Botulinum toxin i mage submucosa reduserer stimulert HCl produksjon hos rotter

Botulinum toxin i mage submucosa reduserer stimulert HCl produksjon hos rotter
Abstract
Bakgrunn
Botulinum toxin blokkerer acetylkolinfrigjøring fra nerveender og fungerer som en langsiktig, reversibel hemmer av muskelkontraksjon samt av spytt, svette kjertel , binyrene og prostata sekret. Målet med denne studien er å undersøke om gastric submucosal injeksjon av botulinumtoksin type A reduserer stimulert mage produksjon av HCl.
Metoder
Sixty-four rotter ble randomisert i to grupper og laparotomisert. En gruppe ble behandlet med botulinumtoksin-A 10 U av multiple submukosale gastriske injeksjoner, mens den andre gruppen ble injisert med saltvann. To uker senere ble syresekresjon stimuleres ved pyloric ligering og syreproduksjon ble målt. Kroppsvekt, mat og vanninntak ble også registrert daglig
. Resultater
HCl produksjon etter pyloric ligation ble funnet å være betydelig lavere i botulinumtoksin-behandlede rotter (657 ± 90,25 mikromol HCl vs 1247 ± 152. P = 0,0017). Botulinumtoksin-behandlede rotter viste også betydelig lavere matinntak og vektøkning.
Konklusjoner
Botulinum toxin type A reduserer stimulert gastrisk surhet. Dette skyldes sannsynligvis enten til hemming av kolinerg stimulering av mage parietalceller, eller til en handling på myentericus nervøse plexuses. Reduksjon av vekst og matinntak kan reflektere både svekket fordøyelse og nedsatt gastrisk motilitet.
Bakgrunn
Botulinum toksin produseres av bakterien Clostridium botulinum i syv serotyper (A til G). Det er den kraftigste kjente inhibitor av muskelkontraksjon og fungerer ved å forstyrre acetylkolin utgivelse i den neuromuskulære plakk [1]. Når svelget, kan botulinumtoksin føre til den form for matforgiftning som kalles botulisme; Det er imidlertid også en meget effektiv medikamenter hos pasienter med neurale og muskelsykdommer. Når toksinet injiseres direkte i muskelen, den resulterende hemming av muskelkontraksjon er selektiv, forlenget og reversible. Virkningen begynner 2-5 dager etter injeksjonen, når sitt maksimum i 7-10 dager og varer i 1-2 måneder avhengig av dosen. BTX-A bindes til en membran reseptor i det kolinerge nerve-ending og kommer inn i fiberen, hvor den aktive del av toksinet hydrolyserer SNAP-25. Dette proteinet er en 206-aminosyre hydrofil protein som deltar i SNARE "fusion maskin", som binder og fusjonerer vescicular og plasmamembraner, til slutt slippe neuromediators i den synaptiske spalten. Ved å fjerne en ni aminosyre rester fra SNAP-25, bestemmer Btx-A nevromuskulær lammelse. Siden 1973 har botulinumtoksin A (Btx-A) blitt brukt ved behandling av frivillige muskelkontraksjon forstyrrelser, slik som myse, dystoni, rystelser. Særlig i det siste tiåret, har kliniske studier rives den terapeutiske anvendelse av Btx-A i visse hyperkinetiske sykdommer i mage-tarm-kanalen (GIT) [2-4]. Siden 1992 har toksinet blitt brukt i akalasi pasienter, særlig fattige kirurgiske risiko fag. I 1994 beskrev vår gruppe virkningen av Btx-A hos pasienter med fissur-i-ano, en sykdom relatert til hypertonus av det indre (glatte) anale lukkemuskel [5, 6].
Virkning av Btx-A er ikke begrenset til det nevromuskulære krysset, som rapportert i andre studier hvor det autonome neuroglandular overføringen ble funnet å bli påvirket. Parotid, submandibulære, nese og svettekjertler ble vist å redusere konsekvent sin sekresjon etter lokal injeksjon av toksinet, og molekylet er nylig blitt foreslått som et terapeutisk alternativ i sialorrhea, i Frey syndrom og i hyperhydrosis av armhulen og håndflatene [ ,,,0],7-12]. BTX-A ble også rapportert å redusere zymogen sekresjon fra bukspyttkjertel [13, 14].
