条文本
PDF
摘要
背景进食刺激结肠运动。目前尚不清楚膳食的营养成分是否会影响结肠运动反应。
目标研究并比较以脂肪或碳水化合物为主的饮食对结肠运动的影响。
方法在18名健康受试者中，通过从横结肠中部至直肠放置6个传感器的固体探针来进行动态结肠测压。在一项随机交叉设计中，探针放置10和27小时后，受试者接受了4.18 MJ膳食，其中60%的卡路里来自脂肪或碳水化合物来源。评估餐前和餐后压力活动和运动模式。
结果与对照组相比，两餐在餐后第一个小时诱导的相位活动的曲线下面积都更大(p<0.03)。与碳水化合物饮食相比，脂肪诱导的运动活动持续时间更长(p<0.05)，但运动反应的发生较慢(p<0.001)。虽然两种食物都诱导了更多的传播压力波(p<0.001)，但只有脂肪餐诱导了更多的同步和逆行波(p<0.05)。两餐后，50%的受试者表现出高振幅(超过103毫米汞柱)，持续时间长(超过13秒)的传播波。两种食物在横结肠/降结肠中比在直肠乙状结肠中诱导了更大的活性(p<0.05)。
结论碳水化合物食物诱发结肠运动反应，但与脂肪食物相比，这种影响是短暂的。由脂肪餐引起的延长的、节段的和逆行的相位活动可能会延迟结肠运输。因此，膳食成分影响结肠运动反应。
- 脂肪
- 碳水化合物
- 餐
- 结肠蠕动
- gastrocolonic响应。
数据来自Altmetric.com
膳食引起的结肠运动活动通常被描述为胃结肠反射。1然而，这并不是一种特定的结肠反射，因为食物会刺激整个肠道的运动活动，包括结肠。23.因此，这一生理事件被更恰当地描述为结肠对一餐的运动反应。4 - 9日尽管有充分的文献记载，7 - 16这一回应的几个方面尚不清楚。
人类所消耗的食物种类繁多，其能量和营养成分各不相同。研究表明，4.18 MJ的膳食而不是1.46 MJ的膳食会刺激结肠运动活动。15这表明一顿饭的能量含量可能会影响结肠运动反应。同样，膳食中的纤维含量也被证明会影响结肠运输。17但一顿饭中的脂肪或碳水化合物成分是否会影响结肠运动反应尚不清楚。Wright和他的同事162.5 MJ脂肪餐(橄榄油)增强了结肠突刺活性，但2.5 MJ碳水化合物餐(葡萄糖)没有诱导突刺活性——也就是说，碳水化合物不会产生结肠运动反应。尽管橄榄油和葡萄糖是营养液，但它们并不是典型的食物。此外，它们在渗透压、pH值和其他特征上有显著差异，这些特征可以影响上消化道运动活动21页因此是结肠运动。2
目前建议健康饮食中至少55%的能量来自碳水化合物。22这种食物对结肠运动活动的影响还没有被研究过。如果碳水化合物餐不能引起结肠运动反应，16这可能对结肠疾病如便秘患者的饮食管理有影响。
在犬类结肠中，早期(60分钟内)和晚期(2-6小时)的结肠运动反应已被描述。6早期、即刻和晚期的结肠反应也被建议。5然而，目前尚不清楚人类的结肠是否表现出类似的模式。一些研究表明，餐后反应持续一小时，91415但一项研究表明，它会持续几个小时。8这些差异可能是由于记录时间短，9141523清肠,23或者低保真度的录音系统。111323最近的研究还表明，吃饭会增加结肠张力，122425但是关于结肠运动模式的信息很少。
因此，我们研究的目的是在健康人群中进行长时间的餐后结肠运动记录，在走动条件下，以描述和比较高脂肪或高碳水化合物餐的影响。
方法
主题
通过医院广告招募了19名健康志愿者(10男，9女，年龄23-55岁)。所有受试者均给予书面知情同意，医学院人体受试者审查委员会批准了研究方案。受试者均无胃肠道症状、乳糖不耐症或腹部手术史，且均未服用药物。他们都进行了正常的身体检查，体重都在理想体重的20%以内。
实验设计
受试者于上午7时进入临床研究中心，接受自来水灌肠。早上7点30分，在结肠镜的帮助下，一个带有6个应变计微传感器(Gaeltec Limited, Isle of Skye, UK)的6.5毫米直径柔性硅橡胶探针被放置在结肠中。前面已经详细地描述了这种技术。26通过透视检查压力传感器大约位于距离肛门7、14、25、35、45和60厘米处，尖端位于横结肠中部。这些传感器之间的距离被选择来优化传感器在直肠、乙状结肠、降结肠和横结肠中的位置。照射总剂量不超过每名受试者1144微路。探针被安全地固定在臀部区域，并连接到一个便携式记录仪(MPR-7, Gaeltec, Isle of Skye, UK)，放置在一个肩包中。多通道记录器有1mb内存，采样频率为8mhz。实验对象可以自由活动。探针放置后大约10小时(第1天下午6点)和27小时(第2天上午11点)，所有受试者按随机顺序吃了两顿饭:一顿高脂肪餐或一顿等量的高碳水化合物餐。第二天，醒来后，进食第二餐4小时后，再次进行透视检查，以检查探针迁移情况。探测器随后被拆除。
