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Fisiología y fisiopatología de la respuesta a la ingesta
Full text linkIntroducció
La microbiota intestinal intervé en el metabolisme de la ingesta, amb efectes en la producció de gas intestinal i en les sensacions digestives. D'altra banda, shan demostrat efectes d'intervencions dietètiques sobre la microbiota, però no es coneix com aquests canvis de la microbiota afecten el seu paper sobre l'homeòstasi digestiva i la percepció. Basats en aquestes dades, postulem que una dieta saludable alta en residus indueix una adaptació de la microbiota, que li confereix una capacitat per metabolitzar els substrats disponibles de manera més efectiva, amb efectes beneficiosos sobre la tolerància de la dieta i les sensacions digestives.
Objectiu
Determinar l'efecte de la dieta general i de suplements dietètics específics sobre la composició i la funció metabòlica de la microbiota intestinal, la producció de gas intestinal i les sensacions digestives.
Material i mètodes
Es van fer dos treballs per determinar l'efecte de la dieta general i de suplements dietètics específics, respectivament. El primer treball va ser un estudi unicèntric, creuat, aleatori i obert comparant lefecte d‟una dieta amb alt contingut de greix i pobre en residus amb una baixa en greix i alt contingut en fibra. En 20 subjectes sans cada dieta es va administrar durant 2 setmanes en ordre aleatori; cada dieta va ser precedida per 2 setmanes de rentat mitjançant una dieta estàndard. El segon treball va ser un estudi obert amb administració d'una dextrina resistent (14 g/d NUTRIOSE®, Roquette Frères, Lestrem, França) durant 4 setmanes a subjectes sans (n=20). Durant períodes de 4 dies immediatament abans, al començament, al final, i després de dues setmanes de la seva administració, els participants van seguir una dieta estandarditzada. En els dos treballs es van avaluar els següents paràmetres: a) nombre d'evacuacions diàries de gas; b) sensacions digestives; c) volum de gas evacuat mitjançant sonda rectal durant 4 hores després d'un dinar; d) contingut colònic mitjançant ressonància magnètica; e) taxonomia i funció metabòlica de la microbota fecal; f) metabolòmica en orina.
Resultats
En el primer treball es va demostrar que, en comparació amb la dieta de tipus occidental, la dieta mediterrània enriquida en fibra es va associar amb un nombre més gran d'evacuacions anals de gasos, sensacions digestives, major volum de gas recol·lectat després d'un menjar estàndard i major volum de contingut colònic. La diferència en la composició de la microbiota entre les dues dietes va ser limitada, excepte per una major abundància d'alguns productors de butirat a la dieta mediterrània. Tot i això, el metabolisme microbià va diferir substancialment mostrant diferències notables en els perfils de metabòlits urinaris i l'abundància de vies metabòliques microbianes. En el segon treball, el nombre d'evacuacions diàries de gas va augmentar al començament de l'administració de dextrina, disminuint amb l'administració subsegüent i fins i tot més després d'interrompre l'administració. Les sensacions abdominals van seguir un procés adaptatiu anàleg. Tot i això, l'administració de dextrina va induir un augment persistent a la biomassa colònica i canvis en la composició i metabolisme de la microbiota, amb un augment d'espècies productores d'àcids grassos de cadena curta i modulació del metabolisme dels àcids biliars i de la biotina.
Conclusions
La microbiota intestinal s'adapta a la disponibilitat de substrats fermentables al medi intracolònic. 2. Ladaptació de la microbiota es pot induir per canvis del tipus de dieta o per intervencions dietètiques específiques. 3. Les intervencions dietètiques indueixen un canvi substancial en la funció metabòlica de la microbiota amb canvis limitats en la composició.4. Les intervencions dietètiques amb aportació alta en residus indueixen una adaptació de la microbiota cap a vies fermentatives més efectives, amb menor producció de gas intestinal i millor tolerància de substrats fermentables (menys símptomes digestius).Introducción La microbiota intestinal interviene en el metabolismo de la ingesta, con efectos en la producción de gas intestinal y en las sensaciones digestivas. Por otra parte, se han demostrado efectos de intervenciones dietéticas sobre la microbiota, pero no se conoce como estos cambios de la microbiota afectan su papel sobre la homeostasis digestiva y la percepción. Basados en estos datos, postulamos que una dieta saludable alta en residuos induce una adaptación de la microbiota, que le confiere una capacidad para metabolizar los sustratos disponibles de forma más efectiva, con efectos beneficiosos sobre la tolerancia de la dieta y las sensaciones digestivas. Objetivo Determinar el efecto de la dieta general y de suplementos dietéticos específicos sobre la composición y función metabólica de la microbiota intestinal, la producción de gas intestinal y las sensaciones digestivas. Material y métodos Se realizaron dos trabajos para determinar el efecto de la dieta general y de suplementos dietéticos específicos, respectivamente. El primer trabajo fue un estudio unicéntrico, cruzado, aleatorio y abierto comparando el efecto de una dieta con alto contenido de grasa y pobre en residuos con una baja en grasa y alto contenido en fibra. En 20 sujetos sanos cada dieta se administró durante 2 semanas en orden aleatorio; cada dieta fue precedida por 2 semanas de lavado mediante una dieta estándar. El segundo trabajo fue un estudio abierto con administración de una dextrina resistente (14 g/d NUTRIOSE®, Roquette Frères, Lestrem, Francia) durante 4 semanas a sujetos sanos (n = 20). Durante períodos de 4 días inmediatamente antes, al inicio, al final, y tras dos semanas de su administración, los participantes siguieron una dieta estandarizada. En los dos trabajos se evaluaron los siguientes parámetros: a) número de evacuaciones diarias de gas ; b) sensaciones digestivas; c) volumen de gas evacuado mediante sonda rectal durante 4 horas tras una comida; d) contenido colónico mediante resonancia magnética; e) taxonomía y función metabólica de la microbota fecal; f) metabolómica en orina. Resultados En el primer trabajo se demostró que, en comparación con la dieta de tipo occidental, la dieta mediterránea enriquecida en fibra se asoció con un mayor número de evacuaciones anales de gases, sensaciones digestivas, mayor volumen de gas recolectado después de una comida estándar y mayor volumen de contenido colónico. La diferencia en la composición de la microbiota entre ambas dietas fue limitada, excepto por una mayor abundancia de algunos productores de butirato en la dieta mediterránea. Sin embargo, el metabolismo microbiano difirió sustancialmente mostrando diferencias notables en los perfiles de metabolitos urinarios y la abundancia de vías metabólicas microbianas. En el segundo trabajo, el número de evacuaciones diarias de gas aumentó al comienzo de la administracion de dextrina, disminuyendo con la administración subsiguiente e incluso más tras interrumpir la administración. Las sensaciones abdominales siguieron un proceso adaptativo análogo. Sin embargo, la administración de dextrina indujo un aumento persistente en la biomasa colónica y cambios en la composición y metabolismo de la microbiota, con un aumento de especies productoras de ácidos grasos de cadena corta y modulación del metabolismo de los ácidos biliares y de la biotina. Conclusiones La microbiota intestinal se adapta a la disponibilidad de sustratos fermentables en el medio intracolónico. 2. La adaptación de la microbiota se puede inducir por cambios del tipo de dieta o por intervenciones dietéticas específicas. 3. Las intervenciones dietéticas inducen un cambio sustancial en la función metabólica de la microbiota con cambios limitados en su composición.4. Las intervenciones dietéticas con aporte alto en residuos inducen una adaptación de la microbiota hacia vías fermentativas más efectivas, con menor producción de gas intestinal y mejor tolerancia de sustratos fermentables (menos síntomas digestivos).Background
Intestinal microbiota metabolizes non-absorbable meal components, releasing gas, which may elicit digestive sensations. On the other hand, it has been shown that dietary interventions induce changes in the microbiota composition and metabolic activity, but it is not known how these changes affect digestive homeostasis and perception of digestive sensations. Based on these data, we postulated that a healthy diet high in residues, induces an adaptation of the microbiota, towards a more effective metabolism fermentable substrates, with beneficial effects on diet tolerance and digestive sensations.
