Upper gastrointestinal dysmotility - from endocrinological pathogenesis to symptoms

Abstract

Gastrointestinal dysmotility is common, particularly in patients with diabetes mellitus. The aim of this thesis is to explore whether gastrointestinal dysmotility and endocrine secretion are interrelated, and how the symptoms manifest themselves in these patients.



Patients with diabetes mellitus and gastrointestinal symptoms underwent gastric emptying scintigraphy, esophageal manometry and deep-breathing tests. After a fat-rich meal, blood was collected for hormonal analyses. Healthy subjects participated in satiety and gastric emptying tests, while their satiety was scored. Tests were performed while infusions of either saline or various oxytocin concentrations were being administered. Patients with gastroparesis underwent gastric emptying scintigraphy and patients with dyspepsia performed satiety tests. Tests were performed with saline and with oxytocin infusion, respectively, and satiety was scored.



We found that:



• 58% of the patients had esophageal dysfunction and 68% had delayed gastric emptying. Abdominal fullness was associated with delayed gastric emptying (p=0.02).



• There was an increase in postprandial oxytocin plasma concentration in patients with normal gastric emptying (p=0.02) whereas this was lacking in patients with gastroparesis. Patients with esophageal dysmotility tended to have hyperCCKemia (p=0.05) and those with autonomic neuropathy had hypergastrinemia (p=0.01).



• There was no difference in the volume intake during oxytocin and saline infusions in healthy subjects, but less satiety was observed with oxytocin (p=0.03), 40mU/min being the most effective dosage (p=0.01). Oxytocin did not affect the gastric emptying time.



• In patients with gastroparesis oxytocin prolonged the gastric emptying (p=0.03), but had no effect on satiety or volume of intake in patients with dyspepsia.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Diabetes mellitus är en folksjukdom som blir allt vanligare, sannolikt till stor del på grund av vår moderna livsstil. Individer med diabetes löper större risk att utveckla många olika komplikationer, bland annat i ögonen, njurarna, blodkärlen och magtarmkanalen. Många diabetiker drabbas av förlångsammad tömning av magsäcken, vilket även kallas gastropares. Gastropares leder till att det blir svårt för patienten att reglera blodsockernivån och hålla en god kontroll över sin diabetes med ökad risk för att utveckla fler komplikationer.



Trots att det bedrivits mycket forskning i området vet man ännu inte allt om hur en normal magtarmkanal fungerar, och ännu mindre om hur magtarmkanalen fungerar när den drabbas av olika sjukdomar, till exempel gastropares. Syftet med denna avhandling är att studera diabetes inverkan på den övre magtarmkanalens funktion samt huruvida funktionen är kopplad till hormonella rubbningar. Dessutom ville vi undersöka hur symptomen ser ut hos diabetespatienter så att patienterna kan få rätt behandling så tidigt som möjligt i sjukdomsförloppet.



Oxytocin är ett hormon som frisätts från hypofysen, en körtel i hjärnan, vid förlossning och amning. Det är känt sedan länge att oxytocin påverkar livmodermuskulaturen och därmed driver på förlossningsarbetet. På liknande sätt påverkar oxytocin muskelcellerna i brösten så att mjölken drivs ut vid amning. Vår forskningsgrupp har lyckats visa att detta hormon och dess mottagarmolekyl finns i hela magtarmkanalen. Detta väckte många frågor kring vilka effekter hormonet har i magtarmkanalen och om det också spelar en roll för magtarmkanalens sjukdomar. Vid olika studier fann man att oxytocin utsöndras i blodet efter måltid, ökar på tjocktarmens rörelser samt att tillförsel av ämnet som blockerar oxytocin-mottagare hämmar magsäckstömningen. Vid en större studie där man gav oxytocin till personer med kronisk förstoppning såg man ingen effekt på själva förstoppningen men däremot på buksmärtorna. Detta var i linje med tidigare fynd som visat att oxytocin har en smärtstillande effekt och att nivåerna av hormonet är lägre hos patienter med kroniska buksmärtor. Alla ovanstående fynd tillsammans tyder på att oxytocin spelar en roll i magtarmfunktionen, även om man inte helt säkert vet hur.



I den första studien i denna avhandling ville vi kartlägga hur vanligt det är med gastropares samt esofagusdysfunktion, d.v.s. rubbningar i matstrupens funktion, hos patienter med diabetes vilka lider av besvär från magtarmkanalen, och om det finns någon koppling till besvären. Resultaten visade att 68 % hade gastropares och 58 % hade esofagusdysfunktion. Resultaten avseende gastropares var i linje med tidigare utförda studier inom ämnet. Dock var resultaten avseende esofagusdysfunktionen anmärkningsvärda, då detta inte tidigare studerats i samma utsträckning. Det enda symtomet som vi fann var kopplat till sjukdom var tyngdkänsla i buken, som hade ett samband till gastropares. Sammanfattningsvis visade studien att det är vanligt med rubbningar i både magsäckfunktionen och matstrupsfunktionen hos diabetiker, samt att symtom hos denna patientgrupp bör utredas vidare.



