Marek Waluga

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Krzysztof Jonderko

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Ewelina Domosławska

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Anna Matwiejszyn

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Marek Dzielicki

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Beata Krusiec-iderwidergoł

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Anna Kasicka-Jonderko

Departamentul de Științe Biomedice de Bază, Școala de Farmacie, Universitatea de Medicină din Silezia, Sosnowiec, Polonia

Abstract

Fundal/Scop:

Hrănirea cu rușine, reproducerea fazei cefalice a digestiei și implicarea stimulării combinate vizuale, olfactive și gustative afectează motilitatea gastro-intestinală și funcțiile secretoare ale sistemului digestiv, precum și echilibrul simpatic/parasimpatic (SPB). În acest studiu, ne-am propus să verificăm dacă stimularea gustului cu o aromă unică afectează activitatea mioelectrică gastrică (GMA) și/sau SPB.

Materiale și metode:

Optsprezece voluntari sănătoși au suferit, în patru zile separate, înregistrări electrogastrografice și electrocardiografice de 30 de minute: bazale, cu stimulare - păstrând în gură un cub de agar cu substanță care dă gust și post-expunere. Concentrațiile de zaharoză, NaCI, acid citric și clorhidrat de chinină în cuburi au fost ajustate pentru a de 100 de ori pragurile individuale de recunoaștere a gustului. SPB a fost determinat din analiza variabilității ritmului cardiac (HRV) a electrocardiogramelor înregistrate.

Rezultate:

S-a observat o creștere moderată, dar statistic semnificativă a cotei de timp în tahigastrie și bradigastrie, indiferent de tipul de gust aplicat. Gustul amar a provocat o scădere considerabilă a timpului normogastria (de la 82,8 ± 2,5% la 73,5 ± 3,5%, P = 0,00076) și o diminuare a frecvenței dominante (de la 3,07 ± 0,08 la 2,90 ± 0,10 cicluri pe minut (cpm) după expunere, P = 0,01). Gustul acru a determinat o scădere a puterii dominante (de la 42,5 ± 1,1 la 40,1 ± 1,4 dB, P = 0,0015). Două gusturi au împiedicat propagarea undelor gastrice lente - procentul mediu de cuplare a undelor lente a scăzut de la 77,9 ± 3,1% la 69,5 ± 3,1% (P = 0,0078) și de la 74,6 ± 2,5% la 68,2 ± 2,8% (P = 0,0054) cu gustul amar și, respectiv, sărat. Stimularea cu gust dulce, sărat sau acru a evocat o scădere semnificativă a componentei de înaltă frecvență a HRV, în timp ce gustul amar nu a afectat SPB.

Concluzii:

Stimularea orală cu gusturi percepute subiectiv ca neplăcute provoacă tulburări ale GMA interdigestive. Totuși, acest lucru nu coincide cu efectul său asupra SPB.

INTRODUCERE

Gustul, în combinație cu celelalte patru simțuri (miros, auz, atingere, vedere), permite individului să se orienteze în mediul înconjurător. În trecut, gustul îi ajuta pe strămoșii noștri să facă diferența între alimentele comestibile și cele necomestibile, cu avertismente privind gustul acru și amar care îndeplinesc un rol deosebit de vital. [1,2] În prezent, simțul gustului joacă un rol mult mai complex. Într-un sens hedonist, acesta permite gurmanzilor să se delecteze cu bucătăriile sofisticate ale diferitelor națiuni și culturi. [3,4] Mai precis, pentru a viza cu atenție și răsfăța gusturile consumatorilor, producătorii de alimente sunt foarte interesați de cercetarea gustului. Din această perspectivă a industriei alimentare, așa-numita fast-food este un bun exemplu de manipulare a compușilor chimici artificiali care furnizează gust. [5,6] Din păcate, dependența de plăcerile oferite de aceste gusturi a condus la incidențe amenințătoare ale obezitatea în societățile occidentale. În cele din urmă, nu trebuie trecut cu vederea faptul că tulburarea gustului poate fi un simptom al bolii. [7]