Aim
To determine the effect of the diet and specific dietary supplements on the composition and metabolic function of the intestinal microbiota, intestinal gas production and digestive sensations.
Methods
Two studies were conducted to determine the effects of the diet and specific dietary interventions, respectively. The first study applied a cross-over, randomised, open-label design, to compare the effect of a high-fat/low-residue diet versus low- fat/high residue diet on microbiota metabolism. In 20 healthy subjects, each diet was administered for 2 weeks in random order; each diet was preceded by a 2-week washout balanced diet. The second study applied an open design with administration of a resistant dextrin soluble fibre (14 g/d NUTRIOSE ® , Roquette Frères, Lestrem, France) for 4 weeks to healthy subjects (n = 20). During periods of 4 days immediately before, at the beginning, at the end, and after two weeks after its administration, the participants followed a standardized diet. In the two studies, the following outcomes were measured: a) the number of daytime anal gas evacuations using an event marker; b) abdominal sensations; c) volume of gas evacuated via a rectal tube during 4 hours after a probe meal; d) colonic content by magnetic resonance imaging; e) gut microbiota taxonomy and metabolic functions by shotgun sequencing of fecal samples; f) urinary metabolites using untargeted metabolomics.
Results.
The first study showed that, as compared to WD, the FMD was associated with i) a higher number of anal gas evacuations, ii) sensation of flatulence and borborygmi, iii) larger volume of gas collected after the probe meal, and iv) larger colonic content. There was little difference in microbiota composition between WD and FMD, except for the increased abundance of some butyrate producers in FMD. However, microbial metabolism differed substantially, as shown by urinary metabolite profiles and the abundance of microbial metabolic pathways. In the second study, the number of daily gas evacuations increased at the beginning of the administration of dextrin, but this effect diminished with subsequent
administration and even more after discontinuation of administration. Abdominal sensations followed an analogous adaptive process. However, the administration of dextrin induced a persistent increase in colonic biomass. Dextrin induced changes in microbial metabolism and composition with an increase in short chain fatty acids-producing species and modulation of bile acids and biotin metabolism.
Conclusions
The intestinal microbiota adapts to the availability of fermentable substrates in the intracolonic environment. 2. Microbiota adaptation can be induced by changes in the type diet (Mediterranean diet versus Western diet) or by specific dietary
interventions (prebiotics). 3. Dietary interventions induce a substantial change in the metabolic function of the microbiota with limited changes in its composition. 4. Dietary interventions with a high residue load induce an adaptation of the microbiota towards more effective fermentative pathways, with less gas production and better tolerance of fermentable substrates (fewer digestive symptoms).Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicin
Fisiología y fisiopatología de la respuesta a la ingesta
Full text linkIntroducció La microbiota intestinal intervé en el metabolisme de la ingesta, amb efectes en la producció de gas intestinal i en les sensacions digestives. D'altra banda, shan demostrat efectes d'intervencions dietètiques sobre la microbiota, però no es coneix com aquests canvis de la microbiota afecten el seu paper sobre l'homeòstasi digestiva i la percepció. Basats en aquestes dades, postulem que una dieta saludable alta en residus indueix una adaptació de la microbiota, que li confereix una capacitat per metabolitzar els substrats disponibles de manera més efectiva, amb efectes beneficiosos sobre la tolerància de la dieta i les sensacions digestives. Objectiu Determinar l'efecte de la dieta general i de suplements dietètics específics sobre la composició i la funció metabòlica de la microbiota intestinal, la producció de gas intestinal i les sensacions digestives. Material i mètodes Es van fer dos treballs per determinar l'efecte de la dieta general i de suplements dietètics específics, respectivament. El primer treball va ser un estudi unicèntric, creuat, aleatori i obert comparant lefecte d‟una dieta amb alt contingut de greix i pobre en residus amb una baixa en greix i alt contingut en fibra. En 20 subjectes sans cada dieta es va administrar durant 2 setmanes en ordre aleatori; cada dieta va ser precedida per 2 setmanes de rentat mitjançant una dieta estàndard. El segon treball va ser un estudi obert amb administració d'una dextrina resistent (14 g/d NUTRIOSE®, Roquette Frères, Lestrem, França) durant 4 setmanes a subjectes sans (n=20). Durant períodes de 4 dies immediatament abans, al començament, al final, i després de dues setmanes de la seva administració, els participants van seguir una dieta estandarditzada. En els dos treballs es van avaluar els següents paràmetres: a) nombre d'evacuacions diàries de gas; b) sensacions digestives; c) volum de gas evacuat mitjançant sonda rectal durant 4 hores després d'un dinar; d) contingut colònic mitjançant ressonància magnètica; e) taxonomia i funció metabòlica de la microbota fecal; f) metabolòmica en orina. Resultats En el primer treball es va demostrar que, en comparació amb la dieta de tipus occidental, la dieta mediterrània enriquida en fibra es va associar amb un nombre més gran d'evacuacions anals de gasos, sensacions digestives, major volum de gas recol·lectat després d'un menjar estàndard i major volum de contingut colònic. La diferència en la composició de la microbiota entre les dues dietes va ser limitada, excepte per una major abundància d'alguns productors de butirat a la dieta mediterrània. Tot i això, el metabolisme microbià va diferir substancialment mostrant diferències notables en els perfils de metabòlits urinaris i l'abundància de vies metabòliques microbianes. En el segon treball, el nombre d'evacuacions diàries de gas va augmentar al començament de l'administració de dextrina, disminuint amb l'administració subsegüent i fins i tot més després d'interrompre l'administració. Les sensacions abdominals van seguir un procés adaptatiu anàleg. Tot i això, l'administració de dextrina va induir un augment persistent a la biomassa colònica i canvis en la composició i metabolisme de la microbiota, amb un augment d'espècies productores d'àcids grassos de cadena curta i modulació del metabolisme dels àcids biliars i de la biotina. Conclusions La microbiota intestinal s'adapta a la disponibilitat de substrats fermentables al medi intracolònic. 2. Ladaptació de la microbiota es pot induir per canvis del tipus de dieta o per intervencions dietètiques específiques. 3. Les intervencions dietètiques indueixen un canvi substancial en la funció metabòlica de la microbiota amb canvis limitats en la composició.4. Les intervencions dietètiques amb aportació alta en residus indueixen una adaptació de la microbiota cap a vies fermentatives més efectives, amb menor producció de gas intestinal i millor tolerància de substrats fermentables (menys símptomes digestius).Introducción La microbiota intestinal interviene en el metabolismo de la ingesta, con efectos en la producción de gas intestinal y en las sensaciones digestivas. Por otra parte, se han demostrado efectos de intervenciones dietéticas sobre la microbiota, pero no se conoce como estos cambios de la microbiota afectan su papel sobre la homeostasis digestiva y la percepción. Basados en estos datos, postulamos que una dieta saludable alta en residuos induce una adaptación de la microbiota, que le confiere una capacidad para metabolizar los sustratos disponibles de forma más efectiva, con efectos beneficiosos sobre la tolerancia de la dieta y las sensaciones digestivas. Objetivo Determinar el efecto de la dieta general y de suplementos dietéticos específicos sobre la composición y función metabólica de la microbiota intestinal, la producción de gas intestinal y las sensaciones digestivas. Material y métodos Se realizaron dos trabajos para determinar el efecto de la dieta general y de suplementos dietéticos específicos, respectivamente. El primer trabajo fue un estudio unicéntrico, cruzado, aleatorio y abierto comparando el efecto de una dieta con alto contenido de grasa y pobre en residuos con una baja en grasa y alto contenido en fibra. En 