Analýza metabolismu lipidů a glukózy po bariatrické chirurgii

Pozadí: Bariatrická chirurgie je jediný přístup založený na důkazech k účinnému a udržitelnému hubnutí. Odhaduje se, že asi jedna třetina pacientů podstupujících bariatrickou operaci má diabetes 2. typu, s vysokou mírou ústupu diabetu po operaci: 84–98 % po bypassu žaludku a 48–68 % po čistě restriktivních zákrocích(1, 2). . Významně se zlepšují i ​​další kardiovaskulární rizikové faktory, jako je lipidový profil a zánětlivé markery. 25 % obyvatel Alberty je obézních a 2,7 % morbidně obézních, třetina z nich má diabetes 2. typu. Bariatrická chirurgie u těchto pacientů se promítne do vyléčení diabetu typu II, dramatického zlepšení kvality života, prodloužení délky života a nižších nákladů na zdravotní péči pro systém.

Morbidní obezita vede ke zvýšení plazmatických volných mastných kyselin (FFA) a následně k nadměrné akumulaci triglyceridů v periferních tkáních. Nadměrná akrece triglyceridů je nezávislým rizikovým faktorem pro inzulinovou rezistenci, diabetes typu II a kardiovaskulární komplikace. Bariatrická chirurgie je spojena s dramatickým zlepšením těchto komorbidních onemocnění(2). Čistě restriktivní výkony (laparoskopický nastavitelný gastrický band - LAGB) se mohou lišit od hybridních výkonů (laparoskopický roux-en-y gastrický bypass - LRYGB) svým vlivem na diabetes a kardiovaskulární onemocnění. LAGB je méně složitý chirurgický zákrok, který lze provádět na bázi jednodenní chirurgie a má extrémně nízkou perioperační mortalitu. LRYGB je mnohem komplexnější a má nízkou, ale důležitou míru úniku z anastomózy a úmrtnosti.

LAGB a LRYGB se liší v průměrné procentuální ztrátě hmotnosti (%EWL)(2). To může přispět k rozdílům v jejich dopadu na komorbidní onemocnění. Ke zlepšení citlivosti na inzulín a glukózové homeostáze však dochází brzy po LRYGB, což předchází významnému úbytku hmotnosti(3). Za tyto příznivé změny mohou pooperační změny v absorpci a metabolismu lipidů vyvolané malabsorpčním postupem. Vztah zlepšené inzulínové senzitivity ke změnám v metabolismu lipidů je třeba objasnit, abychom pochopili rozdílný dopad LAGB a LRYGB na komorbidní onemocnění související s obezitou. Počáteční snížený kalorický příjem po bariatrické operaci může zlepšit odpověď tukové tkáně projevující se příznivými změnami adipocytokinů. Byl pozorován pooperační vzestup adiponektinu (4, 7) (protizánětlivý mediátor). Tyto změny korelují se ztrátou hmotnosti a zlepšením inzulinové rezistence.

U obézních subjektů rezistentních na inzulín nemůže inzulín zmírnit hydrolýzu uložených triglyceridů v tukové tkáni a následně to vede k nadměrnému uvolňování volných mastných kyselin do oběhu a zvýšenému dodávání mastných kyselin do svalů, jater a slinivky. Nadměrné vychytávání mastných kyselin do těchto tkání zhoršuje inzulinovou rezistenci jater a svalů a zhoršuje sekreci inzulinu z beta buněk pankreatu. Bariatrická chirurgie zlepšuje inzulínovou senzitivitu, což vede k inhibici hydrolýzy tukových triglyceridů a snížení uvolňování volných FFA do oběhu. Nedávno se ukázalo, že nejen zvýšená výchozí hodnota FFA, ale také změněná clearance FFA se po LRYGB normalizuje (8). Také pooperační snížení příjmu a vstřebávání tuků vede ke snížení hladiny FFA v krvi. Po malabsorpčních procedurách snižujících hmotnost se citlivost beta buněk na glukózu a mastné kyseliny časně zdvojnásobila u diabetických pacientů, což vedlo ke snížení sekrece inzulínu (9).

Kromě příspěvku k inzulínové rezistenci je těžká obezita také spojena se zvýšeným zánětlivým stavem. U obézních s diabetem 2. typu a metabolickým syndromem je koncentrace vysoce citlivého C-reaktivního proteinu (CRP) v séru, zánětlivého markeru, zvýšená a koreluje se závažností glukózové intolerance a závažností zánětu (10). Po bariatrické operaci se C-reaktivní protein (CRP) snižuje. Bylo prokázáno, že žaludeční bypass snižuje kromě triglyceridů, celkového cholesterolu, LDL a lipoproteinu A o 80 % biochemické kardiální rizikové faktory, zejména CRP (7, 11).

Tyto změny v metabolismu lipidů a glukózy jsou pozorovány po restriktivních a hybridních postupech v různém rozsahu. Vzhledem k odlišnému mechanismu účinku, technické složitosti a bezpečnostním profilům LAGB a LRYGB je zásadní objasnit jejich dopad na komorbidní onemocnění.

