Splanchnic hypoperfusion is common in various pathophysiological conditions and often considered to lead to gut dysfunction. While it is known that physiological situations such as physical exercise also result in splanchnic hypoperfusion, the consequences of flow redistribution at the expense of abdominal organs remained to be determined. This study focuses on the effects of splanchnic hypoperfusion on the gut, and the relationship between hypoperfusion, intestinal injury and permeability during physical exercise in healthy men.Healthy men cycled for 60 minutes at 70% of maximum workload capacity. Splanchnic hypoperfusion was assessed using gastric tonometry. Blood, sampled every 10 minutes, was analyzed for enterocyte damage parameters (intestinal fatty acid binding protein (I-FABP) and ileal bile acid binding protein (I-BABP)). Changes in intestinal permeability were assessed using sugar probes. Furthermore, liver and renal parameters were assessed. Splanchnic perfusion rapidly decreased during exercise, reflected by increased gap(g-a)pCO(2) from -0.85±0.15 to 0.85±0.42 kPa (p<0.001). Hypoperfusion increased plasma I-FABP (615±118 vs. 309±46 pg/ml, p<0.001) and I-BABP (14.30±2.20 vs. 5.06±1.27 ng/ml, p<0.001), and hypoperfusion correlated significantly with this small intestinal damage (r(S) = 0.59; p<0.001). Last of all, plasma analysis revealed an increase in small intestinal permeability after exercise (p<0.001), which correlated with intestinal injury (r(S) = 0.50; p<0.001). Liver parameters, but not renal parameters were elevated.Exercise-induced splanchnic hypoperfusion results in quantifiable small intestinal injury. Importantly, the extent of intestinal injury correlates with transiently increased small intestinal permeability, indicating gut barrier dysfunction in healthy individuals. These physiological observations increase our knowledge of splanchnic hypoperfusion sequelae, and may help to understand and prevent these phenomena in patients.

Abstract Short-chain fatty acids (SCFA), formed by microbial fermentation, are believed to be involved in the aetiology of obesity and diabetes. This study investigated the effects of colonic administration of physiologically relevant SCFA mixtures on human substrate and energy metabolism. In this randomized, double-blind, crossover study, twelve normoglycaemic men (BMI 25–35 kg/m 2 ) underwent four investigational days, during which SCFA mixtures (200 mmol/L) high in either acetate (HA), propionate (HP), butyrate (HB) or placebo (PLA) were rectally administered during fasting and postprandial conditions (oral glucose load). Before and for two hours after colonic infusions, indirect calorimetry was performed and blood samples were collected. All three SCFA mixtures increased fasting fat oxidation ( P < 0.01), whilst resting energy expenditure increased after HA and HP compared with PLA ( P < 0.05). In addition, all three SCFA mixtures increased fasting and postprandial plasma peptide YY (PYY) concentrations, and attenuated fasting free glycerol concentrations versus PLA ( P < 0.05). Colonic infusions of SCFA mixtures, in concentrations and ratios reached after fibre intake, increased fat oxidation, energy expenditure and PYY, and decreased lipolysis in overweight/obese men. Human intervention studies are warranted to investigate whether these effects translate into long-term benefits for body weight control and insulin sensitivity in the obese insulin resistant state.

Gut microbial-derived short-chain fatty acids (SCFA) are believed to affect host metabolism and cardiometabolic risk factors. The present study aim was to investigate the effects of proximal and distal colonic infusions with the SCFA acetate on fat oxidation and other metabolic parameters in men. In this randomized, double-blind crossover trial, six overweight/obese men [body mass index (BMI) 25-35 kg/m2] underwent two experimental periods: one with distal and one with proximal colonic sodium acetate infusions. A feeding catheter was endoscopically positioned at the beginning of each period and remained in the colon for three consecutive test days, enabling colonic acetate (100 or 180 mmol/l) or placebo infusion during fasting conditions and after an oral glucose load (postprandial). Fat oxidation and energy expenditure were measured using an open-circuit ventilated hood system and blood samples were repeatedly collected for 2 h during fasting and postprandial conditions. Distal colonic 180 mmol/l acetate infusions increased fasting fat oxidation (1.78±0.28 compared with -0.78±0.89 g fat 2 h-1, P=0.015), fasting peptide YY (PYY, P=0.01) and postprandial glucose and insulin concentrations (P<0.05), and tended to increase fasting plasma acetate (P=0.069) compared with placebo. Distal 100 mmol/l acetate administration tended to decrease fasting tumour necrosis factor-α (TNF-α; P=0.067) compared with placebo. In contrast, proximal colonic acetate infusions showed no effects on substrate metabolism, circulating hormones or inflammatory markers. In conclusion distal colonic acetate infusions affected whole-body substrate metabolism, with a pronounced increase in fasting fat oxidation and plasma PYY. Modulating colonic acetate may be a nutritional target to treat or prevent metabolic disorders.