20 sujetos sanos cada dieta se administró durante 2 semanas en orden aleatorio; cada dieta fue precedida por 2 semanas de lavado mediante una dieta estándar. El segundo trabajo fue un estudio abierto con administración de una dextrina resistente (14 g/d NUTRIOSE®, Roquette Frères, Lestrem, Francia) durante 4 semanas a sujetos sanos (n = 20). Durante períodos de 4 días inmediatamente antes, al inicio, al final, y tras dos semanas de su administración, los participantes siguieron una dieta estandarizada. En los dos trabajos se evaluaron los siguientes parámetros: a) número de evacuaciones diarias de gas ; b) sensaciones digestivas; c) volumen de gas evacuado mediante sonda rectal durante 4 horas tras una comida; d) contenido colónico mediante resonancia magnética; e) taxonomía y función metabólica de la microbota fecal; f) metabolómica en orina. Resultados En el primer trabajo se demostró que, en comparación con la dieta de tipo occidental, la dieta mediterránea enriquecida en fibra se asoció con un mayor número de evacuaciones anales de gases, sensaciones digestivas, mayor volumen de gas recolectado después de una comida estándar y mayor volumen de contenido colónico. La diferencia en la composición de la microbiota entre ambas dietas fue limitada, excepto por una mayor abundancia de algunos productores de butirato en la dieta mediterránea. Sin embargo, el metabolismo microbiano difirió sustancialmente mostrando diferencias notables en los perfiles de metabolitos urinarios y la abundancia de vías metabólicas microbianas. En el segundo trabajo, el número de evacuaciones diarias de gas aumentó al comienzo de la administracion de dextrina, disminuyendo con la administración subsiguiente e incluso más tras interrumpir la administración. Las sensaciones abdominales siguieron un proceso adaptativo análogo. Sin embargo, la administración de dextrina indujo un aumento persistente en la biomasa colónica y cambios en la composición y metabolismo de la microbiota, con un aumento de especies productoras de ácidos grasos de cadena corta y modulación del metabolismo de los ácidos biliares y de la biotina. Conclusiones La microbiota intestinal se adapta a la disponibilidad de sustratos fermentables en el medio intracolónico. 2. La adaptación de la microbiota se puede inducir por cambios del tipo de dieta o por intervenciones dietéticas específicas. 3. Las intervenciones dietéticas inducen un cambio sustancial en la función metabólica de la microbiota con cambios limitados en su composición.4. Las intervenciones dietéticas con aporte alto en residuos inducen una adaptación de la microbiota hacia vías fermentativas más efectivas, con menor producción de gas intestinal y mejor tolerancia de sustratos fermentables (menos síntomas digestivos).Background Intestinal microbiota metabolizes non-absorbable meal components, releasing gas, which may elicit digestive sensations. On the other hand, it has been shown that dietary interventions induce changes in the microbiota composition and metabolic activity, but it is not known how these changes affect digestive homeostasis and perception of digestive sensations. Based on these data, we postulated that a healthy diet high in residues, induces an adaptation of the microbiota, towards a more effective metabolism fermentable substrates, with beneficial effects on diet tolerance and digestive sensations. Aim To determine the effect of the diet and specific dietary supplements on the composition and metabolic function of the intestinal microbiota, intestinal gas production and digestive sensations. Methods Two studies were conducted to determine the effects of the diet and specific dietary interventions, respectively. The first study applied a cross-over, randomised, open-label design, to compare the effect of a high-fat/low-residue diet versus low- fat/high residue diet on microbiota metabolism. In 20 healthy subjects, each diet was administered for 2 weeks in random order; each diet was preceded by a 2-week washout balanced diet. The second study applied an open design with administration of a resistant dextrin soluble fibre (14 g/d NUTRIOSE ® , Roquette Frères, Lestrem, France) for 4 weeks to healthy subjects (n = 20). During periods of 4 days immediately before, at the beginning, at the end, and after two weeks after its administration, the participants followed a standardized diet. In the two studies, the following outcomes were measured: a) the number of daytime anal gas evacuations using an event marker; b) abdominal sensations; c) volume of gas evacuated via a rectal tube during 4 hours after a probe meal; d) colonic content by magnetic resonance imaging; e) gut microbiota taxonomy and metabolic functions by shotgun sequencing of fecal samples; f) urinary metabolites using untargeted metabolomics. Results. The first study showed that, as compared to WD, the FMD was associated with i) a higher number of anal gas evacuations, ii) sensation of flatulence and borborygmi, iii) larger volume of gas collected after the probe meal, and iv) larger colonic content. There was little difference in microbiota composition between WD and FMD, except for the increased abundance of some butyrate producers in FMD. However, microbial metabolism differed substantially, as shown by urinary metabolite profiles and the abundance of microbial metabolic pathways. In the second study, the number of daily gas evacuations increased at the beginning of the administration of dextrin, but this effect diminished with subsequent administration and even more after discontinuation of administration. Abdominal sensations followed an analogous adaptive process. However, the administration of dextrin induced a persistent increase in colonic biomass. Dextrin induced changes in microbial metabolism and composition with an increase in short chain fatty acids-producing species and modulation of bile acids and biotin metabolism. Conclusions The intestinal microbiota adapts to the availability of fermentable substrates in the intracolonic environment. 2. Microbiota adaptation can be induced by changes in the type diet (Mediterranean diet versus Western diet) or by specific dietary interventions (prebiotics). 3. Dietary interventions induce a substantial change in the metabolic function of the microbiota with limited changes in its composition. 4. Dietary interventions with a high residue load induce an adaptation of the microbiota towards more effective fermentative pathways, with less gas production and better tolerance of fermentable substrates (fewer digestive symptoms)
Evaluación de la motilidad intestinal mediante análisis de las imágenes endoluminales
Full text linkDescripció del recurs: 12 gener 2011La manometria gastrointestinal es actualmente el método de referencia para el diagnóstico de los trastornos graves de la motilidad intestinal. Este proceso es invasivo, caro y complejo en su interpretación. Nuestro objetivo ha sido analizar las imágenes endoluminales obtenidas por la cápsula endoscópica para la valoración de la motilidad intestinal. El análisis de las imágenes endoluminales se ha realizado mediante un complejo programa informático desarrollado con técnicas de visión por computadora y aprendizaje automático específicamente para estudiar la motilidad del intestino delgado. Permite detectar contracciones intestinales y caracterizarlas según la intensidad de los pliegues concéntricos que se forman en su centro. Se identifican secuencias estáticas en las que el intestino o su contenido presentan muy escaso movimiento. Se detectan secuencias en las que el lúmen intestinal permanece abierto con una imagen tipo "túnel". Se cuantifican las secreciones intestinales turbias y se analiza su movimiento. En un primer estudio de validación, se ha demostrado que los períodos de inhibición de la motilidad intestinal, producidos farmacológicamente, se pueden diferenciar de forma automática de los períodos de actividad fisiológica. Mediante esta técnica se ha demostrado también que la dinámica del contenido intraluminal y la propulsión a lo largo del intestino están relacionadas con la contractilidad muscular y el movimiento de la pared intestinal. En un segundo estudio se ha desarrollado un clasificador informático para detectar motilidad intestinal patológica a partir de las características de la imagen endoluminal. Se estudiaron 36 pacientes con diagnóstico clínico de trastorno grave de la motilidad intestinal (19 con diagnóstico manométrico y 17 sin criterios manométricos) y 50 individuos sanos. A partir de las