summary
Der Zugang von Nährstoffen, Mikrobiota Metaboliten und Arzneimitteln für den Verkehr wird durch die Darm-Blut-Schranke (GBB) gesteuert. Wir beschreiben eine direkte Methode zur Messung der GBB Durchlässigkeit in Vivo, die im Gegensatz zu gängigen indirekte Methoden praktisch nicht von Leber und Niere Funktionen betroffen ist.
Abstract
Die Darm-Blut-Schranke (GBB) steuert den Übergang der Nährstoffe, bakteriellen Stoffwechselprodukte und Drogen vom Darmlumen in den Blutstrom. GBB-Integrität ist bei Magen-Darm-, Herz-Kreislauf- und Stoffwechsel-Erkrankungen, gestört, was zu leichteren Zugang von biologisch aktiven Verbindungen, z. B. Darm bakteriellen Stoffwechselprodukten, in den Blutkreislauf führen kann. So kann die Durchlässigkeit der GBB ein Marker für Darm- und intestinalem Krankheiten sein. Darüber hinaus kann die erhöhte Penetration von bakteriellen Stoffwechselprodukte beeinflussen das Funktionieren des gesamten Organismus.
Häufig verwendete Methoden zur Untersuchung der GBB Durchlässigkeit sind durchgeführten ex Vivo. Die Genauigkeit dieser Methoden ist begrenzt, da die Funktionsweise der GBB Darm Durchblutung abhängt. Auf der anderen Seite häufig verwendete in-Vivo -Methoden können voreingenommen durch Leber und Niere Leistung, da diese Methoden auf der Bewertung des Urins basieren oder / und peripherem Blutkonzentrationen von exogenen Marker. Hier präsentieren wir Ihnen eine direkte Messung der GBB Durchlässigkeit bei Ratten mit einer in-Vivo -Methode basierend auf Portal Blut Probenahme, das intestinale Blutfluss bewahrt und ist praktisch nicht von der Leber und Niere Funktion betroffen.
Polyurethan-Katheter in der Pfortader eingefügt und unteren Hohlvene oberhalb der Leber Venen Zusammenfluss. Blut wird an der Basislinie und nach der Verabreichung eines ausgewählten Marker in einen gewünschten Teil des Magen-Darm-Trakt aufgenommen. Hier präsentieren wir Ihnen mehrere Anwendungen der Methode (1) Bewertung der Doppelpunkt Durchlässigkeit für TMA, ein Darm bakterielle Stoffwechselprodukt, (2) Beurteilung der Leber Clearance von TMA und (3) Bewertung der ein Darm-Portal Blut-Leber-peripheren Blut Weg, Darm Bakterien stammenden kurzkettigen Fettsäuren. Das Protokoll kann darüber hinaus auch für die Verfolgung von intestinale Resorption und LEBERSTOFFWECHSEL von Medikamenten oder für Messungen des Blutdrucks Portal verwendet werden.
Introduction
Die Darm-Blut-Schranke (GBB), auch bekannt als die Darmbarriere, ist ein komplexes multilayer-System, das das Darm Lumen aus dem Blutkreislauf trennt, um den Durchgang von schädlichen Verbindungen zu begrenzen, wobei die Absorption von Nährstoffen1. Es besteht aus den drei Hauptschichten: die Schleimschicht, Epithel und Lamina Propria.
Zahlreiche Faktoren können die GBB Integrität und Funktion2auswirken. Es hat sich gezeigt, dass GBB gestört ist, im Magen-Darm- und intestinalem Krankheiten, einschließlich Herz-Kreislauf-und Stoffwechselerkrankungen3, was zu einer erhöhten Passage der Darm bakteriellen Stoffwechselprodukte an die Blutbahn4führen kann. Eine erhöhte Durchdringung der Darm bakteriellen Stoffwechselprodukte beeinträchtigen die Funktion des gesamten Organismus. Zum Beispiel, zeigen neuere Studien einen signifikanten Einfluss von bakteriellen Stoffwechselprodukten wie indole, H2S, Kurzkettige Fettsäuren (SCFA) und Trimethylamin-N-oxid, auf das Herz-Kreislauf-System Funktionen5,6,7 ,8,9. Schließlich wurde es vorgeschlagen, dass ein erhöhter Durchlässigkeit der GBB als Marker für Herz-Kreislauf-und Stoffwechselerkrankungen dienen kann, die morphologische und funktionelle Veränderungen in den Darm10zugeordnet sind. Daher möglicherweise verfolgen die Darm-Portal Blut-Leber-systemische Blut weg von bakteriellen Stoffwechselprodukten von Interesse für die Grundlagenforschung und klinische Wissenschaften.
