Wpływ ostrego niedoboru tryptofanu (ATD) na wrażliwość przełyku u zdrowych ochotników

1. WPROWADZENIE Choroba refluksowa przełyku (GERD), definiowana jako obecność objawów lub zmian, które można przypisać cofaniu się treści żołądkowej do przełyku, jest coraz powszechniejszym schorzeniem w społeczeństwach zachodnich. Typowymi objawami refluksu są zgaga i zarzucanie treści pokarmowej, ale GERD może objawiać się różnymi objawami przełykowymi i pozaprzełykowymi (nietypowymi) (np. przewlekły kaszel).

   U ludzi ból jest multimodalnym doświadczeniem złożonym z aspektów sensorycznych, fizjologicznych i psychologicznych. Aby naśladować sytuację kliniczną, modele eksperymentalne powinny opierać się na multimodalnych schematach testowych, w których aktywowane są różne receptory i mechanizmy ośrodkowego układu nerwowego.

   Postępy w stymulacji sensorycznej przełyku wykazały, że zarówno typowe, jak i nietypowe objawy mogą wynikać nie tylko z refluksu, ale także z refluksu o mniej kwaśnym pH (pH 4-7). U pacjentów z GERD z utrzymującymi się objawami pomimo leczenia inhibitorami pompy protonowej (PPI) (oporny na leczenie GERD), głównym czynnikiem leżącym u podłoża choroby jest utrzymujący się słabo kwaśny refluks.

   Podstawa powstawania objawów podczas epizodów słabo kwaśnego refluksu pozostaje do wyjaśnienia, ale wrażliwość na kwas w zakresie pH 4-7, mechaniczne rozdęcie (wzmocnione przez powietrze w refluksie), wrażliwość na inne czynniki chemiczne (np. żółcią) i nadwrażliwość przełyku na fizjologiczne poziomy refluksu.

   Badacze spekulują, że nadwrażliwość trzewna odgrywa ważną rolę w postrzeganiu objawów przełyku. Sugerują to parametry refluksu, które zwykle mieszczą się w normie fizjologicznej podczas terapii PPI. Również poprzednie badania wykazały, że oporni na leczenie pacjenci z GERD stosujący terapię PPI mają zwiększoną nadwrażliwość trzewną na termiczną, chemiczną i mechaniczną stymulację przełyku w porównaniu ze zdrowymi osobami.

   Serotonina lub 5-hydroksytryptamina (5-HT) jest głównym neuroprzekaźnikiem występującym głównie w ośrodkowym układzie nerwowym i przewodzie pokarmowym (komórki enterochromafinowe błony śluzowej). 5-HT pochodzi z tryptofanu i odgrywa kluczową rolę w regulacji wydzielania, motoryki przewodu pokarmowego i od dawna jest związany z regulacją emocji i problemami psychologicznymi, takimi jak depresja, lęk i fobia.

   Ostra deplecja tryptofanu (ATD), która czasowo zmniejsza dostępność niezbędnego aminokwasu tryptofanu (TRP), zmniejsza syntezę 5-HT i jest sprawdzoną techniką ostrego obniżania centralnych i obwodowych stężeń 5-HT. Osiąga się to przez podanie mieszaniny aminokwasów pozbawionej TRP.

   ATD jest szeroko stosowany w badaniach psychiatrycznych do badania roli ośrodkowego 5-HT w zaburzeniach afektywnych, ale dalsze badania wykazały, że ATD wpływa również na fizjologię przewodu pokarmowego, opóźniając opróżnianie żołądka i wzmacniając odczuwanie bólu trzewnego podczas rozdęcia balonu odbytnicy. Ponadto wykazano, że ATD zmienia poposiłkową funkcję motoryczną żołądka i nudności wywołane rozdęciem. Odkrycia te potwierdzają udział 5-HT w kontroli akomodacji i wrażliwości żołądka.

