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摘要
摘要背景肠易激综合征(IBS)患者经常抱怨气体过多，但他们的空腹肠道气体量显然正常。我们推测其病理生理机制可能与肠道气体转运障碍有关。目的-研究肠易激综合征患者与健康人的肠道气体转运和耐受情况。方法-气体混合物(N2阿,2，及CO2以12 ml/min的速度注入20例IBS患者和20例健康对照组的空肠，持续4小时。连续记录气体排出，最初从肛门排气(2小时)，然后直肠内排气(2小时)。每隔10分钟测量症状感知(0-6级)和腹胀情况。结果-在体外气体(胀气)收集2小时后，20名IBS患者中有18名出现气体潴留(>400 ml)，胃肠道症状增加(>评分3)，或腹胀(>腰围增加3mm)，而20名对照组中只有4名。在直肠内气体收集过程中，17例患者中仍有13例出现异常反应。结论-很大一部分肠易激综合征患者可被证明有肠道气体负荷转运和耐受性受损。这种异常可能代表IBS症状，特别是疼痛和腹胀的可能机制。
- 肠道气体
- 肠易激综合症
- 肠道运输
- 内脏敏感性
- 腹胀
本文中使用的缩写
- 肠易激综合症
- 肠易激综合症
- 科幻小说6
- sulphurhexafluoride
数据来自Altmetric.com
许多肠易激综合征(IBS)患者在放屁后症状暂时缓解，并直觉地声称他们有“放屁”问题。然而，这些说法往往被医疗机构驳回，这主要是因为莱维特在20世纪70年代进行的一系列出色的(但可能被错误引用的)研究等．这些作者使用原始冲洗技术测量肠道气体的体积1，2并确定了功能性腹痛(今天可能构成肠易激综合征)患者肠道内的气体量正常。3.然而，在高速率氩输注的冲洗过程中，他们的患者出现了腹部症状，在一些患者中，气体回流到胃中。作者假设病人抱怨腹胀和气体的主要问题是异常的肠道运动。然而，在随后的20年里，具体的测压和肌电图研究未能证明异常的运动模式是肠易激综合征症状的原因。4
在本研究中，我们希望扩展这些早期的原始观察。具体来说，我们假设肠易激综合征患者肠道气体的转运和排出缓慢，导致气体聚集和症状。在一组IBS患者中，我们使用实验室开发并验证的新技术，不仅测量了内源性气体量，还测量了气体负荷的腹腔内转运及其对腹部感知和客观膨胀的影响。5
材料与方法
参与者
IBS患者20例(女性15例，男性5例;年龄20-61岁)和23名无胃肠道症状的健康个体(14名女性，9名男性;年龄19-28岁)，经书面知情同意后参与研究。通过公共广告招募健康受试者。患者从胃肠科门诊招募，并根据肠易激综合征诊断标准进行选择，6在常规检查中没有发现异常，也没有伴随疾病。两名患者拒绝参与这项研究。所有患者在研究时均有症状。12例主观上以便秘为主，4例以腹泻为主，4例在便秘和腹泻之间交替。除来自不同分组的3名患者外，其余患者均抱怨腹胀。肠功能和肠内固体物质的转运时间均未被客观评估。这项研究的方案此前已得到瓦尔德希布伦总医院机构审查委员会的批准。
空肠输注
我们使用肠聚乙烯管组件(3.2 mm外径)，其中包含一个输气通道(1.6 mm内径)，在远端2cm段上有多个侧孔。使用单独的胃聚乙烯管(3.2 mm外径)测量可能的气体反流/吞入胃。
将含有88%氮气、6.5%二氧化碳和5.5%氧气的混合气体注入水中以达到饱和。选择这些比例是为了模拟静脉血中气体的分压，从而最大限度地减少通过肠道-血液屏障的扩散。7，8一种不可吸收的稳定气体标记物，0.5%六氟化硫(SF6)，加入到最后的混合物中。9使用改良容积泵(Asid Bonz PP 50-300;润滑电子，Unterschleissheim，德国)。
气体排出量的测量
