楊自仙，陳繼紅，譚詩云，羅和生，Jan D Huizinga

1.武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，湖北 武漢430060;2.麥克馬斯特大學(xué)健康科學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)系，加拿大 安大略省 漢密爾頓L8S4L8

家兔結(jié)腸因具有類似人結(jié)腸袋的結(jié)構(gòu)而備受結(jié)腸動力研究者關(guān)注。結(jié)腸袋狀收縮較復(fù)雜，至今機制不明。

1 家兔結(jié)腸袋解剖及組織學(xué)特征

家兔結(jié)腸分為四個不同區(qū)域［1］，前三個區(qū)域組成近端結(jié)腸，第四個區(qū)域為遠端結(jié)腸。第一個區(qū)域長約10 cm，有結(jié)腸外層縱行肌聚成三條縱行的結(jié)腸帶，結(jié)腸帶之間的腸壁呈許多囊狀膨出，形成特征性結(jié)腸袋。第二個區(qū)域長約20 cm，只有一條結(jié)腸帶，也只有結(jié)腸的一側(cè)有結(jié)腸袋。第三個區(qū)域是腸紐，長約4 cm，分隔近端結(jié)腸與遠端結(jié)腸［2］。這是一段較厚的結(jié)腸，整個結(jié)腸圓周上聚集著大量的神經(jīng)節(jié)細胞。許多生理學(xué)家和藥理學(xué)家都認為家兔的縱形肌尤其是腸紐在許多方面是一種獨特的腑臟肌，其與腸道的其他肌肉大不相同，如家兔的回腸。第四個區(qū)域則為遠端結(jié)腸，長80 ～100 cm，大多數(shù)腸內(nèi)容物混合及水和電解質(zhì)吸收都發(fā)生在近端結(jié)腸，而推進糞便排泄的力量主要集中在遠端結(jié)腸［4］。

家兔的結(jié)腸袋類似于人衣服上外翻的口袋，沿著結(jié)腸的長徑排列，向外凸出3.0 ～3.5 mm［3］(見圖1)。從管腔的結(jié)構(gòu)來看，結(jié)腸袋是較深的空腔，它被結(jié)腸帶之間折疊的橫肌阻斷。結(jié)腸袋的橫斷面平坦且向外袋狀突出的深淺度不一致，厚度與環(huán)形肌的厚度相近。在靜息狀態(tài)下，結(jié)腸被約100 μm 厚度的主結(jié)腸帶固定，結(jié)腸帶的橫截面圖顯示肌細胞呈不規(guī)律的波浪狀排列［3］。Bayliss 等［5］指出，結(jié)腸袋的每一次膨脹都是由收縮環(huán)沿著結(jié)腸逐漸移動產(chǎn)生的，其中可能同時出現(xiàn)一些推進性蠕動波，推動糞球向前移動，可以促進腸內(nèi)容物前進達10 ～12 cm。如果因為各種原因?qū)е录S球的前進受阻，結(jié)腸就會加強蠕動以推動糞球前進，這種狀態(tài)也不會因為前面所產(chǎn)生的蠕動波的到來而停止。給予結(jié)腸的某部位一個能夠產(chǎn)生興奮性收縮的局部刺激，可以使收縮的初速度為1 cm，之后傳播2 ～3 cm，最后像蠕動波一樣慢慢減弱，但是這種下行傳遞很難證明。Dinning 等［6］在結(jié)腸袋上標(biāo)記，標(biāo)記的位置并沒有隨移動改變，認為這些可能是參與連接結(jié)構(gòu)的固定點，但是Lentle 等［7］研究稱這些標(biāo)記隨運動推進?？赡苁莾扇怂鳂?biāo)記的位置不同導(dǎo)致結(jié)果不同。

2 結(jié)腸袋狀收縮特征

1972 年，McKirdy［8］首次提到，兔子的遠端結(jié)腸存在有節(jié)奏地自發(fā)性收縮。通過記錄縱形肌和環(huán)形肌機械活動，證實遠端結(jié)腸存在巨大收縮(giant contractions，GCs)和部分性收縮(phasic contractions)。