Motilitet og sekretoriske aktivitet av gastroenteriske system avhenge mange neuromediators og modulatorer. Syresekresjon er regulert av en cholinergisk neuron som fører til direkte stimulering av parietalcellenes [15]. Pylorusstenose ligation sterkt stimulerer utskillelsen av magesyre i rotter, som demonstrert i kjente eksperimenter [16].
Som botulinum toxin hemmer selektivt kolinerge nerve overføring, vi testet hypotesen om at tidligere behandling med botulinum toxin vil redusere muligheten for rotte mager å utskille syre etter stimulering.
Metoder
Kirurgisk prosedyre
forsøket ble godkjent av lokale etikkutvalg. Sekstifire voksne Wistar hannrotter (vekt 240-470 g) ble randomisert til en BTX gruppe (32 rotter) og en salt gruppe (32 rotter). Ved tid 0 ble anestesi utført med intraperitoneale injeksjoner av diazepam (2 mg Kg -1) og ketamin (2 mg Kg -1). Gjennom et midtlinje abdominalt innsnitt magen ble eksponert og føres langs den store kurve. I BTX-gruppen ble submucosa av den gastriske fundus og corpus (ikke rumen) injisert med Btx-A (Botox, Allergan, Inc., Irvine, CA, USA) 10 U i 1 ml saltvann, via fire små injeksjoner ved hjelp en 30G nål. Den SALINE gruppe ble behandlet med saltløsning på samme måte. For å hindre postoperativ dehydrering, ble dyrene injisert med 5 cc saltvann subkutant på ryggen. Fra den første postoperative dag (dag 1) rotter ble plassert enkeltvis i bur og lov til å mate ad libitum (standard tørr pellet diett). Kroppsvekt, vekt av inntatt mat og milliliter vann inntaket ble målt og registrert hver dag; på dag 13 ble alle rottene sultet. På dag 14 ble rottene bedøvet, og pylorus ble eksponert og ligert gjennom en liten laparotomi. Bukveggen ble stengt og 5 ml saltvann ble injisert subkutant. Tilgang til vann og mat ble avvist. Fire timer senere ble en dødelig dose av bedøvelse ble gitt intraperitonealt. Spiserøret og tolvfingertarmen ble klippet, magen ble fjernet og magesaft oppsamles. 10 rotter (7 BTX og tre saltvann) døde i løpet av de to ukene.
Kjemisk prosedyre
Collected gastric juice ble sentrifugert (15 minutter ved 4000 rpm). Supernatanten ble målt og titrert med NaOH for å oppnå den totale syreproduksjonen som μEq i 4 timer. Statistisk og modellering
For å kunne vurdere betydningen av den totale forskjell mellom gjennomsnittene av de to gruppene (BTX vs. SALINE), en analyse av variansen ble utført på den HCl produksjon av hver rotte
tidsforløpet kroppsvekt for hver rotte ble utstyrt med en stykkevis lineær regresjonsmodell. modellen forutsetter en lineær utvikling av kroppsvekten avtar fra dag 0 til nadir og øker deretter, dvs. w plakater (t
) = w
0 + k
d
t
, 0 = t
= t
n
; og w product: (t
) = w
n
+ k
g plakater (t
- t
n
), t
> t
n
; hvor w product: [g
] er vekten av rotte som en funksjon av tid, w
0 [g
] er den opprinnelige vekt av rotte, w
n product: [g
] er vekten av rotter ved nadir (laveste spådd vekt etter operasjonen), k
d product: [g dag
- 1] er frekvensen av vekttap i den første fasen, t product: [dag
] er den tiden, t
n product: [dag
] er den tiden som er nødvendig for å nå nadir vekt, k
g product: [g dag
-1] er frekvensen av vektøkning i andre fase. Siden w
n
= w
0 + k
d
t
n
har modellen tre gratis parametere: k
d
, k
g
og t
n
Lineær regresjonsanalyse over tid ble også utført på. observasjoner av tid og mat og vann inntak på hver rotte, for å gi estimerte verdier av modellens parameter k
mat Hotell og k
vann plakater (sats på mat og vann inntak .) henholdsvis
resultater
den eksempel gjennomsnitt, standardavvik og betydningen av differansen av HCl-produksjonen mellom gruppene er gitt i tabell 1. En signifikant forskjell (P < 0,002) resultater mellom de to gruppene, HCl total produksjon å være betydelig lavere i BTX rats.Table 1 BTXvs. SALINE HCl produksjon, kroppsvekt tid-retters parametre, mat og vann inntak priser.

