《Frontiers in Physiology》：Prolactin and oxytocin as modulators of intestinal contractility and glucose uptake
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本研究系统探讨了母乳中两种关键激素——泌乳素（PRL）与催产素（OT）——对幼年大鼠离体肠道各段（十二指肠、空肠、回肠）收缩功能、一氧化氮（NO）产生及葡萄糖摄取的调节作用。研究通过累积浓度与单次浓度给药，揭示了PRL与OT对肠道运动呈现节段特异性与浓度依赖性的双重调节效应。结果表明，PRL与OT单独应用可维持或增强肠道收缩并促进葡萄糖摄取，但二者联合应用（PRL + OT）却表现出拮抗作用，显著抑制收缩与葡萄糖摄取，并差异性地调节NO水平。这些发现首次在离体水平阐明了源自母乳的PRL与OT可作为精细的肠道功能调节因子，通过复杂的相互作用网络调控早期发育阶段的肠道动力与营养吸收平衡，为理解母乳喂养的益处及开发早期营养干预策略提供了新的生理学视角。
1 引言
世界卫生组织（WHO）指出，母乳是婴儿最理想的食物，因其安全、清洁且含有抗体，能增强婴儿的免疫系统。母乳提供丰富的必需营养素，包括维生素、矿物质、脂肪、碳水化合物、蛋白质、酶和激素，这些成分共同调节消化过程并支持健康发育。泌乳素（PRL）和催产素（OT）是天然存在于母乳中的生物活性激素，它们在支持新生儿发育、促进免疫调节和肠道成熟方面扮演着关键角色。PRL由垂体释放，随乳汁进入婴儿消化道，除维持泌乳外，还能调节钙代谢、刺激小肠钙吸收并影响营养物质的吸收。催产素（OT）则在下丘脑-垂体神经元中产生，不仅触发排乳和分娩，还参与胃肠道（GI）运动、分泌、血流、细胞更新以及一氧化氮（NO）等神经递质的释放。当婴儿摄入含有PRL和OT的母乳时，这些激素可能在孕期及产后影响胃肠道的成熟。然而，这两种激素在肠道功能中的个体及联合作用尚不完全清楚。NO作为一种关键的介质，在调节肠道平滑肌松弛和运动中发挥核心作用。本研究旨在阐明PRL和OT对肠道运动、NO产生及葡萄糖摄取的生理效应，以更好地理解其在早期发育阶段的影响。
2 材料与方法
研究使用体重100-140g的雄性幼年Wistar大鼠。取下的肠道分为十二指肠、空肠和回肠段，置于含有泰罗德氏液的生理浴槽中，连接等长张力传感器。肠道环先用30 mM氯化钾（KCl）预收缩（定义为100%收缩），然后暴露于不同浓度的PRL、OT或其组合（PRL + OT，浓度范围为0.01 nM至1.0 nM），记录收缩响应的变化。实验分为累积浓度给药和单次浓度（0.1 nM）给药。通过格里斯反应法测定孵育液中亚硝酸盐/硝酸盐（NO2-/NO3-）水平，以间接评估NO的产生。葡萄糖摄取通过外翻肠囊法评估：将空肠段外翻并填充含葡萄糖的泰罗德氏液，黏膜侧暴露于激素处理30分钟，使用血糖仪测量黏膜侧葡萄糖浓度的相对下降，以此作为肠道葡萄糖处理的功能性指标。
3 结果
3.1 PRL和OT的累积浓度对离体幼年大鼠肠道环收缩产生双重效应
PRL和OT的累积浓度（0.01, 0.1, 1 nM）在不同肠段诱导了不同的生理反应谱。代表性等长张力记录显示，PRL在十二指肠和空肠诱发短暂的收缩效应，随后张力逐渐恢复；而在回肠则先诱发短暂的松弛效应，随后才出现收缩。相反，OT在十二指肠的稳定反应呈现双相特征，在0.01 nM和1 nM时诱发显著收缩，而在0.1 nM时收缩活性降低；在空肠和回肠，OT先诱发短暂的松弛，随后才出现持续的收缩。特别值得注意的是，在空肠，PRL诱导的短暂收缩效应与OT诱导的短暂松弛效应恰好相反，这提示每种激素在调节肠道收缩力方面扮演着重要但可能不同的角色。需要强调的是，结果图表主要展示了激素处理后的稳定效应，而非初始的瞬时效应。
3.2 PRL仅在回肠增强NO产生，而OT在所有肠段均增加NO产生
在累积浓度给药实验中，PRL并未改变十二指肠和空肠的NO产生，但确实增加了回肠的NO水平。与之形成对比的是，OT在所有三个被测肠段（十二指肠、空肠、回肠）均显著促进了NO的产生。
3.3 PRL和OT的单次浓度对离体大鼠肠道环收缩功能产生差异效应
当使用单次浓度（0.1 nM）处理时，效应更为聚焦。在十二指肠，PRL维持了收缩，而OT降低了收缩。PRL + OT组合也降低了收缩百分比，效应与OT单独处理相似，表明激素组合削弱了PRL单独诱导的收缩效应。在空肠，PRL诱导了收缩，OT则与对照组无差异，但PRL + OT组合再次降低了收缩百分比。在回肠，单独的PRL或OT处理未改变收缩，但PRL + OT组合却显著降低了收缩。
