Botulinumtoksin gastrisk submucosa reducerer stimuleret HCI produktion i rotter

Botulinum toxin i gastrisk submucosa reducerer stimuleret HCI produktion i rotter
Abstrakt
Baggrund
botulinumtoksin blokke acetylcholin frigivelse fra nerveender og fungerer som en langsigtet, reversibel inhibitor af muskelsammentrækning samt spyt-, sved kirtel , adrenale og prostatasecerneringer. Formålet med den foreliggende undersøgelse er at undersøge om gastrisk submukøse injektion af botulinumtoxin type A reducerer stimuleret gastrisk produktion af HCI. Salg Metoder
fireogtres rotter blev randomiseret i to grupper og laparotomiseret. En gruppe blev behandlet med botulinumtoksin-A 10 U ved multiple submukøse gastriske injektioner, mens den anden gruppe blev injiceret med saltvand. To uger senere blev syresekretion stimuleret af pylorus ligering og syreproduktionen blev målt. Kropsvægt, mad og vandindtag blev også registreret dagligt.
Resultater
HCI produktion efter pylorus ligation viste sig at være betydeligt lavere i botulinumtoksin-behandlede rotter (657 ± 90,25 mikromol HCI vs. 1247 ± 152. P = 0,0017). Botulinum toxin-behandlede rotter viste også signifikant lavere fødeindtagelse og vægtøgning.
Konklusioner
botulinumtoksin type A reducerer stimuleret gastrisk surhedsgrad. Dette skyldes sandsynligvis enten hæmning af den cholinerge stimulering af gastrisk parietalceller, eller til en handling på de myentericus nervøse plexus. Reduktion af vækst og fødeindtagelse kan afspejle både svækket fordøjelse og nedsat gastrisk motilitet.
Baggrund
Botulinum toksin produceres af bakterien Clostridium botulinum i syv serotyper (A til G). Det er den mest magtfulde kendte hæmmer af muskulær kontraktion og handlinger ved at interferere med acetylcholin udgivelse i neuromuskulære plak [1]. Når det indtages, kan botulinustoxin medføre form af madforgiftning kendt som botulisme; det er imidlertid også en meget effektiv medicin til patienter med neurale og muskelsygdomme. Når toxinet injiceres direkte i musklen, den resulterende inhibering af muskelkontraktion er selektiv, langvarig og reversibel. Virkningen begynder 2-5 dage efter injektionen, når sit maksimum i 7-10 dage og varer 1-2 måneder afhængigt af dosis. BTX-A binder til en membran receptor i den cholinerge nerve-slutning, og kommer ind i fiberen, hvor den aktive del af toksinet hydrolyserer SNAP-25. Dette protein er et 206-aminosyre hydrofilt protein deltager i SNARE "fusion maskine", der binder og fusionerer blæreudslæt og plasmamembraner, vinder frigive neuromediatorer i den synaptiske kløft. Ved at fjerne en 9 aminosyrerest fra SNAP-25, Btx-A bestemmer neuromuskulær paralyse. Siden 1973 har botulinustoxin type A (Btx-A) er med succes blevet anvendt i behandlingen af ​​frivillige muskelsammentrækning lidelser, såsom skelen, dystoni, rystelser. Især i det sidste årti, har kliniske undersøgelser beskrevet terapeutisk anvendelse af Btx-A i nogle hyperkinetiske sygdomme i mave-tarmkanalen (GIT) [2-4]. Siden 1992 har toksinet været anvendt med succes i achalasia patienter, specielt dårlige kirurgiske risiko fag. I 1994 beskrev vores gruppe virkningen af ​​Btx-A hos patienter med revne-i-ano, en sygdom relateret til hypertonus af det indre (glat) anal sphincter [5, 6].
Virkningen af ​​Btx-A er ikke begrænset til den neuromuskulære forbindelse, som rapporteret i andre undersøgelser, hvor autonome neuroglandular transmission blev fundet at være påvirket. Ørespytkirtellymfeknuderne, submandibulære, nasale og svedkirtler blev vist at reducere konsekvent deres sekretion efter lokal injektion af toxinet, og molekylet er for nylig blevet foreslået som en terapeutisk mulighed i sialorrhea, i Frey syndrom og i hyperhidrosis af armhulen og hånd palms [ ,,,0],7-12]. BTX-A blev også rapporteret at reducere zymogen sekretion fra pancreas [13, 14].