I den andra studien ville vi undersöka hur halterna i blodet av magtarmhormonerna, cholecystokinin (CCK), gastrin och det relativt outforskade oxytocin, hänger samman med rubbningar i den övre magtarmkanalens funktion, nämligen gastropares, esofagusdysfunktion och autonom neuropati, d.v.s. rubbningar i nervsystemet som styr magtarmkanalen.



CCK är ett hormon som produceras i tunntarmens slemhinna och som utsöndras ut i tolvfingertarmen när det finns protein eller fett i tunntarmsinnehållet. När CCK utsöndras så stoppas magsäckstömningen upp så att födan hinner bearbetas i lagom takt. Gastrin är ett hormon som produceras i magsäcken och tolvfingertarmen. Det utsöndras när magsäcken töjs efter måltid och när magsäcksinnehållet består delvis av proteiner. Gastrins främsta effekt är att leda till utsöndring av magsyra.



Studien visade att det hos diabetiker med normal magsäcksfunktion utsöndras oxytocin i blodet efter måltid men att detta inte skedde hos patienter med gastropares. CCK-halterna var något högre hos patienter med esofagusdysfunktion jämfört med de med normal funktion. Patienterna som uppvisade autonom neuropati hade ökade gastrinhalter. Sammanfattningsvis visade den andra studien att ovan nämnda hormonrubbningar hänger samman med rubbningar i den övre magtarmkanalens funktion.



I den tredje studien ville vi undersöka hur oxytocinet påverkar magsäckstömningen och mättnadskänslan hos friska, d.v.s. under normala förhållanden i människokroppen. Friska försökspersoner fick genomgå tester samtidigt som vi hela tiden tillförde oxytocin blandat med koksaltlösning, alternativt koksaltlösning, in i blodet. Resultaten visade att oxytocin inte påverkade hastigheten med vilken magsäcken töms men att de som fått oxytocin kände sig mindre mätta efter samma mängd näringsdryck än de som bara fått koksaltlösning.



Patienter med magkatarr upplever ofta för tidig mättnadskänsla, förutom andra mycket besvärande symtom. Därför bestämde vi oss för att i den fjärde studien ge dessa patienter oxytocinlösning i blodet för att se om man kunde behandla detta symtom med hjälp av oxytocin. Dessutom hade vi i den andra studien sett att diabetiker med gastropares inte fick en utsöndring av oxytocin efter måltid till skillnad från de med normal magsäckstömning, och ville därför även ge patienter med gastropares oxytocinlösning i blodet för att se om detta kunde normalisera magsäckstömningen.



Resultaten från den fjärde studien visade att oxytocin inte hade någon effekt på magkatarrpatienternas mättnadskänsla, och att det verkade förlångsamma den redan långsamma magsäckstömningen hos diabetikerna.



Sammanfattningsvis visade denna avhandling att

• esofagusdysmotilitet är nästan lika vanligt som gastropares vid diabetes mellitus.



• hos patienter med diabetes finns det en koppling mellan

o gastropares och lägre oxytocinhalter

o esofagusdysmotilitet och högre CCK-halter

o autonom neuropati och högre gastrinhalter.



• oxytocin inte påverkar magsäckstömningens hastighet hos friska, men minskar mättnadskänslan vid födointag.



• oxytocin förlångsammar magsäckstömningens hastighet hos diabetiker med gastropares, men påverkar inte mättnaden hos patienter med magkatarr.

• author: Borg, Julia
• supervisor: Bodil Ohlsson; Olle Melander
• opponent: Associate Professor Petersson, Maria, Clinic of Endocrinologi, Metabolism and Diabetes, Karolinska Institute, Sweden
• organization: Chronic Inflammatory and Degenerative Diseases Research Unit (research group)
• publishing date: 2011
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Rheumatology and Autoimmunity; Medical and Health Sciences
• keywords: oxytocin, gastroparesis, functional dyspepsia, upper gastrointestinal dysmotility, CCK, gastrin, vasopressin, esophageal dysmotility, satiety, diabetes mellitus, endocrine dysregulation, gastric emptying, gastric emptying scintigraphy, gastric emptying manometry, autonomic neuropathy
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2011:58
• pages: 77 pages
• defense location: Clinical Research Centre, Entrance 72, SUS Malmö
• defense date: 2011-06-10 13:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-86871-07-9
• language: English
• LU publication?: yes
• id: de02540b-d6f4-42db-8d52-a865f1e722fb (old id 1963624)
• date added to LUP: 2016-04-01 14:18:22
• date last changed: 2023-04-18 20:17:43