Hypotéza:

1. Postprandiální snížení sérových hladin volných mastných kyselin a lipidů po LRYGB (malabsorpční procedura) je větší než po LAGB (čistě restriktivní procedura).
2. Snížené hladiny volných mastných kyselin a lipidů v séru po LRYGB vedou ke zlepšení inzulinové rezistence.

Odůvodnění: Klinické důkazy naznačují, že čistě restriktivní postupy (LAGB) ovlivňují absorpci lipidů a metabolismus odlišně ve srovnání s hybridními restriktivními/malabsorpčními postupy (LRYGB). To může být způsobeno malabsorpční složkou LRYGB, kde požitá potrava obchází duodenum a horní jejunum, obě důležité pro trávení a absorpci lipidů.

Design: Průřezová studie k charakterizaci vstřebávání a metabolismu lipidů po bariatrických chirurgických zákrocích na základě Weight Wise Clinic v Royal Alexandra Hospital, Edmonton. Venózní krev bude odebírána po celonočním hladovění, před a po standardizovaném lipidovém jídle a analyzována na vhodné biochemické indexy. Studijní kohorty budou zahrnovat pacienty po LAGB, LRYGB, v období stabilizace hmotnosti, 12+ měsíců po bariatrické operaci. Kontroly budou zahrnovat předoperační pacienty léčené bez farmakologické intervence pro jejich obezitu.

Metody: Nábor a fyzické vyšetření bude provedeno na klinice Weight Wise Clinic. Studie začnou na klinické vyšetřovací jednotce, University of Alberta Hospital, v 7 hodin ráno po konzumaci večer před studijním jídlem a poté 12hodinovém půstu přes noc. Tekuté jídlo se bude skládat z 240 ml tekutého výživového doplňku Hormel Great Shake Plus, 203 kcal/100 ml; 49 % kalorií z tuku, většinou nenasycených mastných kyselin sójového původu; 38 % kalorií ze sacharidů, 13 % kalorií z bílkovin. Měření hmotnosti bude provádět zdravotní sestra. Odebere se základní krev nalačno a subjekty zkonzumují druhou porci studovaného jídla. Zkušební jídlo se vypije brčkem do 15 minut. Odběr krve bude proveden 10, 20, 30, 90 minut, 4 a 6 hodin po začátku přijímání standardizovaného jídla. Subjektům bude dovoleno chodit nebo sedět, ale ne cvičit během testu. Pití vody bez cukru bude povoleno. Krev bude odebírána pomocí žilního katétru umístěného do kubitální žíly.

Laboratorní analýzy: Celkový cholesterol v plazmě, cholesterol lipoproteinů s nízkou hustotou, cholesterol lipoproteinů s vysokou hustotou, triglyceridy, koncentrace neesterifikovaných mastných kyselin a stupeň nenasycení, ApoB-48 (lipoprotein odvozený ze střeva) a apoB-100 (lipoprotein získaný z jater), bude měřen inzulín, glukóza, KPR, adiponektin, HbA1c, albumin, AST, ALT, ketolátky.

Primární výstup: postprandiální změny sérových volných mastných kyselin, lipidů (celkové cholesteroly, LDL a HDL, triglyceridy) a apoB u pacientů po bariatrické operaci a jejich vztah k inzulínové senzitivitě (glukóza, inzulín, index HOMA).

Výzkumníci očekávají, že větší snížení postprandiálních sérových volných mastných kyselin a lipidů (cholesterol, triglycerid) po LRYGB bude spojeno s větším poklesem inzulinové rezistence (očekává se snížení indexu HOMA) ve srovnání s LAGB. Očekává se pokles inzulinu, glukózy v plazmě a ketolátek.

Sekundární výsledky: Změny v hladinách HbA1c, AST, ALT, albuminu, CRP, adiponektinu budou porovnány se změnami v mastných kyselinách, lipidech a inzulínové rezistenci.

Výzkumníci očekávají, že snížená hladina volných mastných kyselin v séru bude spojena se snížením markeru zánětu (CRP), HbA1c, AST, ALT a zvýšením protizánětlivého mediátoru (adiponektinu) po obou postupech, ale výraznější po LRYGB.

Výpočet velikosti vzorku: Velikost vzorku byla vypočtena na základě přehledu literatury ukazující pokles volných mastných kyselin po bariatrickém postupu. Analýza síly byla provedena s beta 0,20 a alfa 0,05. Za předpokladu, že existuje 30% rozdíl v hladině FFA mezi morbidně obézními operovanými a neoperovanými pacienty, bude potřebovat 16 subjektů v každém rameni, celkem 48 pro LAGB, LRYGB a kontrolní skupiny. Studie by tedy poskytla 80% šanci, že bude zjištěn rozdíl, pokud nějaký existuje.

Analýza dat: Multivariační analýza pro testování statistické významnosti zlepšených hladin volných mastných kyselin v séru, ApoB a lipidů a jejich korelace s citlivostí na inzulín (glukóza, inzulín) mezi více skupinami dat bude provedena statistikem.