2. UZASADNIENIA I CELE Wiele badań pokazuje, że 5-HT jest ważnym graczem na osi mózg-jelito, ale jego dokładna rola nie jest obecnie jasna. Wcześniej wykazano, że ostre podanie citalopramu, selektywnego inhibitora wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI), znacznie obniża wrażliwość chemiczną i mechaniczną u nadwrażliwych zdrowych ochotników. Buspiron, częściowy agonista receptora 5-HT1A, może modyfikować motorykę przełyku. Celem niniejszego badania jest zbadanie wpływu ostrego niedoboru tryptofanu (ATD) na wrażliwość przełyku w grupie zdrowych ochotników oraz ocena jego roli w odczuwaniu objawów.
3. OGÓLNY OPIS BADANIA Wszyscy uczestnicy otrzymają i podpiszą świadomą zgodę przed rozpoczęciem badania. Wrażliwość przełyku zostanie zbadana poprzez multimodalną stymulację podczas dwóch sesji (po roztworze aminokwasów placebo i po ATD), w odstępie co najmniej jednego tygodnia.
4. MATERIAŁY I METODY Badania zostaną przeprowadzone przy użyciu multimodalnej sondy do stymulacji przełyku, która umożliwia termiczną, mechaniczną, elektryczną i chemiczną stymulację przełyku.

Podczas każdej stymulacji badani zostaną poinstruowani, aby rejestrować postrzeganie objawów za pomocą elektronicznego systemu Visual Analogue Scale (VAS). To urządzenie pozwala pacjentowi ocenić percepcję i ból w skali od 0 do 10.

Zostanie zarejestrowana pierwsza percepcja (VAS=1), próg odczuwania bólu (VAS=5) i próg tolerancji bólu (VAS=7). Wszystkie rodzaje stymulacji przełyku zostaną natychmiast przerwane po osiągnięciu progu tolerancji bólu. W momencie osiągnięcia progu tolerancji bólu (VAS=7), osoby badane zostaną poproszone o narysowanie obszaru bólu rzutowanego, w celu zidentyfikowania lokalizacji i obszaru odniesienia bólu.

Stymulacja termiczna zostanie przeprowadzona poprzez recyrkulację roztworu soli fizjologicznej (NaCl 0,09%), ogrzanego w łaźni wodnej, przez balon zamontowany na sondzie. Temperatura stymulacji będzie stale zwiększana poprzez zwiększanie natężenia przepływu z łaźni wodnej do balonu. Natężenie przepływu będzie kontrolowane przez pompę sterowaną komputerowo. Objętość balonu będzie utrzymywana na stałym poziomie 5 ml, aby uniknąć mechanicznej stymulacji przełyku. Czujnik temperatury obecny w balonie będzie stale monitorował temperaturę stymulacji, która będzie wyświetlana online na ekranie komputera przez cały czas trwania badania.

Stymulacja mechaniczna zostanie przeprowadzona poprzez rozciągnięcie balonika zamocowanego na sondzie. Przepływ soli fizjologicznej (NaCl 0,09%) do balonu, wywołujący rozdęcie, jest regulowany przez pompę sterowaną komputerowo. Objętość balonu jest wyświetlana online na ekranie komputera przez cały czas trwania stymulacji. Stymulacja mechaniczna będzie wykonywana wodą o temperaturze 37°C, aby uniknąć stymulacji termicznej przełyku.

Stymulacja mechaniczna będzie poprzedzona okresem wstępnego kondycjonowania, podczas którego balon będzie rozdęty aż do osiągnięcia progu odczuwania bólu (VAS=5). Ten okres wstępnego przygotowania służy do wstępnego przygotowania tkanki przełyku i umożliwienia pacjentowi przyzwyczajenia się do uczucia mechanicznego rozdęcia.

Stymulacja elektryczna będzie wykonywana przez 2 elektrody stymulacyjne zamontowane proksymalnie do balonika. Impulsy blokady elektrycznej będą podawane przy użyciu standardowego stymulatora elektrycznego. Pojedyncze impulsy będą emitowane o czasie trwania 1 ms przy 200 Hz. Amplituda impulsów będzie stale wzrastać z krokiem 0,5 mA i odstępem 15 sekund. Ze względów bezpieczeństwa maksymalne natężenie jest ograniczone do 50 mA. Monitorowanie EKG będzie wykonywane jako środek bezpieczeństwa podczas stymulacji elektrycznej przełyku.

Stymulacja chemiczna zostanie przeprowadzona w dystalnej części przełyku poprzez wlew kwaśnego roztworu (HCl 0,1 N) do przełyku. Szybkość infuzji jest kontrolowana przez perystaltyczną pompę infuzyjną o szybkości przepływu 2 ml/min. Stymulacja trwa maksymalnie 30 minut.

