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Erschienen in: Diseases of the Colon & Rectum 4/2008

01.04.2008 | Original Contribution

Inhibitory Effects of Gastrointestinal Electrical Stimulation on Rectal Tone are both Organ-Specific and Distance-Related in Dogs

verfasst von: Xiaohong Xu, M.S., Yong Lei, M.D., Shi Liu, M.D., J. D. Z. Chen, Ph.D.

Erschienen in: Diseases of the Colon & Rectum | Ausgabe 4/2008

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Abstract

Purpose

A phenomenon of cross-talk has been noted that electrical stimulation of one part of the gut affects another part of the gut. This study was designed to investigate whether the effect of electrical stimulation of one part of the gut on another part of the gut was related to the organ or the distance between the stimulation site and the affected organ, and the mechanism of ileum electrical stimulation on rectal tone.

Methods

This study was performed in 13 healthy dogs (16–28 kg) in the fasting state. Experiments were performed to study 1) effects of gastric electrical stimulation, duodenal electrical stimulation, ileum electrical stimulation, and colonic electrical stimulation on rectal tone, and 2) the sympathetic and nitrergic pathways involved in the effects of ileum electrical stimulation on rectal tone. A computerized barostat was used to assess rectal tone.

Results

All methods of stimulations significantly inhibited rectal tone. Duodenal electrical stimulation was least effective in reducing rectal tone. The percentage of increase in rectal volume was distance-related with duodenal electrical stimulation, ileum electrical stimulation, and colonic electrical stimulation but organ-specific with gastric electrical stimulation. The inhibitory effect of ileum electrical stimulation on rectal tone was abolished by N ω -nitro-L-arginine but not guanethidine.

