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摘要
背景:肠道内的气体聚集可能会产生腹部症状，但负责气体滞留的肠段尚不清楚。我们的目的是通过腔内脂质引发的气体滞留实验模型，确定肠近端和肠远端在症状性气体积聚中的作用。
主题:16名健康受试者。
方法:一种气体混合物2阿,2、有限公司2以静脉比例)以12毫升/分钟的速度注入肠道，持续3小时，通过连接到气压调节器的肛门插管连续测量气体排出量。每隔10分钟测量腹部知觉和腰围变化。脂质(1千卡/分钟)同时灌注到十二指肠(n = 8)或回肠(n = 8)。每个受试者在不同的日子里进行两次研究，气体注入空肠或回肠。
结果:十二指肠脂质产生滞留气体注入空肠(646(62)毫升)，但当气体直接注入回肠(262(90)毫升)时，滞留体积要小得多;p < 0.05)。脂质在回肠灌注时对气体滞留的影响更明显(空肠输气时1546 (184)ml，回肠输气时847 (142)ml;p < 0.05)。腹胀与积气量相关(r= 0.87;p < 0.001)。健康受试者容忍气体滞留，只有当气体滞留非常严重时，空肠输注气体加回肠脂质灌注时才出现明显症状(评分3.7(0.8))。
结论:腔内脂质引起肠内气体滞留，主要作用于小肠近端。
- 肠道气体
- 肠道运输
- 肠道反应
- 肠道敏感性
- 腹胀
- 腹胀
- 胃扩张
- 脂质
- SF6气体,六氟化硫
来自Altmetric.com的统计
在健康受试者中，肠道有效地调节气体运输，使气体推进和排出速率适应腔内气体负荷的广泛范围。1这一过程通过刺激和抑制反射机制得到平衡:局灶膨胀加速，而腔内脂质延迟气体过境。2，3.通过气体挑战试验，我们进一步表明肠易激综合征和功能性腹胀患者对气体的输送有损害，并对健康受试者能够很好地耐受的气体负荷做出反应，出现滞留、腹胀和不适。4这种功能障碍似乎与肠蠕动反射控制异常有关，因为在这些患者中，脂质诱导的反射上调，并产生气体运输的严重延迟。3.
尽管它对治疗靶向性至关重要，但肠道最容易出现症状性气体滞留(即与腹胀和不适相关的气体滞留)的区域尚未被确定。我们假设结肠，一个宽阔的气体产生器官，5可以容纳和置换大量气体，而小肠，较长和较小的管腔，明显不适应和容忍气体负载。因此，我们的具体目标是确定小肠在气体滞留和意识感知中的假定作用。为此，我们在健康受试者中使用脂质诱导的气体滞留模型来比较空肠和回肠气体输注的效果。我们之前已经证明十二指肠脂质会延迟气体的运输，3.6但影响相对较小。当脂质注入回肠(即回肠制动)时，似乎会对肠道蠕动产生更强的影响，7 -9我们分别进行了十二指肠和回肠脂质灌注实验。
材料和方法
参与者
16名健康人(7名妇女，9名男子;年龄范围21-35岁)在给予书面知情同意后参与研究。受试者在进入前完成了一份问卷，以证实没有胃肠道症状，特别是便秘症状，10排气困难，感觉腹部气体过多，或排气过多。这项研究的方案以前已得到瓦尔德希布伦大学医院机构审查委员会的批准。
肠内管总成
在以下组合中，我们使用了四种不同位置的气管和脂质输注部位。十二指肠脂质灌流至纵向15 cm处，回肠脂质灌流至尾部100 cm处至Treitz角处。在每个病例中，空肠气体注入尾部5cm处，回肠气体注入尾部115 cm处至Treitz角。我们使用了聚乙烯醇导管组件(3.2 mm OD)，包括气体输注通道(1.6 mm ID)，脂质灌注通道(1.2 mm ID)和顶部的乳胶气球，在通过幽门后的插管过程中充气(通过0.8 mm ID通道)，以加快肠道通道。当管子就位时，气球就放气。