Ostre wyczerpanie tryptofanu

Zbadany zostanie wpływ ATD na wrażliwość przełyku. Mieszanina aminokwasów zostanie przygotowana zgodnie z protokołem stosowanym wcześniej przez badaczy. Wszystkie substraty są dostępne w handlu o czystości izotopowej i chemicznej co najmniej 99%. Tożsamość produktów zostanie potwierdzona metodą chromatografii gazowej - spektrometrii mas (GC-MS, kolumna GC: AT5-MS 30m x 0,25 mm średnica wewnętrzna; błona 0,25 µm (Grace)). Mieszanka aminokwasów składa się z 15 aminokwasów (4,1 g L-alaniny, 2,4 g glicyny, 2,4 g L-histydyny, 6,0 g L-izoleucyny, 10,1 g L-leucyny, 6,7 g L-lizyny, 4,3 g L-fenyloalaniny , 9,2 g L-proliny, 5,2 g L-seryny, 4,3 g L-treoniny, 5,2 g L-tyrozyny, 6,7 g L-waliny, 3,7 g L-arginy, 2,0 g L-cysteiny, 3,0 g L-metioniny i 3,0 g g L-trypiofan). Mieszanina aminokwasów z niedoborem TRP składa się z tych samych 15 aminokwasów, ale nie zawiera tryptofanu.

Mieszanka aminokwasów będzie podawana przez sondę nosowo-żołądkową, aby uniknąć mdłości z powodu nieprzyjemnego smaku i zapachu mieszaniny. Podczas sesji placebo stosowana jest kontrolna mieszanka aminokwasów, zawierająca te same aminokwasy wzbogacona o TRP, aby zapobiec spadkowi poziomu TRP. Z biegiem czasu każdy uczestnik otrzyma placebo lub ATD podczas pierwszej sesji w losowej kolejności. W drugiej sesji pacjent otrzyma drugi produkt, którego nie otrzymał za pierwszym razem. Ponieważ mieszanka aminokwasów będzie miała wpływ na poziomy 5-HT w HV, najpierw przeprowadzimy Mini Międzynarodowy Wywiad Neuropsychiatryczny (holenderski, wersja 5.0.0, DSM-IV) podczas rekrutacji ochotników do oceny ich stanu psychicznego.

ZARYS BADANIA Po całonocnym poście badani przyjdą na oddział endoskopii UZ Gasthuisberg, gdzie zostaną przeprowadzone badania. Dla każdego pacjenta zostaną zaplanowane dwie sesje: jedna sesja placebo i jedna sesja ATD, z co najmniej tygodniową przerwą między sesjami. Sesje będą przebiegać w trybie pojedynczej ślepej próby, kolejność placebo i ATD będzie losowana.

Ponieważ maksymalne wyczerpanie TRP uzyskuje się w przybliżeniu 5 godzin po przyjęciu mieszaniny aminokwasów, aminokwas będzie podawany przez infuzję nosowo-żołądkową 5 godzin przed faktycznym rozpoczęciem stymulacji przełyku.

W czasie pomiędzy podaniem mieszanki aminokwasów a faktycznym rozpoczęciem stymulacji przełyku, osoby badane zostaną poproszone o obejrzenie wystandaryzowanych filmów o neutralnej treści emocjonalnej. Pięć godzin po podaniu mieszanki aminokwasów multimodalna sonda stymulacyjna zostanie umieszczona przez usta. Po umieszczeniu sondy w przełyku (10 cm powyżej dolnego zwieracza przełyku) zostaje ona przymocowana do brody, a badany pozostaje w pozycji półleżącej przez cały okres badania. Przed rozpoczęciem stymulacji badani będą mieli 15 minut na przyzwyczajenie się do czucia sondy i przekazanie instrukcji dotyczących prawidłowego korzystania z miernika VAS.

Wyniki VAS będą monitorowane podczas każdego rodzaju stymulacji. Wszystkie stymulacje zostaną natychmiast zatrzymane w momencie osiągnięcia przez pacjenta progu tolerancji bólu (VAS=7) z wyjątkiem stymulacji elektrycznej, gdzie ze względów bezpieczeństwa stymulację zatrzymamy po osiągnięciu VAS 5.