胃结肠反射的研究概况*

黄　敏　陈继红　谭诗云　罗和生　Jan D HUIZINGA

武汉大学人民医院消化内科　消化系统疾病湖北省重点实验室1(430060)麦克马斯特大学健康科学学院医学2



胃结肠反射的研究概况*

黄敏1#陈继红1▲谭诗云1罗和生1Jan D HUIZINGA2

武汉大学人民医院消化内科消化系统疾病湖北省重点实验室1(430060)麦克马斯特大学健康科学学院医学2

胃结肠反射是胃肠道生理现象之一，参与功能性胃肠疾病的发生和发展，具有潜在的临床价值。胃结肠反射的研究方法主要为肌电图和结肠测压法，可见餐后结肠尖峰突发波或结肠动力指数增加。近年应用测压法发现餐后结肠具有特定的运动模式，但胃结肠反射的表现方式和机制仍不清楚。本文就胃结肠反射的研究概况作一综述。

胃结肠反射；进食；肌电描记术；测压法

结肠功能紊乱性疾病如便秘为最常见的疾病之一，但其发病机制仍未完全阐明。胃结肠反射是胃肠道生理现象之一，参与功能性胃肠疾病的发生和发展，具有潜在的临床价值。腔外通过X线或MRI可非常方便地观察结肠运动但观察时间有限，尤其是对餐后结肠运动的观察。以往对胃结肠反射的研究主要通过肌电图或结肠测压法，可见餐后结肠尖峰样运动和结肠动力指数增加，但存在许多问题如餐后观察时间短、仅研究近端结肠或远端结肠、测压分辨率低等。随着高分辨率结肠测压计数的发展，发现餐后结肠运动具有特定的运动模式，但研究成果甚少。本文结合胃结肠反射研究背景，对已发现的特征和机制作一综述，以便较全面地揭示结肠生理和病理生理。

一、胃结肠反射概念

胃结肠反射系指进食导致的结肠运动增加、便意或排便的现象。MacEwen[1]于1904年最早通过X线发现进食后结肠运动表现为集团运动增加，Hertz等[2]于1913年将这种反应命名为胃结肠反射。胃全切除术的患者中亦可见胃结肠反射[3]。Duthie[4]于1978年建议将“胃结肠反射”概念改为“结肠对进食的反应”，目前这两种概念已被普遍接受并使用。

二、胃结肠反射的研究方法

1. 肌电图：结肠肌电图主要通过记录结肠肌层的电活动来反映结肠部分机械性活动变化，其内置电极方法类似于测压法。Weinbeck等[5]最早应用结肠肌电图法发现胃结肠反射表现为尖峰样运动数量增加，结肠肌电图可观察到慢波(slow waves)、移行性长尖峰突发波(migrating long spike bursts)、短尖峰突发波(short spike bursts)这三种波形。有研究[6]经内镜在结肠腔内放置多对电极发现餐后10～20 min和60～70 min分别出现两次散发的非推进性电活动高峰；推进性电活动高峰仅出现在餐后70～80 min。进一步研究表明结肠肌电图主要表现为结肠移行性长尖峰突发波在进食后频率明显增加，可能等同于已知的结肠集团运动，慢波或短尖峰突发波餐后无明显变化[7]。部分研究同时运用肌电图和测压法表明尖峰样电活动与结肠收缩活动或测压所得的腔内压力变化相关。但由于肌电活动无法全面反映结肠机械运动模式，故逐渐被结肠腔内测压法所替代。

2. 测压法：Deller等[8]最早于1965年应用测压法检测肠腔内压力变化以反映肠道运动。早期研究表明进食后结肠动力指数增加，但早期的测压系统分辨率低，仅能正确识别高振幅推进性收缩(high amplitude propagated contractions)，表现为餐后高振幅推进性收缩频率增加[7]。

随着结肠测压法如固态测压、高分辨率测压、光纤测压的不断发展，已阐明了多种结肠运动模式[9-12]。如高振幅推进性收缩、低振幅推进性收缩(low amplitude propagated contractions)、非推进性收缩(non-propagated contractions)、袋状收缩(haustral contractions)、逆向推进性收缩(retrograde propagated contractions)、同步收缩(simultaneous contrac-tions)、孤立性收缩(isolated contractions)、慢波节律主导的周期性运动(远端结肠每周期3次的节律收缩波)等，其波幅通常在一定范围内波动，如成人高振幅推进性收缩幅值多于150 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)处波动。需说明的是，由于机体状态、记录时间、导管分辨率和导管压力测定原理等的不同，结肠运动模式的描述术语尚有待统一。多数研究发现进食对结肠运动有促进作用，表现为餐后高振幅推进性压力波明显增加[13]，少数研究表示低振幅推进性收缩[14]或非推进性收缩增加[15]，而逆向、同步、孤立性压力波餐后无明显变化[13]。Dinning等[10]通过光纤导管测压发现餐后大量的远端结肠周期性逆向推进性运动明显增加。该运动与生理性排便节制的关系尚有待深入研究。有研究发现进食酸奶后，全结肠低幅同步张力性收缩明显增加(待发表)，肠道排气多与此运动模式相伴。各运动模式存在的部位、移行范围、与其他运动模式并存的特征等，均可一定程度地反映结肠神经源性和肌源性特征。对便秘和其他结肠功能受损的疾病(如Hirschsprung病)，从不同运动模式呈现的特征以及饮食药物反应性，可间接推断神经源性和肌源性受损程度，以此指导治疗(如手术与否、手术部位等)。