Ehrlein 等［1］認為在近端結(jié)腸有袋狀收縮(haustral activity)、節(jié)段性運動(segmental activity)和集團蠕動(mass peristalsis)3 種截然不同的運動模式參與糞便形成。結(jié)腸袋環(huán)形肌收縮形成袋狀收縮，能產(chǎn)生逆向蠕動波，結(jié)腸袋內(nèi)推進性收縮形成袋內(nèi)收縮，但環(huán)形肌收縮的本質(zhì)尚未闡明［4，7，9］。節(jié)段性運動就是分隔腸道消化物形成糞球，并迫使其緩慢地向遠端移動。結(jié)腸袋運動則是滾動運動(rolling movement)(見圖2)，產(chǎn)生逆向蠕動波。集團蠕動轉(zhuǎn)運消化道產(chǎn)物［4］。

圖1 家兔近端結(jié)腸袋狀收縮外面觀Fig 1 The picture of haustral contraction of rabbit proximal colon

圖2 家兔近端結(jié)腸時空圖 A:基礎(chǔ)狀態(tài)下近端結(jié)腸袋狀收縮和推進性收縮時空圖;B:給予TTX(0.2 μmol/L)干預(yù)后近端結(jié)腸收縮時空圖。環(huán)形肌收縮產(chǎn)生微小波沿結(jié)腸前后傳播相當(dāng)長一段距離，形成“滾動運動”。TTX(0.2 μmol/L)阻斷推進性收縮，對結(jié)腸袋收縮沒有作用Fig 2 Spatiotemporal maps of rabbit proximal colon A:the spatiotemporal map of the control haustral contractions and propagating contractions in the proximal colon in basal conditions;B:the spatiotemporal map after adding TTX (0.2 μmol/L).Ripples induced by the contractions of circular muscle would move a long distance，which were called rolling movement. TTX (0.2 μmol/L)can inhibit propagating contractions，but it had no effect on the contraction of haustral

具有完整環(huán)形平滑肌的動物或人類，其遠端結(jié)腸推進消化道產(chǎn)物有3 種不同的運動模式［10］:節(jié)律性相位性收縮(rhythmic phasic contractions)、巨大遷移性收縮(giant migrating contractions，GMCs)和強直收縮(tonic contractions)。GMCs 是高振幅、低頻率、推動長距離收縮的方式［11］。節(jié)段性收縮的特點是高頻率、低振幅和相對較高的基調(diào)。相位性收縮的振幅和頻率在近端結(jié)腸和遠端結(jié)腸沒有差別。

Benabdallah 等［12］認為體外實驗中家兔近、中、遠端結(jié)腸的自發(fā)性機械活動存在兩種類型的收縮:低振幅、高頻率的位相性收縮(phasic contractions)和高振幅、低頻率的GCs，且這兩種收縮模式在結(jié)腸的各個部位不存在差異。GMCs 和GCs 之間的基本區(qū)別是前者為神經(jīng)源性的而后者為肌原性起源。與GCs 相比，GMCs 更容易受到六甲銨和毒蕈堿阿托品的影響［9-12］。

2008 年，基于時空圖所記錄的徑向和縱向運動，Lentle 等［7］提出家兔的近端結(jié)腸展示了4 種不同類型的收縮活動，即集團蠕動(mass peristalsis)、快速位相性收縮(fast phasic contraction)、袋狀推進性運動(haustral progression)和微小波(ripples)，且前兩種運動模式跨越整段近端結(jié)腸，而袋狀運動和微小波僅局限在環(huán)形收縮的某一點。這與上述報道發(fā)現(xiàn)只有兩個或三個類型的收縮活動形成了鮮明的對比。

