Changes in intestinal electrical activity during ischaemia correlate to pathology

Abstract

The gastrointestinal tract possesses an omnipresent electrical slow wave called the basic electrical rhythm (BER). It has been shown that the frequency of the BER falls during intestinal ischaemia. The correlation between changes in the BER and pathology that occur during acute ischaemia are not completely understood. To study this, the electrical activity of the ileum in 14 adult male rabbits was recorded during ischaemia. At baseline, 60, 120 and 210 minutes of ischaemia, segments of bowel were resected for histopathologic evaluation. The BER frequency was determined using the Fast Fourier Transformation (FFT) spectral analysis. The BER amplitude and FFT spectral power were also determined. The results showed significant decrease (p<0.05, Student's T-test) in the BER frequency, amplitude, and spectral power at all time points. Between 60 and 120 minutes, while there was a decrease in BER activity the pathologic grade remained the same (focal loss of surface epithelium). By 210 minutes of ischaemia when the BER could not be recorded, there was diffuse mucosal infarction. The results indicate that changes in the electrical activity of the bowel during acute mesenteric ischaemia occurred prior to the pathologic changes. The presence of electrical activity indicates that there was viable bowel. Thus it should be possible to use recordings of electrical activity to evaluate bowel viability during acute ischaemia.


Keywords: Intestinal ischaemia, Basic electrical rhythm, Pathology.


Résumé


L'artère gastrointestinal posséde une vague électrique lente et omniprésente appelée rythme électrique normal (Basic Electrical Rhythm, BER). Il a été démontré que la fréquence du rythme (BER) descend pendant la déficience de sang dans l'intestin. La corrélation entre les changements du BER et la pathologie qui se produit durant la déficience de sang accentuée n'est pas complètement comprise. Pour ètudier ceci, l'activité électrique de la partie intestinale de 14 cobayes males adultes était relevée durant la deficience de sang. Des segments internes étaient examinés à la baseline et à 60, 120, 210 minutes de la déficience et soumis à l'évaluation histopathologique. La fréquence du BER était déterminée en utilisant la transformation rapide Fourier (Fast Fourier Transformation, FFT). L'amplitude du BER et le pouvoir spectral de la FFT étaient aussi déterminés. Les resultats ont montré une diminution signifiante (p<0.05 Student's T-test) dans la fréquence l'amplitude et le pouvoir spectral du BER aux points de tout temps. Entre 60 et 120 minutes pendant qu'il y avait une diminution en activité du rythme, le grade pathologique reste la même infarction focal de muchose. A 210 minutes de deficience quand le rythme n'a pas pu enregistré, il y avait une diffuse de muchose d'infarction. Les resultats indiquent que les changements dans l'activité électrique de la cavité intestinale durant la déficience accentuée se passé avant les, changements pathologiques aux points de tout temps. La présence d'activité électrique indique que la cavité intestinale était viable. Ainsi, il sera possible d'utiliser l'enregistrement de l'activité électrique pour évaluer la viabilité durant la déficience de sang accentuée et la reperfusion.


West African Journal of Medicine 22(1) 2003: 1-4