imágenes endoluminales de estos casos se seleccionaron 19 parámetros para crear un clasificador automático que identificara los casos de motilidad patológica. Los resultados obtenidos fueron los siguientes. El programa informático es capaz de identificar correctamente el 95% de los pacientes con criterios manométricos de trastorno severo de la motilidad intestinal. Asimismo, identifica como anormales el 65% de los pacientes que no cumplían criterios manométricos. Ningún voluntario sano es clasificado como patológico. Se concluye que el análisis de las imágenes endoluminales obtenidas mediante cápsula endoscópica detecta correctamente y de forma no invasiva los trastornos graves de la motilidad gastrointestinal.Gastrointestinal manometry is currently the gold standard diagnostic test for small bowel motility disorders. It is an invasive and expensive procedure that requires expertise for its interpretation. Our aim was to use non-invasive capsule technology for evaluation of intestinal motor function based on computer image analysis. An endoluminal image analysis program for evaluation of intestinal motility was developed using computer vision and machine learning techniques. Intestinal contractions are detected and characterized depending on the intensity of concentric wrinkles that form in the center. Static sequences where the gut or its contents show reduced movement are identified. Sequences where the lumen is open in a tunnel fashion are detected. Intestinal content and endoluminal motion is quantified. An initial validation study showed that periods of pharmacologically inhibited intestinal motility can be automatically distinguished from periods of physiological activity. It also showed that the dynamics of the intraluminal content and propulsion along the intestine are related to the movement of the intestinal wall. In a second study, a computerized classifier was developed to detect small bowel dysmotility based on endoluminal image analysis. 36 patients with a clinical diagnosis of intestinal dysmotility (19 fulfilling manometric criteria and 17 not) and 50 healthy subjects were studied. Based on the endoluminal images from these cases, 19 parameters were selected to develop an automatic classifier for identification of abnormal motility. The classifier correctly identified 95% of patients with manometric criteria of intestinal dysmotility. It also identified as abnormal 65% of the patients who did not meet manometric criteria of dysmotility. All healthy subjects were classified as normal. In conclusion, analysis of endoluminal images obtained by capsule endoscopy constitutes a reliable, non-invasive and automated diagnostic test of intestinal motor disorders
Mecanismo de producción de los síntomas digestivos funcionales
Full text linkEn esta tesis se abordan los mecanismos que producen los síntomas digestivos funcionales haciendo uso de técnicas no invasivas como son la tomografía computarizada y la resonancia magnética nuclear. Para el análisis de las imágenes y estudio de su contenido se han diseñado softwares especiales en nuestro laboratorio. En el primer estudio, empleando una metodología original y técnicas de inteligencia artificial se ha estudiado una cohorte grande de sujetos sanos para establecer el patrón de normalidad en la distribución de gas dentro del tubo digestivo. Además se incluyeron 88 enfermos con síntomas atribuidos al gas intestinal, a quienes se les estudió en situación basal y durante un episodio de distensión máxima. Los volúmenes medidos cuando el paciente se encontraba asintomático fueron similares a los de la cohorte de voluntarios sanos, sin embargo durante los episodios sintomáticos algunos pacientes presentaron un patrón de gas en el tubo digestivo fuera del rango de la normalidad. En el segundo estudio se midió el componente no gaseoso a nivel del colon tanto en sujetos sanos como en enfermos con distensión abdominal, observándose que el contenido sólido presenta una distribución uniforme con variaciones en relación a la ingesta. Los síntomas abdominales funcionales no se relacionan con variaciones del contenido no gaseoso del colon. En el tercer estudio, haciendo uso de imágenes abdominales obtenidas por resonancia magnética nuclear, se obtuvo una valoración fiable del colon y su contenido. Es así que el contenido no gaseoso presenta variaciones circadianas con un recambio sustancial producidas por la ingesta y la defecación. La ingesta de residuos no absorbibles en la dieta tiene una influencia marcada sobre el contenido no gaseoso del colon.In this thesis we have studied the mechanisms that produce functional gastrointestinal symptoms using non-invasive techniques such as computed tomography and magnetic resonance imaging. For image analysis and study of its contents we created special softwares in our laboratory. In the first study, using an original methodology and techniques of artificial intelligence we have studied a large cohort of healthy subjects to establish the pattern of normality in the distribution of gas within the digestive tract. In addition, 88 patients with symptoms attributed to intestinal gas were studied at baseline and during an episode of maximum distension. Volumes measured when the patient was asymptomatic were similar to those of the cohort of healthy volunteers, however during symptomatic episodes some patients had a pattern of gas in the digestive tract outside the range of normal. In the second study the non-gaseous component in the colon in both healthy subjects and in patients with abdominal distention was measured, showing that the solid content has a uniform distribution with variations related to ingestion of meals. Functional abdominal symptoms not related to changes in non-gaseous contents of the colon. In the third study, using abdominal images obtained by nuclear magnetic resonance, a reliable assessment of the colon and its contents was obtained. Thus the non-gaseous content presents circadian variations with substantial parts produced by ingestion and defecation. Intake nonabsorbable residues in the diet has a marked influence on colon nongaseous content
Risk stratification and natural history of intraductal papillary mucinous neoplasms of the pancreas
Full text linkUno de los principales objetivos del manejo del cáncer de páncreas es definir e identificar lesiones precursoras, como los neoplasias quísticas de páncreas (NQP), que permitan un diagnóstico temprano, En los últimos años, ha habido un aumento dramático en sus tasas de detección, particularmente en los tumores papilares mucinosos intraductales (TPMI), un subtipo de las NQP. Pese a ésto, su verdadera prevalencia sigue siendo incierta. Esta tesis doctoral abarca aspectos importantes de las NQP, y más específicamente de los TPMIs, como la prevalencia de las NQP halladas de forma incidental, los factores de riesgo para la progresión hacia malignidad de los TPMI y la validez de las pruebas diagnósticas rutinarias como la citología, el antígeno carcinoembrionario (CEA) y la amilasa en líquido aspirado del quiste. Como resultados, este trabajo demuestra la asociación entre la tendencia creciente de quistes pancreáticos hallados de forma incidental en los últimos años y el desarrollo de resonancias magnéticas abdominales (RMN) más sofisticadas. Aunque no podemos afirmar que esta tendencia en alza es únicamente debida a estas mejoras en las RMNs, podemos concluir que este factor juega un papel importante, cosa que no había sido descrito en ningún estudio con anterioridad. Por otro lado, se creó y analizó un registro multicéntrico de TPMIs, actualizado de forma prospectiva, para determinar los factores de riesgo de progresión a malignidad, así como la validez de las pruebas diagnósticas actualmente disponibles. El análisis logístico multivariable mostró una asociación estadísticamente significativa entre malignidad en TPMIs y hábito tabáquico, índice de masa corporal y presencia de síntomas. El análisis univariable mostró una asociación intensa entre el tamaño del quiste, los nódulos murales y la afectación del ducto pancreático principal y la presencia de malignidad. Por último, la citología del líquido quístico aspirado mostró resultados muy modestos. De acuerdo con la literatura actual, el CEA del líquido contenido en el quiste resultó ser una herramienta útil para diferenciar quistes mucinosos de no mucinosos (AUC 0.87) con un valor de referencia óptimo de 129 ng/ml. La amilasa, por otro lado, mostró una eficacia insuficiente, sin poder diferenciar entre