Bariera jelitowo-krwienna (GBB), znana również jako bariera jelitowa, to złożony wielowarstwowy system, który oddziela światło jelita od krwiobiegu, aby ograniczyć przepływ szkodliwych związków, jednocześnie umożliwiając wchłanianie składników odżywczych1. Składa się z trzech głównych warstw: warstwy śluzu, nabłonka i blaszki właściwej.
Liczne czynniki mogą wpływać na integralność i funkcję GBB2. Wykazano, że GBB jest zaburzony zarówno w chorobach przewodu pokarmowego, jak i pozajelitowych, w tym w chorobach układu krążenia i metabolicznych3, co może prowadzić do zwiększonego przepływu metabolitów bakteryjnych do krwioobiegu4. Zwiększona penetracja metabolitów bakteryjnych jelit może mieć wpływ na funkcjonowanie całego organizmu. Na przykład ostatnie badania wykazują znaczący wpływ metabolitów bakteryjnych, takich jak indole, H2S, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) i N-tlenek trimetyloaminy, na funkcje układu krążenia5,6,7,8,9. Wreszcie, zaproponowano, że zwiększona przepuszczalność GBB może służyć jako marker chorób sercowo-naczyniowych i metabolicznych, które są związane ze zmianami morfologicznymi i funkcjonalnymi w jelitach10. Dlatego śledzenie szlaku metabolitów bakteryjnych między jelitem a wrotną krwią - wątrobą - układem krwi może być interesujące zarówno dla nauk podstawowych, jak i klinicznych.
Powszechnie stosowane metody eksperymentalne do oceny przepuszczalności GBB są wykonywane in vitro przy użyciu wyciętych odcinków jelita, fragmentów błony śluzowej lub sztucznych błon11,12. Dokładność tych metod jest zagrożona przez fakt, że prawidłowe funkcjonowanie GBB wymaga stałego przepływu krwi w jelitach. Z drugiej strony, dostępne metody in vivo opierają się na ocenie stężeń markerów egzogennych w moczu lub krwi obwodowej 13. Jednak na stężenie związków egzogennych we krwi obwodowej i moczu ma wpływ czynność nerek, tj. szybkość filtracji kłębuszkowej i wydalanie kanalikowe, a także metabolizm wątroby, czyli metabolizm pierwszego przejścia. Oba parametry mogą się istotnie różnić między badanymi niezależnie od funkcji GBB.
Ten artykuł opisuje bezpośredni pomiar przepuszczalności GBB u szczurów za pomocą pobierania próbek krwi z portalu. Ta metoda in vivo zachowuje przepływ krwi w jelitach i praktycznie nie ma na nią wpływu czynność wątroby i nerek. Opisywane podejście nie jest powszechnie stosowane, być może ze względu na pewne trudności metodologiczne. Szczegółowo opisujemy cewnikowanie żyły wrotnej i żyły głównej dolnej tuż nad zbiegiem żyły wątrobowej. Pobieranie próbek krwi z żyły wrotnej i żyły głównej dolnej umożliwia ocenę przepuszczalności GBB i klirensu wątrobowego, a także śledzenie szlaku krew-wątroba-układ pokarmowy jelitowo-wrotny krwi-krwiobiegowy cząsteczek będących przedmiotem zainteresowania, takich jak metabolity bakterii jelitowych lub leki. Prezentujemy również kilka zastosowań metody, które zostały przetestowane w naszym laboratorium. Obejmują one ocenę przepuszczalności jelita grubego dla TMA, metabolitu bakterii jelitowych, ocenę klirensu TMA z wątroby oraz ocenę szlaku jelitowo-wrotnego krew-wątroba-układ krwionośny SCFA.
Aby ocenić przepuszczalność bariery krew-jelito, należy postępować zgodnie z następującymi krokami protokołu, w kolejności: 1 (wprowadzenie linii do podawania jelita wkrętnego), 3 (cewnikowanie żyły wrotnej), 4 (pobieranie próbek krwi z żyły wrotnej), 6 (podanie markera przepuszczalności jelita), 4.
Aby ocenić klirens wątroby i szlak krew-wątroba-układ pokarmowy, należy postępować zgodnie z następującymi krokami protokołu, w kolejności: 1 (założenie linii do podawania jelitowego), 2 (cewnikowanie żyły głównej dolnej), 3 (cewnikowanie żyły wrotnej), 4 (pobieranie krwi z żyły wrotnej), 5 (pobieranie krwi z żyły głównej dolnej), 6 (podanie markera przepuszczalności jelita), 4, 5, 7 (obliczanie klirensu wątrobowego).