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Erschienen in:

05.12.2018 | Original Article

Effect of transcutaneous vagus nerve stimulation on muscle activity in the gastrointestinal tract (transVaGa): a prospective clinical trial

verfasst von: Gun-Soo Hong, Bogdan Pintea, Philipp Lingohr, Christoph Coch, Thomas Randau, Nico Schaefer, Sven Wehner, Joerg C. Kalff, Dimitrios Pantelis

Erschienen in: International Journal of Colorectal Disease | Ausgabe 3/2019

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Abstract

Purpose

Postoperative ileus (POI) is a common complication after abdominal surgery. Invasive stimulation of the cervical vagus nerve is known to reduce inflammatory response and ameliorated POI after surgery in a mouse model. However, the transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) is a possible non-invasive approach. In this clinical study, we aimed to investigate the effect of tVNS on the activation of the stomach muscle in humans.

Methods

Patients requiring open laparotomy were screened for this prospective proof of concept clinical study. After open laparotomy, muscle activity of the stomach was measured by a free running electromyography (EMG) before and during tVNS on the ear. Frequency and amplitude of compound gastric action potentials were the electrophysiological parameters we assessed to reveal the changes in electro motor gastric activity. Gastrin levels as a surrogate marker for vagus nerve activation was analyzed before, 1 and 3 h after tVNS.

Results

Fourteen patients were included, no severe adverse events and no medical device related adverse events occurred. tVNS led to significant reduction of action potential frequency and significant elevation of action potential amplitude in the stomach compared to control. Gastrin levels were significantly elevated 3 h after tVNS compared to levels before tVNS.

Conclusion

Application of tVNS is a safe and feasible procedure during surgical intervention. Our results provide evidence that tVNS activates efferent visceral vagal fibers. Therefore, this low risk and easy to perform method could be useful to prevent postoperative ileus.

