Small Bowel Motor Activity in Response to Physiological Meals of Different Chemical Composition in Man

Zusammenfassung

Im menschlichen Dünndarm sind zwei unterschiedliche Motilitätsmuster beschrieben. Nach Einnahme einer Mahlzeit wird die interdigestive Motilität durch ein postprandiales Kontraktionsmuster ersetzt. Tierexperimentelle Studien weisen darauf hin, dass die Dauer der postprandialen Aktivität und das Kontraktionsverhalten von der Zusammensetzung einer Mahlzeit abhängen. Ob diese Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind, ist unklar. Acht Probanden unterzogen sich zwei ambulanten 24-Stunden-Manometrien des Dünndarms. Sie nahmen insgesamt vier physiologische Mahlzeiten von je 470 kcal zu sich, die sich in ihrer Zusammensetzung unterschieden: zwei identische proteinreiche Fischmahlzeiten, ein karbohydratreiches Nudelgericht und eine fettreiche Fleischmahlzeit. Die Aufzeichnungen wurden visuell auf das Wiederauftreten einer Phase III des migrierenden Motor-Komplexes untersucht, und ein validiertes Computerprogramm berechnete Inzidenz, Amplitude und Fortleitung der Kontraktionen während der postprandialen Phase. Die Dauer der postprandialen Phase war ähnlich nach den identischen proteinreichen Mahlzeiten (238 ± 35 und 227 ± 25 min), der kohlenhydratreichen Mahlzeit (220 ± 23 min) und der fettreichen Mahlzeit (242 ± 43 min). Die Kontraktionsinzidenz unterschied sich nach den proteinreichen Mahlzeiten (1,6 ± 0,3 und 1,0 ± 0,2 Kontraktionen pro min), der karbohydratreichen Mahlzeit (1,0 ± 0,2 Kontraktionen pro min) und der fettreichen Mahlzeit (1,5 ± 0,2 Kontraktionen pro min) nicht signifikant. Die Kontraktionsamplitude war nach den proteinreichen Mahlzeiten (14 ± 0,1 und 13 ± 0,1 mmHg), der karbohydratreichen Mahlzeit (14 ± 0,1 mmHg) und der fettreichen Mahlzeit (14 ± 0,1 mmHg) ähnlich. Die Fortleitung der Kontraktionen unterschied sich nach den proteinreichen Mahlzeiten (13 ± 3 und 18 ± 3 %), der karbohydratreichen Mahlzeit (15 ± 2 %) und der fettreichen Mahlzeit (13 ± 2 %) nicht. Die kontraktile Aktivität innerhalb von konsekutiven 30-Minuten-Intervallen nach Einnahme der Mahlzeiten war ebenfalls ähnlich. Physiologische, isokalorische Mahlzeiten führen trotz einer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung somit zu einer ähnlichen postprandialen Aktivität im menschlichen Dünndarm.

Abstract

Meals disrupt the interdigestive pattern of small bowel motor activity and convert it into the more irregular postprandial pattern. Previous animal studies suggest that the duration of and contractile activity within the postprandial period depend on the chemical composition of a meal. It is not clear whether this is also true for man. In 8 healthy volunteers I investigated how physiological and isocaloric meals of different chemical composition affect small bowel motor activity. Volunteers underwent two separate, ambulatory 24-hour small bowel manometry studies. Volunteers had a total of four meals on the two study days. They ingested two identical fish meals rich in protein, a pasta meal rich in carbohydrates, and a meat meal rich in fat. Records were analyzed visually for the reappearance of phase III of the migrating motor complex, and a validated computer program calculated the incidence of contractions during the postprandial period, as well as the amplitude and propagation of contractions. The durations of the postprandial periods were similar after the two protein meals (238 ± 35 and 227 ± 25 min), the carbohydrate (220 ± 23 min) and the fat meal (242 ± 43 min). The incidence of contractions was not significantly different after the protein meals (1.6 ± 0.3 and 1.0 ± 0.2 contractions per min), the carbohydrate meal (1.0 ± 0.2 contractions per min) and the fat meal (1.5 ± 0.2 contractions per min). The amplitude of contractions was similar after the protein meals (14 ± 0.1 and 13 ± 0.1 mmHg), the carbohydrate meal (14 ± 0.1 mmHg) and the fat meal (14 ± 0.1 mmHg). Propagation of contractions was similar after the protein meals (13 ± 3 and 18 ± 3 %), after the carbohydrate meal (15 ± 2 %) and after the fat meal (13 ± 2 %). Contractile activity within consecutive 30-min periods of the postprandial period was also not different between the meals. I conclude that physiological, isocaloric meals of different chemical composition elicit a similar postprandial motor response in the human small bowel.

Dünndarm - Motilität - Manometrie

Small bowel motility - postprandial motility - ambulatory manometry

References

• 1 Sarna S K. Cyclic motor activity: migrating motor complex.  Gastroenterology. 1985;  89 894-913
• 2 Wingate D L. Backwards and forwards with the migrating complex.  Dig Dis Sci. 1981;  26 641-666
• 3 Ouyang A, Sunshine A G, Reynolds J C. Caloric content of a meal affects duration but not contractile patterns of duodenal motility in man.  Dig Dis Sci. 1989;  34 528-536
• 4 v S chönfeld J, Evans D F, Wingate D L. Day time and night time motor activity of the small bowel after solid meals of different caloric value in humans.  Gut. 1997;  40 614-618
• 5 De Wever I, Eeckhout C, Vantrappen G. et al . Disruptive effect of test meals on interdigestive motor complex in dogs.  Am J Physiol. 1978;  235 E661-665
• 6 Eeckhout C, de Wever I, Vantrappen G. Intestinal motility after infusion of arachis oil into duodenum and ileum of dogs.  Dig Dis Sci. 1984;  29 164-169
• 7 Schang J C, Dauchel J, Sava P. et al . Specific effects of different food components on intestinal motility, electromyographic study in dogs.  Eur Surg Res. 1978;  10 425-432
• 8 Schmid H R, Ehrlein H J, Feinle C. Effects of enteral infusion of nutrients on canine intestinal motor-patterns.  J Gastrointest Motil. 1992;  4 279-292
• 9 Kellow J E, Borody T J, Phillips S F. et al . Human interdigestive motility: variations in patterns from esophagus to colon.  Gastroenterology. 1986;  91 386-395
• 10 Soffer E E, Adrian T E. Effect of meal composition on duodenojejunal motility in humans.  Dig Dis Sci. 1992;  37 1009-1114
• 11 v S chönfeld J, Evans D F, Renzing K. et al . Human small bowel motor activity in response to liquid meals of different caloric value and different chemical composition.  Dig Dis Sci. 1998;  43 265-269
• 12 Ehrlein H J, Schmid H R, Feinle C. Characteristic motor patterns of phase II and behaviour of phase III in the fed state.  J Gastroint Motil. 1992;  4 317-327
• 13 Benson M J, Castillo F D, Wingate D L. et al . The computer as referee in the analysis of human small bowel motility.  Am J Physiol. 1993;  264 G645-654
• 14 Castillo F D, Benson M J, Wingate D L. et al . Evaluation of computerized analysis of the propagation of human duodenojejunal contractions.  Neurogastroenterol Mot. 1994;  6 11-19
• 15 McHugh P R, Moran T H. Calories and gastric emptying: a regulatory capacity with implications for feeding.  Am J Physiol. 1979;  236 R254-260
• 16 Miller L J, Malagelada J R, Go V LW. Postprandial duodenal function in man.  Gut. 1978;  19 699-706