BTX gruppe
SALINE gruppe

P
HCl produksjons [μEq /4 timer] Hotell 657,031 ± 848,735 product: (n = 24 *)
1246,645 ± 442,128 product: (n = 29)
< 0,002
basal kroppsvekt [g]
343 ± 51,65 product: (n = 26)
350 ± 48,95 product: (n = 29)
NS
kd : rate av vekttap etter behandling [g dag-1]
-2,326 ± 1,607 product: (n = 26)
-0,3739 ± 0,8827 product: (n = 29)
< 0,0001
kg: frekvensen av vektøkning etter nadir [g dag-1]
2,003 ± 1,583 product: (n = 26)
3,423 ± 1,593 product: (n = 29)
< 0,0025
tn: dager fra tid 0 til nadir for kroppsvekt [dag]
2.45 ± 1.13 product: (n = 26)
1,374 ± 1,382 product: (n = 29)
< 0.004
k mat: sats på matinntaket etter behandling [g dag-1]
20,016 ± 4.99 product: (n = 26)
26,881 ± 2,896 product: (n = 29)
< 0,0001
k vann: sats på vanninntaket etter behandling [g dag-1]
38,619 ± 5,325 product: (n = 26)
51,868 ± 11,378 product: (n = 29)
. < 0,05 product: * To reagensglass brøt under sentrifugering og datasett var ikke tilgjengelig for HCl måling Ranger kroppsvekt tap etter operasjonen var raskere, nadir tid var senere og frekvensen av etter-nadir vektøkning var tregere i BTX behandlet enn i kontrolldyrene (alle forskjeller stor betydning). Selv om rotter ikke var signifikant forskjellig i kroppsvekt ved behandlingsstart, de tre effektene ovenfor oversette til en deprimert vekt helsetiltak av BTX rotter etter operasjonen. Den gjennomsnittlige tiden kurs av kroppsvekt for begge gruppene er vist i Figur 1. Parallelt med en betydelig forskjell i mat og vann forbruk priser Forskjellen i tidsforløpet av kroppsvekt, Btx-A-behandlede rotter spiser og drikker mindre enn kontroll rotter. Tidsforløp av mat og vann inntak for begge grupper er vist i figurene 2 og 3. Figur 1 Tid løpet av midlere daglige prosentvise variasjon av kroppsvekten i BTX og salt-grupper. Eneste overlevende på dag 14 ble vurdert. 100% betyr basal kroppsvekt hver rotte.
Figur 2 Tid løpet av gjennomsnittlig daglig matinntak i BTX og saltvann grupper. Bare overlevende på dag 14 ble vurdert.
Figur 3 Tid løpet av gjennomsnittlig daglig vanninntak i BTX og saltvann grupper. Bare overlevende på dag 14 ble vurdert.
Diskusjon
I denne studien, etter forbehandling av forsøksdyr med Btx-A, ble teknikken av pyloriske ligation vedtatt. I utgangspunktet omfatter mekanismen Vágó-vagale reflekser indusert ved hjelp av aktiverte slimhinne baroceptors i antrum [17], mens ikke-kolinerge formidlere (histamin og gastrin) synes å være mindre involvert [18].
Membran muskarine reseptorer ble beskrevet i basolateral plasmamembranen til parietalceller, noe som bekrefter den kolinergiske innervasjonen av HCl-sekretoriske celler [19, 20].
betydelig reduksjon av stimulert syreproduksjonen i Btx-A-behandlede rotter er i overensstemmelse med den hypotese blokk av neuro-kjertel-overføring i parietalceller mageslimhinnen. I 1977 Kondo og Magee observert at intravenøs botulinumtoksin kunne hemme pentagastrin induserte og i en mindre grad den histamininduserte mavesyresekresjon [21]. De bemerket også at syre respons på vågale stimulering var, som ventet, oppheves mens det til methacoline ble inaltered. Disse observasjon bekrefter at botulinum toxin ikke tar skade sekresjonsceller, men handlinger reversibelt hemme acetylkolin utgivelse. Handlingen er trolig så effektive på mage HCl produksjon, fordi undertrykke kolinerge signal fleste veier som conduce å magesyre er alle hemmet.