通过肛门外放置的肛门外插管收集自然排出的胀气来测量肠道气体排出量5或通过直肠内Foley导管(20法国;巴德，巴塞罗那，西班牙)与气球充气5毫升水(见下文)。肛门或直肠气体通过防漏的低阻力收集线使用气压计收集，10，11并自动记录在纸质测谎仪(型号6006;Letica，巴塞罗那，西班牙)，如前所述。5为受试者提供一个事件标记来标记每次气体排出，以便日后与体积收集记录相关联。
测量腹围变化
受试者躺在床上(见下文)后，用米制皮尺将一条48毫米宽的无拉伸皮带通过两条松紧带在肚脐上方的腹部周围进行调整。当受试者以放松的方式呼吸时，测量腰围，作为连续三次呼吸短途的吸气和呼气测定的平均值。
知觉问卷
用分级问卷测量感知的强度和类型，用解剖问卷测量感知的位置和延伸。5，12 - 14评分问卷包括4个图形评分量表，从0(无感觉)到6(疼痛)，用于具体评分:(a)腹压/腹胀，(b)绞痛感，(c)刺痛感，(d)其他类型的感觉(待指定)。该问卷包括两个额外的量表，分别用于评分肛门和打嗝的气体排出困难的感觉，分别进行分析。参与者被要求对任何感知到的感觉(一种或多种同时感知到的感觉)在天平上打分，并在一个方框上打勾(是/否)来表明这些感觉是否被认为是他们通常的临床症状。
解剖问卷包括一个腹部图，分为九个区域，分别为上腹部、脐周区、下腹部、双胁肋、侧腹和髂窝。参与者被指示标记位置-即腹部区域或腹部外-感知到的感觉。
过程
在研究开始前两天，参与者被要求遵循不含豆类、蔬菜、大蒜、洋葱、坚果、谷物、全麦面包和碳酸饮料的饮食。在研究前一晚，他们吃了一顿清淡的晚餐，包括肉、鱼、鸡蛋、米饭、意大利面和/或白面包，但不吃乳制品、沙拉、水果和酒精饮料。所有药物在研究开始前一周停止使用。在研究当天，参与者在禁食8小时后进行口服插管。在透视控制下，肠管组件尖端定位于Treitz角尾端5厘米处。研究是在一个安静的房间里进行的，受试者仰卧在床上，呈30°角。在开始肠内气体输注和收集前允许30分钟的平衡期。研究期间持续输注肠道气体并记录气体排出情况;每30分钟抽气(胀气)的样本储存在金属袋中(气体收集750毫升;QuinTron，密尔沃基，威斯康星州，美国)，供以后分析。 Perception and abdominal girth were measured at 10 minute intervals.
实验设计
主要研究
在20名健康受试者和20名IBS患者中，将肠内气体持续注入肠道，并通过导管收集肠胃气extra-anal插管两小时。除非另有说明，结果部分的数据是指肛门收集期。
直肠插管的效果
该研究在10名健康受试者和17名IBS患者中继续进行，以测试肛门潴留的潜在作用。在不中断输注气体的情况下，更换收集套管，并通过导管收集气体intrarectal导管额外的两个小时。
结果测量
在每个实验对象中，在不同时间段内肠道内保留的气体体积被计算为注入的气体体积和回收的气体体积之间的差值。在同一时期，SF6测定标准曲线后，采用红外吸光度法测定抽气浓度。15基于SF6回收率(气体体积collected×SF6浓度)，计算外源气体的回收体积。从排出的气体总量中减去这个值，计算出排出的内源气体体积。
研究过程中的感知通过分级问卷的得分来衡量。当同时对多个感觉进行评分时，只计算最大评分，而不是累积评分。在每个受试者中，计算每种感觉被打分的次数，以计算每种特定感觉的频率(百分比分布)。在解剖问卷中，计算了涉及多个腹部区域的刺激的百分比。
在整个研究过程中，腹围的变化是参考在输注气体之前的研究开始时测量的数据。
统计分析
计算各组受试者各项参数的平均值(SEM)。使用Mann-Whitney U检验比较IBS患者的平均气体潴留、感知评分和腹围变化。在每组中，使用配对Wilcoxon符号秩检验比较肛门和直肠气体收集期间的参数。用Fisher精确检验分析两组的列联表。用线性回归分析检验配对数据的相关性。
