Bacterial Translocation is Favored by the Preservation of the Ileocecal Valve in Experimental Short Bowel with Total Parenteral Nutrition

Abstract

Sepsis in short-bowel syndrome (SBS) is in part due to bacterial translocation (BT). Parenteral nutrition (PN) is often necessary in SBS and promotes BT. The aim of this study was to asses the effect of the presence or absence of ileocecal valve (ICV) on BT in parenterally-fed rats with massive intestinal resection.

Sixty-five adult Wistar rats underwent central venous cannulations and were randomly assigned to one of five groups receiving for ten days five treatment regimes: Sham (n = 17) standard rat chow + i. v. saline. PN (n = 17) fasting + PN. Res- Sham (n = 10) standard rat chow + i. v. saline + 80% gut resection. Res-PN (n = 11) fasting, PN + 80% gut resection. Res-ICV-PN (n = 10) fasting, PN + 80% gut resection including ICV. At the end of the experiment they were euthanized and mesenteric lymph nodes (MLN), spleen and peripheral and portal blood specimens were recovered and cultured.

BT was found in 47% of PN animals, 91 % of Res-PN rats, 100 % of Res-Sham group and 60 % of Res-ICV-PN animals, but not in Sham ones. 97% of BT+ animals had positive cultures in MLN and/or portal blood, whereas germs beyond liver were detected in 30% of Res-Sham, 37% of PN, 50% of Res-PN and 0% of Res-ICV-PN rats.

The present study confirms that both massive intestinal resection and PN promote BT. In addition, it shows that animals deprived of ICV have lower incidence of BT in this setting than those with it and that the germs do not reach in them peripheral blood in the same proportions as in ICV-intact animals. These results suggest that the presence of an intact ICV favor BT in parenterally-fed rats with massive intestinal resection.

Zusammenfassung

Sepsis bei Kurzdarmsyndrom ist teilweise durch bakterielle Translokation bedingt. Parenterale Ernährung ist bei Kurzdarmsyndrom oft notwendig, begünstigt aber die bakterielle Translokation. Das Ziel dieser Studie bestand darin, die Auswirkung von An- oder Abwesenheit der Bauhinschen Klappe auf die bakterielle Translokation bei parenteral ernährten Ratten mit massiver Darmresektion zu ermessen.

65 erwachsene Wistar-Ratten erhielten einen zentralen Venenkatheter und wurden in folgende fünf Behandlungsgruppen randomisiert:

Scheingruppe (n= 17): Standardrattennahrung und intravenöse physiologische Kochsalzlösung. PN-Gruppe (n = 17): Fasten und parenterale Ernährung. RES-Schefn-Gruppe (n= 10): Standardrattennahrung + intravenöse physiologische Kochsalzlösung + 80% Darmresektion. RES-PN-Gruppe (n= 11): Fasten, + parenterale Ernährung + 80% Darmresektion. RES-ICV-PN (n = 10): Fasten + parenterale Ernährung + 80% Darmresektion incl. Ileozökalklappe. Nach 10tägiger Behandlungsphase wurden die Tiere euthanasiert und mesenteriale Lympknoten, Milz sowie periphere und portale Blutproben asserviert und kultiviert.

Bakterientranslokation wurde bei 47 % der PN-Tiere gefunden, bei 91% der RES-PN-Ratten, zu 100% in der RES-Schein-Gruppe und zu 60 % bei RES-ICV-PN-Tieren, nicht hingegen in der Scheingruppe. 97 % der Tiere mit bakterieller Translokation hatten positive Kulturen in den mesenterialen Lymphknoten und/oder im Pfortaderblut. Jenseits der Leber wurden Bakterien nur bei 30 % der RES-Schein-, 37 % der PN-, 50 % der RES-PN-und keiner der RES-ICV-PN-Ratten gefunden.

Die gegenwärtige Studie bestätigt, daß sowohl massive Darmresektion als auch parenterale Ernährung die bakterielle Translokation fördert. Zusätzlich zeigt sie, daß Tiere ohne Ileozökalklappe eine geringere Inzidenz bakterieller Translokation aufwiesen als jene mit, und daß die Keime bei ersteren in einem geringeren Prozentsatz die periphere Zirkulation erreichten als bei jenen mit erhaltener Ileozökalklappe. Die Ergebnisse legen nahe, daß das Vorliegen einer intakten Ileozökalklappe die bakterielle Translokation bei parenteral ernährten Ratten mit massiver Darmresektion begünstigt.

Key words

Bacterial translocation - Parenteral nutrition - Short-bowel syndrome - Ileocecal valve

Schlüsselwörter

Bakterielle Translokation - Ileozökalklappe - Kurzdarmsyndrom - Parenterale Ernährung