慢性便秘是一种常见的消化系统病症,主要特征为排便次数减少和排便费力。流行病学调查显示,西方国家人群患病率为5%-30%,我国慢性便秘患病率为4%-6%,尤其在老年和女性中高发。便秘严重影响人们的生活质量,并给社会带来巨大经济负担,美国统计发现一年便秘所产生的直接和间接费用达到17亿美元。慢性便秘分为功能性便秘和其他器质性疾病引起的继发性便秘,而功能性便秘可以分为慢传输型便秘(slow transit constipation, STC)、出口梗阻型便秘和混合型便秘。其中STC是临床常见而治疗困难的病症,患者表现为排便次数减少和粪便干结等,其发病基础是结肠传输功能减慢。理想的动物模型有助于深入研究STC便秘的病因、发病机制。国内外学者尝试了多种建立STC动物模型的方法,包括低水低纤维饮食、泻剂、硫糖铝、洛哌丁胺、吗啡、复方地芬诺酯等。洛哌丁胺属于阿片受体激动剂,与肠道内的阿片受体结合,临床上用于缓解腹泻。多项研究显示大鼠给予洛哌丁胺后排便减少,结肠传输时间延长,是符合STC病理生理的便秘模型。部分研究显示慢性便秘和功能性消化不良之间存在症状重叠,40%左右的慢性便秘患者胃电节律异常,胃排空延迟。然而,慢性便秘是否存在小肠电节律和小肠传输功能异常,目前尚未见报道。目前STC的治疗包括调整生活方式(增加纤维摄入、饮水、运动)、泻药治疗(容积性轻泻剂、渗透性轻泻剂、刺激性泻剂和润滑性泻剂)、精神心理治疗、生物反馈和手术治疗。但传统治疗对慢传输型便秘患者疗效较差,而且远期症状缓解率不高,部分顽固性便秘患者传统治疗无效。近年来,骶神经刺激(sacral nerve stimulation, SNS)作为一种新型的治疗STC的方法,因其疗效显著、创伤小、副作用少等优点,越来越受到人们的关注。临床研究显示SNS治疗慢性便秘的有效率为42%-100%,目前的研究发现SNS能改变肛门扩约肌和直肠功能,但不同研究结果不一致,且尚不清楚其对胃排空和小肠动力的作用。SNS治疗便秘的机制尚不清楚。1.慢传输型便秘SD大鼠的胃肠动力学研究目的(1)本研究采用洛哌丁胺构建的大鼠STC模型,检测其对远端结肠传输时间、胃排空、小肠传输功能和小肠电活动的影响；(2)通过心率变异性检测STC模型大鼠的自主神经功能。方法健康成年雄性SD大鼠20只,按随机化原则分成2组：便秘模型组10只和正常对照组10只。模型组给予洛哌丁胺(2mg/Kg,一天两次)皮下注射7天,建立STC模型。正常组给予等量生理盐水皮下注射。测量两组大鼠24小时大鼠粪便数量和质量。检测胃排空、小肠和远端结肠传输功能和小肠电活动。采用心率变异性、神经递质肾上腺素(NE)、胰多肽(PP)水平评估自主神经功能。结果①便秘模型组24h粪便粒数较正常对照组减少(35.1±2.5 vs.25.5±3.8,P<0.01)。与正常组相比,粪便湿重在模型组降低(7.9±0.8g vs.5.3±0.7g,P<0.01)。粪便干重和粪便含水量在模型组显著降低(P<0.01)。②模型组远端结肠传输时间较正常组显著延长,有统计学差异(15.8±3.7 min vs.31.0±9.4 min, P<0.01)。正常组全胃肠传输时间为9.7±2.1小时,模型组延长至14.2±2.3小时,具有统计学差异(P<0.01)。模型组较正常组显著延缓胃排空(58%±7% vs .39%±7%,P<0.01)和小肠转运转运时间(6.6±0.6 vs.4.9±0.8,P<0.01)。③在正常组,肠电慢波的主频率为40.2±2.5次/分钟,正常慢波百分比为90.8%±3.5%。洛哌丁胺引起肠电节律紊乱。与正常组比较,便秘模型组的主频率降至34.8±4.1次/分钟(P<0.01),正常慢波百分比较正常组下降11%,为80.7%±4.8%(P<0.01)。④模型组和正常组在LF、HF和LF/HF上没有统计学差异(P>0.05),酶联免疫法显示模型组和正常组在NE和PP的水平上没有统计学差异(P>0.05)。结论(1)本研究采用洛哌丁胺构建了大鼠慢传输型便秘模型；(2)模型组大鼠粪便粒数、重量和含水量较正常组显著降低；(3)模型组大鼠远端结肠传输时间延长,胃排空、全胃肠传输时间、小肠转运时间显著延长,洛哌丁胺引起小肠电节律紊乱。(4)模型组和正常组在自主神经功能上没有显著性差异。2.骶神经刺激治疗慢传输型便秘的实验研究目的(1)采用洛哌丁胺致便秘模型明确SNS对慢传输型便秘大鼠的作用；(2)测试不同脉冲宽度和不同频率电刺激对直肠顺应性和结肠传输功能的影响,进而优化电刺激参数。(3)研究优化刺激参数后的SNS对远端结肠转运时间、胃排空、小肠转运和小肠电活动的影响。方法实验一、9只正常大鼠不同天接受不同刺激参数的SNS,包括两部分。第一部分包括6组实验,测试6组不同参数：5Hz,210μs,90%运动阈值(motor threshold, MT); 15Hz,210μs,90% MT; 30Hz,210μs,90% MT; 100μs,15Hz,90% MT; 500μs,15Hz,90% MT和5Hz, 100μs,90% MT。