Simțul gustului contează consumul de alimente și, prin urmare, este indirect legat de controlul apetitului. [8,9] Intuitiv, stimularea gustului ar trebui să afecteze fiziologia tractului gastro-intestinal. Experimentele celebrului fiziolog rus Pawlow [10] au demonstrat existența fazei cefalice a digestiei constând în stimularea salivei și/sau a secreției de acid gastric la stimularea vizuală, olfactivă și gustativă. De atunci, s-a dovedit în numeroase experimente că hrănirea simulată, o procedură care constă în mestecarea alimentelor fără a fi înghițite, determină activarea motilității gastro-intestinale, a acidului gastric și a secreției enzimei pancreatice, precum și a eliberării hormonilor gastro-intestinali: gastrină și pancreas. polipeptidă [11]

Faza mecanică a digestiei în stomac constă în măcinarea alimentelor solide până la particule de 2) îndeplinind criteriile Organizației Mondiale a Sănătății pentru o bună sănătate. [21] Fiecare subiect a avut un rezultat negativ al unui test de respirație cu 13 C-uree pentru infecția cu Helicobacter pylori. Condițiile de excludere includeau utilizarea curentă a oricărui medicament, antecedente de intervenții chirurgicale care afectează anatomia tractului digestiv (cu excepția unei apendectomii) și sarcina. Fiecare voluntar a primit informații detaliate cu privire la scopul studiului, precum și protocolul și metodologia acestuia. Consimțământul scris a fost obținut de la toți subiecții, iar studiul a fost realizat în conformitate cu Declarația de la Helsinki. Proiectul a fost aprobat de Comitetul de Bioetică al Universității Medicale din Silezia.

Examinări introductive gustative

Această etapă inițială a studiului a fost dedicată determinării pragurilor individuale de recunoaștere a gustului și fiecare voluntar a realizat-o înainte de a participa la sesiunile de examinare adecvate [Figura 1].

stimulării

Schema de flux exemplară a studiului. La prima testare individuală, pragurile de recunoaștere pentru cele patru gusturi au fost determinate în ordine aleatorie la un subiect în patru zile separate (a - d). Apoi voluntarul a intrat în faza experimentală a studiului, unde în patru zile separate (w - z) au fost efectuate înregistrări EGG și ECG în stare interdigestivă pe o perioadă bazală de 30 de minute, o stimulare de 30 de minute cu unul dintre cele patru gusturi aplicat în ordine aleatorie, o perioadă de 30 de minute după expunere. După finalizarea înregistrărilor, voluntarul a evaluat senzațiile legate de stimulare în trei categorii: neplăcere/plăcere (scor variind de la -10 la 10 puncte), intensitate (0 până la 10 puncte) și senzație de greață (0 până la 10 puncte) cu utilizarea VAS

Pragurile individuale de recunoaștere a gustului gustului dulce, amar, acru și sărat au fost determinate în urma abordării înghițitură și scuipată descrise în detaliu în Standardul Internațional ISO3972, [22], cu o modificare care a constat în înlocuirea cofeinei cu clorhidrat de chinină ca gust amar amar standard. În acest din urmă caz, a fost utilizat un set de opt concentrații: 0,0656; 0,166; 0,2075; 0,369; 0,628; 1.146 ore; 2.071 ore; 3.699 mg/L.

În consecință, fiecărui voluntar i s-a cerut să vină la laborator în patru zile separate, deoarece, cu o singură ocazie, pragul de recunoaștere a gustului pentru un gust a fost determinat doar. Procedura a fost efectuată întotdeauna dimineața, după un post peste noapte. Într-o manieră oarbă și în ordine aleatorie în ceea ce privește selecția unuia dintre cele patru gusturi, unui subiect i s-a prezentat o serie de soluții apoase ale unui compus care furnizează gust, aranjate într-o serie de la cea mai mică la cea mai mare concentrație. După ce a luat în gură 10 ml de prima soluție, subiectul a păstrat-o acolo timp de 30 de secunde și apoi a scuipat într-o scuipătoare. Ulterior, subiectul a clătit gura cu apă distilată timp de 30 sec și apoi a scuipat-o. Următoarea soluție de test a fost luată în gură după o pauză de cel puțin 45 de secunde. Procedura a fost continuată până la identificarea corectă a gustului și concentrația compusului care eliberează gustul din acea soluție a fost luată ca prag de recunoaștere a gustului.

