The Relationship Between Cortical Activation in Response to Anorectal Stimuli and Continence Behavior in Freely Behaving Rats Before and After Application of Sacral Nerve Stimulation
Authors: Evers Judith , O’Connell P. Ronan , Jones James F.X. 
Published: October 2021

BACKGROUND:

Changes in anorectal sensation have been reported in patients with fecal incontinence, and there is limited evidence that sacral nerve stimulation can restore normal sensation.

OBJECTIVE:

The aims of the present study were to investigate changes in the transmission of sensory anorectal stimuli in a rodent model of fecal incontinence and to study the effects of sacral nerve stimulation on defecation behavior.

DESIGN:

An established model of fecal incontinence was utilized for this study.

INTERVENTION:

Pudendal nerve stretch and compression were used in 16 adult female Wistar rats and were monitored for 3 weeks: 6 rats received sacral nerve stimulation for 1 week by using an implantable neurostimulator and 10 rats had nonfunctioning “dummy” devices inserted. Five additional rats were sham operated. Anorectal cortical evoked potentials were used as a surrogate marker for anorectal sensory function.

MAIN OUTCOME MEASURES:

The primary outcomes measured were fecal incontinence index, evoked potential amplitude, and latency.

RESULTS:

Fifty percent of rats showed behavioral signs of fecal incontinence measured by the Fecal Incontinence Index (>0.20), calculated by using the pellet distribution outside the cage’s latrine area. Anorectal evoked potential amplitude was reduced in rats with a Fecal Incontinence Index >0.20 (p = 0.019). The amplitude of forepaw evoked potentials recorded as a control was not different between groups. Chronic sacral nerve stimulation using the fully implantable device and custom rodent lead was safe and stable during this chronic prospective study. Incontinent rats (n = 3) that received sacral nerve stimulation showed an improvement of Fecal Incontinence Index and an increase of evoked potential amplitude to anorectal stimulation compared with the dummy implant controls (n = 5).

LIMITATIONS:

The main limitation is the small number of animals that received sacral nerve stimulation.

CONCLUSIONS:

Chronic sacral nerve stimulation is feasible in rats when miniature telemetric devices are used. Behavioral signs of fecal incontinence were positively correlated with the latency of anorectal evoked potentials. See Video Abstract at http://links.lww.com/DCR/B712.

RELACIÓN ENTRE LA ACTIVACIÓN CORTICAL EN RESPUESTA A LOS ESTÍMULOS ANORRECTALES Y EL COMPORTAMIENTO DE CONTINENCIA EN RATAS QUE SE COMPORTAN LIBREMENTE ANTES Y DESPUÉS DE LA APLICACIÓN DE ESTIMULACIÓN DEL NERVIO SACRO

ANTECEDENTES:

Se han informado cambios en la sensación anorrectal en pacientes con incontinencia fecal y hay evidencia limitada de que la estimulación del nervio sacro puede restaurar la sensación normal.

OBJETIVO:

Los objetivos del presente estudio fueron investigar los cambios en la transmisión de estímulos anorrectales sensoriales en un modelo de roedor de incontinencia fecal y estudiar los efectos de la estimulación del nervio sacro en la conducta de defecación.

DISEÑO:

Un modelo establecido de incontinencia fecal.

INTERVENCIÓN:

Se utilizó estiramiento y compresión del nervio pudendo en 16 ratas Wistar hembras adultas y se les realizó un seguimiento durante 3 semanas: seis ratas recibieron estimulación del nervio sacro durante 1 semana utilizando un neuroestimulador implantable y diez ratas tuvieron insertados dispositivos “ficticios” no funcionantes. Se operaron simuladamente cinco ratas adicionales. Los potenciales evocados corticales anorrectales se utilizaron como marcador subrogado de la función sensorial anorrectal.

PRINCIPALES MEDIDAS DE RESULTADO:

Índice de incontinencia fecal, amplitud de potenciales evocados y latencia.

RESULTADOS:

El cincuenta por ciento de las ratas mostró signos de comportamiento de incontinencia fecal medidos por el Índice de incontinencia fecal (> 0.20), calculado utilizando la distribución de heces fuera del área de la letrina de la jaula. La amplitud del potencial evocado anorrectal se redujo en ratas con un índice de incontinencia fecal >0.20 (p = 0.019). La amplitud de los potenciales evocados de la pata delantera registrados como control no fue diferente entre los grupos. La estimulación crónica del nervio sacro utilizando un dispositivo totalmente implantable y un cable de roedor personalizado fue segura y estable durante este estudio prospectivo crónico. Las ratas con incontinencia (N = 3) que recibieron estimulación del nervio sacro mostraron una mejora del índice de incontinencia fecal y un aumento de la amplitud del potencial evocado a la estimulación anorrectal en comparación con los controles de implante ficticio (N = 5).

LIMITACIONES:

La principal limitación es el pequeño número de animales que recibieron estimulación del nervio sacro.

CONCLUSIONES:

La estimulación crónica del nervio sacro es factible en ratas cuando se utilizan dispositivos telemétricos en miniatura. Los signos conductuales de incontinencia fecal se correlacionaron positivamente con la latencia de los potenciales evocados anorrectales. Consulte Video Resumen en http://links.lww.com/DCR/B712. (Traducción—Dr. Jorge Silva Velazco)