3.4 PRL、OT及其组合在十二指肠、空肠和回肠差异性地调节NO产生
单次浓度处理也揭示了NO产生的复杂调节模式。在十二指肠，PRL增加了NO产生，而OT则将其降低至低于对照水平，PRL + OT组合也产生了类似的降低效应。在空肠，PRL降低了NO水平，OT未改变NO，而PRL + OT组合同样降低了NO水平。在回肠，所有三种处理（PRL、OT、PRL + OT）均增加了NO水平。研究并未发现激素处理诱导的收缩曲线与作为松弛因子的NO之间存在直接的普遍关联。NO水平似乎反映了一种节段特异性、激素依赖性的调节反应，是其更复杂信号网络的一部分。
3.5 PRL和OT单独应用增加葡萄糖摄取，但其组合则抑制该过程
鉴于肠道收缩力在调节管腔内容物与吸收上皮接触中的作用，研究进一步检测了激素处理对葡萄糖摄取的影响。结果显示，在空肠外翻肠囊中孵育30分钟后，对照组葡萄糖水平下降22.89%。PRL处理使葡萄糖下降41.6%，OT处理使其大幅下降60.84%。然而，PRL + OT组合处理几乎未降低葡萄糖水平（仅下降2.63%），显著抑制了葡萄糖摄取。这些结果表明，PRL和OT单独应用时促进葡萄糖摄取，但当两者联合应用时，却产生了拮抗作用，极大地减弱了葡萄糖的摄取。
4 讨论
4.1 PRL的作用
PRL对肠道收缩的调节具有节段特异性，其效应可能通过与肠道PRL受体相互作用，并与毒蕈碱受体激活产生串扰有关。研究表明，PRL能诱导离体豚鼠回肠收缩，该过程涉及胆碱能机制。在血管研究中，PRL表现出双重作用，可诱导收缩随后松弛，这表明PRL或其蛋白水解片段（如血管抑制素）可能共同作用以维持肠道运动的平衡。本研究发现，PRL在空肠诱导的松弛与其NO水平降低相关，提示可能有其他介质（如花生四烯酸衍生物或乙酰胆碱）参与。此外，近期研究证实PRL能调节新生儿肠上皮细胞，维持其新生儿表型，支持其在早期肠道发育中的作用。
4.2 OT的作用
OT对肠道收缩同样表现出复杂的调节模式。累积浓度OT通常先诱发短暂的松弛，随后是持续的收缩，这可能与NO的初始增加有关。单次浓度OT在不同肠段对NO产生的影响不一。OT的效应可能通过其受体（OTR）激活磷脂酶C（PLC）通路，导致三磷酸肌醇（IP3）生成和细胞内钙动员，从而引发平滑肌收缩。同时，OT也能通过激活PI3K/Akt/内皮型一氧化氮合酶（eNOS）通路促进NO产生，导致松弛。这种双相效应提示，肠道中可能存在不同的OTR亚型，或OT通过不同的时间动力学和信号通路介导收缩与松弛。OT还被证明在骨骼肌和脂肪组织中改善葡萄糖代谢，这与本研究中OT显著促进肠道葡萄糖摄取的发现一致。
4.3 PRL + OT的联合作用
一个关键的发现是PRL与OT的效应在空肠表现出明显的对立性（PRL致短暂收缩，OT致短暂松弛）。当两者以等摩尔浓度联合应用时，在十二指肠、空肠和回肠均显著降低了由PRL单独诱导的收缩效应。在葡萄糖摄取方面，联合处理几乎完全抑制了PRL或OT单独应用时观察到的促进作用。这种非叠加效应表明，OT可能对PRL介导的肠道功能发挥调节而非单纯的刺激作用。两者联合应用时对NO产生的调节也呈现节段特异性，且并不总与收缩变化直接相关。这提示PRL与OT在其各自受体和下游信号通路（可能涉及AKT、ERK、钙信号等）之间存在功能性的交互作用或串扰，当同时被激活时，可能产生协同、拮抗或全新的调节模式，从而精细调控肠道动力与营养吸收。
4.4 激素对肠道葡萄糖摄取的调节
基于PRL和OT在哺乳过程中的协同作用（PRL维持产乳，OT促进排乳），推测肠道内可能存在类似的协调系统以优化营养吸收。本研究发现OT促进葡萄糖摄取的作用最强，这可能与其在肌肉组织中激活Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶（CaMKK）-AMPK通路或PI3K/Akt通路，从而刺激葡萄糖转运体（GLUT4）转运的机制类似。PRL也被报道能增加大鼠体内葡萄糖吸收。然而，PRL + OT组合极大地削弱了葡萄糖摄取，这种调节作用可能有助于在哺乳等发育阶段精细调控营养处理，防止葡萄糖的过度或失调性动员。
4.5 其他考虑
本研究采用离体肠道模型，能够在受控条件下评估组织对PRL、OT的直接反应，但无法完全复制体内复杂的肠道环境。选用幼年大鼠肠道是基于其组织活性和实验可重复性的权衡。尽管激素在消化过程中的稳定性与生物利用度是本模型的局限，但在低浓度下仍观测到显著的功能反应，表明肠道对这些激素具有高敏感性，支持了模型的生理相关性。这些发现为理解母乳中激素的生理意义，以及未来探索将其作为婴儿配方食品功能性成分或消化疾病治疗药物的可能性，提供了重要的初步证据。