Body vekttap ble observert i begge grupper av rotter i løpet av de første dagene etter operasjonen, som en sannsynlig konsekvens av kirurgisk stress. Etter noen dager ble Saline-behandlede rotter igjen vokser med en normal hastighet. Tvert imot, BTX-behandlede rotter viste vedvarende lavere vekst, redusert parallellkaloriinntaket.
Effekten er svært reproduserbare, både hos voksne og (i mindre grad) i unge dyr. Infact i en tidligere studie vi en hypotese om at mage peristaltikk ville bli svekket og matinntak følgelig redusert. Noen røntgen filmer av rotter som ble matet med kontrast viste langvarig ventrikkeltømming ganger sammenlignet med ikke-behandlede rotter [22]. I den foreliggende undersøkelse ble tidsforløpet av kroppsvekten studert ved hjelp av en passende matematisk modell, tillater oss å kvantifisere et første vekttap fase (som varer noen få dager etter injeksjon hos behandlede rotter), og en andre vektøkning fase. I foreliggende serie, BTX-behandlede rotter hadde brattere og mer langvarig vekttap, samt tregere etterfølgende vektøkning, i forhold til kontrolldyr. . Den observerte effekt på kroppsvekt kan være relatert til svekket fordøyelses evne, mediert ved inhibering av mavesyresekresjon, og muligens ved andre mekanismer
Konklusjoner
Btx-A er et potent toksin nevromuskulær: når det injiseres i muskelen, det reduserer styrken av sammentrekning i en doseavhengig måte. Effekten er langvarig (1-3 måneder), reversibel, uten store bivirkninger.
Nervesystemet i mage-tarmkanalen består av en meget rik nevronale nettverk som er organisert i gangliar og agangliar plexuses, som Meissner og Auerbachs plexuses kontrollerende motilitet, sekresjon, absorpsjon og muscolaris slimhinner aktivitet.
Siden mage HCl sekresjon er sterkt avhengig av kolinerg aktivitet av vågale og myentericus fibre som til slutt virker ved sine neuroglandular veikryss, var det rimelig å anta at det kan bli hemmet av lokale injeksjon av Btx-A [23, 24]. Mavesyre-sekresjon ble fremkalt ved pylorus ringsteknikken en bevist, virkningsfull stimulans av syresekresjon. Interessant, er denne effekten reduseres med vagotomy, vagolytic agenter eller gangliar blokkerende midler, dvs. av antikolinerge manøvrer. Den observerte effekten på stimulert syreproduksjon etter submucosal injeksjon av Btx-A er forenlig med den hypotese svekkelse av neuro-kjertel-kolinerg transmisjon. Det er også mulig at nervestimulering ble svekket på nivå med myentericus plexuses, hvor nevro nevronale synapser er rikelig. Injeksjon av toksin var strengt submucosal, men siden molekylet har diffusiv egenskaper, kan involvering av fibrene i de plexuses ikke utelukkes, minst med hensyn til den interne plexus.
Videre studier er garantert å definere virkningsstedet av Btx-A i det nevrale nettverk mage, og følgelig forklare de observerte effekter. Imidlertid viser dette arbeidet at uansett den ultimate årsaken til vekttap, slimhinne Btx-A injeksjon påvirker betydelig mekanismen av magesyre produksjon og bestemmer langvarig vekttap hos forsøksdyr.
Kunstner bidrag
MR, SR , PLS, deltatt i utforming og koordinering av studien, utført kirurgisk prosedyre og utarbeidet manuskriptet.
SP, fremført den statistiske analysen.
DG, unnfanget av studien og deltok i sin utforming og koordinering.
Alle forfattere lese og godkjent den endelige manuskriptet
Erklæringer
Takk.
Dette arbeidet ble støttet delvis av et TV-aksjonen-Italia stipend.
forfatternes opprinnelige innsendte filer for Images Nedenfor er koblingene til forfatternes opprinnelige legges filer for bilder. 12876_2003_63_MOESM1_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 1 12876_2003_63_MOESM2_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 2 12876_2003_63_MOESM3_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 3 konkurrerende interesser
Ingen erklært.

• Visceralt fett endringer etter distal gastrektomi etter type rekonstruksjon prosedyre for mage cancer
• Metastatisk tumor evolusjon og organoid modellering implisere TGFBR2as en kreft driver i diffuse magekreft