三、测定胃结肠反射的进食方案

食物以受试者日常饮食为最佳，热量应超过400 kcal，国际上普遍使用的热量为1 000 kcal[16]。饮食成分可影响结肠动力，脂肪含量建议为30%～40%，最大饮水量可达1.5 L/24 h。受试者一般在7～20 min内完成进食，餐后记录时间应超过2 h。此外，有研究中受试者并不进食，但涉及受试者对食物的视觉、嗅觉、味觉、想象食物等模拟性假饲，以此研究对结肠动力的影响[17]。

四、胃结肠反射的特征

1. 胃结肠反射的分期

①可能与胃液分泌的分期相同，结肠对食物反应的分期可分为头期、胃期、肠期。

头期：目前对胃结肠反射是否存在头期仍有争议。在兔子[18]和人[2]的研究中模拟假饲可造成结肠动力增加，但有研究[17]表明人胃结肠反射的分期中并不存在头期。

胃期：有研究发现结肠对进食的反应始于进食30 min内，可持续3 h甚至以上，由于持续时间长，无法辨别最初的影响是由食物进入胃所造成，还是进入十二指肠或小肠所造成，或两者皆有[19]。本课题组对人结肠测压的研究发现，口服普芦卡必利片最快可在5 min内观察到结肠运动模式的变化，推测药物通过作用于胃黏膜5-HT受体经迷走神经介导结肠运动(待发表)。

肠期：肠期又可分为小肠期和结肠期。早期有研究发现直接从狗十二指肠给食，可引起结肠对进食剧烈而快速的反应[19]；向人十二指肠中灌注油脂可造成结肠张力明显增加。说明小肠期是胃结肠反射的组成部分之一。事实上，小肠动力随着食物完全进入小肠而发生改变，从小肠进入结肠后食糜的容积增加，由于内容物的容积可改变结肠动力，说明进食可增加结肠动力。当然，结肠期也有可能由于机械性因素如结肠扩张和(或)肠内容物包含的化学物质对其有影响而造成[19]。

②依反应高峰分为早相和晚相：早相餐后反应约发生于餐后60 min，表现为结肠动力反应显著增加，结肠远端较结肠近端反应更激烈[15]。Kerlin等[20]发现进食数小时后，近端和远端结肠的运动活动仍增加，但其他研究指出早相餐后结肠运动在餐后60 min左右减少至空腹水平。在狗的研究中早相餐后反应仅远端结肠运动活动增加[19]。

狗模型的研究发现，晚相餐后反应发生于进食后2 h并持续约6 h，且整个结肠动力增加[19]。对人体的研究[20]显示，餐后结肠活动第二个高峰发生于餐后50～110 min，持续长达3 h。

2. 食物的组成、状态对胃结肠反射的影响：有研究[21]表明食物中的脂肪含量是刺激结肠动力增加的主要刺激物，且餐后主要表现为高振幅推进性收缩显著增加。Rao等[22]发现碳水化合物和脂肪均能引起结肠运动活性增加，脂肪主要刺激非推进性收缩为主，缓慢而持久，且只有脂肪能诱发同步收缩波和逆向收缩波。食物中的蛋白质和氨基酸成分可抑制结肠动力增加。Kerlin等[20]发现固态食物可增加降结肠、直肠乙状结肠的动力指数，呈液态匀浆形式的食物可减少结肠动力反应。近期有研究发现肠内淀粉发酵可刺激结肠推进性活动的产生[23]。

3. 餐后结肠活动区段异质性：Moreno-Osset等[15]发现餐后全结肠非推进性运动模式增加，降结肠尤其明显；Rao等[22]发现餐后横结肠和降结肠区域的运动增加较乙状结肠区域更明显。Dinning等[10]发现餐后乙状结肠区域周期性逆向推进性运动活动明显增加，但其他区段未发现此现象。