estas dos lesiones y tampoco discriminar malignidad. En conclusión, ha habido una tendencia creciente de las lesiones quísticas de páncreas detectadas de forma incidental en la última década, en parte debido a los cambios en las características técnicas de las RMNs. Los factores de riesgo de malignidad en los TPMIs incluyen variables demográficas como el índice de masa corporal y el hábito tabáquico; variables morfológicas como la afectación del conducto pancreático principal y la presencia de nódulos murales; y síntomas específicos del páncreas como esteatorrea o ictericia. La citología del fluido quístico tiene una sensibilidad insuficiente, las concentraciones de CEA en este mismo fluido tienen una efectividad modesta para diferencias entre TPMIs y lesiones no mucinosas, y una efectividad claramente insuficiente para discriminar entre lesiones benignas y malignas. Los niveles de amilasa en el líquido contenido en el quiste no aportan ningún valor en el diagnóstico de los TPMIs o en la diferenciación de estas lesiones de los cistoadenomas mucinosos.One of the main aims in the management of pancreatic cancer is to define and identify precursor lesions that allow an early diagnosis, such as pancreatic cystic neoplasms (PCNs). In recent years, there has been a dramatic increase in their detection rates, particularly in intraductal papillary mucinous neoplasms (IPMNs), a subtype of PCNs. Despite this, their true prevalence remains uncertain. This doctoral thesis addresses several important aspects regarding PCNs, and more specifically IPMNs, such as the real prevalence of incidentally found PCNs, the risk factors for malignant progression in IPMNs and the accuracy of routinely performed tests such as cystic fluid cytology, carcinoembriogenic antigen (CEA) and amylase. As results, this work demonstrates the association between the higher trend of incidentally found pancreatic cysts observed in the recent years and the development of more sophisticated magnetic resonance imaging (MRI) studies. Although we cannot state that this higher trend is solely due to the improvements in the MRI technical features, we can conclude that this factor plays an important role on it, which to our knowledge had not yet been addressed by any study. Secondly, a prospectively updated multicenter longitudinal IPMN registry was generated and analyzed to determine the risk factors for malignant progression, as well as the accuracy of the currently available diagnostic tests. The multivariate logistic analysis showed a statistically significant association between malignancy in IPMNs and a positive smoking history, body mass index and the presence of symptoms. Univariate analysis showed a strong association between cyst size, mural nodules and main duct involvement and the presence of malignancy. Finally, cytology of cyst fluid showed very modest results. Accordingly to current literature, cyst-fluid CEA proved to be a valuable tool for differentiating mucinous from non-mucinous cysts (AUC 0.87) with an optimal cut-off value of 129 ng/ml. Amylase, on the other hand, showed an insufficient accuracy and was unable to differentiate among these lesions, as well as to discriminate malignancy. In conclusion, there has been an increased trend of incidentally detected pancreatic cystic lesions in the last decade, partly due to the changes in the magnetic resonance imaging capabilities. The risk factors for malignancy in IPMNs include demographic variables, such as body mass index and positive smoking history; morphological features, such as main duct involvement and presence of mural nodules; and specific pancreatic symptoms, such as steatorrhea or jaundice. Cytology of cyst fluid lacks of sensitivity, CEA concentrations in cyst fluid have modest accuracy for differentiating between IPMNs and non-mucinous lesions, and lack of sufficient accuracy to discriminate between malignant and benign lesions. Cyst fluid amylase levels yield no diagnostic contribution to diagnosing IPMNs or differentiating these lesions from mucinous cystadenomas
Observational study in Ulcerative Colitis to investigate the composition of the intestinal microbiota in patients in long-term remission
Full text linkLa colitis ulcerosa (CU) és una malaltia inflamatòria idiopàtica crònica que afecta l’intestí gros. És un dels dos trastorns principals que engloba el terme Malaltia Inflamatòria Intestinal (MII). L’etiologia de la CU involucra una resposta immune a una microbiota intestinal desequilibrada en individus genèticament susceptibles, després d’esdeveniments desencadenants desconeguts. Els estudis de la microbiota han trobat una menor riquesa i diversitat en la microbiota intestinal en els pacients amb MII que en els controls sans, i aquesta descans de la diversitat es manifesta especialment durant i després dels brots de la malaltia. El microbioma intestinal és essencial per a mantenir la salut; els factors ambientals i de l’hoste influeixen en la composició de la microbiota intestinal. La remissió clínica, endoscòpica i histològica impacta positivament en la història natural de la CU. Aquesta tesi té com a objectiu determinar si els pacients amb CU que aconsegueixen la remissió clínica, endoscòpica i histològica durant un període prolongat presenten una composició de microbiota intestinal significativament diferent a la dels pacients amb CU en períodes de remissió més curts o amb malaltia activa. És a dir si els pacients amb CU en remissió perllongada mostren una microbiota intestinal similar a la dels individus sans.
Per a això, hem analitzat mostres fecals de pacients amb CU en remissió llarga, pacients amb CU en remissió curta i pacients amb CU en brot i la hem comparat amb les mostres d’individus sans. Hem utilitzat dos mètodes diferents: seqüenciació del gen 16S ARNr i qPCR per a bacteris específics. També hem explorat els components no bacterians de la microbiota intestinal mitjançant la determinació de la càrrega fúngica mitjançant qPCR. Com es preveia, observem la presència de disbiosis en la CU amb una reducció en la diversitat i riquesa bacterianes, sub-representació de bacteris beneficiosos i l’increment de bacteris potencialment nocius. Aquesta disbiosis és més pronunciada en pacients amb CU en brot de la malaltia, però també és present en pacients amb CU en remissió curta. Els pacients amb CU que van aconseguir una remissió profunda i histològica estable i a llarg termini de la seva malaltia, presenten una composició bacteriana intestinal més pròxima a la dels controls sans, per tant menys “disbiótica”. Més enllà del component bacterià, també trobem un vincle entre l’abundància de fongs i l’estat inflamatori en la CU. Els pacients en brot de la malaltia presenten una major abundància de càrrega fúngica que els pacients en remissió, però aquests resultats han d’interpretar-se amb cautela i avaluar-se més a fons en estudis longitudinals més amplis. Creiem que una microbiota en els pacients amb CU semblant a la que trobem en individus “sans”, pot ser d’utilitat per a definir amb més precisió la remissió de la malaltia.La colitis ulcerosa (CU) es una enfermedad inflamatoria idiopática crónica que afecta el colon. Es uno de los dos trastornos principales que engloba el término Enfermedad Inflamatoria Intestinal (EII). La etiología de la CU involucra una respuesta inmune a una microbiota intestinal desequilibrada en individuos genéticamente susceptibles, después de eventos desencadenantes desconocidos. Los estudios de la microbiota han encontrado una menor riqueza y diversidad en la microbiota intestinal en los pacientes con EII que en los individuos sanos, y estas diferencias se manifiestan especialmente durante y después de los brotes de la enfermedad. El microbioma intestinal es esencial para mantener la salud; los factores ambientales y del huésped influyen en la composición de la microbiota intestinal. La remisión clínica, endoscópica e histológica impacta positivamente en la historia natural de la CU. Esta tesis tiene como objetivo determinar si los pacientes con CU que alcanzan la remisión clínica, endoscópica e histológica durante un período prolongado de tiempo, presentan una composición de la microbiota intestinal significativamente diferente a la de los pacientes con CU en periodos de remisión más cortos o con enfermedad activa.
Para ello, hemos analizado muestras fecales de pacientes con CU en remisión larga, pacientes con CU en remisión corta y pacientes con CU en brote y hemos comparado con las muestras fecales obtenidas de individuos sanos.