验证研究
再现性
第二项研究间隔2-8个月，在5名健康受试者中进行，遵循与主要研究相同的程序——即2小时肠道气体输注和肛门收集。在第一项和第二项研究中，肠道气体潴留(分别为157 (10)ml和171 (28)ml)、感知评分(分别为1.5(0.7)和1.8(0.2))和周长增量(分别为0 (2)mm和2 (1)mm)的数据显示出非常好的可重复性。
气体回收
另一项研究是在5名健康受试者中注射5%的SF6只在前10分钟内进行，其他步骤与主要实验相同。肛门气体收集两小时后，95% (2)% SF6被恢复。
结果
气体疏散
大多数健康受试者能充分处理12毫升/分钟的气体负荷，气体排出率与气体输注率平行，没有实质性的腹腔内气体潴留(图2)1)。和之前的研究一样，5只有一小部分健康受试者在输注过程中出现进行性气体潴留，只有这些受试者在输注两小时后潴留超过400毫升。因此，选择400毫升的气体保留上限来定义气体保留。在IBS患者中，两小时结束时的气体潴留明显大于健康对照组(667 (104)ml)v273 (56) ml;p < 0.01)(图1)。IBS患者中气体潴留的比例(定义为2小时后进行性气体潴留超过400毫升的患者)明显高于健康受试者(p<0.01)2，3.)。
肠易激综合征(IBS)患者(n=20)和健康受试者(n=20)肠道气体排出情况。气体以恒定的速率(由折线表示)注入肠道两小时，并通过肛门插管收集。注意IBS患者排出的气体量明显较低。值为平均值(SEM)。* * p < 0.01。
肠易激综合征(IBS)患者和健康受试者两小时肠道输注气体后的个体感知评分和气体潴留对腹部症状的感知以7分制进行评分(0-6)。保留的气体是注入的体积减去排出的体积。虚线表示健康受试者的感知能力(得分3，即轻度到中度)和气体潴留(400毫升，见正文)的上限。只有4/20健康受试者的气体潴留量逐渐超过400毫升。相比之下，大多数IBS患者(18/20)的气体潴留量(>400毫升)和/或出现中重度症状(>3感知评分)。
肠易激综合征(IBS)患者和健康受试者输注2小时后个体腹胀和气潴留的研究保留的气体是注入的体积减去排出的体积。请注意，与健康受试者相比，大多数IBS患者(17/20)保留气体(>400 ml)和/或出现腹胀(>腰围增加3 mm)。
报告的和记录的排气排泄之间的相关性在所有参与者中都是极好的(99(1)%的报告的排气被记录;集中数据)。肠易激综合征患者排空减少与排气次数减少相关(肠易激综合征患者为12 (2))v21(2)健康受试者;p<0.01)，但两组平均每次胀气气量相似(IBS组52 (7)ml，健康组61 (6)ml)。便秘为主的IBS患者平均气体潴留为727 (70)ml，腹泻为主的患者平均气体潴留为572 (70)ml，便秘和腹泻交替的患者平均气体潴留为583 (32)ml;这些值没有显著差异。只有3例肠易激综合征患者在呕吐和输注气体中断前检测到胃气体反流(见下文)。
知觉强度
在健康受试者中，肠道气体负荷导致相对较低的腹部感觉，没有受试者感觉得分超过3(平均得分2.0(0.2))(图2)。IBS患者报告了更高的感知能力(平均得分3.5 (0.4);p < 0.05v健康对照组)。此外，超过一半的IBS患者报告感知评分高于3分，7名患者经历了明显的不适，3名患者在输注50-90分钟后因腹痛、恶心和呕吐而停止了研究。气体潴留与腹部感觉之间的相关性是公平的(r= 0.42;p < 0.01)。因此，一些肠易激综合征患者出现了气体潴留的症状，健康受试者能够很好地耐受。综合考虑气体潴留和知觉，20例IBS患者中有18例超出正常范围(p<0.01)v健康受试者)(图2)。
症状的性质