Motilitet og sekretorisk aktivitet af gastroenterisk systemet afhænger mange neuromediatorer og modulatorer. Syresekretion reguleres af en cholinerg neuron, der forårsager direkte stimulering af parietalcellens [15]. Pyloric ligering kraftigt stimulerer mavesyresekretion hos rotter, som påvist i velkendte eksperimenter [16].
Som botulinustoxin hæmmer selektivt cholinerge neural transmission, testede vi den hypotese, at forudgående behandling med botulinumtoksin ville reducere muligheden for rottemaver at udskille syre efter stimulation.
Metoder
Kirurgisk procedure
forsøget blev godkendt af den lokale etiske komité. Fireogtres voksne Wistar hanrotter (vægt 240-470 g) blev randomiseret i en BTX-gruppe (32 rotter) og en SALINE gruppe (32 rotter). Til tid 0, blev anæstesi udført med intraperitoneale injektioner af diazepam (2 mg Kg -1) og ketamin (2 mg Kg -1). Gennem en midtlinje abdominal incision maven blev blotlagt og trådte langs den store kurve. I BTX Group blev submucosa af det gastriske fundus og corpus (ikke vommen) injiceret med Btx-A (Botox, Allergan, Inc., Irvine, CA, USA) 10 U i 1 ml saltopløsning, via fire små injektioner under anvendelse en 30G nål. Saltvandet blev behandlet med saltvand på samme måde. At forhindre postoperativ dehydrering blev dyr injiceret med 5 cc saltopløsning subkutant på ryggen. Fra den første postoperative dag (dag 1) rotter blev holdt enkeltvis i bure og fik lov til at fodre ad libitum (standard tør pellet diæt). Kropsvægt, vægt af indtaget føde og milliliter vand indtag blev målt og registreret hver dag; på dag 13 blev alle rotter sultet. På dag 14 blev rotterne bedøvet, og pylorus blev blotlagt og ligeret gennem en lille laparotomi. Bugvæggen blev lukket og 5 cc saltopløsning blev injiceret subkutant. Adgang til vand og mad blev nægtet. Fire timer senere blev en dødelig dosis af anæstetikum blev givet intraperitonealt. Spiserøret og duodenum blev klippet, maven blev fjernet, og mavesaft opsamles. 10 rotter (7 BTX og 3 saltopløsning) døde inden for rammerne af de to uger.
Kemisk procedure
Samlede mavesaft blev centrifugeret (15 minutter ved 4000 rpm). Supernatanten blev målt og titreret med NaOH til opnåelse af total syre output som μEq i 4 timer. Salg Statistik og modellering Salg For at vurdere betydningen af ​​den overordnede forskel mellem middelværdierne af de to grupper (BTX vs. saltvand), en variansanalyse blev udført på HCI produktion af hver rotte
tidsforløbet for kropsvægt for hver rotte blev monteret af en stykvis lineær regressionsmodel:. modellen antager en lineær trend legemsvægt faldende fra dag 0 indtil nadir og øge derefter, dvs w
(t
) = w
0 + k
d
t
, 0 = t
= t
n
; og w
(t
) = w
n
+ k
g
(t
- t
n
), t
> t
n
; hvor w
[g
] er vægten af ​​rotten som funktion af tiden, w
0 [g
] er den oprindelige vægt af rotten, w
n
[g
] er vægten af ​​rotten på nadir (laveste forudsagt vægt efter operationen), k
d
[g dag
- 1] er hastigheden af ​​vægttab i den første fase, t
[dag
] er den tid, t
n
[dag
] er den nødvendige tid til at nå nadir vægt, k
g
[g dag
-1] er hastigheden for vægtøgning i anden fase. Da w
n
= w
0 + k
d
t
n
, modellen har tre gratis parametre: k
d
, k
g
og t
n
Lineær regressionsanalyse over tid blev også udført på. observationer af tid og mad og vand indtag på hver rotte, at give skønnede værdier af modellens parameter k
mad
og k
vand
(sats på mad og vand indtag .) henholdsvis
resultater
den prøve gennemsnit, standardafvigelser og betydningen af ​​forskellen af ​​HCl produktion mellem grupperne er angivet i tabel 1. En signifikant forskel (P < 0,002) resultater mellem de to grupper, HCI i alt produktionen er betydeligt lavere i BTX rats.Table 1 BTXvs. SALINE HCl produktions-, kropsvægt tid-retters parametre, mad og vand indtag priser.