Hemos utilizado dos métodos diferentes: secuenciación del gen 16S ARNr y qPCR para bacterias específicas. También hemos explorado los componentes no bacterianos de la microbiota intestinal mediante la determinación de la carga fúngica mediante qPCR. Como se preveía, observamos la presencia de disbiosis en la CU con una reducción en la diversidad y riqueza bacterianas, sub-representación de bacterias beneficiosas y el incremento de bacterias potencialmente nocivas. Esta disbiosis es más pronunciada en pacientes con CU en brote de la enfermedad, pero también está presente en pacientes con CU en remisión corta. Los pacientes con CU que lograron una remisión profunda e histológica estable y a largo plazo de su enfermedad, presentan una composición bacteriana intestinal más próxima a la de los controles sanos, por lo tanto menos “disbiótica”. Más allá del componente bacteriano, también encontramos un vínculo entre la abundancia de hongos y el estado inflamatorio en la CU. Los pacientes en brote de la enfermedad presentan una mayor abundancia de carga fúngica que los pacientes en remisión, pero estos resultados deben interpretarse con cautela y evaluar más a fondo en estudios longitudinales más amplios. Creemos que una microbiota en los pacientes con CU similar a la que encontramos en individuos “sanos”, puede ser de utilidad para definir con mayor precisión la remisión de la enfermedad.Ulcerative colitis (UC) is a chronic idiopathic inflammatory disease that affects the large bowel. It is one of the two major disorders under the broad term of Inflammatory Bowel Disease (IBD). The etiology of UC involves an immune response to an imbalanced gut microbiota in genetically susceptible individuals, following unknown triggering events. Microbiome studies have found a lower microbial richness and diversity in the gut microbiota of IBD patients than healthy controls, and the drop is especially manifested during and after flares of disease. The gut microbiome is essential in maintaining health and mediating illness, and environmental and host factors influence its composition. Clinical, endoscopic, and histological remission positively impacts the natural history of UC. This thesis aimed to determine if UC patients who reach clinical, endoscopic, and histological remission for an extended period would present a different gut microbiota composition than UC patients with shorter remission lengths or active disease. UC patients in long remission will show a gut microbiota that is similar to healthy individuals. For this purpose, we analyzed fecal samples of UC patients in long remission, UC patients in short remission and UC patients in flare and compared it to healthy individuals. We used two different methods: 16S rRNA gene sequencing and qPCR for specific bacteria. We also sought to explore non-bacterial constituents of the gut microbiota by determining the fungal load using qPCR. As expected, we observed dysbiosis in UC with a reduction in diversity and richness, underrepresentation of beneficial bacteria, and the gain of potentially harmful microbes. This dysbiosis was greater in UC patients in disease-flare but was also present in UC patients in short remission. UC patients who were able to achieve a long-term, stable, deep, and histological remission of their disease presented a gut bacterial composition closer to health, thus less dysbiotic. Beyond the bacterial component, we found a link between fungi abundance and inflammatory status in UC. Patients in disease-flare present a greater abundance of the fungal load than patients in remission, but these results must be interpreted cautiously and further evaluated in larger, longitudinal studies. We believe that a ‘healthier’ gut microbiota in UC patients could potentially be a goal to pursue in order to define disease remission further.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicin
Relación entre dieta, función y síntomas digestivos
Full text linkEls trastorns funcionals digestius són els trastorns més freqüents en gastroenterologia. Es tracta d'un grup de trastorns de la interacció cervell-intestí, que es classifiquen d'acord amb els símptomes predominants, els més coneguts són la dispèpsia funcional, la síndrome d'intestí irritable, el restrenyiment i els trastorns de la defecació. Se sap que hi ha una relació entre la dieta, funció i els símptomes digestius. No obstant això, la fisiopatologia dels trastorns funcionals digestius no està d'el tot aclarida. En aquesta tesi doctoral plantegem la següent hipòtesi general: el contingut intestinal és un factor clau en el desencadenament de símptomes en pacients amb diferents tipus de síndromes digestius funcionals. L'objectiu principal va ser determinar si els factors de determinar el contingut intestinal, tant la dieta com l'hàbit deposicional, influeixen sobre els símptomes digestius funcionals.
En primer lloc, vam realitzar un estudi randomitzat, doble cec, en pacients amb trastorns funcionals digestius, on es va comparar l'efecte d'un suplement (2.8 g / dia Bimuno que conté 1.37 g B GOS) més un placebo (dieta mediterrània típica) vs 1 suplement de placebo (2.8 g de xilosa) més una dieta baixa en FODMAPs. L'objectiu d'aquest estudi va ser determinar la influència específica de diferents tipus de residus fermentables de la dieta (prebiòtics i FODMAPs) sobre els símptomes relacionats amb el gas intestinal en pacient amb síndromes funcionals digestius. Els resultats van ser que tots dos tractaments van presentar millora en els scores de símptomes. Tanmateix, les dues estratègies van tenir conseqüències després de discontinuar el tractament. Tot i que la millora dels símptomes persistir 2 setmanes després de l'administració de l'prebiòtic, els símptomes van empitjorar després de discontinuar la dieta baixa en FODMAPs. A més, els tractaments indueixen efectes diferents en la microbiota, en relació a les Bifidobacteris (increment amb prebiòtics i disminució amb la dieta baixa en FODMAP).
A continuació, vam realitzar un estudi randomitzat, paral·lel, en pacients amb dispèpsia funcional amb síndrome de distress postprandial i amb restrenyiment funcional amb disinergia defecatòria, on es va comparar la correcció de la disinergia defecatòria mitjançant biofeedback anorectal vs un suplement de fibra (3.5 g de plantago de ovata per dia) durant 4 setmanes. L'objectiu d'aquest estudi va ser determinar el paper fisiopatològic de l'estrenyiment en la dispèpsia funcional, és a dir si el restrenyiment associat influeix sobre els símptomes dispèptics. Els resultats van ser que la correcció de la disinergia defecatòria va estar associat amb una millora en els símptomes dispèptics i aquesta millora subjectiva va estar associada amb una reducció objectiva en el nombre d'evacuacions de gas anal, cap d'aquests efectes es va observar en el grup que va rebre suplements de fibra.
Les conclusions d'aquesta tesi doctoral van ser que els factors que determinen el contingut intestinal, tant la dieta com l'hàbit deposicional, influeixen sobre els símptomes digestius funcionals i que els diferents síndromes funcionals digestius comparteixen una base fisiopatològica comú que involucra el contingut intestinal.Los trastornos funcionales digestivos son los trastornos más frecuentes en gastroenterología. Se trata de un grupo de trastornos de la interacción cerebro-intestino, que se clasifican de acuerdo con los síntomas predominantes, los más conocidos son la dispepsia funcional, el síndrome de intestino irritable, el estreñimiento y los trastornos de la defecación. Se sabe que hay una relación entre la dieta, función y los síntomas digestivos. Sin embargo, la fisiopatología de los trastornos funcionales digestivos no está del todo aclarada. En esta tesis doctoral planteamos la siguiente hipótesis general: el contenido intestinal es un factor clave en el desencadenamiento de síntomas en pacientes con distintos tipos de síndromes digestivos funcionales. El objetivo principal fue determinar si los factores que determinar el contenido intestinal, tanto la dieta como el hábito deposicional, influyen sobre los síntomas digestivos funcionales.
En primer lugar, realizamos un estudio randomizado, doble ciego, en pacientes con trastornos funcionales digestivos, donde se comparó el efecto de un suplemento (2.8 g/día Bimuno que contiene 1.37 g B-GOS) más un placebo (dieta mediterránea típica) vs un suplemento de placebo (2.8 g de xilosa) más una dieta baja en FODMAPs. El objetivo de este estudio fue determinar la influencia específica de distintos tipos de residuos fermentables de la dieta (prebióticos y FODMAPs) sobre los síntomas relacionados con el gas intestinal en paciente con síndromes funcionales digestivos. Los resultados fueron que ambos tratamientos presentaron mejoría en los scores de síntomas. Sin embargo, ambas estrategias tuvieron consecuencias después de descontinuar el tratamiento. Aunque la mejoría de los síntomas persistió 2 semanas después de la administración del prebiótico, los síntomas empeoraron después de descontinuar la dieta baja en FODMAPs. Además, los tratamientos inducen efectos diferentes en la microbiota, en relación a las Bifidobacterias (incremento con prebióticos y disminución con la dieta baja en FODMAP).
A continuación, realizamos un estudio randomizado, paralelo, en pacientes con dispepsia funcional con síndrome de distress postprandial y con estreñimiento funcional con disinergia defecatoria, donde se comparó la corrección de la disinergia defecatoria mediante biofeedback anorectal vs un suplemento de fibra (3.5 g de plantago de ovata por día) durante 4 semanas. El objetivo de este estudio fue determinar el papel fisiopatológico del estreñimiento en la dispepsia funcional, es decir si el estreñimiento asociado influye sobre los síntomas dispépticos. Los resultados fueron que la corrección de la disinergia defecatoria estuvo asociado con una mejora en los síntomas dispépticos y esta mejoría subjetiva estuvo asociada con una reducción objetiva en el número de evacuaciones de gas anal, ninguno de estos efectos se observó en el grupo que recibió suplementos de fibra.
Las conclusiones de esta tesis doctoral fueron que los factores que determinan el contenido intestinal, tanto la dieta como el hábito deposicional, influyen sobre los síntomas digestivos funcionales y que los distintos síndromes funcionales digestivos comparten una base fisiopatológica común que involucra el contenido intestinal.Functional gastrointestinal disorders are the most common diagnoses in gastroenterology disorders. It is a group of disorders of the gut-brain interaction and are classified according to the predominant symptoms. The best known are functional dyspepsia, irritable bowel syndrome, constipation and defecation disorders. It is known that there is a relationship between diet, function and digestive symptoms. However, the pathophysiology of functional gastrointestinal disorders is not entirely clear. In this doctoral thesis we propose the following general hypothesis: intestinal content is a key factor in triggering symptoms in patients with different types of functional gastrointestinal syndromes. The main aim was to determine if the factors that determine the intestinal content, both the diet and depositional habit, influence functional gastrointestinal symptoms.
