Caratterizzazione optoacustica del flusso sanguigno intestinale postprandiale (NEPOMUC)

Il tratto gastrointestinale svolge essenzialmente due funzioni principali: digestione e assorbimento del cibo e barriera fisica e immunologica contro le influenze ambientali. Queste funzioni di base dipendono in modo critico dal flusso sanguigno splancnico sia a livello macrovascolare che microvascolare. In particolare, i progressi nella biologia vascolare hanno rivelato un ruolo centrale e intricato della circolazione sanguigna nella malattia infiammatoria intestinale (IBD).

Fino ad ora, i cambiamenti nel flusso sanguigno sono stati utilizzati come marker surrogati per l'attività infiammatoria alterata nell'intestino, ad esempio, mediante rilevamento ecografico Doppler. Il tomografo optoacustico multispettrale (MSOT) consente l'imaging quantitativo non invasivo della composizione molecolare dei tessuti bersaglio. In MSOT, simile all'ecografia convenzionale, un trasduttore viene posizionato sulla pelle ma l'energia viene erogata al tessuto mediante luce laser nello spettro del vicino infrarosso anziché onde ultrasoniche. Ciò porta ad una costante alternanza di espansioni e contrazioni minime (espansione termoelastica) di singoli componenti o molecole di tessuto. Le onde ultrasoniche risultanti possono essere successivamente rilevate dalla stessa unità di esame. Precedenti studi hanno dimostrato che la determinazione quantitativa dell'emoglobina può fornire informazioni sul flusso sanguigno e sull'attività infiammatoria nell'intestino di pazienti adulti con malattia di Crohn. In particolare, la distinzione tra i livelli di attività della malattia (remissione/basso/moderato/alto) è promettente per salvare misure invasive in futuro quando si valuta la progressione della malattia.

Oltre ai processi infiammatori, l'assunzione di cibo provoca anche fluttuazioni del flusso sanguigno regionale nel tratto gastrointestinale. Ciò si manifesta come iperemia postprandiale, che si verifica in sequenza nelle diverse sezioni del tratto gastrointestinale da orale a aborale.

Il decorso temporale dell'iperemia postprandiale nelle diverse sezioni del tratto gastrointestinale è stato studiato scientificamente in molti studi. Mentre un aumento del flusso sanguigno nello stomaco e nel duodeno può essere rilevato dopo 30-60 minuti, ci vuole molto più tempo per rilevare l'iperemia postprandiale nelle aree utilizzate per misurare l'attività infiammatoria con MSOT in IBD come l'ileo terminale e il colon sigmoideo . Un aumento del flusso sanguigno nell'ileo può essere misurato al più presto dopo 120 minuti e l'arrivo del chimo nel colon e il conseguente aumento locale del flusso sanguigno si verificano dopo circa 240-300 minuti.

Non è chiaro se questa iperemia postprandiale possa portare a un cambiamento e a un potenziale aumento del segnale optoacustico dell'emoglobina della parete intestinale, con conseguenti segnali MSOT falsamente elevati nella determinazione dell'attività infiammatoria. Questo studio indaga le influenze di una dieta standardizzata sul segnale MSOT della parete intestinale utilizzando un disegno longitudinale. I segnali optoacustici saranno confrontati tra soggetti a digiuno e postprandiali. Poiché l'aumento postprandiale del flusso sanguigno intestinale è prevalentemente il risultato della presenza locale di chimo nell'intestino, una determinazione simultanea del transito intestinale del chimo durante la misurazione MSOT sarebbe utile per convalidare se i cambiamenti postprandiali nei segnali MSOT sono attribuibili all'iperemia nel segmento intestinale corrispondente. Oltre all'imaging dell'emoglobina, MSOT consente il rilevamento di cromofori esogeni (ad es. coloranti). In questo studio, la somministrazione orale del colorante non assorbibile verde indocianina (ICG) verrà utilizzata per l'identificazione non invasiva del chimo. La combinazione di cromofori esogeni ed endogeni consente quindi un'accurata co-localizzazione e registrazione dei modelli di flusso sanguigno della parete intestinale e del transito del chimo. Queste informazioni consentono un'accurata mappatura anatomica delle influenze interferenti sulla determinazione dell'emoglobina mediante MSOT.