PMC (Svenska)

diskussion

målet med ett kolonmotorfunktionstest är att undersöka en patients förmåga att generera ”spontan” och stimulusinducerad kolonmotorisk aktivitet. I de flesta studier som jämför en kohort av patienter med en kohort av kontroller görs uttalanden om i genomsnitt ett visst motormönster ökar eller minskar, även om mestadels endast HAPWs utvärderas och ibland görs ett uttalande om huruvida den totala aktiviteten ökade efter en måltid., Den nuvarande HRCM-studien identifierar många fler motormönster och identifierar dem som förökande eller icke-förökande, främjar transitering eller absorption, och ger därför en bättre bedömning av motorfunktionen. Den nuvarande studien visar också att de flesta patienter med kronisk förstoppning som är beroende av laxermedel för tarmrörelser och som har diagnostiserats med en inert kolon 3-25 år före studien, visar markerad kontraktil aktivitet och svar på en måltid., För dessa patienter var detta en uppenbarelse som uppmuntrade vidhäftning till behandlingen; behandlingen av kortsiktiga prokinetik utöver livsstilsförändringar resulterade i 8 av de 11 patienterna som var tillgängliga för uppföljning av regelbundna tarmrörelser utan laxermedel inom 1 år., Våra data tyder på hypotesen att patienter som är beroende av laxermedel för tarmrörelser, som visar en hög baslinje nivå av SPWs (10-20/30 min) och/eller en signifikant ökning av SPWs (200-300%) och en ökning av haustrala aktivitet som svar på en måltid, kommer att svara på kortsiktiga prokinetik och livsstilsförändringar så att laxermedel inte längre behövs efter 3 månader till 1 år.

den nuvarande studien visar att motoriska mönster och svar på en måltid varierar markant i kontroller och hos patienter med förstoppning som är beroende av laxermedel för tarmrörelser., Inget unikt motormönster i samband med förstoppning observerades men patienter med förstoppning framkallar haustrala aktivitet som svar på en måltid mer jämfört med kontroller som tyder på starkare absorption. En definitiv sökning efter statistiska skillnader i motormönster mellan kontroller och patienter med förstoppning kräver större provstorlekar samt en sökning efter optimala stimuli för att framkalla distinkta motormönster. Vad som följer är en diskussion om de distinkta tryckmönster som identifierades.,

SPWs observerades som övergående ökningar av intraluminalt tryck, oftast täcker hela 35 cm av kolon bedöms. Termen samtidig tryckvåg valdes som den definierades av de Schryver et al. och Rao et al.18,9. Detta motormönster har också kallats samtidiga kontraktioner16, 19 eller samtidiga vågar20. Termen ”tryck” valdes över ”sammandragning” eftersom manometri mäter endast tryck.

i denna studie var SPWs överlägset det mest visuellt framträdande propulsiva motormönstret., SPWs framdrivande karaktär är relaterad till deras framträdande samband med gasutdrivning enligt den nuvarande studien och av Kamm et al.21. Dessutom utför vi för närvarande HRCM med 84-kanals vattenperfuderade katetrar och SPWs av amplituder över 40 mmHg orsakar utflöde av vatten hos friska frivilliga (Chen och Huizinga, opublicerade). SPWs var förknippade med avslappning av den inre analsfinktern, även om SPWs var av låg amplitud., Den senare sätter SPWs i samma kategori som andra framdrivande motormönster såsom HAPW22 och esofageal och gastric förökning motoraktiviteter som följs av sphincter relaxation23,24.

samtidiga tryckvågor orsakades inte av en sammandragning i någon del av det uppmätta segmentet som helt enkelt orsakade tryckförändringar i resten av segmentet med vad som ofta kallas en ”gemensam hålighet” – effekt., Detta illustreras bäst av det faktum att en HAPW som inträffade i den proximala delen av det uppmätta segmentet inte omedelbart orsakade en samtidig tryckförändring i den distala delen. En hög amplitudtrycksvåg på 120 mmHg, som reser över 10 cm i den proximala delen av det uppmätta segmentet, kan inte orsaka någon tryckförändring i den distala delen av det uppmätta segmentet., I opublicerade studier mätte vi samtidigt motormönster och intraluminalt tryck av HRCM i kaninens proximala kolon och visade att en samtidig tryckvåg är konsekvensen av snabbförökning, propulsiva sammandragningar. Den allmänna karaktären hos motormönster i kaninen har beskrivits tidigare25, 26,27,28, 29. Vidare indikerar många observationer som rapporterats i litteraturen framträdande av snabb propulsiv rörelse av innehåll i det mänskliga kolon som ses med bariumröntgenstrålar., Ritchie noterade att ”innehållet rörde sig nästan omedelbart från leverböjningen till mjältböjningen”30. Hertz och Newton noterade att ”inte mer än en sekund eller två var ockuperade i feces passage från ena änden av tjocktarmen till den andra”31. Snabba förökning sammandragningar är sannolikt relaterade till snabba” rusar ” av elektrisk aktivitet inspelad från den mänskliga kolon av Bueno et al. förökar sig över ~ 100 cm med en hastighet av 10,5 ± 2,6 cm / S32. Vågor av sådan hastighet kommer att visas samtidigt i den nuvarande studien och i 24 hr-studier som de som gjorts av Rao och medarbetare 9., De Schryver et al. noterade att tryckvågor kan föröka sig med hastigheter upp till 12 cm / S18. Intressant, Bueno et al. fann att de elektriska ”rusarna” var mer framträdande hos patienter med förstoppning jämfört med dem med diarré33.