Häufig verwendete experimentelle Methoden zur Bewertung der GBB Durchlässigkeit sind durchgeführten in-vitro- mit reseziertem Darm Segmenten, Fragmente von Schleimhaut oder künstliche Membranen11,12. Die Genauigkeit dieser Methoden ist durch die Tatsache beeinträchtigt, Funktionsfähigkeit der GBB verlangt ständige Darm Blutfluss. Erhältlich in-Vivo -Methoden basieren auf der anderen Seite auf die Bewertung des Urins oder peripherem Blutkonzentrationen von exogenen Marker13. Allerdings peripheren Blut und Urin-Konzentration von exogenen Verbindungen von Nierenfunktion, d. h. die glomeruläre Filtrationsrate und tubuläre Ausscheidung sowie von LEBERSTOFFWECHSEL beeinflusst wird, d.h., first-pass Metabolismus. Beide Parameter können zwischen Probanden unabhängig von der GBB-Funktion erheblich abweichen.
Dieses Whitepaper beschreibt ein direktes Maß für die GBB Durchlässigkeit in Ratten mit Portal Blutabnahme. Diese in-Vivo -Methode schont den Darm Blutfluss und nahezu unbeeinflusst von Leber-und Nierenfunktion. Die beschriebene Vorgehensweise ist nicht, möglicherweise aufgrund methodischen Schwierigkeiten verbreitet. Wir beschreiben ausführlich die Katheterisierung der Pfortader und der unteren Hohlvene oberhalb des Zusammenflusses Lebervene. Blutentnahme aus der Pfortader und minderwertige Vena Cava ermöglicht die Bewertung der GBB Durchlässigkeit und Leber Clearance sowie Verfolgung von Darm-Portal Blut-Leber-systemische Blut weg von Molekülen von Interesse, wie Darm bakteriellen Stoffwechselprodukte oder Medikamente. Wir präsentieren auch mehrere Anwendungen der Methode, die in unserem Labor getestet wurden. Dazu gehören die Bewertung der Doppelpunkt Durchlässigkeit für TMA, ein Darm bakterielle Stoffwechselprodukt, Beurteilung der Leber Clearance von TMA und Evaluierung eines Blut-Leber-systemische Blut Darm-Portal-Pfades der SCFA.
Um Darm-Blut-Schranke Permeabilität zu bewerten, Protokoll folgendermaßen befolgt werden in der Reihenfolge: 1 (Einfügung der Linie für intraintestinal Verwaltungen), 3 (Pfortader Katheterisierung), 4 (Pfortader Blutabnahme ), 6 (Verwaltung der Darm Durchlässigkeit Marker), 4.
Zur Bewertung von Leber-Clearance und einen Darm-Portal Blut-Leber-systemische Blut Weg Protokoll folgendermaßen befolgt werden in der Reihenfolge: 1 (Einfügung der Linie für intraintestinal Verwaltungen), 2 (minderwertige Vena Cava Katheterisierung), 3 (Pfortader Katheterisierung), 4 (Pfortader Blutabnahme), 5 (minderwertige Vena Cava Blutabnahme), 6 (Verwaltung der Darm Durchlässigkeit Marker), 4, 5, 7 ( Berechnung der Leber Clearance).
Protocol
Representative Results
Discussion
Die beschriebenen direkten, in Vivo, Methode zur Messung der GBB Durchlässigkeit unterhält Closetophysiological Bedingungen im Magen-Darm-System (schützt den Darm Blutfluss), und ist nahezu unbeeinflusst von Leber-und Nierenfunktion.
Der entscheidende Schritt dieser Technik ist die Einfügung des Portals Katheters. Dies muss sanft und entschlossen zur gleichen Zeit erfolgen. Eine leichte, kurze Blutungen auftreten von der korrekt durchgeführte Punktion der portalader; jedoch stopp…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Arbeit wird unterstützt durch das Ministerium für Wissenschaft und Hochschulwesen Republik Polen, Diamond gewähren keine: 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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