天然气运输测试
肠道气体注入
使用改进的容积泵(Asid Bonz PP 50-300;Lubratronics Unterschleissheim,德国)。我们将含有88%氮、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，模拟静脉血气体的分压，以最大限度地减少通过肠道-血液屏障的扩散。11为了验证肛门气体收集中没有泄漏，6毫升六氟化硫(SF6)，作为一种不可吸收的稳定气体标记，12在开始输注60分钟后，在10分钟内给予气体混合物。
肛门气体排出量的测量
肠内气体通过肛门套管收集，肛门套管密封在臀部之间。1肛门套管通过防漏收集线与气压调节器连接，13排出的气体量被连续记录在纸测谎仪上(型号6006;Letica，巴塞罗那，西班牙)，如前所述。1研究人员为受试者提供了一个事件标记，以标记每次气体排出，以便稍后与记录的气体排出进行关联。每30分钟排出的气体(排气)样本储存在金属袋中(气体收集750毫升;QuinTron, Milwaukee, Wisconsin, USA)用于后续对SF的分析6测定标准曲线后用红外吸光度法测定浓度。14
测量腰围的变化
受试者躺在床上后(见下面的“步骤”)，通过两条松紧带在肚脐上方的腹部周围调整一条48毫米宽的无拉伸带，用公制皮尺测量。当受试者放松呼吸时，每隔10分钟测量一次周长，作为连续三次呼吸远足的吸气和呼气测定的平均值。
肠道脂质灌注
实验在持续灌注脂质乳剂(脂质内20%;Pharmacia和Upjohn, St Cugat del Vallés，西班牙)用0.9%生理盐水(296 mosmol/l)稀释，用容积泵(Asid Bonz PP 50-300)以2 ml/min (1 kcal/min)的速度注入十二指肠或回肠;Lubratronics)。
感知测量
每隔10分钟测量一次主观知觉，使用分级问卷测量感知到的感觉的强度和类型，并使用解剖问卷测量感知到的感觉的位置和延伸。1，15分级问卷包括四个图形分级量表，专门用于对四种可能的腹部感觉进行评分:(a)压力/腹胀，(b)抽筋/腹绞痛感，(c)刺痛感，(d)其他类型的感觉(待定)。每种感觉都在各自的评分表上独立打分，从0(没有知觉)到6(疼痛感)。参与者被要求在量表上对任何腹部感觉(一种或多种同时感觉到的感觉)进行评分，但只计算最高的分数，而不是平均分数或累积分数，以进行比较。问卷中增加了两个勾框(是/否)，分别表示打嗝和气体排出困难。解剖问卷包含了腹部的剖面图，剖面图分为9个区域，分别对应于上腹部、脐周区、胃下腹部、双肋肋、侧腹和髂窝。参与者被要求标记感知到的位置——也就是腹部区域。
过程
在研究开始的两天前，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。研究前一晚，他们吃了一顿清淡的晚餐，包括肉、鱼、蛋、米饭、意大利面和/或白面包，但特别避免乳制品、沙拉、水果和酒精饮料。在研究当天，参与者在禁食8小时后进行了口腔插管。在透视控制下将肠管组件定位到所需位置(见“实验设计”)。研究在一个安静的隔离房间中进行，受试者仰卧在床上，与水平成30°角。脂质灌注基础期30分钟后，开始输注气体，并维持3小时试验期。在研究过程中，每隔10分钟测量腹部知觉和腰围变化。
实验设计
其中一组(n = 8)采用十二指肠脂质灌注，另一组(n = 8)采用回肠脂质灌注。在16例患者中，空肠和回肠输注气体的效果分别在不同的日子、一周间隔和随机顺序进行测试(图1)。