3 家兔結(jié)腸袋狀收縮肌源性和神經(jīng)源性支配

家兔的結(jié)腸運動模式受肌源性和神經(jīng)源性交互支配，但是人們至今尚不清楚結(jié)腸各個區(qū)域的運動機制［3］。交感神經(jīng)是結(jié)腸運動功能的重要調(diào)節(jié)器［13］。交感神經(jīng)興奮對腸道產(chǎn)生的抑制作用主要通過抑制神經(jīng)節(jié)功能或是直接作用于腸道平滑?。?4］。在腸腔內(nèi)任何一處施加壓力都能通過交感神經(jīng)抑制腸壁的緊張活動［15］。而副交感神經(jīng)興奮能刺激結(jié)腸的收縮活動［16］，近端和遠端的類膽堿能神經(jīng)是等價的，遠端結(jié)腸興奮性主要被類膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)激活，抑制性神經(jīng)節(jié)細胞興奮遠端結(jié)腸，需要更深入地研究來明確其抑制作用［17］。人在行迷走神經(jīng)切斷術(shù)后能防止增加餐后結(jié)腸的能動性［18］，而破壞骨盆神經(jīng)后則能夠抑制結(jié)腸的能動性［19］。六甲銨(100 μmol/L)和河豚毒素(TTX 0.6 μmol/L)可以抑制神經(jīng)活動。而肌源性的微小波不會被河豚毒素阻斷［6］。研究證明大鼠肌源性的長距離樣收縮運動(like long distance contractions，LDCs-like)在TTX 作用下仍然存在(見圖3)［20］。肌源性收縮活動存在于環(huán)形肌的收縮活動中，且這種收縮活動貫穿于整個結(jié)腸，具有順向性和逆向性雙向性運動。近端結(jié)腸神經(jīng)源性肌活動存在于緩慢地推進性復(fù)合運動中，而這種多重環(huán)形肌收縮產(chǎn)生的順向性傳播的結(jié)腸移動性復(fù)合波通常開始在結(jié)腸帶的過渡區(qū)域。在只有一條結(jié)腸帶的近端結(jié)腸區(qū)域，六甲銨能阻斷神經(jīng)起源的自發(fā)性機械運動［6］。

圖3 TTX 對大鼠結(jié)腸LDCs-like 的影響 A:基礎(chǔ)狀態(tài)LDC，加TTX 前時空圖;B:加TTX 后時空圖。TTX 可以阻斷LDC，同時誘導(dǎo)LDCs-like 產(chǎn)生Fig 3 Effect of TTX on LDCs-like of rat colon A:control LDC，the spatiotemporal map befor adding TTX;B:the spatiotemporal map after adding TTX (0.2 μmol/L)，TTX can abolish LDC and induce rhythmic LDCs-like

4 與人類結(jié)腸的相似之處及對人結(jié)腸動力研究的意義

家兔的結(jié)腸與人類十分相近，它擁有與人類結(jié)腸相似的結(jié)腸外層縱肌聚成3 條縱行的結(jié)腸帶及結(jié)腸帶之間的腸壁上呈囊狀膨出的特征性結(jié)構(gòu)—結(jié)腸袋。組織學(xué)上，盡管家兔的降結(jié)腸與人類不同，其有一個完整的縱肌層，但是家兔的這一具有結(jié)腸帶的近端結(jié)腸與人類相似［17］。電活動記錄人類和家兔的ICC 起搏細胞結(jié)腸肌肉組織反應(yīng)特性和肌肉組織具有類似的特性［21］?；赗ao 等［22-24］的工作，美國神經(jīng)胃腸病與動力學(xué)會(NGM)總結(jié)了人結(jié)腸的7 種運動模式:孤立的壓力波、推進性壓力波、高幅推進性收縮(high amplitude propagated contractions or pressure sequences，HAPCs)、自發(fā)性壓力波、逆向壓力波、周期性壓力波(3 次/min)、周期性直腸運動活性(3 次/min)。人們也曾用過類似肛門測壓的裝置生動地記錄了家兔近端結(jié)腸的某些運動方式［1］，且在人類的結(jié)腸也可以觀察到［25］。人們認為這些動物的運動模式和健康受試者存在某種聯(lián)系［26］。目前人結(jié)腸測壓仍處于起步階段，利用家兔與人類結(jié)腸的相似性，認識家兔的運動模式，闡明其運動機制對人結(jié)腸動力的研究具有指導(dǎo)性意義。

綜上所述，我們了解了家兔的解剖結(jié)構(gòu)及結(jié)腸袋在運動中的作用，探討了不同家兔結(jié)腸袋狀運動模式，闡述了神經(jīng)支配對結(jié)腸運動的影響。動物結(jié)腸與人類結(jié)腸的相似性研究，展示了家兔結(jié)腸袋狀運動研究的廣闊前景，對人類消化道研究具有重大意義。但是，目前為止，我們對家兔結(jié)腸袋狀運動研究仍存在諸多矛盾及分歧，未來需要我們更進一步的研究。

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