脂肪餐
这顿饭包括白面包烤牛肉三明治(180克)和蛋黄酱(22克)，奶昔(150克)，香草冰淇淋(130克)和非能量饮料(240毫升)。这顿饭的总能量值为4.43 MJ。这顿饭的能量分布为60%的脂肪，20%的碳水化合物和20%的蛋白质，纤维含量为1.2克。以前也用过类似的餐点1516用来测量食物刺激的结肠反应。
碳水化合物的一餐
这顿饭包括白面包烤牛肉三明治(226克)和脱脂蛋黄酱(25克)、脱脂牛奶(240毫升)、苹果汁(240毫升)、果子露(80克)、天使蛋糕(50克)和非能量饮料。这顿饭的总能量值为4.37 MJ。能量分布为60%碳水化合物、21%蛋白质和19%脂肪，纤维含量为3克。
测量和分析
结肠压力活动和运动活动模式由不同的研究人员分析，他们不知道每个受试者所吃的食物类型。通过人工和软件分析程序(Gaeltec, Isle of Skye)评估结肠压力活动。振幅至少为8毫米汞柱且持续时间至少为3秒的压力波被纳入分析2627；具体来说，在每餐前一小时(控制期)和餐后前三个小时，测量每小时压力波的数量，观察到运动活动的百分比时间，以及压力波曲线下的面积。在基于DOS的软件程序(AMBB;盖尔特语，天空岛，英国)。之所以选择餐后3小时的限制，是因为初步研究表明，在餐后第4小时，两餐后结肠运动活动恢复到基线水平。为了检查压力活动的节段性变化，我们比较了横结肠/降结肠(近端通道;P1-P3)和直肠乙状结肠区(远端通道;P4-P6)。
当评估结肠运动模式时，至少发现了五种不同的模式(如下所述)。然而，我们的软件程序无法可靠和一致地评估各种类型的运动模式。因此，我们通过在监视器上以不同的速度(30秒/页到4分钟/页)和可变增益设置手动扫描每页来分析数据。一名不知道其他压力测量数据或饮食顺序的研究人员进行了这项评估。确认了以下模式:
传播压力波
定义为以0.5-2.4厘米/秒的速度通过三个或多个连续通道向国外传播的压力波2829(图1A).在计算传播速度时考虑了传感器之间的差分间距。
典型的膳食引起的压力波的例子。(A) P1-P6的同时压力波，P3-P1的逆行压力波，P3-P6的传播压力波。(B)专门的传播压力波(振幅高，持续时间长)。
专门的传播压力波
专门的传播压力波被定义为通过三个或更多连续通道向外传播的传播波的独特模式1B)振幅高(超过103毫米汞柱)，持续时间长(超过13秒)。28振幅为103毫米汞柱，持续时间为13秒，因为这些值大于结肠中普通传播压力波的95%置信区间。30.
同时压力波
同时压力波定义为在三个或多个通道中同时发生的压力波，且两个连续通道之间的起始时间小于0.5 cm/s(图2)1一个)。
周期性直肠运动
周期性直肠运动活动包括离散的间歇性收缩，每分钟3次，周期持续时间至少5分钟，局限于直肠或直肠乙状结肠通道。26
逆行压力波
逆行压力波被定义为以0.5-2.4 cm/s的速度沿orad方向穿过三个或多个连续通道的压力波1A).此外，对于每顿饭，我们计算了持续三分钟或三分钟以上的结肠内压力活动或周期性活动的开始时间(2-4个压力波/分钟)。
统计数据
为了表征膳食反应并确定膳食中脂肪和碳水化合物含量对结肠运动的影响，将餐后第一、第二和第三小时获得的测压数据与基线时期(每餐前一小时)进行比较。使用方差分析(ANOVA)对重复测量进行比较，比较每顿饭(对照与膳食)和膳食类型(脂肪与碳水化合物)之间效果差异的显著性。平均对比由t测试和Bonferroni的方法用于比较和调整所进行的多次比较。结果以平均值(95%置信区间(CI))表示。
结果
主题
所有受试者都在20分钟内吃完两顿饭。由于探针偏移，省略了一个研究对象的数据;分析了18名受试者的结果。在进食后，所有受试者的结肠压力活动立即增加(图2)2)．随机饮食确保了饮食的顺序不会影响胃结肠反应。我们发现两餐对结肠运动反应的影响不同。
