肠道气体甲烷及硫化氢与结肠动力的相关研究

发布时间：2020-08-26 11:48

【摘要】：第一部分甲烷及硫化氢对大鼠结肠动力的影响及作用机制 目的探讨甲烷(methane,CH4)及硫化氢(hydrogen sulphide, H2S)对大鼠近端结肠动力的影响及作用机制。 方法大鼠处死后取近端结肠,制备纵行肌条(longitudinal muscle, LM)及环形肌条(circular muscle, CM)。张力换能器及多通道生理信号采集处理系统记录CH4及H2S对肌条自发性收缩的影响,观察纵行肌条经河豚毒素(tetrodotoxin, TTX)、N-硝基-L-精氨酸(N-nitro-L-arginine methylester, L-NAME)、四乙胺(tetraethylammonium,TEA)或格列本脲(glibenclamide, Gli)预处理后CH4或NaHS对其收缩影响。消化分离近端结肠平滑肌细胞,运用全细胞膜片钳技术检测CH4作用前后平滑肌细胞电压依赖性钾电流(voltage dependent potassium current,IKv)及大电导钙依赖钾电流(large conductance Ca2+-activated K+current, IBKca)的变化。 结果CH4作用下LM收缩幅度由(1.12±0.27)g降为(0.99±0.31)g(n=19,P=0.013),但其中部分肌条(n=6)经CH4作用后收缩幅度无变化；经TTX或L-NAME预处理后CH4对LM抑制效应仍然存在；CH4对LM收缩周期及CM的自发性收缩无影响。在阶跃刺激为+60mV时,3%CH4溶液作用后Kv电流密度由(13.26±1.02)pA/pF增加为(18.54±1.42)pA/pF(n=11,P=0.001)；不同浓度CH4溶液对IBKca无明显影响。在0.2～1.0mM范围内,NaHS浓度依赖性抑制LM和NaHS收缩活性(n=10,P0.001)；经TTX或L-NAME预处理后NaHS (0.3mM)对LM和CM抑制效应仍然存在；经TEA或Gli预处理后NaHS (0.3mM)对LM和CM抑制效应明显减弱(n=10,P0.05)。 结论CH4可能通过开放平滑肌细胞电压依赖性钾通道、增加IKv进而抑制近端结肠LM收缩；H2S抑制近端结肠LM和CM收缩,机制可能与开放ATP敏感性钾通道相关。 第二部分硫化氢与慢性应激大鼠结肠高动力的相关研究 目的探讨H2S与慢性应激大鼠结肠高动力的关系。 方法将大鼠随机分为两组,分别制作慢性避水应激(water avoidance stress, WAS)和假避水应激(sham water avoidance stress, SWAS)模型,记录大鼠每日应激期间大便粒数；分别制作结肠平滑肌条,使用生物机能试验系统记录肌条自发性以及药物干预后收缩活性；测定结肠内源性H2S的产生；采用免疫组化和western blotting等方法观察内源性H2S合成酶及ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium, KATP)各亚基的分布及表达。 结果WAS组大鼠应激期间大便粒数、结肠肌条收缩的曲线下面积(the area under the curve, AUC)以及氯化钾、乙酰胆碱诱导收缩的AUC均高于SWAS组(n=10,P0.05)；WAS组结肠内源性H2S产生量明显低于SWAS组(n=10,P0.001);H2S合成酶胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-y-lyase, CSE)在LM和CM细胞浆、肌间神经元细胞核中强表达,胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase, CBS)主要表达于肌间神经元胞浆；H2S合成酶抑制剂明显增加SWAS组肌条的AUC(n=10, P0.001); WAS组大鼠结肠(去除黏膜及黏膜下层后)CBS和CSE的表达下调(n=10, P0.001; WAS组大鼠KATP通道亚基Kir6.1/SUR2B表达高于SWAS组(n=10,P0.05)；NaHS (0.01～1mM)对两组大鼠肌条收缩产生浓度依赖性抑制效应,但WAS大鼠的NaHS IC50明显低于SWAS组(n=10,P0.0001),KATP通道阻断剂格列本脲明显减低NaHS的抑制作用(n=10,P0.0001)。 结论内源性H2S合成酶表达下调、H2S合成减少时慢性应激结肠高动力的原因之一；结肠平滑肌细胞KATP通道亚基Kir6.1/SUR2B表达增加可能为慢性应激结肠动力紊乱的一种适应性反应；H2S外源性供体NaHS对该动力紊乱具有潜在的治疗作用。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R574.62

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本文编号：2805131