在输注肠道气体时，健康受试者报告的轻度腹部症状包括绞痛感、压力/腹胀感和刺痛感(分别为64(6)%、22(6)%和13(5)%)。肠易激综合征患者报告了类似的症状模式，尽管更严重。20位IBS患者中有11位(在71(11)%的情况下)经常将感知到的感觉视为他们通常的临床症状。8例气体潴留超过400毫升的IBS患者描述了气体排出困难的感觉。只有三名无法完成研究的IBS患者在被打断前出现了打嗝。
健康受试者和IBS患者均将症状转移至腹部中线(27(5)%的症状转移至上腹部，50(6)%的症状转移至脐周区域，48(6)%的症状转移至下腹部;健康和肠易激综合征患者的汇总数据)。在IBS患者中，转诊区域的范围往往更大，但检测到的差异没有达到统计学意义(在IBS患者中，65%(6)%的感觉在一个以上的区域被感知v对照组为51(7)%)。
腹胀
用于测量周长的皮带保持原位，并允许随着时间的推移自动测量。周长测量在连续测定中具有良好的重现性(变异系数<1%)。在输注气体期间，健康受试者的腹围改变了1 (1)mm, IBS患者改变了7 (1)mm (p<0.01)。15名IBS患者在肠内输注气体时出现超过3mm的腹胀，而只有2名健康受试者(p<0.01)3.)。气潴留与腹胀相关性较高(r= 0.66;p < 0.001)。
肛门的作用
在直肠收集的第二部分研究中，气体潴留减少，这一效果在健康受试者和IBS患者中相似:在两小时结束时，气体潴留分别减少了364 (82)ml和364 (113)ml。只有2例IBS患者在直肠插管后抽出大量气体(10分钟内>600 ml)，症状感知有所改善。然而，在直肠内插管的研究期间，IBS患者仍然比健康受试者有明显更多的气体潴留(302 (127)ml)v−110 (127)ml;p < 0.05)。在直肠收集两小时后，IBS患者报告的平均感知评分为3.5(0.5)，而健康受试者为2.0 (0.4);IBS患者腰围增加7 (3)mm，而健康受试者腰围增加- 1 (1)mm(两项参数均p<0.05)。池潴留(<400 ml)，知觉(<3分)和膨胀(< 3mm)， 17名IBS患者中有13名，但10名健康受试者中只有2名在直肠内气体收集时超出正常范围(p<0.01)。
内源性和外源性气体排出
数量内生健康受试者和肠易激综合征患者在240分钟输注期间排出的气体相似。外生气体，有SF标签6，在一段时间后开始排空，之后体外收集物中的浓度增加，然后从180分钟开始稳定。IBS患者外源性气体浓度的增加明显慢于健康受试者:例如，IBS患者在一小时内的浓度为2(1)%，而健康受试者为19 (4)% (p<0.05)。基于SF6最后两次样品测量的浓度(达到稳态后)计算了研究过程中产生的内生气体的体积。然后从排出的内源性气体总量中减去这个值，得到实验开始时肠内内源性气体的体积。与健康受试者(199 (43)ml)相比，IBS患者(287 (41)ml)的容量无显著差异。
讨论
通过应用我们的新技术来量化肠道气体传输和耐受性，我们已经证明，输注气体负载的传输受损会导致腹腔内气体聚集，并引起许多IBS患者认为是他们自己的症状。
肠易激综合征肠内气体转运障碍可能与肠道运动功能改变有关，但从目前的研究还不能推断出异常的确切部位和机制。潜在地，气体聚集可能是由于气体推进缺陷(相位活动受损)、气体流动阻力增加(相位活动不协调)或气体容量容量增加(音调缺陷)造成的。然而，后者似乎不太可能，因为通过静脉注射胰高血糖素的药物放松引起的肠道气体积聚导致了腹胀，但没有感觉症状。16然而，移动气体的肠道运动活动仍然未知，并且似乎独立于食糜-粪便推进，因为在研究过程中，大量气体被排出，而不需要大便。