Firstly, we performed a randomized, parallel and double-blind study of patients with functional gastrointestinal disorders, and compared the effect of a prebiotic supplement (2.8 g/d Bimuno containing 1.37 g B-GOS) plus a placebo (Mediterranean-type diet) versus a placebo supplement (2.8 g xylose) plus a diet low in FODMAP. The arm of this study was to determine the specific influence of different types of fermentable residues from the diet (prebiotics and FODMAP) on gas-related symptoms in patient, with functional gastrointestinal disorders. The results were that both treatments improved the symptoms to a similar extent. However, both strategies had different consequences after treatment discontinuation; while the improvement of symptoms persisted 2 weeks after prebiotic administration was discontinued, the symptoms relapsed after the termination of the low FODMAP diet. Also, both treatments induced different effects on microbiota, particularly in relation to the Bifidobacterium (increased with prebiotic and decreased with low FODMAP diet).
Next, we performed a randomized, parallel study of patients with functional dyspepsia with postprandial distress syndrome and functional constipation with dyssynergic defecation and compared correction of dyssynergic defecation by biofeedback techniques vs fiber supplementation (3.5 g plantago ovata per day) for 4 weeks. The arm of this study was to determine the pathophysiologic role of constipation in functional dyspepsia, that is, if the associated constipation influences dyspeptic symptoms. The results were that the correction of dyssynergic defecation was associated with a significant improvement of dyspeptic symptoms and this subjective improvement was associated with an objective reduction in the number of anal gas evacuations. None of these effects were observed in the group that received fiber supplements.
The conclusions of this doctoral thesis were that the factors that determine the intestinal content, both the diet and the depositional habit, influence the functional gastrointestinal symptoms and that the different functional gastrointestinal syndromes share a common pathophysiological basis that involves the intestinal content.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicin
Cognitive and hedonic responses to meal ingestion
Full text linkPremi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2017-2018La respuesta biológica a una comida, considerada en su conjunto, incluye cambios fisiológicos, principalmente el proceso digestivo, y una experiencia sensorial, que involucra sensaciones homeostáticas (saciedad, plenitud) con una dimensión hedónica (bienestar digestivo, estado de ánimo). La experiencia postprandial depende de las características de la comida, así como de la receptibilidad del sujeto, que puede ser influenciada por una gran variedad de factores condicionantes. Las respuestas a una comida incluyen una serie de eventos antes, durante y después de la ingestión. El primer objetivo de este trabajo fue establecer la relación entre la percepción postprandial y la actividad cerebral. Las respuestas cerebrales se midieron mediante resonancia magnética funcional con el paradigma de "resting-state" y la percepción por escalas analógicas. Tras la ingesta de una comida de prueba, se observó una reducción significativa de la conectividad en varias regiones cerebrales, incluyendo el tálamo ventral y diferentes redes cerebrales sensoriomotoras. Además, la ingestión de la comida disminuyó significativamente la conectividad funcional inter-red de la ínsula anterior, pero aumentó la conectividad inter-red del tálamo, con varias otras regiones corticales. Estos cambios se relacionaron con las sensaciones postprandiales: la disminución de la conectividad insula-ACC/mOFC se relacionó con un aumento en la saciedad, plenitud y bienestar digestivo; la disminución de la conectividad tálamo-caudado se asoció con un menor aumento en la saciedad; y el aumento en la conectividad tálamo-S2 se relacionó con una menor plenitud. Por lo tanto, las respuestas perceptuales y emocionales a la ingesta se relacionan con la conectividad cerebral en redes funcionales especificas con el paradigma de "resting-state". El segundo objetivo fue determinar el efecto del apetito sobre la experiencia postprandial. Mediante un diseño cruzado se demostró que, en comparación con un desayuno ligero, un desayuno alto en calorías, redujo la sensación de apetito e influyó en las respuestas a una comida subsecuente: aumentó la saciedad y la plenitud, pero redujo la sensación de bienestar digestivo postprandial. Por lo tanto, la modulación del apetito tiene efectos diferenciales sobre las respuestas cognitivas y emotivas a una comida. El tercer objetivo fue determinar los efectos de la educación sobre la experiencia postprandial. Mediante un diseño randomizado paralelo se demostró que un procedimiento de educación sensorio-cognitiva (pruebas de detección de sabores) mejoró no sólo la experiencia hedónica postprandial (bienestar digestivo, estado de ánimo), sino también las sensaciones homeostáticas (saciedad, plenitud), mientras que la educación ficticia no tuvo ningún efecto. Dado que las respuestas homeostáticas y hedónicas son disociables, la educación podría adaptarse a las diferentes condiciones. Mediante una serie de estudios de prueba de concepto, el presente trabajo abre un área de investigación sobre los factores que determinan las respuestas biológicas a la ingesta. La información derivada de este tipo de estudios puede ser aplicable a las estrategias de salud pública y a la planificación dietética en el manejo de la obesidad, trastornos de la alimentación y disfunciones gastrointestinales.The biological response to a meal, considered as a whole, includes physiological changes, primarily the digestive process, and a sensory experience, involving homeostatic sensations (satiety, fullness) with a hedonic dimension (gustation, satisfaction, mood). The postprandial experience depends on the characteristics of the meal as well as on the responsiveness of the subject, which can be influenced by a large variety of conditioning factors. The responses to a meal include a series of events before, during and after ingestion. Our first aim was to establish the relation between postprandial perception and brain activity. Brain responses were measured through functional magnetic resonance and resting-state paradigm and perception by analogue scales. Following meal ingestion, a significant reduction in connectivity was observed within several brain regions including ventral thalamus and a number of sensorimotor cortical brain networks. Furthermore, meal ingestion significantly decreased functional inter-network connectivity of the anterior insula, but increased the inter-network connectivity of thalamus, with several other cortical regions. These changes were related to the changes in subjective perceptions: a decrease in insula-ACC/mOFC connectivity was related to an increase in satiety, fullness, and digestive well-being; a decrease in thalamus-caudate connectivity was associated with a smaller increase in satiety; and an increase in thalamus-S2 connectivity was related to a smaller increase in fullness. Hence, perceptual and emotional responses to food intake are related to brain connectivity in defined functional networks in conjunction with resting-state paradigm. Our second aim was to determine the effect of appetite on the postprandial experience. Using a cross-over design we demonstrated that, as compared to a low-calorie breakfast, a high-calorie breakfast, that reduced appetite, influenced the responses to a subsequent meal: it increased satiety and fullness, but reduced postprandial satisfaction after a palatable comfort meal. Hence, appetite modulation by preload conditioning has differential effects on the cognitive and emotive responses to a meal. Our third aim was to determine the effects of education on the postprandial experience. In a randomized parallel design, a sensory-cognitive educational intervention (taste recognition tests) enhanced, not only the hedonic postprandial experience, but also homeostatic sensations, whereas sham education had no effect. Since homeostatic and hedonic responses are dissociable, education might be tailored to target different conditions. By a series of proof-of-concept studies the present work opens an area of research on the factors that determine the biological responses to meal ingestion. This information may be applicable to public health strategies and dietary planning in the management of obesity, eating disorders and gastrointestinal dysfunctions
Test de sobrecarga acuosa y manometría de alta resolución para valoración de la resistencia al flujo esófago-gástrico en paciente s con acalasia