även om samtidiga tryckvågor var ”det dominerande mönstret av motorisk aktivitet i tjocktarmen” som visas i en 2001-studie med 24 hr manometry9, i de flesta koloniska studier hittills, utvärderas de inte, sannolikt på grund av rädsla för att inkludera artefakter på grund av abdominala tryckförändringar., Under de första 8 timmarna av en 24 h-inspelning var antalet ”samtidiga sammandragningar” inte annorlunda mellan kontroller och förstoppade patienter10. De Schryver et al. noterade att förekomsten av samtidiga tryckvågor var signifikant högre hos patienter med förstoppning jämfört med friska försökspersoner (18 ± 5 vs 6 ± 3 per 2 timmar), men ingen effekt av en måltid observerades18. I dessa studier från Rao et al. och Schryver et al., ingen nämndes av svar hos enskilda patienter., I en studie på barn sågs samtidiga tryckvågor först efter bisacodyl16 och främst i distala kolon och sedan ofta som en fortsättning av HAPWs. I denna studie var SPWs vanligt i kontroller och patienter med förstoppning och många patienter med förstoppning och kontroller visade en numerisk ökning av SPWs efter måltiden.

de snabba förökning sammandragningar som ligger bakom SPWs, som kännetecknas i kaninkolon, är i grunden ett myogent motormönster eftersom de kan förekomma i närvaro av TTX25, 27 eller i närvaro av hexametonium27., SPWs är ofta mycket rytmiska vid ~ 0.5 – 1 cykel / min vilket tyder på att en pacemaker är associerad med motormönstret. Interstitiella celler av Cajal (ICC) är pacemakers av tarmmotilitet27,34,35,36. De snabba sammandragningarna i kaninkolon uppträder synkront i den cirkulära och längsgående muskeln 27 vilket tyder på sannolikheten för att ICC i samband med myenteric plexus (ICC-MP) är de associerade pacemaker25,27. Rapporterade intracellulära elektriska och mekaniska aktiviteter av den mänskliga kolon in vitro tyder på att i den mänskliga kolon, låg frekvens (0, 3–0.,6 cpm) långsamma vågor är förknippade med ICC-MP37. En 1-3 cykler / min elektrisk rytmicitet observerades också i den mänskliga kolon cirkulär muskel med hjälp av extracellulära elektroder38. Pacemakeraktiviteten hos ICC-MP i tjocktarmen är stimulansberoende 37, 39, 40 med distention och neural aktivitet som möjligt stimuli. Snabba fortplantande sammandragningar blir effektivare som ett propulsivt motormönster när de uppträder i kluster av 2 eller flera sammandragningar; under dessa förhållanden hämmas aktiviteten av TTX25 och därmed neuralt reglerad., En SPW kommer att associeras med ett kluster av snabba förökande sammandragningar. En neurogen komponent föreslås också av det nära förhållandet mellan en SPW och avslappning av den inre analfinkteren.