Conclusions

Electrical stimulation of the stomach, intestine, or colon with long pulses has an inhibitory effect on rectal tone. This inhibitory effect is organ-specific as well as associated with the distance between stimulation site and affected organs. The inhibitory effect of ileum electrical stimulation on rectal tone is mediated by the nitrergic but not sympathetic pathway.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Forster J, Sarosiek I, Delcore R, Lin Z, Raju GS, McCallum RW. Gastric pacing is a new surgical treatment for gastroparasis. Am J Surg 2001;182:676–81.PubMedCrossRef Forster J, Sarosiek I, Delcore R, Lin Z, Raju GS, McCallum RW. Gastric pacing is a new surgical treatment for gastroparasis. Am J Surg 2001;182:676–81.PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat McCallum RW, Chen JD, Lin ZY, Schirmer BD, Williams RD, Ross RA. Gastric pacing improves emptying and symptoms in patients with gastroparesis. Gastroenterology 1998;114:456–61.PubMedCrossRef McCallum RW, Chen JD, Lin ZY, Schirmer BD, Williams RD, Ross RA. Gastric pacing improves emptying and symptoms in patients with gastroparesis. Gastroenterology 1998;114:456–61.PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Cigaina V. Gastric pacing as therapy for morbid obesity: preliminary results. Obes Surg 2002;12:S12–6.CrossRef Cigaina V. Gastric pacing as therapy for morbid obesity: preliminary results. Obes Surg 2002;12:S12–6.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Shikora SA. “What are the yanks doing?” the U.S. experience with implantable gastric stimulation (IGS) for the treatment of obesity: update on the ongoing clinical trials. Obes Surg 2004;14:S40–8.PubMedCrossRef Shikora SA. “What are the yanks doing?” the U.S. experience with implantable gastric stimulation (IGS) for the treatment of obesity: update on the ongoing clinical trials. Obes Surg 2004;14:S40–8.PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Abell T, McCallum R, Hocking M, et al. Gastric electrical stimulation for medically refractory gastroparesis. Gastroenterology 2003;125:421–8.PubMedCrossRef Abell T, McCallum R, Hocking M, et al. Gastric electrical stimulation for medically refractory gastroparesis. Gastroenterology 2003;125:421–8.PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Bellahsene BE, Lind CD, Schirmer BD, Updike OL, McCallum RW. Acceleration of gastric emptying with electrical stimulation in a canine model of gastroparesis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 1992;262:G826–34. Bellahsene BE, Lind CD, Schirmer BD, Updike OL, McCallum RW. Acceleration of gastric emptying with electrical stimulation in a canine model of gastroparesis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 1992;262:G826–34.
7.
Zurück zum Zitat Chen JD, Qian L, Ouyang H, Yin J. Gastric electrical stimulation with short pulses reduces vomiting but not dysrhythmias in dogs. Gastroenterology 2003;124:401–9.PubMedCrossRef Chen JD, Qian L, Ouyang H, Yin J. Gastric electrical stimulation with short pulses reduces vomiting but not dysrhythmias in dogs. Gastroenterology 2003;124:401–9.PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Eagon JC, Kelly KA. Effect of electrical stimulation on gastric electrical activity, motility and emptying. Neurogastroenterol Motil 1995;7:39–45.PubMed Eagon JC, Kelly KA. Effect of electrical stimulation on gastric electrical activity, motility and emptying. Neurogastroenterol Motil 1995;7:39–45.PubMed
9.
Zurück zum Zitat Xu X, Brining DL, Chen JD. Effects of vasopressin and long pulse-low frequency gastric electrical stimulation on gastric emptying, gastric and intestinal myoelectrical activity and symptoms in dogs. Neurogastroenterol Motil 2005;17:236–44.PubMedCrossRef Xu X, Brining DL, Chen JD. Effects of vasopressin and long pulse-low frequency gastric electrical stimulation on gastric emptying, gastric and intestinal myoelectrical activity and symptoms in dogs. Neurogastroenterol Motil 2005;17:236–44.PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Sun Y, Chen J. Intestinal electric stimulation decreases fat absorption in rats: therapeutic potential for obesity. Obes Res 2004;12:1235–42.PubMed Sun Y, Chen J. Intestinal electric stimulation decreases fat absorption in rats: therapeutic potential for obesity. Obes Res 2004;12:1235–42.PubMed
11.