No full textLa manometría convencional es el "gold standard" para diagnosticar trastornos motores del esófago, pero la información que da sobre la repercusión funcional de estas alteraciones es escasa. La manometría de alta resolución permite estudiar con detalle la motilidad esofagogástrica mediante la generación de mapas topográficos de presiones desde la orofaringe hasta el estómago. Hipótesis: Si la generación de mapas topográficos de presiones en el esófago mediante manometría de alta resolución demuestra la resistencia al flujo esofagogástrico. Objetivo: Comprobar si un test con sobrecarga de agua puede mostrar la presencia de resistencia al flujo esofagogástrico en pacientes con acalasia. Método: Estudiamos 2 grupos de pacientes con alteración de la motilidad esofágica. Un grupo de 8 pacientes que cumplen criterios manométricos de acalasia y, como grupo control, 8 pacientes con disfunción del peristaltismo esofágico ( DPE). A cada paciente se le realizó un test de sobrecarga que consistía en la ingesta rápida de 200 ml de agua mientras se registraban las presiones esofágicas. Resultados: Los pacientes con acalasia ingirieron el agua más lentamente que los pacientes con DPE (82± 14 seg vs 34± 6 seg, p 0,05). Mientras la unión gastroesofágica (UGE) permaneció contraída en el grupo de pacientes con acalasia (46,6± 6 mm Hg; p 0,05), permaneció relajada durante el tiempo del ingesta en pacientes con DPE ( 16,6 ± 4,7 mm Hg). La unión esófago-gástrica (UGE) experimentó una migración proximal en pacientes con acalasia de 1,3 ± 0 cm mientras que en el grupo control no migró (0 cm; p 0,05). La ingesta de agua se asoció a un incremento de la presión del esófago distal (2 cm por encima de la UGE) significativamente mayor en los pacientes con acalasia que en los pacientes con DPE (42,2 ± 20 vs 9,5± 7,9 mm Hg respectivamente, p 0,05) lo que produjo un incremento del gradiente de presión esófago-gástrico en pacientes con acalasia (16± 0,9 mmHg) que no se observó en los pacientes con DPE (0,1 ± 0,4 mmHg ; p 0,05). Conclusión: Un test con sobrecarga de agua durante la medición de la topografía y de las presiones esofágicas demuestra obstrucción al flujo esofagogástrico en los pacientes con acalasia. Este test podría contribuir a valorar la repercusión funcional en pacientes con acalasia y podría servir para el seguimiento de pacientes con acalasia tratados.La manometría convencional es el "gold standard " per a diagnosticar trastorns motors de l'esòfag, però la informació que ens dóna sobre la repercussió funcional d'aquestes alteracions és escassa. La manometría d'alta resolució permet estudiar amb detall la motilitat esofag-gàstrica mitjançant la generació de mapes topogràfics de pressions des de la orofaringe fins l'estòmac. Hipòtesi: La generació de mapes topogràfics de pressions en l'esòfag mitjançant la manometría d'alta resolució demostra la resistència al flux esofag-gàstric. Objectiu: Comprobar si un test amb sobrecàrrega d'aigua pot demostrar la presencia de resistència al flux espfag-gàstric e pacients amb acalàsia. Mètode: Estudiem dos grups de pacients amb alteració de la motilitat esofàgica. Un grup de vuit pacients que compleix criteris manomètrics d'acalàsia i, com a grup control, vuit pacients amb disfunció del peristaltisme esofàgic ( DPE ). Se'ls va administrar una sobrecàrrega d'aigua ( 200ml ) mentre es registraven les pressions esofàgiques. Resultats: Els pacients amb acalàsia van ingerir aigua més lentament que els pacients amb DPE (82± 14 seg vs 34± 6 seg, p 0,05). Mentre que la unió gastroesofàgica ( UGE ) va romandre constreta en el grup de pacients amb acalàsia (46,6± 6 mm Hg; p 0,05), va romandre relaxada durant el temps d'ingesta en pacients amb DPE ( 16,6 ± 4,7 mm Hg). La unió esofag-gàstrica ( UGE ) va experimentar una migració proximal en els pacients amb acalàsia de 1,3 ± 0 cm metre que al grup control no va pas migrar (0 cm; p 0,05). La ingesta d'aigua es va associar a un increment de la pressió de l'esòfag distal (dos centímetres per sobre de la UGE) significativament major en els pacients amb acalàsia que als pacients amb DPE ( 42,2 ± 20 vs 9,5± 7,9 mm Hg respectivament, p 0,05) produint un increment del gradient de pressió esofag-gàstrica dels pacients amb aclàsia( 16± 0,9 vs 0,1 ± 0,4 mm Hg ;p 0,05) que no es va donar als pacients amb DPE. Conclusió: Un test amb sobrecàrrega d'aigua durant la medició de la topografia i de les pressions esofàgiques demostra obstrucció al flux esofag-gàstric als pacients amb acalàsia
Fisiología, fisiopatología y tratamiento de la distensión abdominal
Full text linkEl volumen del contenido de la cavidad abdominal varía en diferentes situaciones de forma fisiológica a lo largo del día. La cavidad abdominal tiene unas paredes que se adaptan a su contenido. Existen dos paredes con escasa movilidad, que se corresponden a nivel posterior, con la columna vertebral y a nivel inferior con la pelvis. Por el contrario, existen dos paredes móviles, el diafragma y la pared antero-lateral del abdomen. Estas paredes tienen un componente muscular importante con una contracción tónica basal. Recientemente se demostrado que la adaptación de las paredes abdominales a su contenido se produce de forma activa modulando el grado de contracción tónica de sus paredes. Inicialmente se demostró el papel de la pared abdominal anterior en la acomodación abdominal. Posteriormente se vio que el diafragma también participa en este proceso. Además, como el abdomen y el tórax forman una cavidad común, los cambios en la actividad del diafragma se compensan con una adaptación de la actividad muscular de la pared costal, para preservar la función respiratoria. Como resultado, el tórax también participa en el proceso de acomodación abdominal. Como introducción a este trabajo se va a revisar: - las estructuras que participan en el proceso de acomodación abdominal: la pared abdominal anterior, el diafragma, y la pared costal; - los métodos de estudio, funcionales (mediante electromiografía) y morfológicos (mediante técnicas de la imagen) que permiten investigar el fenómeno de la acomodación abdominal; - el proceso de acomodación abdominal normal y sus mecanismos de regulación - las alteraciones de la acomodación abdominal y sus repercusiones clínicas, y en este contexto se va a considerar la distensión abdominal, en la cual ya se ha demostrado el papel de la acomodación abdominal y el síndrome de rumiación, potencialmente producido por una alteración de la acomodación abdominal; - las técnicas conductuales (bio feedback) que se utilizan para modificar la actividad muscular. - Por último, en base a los datos existentes, se va a plantear una hipótesis de trabajo, que dará pie a los objetivos específicos del presente trabajoThe volume of the contents of the abdominal cavity varies physiologically in different situations during the day. The abdominal cavity has walls that fit its contents. There are two walls with low mobility, corresponding to posterior level with the lower spine and pelvis level. By contrast, there are two mobile walls, the diaphragm and the anterolateral abdominal wall. These walls have a significant muscle basal component tonic contraction. Recently it was shown that the adaptation of the abdominal wall to its content occurs actively modulating the level of tonic contraction of its walls. Initially the role of the anterior abdominal wall into the abdominal accommodation demonstrated. Later it was found that the diaphragm is also involved in this process. Moreover, as the abdomen and thorax form a common cavity, changes in diaphragm activity are offset by an adaptation of the muscular activity of the chest wall, to preserve respiratory function. As a result, the chest is also involved in the process of abdominal accommodation. In this thesis I review: - Structures involved in the process of abdominal accommodation: the anterior abdominal wall, diaphragm, and chest wall; - Methods of study, functional (electromyography) and morphological (using imaging techniques) that allow investigating the phenomenon of abdominal accommodation; - The process of normal abdominal accommodation and their regulatory mechanisms - Alterations in abdominal accommodation and clinical implications and in this context it will be considered bloating, which has already been demonstrated the role of the abdominal accommodation rumination syndrome, potentially caused by a disturbance of abdominal accommodation; - Behavioral techniques (biofeedback) used to modify muscle activity. - Finally, based on existing data, we will propose a working hypothesis, which give rise to the specific objectives of this stud
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