isolerade trycktransienter, tryckökningar registrerade av en sensor och inte anslutna till en tryckförändring i intilliggande sensorer, sågs i varje ämne under alla förhållanden. De kallas också isolerade Tryckvågar18, 16., Isolerade tryck transienter visas ofta i ett mycket regelbundet mönster: på varje 3: e eller 4: e, ibland var 8: e sensor, under långa perioder (Fig. 5). Viktigt är att aktiviteten ofta är mycket rytmisk vid en anmärkningsvärt konstant frekvens vid ~3 cykler / min. Med definitionen av en haustrum41 är en sac-liknande struktur som separeras av två aktiva cirkulära cirkulära muskelkontraktioner ca 3-4 cm från varandra, är de övergående tryckökningarna sannolikt haustral gränsaktivitet därför identifierade vi detta motormönster som rytmiska haustral gränstryck transienter., Detta överensstämmer med de mycket rytmiska haustrala gränskontraktionerna i kaninen proximal 3-taenierad kolon25, 26, 27. I kaninen sprider haustral gränsaktivitet långsamt och är neurogen eftersom den är känslig för hexametonium27 eller tetrodotoxin25. I kaninen är de haustrala gränskontraktionerna rytmiska vid 8 cykler / min associerade med interstitiella celler av Cajal associerade med den submuskulära plexus (ICC-SMP)25,27., I det humana kolon är de 3 cyklerna/min rytmiciteten hos de haustrala gränstryckstransienterna troligen också associerad med elektrisk långsam vågaktivitet som alstras av ICC-SMP som uppträder inom intervallet 2-4 / min vilket observerades i human vävnad in vitro med intracellulär elektroder42.

synkroniserade haustrala tryckvågor relaterar till vår observation att de 3 cykler/min sammandragningar, så ofta ses som haustrala gräns sammandragningar, kan föröka sig över 4-5 intilliggande sensorer (Fig 5E,,, 6)6) därmed tydligen begränsad till en enda haustrum., Denna aktivitet är sannolikt densamma som vad som har kallats periodisk kolonmotorisk aktivitet10 eller cyklisk förökningsmotormönster43 eller diskreta slumpmässiga utbrott av fasiska tryckvågor16. Andra studier visar också det mönster som ska förlängas över längden på två eller flera haustra43. Detta mönster kan vara relaterat till retrograd Förökningssekvenser44 men vi såg dem inte konsekvent förekommande retrograd. I andra studier sågs 3 cykler/min rytmicitet som den dominerande frekvensen av fasiska sammandragningar efter en meal45 och den dominerande frekvensen av cykliska motormönster46., I 24-timmars inspelningar, Rao et al. noterade en dominans av skurar av tryckvågor vid 3 cykler / min9. I en nyligen genomförd HRCM-studie på barn inträffade diskreta slumpmässiga utbrott av fasiska tryckvågor vid 3 cykler / min16.

de synkroniserade haustrala tryckvågorna uppträder vid frekvensen av den dominerande pacemakern, ICC-SMP. Långsamma vågor med ursprung i ICC-SMP har spelats in i den mänskliga kolon i vitro42,47 och i vivo48. In vitro var denna aktivitet inte känslig för nervblockad, vilket bekräftar att en MyoGen pacemaker är involverad47, 49., Detta tyder på att de är lika med de krusningar som identifierats i kaninkolonn25, 26, 27.

i en studie som jämför förstoppning med kontroller, Dinning et al. beskrivs den synkroniserade haustral tryckvågor som cykliska motorisk aktivitet vid en frekvens av 2-6 cykler/min, som förekommer i retrograd eller antegrad över ett avstånd av 4,4 8,2 cm; det noterades, som baseras på koncernens jämförelse, att den normala ökning i denna verksamhet efter en måltid var frånvarande hos patienter med kronisk förstoppning, även om det i 5 patienter där ingen aktivitet sågs preprandial, det var observerade inlägg prandial (Tabell 1 in43)., De Schryver såg kort antegrad förökningsaktivitet öka efter en måltid i kontroller men inte i förstoppning18. I den nuvarande studien, inom kluster av synkrona haustrala tryckvågor, var vågorna nästan alltid av blandad riktning eller förekommer samtidigt. De synkroniserade haustrala tryckvågorna visade en signifikant ökning hos patienter med förstoppning efter en måltid (Tabell 1); alltid alternerande med un-synkroniserad, uppenbar oregelbunden aktivitet (Fig. 5D), som liknar segmenteringsaktiviteten hos tunntarmen 17.,