有意识地抑制肠胃气通可能会产生肠道气体聚集和症状。16因此，在本研究中，我们还通过比较安装了直肠内气体收集装置或外部气体收集装置的个体对肠道气体负荷的反应，研究了肛门括约肌活动在气体潴留中的具体作用。我们的数据显示，肛门潴留导致的气体聚集是两名肠易激综合征患者的主要病理生理机制，他们在直肠插管后不久就排出了大量气体，症状消失。另一组IBS患者在直肠收集过程中表现出一些改善。因此，未能通过肛门排出气体(一种部分在自愿和“社会”控制下的活动)可能在IBS中发挥病理生理作用。然而，大多数IBS患者在输注气体和直肠收集气体的2小时内仍表现出对气体负荷的异常反应，特别是气体潴留、腹部症状和/或腹胀。这些数据可能表明，在部分肠易激综合征患者中，有一种更近距离的机制减缓了气体转运，因此可能提供了常规技术无法检测到的肠易激综合征肠道运动障碍的间接证据。4然而，我们希望承认肛门机构保留的气体可能回流到近端结肠，因此我们的结果应谨慎解释。
在我们的研究中，腹胀与气潴留有关。腹胀是肠易激综合征的常见临床症状，以前的研究没有太大的成功。17日至19日在早期的研究中，过量气体是被明确排除的假设3.我们的数据与主要结论一致:IBS患者腹内气体没有基本增加。然而，插管研究是在禁食的清晨进行的，当时IBS患者通常没有腹胀或其他腹部症状;在大多数患者中，这些症状在白天随着用餐、体力活动和压力的积累而发展或加重。事实上，在白天，尤其是在餐后食用了引起肠胃气胀的食物后，排出的气体和产生的气体更大。20.，21此外，最近有报道称，肠易激综合征患者结肠发酵异常，产气增加。22这种异常“本身”并不能证明IBS的抱怨是合理的，因为在相同范围内的气体负荷对健康的受试者是很好的耐受的。5，22因此，气体产量增加和气体传输受损必须相互作用才能产生症状。
我们的观点是，随着气体转运的改变，气体会倾向于在肠道内聚集，从而出现临床表现。我们的一些患者抱怨症状没有异常的气体潴留量，其他人甚至表现出正常的反应气体负荷。气体分布或肠道顺应性的个体差异可以解释某些个体的症状与气体潴留之间的分离。此外，肠易激综合征患者对腹壁张力的内脏超敏反应可能会改变腹腔内气体的感知，这在肠易激综合征患者中已得到充分证明，23，24从而增强了对肠道气体增加甚至正常量的感知。在这方面，空间求和现象14，25当气体倾向于沿着肠道扩散并刺激大量的机械敏感传入时，变得特别相关。
我们测量气体传输和容差的方法在目前和以前的研究中都得到了详细的验证。5我们已经证明了气体收集系统是密封的，当与标准冲洗技术相比，气体保留计算证明是可靠的，1结果是可重复的。在之前和目前的研究中，我们使用这项技术发现了一小部分正常人群，他们在日常生活中没有抱怨，但排出肠道气体负荷的能力下降。5因此，可以想象，肠易激综合征患者有更明显的缺陷，从而导致临床症状。我们承认我们的实验和患者选择的人为性质，但我们目前的结果需要重新考虑肠气在肠易激综合征中的作用。这可能不是“气体太多”，但在很大一部分IBS患者中，肠道气体的转运和排出可能受到损害，成为疼痛、腹胀等症状的潜在机制，不能再被忽视。
致谢
由西班牙教育部(Dirección General de Enseñanza Superior del Ministerio de Educación y Cultura, PM97-0096)部分支持。Serra博士得到了西班牙教育部(CICYT)的奖学金支持。作者感谢巴塞罗那中央大学Serveis Cientifico-Tecnics的Nuria Ferrer和Isidre Casals在气体红外吸收分析方面的帮助;Maite Casaus和Anna Aparici提供技术支持;格洛丽亚·桑塔列斯特拉和蒙特·多梅内克担任秘书助理;以及Christine O'Hara女士对手稿的英文编辑。
本文中使用的缩写
- 肠易激综合症
- 肠易激综合症
- 科幻小说6
- sulphurhexafluoride