测量电刺激前和电刺激后的结肠传输时间。第二部分包括两组实验：优化参数5Hz,100μs,90% MT和传统参数15Hz,210μs,90% MT的比较。采用电子恒压器分测定电刺激前和电刺激中的直肠顺应性。实验二、SD大鼠30只,按随机化原则分成3组：空白对照组10只、模型对照组10只和SNS治疗组10只。SNS (5Hz,100μs,90% MT)在右侧S3部位刺激7天,每天4小时。记录24h的粪便粒数,重量和水含量。治疗7天结束时,检测各组大鼠远端结肠传输时间、胃排空、小肠转运时间、小肠电活动和全胃肠传输功能。结果低①频参数组5Hz (210μs,90% MT)的远端结肠传输时间为7.3±2.4 min,显著低于高频参数15Hz(210μs,90% MT)(10.4±1.5min,P=0.045)和30Hz(210μs, 90% MT) (10.5±3.9min, P=0.035)。低波宽参数组100μs (15Hz,90% MT)的远端结肠传输时间为7.5±2.2 min,显著低于高波宽参数210μs (15Hz,90% MT) (10.4±1.5min, P=0.045)和500μs (15Hz,90% MT) (10.7±2.9 min, P=0.02)。优化后的参数(5Hz,100μs,90%MT)在远端结肠传输时间上显著低于传统参数(15Hz,210μs,90%MT) (10.4±1.5 minvs.5.1±1.4 min, P<0.01)。②优化后的参数(5Hz,100μs,90% MT)较传统参数(15Hz,210μs,90%MT)显著提高直肠顺应性(P=0.002)。③SNS组的24h粪便粒数较模型组显著升高(25.5±3.8 vs. 34.5±3.0, P<0.01)。SNS组较模型组显著提高粪便重量(5.1±0.5g vs.7.4±0.4g, P<0.01)和含水量(19.4±1.6% vs.26.1±2.8%, P<0.01)。④SNS组显著加快远端结肠传输时间(29.4±3.7 min vs.16.4±5.3 min, P<0.01)。SNS组和模型组在全胃肠传输时间、胃排空、小肠转运时间和小肠电活动上没有统计学差异(P>0.05)。结论(1)低频和低波宽SNS在促进结肠动力上优于高频和高波宽参数；(2)优化后的参数(5Hz,100μs,90%MT)较传统参数(15Hz,210μs,90%MT)显著促进正常大鼠的远端结肠传输和提高直肠顺应性；(3)SNS组较模型组显著增加大鼠粪便粒数,粪便重量和粪便含水量；(4)SNS组的远端结肠传输时间显著快于模型组,但对胃排空、小肠转运时间和全胃肠传输时间和小肠电活动没有影响。3.骶神经刺激治疗慢传输型便秘的机制研究目的评估自主神经功能在SNS治疗便秘中的作用,初步探讨SNS治疗便秘的机制方法实验一、STC大鼠10只,随机进行6次实验,每次实验间隔至少3天。6个研究组包括：生理盐水+电刺激组,生理盐水+非电刺激组,L-硝基-精氨酸(L-NNA, 10mg/kg)+电刺激组,L-NNA+非电刺激组,阿托品(0.5mg/kg)+电刺激组,阿托品+非电刺激组。每只大鼠刺激前腹腔内注射生理盐水或L-NNA或阿托品。随后刺激组大鼠给予SNS,参数为5Hz,100μs,90%MT,时间为4小时,结束后测量远端结肠传输时间。实验二、SD大鼠30只,按随机化原则分成3组：空白对照组10只、模型对照组10只和SNS治疗组10只。SNS采用优化后的参数(5Hz,100μs,90%MT),刺激7天,每天4小时。采用心率变异性评估各组自主神经功能。酶联免疫法检测神经递质肾上腺素(NE)、胰多肽(PP)、乙酰胆碱(Ach)和P物质(SP)水平。结果①SNS+L-NNA组和SNS+生理盐水组在远端结肠传输时间上没有统计学差异(16.4±2.3 vs.17.4+4.0,P>0.05)。②阿托品对远端结肠传输时间没有影响(28.9+4.9vs.31.4±3.9,P=0.171)。在给予阿托品的情况下,阿托品阻断了SNS促进结肠传输的效应(29.0±4.1 vs.16.4+2.3,P<0.01)。③与模型组相比,SNS显著降低LF(00.71±0.08 vs.0.63±0.09, P=0.01)。SNS组较模型组HF显著升高(0.28±0.08 vs. 0.37±0.09, P=0.02)。SNS组较模型组LF/HF显著降低(2.65±0.61 vs.2.73±0.88, P=0.01)。④SNS组较模型组显著提高血浆中PP表达水平(31.20±1.80 pg/ml vs.40.66±6.09 pg/ml, P<0.01)和结肠中Ach水平(965.89±154.67 pg/ml vs. 1267.39±165.12 pg/ml, P<0.01)。结论(1)阿托品阻断SNS对远端结肠传输功能的促进作用；(2)SNS提高迷走神经活性,降低交感神经活性；(3)SNS通过胆碱能神经治疗慢传输型便秘。