同一个体在进食前和进食后结肠运动活动的典型变化:(A)以脂肪为主的膳食;(B)以碳水化合物为主的膳食。P1，横结肠;P2，脾屈曲;P3和P4，降结肠;P5，乙状结肠;P6,直肠。在脂肪餐之后，压力波持续了三个多小时。进食碳水化合物后，2.5小时后血压活动下降。近端结肠段(P1-P3)比远端结肠段(P4-P6)表现出更大的活性。
油腻食物的影响
压力的活动
与对照组相比，餐后1小时内压力波的数量、曲线下面积和压力活动发生时的记录时间百分比均高于对照组(p<0.05)1)．在第2和第3个小时，曲线下的面积也更高3.)．
每餐对压力波曲线下面积(AUC)的影响。结果以均值表示(95%置信区间)。* p<0.05膳食与对照，†p<0.05脂肪与碳水化合物。
波模式
孤立的、同时的或传播的压力波在整个四个小时的时间内和在每个受试者(表2)．与对照组相比，餐后三个小时内，传播波和同时波的数量更大(p<0.05)2)．此外，与对照组相比，餐后第一个小时内逆行波的数量更高(p<0.05)2)．传播压力波的平均振幅变化不明显(表2)2)．在餐前和餐后观察到周期性直肠运动(PRMA)，但其发生率不受饮食的影响(表2)．与对照组相比，在餐后的第一个小时，更多的受试者表现出专门的传播波(表2)3.)．波数虽然较高，但不显著。7名(39%)受试者在餐后没有表现出专门的传播波。这些压力波的振幅、持续时间和传播速度不受饭菜的影响。
地区差异
与对照组相比，在餐后第一个小时内，横结肠/降结肠的压力活动曲线下面积显著高于直肠乙状结肠(p<0.05)1)．此外，与对照组相比，横结肠/降结肠曲线下的面积在所有三个小时内都更高，但在直肠乙状结肠中没有1)．
碳水化合物的影响
压力的活动
压力波的数量，活动的百分比(表1)和压力波曲线下面积(图3.)在餐后1小时显著增加(p<0.05)。在餐后第二和第三小时，压力活动下降到控制值(表2)1)．
波模式
在餐后1小时内，传播波发生率较高(p<0.05)，但同时波或逆行波发生率不高(表2)2)．与餐前相比，餐后第三小时同时发生的波数实际上减少了(p<0.05)3.)．餐后，压力波的平均振幅没有明显变化2)．与对照组相比，在第一个小时内，更多的受试者表现出具有更高发生率的专门传播波(表2)3.)．差异不显著。这些波的振幅、持续时间和传播速度不受食物的影响。观察到PRMA的发病率在前两个小时内没有变化，但在餐后第三个小时发病率较高(表2)2)．
地区差异
与对照组相比，在餐后第一个小时，横结肠/降结肠的压力波曲线下面积大于直肠乙状结肠(p<0.05)，但在接下来的两个小时内则没有(表2)1)．
高脂肪和高碳水化合物食物的比较
与脂肪餐相比，碳水化合物餐后压力活动或周期性活动的开始更快(p<0.001)。摄入碳水化合物餐后，结肠运动活动和循环活动分别在41.3(18.8)秒和62.1(18.5)秒诱导，而摄入脂肪餐后，它们分别在162(21.3)秒和356(52)秒诱导。与碳水化合物餐不同，与对照组相比，脂肪诱导的压力活动持续到餐后第2和第3个小时(p<0.05)3.)．两顿饭在第一个小时内诱导了更大的传播波数量(p<0.001)2)．然而，只有脂肪餐在三个小时内诱导了更多的同时波(p<0.05)，在第一个小时内诱导了更多的逆行压力波(表2)2)．此外，与碳水化合物餐相比，脂肪餐诱导的同时波数量显著更高(p<0.05)2)．
讨论
虽然之前已经描述过脂肪餐后发生的结肠运动反应，14162731这是首次对同一个体摄入以脂肪或碳水化合物为主的食物后的结肠压力进行检查的研究。与之前的报告不同，16我们发现，碳水化合物餐不仅诱导了结肠运动反应，而且在第一个小时内的反应程度与等能脂肪餐相当。