hög amplitud propagerande tryckvågor (HAPWs) var det mest kraftfulla propulsiva motormönstret. Eftersom HRCM åtgärder tryck och inte kontraktion vi använde termen HAPW, liknande en studie av De Schryver et al.18, även om detta motormönster ofta kallas hög amplitud propulsiv kontraktion (HAPC), t.ex.50,51. Det kallas också hög amplitud Trycksekvenser16, 46 eller specialiserade propagerande Tryckvågor9. I en jämförande 24 timmar studie av kronisk förstoppning och friska frivilliga, 2.,5 HAPWs sågs per 6 timmar i genomsnitt, inklusive måltider och uppvaknande och HAPWs observerades mindre ofta i kronisk förstoppning; det föreslogs att vara en användbar markör för constipation9,10. Men även 24 timmars inspelning kanske inte visar motormönstret, även hos friska volontärer52. I ett 4-timmarstest inklusive en måltid visade endast 5 av 12-kontroller HAPWs som svar på måltiden och endast 1 av 14 patienter med kronisk förstoppning43. En annan studie visade HAPWs som svar på en måltid hos 1 av 10 patienter med kronisk förstoppning och hos 4 av 10 friska individer18., I denna studie observerades HAPWs efter en måltid hos 2 / 14 kontrollpersoner och hos 2 / 15 patienter med kronisk förstoppning. Hos barn anses frånvaron av HAPWs som svar på bisacodyl onormalt och anledning att överväga kirurgi52; vi anser inte frånvaron av HAPWs vid kronisk förstoppning hos vuxna som svar på en måltid för att identifiera ett inert kolon, eftersom många andra signifikanta motormönster kan existera. HAPWs kan följas av en kort period av relativ quiescence men vi såg inte ett samband mellan quiescence och förstoppning som visat sig förekomma hos barn16., Eftersom HAPWs kan framkallas av en måltid (på grund av en gastrokolonisk reflex) eller av bisacodyl16 är det sannolikt ett motormönster som genereras av ett neuralt program som initieras av en stimulans. Ett lågt eller högt kalorimjöl43 är inte tillräckligt för att identifiera om en patient har förmågan att generera detta motormönster men det ger en indikation på nervsystemets känslighet för en måltid. Det är troligt att en mängd olika stimuli, inklusive bisacodyl, bäst kommer att bedöma om patienten kan generera en HAPW.,

i kaninkolon, vid mätning av diameterförändringar, därav cirkulär muskelkontraktion, har denna mest kraftfulla typ av peristaltisk aktivitet kallats massa peristalsis27 eller långdistanskontraktion25 eller koloniska migrerande motorkomplex26. I musmodeller kallas det koloniska migrerande motorkomplex (cmmcs)39,53,54, i råttkolon som långdistanskontraktioner (LDC) 40,55., I alla djurmodeller som studerats är detta motormönster neurogent, varför HAPW i det mänskliga kolon kan betraktas som neurogen, i överensstämmelse med observationen att det induceras genom uppvaknande eller ett mål56; följaktligen har frånvaron av HAPWs föreslagits för att återspegla en neuropati57.

utbredning av tryckvågor som har lägre amplitud än HAPWs, är sannolikt mycket signifikanta för transitering. Som påpekats av Dinning et al. även om de inte täcker en stor del av tjocktarmen, bör sekventiella APWs vara effektiva i transit58., Därför bör de vara en del av den normala bedömningen av motorfunktionen, också för att de kan beteckna ett svar på en stimulans som en måltid. Vi använde termen ”tryckvågor” som gjordes i studier av Rao et al.9,20 och De Schryver et al.18. Andra termer som används är Föröknings-Sekvenser (PS)14, Förökningsmaterial Contractions59 eller Retrograd Waves20. Använda fiberoptik högupplöst manometri, Dinning et al. hänvisade till dessa som långa eller korta enstaka motormönster och inga skillnader hittades mellan kontroller och patienter med förstoppning43., Ett exempel för jämförelse: i Dinnings studie inträffade antegrade enstaka korta och långa förökande motormönstret vid förstoppning 2.6 gånger / 2 h före och 3.0 gånger / 2 h efter en måltid; i vår studie, hos patienter med förstoppning, inträffade APWs hos 6 av 15 patienter, där de inträffade 5.6 före och 14.8 gånger/2 h efter måltiden. I båda studierna var skillnaden inte signifikant på grund av hög variabilitet. I Raos studie inträffade antegrade propagerande tryckvågor i kontroller 5 gånger / 2 h på den första dagen av inspelning vs 3.,5 gånger/2 h hos patienter med förstoppning; skillnaden var inte significant10. När det gäller retrograd aktivitet hittades inte retrograd aktivitet i Raos studie, och om den gjorde det inträffade det efter en måltid men det fanns ingen skillnad mellan kontroller och förstoppning10. I Dinnings 6-timmars studie hittades inga skillnader i retrograd aktivitet före och efter en måltid43. I vår studie hittades ingen skillnad.

i den nuvarande studien visade förekomsten av APWs efter en måltid kolonns förmåga att generera propulsiv aktivitet., Hos patienter med signifikant APW-aktivitet noterades ingen uppmaning av tarmrörelser; detta är troligt eftersom APW-aktivitet inte fortsatte in i ändtarmen. Förekomsten av RPWs var också ett tecken på att neuralt genererad aktivitet kan utföras.