五、胃结肠反射的机制

1.胃结肠反射的神经机制：在家兔迷走神经离断实验中，结肠对食物的反应消失[18]，与多项有关神经源性运动模式的研究结果一致[11,24-25]。结肠对胃扩张的动力反应主要由迷走神经传入通路的激活所介导，且该通路可激活脊髓中心以及脊髓神经和盆部神经传出通路。亦有研究认为仅迷走神经通路和脊髓通路参与了胃结肠反射，与盆部神经无关[26]。餐后结肠运动活动的增加可被阿托品阻断，因此胆碱能传出通路可能参与了胃结肠反射。由于胆碱能受体分为2个亚型，阿托品为非选择性抗胆碱药，哌仑西平为选择性M1受体抗胆碱药，哌仑西平不能阻断胃结肠反射，表明胆碱能受体的两个亚型中，M2胆碱能受体介导了胃结肠反射[27]。有研究在胃内给予普鲁卡因能阻断胃结肠反射，吗啡能刺激餐后结肠尖峰样运动，纳洛酮能完全阻断吗啡对结肠的刺激，但不能阻断溴新斯的明对结肠反应的刺激，证实胃结肠反射可能由胃十二指肠黏膜内的传入神经受体介导，且鸦片内受体亦参与了胃结肠反射[17]。胃窦扩张和十二指肠内直接给予油脂可引起结肠张力增加，该反应可被格拉司琼抑制或减弱，而格拉司琼为5-HT3受体拮抗剂，说明胃结肠反射中存在5-HT3通路[28]。此外，部分局部神经因素亦参与胃结肠反射。有研究证实当腔内压较低或较高时，结肠对胃扩张均无反应，其他一些间接证据亦表示餐后结肠反应受外在神经的影响，如体育运动可增强结肠对进食的反应、结肠运动在睡眠期间受到抑制。由于高振幅推进性动力模式可通过机械扩张或化学刺激作用于底层肠电路而产生，餐后明显增加，说明该动力模式可能通过外源性传入神经调控。最近有研究表明餐后色氨酸及其代谢产物如犬尿酸和腺苷同型半胱氨酸明显增加，说明色氨酸通路可能介导胃结肠反射，但有待进一步研究[29]。

2. 激素的作用：胃泌素[30]和胆囊收缩素均为餐后分泌的肽类激素，可能是胃结肠反射的机制之一。多项研究表明外源性胆囊收缩素或合成的胆囊收缩素与近端结肠和远端结肠活动的增加有关，生理浓度的胆囊收缩素并不会引起结肠活动增加。给予外源性胃泌素能引起结肠活动增加[4]，但Snape等[7]发现胃泌素Ⅰ型对餐后结肠反应无影响，然而五肽胃泌素可增加3 cycles/min的慢波频率。在短尾猴的研究中，餐后血清胃泌素、胆囊收缩素无明显变化，餐后峰电位放电频率和环肌收缩频率随着抑胃肽的增加而增加，说明抑胃肽可能是胃结肠反射的激素机制之一[31]。

六、临床相关的应用

慢性便秘患者结肠对进食的反应减弱甚至消失，可作为结肠神经源性病变的标志之一，有研究[32]发现利用胃结肠反射同时腹部按摩训练可有效预防骨折卧床患者的便秘。腹泻型肠易激综合征患者表现为胃结肠反射亢进，结肠集团蠕动增多，基础节律收缩减少，引起腹痛和排便，胃结肠反射的异常改变可作为腹泻型和便秘型肠易激综合征患者的重要差异之一。溃疡性结肠炎患者在进食后表现为肌电活动中尖峰样活动显著增加，但最大反应较正常人减少，持续时间较正常人缩短，且结肠动力活动异常，说明可能与溃疡性结肠炎患者的腹泻症状有关。

七、结语

胃结肠反射的研究对结肠动力紊乱性疾病如慢性便秘的诊治具有重要意义。对胃结肠反射神经机制和激素作用的研究有助于结肠动力新药的研发。

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(2015-11-06收稿；2015-12-28修回)

Study on Gastrocolic Reflex

HUANG Min1, CHEN Jihong1, TAN Shiyun1, LUO Hesheng1, Jan D HUIZINGA2.1

Department of Gastroenterology, Renmin Hospital of Wuhan University, Key Laboratory of Hubei Province for Digestive System Disease, Wuhan (430060);2Department of Medicine, Farncombe Family Digestive Health Research Institute, McMaster University, Hamilton, Canada Correspondence to: CHEN Jihong, Email: chenjihong2@medmail.com.cn

Gastrocolic reflex is one of physiological phenomenon in gastrointestinal tract, which is involved in the development of functional gastrointestinal disorders and has potential clinical value. Main methods for research on gastrocolic reflex are electromyography and colon manometry, increases of colonic spike bursts and colonic motility index occur after meal. Recent studies showed specific postprandial colonic motor patterns by using manometry, however, the mechanism of gastrocolic reflex is still uncertain. This article reviewed the study on gastrocolic reflex.

Gastrocolic Reflex;Eating;Electromyography;Manometry

10.3969/j.issn.1008-7125.2016.08.015

*国家自然科学基金面上项目(81170249)

#Email: 18670905545@163.com

▲本文通信作者，Email: chenjihong2@medmail.com.cn