Bacterial Translocation in Short-Bowel Syndrome in Rats

Abstract

Massive intestinal resection results in short-bowel syndrome (SBS) and is associated with an increased risk of infectious complications mainly caused by the egress of intestinal bacteria to distant organs, a process termed bacterial translocation (BT). The purpose of this experimental study in rats was to investigate in different models of SBS the impact of the type of intestinal resection on bacterial growth in the residual small bowel and on the occurrence of BT.

SBS was created in 30 rats either by jejunal resection (JR), by ileal resection (IR) or by ileal resection including the ileocecal valve (IR+ICV). 10 animals underwent only a sham laparotomy (SL) and served as controls. Two weeks after the operative procedure, intestinal bacterial colonization and BT to the portal vein, vena cava, mesenteric lymph nodes, liver and spleen were determined.

All resected animals showed a decreased weight gain and a significant bacterial overgrowth in the residual small bowel compared to the SL group. BT occurred after SL in 12 %, after JR in 70%, after IR in 58%, and was significantly less frequent (35%) after IR+ICV, respectively.

These experimental findings suggest that BT in SBS might be promoted by the intestinal bacterial overgrowth in the residual bowel, and the incidence of BT seems to be related to the presence or absence of the ileocecal valve.

Zusammenfassung

Nach ausgedehnten Darmresektionen kann es zu einem Kurzdarmsyndrom kommen. Bei diesem treten, neben einer Vielzahl anderer Probleme, auch gehäuft infektiöse Komplikationen auf, die häufig durch Erreger verursacht werden, die normalerweise nur im Darm vorkommen. Darmkeime können über den Mechanismus der Bakterientranslokation (BT) vom Darm zu extramtestinalen Organen und Systeme gelangen. Die Fragestellung bei dieser experimentellen Rattenstudie war: Ist die Häufigkeit der Bakterientranslokation abhängig von der Art des Kurzdarmsyndroms und führt ein Kurzdarmsyndrom zu einer erhöhten bakteriellen Kolonisation des Darmes? Führt die erhöhte Bakterienkolonisation des Darmes zu einer gesteigerten BT-Rate, und welchen Einfluß hat das Vorhandensein oder Fehlen der Ileozökalklappe?

Bei 30 Ratten wurde entweder das Jejunum, das Ileum, oder das Ileum mit Ileozökalklappe operativ entfernt. Bei 10 Ratten wurde nur eine Scheinlaparotomie durchgeführt. Zwei Wochen nach der Darmresektion wurden die Darmbesiedelung im verbliebenen Dünndarm und die BT in die Pfortader, Vena cava, mesenterialen Lymphknoten, Leber und Milz untersucht.

Bei allen Tieren kam es nach einer Darmresektion zu einer verminderten Gewichtszunahme und zu einer signifikanten Zunahme der Darmbakterien im verbliebenen Dünndarm. Die Inzidenz der BT war nach Scheinoperation 12%, nach Jejunumresektion 70%, nach Ileumresektion 58%, und nach Ileum- mit Ileozökalklappenresektion 35 %.

Zusammenfassend zeigten diese experimentellen Untersuchungen, daß eine erhöhte BT-Rate beim Kurzdarmsyndrom auftritt, und diese durch die bakterielle Überbesiedelung des Restdarmes und durch das Vorhandensein oder Fehlen der Ileozökalklappe beeinflußt werden.

Key words

Short-bowel syndrome - Bacterial overgrowth, Bacterial translocation

Schlüsselwörter

Kurzdarmsyndrom - Bakterielles Überwachstum - Bakterientranslokation