BTX gruppe
SALINE gruppe

P
HCI produktionsanlæg [μEq /4 timer]
657,031 ± 848,735
(n = 24 *)
1246,645 ± 442,128
(n = 29)
< 0,002
basale kropsvægt [g]
343 ± 51,65
(n = 26)
350 ± 48,95
(n = 29)
NS
kd : sats på vægttab efter behandling [g dag-1]
-2,326 ± 1,607
(n = 26)
-0,3739 ± 0,8827
(n = 29)
< 0,0001
kg: sats på vægtøgning efter nadir [g dag-1]
2,003 ± 1,583
(n = 26)
3,423 ± 1,593
(n = 29)
< 0,0025
tn: dage fra tid 0 til nadir kropsvægt [dag]
2,45 ± 1,13
(n = 26)
1,374 ± 1,382
(n = 29)
< 0,004
k mad: rate af fødeindtagelse efter behandling [g dag-1]
20,016 ± 4,99
(n = 26)
26,881 ± 2,896
(n = 29)
< 0,0001
k vand: sats på vandindtag efter behandling [g dag-1]
38,619 ± 5,325
(n = 26)
51,868 ± 11,378
(n = 29)
. < 0,05
* To reagensglas brød under centrifugering og datas mangler for HCI måling
rate kropsvægt tab efter operationen var hurtigere, nadir tid var senere og på efter-nadir vægtforøgelse var langsommere i BTX behandlet end i kontroldyr (alle forskelle meget signifikant). Selv hvis rotter ikke var signifikant forskellige i kropsvægt ved baseline, de tre effekter ovenstående udmønte sig i en deprimeret vægt genvinding af BTX rotter efter operationen. De gennemsnitlige tidsforløb legemsvægt for begge grupper er vist i figur 1. Forskellen i tidsforløbet af kropsvægten blev parallelt med en signifikant forskel i fødevarer og vand forbrug satser, BTX-A-behandlede rotter spiser og drikker mindre end kontrol rotter. Tidsforløb for mad og vand indtag for begge grupper er vist i figur 2 og 3. Figur 1 Tidsforløb for gennemsnitlige daglige procentvise variation af kropsvægt i BTX og saltholdige grupper. Kun overlevende på dag 14 blev overvejet. 100% betyder basale legemsvægt af hver rotte.
Figur 2 Tidsforløb for gennemsnitlige daglige fødeindtagelse i BTX og saltvand grupper. Kun overlevende på dag 14 blev overvejet.
Figur 3 Tidsforløb af gennemsnitlige daglige indtagelse af vand i BTX og saltvand grupper. Kun overlevende på dag 14 blev overvejet.
Diskussion
I den foreliggende undersøgelse, efter forbehandling af forsøgsdyr med Btx-A, blev teknikken med pyloric ligering vedtaget. Grundlæggende mekanisme involverer vago-vagale reflekser induceret af aktiverede mucosale baroceptors i antrum [17], mens ikke-cholinerge mediatorer (histamin og gastrin) synes at være mindre involveret [18].
Membran muscarinreceptorer blev beskrevet på basolaterale plasmamembran parietalceller, hvilket bekræfter den cholinerge innervation af HCI sekretoriske celler [19, 20].
signifikant reduktion af stimuleret syreproduktion i BTX-A behandlede rotter er konsistent med den hypotese blok af neuro-glandulær transmission i parietalcellerne af maveslimhinden. I 1977 Kondo og Magee observeret, at i.v. botulinustoksin kunne inhibere pentagastrin inducerede og i mindre grad histamin mavesyresekretion [21]. De bemærkede også, at syre reaktion på vagus stimulation blev, som forventet, afskaffes, mens det til methacoline blev inaltered. Disse observation bekræfter, at botulinumtoksin ikke skader de secernerende celler, men handler reversibelt at inhibere frigivelsen af ​​acetylcholin. Dens handling er sandsynligvis så effektiv på gastrisk HCI produktion, fordi undertrykke den cholinerge signal fleste af de veje, der conduce til syresekretion er alle inhiberet.