实验设计。在两组健康受试者中，我们分别研究了脂质灌注在十二指肠(n = 8)和回肠(n = 8)的影响。在每个个体中，空肠和回肠气体输注的效果在不同的日子随机顺序进行测试，间隔一周。
结果测量
在每个受试者中，我们计算肠道内的气体滞留体积，即注入的气体体积和回收的气体体积之差。这种计算方法的可靠性已经得到了详细的验证。1
参与者在研究过程中所经历的腹部感觉的感知是通过量表上的评分来衡量的。在每个受试者中，我们还计算每种腹部感觉被评分的次数，以计算每种特定感觉的频率(百分比分布)。分别分析直肠气潴留和打嗝的感觉。
研究期间腹围的变化参照研究开始时的腰围测量。
统计分析
在每个受试者中，我们平均每30分钟测量10分钟间隔的参数(气体潴留、腹部感觉和腰围变化)。除非另有说明，在每个受试者中测试的各种刺激的效果是使用测试期间最后30分钟测量值的平均值进行比较的。在每一组受试者中，我们计算了测量参数的平均值(SEM)或大平均值(SEM)值。采用Komolgorov-Smirnov检验检验数据分布的正态性。参数正态分布数据的比较使用学生的t测试，组内比较的配对测试，组间比较的非配对测试;配对数据采用Wilcoxon符号秩检验，未配对数据采用Mann-Whitney U检验。用线性回归分析检验配对数据之间的相关性。
结果
肛门气体收集无异常，在所有实验中，气体排出与记录的排出相关(r= 0.99;p < 0.001)。没有受试者报告打嗝或感觉气体排出困难。
十二指肠脂质灌注
气体疏散
在肠道气体输注前十二指肠脂质灌注的前30分钟(基线期)，内源性气体排出量非常小，且在两个研究天内相似(38 (24)ml/30分钟;集中数据)。气体输注到空肠导致显著的气体滞留(p<0.05)，从90分钟一直稳定到研究结束(图2)。相比之下，当同样的受试者将气体输注到回肠时，气体从试验开始就排得更快(在输注气体的前30分钟排出185(64)毫升v空肠输气时123 (52)ml;p < 0.05)。输注60分钟后，留置的气量趋于稳定，直到研究结束。在三个小时的测试期间，两者的平均容量保留率(672 (33)ml)v空肠输气时885 (83)ml;P <0.05)和研究结束时的容积(图2)在回肠输注时明显小于空肠输注时。相反，试验期结束时回肠输注的气体总量大于空肠输注的气体总量(1811 (122)ml)v1513 (52) ml;p < 0.05)。SF也证实了注入回肠的气体的快速排出6流出量:SF的10%6在稳定状态下(开始输注气体60分钟后)给予的Bolus在回肠输注51(6)分钟内排出，在空肠输注68(7)分钟内排出(p<0.05)。
肠道气体负荷的滞留。当气体注入空肠时，气体滞留(注入减去排出)明显大于回肠。相反，脂质对气体滞留的影响在回肠比空肠更强。
知觉和腹胀
在空肠和回肠输注肠道气体是可以忍受的，尽管气体潴留有差异，但在这两种情况下，感觉仍然很低，且处于相似的水平(图3)。腹胀与气体潴留量相关(图4)。空肠输注时的腹胀略大于回肠输注时的腹胀，但这种差异不具有统计学意义(6 (2)mmv3 (1) mm的周长增量分别研究结束;NS)
肠道气体负荷的感知。测试期间最后30分钟的数据为平均值(SEM)。显著症状仅在空肠输注气体加回肠脂质时报告，此时气体滞留更大。
由肠道气体负荷引起的腹胀。总的来说，腰围的增加与肠道内的气体量有关。
回肠脂质灌注
气体疏散
