Gastrointestinale Motilität Monitor (Gimm)

Nerve-vermittelte propulsiven Motilität im Magen-Darm-Trakt wurde zum ersten Mal über einem Jahrhundert von Bayliss und Starling (Bayliss und Starling, 1899) beschrieben. Diese Beobachtung führte zu der Bezeichnung der Nerven des Darms wie die enterale Nervensystem (ENS), eine deutliche Teilung des vegetativen Nervensystems (Langley, 1921). Neurogene Darmperistaltik beinhaltet strecken und / oder Schleimhaut Stimulation zu einem bestimmten Zeitpunkt und Reflex-vermittelte Kontraktionen oben oder mündlich zu, das Niveau der Reiz und Entspannung in der aboralen Richtung. Das Ergebnis ist die Erzeugung eines Druckgradienten, dass der luminalen Inhalte in einer mündlichen zu aboralen Richtung treibt. In der Dünndarm von einer Vielzahl von Arten, und in der Ratte Dickdarm, können peristaltische Wellen der Kontraktionen durch Infusion von Flüssigkeit in das Lumen des Segmenten Darm aktiviert werden. Beim Meerschweinchen distalen Kolon, können natürliche oder künstliche Kot-Pellets in das orale Ende des Dickdarms eingesetzt werden und ihre Fortschritte auf dem Segment der Doppelpunkt können einfach überwacht werden. Somit stellt die Meerschweinchen distalen Kolon eine einfache und nützliche Assay zur Untersuchung propulsiven Motilität im Darm.

Peristaltik ist ein komplexes neuronales Reflex, der eine Reihe von neuroaktiven Verbindungen und Rezeptoren besteht. Als Ergebnis beeinflussen Verbindungen, die Neurotransmission beeinflussen in der ENS die Rate der treibenden Motilität. Serotonin, vor allem aus enterochromaffinen Zellen in der Darmschleimhaut freigesetzt wird, ist in der Einleitung des peristaltischen Reflex beteiligt. Mit den Meerschweinchen distalen Kolon, Grider und Kollegen zeigten, dass propulsiven Motilität von intraluminalen Verabreichung von 5-HT _{4-Rezeptor-Agonisten} (Foxx-Orenstein et al, 1998..; Grider et al, 1998) erhöht, während Bad Anwendungsgebiete von 5 -HT _3-und 5-HT _{4-Rezeptor-Antagonisten} sinkt die Rate der Antrieb (Kadowaki et al, 1996;. Linden et al, 2003b).. Darüber hinaus erhöht sich die Hemmung der Serotonin-Transporter mit Serotonin selektiven Wiederaufnahmehemmer (SSRI) Peristaltik bei niedrigen Konzentrationen, noch nimmt Peristaltik bei höheren Konzentrationen, wahrscheinlich aufgrund einer Desensibilisierung der 5-HT-Rezeptoren (Kadowaki et al, 1996;.. Wade et al, 1996). Andere Signalmoleküle, die Meerschweinchen treibende Beweglichkeit beitragen, umfassen Acetylcholin Schauspiel an Nikotinrezeptoren, die den primären Mediator interneuronalen Signalisierung im Darm ist. Blocking synaptischen Übertragung mit der Nikotinsäure-Rezeptor-Antagonist Hexamethonium sinkt Pellet Antrieb bei hohen Konzentrationen, während geringere Konzentrationen nicht auf die Geschwindigkeit des Antriebs (Kadowaki et al., 1996). Opiate und Opioid-Rezeptor-Agonisten, die seit langem bekannte hemmende Wirkung auf die gastrointestinale Motilität haben, verringern Pellet Vortrieb beim Meerschweinchen propulsiven Motilität Modell (Foxx-Orenstein et al, 1998;.. Wood et al, 2009). Interessanterweise nimmt daikenchuto, einem traditionellen japanischen Kräutermedizin klinisch zu Erbrechen, Magenschmerzen, und ungeordneten Beweglichkeit zu behandeln, die Rate der Pellet-Antrieb, wenn mit dem Opioid-Antagonisten Naloxon verabreicht wird, und wenn allein verabreicht, die Ergebnisse in umgekehrter Peristaltik (Wood et al. 2009). Diese Ergebnisse verdeutlichen den Nutzen der Meerschweinchen propulsiven Motilität Modell, um die Beiträge der verschiedenen Verbindungen und deren Rezeptoren auf Kolonmotilität Muster zu beurteilen.

Eine Reihe von Studien haben gezeigt, dass die Entzündung auf Veränderungen in der elektrischen und synaptischen Eigenschaften der Kolon-Neuronen (Linden et al, 2003a..; Lomax et al, 2005) führt, und dass diese Veränderungen können für Wochen nach Genesung von Entzündung fortbestehen (Krauter . et al, 2007; Lomax et al, 2007).. Die Auswirkungen der Colitis-induzierten neuroplastische Veränderungen auf propulsiven Motilität kann in das Meerschweinchen distalen Kolon mit dem Gimm System untersucht werden. Dieses System hat mehrere Vorteile gegenüber der traditionellen Methode der Überwachung Kolonmotilität, die treibende Beweglichkeit beurteilt, indem Sie einfach das Messen der Zeit eine fäkal Pellets reist einer bestimmten Entfernung. Frühere Studien der Entzündung induzierten neuronalen Plastizität im Dickdarm haben gezeigt, gibt es einen Rückgang in der Geschwindigkeit des Pellet-Antrieb (Linden et al, 2003a;.. Linden et al, 2005), doch neuere Untersuchungen über die Gimm System mehr enthüllt komplexen Veränderungen (Strong et al., 2010). Zum Beispiel ist die Rate der Pellet-Antrieb in ulzeriert Regionen des entzündeten distalen Kolon gesunken, beträgt aber Motilität ist in den angrenzenden Regionen, ein Phänomen, das nicht von der älteren "Stoppuhr"-Methode anerkannt wurde beschleunigt. Andere Studien haben gezeigt, dass dysmotility während der aktiven Phase der Entzündung mit der Hemmung der COX-2 (Linden et al., 2004), noch verändert Motilität, die über anhält wiederhergestellt werden könnendie Auflösung der Entzündung ist COX-2 unempfindlich (Krauter et al., 2007). Außerdem in dieser späteren Studien zeigte raumzeitlichen Karten durch die Gimm System erzeugt eine schrittweise Muster Kolonmotilität, dass in post-entzündlichen Tiere, die auf die verminderte Sätze des Antriebs beiträgt beobachtet wurde.

Abschließend die Meerschweinchen distalen Kolon propulsiven Motilität Assay stellt einen hohen Durchsatz Mittel zur Messung der Wirkungen von Testsubstanzen und pathologischen Bedingungen auf Kolonmotilität, Darüber hinaus bietet das Gimm System eine einfache und unkomplizierte Annäherung an Kolon propulsiven Motilität in vitro zu beurteilen. Es ermöglicht die kontinuierliche Messung der Pellet-Antrieb, sowie die Erzeugung von raum-zeitlichen Karten zu spontanen Aktivitätsmuster zu untersuchen. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden verglichen werden, kann es auch Ertrag mehr komplexes Phänomen, das quantitativ und kann erneut analysiert verschiedene Möglichkeiten, wie digitale Dateien auf dem System gespeichert und sind leicht zugänglich.