Schemi di defecazione nei pazienti stitici

Per lo studio dell'obiettivo 1, l'ipotesi è che una manovra di Valsalva eseguita correttamente in presenza di una sacca gonfia (feci) nel retto avvii il riflesso peristaltico rettale che provoca la contrazione della muscolatura liscia del retto cranialmente alla sacca e il rilassamento del retto e lo sfintere anale interno caudale al sacco. Il dispositivo Fecobionics registra la pressione rettale come surrogato della contrazione della parete addominale. Le variazioni della pressione rettale, tuttavia, possono anche essere correlate alla contrazione della muscolatura liscia del retto. Gli studi proposti registreranno, 1) EMG della parete addominale e imaging ecografico della parete rettale, utilizzando la sonda del catetere ad ultrasuoni ad alta frequenza per distinguere il contributo della contrazione del muscolo addominale e del muscolo rettale, rispettivamente alla pressione rettale, 2) Gli investigatori studieranno gli effetti di atropina per inibire la contrazione della muscolatura liscia rettale) sull'espulsione di Fecobionics, 3) l'attività EMG dell'EAS durante l'espulsione del dispositivo Fecobionics consentirà di determinare il ruolo dell'EAS nel riflesso della defecazione. Per questi studi, vengono proposti 3 esperimenti separati (15 volontari sani normali per ciascun obiettivo) per raggiungere gli obiettivi di cui sopra: 1) Registrare l'EAS e l'EMG del muscolo addominale durante il test di espulsione Fecobionics: se l'aumento della pressione intrarettale è correlato interamente alla parete addominale contrazione, ci sarà una perfetta sincronia spaziotemporale (non l'ampiezza) tra l'EMG della parete addominale e la forma d'onda della pressione intrarettale registrata dal sensore craniale del dispositivo Fecobionics. I segnali Fecobionics ed EMG possono essere registrati utilizzando un sistema wireless in ambiente privato. 2) Gli investigatori registreranno le immagini ecografiche della parete rettale utilizzando la sonda del catetere ad ultrasuoni ad alta frequenza durante il test del palloncino Fecobionics. I ricercatori si aspettano di osservare un aumento dello spessore della muscolatura liscia del retto come indicatore della contrazione attiva della muscolatura liscia durante la peristalsi rettale indotta dalla manovra di Valsalva. Il trasduttore ad ultrasuoni sarà posizionato nella posizione del sensore craniale per visualizzare la contrazione ascendente del riflesso peristaltico (contrazione craniale al sacco disteso). 3) Gli investigatori eseguiranno il test di espulsione Fecobionics prima e dopo la somministrazione di atropina I.V. 15 microgrammi/Kg. Solo gli aumenti indotti dalla contrazione della muscolatura liscia del retto nella pressione intrarettale saranno eliminati dall'atropina (non la contrazione del muscolo scheletrico della parete addominale).

Per l'obiettivo 2, i ricercatori studieranno 100 pazienti che soddisfano i criteri di Roma IV per la stitichezza cronica. Verranno eseguite registrazioni fecobioniche, insieme all'imaging ecografico della parete rettale, registrazioni EMG della parete addominale e dello sfintere anale esterno, come quelle descritte nell'obiettivo 1. In 15 soggetti con CC, che non riescono a evacuare la sacca di Fecobionics, gli investigatori somministreranno edrofonio (Tensilon) 80 μg/Kg) e ripeteranno il test di espulsione di Fecobionics. L'edrofonio aumenta il livello di acetilcolina nella sinapsi neuromuscolare per stimolare l'attività colinergica e ci si aspetta che stimoli la peristalsi rettale e ripristini l'evacuazione nei pazienti con anomalie della peristalsi rettale. In altri 15 soggetti con CC che non riescono a evacuare la sacca Fecobionics, gli investigatori somministreranno Bisacodyl (2 capsule, 10 mg, sciolte in 10 ml di soluzione salina) nel lume del retto attraverso un tubo collegato al dispositivo Fecobionics. 5-10 minuti dopo gli investigatori ripeteranno il test di espulsione Fecobionics. Il bisacodile è un lassativo stimolante, utilizzato abitualmente nella pratica clinica. Agisce a livello dei nervi enterici per stimolare la motilità del colon. Gli investigatori verificheranno l'ipotesi che la stimolazione della peristalsi rettale da parte di Bisacodyl ripristini l'evacuazione di Fecobionics in pazienti con disturbo defecatorio correlato alle anomalie della peristalsi rettale. Fecobionics, EMG e registrazioni di immagini ecografiche, simili a quanto descritto nell'obiettivo 1 dello studio, saranno in grado di valutare tutti gli elementi essenziali del riflesso defecatorio. Gli investigatori possono valutarli in modo binario se assenti o presenti. Sulla base degli studi su individui normali, tuttavia, determineremo i valori quantitativi di questi parametri e li confronteremo nei pazienti per quanto riguarda quali elementi sono nel range anormale. L'analisi genererà dati per testare l'ipotesi che i seguenti elementi facciano parte del riflesso defecatorio: 1) Distensione rettale da parte delle feci/palloncino disteso che provoca uno stimolo a defecare, 2) Manovra di Valsalva eseguita correttamente che genera un livello di soglia critica di intra -pressione addominale, 3) Peristalsi rettale che causa contrazione sopra il palloncino e rilassamento dello sfintere anale interno e 4) Rilassamento dello sfintere anale esterno e del muscolo puborettale

Gli studi dell'Obiettivo 3 valideranno un modello matematico del passaggio anorettale del dispositivo Fecobionics per prevedere il verificarsi/non verificarsi dell'evento in questione. Per costruire un modello di successo, è fondamentale conoscere tutte le variabili oi parametri coinvolti nel verificarsi di qualsiasi evento. La defecazione/evacuazione è fondamentalmente il movimento di materiale liquido/solido dal retto attraverso il canale anale verso l'esterno. I due attori importanti nel processo di evacuazione sono la pressione intrarettale (forza motrice) e la forza resistiva. La pressione intrarettale può essere generata dalla contrazione della parete addominale e/o dall'aumento della pressione rettale correlato alla contrazione dei muscoli rettali. D'altra parte, le forze resistive per l'evacuazione sono correlate a IAS, EAS, muscolo puborettale e forze di attrito. I dati Fecobionics insieme ai dati di imaging degli Stati Uniti, le registrazioni EMG della parete addominale e EAS, per la prima volta dovrebbero fornire tutti i giocatori coinvolti nel processo di defecazione. Gli investigatori raccoglieranno dati da soggetti e pazienti normali che possono essere inseriti in un'equazione matematica per prevedere un evento di successo. Tuttavia, quanto sopra sarebbe possibile solo se tutti gli elementi del processo di defecazione/evacuazione fossero noti. Lo scopo dell'esperimento di modellizzazione sarà determinare se l'assunzione di elementi noti del processo di defecazione può prevederlo correttamente. Ad esempio, non è mai stato affrontato se l'angolo anorettale sia critico per la funzione di continenza/incontinenza e la speranza è che utilizzando l'approccio di modellazione saremo in grado di determinare se quanto sopra è corretto, il che può essere vero anche per le altre variabili che vedremo documentazione.