在肠气体输注前的30分钟内(基线期)，内源性气体排出完全被回肠脂肪抑制，两个研究日均无气体排出(p<0.05)v十二指肠脂质)。回肠脂质的这种早期效应在输注的第一个小时内持续:在空肠和回肠脂质输注的第一个小时内，气体排空几乎为零(p<0.05)v注入的气体被保留在肠道内(图2)。此后，气体排出开始。在空肠输注过程中，气体排出量与输注率不匹配，且在研究过程中出现了进行性气体滞留(p<0.05)v相反，回肠气体输注60分钟后，气体排出量与输注率相匹配，气体滞留量保持稳定，直到研究结束(图2)，低于空肠气体输注期间(p<0.05)。空肠输注时气体排出次数(7(1)次/小时)低于回肠输注时气体排出次数(11(1)次/小时);p < 0.05)。在空肠和回肠输注气体过程中，回肠脂质组的气体滞留量和排出量均显著大于十二指肠灌注脂质组(p<0.05)。然而，在所有四种实验条件(49 (5)ml空肠)下，每次排气排出的气体量是相似的v43 (5) ml回肠气体(NS);NSv十二指肠脂质)。回肠脂质对气体转运的影响也反映在气体标记物的回收率上。也就是10%的SF6开始输注60分钟后，回肠输注比空肠输注(73(10)分钟)抽气更早v109(8)分钟，分别;P <0.05)，但显著晚于十二指肠脂质灌注组(P <0.05)。
知觉和腹胀
在空肠输注过程中，回肠脂质引起的大量气体滞留导致了显著的腹部症状感知(图3)。相反，回肠脂质输注过程中滞留越小，感觉越小(p<0.05)，与十二指肠脂质输注过程相似(图3)。回肠脂质和空肠脂质输注实验中受试者提到的症状为压力/腹胀(47(11)%)和痉挛/绞痛(38(9)%)。和主要涉及腹部中线(76(13)%的时间)。腹胀与气体滞留相关(图4)，因此，空肠灌注时的周长增量明显大于回肠灌注时的周长增量(研究结束时分别为15(2)和8 (1)mm;P <0.01)，两者均大于十二指肠脂质灌注组(P <0.05)。
讨论
我们已经证明，尽管小肠的容量相对于结肠较小，但它可能在气体滞留、腹部症状和客观腹胀的发展中起着主要作用。
我们的研究采用肠道脂质输注诱导的气体滞留模型进行。3.6在这个模型中，我们发现当气体注入空肠和回肠时，气体的运输和滞留有显著差异，这表明小肠是气体聚集的主要部位。我们先前发现由十二指肠脂质引起的气体潴留具有良好的耐受性而无症状。3.6为了研究小肠在气体相关症状中的作用，我们利用了回肠脂质(即回肠制动)的强大作用，7，8因此我们也测试了直接脂质灌注到回肠的效果。事实上，回肠脂质比十二指肠脂质延迟气体运输的程度更大。有了回肠脂质，大部分注入空肠的气体滞留在肠道内，引起腹部症状，但当气体注入回肠时，气体滞留明显更小，更不易察觉。因此，似乎在健康受试者中，气体聚集需要一定的阈值才能触发症状感知。与这种不连续阈值依赖的感觉相反，腹胀表现出与气体滞留量的连续线性相关，似乎与气体或脂质灌注的位置无关。
我们的结果表明，小肠可能是气体症状的起源。但是，应当审查其他的解释。例如，近端而非远端肠内的气体刺激可通过抑制性肠结肠反射诱发结肠转运延迟，而这种反射可被腔内脂质致敏，特别是当脂质进入回肠时。然而，我们之前已经证明，小肠膨胀加速了气体通过肠道的运输，几乎完全对抗脂质的延迟作用。2在后者的实验中，测试了局部球囊膨胀，但这些数据使假定的抑制通过气体诱导肠结肠反射过境不太可能。