Zurück zum Zitat Liu S, Hou X, Chen JD. Therapeutic potential of duodenal electrical stimulation for obesity: acute effects on gastric emptying and water intake. Am J Gastroenterol 2005;100:792–6.PubMedCrossRef Liu S, Hou X, Chen JD. Therapeutic potential of duodenal electrical stimulation for obesity: acute effects on gastric emptying and water intake. Am J Gastroenterol 2005;100:792–6.PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Yin J, Ouyang H, Chen JD. Potential of intestinal electrical stimulation for obesity: a preliminary canine study. Obesity 2007;15:1133–8.PubMedCrossRef Yin J, Ouyang H, Chen JD. Potential of intestinal electrical stimulation for obesity: a preliminary canine study. Obesity 2007;15:1133–8.PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Bruninga K, Riedy L, Keshavarzian A, Walter J. The effect of electrical stimulation on colonic transit following spinal cord injury in cats. Spinal Cord 1998;36:847–53.PubMedCrossRef Bruninga K, Riedy L, Keshavarzian A, Walter J. The effect of electrical stimulation on colonic transit following spinal cord injury in cats. Spinal Cord 1998;36:847–53.PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Shafik A, Shafik AA, El-Sibai O, Ahmed I. Colonic pacing: a therapeutic option for the treatment of constipation due to total colonic inertia. Arch Surg 2004;139:775–9.PubMedCrossRef Shafik A, Shafik AA, El-Sibai O, Ahmed I. Colonic pacing: a therapeutic option for the treatment of constipation due to total colonic inertia. Arch Surg 2004;139:775–9.PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Shafik A, El-Sibai O, Shafik AA, Ahmed I. Colonic pacing in the treatment of patients with irritable bowel syndrome: technique and results. Front Biosci 2003;8:b1–5.PubMedCrossRef Shafik A, El-Sibai O, Shafik AA, Ahmed I. Colonic pacing in the treatment of patients with irritable bowel syndrome: technique and results. Front Biosci 2003;8:b1–5.PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Liu S, Wang L, Chen JD. Cross-talk along gastrointestinal tract during electrical stimulation: effects and mechanisms of gastric/colonic stimulation on rectal tone in dogs. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2005;288:G1195–8.PubMedCrossRef Liu S, Wang L, Chen JD. Cross-talk along gastrointestinal tract during electrical stimulation: effects and mechanisms of gastric/colonic stimulation on rectal tone in dogs. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2005;288:G1195–8.PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Chen JD, Lin HC. Electrical pacing accelerates intestinal transit slowed by fat-induced ileal brake. Dig Dis Sci 2003;48:251–6.PubMedCrossRef Chen JD, Lin HC. Electrical pacing accelerates intestinal transit slowed by fat-induced ileal brake. Dig Dis Sci 2003;48:251–6.PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Xu X, Zhu H, Chen JD. Pyloric electrical stimulation reduces food intake by inhibiting gastric motility in dogs. Gastroenterology 2005;128:43–50.PubMedCrossRef Xu X, Zhu H, Chen JD. Pyloric electrical stimulation reduces food intake by inhibiting gastric motility in dogs. Gastroenterology 2005;128:43–50.PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Liu S, Lei Y, Chen JD. Inhibitory effects and mechanisms of colonic electric stimulation on gastric and rectal tone in conscious dogs. Dis Colon Rectum 2006;49:1749–54.PubMedCrossRef Liu S, Lei Y, Chen JD. Inhibitory effects and mechanisms of colonic electric stimulation on gastric and rectal tone in conscious dogs. Dis Colon Rectum 2006;49:1749–54.PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Xu X, Qian L, Chen JD. Anti-dysrhythmic effects of long-pulse gastric electrical stimulation in dogs. Digestion 2004;69:63–70.PubMedCrossRef Xu X, Qian L, Chen JD. Anti-dysrhythmic effects of long-pulse gastric electrical stimulation in dogs. Digestion 2004;69:63–70.PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Lin ZY, McCallum RW, Schirmer BD, Chen JD. Effects of pacing parameters on the entrainment of gastric slow waves in patients with gastroparesis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 1998;274:G186–91. Lin ZY, McCallum RW, Schirmer BD, Chen JD. Effects of pacing parameters on the entrainment of gastric slow waves in patients with gastroparesis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 1998;274:G186–91.
22.
Zurück zum Zitat Chen JD, Xu X, Zhang J, et al. Efficiency and efficacy of multi-channel gastric electrical stimulation. Neurogastroenterol Motil 2005;17:878–82.PubMedCrossRef Chen JD, Xu X, Zhang J, et al. Efficiency and efficacy of multi-channel gastric electrical stimulation. Neurogastroenterol Motil 2005;17:878–82.PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Xing JH, Chen JD. Effects and mechanisms of long-pulse gastric electrical stimulation on canine gastric tone and accommodation. Neurogastroenterol Motil 2006;18:136–43.PubMedCrossRef Xing JH, Chen JD. Effects and mechanisms of long-pulse gastric electrical stimulation on canine gastric tone and accommodation. Neurogastroenterol Motil 2006;18:136–43.PubMedCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Glise H, Abrahamsson H. Reflex vagal inhibition of gastric motility by intestinal nociceptive stimulation in the cat. Scand J Gastroenterol 1980;15:769–74.PubMedCrossRef Glise H, Abrahamsson H. Reflex vagal inhibition of gastric motility by intestinal nociceptive stimulation in the cat. Scand J Gastroenterol 1980;15:769–74.PubMedCrossRef