Pregătirea cuburilor de agar pentru stimularea gustului

O sută de mililitri dintr-o soluție apoasă de zaharoză, NaCI, acid citric sau clorhidrat de chinină a fost preparată ex tempore la o concentrație de 100 de ori pragul individual de recunoaștere a gustului. S-a încălzit până la fierbere și apoi s-au adăugat 2 g de agar (Arche Naturprodukte GmbH, Hilden, Germania) în timp ce se agită intens. Când soluția a fost gata, a fost turnată într-o formă, răcită constant și, în cele din urmă, pusă într-un frigider, astfel încât să poată fi obținute cuburi solide. Cuburile erau incolore (transparente) și inodore [Figura 2].

Aspectul cubului de agar care conține substanța care dă gust

Amplasarea electrozilor

Amplasarea electrozilor pentru electrogastrografie multicanal (A1 - A4 = electrozi activi, R = electrod de referință, G = electrod de împământare) și înregistrare electrocardiografică continuă (ECG1 - ECG7)

Pentru înregistrarea electrocardiografică continuă (ECG), șapte electrozi Ag/AgCl (tip R-LLL-510, Bio Lead-Lok, Józefów, Polonia) au fost fixați pe torace. Amplasarea electrozilor ECG a fost realizată în conformitate cu recomandările producătorului pentru înregistratorul de memorie flash AsPEKT 702 (Aspel, Zabierzów, Polonia) [25] [Figura 3].

Protocol de studiu

Fiecare subiect a participat la un set de patru sesiuni de examinare, fiecare executat într-o zi separată. Intervalul mediu care separă două sesiuni consecutive s-a ridicat la 7 zile (interval interquartil: 3,25-10 zile).

În scopul randomizării, un set de combinații unice numerotate de expunere la cele patru gusturi examinate a fost pregătit înainte de începerea investigațiilor. Aceste combinații predefinite au fost alocate de personalul laboratorului subiecților care au intrat consecutiv în studiu.

Conform diagramei schițate în Figura 1, o examinare a început cu o înregistrare bazală de 30 de minute a GMA și ECG, finalizată în poziție șezând. [26] În următorii 30 de minute, stimularea gustului a fost realizată. În acest scop, unui subiect i s-a dat un cub de agar conținând o substanță care eliberează gust și l-a plasat în cavitatea bucală dintre limbă și palat. Au fost furnizate instrucțiuni pentru a nu înghiți saliva, ci pentru a o scuipa într-un recipient furnizat. Un cub de agar dezintegrat/topit a fost scuipat și înlocuit imediat cu altul. În cele din urmă, s-a făcut o înregistrare GMA și ECG de 30 de minute după expunere.

După finalizarea fiecăreia dintre cele patru sesiuni descrise mai sus, voluntarii au evaluat senzațiile trăite în timpul stimulării în trei categorii: neplăcere/plăcere (scor variind de la - 10 la 10 puncte), intensitate (0 la 10 puncte) și senzație de greață (0 până la 10 puncte) cu utilizarea scărilor analogice vizuale (VAS) [Figura 1].

Analiza înregistrărilor

Semnalul primar EGG a fost eșantionat la 105 Hz, filtrat printr-un filtru trece jos de 15 cpm și 1,8 cpm trece în sus, și apoi eșantionat în jos la 1 Hz și stocat într-o bază de date pe un computer laptop. Electrogastrogramele obținute au fost analizate offline cu ajutorul software-ului Polygram Net ™ EGG 311224 (Medtronic A/S, Skovlunde, Danemarca). Condițiile experimentale legate de fiecare set de date au fost ascunse cercetătorului care efectuează analiza. După inspecția vizuală a urmăririlor efectuate pentru a identifica și elimina orice fragmente care conțin artefacte de mișcare, au fost aplicați următorii algoritmi analitici: [23,27]

O analiză a spectrului în desfășurare a implicat o abordare medie mobilă autoregresivă executată pe seturi de date consecutive de 60 de secunde. Pentru fiecare dintre cele patru canale de înregistrare, această etapă de analiză a dat procentajul de timp procentual de: bradigastria (0,50-2,00 cpm), normogastria (2,01-4,00 cpm) și tahigastria (4,01-9,00 cpm), precum și aritmia, adică, o entitate când nu s-a putut discerne nicio frecvență dominantă la pragul de clasificare implicit de 2,5 dB