我们实验室的其他研究支持小肠在症状性气体滞留中的主要作用。利用气体流出受阻导致的肠道气体滞留模型，我们最近表明，症状取决于气体聚集的区域:注入空肠的气体产生腹部症状，而通过直肠输送的相同气体负载不会产生腹部症状。16此外，这些研究中放射标记气体的闪烁扫描显示，注入空肠的气体主要集中在小肠和近端结肠内，而经直肠注入的气体则停留在直肠乙状结肠区而未到达近端结肠。
腔内气体的感知也取决于滞留机制。气体滞留可能是由于推进力减弱或流动阻力增加造成的。由药物抑制肠道动力引起的推进力降低会产生与腹胀相关的肠道气体滞留，但没有腹部不适。相反，类似数量的气体通过增加的流动阻力而保留，通过自我约束肛门气体排出模拟，引起明显的腹部不适。17脂质输注对肠道动力的影响可能因所调查的肠道水平而异。7，18岁21在我们的实验中，气体滞留与放松效应有关，因为在空肠气体加十二指肠脂质或回肠气体加回肠脂质期间，大量气体滞留是很好的容忍的;只有在空肠气体加回肠脂质的极端气体滞留过程中，才会激活肠机械感受器并诱发症状。22在之前的一项研究中，使用阻塞气体流出的滞留模型，16与目前使用脂质诱导滞留模型的研究相比，感知能力更高(在720 ml时得分4.4(0.4))。
“回肠制动器”已被证明可以控制食糜的运输。这种作用与肽YY的内源性释放有关9然后被纳洛酮消除235-羟色胺-3受体拮抗剂。24后续研究证实回肠制动是由肽YY介导的，25阿片传出通路,265-羟色胺-3受体，可能位于肌肠神经元上。27这些类型的反射已被证明依赖于营养接触的类型:脂类在延迟食糜的运输方面特别有效8这种营养的特异性似乎也适用于调节气体推进。28脂质在气体推进中的作用部位仍不确定。回肠末端和回结肠括约肌在调节食糜进入结肠的通道方面具有特定的功能，但在这一水平上的选择性作用似乎不太可能，因为空肠和回肠气体负荷的运输将受到同样的影响。或者，脂质可能在空肠水平起作用，但更有可能的是脂质可能在整个小肠发挥一般作用，观察到的对空肠气体的主要作用只取决于对气体进展产生阻力的尾段的长度。事实上，回肠脂质的远端作用似乎不可否认，因为与十二指肠脂质相比，它们显著延迟注入回肠的气体的运输。在实验气体输注之前的基线期，回肠脂质抑制内源性气体的自发排出，这一事实进一步支持远端滞留。
我们的研究考虑了非常特殊的非生理条件(即肠道脂质灌注)，但尽管如此，我们的结果可能具有重要的病理生理学意义。有不明原因腹胀的患者，如肠易激综合征或功能性腹胀的患者，10他们经常把他们的症状归因于肠道气体，事实上，他们既损害了气体推进力，又增强了知觉。我们最近发现腔内脂质会严重加重这种功能障碍。3.因此，有这种功能障碍的患者表现出对肠道脂质的过度敏感，导致气体潴留的不成比例的影响和明显的不耐受。对这些患者的气体耐受性和气体传输异常的解释目前还纯粹是推测性的，但我们的数据挑战了旧有的病理生理学假设——即肠易激综合征患者在远端小肠的有效触发区有过量的营养物质，患有回肠过敏，或两者皆有。
致谢
西班牙教育部(Dirección Enseñanza文化高级部长Educación, BFI 2002-03413)、卡洛斯三世教育学院(补助金02/3036和C03/02)和美国国立卫生研究院(补助金DK 57064)提供部分支助。Hernando-Harder博士获得了阿根廷胃肠病学会的奖学金，Serra博士获得了西班牙卫生部的奖学金(ISCIII 02/3036)。作者感谢巴塞罗那中央大学科学技术学院的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;和格洛丽亚·桑塔列斯特拉担任秘书助理。
参考文献
脚注
↵＊现住址:德国曼海姆，狄奥多尔-库泽-乌弗，68135，大学医院内科二部