Krop vægttab blev observeret i begge grupper af rotter i løbet af de første dage efter operationen, som en sandsynlig konsekvens af kirurgisk stress. Efter et par dage blev saltvandsbehandlede rotter igen vokser med en normal hastighed. Tværtimod viste BTX-behandlede rotter vedvarende lavere vækstrater, parallelkobling nedsat kalorieindtag.
Effekten er meget reproducerbar, både hos voksne og (i mindre grad) i unge dyr. Infact i en tidligere undersøgelse, vi hypotese, at gastrisk peristaltikken ville blive forringet, og fødeindtagelse dermed faldet. Nogle røntgenstråler film af rotter fodret med kontrast viste forlænget gastrisk tømning gange sammenlignet med ikke-behandlede rotter [22]. I den foreliggende undersøgelse blev tidsforløbet af kropsvægten undersøgt ved hjælp af en passende matematisk model, tillader os at kvantificere et første vægttab fase (som varer nogle dage efter injektion hos behandlede rotter) og en anden vægtforøgelse fase. I den foreliggende serie, BTX-behandlede rotter havde stejlere og mere langvarig vægttab, samt langsommere efterfølgende vægtforøgelse sammenlignet med kontroldyr. . Den observerede effekt på kropsvægt kan være relateret til forringet fordøjelsessystemet evne, medieret af hæmning af mavesyre sekretion og eventuelt ved andre mekanismer
Konklusioner
Btx-A er en potent neuromuskulær toksin: når det injiceres i musklen, det reducerer styrken af ​​kontraktion i en dosis-afhængig måde. Effekten er langvarig (1-3 måneder), reversibel, uden væsentlige bivirkninger.
Nervesystem mavetarmkanalen består af en meget rig neuronal netværk, som er organiseret i gangliar og agangliar plexus, ligesom Meissners og Auerbachs plexus kontrollerende motilitet, sekretion, absorption og muscolaris slimhinder aktivitet.
Siden gastrisk HCI sekretion er stærkt afhængig af kolinerg aktivitet af vagus og myentericus fibre, som i sidste ende virker ved deres neuroglandular vejkryds, det var rimeligt at antage, det kunne hæmmes ved lokal injektion af Btx-A [23, 24]. Mavesyresekretion er fremkaldt ved pylorus ligation teknik en gennemprøvet, kraftig stimulus af syresekretion. Interessant, er denne effekt reduceres ved vagotomi, vagus- agenter eller gangliar blokerende midler, dvs. ved anti-kolinerge manøvrer. Den observerede effekt på stimuleret syreproduktionen efter submukøs injektion af Btx-A er i overensstemmelse med den hypotese forringelse af neuro-glandulær cholinerge transmission. Det er også muligt, at neural stimulation var forringet på niveauet for myenterisk plexus, hvor neuro-neuronal synapser er rigelige. Injektionen af ​​toksin var strengt submukøst, men, da molekylet har diffusive egenskaber, kan ikke udelukkes inddragelsen af ​​fibrene i plexus, i det mindste med hensyn til det indre plexus.
Yderligere undersøgelser er berettiget til at definere virkningsstedet BTX-A i det gastriske neurale netværk, og følgelig forklare de observerede virkninger. det nuværende arbejde viser imidlertid, at uanset den egentlige årsag til vægttab, slimhinde Btx-A injektion i væsentlig grad påvirker mekanismen af ​​mavesyre produktion og bestemmer langvarig vægttab hos forsøgsdyr.
Forfatterens bidrag
MR, SR , PLS, deltog i design og koordinering af undersøgelsen, foretaget det kirurgiske indgreb og udarbejdet manuskriptet.
SP, udførte den statistiske analyse.
GD, udtænkt af undersøgelsen og deltog i sit design og koordinering.
Alle forfatterne læst og godkendt den endelige manuskript.
erklæringer
Tak
Dette arbejde blev støttet delvist af en Telethon-Italia tilskud. originale filer indsendte
forfattere "for Images of Nedenfor er links til forfatternes oprindelige indsendt filer til billeder. 12876_2003_63_MOESM1_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 1 12876_2003_63_MOESM2_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 2 12876_2003_63_MOESM3_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 3 konkurrerende interesser
Ingen erklæret.

• Visceral fedt ændringer efter distal gastrektomi efter type procedure rekonstruktion for gastrisk cancer
• Metastatisk tumor evolution og organoide modellering implicerer TGFBR2as en kræft driver i diffus gastrisk cancer