25.
Zurück zum Zitat Martinez V, Wang L, Tache Y. Proximal colon distension induces Fos expression in the brain and inhibits gastric emptying through capsaicin-sensitive pathways in conscious rats. Brain Res 2006;1086:168–80.PubMedCrossRef Martinez V, Wang L, Tache Y. Proximal colon distension induces Fos expression in the brain and inhibits gastric emptying through capsaicin-sensitive pathways in conscious rats. Brain Res 2006;1086:168–80.PubMedCrossRef
26.
Zurück zum Zitat Abo M, Kono T, Wang Z, Chen JD. Impairment of gastric and jejunal myoelectrical activity during rectal distension in dogs. Dig Dis Sci 2000;45:1731–6.PubMedCrossRef Abo M, Kono T, Wang Z, Chen JD. Impairment of gastric and jejunal myoelectrical activity during rectal distension in dogs. Dig Dis Sci 2000;45:1731–6.PubMedCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Qian L, Orr WC, Chen JD. Inhibitory reflexive effect of rectal distension on postprandial gastric myoelectrical activity. Dig Dis Sci 2002;47:2473–9.PubMedCrossRef Qian L, Orr WC, Chen JD. Inhibitory reflexive effect of rectal distension on postprandial gastric myoelectrical activity. Dig Dis Sci 2002;47:2473–9.PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Lei Y, Zhu H, Xing J, Chen JD. Rectal distension modulates canine gastric tone and accommodation. Dig Dis Sci 2005;50:2134–40.PubMedCrossRef Lei Y, Zhu H, Xing J, Chen JD. Rectal distension modulates canine gastric tone and accommodation. Dig Dis Sci 2005;50:2134–40.PubMedCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Zhang J, Chen JD. Systematic review: applications and future of gastric electrical stimulation. Aliment Pharmacol Ther 2006;24:991–1002.PubMedCrossRef Zhang J, Chen JD. Systematic review: applications and future of gastric electrical stimulation. Aliment Pharmacol Ther 2006;24:991–1002.PubMedCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Kelly KA, Code CF. Duodenal-gastric reflux and slowed gastric emptying by electrical pacing of the canine duodenal pacesetter potential. Gastroenterology 1977;72:429–33.PubMed Kelly KA, Code CF. Duodenal-gastric reflux and slowed gastric emptying by electrical pacing of the canine duodenal pacesetter potential. Gastroenterology 1977;72:429–33.PubMed
31.
Zurück zum Zitat Liu S, Liu J, Chen JD. Neural mechanisms involved in the inhibition of intestinal motility induced by intestinal electrical stimulation in conscious dogs. Neurogastroenterol Motil 2006;18:62–8.PubMedCrossRef Liu S, Liu J, Chen JD. Neural mechanisms involved in the inhibition of intestinal motility induced by intestinal electrical stimulation in conscious dogs. Neurogastroenterol Motil 2006;18:62–8.PubMedCrossRef
32.
Zurück zum Zitat Soper NJ, Geisler KL, Sarr MG, Kelly KA, Zinsmeister AR. Regulation of canine jejunal transit. Am J Physiol 1990;259:G928–33.PubMed Soper NJ, Geisler KL, Sarr MG, Kelly KA, Zinsmeister AR. Regulation of canine jejunal transit. Am J Physiol 1990;259:G928–33.PubMed
33.
Zurück zum Zitat Furness JB, Costa M. Sympathetic influences on gastrointestinal function. In: Furness JB, Costa M. The enteric nervous system. Edinburgh: Churchill Livingstone, 1978:207–38. Furness JB, Costa M. Sympathetic influences on gastrointestinal function. In: Furness JB, Costa M. The enteric nervous system. Edinburgh: Churchill Livingstone, 1978:207–38.
34.
Zurück zum Zitat Stebbing JF, Brading AF, Mortensen NJ. Nitrergic innervation and relaxant response of rectal circular smooth muscle. Dis Colon Rectum 1996;39:294–9.PubMedCrossRef Stebbing JF, Brading AF, Mortensen NJ. Nitrergic innervation and relaxant response of rectal circular smooth muscle. Dis Colon Rectum 1996;39:294–9.PubMedCrossRef
35.
Zurück zum Zitat Hechtman HB, Barlow C. Moderation of anal sphincter tone with nitric oxide agonists and antagonists. Arch Surg 1996;131:775–84.PubMed Hechtman HB, Barlow C. Moderation of anal sphincter tone with nitric oxide agonists and antagonists. Arch Surg 1996;131:775–84.PubMed
Metadaten
Titel
Inhibitory Effects of Gastrointestinal Electrical Stimulation on Rectal Tone are both Organ-Specific and Distance-Related in Dogs
verfasst von
Xiaohong Xu, M.S.
Yong Lei, M.D.
Shi Liu, M.D.
J. D. Z. Chen, Ph.D.
Publikationsdatum
01.04.2008
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Diseases of the Colon & Rectum / Ausgabe 4/2008
Print ISSN: 0012-3706
Elektronische ISSN: 1530-0358
DOI
https://doi.org/10.1007/s10350-007-9129-8

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