Pentru analiza spectrului general, o transformare rapidă Fourier, folosind o fereastră Hamming a fost rulată pe seturi de date consecutive de 256 s cu o suprapunere de 128 s. Rezultatul acestei proceduri este un vector bidimensional al densității puterii în domeniul frecvenței, denumit de obicei „cadru”. În cadrul acesteia, se disting puterea maximă și frecvența corespunzătoare. Procedura este iterată până când a fost analizat un anumit interval de timp. Ca rezultat, se obține un set de date numerice constând din putere maximă și frecvență corespunzătoare pentru fiecare cadru. În cele din urmă, puterea dominantă generală (DP) este calculată ca medie geometrică a setului de valori ale puterii maxime, iar frecvența dominantă generală (DF) este calculată ca o mediană a setului de frecvențe corespunzător. Acești parametri au fost derivați implicit din urmărirea celui de-al treilea canal

O analiză cross-channel a fost realizată cu utilizarea modulului VAIVA Propalyzer pentru a obține procentul de cuplare cu undă lentă definit ca timpul procentual într-o perioadă dată în care diferența în DF între două canale este Tabelul 1. Comparativ cu gustul dulce, stimularea cu gust sărat, acru și amar a fost clar percepută ca neplăcută [Tabelul 2]. Intensitatea percepută a fost evaluată mai mică în cazul gustului acru și amar decât în ​​cazul gustului dulce și sărat; aproape toți subiecții au evaluat greață cu un scor zero [Tabelul 2].

tabelul 1

Pragurile de recunoaștere a gustului stabilite la 18 voluntari sănătoși

masa 2

Evaluări subiective ale senzațiilor experimentate de voluntari în timpul stimulării gustului în starea interdigestivă

Efectul stimulării gustului asupra activității mioelectrice gastrice interdigestive

Tabelul 3

Efectul stimulării gustului asupra GMA interdigestivă

Efectul stimulării gustului asupra echilibrului simpatic/parasimpatic

Stimularea cu trei gusturi (dulce, sărat și acru) a produs o scădere semnificativă a componentei HF a HRV, dar SPB a fost afectat numai în cazul gustului sărat. Dimpotrivă, stimularea cu gust amar nu a afectat niciunul dintre indicii HRV ai SPB [Tabelul 4].

Tabelul 4

Efectul stimulării gustului în starea interdigestivă asupra echilibrului activității simpatic/parasimpatic evaluat prin intermediul analizei HRV

DISCUŢIE

În timp ce proiectăm protocolul de studiu, ne-am confruntat cu o provocare metodologică serioasă; și anume, trebuia dezvoltat un sistem fiabil de livrare a gustului. Abordările folosite anterior de alți autori au inclus: clătirea gurii timp de 5 secunde cu o soluție de compus care dă gust, [31] mestecarea și scuipatul cârnaților apetisante sau neafăcători de frankfurter/tofu timp de cel puțin 5 minute, [20] sau intermitent 15 s mestecarea și scuiparea barelor Slim-Fast modificate. [32]

Abordarea adoptată în acest studiu este unică din două motive. În primul rând, utilizarea cuburilor de agar cu substanțe încorporate care furnizează gust a permis o stimulare continuă, prelungită, cu un singur gust. În al doilea rând, ar trebui subliniat faptul că experimentul nostru a diferit fundamental de ceea ce se numește hrănirea „clasică”, adică mestecarea și scuipatul unui aliment apetisant. Contrar acestei proceduri, la voluntarii noștri stimularea a fost întotdeauna efectuată cu un singur gust strict definit, la un nivel comparabil în rândul voluntarilor. Pentru a realiza acest lucru, concentrațiile substanțelor care furnizează gust în cuburi au fost ajustate individual în funcție de pragurile de recunoaștere a gustului determinate la fiecare subiect. De asemenea, este important ca, deoarece cuburile erau atât inodore, cât și incolore, stimularea nu implica nici simțul mirosului, nici viziunea.

Electrogastrografia este un instrument validat de cercetare care permite înregistrarea și analiza undelor gastrice lente. [33] Tulburările dintr-o electrogastrogramă s-au dovedit a fi indicative ale condițiilor patologice asociate cu dismotilitatea gastrică. [34] Cu toate acestea, progresul metodologic recent referitor la conceptul și implementarea electrogastrografiei multicanal permite cercetătorilor să obțină o perspectivă asupra propagării supapelor gastrice lente. [35]

CONCLUZIE

Rezultatele acestui studiu sugerează că stimularea orală provenită din gusturile percepute subiectiv ca neplăcute provoacă tulburări ale GMA interdigestive care, totuși, nu coincide cu efectul său asupra echilibrului autonom.