肠壁硬化是克罗恩病患者运动功能丧失的主要原因：一项机电耦合建模研究

纤维化性狭窄是克罗恩病最具致残性的并发症之一，可导致肠道永久性变窄并损害其运动功能，但目前尚无获批的治疗方法能够逆转这一病变。慢性炎症会改变起搏网络耦合、平滑肌兴奋性以及钙依赖性收缩能力，而纤维化则使肠壁增厚、肠腔变窄并改变组织力学特性。这些相互耦合的电活动、收缩和结构性改变对运动功能丧失的相对贡献仍不明确。为弥补这一研究空白，我们建立了一个用于纤维狭窄型克罗恩病的综合机电有限元框架，将纤维化驱动的生长模型与FitzHugh–Nagumo机电模型相耦合。采用全因子2⁵试验设计，量化电扩散率、兴奋阈值、峰值主动应力、肠壁刚度以及肥厚性重塑对周期性肠腔体积变形的相对影响。运动功能以一次收缩周期内肠腔体积的标准差进行量化。在所考察的参数范围内，肠壁刚度增加是导致运动功能丧失的主要因素，其次是平滑肌收缩能力受损。兴奋阈值变化、肥厚性重塑和电扩散率变化所产生的影响明显较小。与占主导地位的主效应相比，两两交互作用较小，表明这些机制主要通过各自的独立效应发挥作用。我们的研究结果提示，在维持平滑肌收缩功能的同时限制肠壁硬化，可能是维持纤维狭窄型克罗恩病患者肠道运动功能的一种治疗策略。

纤维化性狭窄是克罗恩病最具致残性的并发症之一，其可导致肠道永久性狭窄并损害肠道动力，但目前尚无获批疗法能够逆转这一病变。慢性炎症会改变起搏网络耦联、平滑肌兴奋性以及依赖钙离子的收缩功能；与此同时，纤维化使肠壁增厚、肠腔变窄并改变组织力学特性。这些相互耦联的电活动、收缩功能和结构性改变对肠道动力丧失的相对贡献仍不明确。为弥补这一空白，我们针对纤维狭窄型克罗恩病构建了一个综合性机电有限元框架，将纤维化驱动的生长模型与FitzHugh–Nagumo机电模型相耦合。我们采用完整的2^5因子试验设计，定量评估电扩散率、兴奋阈值、峰值主动应力、肠壁刚度和肥厚性重塑对周期性肠腔体积变形的相对影响。肠道动力采用一次收缩周期内肠腔体积的标准差进行量化。在所考察的参数范围内，肠壁刚度增加是导致肠道动力丧失的主要因素，其次是平滑肌收缩功能受损。兴奋阈值、肥厚性重塑和电扩散率的变化所产生的影响明显较小。与占主导地位的主要效应相比，两两交互作用较小，表明这些机制主要通过各自的独立效应发挥作用。我们的研究结果表明，在保留平滑肌收缩功能的同时限制肠壁硬化，可能成为维持纤维狭窄型克罗恩病患者肠道动力的一种治疗策略。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.20.752998v1?rss=1

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