Clinical trial register number

DRKS00013340.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Wehner S, Meder K, Vilz TO, Alteheld B, Stehle P, Pech T, Kalff JC (2012) Preoperative short-term parenteral administration of polyunsaturated fatty acids ameliorates intestinal inflammation and postoperative ileus in rodents. Langenbeck's Arch Surg 397(2):307–315. https://doi.org/10.1007/s00423-011-0862-z CrossRef Wehner S, Meder K, Vilz TO, Alteheld B, Stehle P, Pech T, Kalff JC (2012) Preoperative short-term parenteral administration of polyunsaturated fatty acids ameliorates intestinal inflammation and postoperative ileus in rodents. Langenbeck's Arch Surg 397(2):307–315. https://​doi.​org/​10.​1007/​s00423-011-0862-z CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Kalff JC, Schraut WH, Simmons RL, Bauer AJ (1998) Surgical manipulation of the gut elicits an intestinal muscularis inflammatory response resulting in postsurgical ileus. Ann Surg 228(5):652–663CrossRefPubMedPubMedCentral Kalff JC, Schraut WH, Simmons RL, Bauer AJ (1998) Surgical manipulation of the gut elicits an intestinal muscularis inflammatory response resulting in postsurgical ileus. Ann Surg 228(5):652–663CrossRefPubMedPubMedCentral
7.
Zurück zum Zitat Borovikova LV, Ivanova S, Zhang M, Yang H, Botchkina GI, Watkins LR, Wang H, Abumrad N, Eaton JW, Tracey KJ (2000) Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature 405(6785):458–462. https://doi.org/10.1038/35013070 CrossRef Borovikova LV, Ivanova S, Zhang M, Yang H, Botchkina GI, Watkins LR, Wang H, Abumrad N, Eaton JW, Tracey KJ (2000) Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature 405(6785):458–462. https://​doi.​org/​10.​1038/​35013070 CrossRef
9.
Zurück zum Zitat de Jonge WJ, van der Zanden EP, The FO, Bijlsma MF, van Westerloo DJ, Bennink RJ, Berthoud HR, Uematsu S, Akira S, van den Wijngaard RM, Boeckxstaens GE (2005) Stimulation of the vagus nerve attenuates macrophage activation by activating the Jak2-STAT3 signaling pathway. Nat Immunol 6(8):844–851. https://doi.org/10.1038/ni1229 CrossRefPubMed de Jonge WJ, van der Zanden EP, The FO, Bijlsma MF, van Westerloo DJ, Bennink RJ, Berthoud HR, Uematsu S, Akira S, van den Wijngaard RM, Boeckxstaens GE (2005) Stimulation of the vagus nerve attenuates macrophage activation by activating the Jak2-STAT3 signaling pathway. Nat Immunol 6(8):844–851. https://​doi.​org/​10.​1038/​ni1229 CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Zillekens A, GSH BSB, Schmidt A, Kalff JC, Wehner S (2014) Untersuchung des Effektes einer transkutanen Vagusnervstimulation auf den postoperativen Ileus im Mausmodell. Z Gastroenterol 52(08):777–784aCrossRef Zillekens A, GSH BSB, Schmidt A, Kalff JC, Wehner S (2014) Untersuchung des Effektes einer transkutanen Vagusnervstimulation auf den postoperativen Ileus im Mausmodell. Z Gastroenterol 52(08):777–784aCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Stakenborg N, Wolthuis AM, Gomez-Pinilla PJ, Farro G, Di Giovangiulio M, Bosmans G, Labeeuw E, Verhaegen M, Depoortere I, D'Hoore A, Matteoli G, Boeckxstaens GE (2017) Abdominal vagus nerve stimulation as a new therapeutic approach to prevent postoperative ileus. Neurogastroenterol Motil 29(9). https://doi.org/10.1111/nmo.13075 Stakenborg N, Wolthuis AM, Gomez-Pinilla PJ, Farro G, Di Giovangiulio M, Bosmans G, Labeeuw E, Verhaegen M, Depoortere I, D'Hoore A, Matteoli G, Boeckxstaens GE (2017) Abdominal vagus nerve stimulation as a new therapeutic approach to prevent postoperative ileus. Neurogastroenterol Motil 29(9). https://​doi.​org/​10.​1111/​nmo.​13075
18.
Zurück zum Zitat Der-Silaphet T, Malysz J, Hagel S, Larry Arsenault A, Huizinga JD (1998) Interstitial cells of cajal direct normal propulsive contractile activity in the mouse small intestine. Gastroenterology 114(4):724–736CrossRefPubMed Der-Silaphet T, Malysz J, Hagel S, Larry Arsenault A, Huizinga JD (1998) Interstitial cells of cajal direct normal propulsive contractile activity in the mouse small intestine. Gastroenterology 114(4):724–736CrossRefPubMed
20.
Zurück zum Zitat Becker HD, Borger HW, Schafmayer A (1979) Effect of vagotomy on gastrointestinal hormones. World J Surg 3(5):615–622CrossRefPubMed Becker HD, Borger HW, Schafmayer A (1979) Effect of vagotomy on gastrointestinal hormones. World J Surg 3(5):615–622CrossRefPubMed
22.
Zurück zum Zitat Bonaz B, Sinniger V, Hoffmann D, Clarencon D, Mathieu N, Dantzer C, Vercueil L, Picq C, Trocme C, Faure P, Cracowski JL, Pellissier S (2016) Chronic vagus nerve stimulation in Crohn's disease: a 6-month follow-up pilot study. Neurogastroenterol Motil 28(6):948–953. https://doi.org/10.1111/nmo.12792 CrossRefPubMed Bonaz B, Sinniger V, Hoffmann D, Clarencon D, Mathieu N, Dantzer C, Vercueil L, Picq C, Trocme C, Faure P, Cracowski JL, Pellissier S (2016) Chronic vagus nerve stimulation in Crohn's disease: a 6-month follow-up pilot study. Neurogastroenterol Motil 28(6):948–953. https://​doi.​org/​10.​1111/​nmo.​12792 CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Effect of transcutaneous vagus nerve stimulation on muscle activity in the gastrointestinal tract (transVaGa): a prospective clinical trial
verfasst von
Gun-Soo Hong
Bogdan Pintea
Philipp Lingohr
Christoph Coch
Thomas Randau
Nico Schaefer
Sven Wehner
Joerg C. Kalff
Dimitrios Pantelis
Publikationsdatum
05.12.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
International Journal of Colorectal Disease / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 0179-1958
Elektronische ISSN: 1432-1262
DOI
https://doi.org/10.1007/s00384-018-3204-6

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