den elektriska aktivitet som orsakar fortplantande sammandragningar och de därav följande fortplantande tryckvågor är sannolikt en långsam våg med överlagrade tåg av aktionspotentialer, registreras med hjälp av luminala elektroder som långa spike skurar (LSBs)32., Varaktigheten av de flesta förökande sammandragningar hos alla försökspersoner var mellan 10 och 30 s, vilket liknar den genomsnittliga varaktigheten av långa spikbrott (LSBs, 19,6 ± 2,5 s). LSB: erna förökades vid 4,2 cm / s och APWs i den nuvarande studien mellan 2 och 5 cm/s. LSB-frekvensen var 23 per timme men ofta förekommande i utbrott vid 2-3 /min, liknande APWs.

kirurgisk patologi har visat att en vanlig egenskap hos patienter med kronisk förstoppning är en minskning av antalet ICC-pacemakerceller60,61,62,63., De olika ICC-näten är inte alltid differentierade i kirurgisk patologi, vilket gör det svårt att förutsäga vilka motormönster som kan påverkas av förlusten av ICC. För närvarande vet vi inte hur mycket förlust av celler ICC-nätverket kan absorbera innan förlust eller funktionsnedsättning blir bevisad64, 65. Lammers et al. föreslog att så mycket som 35% förlust kan krävas för att påverka ICC-MP långsam vågaktivitet i tunntarmen 66. Mer forskning behövs för att underbygga detta för alla nätverk och i tjocktarmen., Eftersom ICC också är involverade i neurotransmission67,68,69, kan mer subtila förändringar i förmågan att utveckla adekvata motormönster bero på förlust av ICC-medierad innervation.

en av begränsningarna i den nuvarande studien är att den täckte en begränsad del av tjocktarmen, 35 cm, med fokus på den tvärgående nedåtgående kolon; eftersom kolon dysfunktion kan begränsas till den proximala kolon eller sigmoid kolon, är bedömningen av pan-kolon motilitet idealisk., En annan begränsning är att yoghurtmjöl, en måltid som betraktades som en full måltid av alla deltagare, var en relativt låg kalorimjöl som kan ha haft låg känslighet för induktion av HAPWs och andra motormönster jämfört med en högre kalorimjöl, även om hapw-fynd som liknar den nuvarande studien påträffades med en högre kalorimjöl genom Dinning et al.43.

medan den nuvarande studien var under granskning, Corsetti et al.,70 identifierade också SPWs som ett viktigt motormönster i det mänskliga kolon och bekräftade sin förening med intern analfinkteravslappning och gasutdrivning71. De visade att patienter med kronisk förstoppning eldfast mot nuvarande farmakologiska behandlingar presenterade en minskning av förekomsten av SPWs70.

mycket mer information om motorisk dysfunktion behövs innan vissa motormönster kan definiera patientpopulationer., Det nuvarande värdet av HRCM ligger i dess förmåga att avslöja normala tryckmönster eller motorisk dysfunktion hos varje patient och denna kunskap kan hjälpa individuell hantering. Utmaningen är att identifiera en uppsättning stimuli i motilitetstestning som ger full förståelse för kolonens förmåga. Sannolikt kommer ingen enda stimulans att räcka. Hos barn används bisacodylstimulering för att utvärdera förmågan att generera HAPWs men detta utförs inte vanligtvis hos vuxna, även om användningen hos vuxna sannolikt kommer att öka., Hos barn med förstoppning arbetar intraluminal bisacodyl ofta för att skapa HAPWs även om bisacodyl inte är effektiv som behandling16. Detta kan tyda på att känsligheten för stimuli minskar i patientens dagliga liv. Herve et al. visade att spontana Hapw var signifikant lägre i antal hos patienter med förstoppning jämfört med kontroller men det fanns ingen skillnad med bisacodylinducerad HAPWs59., Det är vårt mål att identifiera stimuli som framkallar framdrivande eller icke-framdrivande aktiviteter och förstå deras verkningsmekanism så att underlåtenhet att svara på stimulans eller ett normalt svar på stimulans, ger information om tillståndet i kolon funktion och mekanismer underliggande dysfunktion. Dessutom måste det studeras vad som ligger till grund för låg känslighet hos patienter. möjliga orsaker är matvanor, träningsrutiner, stress, mikrobiotakomposition. Det kan också relatera till abnormiteter i inneboende och extrinsisk innervation eller minskning av ICC.