在之前的研究中，16使用葡萄糖或橄榄油，而不是一顿完整的饭，两顿饭的能量含量更低，并且在有限的部分(仅直肠乙状结肠区域)记录电峰值活动。在这种情况下，我们发现两餐在横结肠/降结肠比直肠乙状结肠诱导更大的运动活动是很重要的。这一观察不仅证实了之前的研究，122732但强调了这样一个事实，即如果从有限的部分记录运动活动，结肠运动的变化可能会被遗漏或误解。除了检查较长的部分外，我们还试图将结肠清洁的影响降至最低，1113通过在探针放置后10小时和27小时评估结肠运动反应，使用固态技术，并给予全餐而不是流质餐，研究向结肠注入液体的影响和膳食一致性的影响。12食物的气味、视觉和味道都会影响结肠运动活动。33我们试图通过提供在体积、颜色、气味和外观上看起来相似的食物来尽量减少这些影响。因此，我们的研究是在更生理的条件下进行的。
我们不能排除碳水化合物餐中所含的少量脂肪可能对结肠运动反应产生了一些影响的可能性。然而，碳水化合物餐中的脂肪成分仅占0.8 MJ，这一能量负荷不会引起结肠运动反应。15此外，对运动活动和运动模式的不同影响将支持碳水化合物成分的直接影响。
与对犬类结肠的观察不同，6我们在人类中没有观察到早期和晚期的结肠反应。在一项人体研究中，已经描述了一种可能的双峰反应。12然而，本研究的记录时间仅为90分钟，因此不足以提供有关延迟反应的信息。此外，还提供了液体餐。12相比之下，我们发现结肠运动反应在三到四小时内恢复到餐前状态，此后没有看到进一步的增加。晚期结肠反应归因于餐残渣进入盲肠引起的运动活动。5我们没有找到支持这一概念的证据。相反，我们的研究结果表明，进食似乎对结肠运动活动有更重要的刺激作用。更频繁的进食是否会刺激更大的反应，值得进一步研究。
在碳水化合物餐后，运动活动的开始更快，尽管很小，但与脂肪餐相比，运动反应的持续时间明显更短。因为结肠运动反应可能是由刺激上肠的机械感受器引起的2可能是神经激素机制的作用，23134两餐的不同效果可能是由于两餐通过上肠的速度不同，或刺激不同的神经激素或受体。此前已有研究表明，含脂肪的食物会延迟胃和小肠的转运。1935脂肪注入十二指肠也诱发十二指肠制动。18这些影响可能是由于刺激了特殊的粘膜细胞，如十二指肠空肠分泌胆囊收缩素的I细胞，23134或者由于肽YY的释放，36两者都能延缓胃排空。因此，脂肪餐引起的结肠运动反应延长，部分原因可能是由于脂肪餐通过上肠的运输较慢，以及胆囊收缩素的释放。3134相比之下，碳水化合物餐后结肠运动反应的持续时间较短，发作速度较快，这可能是由于碳水化合物餐通过胃和小肠的运输速度较快。
为了避免任何偏差，运动模式由一名不知道膳食成分或其他运动参数结果的研究人员进行分析。我们发现50%的受试者在两餐后都表现出高振幅、持续时间长、专门的传播波。在那些表现出这种现象的受试者中，平均可以看到一个或两个专门的传播序列。这一发病率比以前报道的要高很多111234这可能是由于我们研究中更多的生理条件。这一发现不仅证实了之前的观察，37但这表明，强烈的传播波可能会在餐后移动更大体积的粪便，特别是当没有相反的同时或逆行的压力波时。前面描述的类似模式被称为高振幅传播收缩1128人类和巨型迁徙收缩56在狗。由于这些波不仅振幅大，而且持续时间长(超过13秒)，我们认为专门的传播压力波可能是描述这些波的更合适的术语。
我们还发现，与餐前一小时相比，两餐都诱发了更多的传播压力波。然而，同时和逆行压力波的发生率表现出不同的响应。在吃了碳水化合物餐后，这种情况明显下降，但在吃了脂肪餐后，这种情况会持续3个小时。因为腹泻与阶段性活动减少有关3839还有相位压活动过度导致的便秘，3840这是可能的，前面提到的脂肪餐对结肠运动的影响可能会延迟粪便运输。相反，碳水化合物餐引起的传播和专门传播压力波数量的增加，而没有相关的同时或逆行压力波的增加(特别是在餐后第二和第三个小时)，不太可能阻碍粪便运输。35然而，由于本研究未评估结肠转运，我们的陈述应谨慎解释。
我们的调查显示，脂肪和碳水化合物食物都会诱发结肠运动反应，50%的受试者表现出高振幅、长时间持续和传播的压力波。阶段性活动的持续时间似乎取决于营养成分:较高的脂肪含量与较长时间的结肠运动反应有关。因此，一顿饭的营养成分似乎会影响结肠运动反应。
致谢
我们非常感谢布里奇特齐默尔曼夫人，生物统计学家，临床研究中心，uhc，为她的统计分析提供帮助。我们也感谢P Sadeghi对手稿的帮助。这项工作得到了美国AGA-SKF Beecham临床研究奖和美国国立卫生研究院一般临床研究中心项目RR00059的资助。
参考文献
脚注
- 本文使用的缩写:
- 适当地
- 周期性直肠运动
相关的文章
- 评论