En analyse af lipid- og glukosemetabolisme efter bariatrisk kirurgi

Baggrund: Bariatrisk kirurgi er den eneste evidensbaserede tilgang til effektivt og bæredygtigt vægttab. Det anslås, at omkring en tredjedel af patienter, der gennemgår fedmekirurgi, har type 2-diabetes, med en høj grad af opløsning af diabetes postoperativt: 84-98 % efter gastrisk bypass og 48-68 % efter rent restriktive procedurer(1, 2) . Andre kardiovaskulære risikofaktorer såsom lipidprofil og inflammatoriske markører forbedres også betydeligt. 25 % af befolkningen i Alberta er overvægtige og 2,7 % er sygeligt overvægtige, en tredjedel af dem har type 2-diabetes. Fedmekirurgi hos disse patienter vil udmønte sig i en kur mod type II diabetes, dramatiske forbedringer i livskvalitet, forbedret levetid og lavere sundhedsomkostninger for systemet.

Sygelig fedme fører til forhøjede plasma frie fedtsyrer (FFA) og efterfølgende til overdreven akkumulering af triglycerider i perifere væv. Overdreven triglyceridophobning er en uafhængig risikofaktor for insulinresistens, type II diabetes og kardiovaskulære komplikationer. Fedmekirurgi er forbundet med dramatiske forbedringer i disse komorbide sygdomme(2). Rent restriktive procedurer (laparoskopisk justerbar mavebånd - LAGB) kan adskille sig fra hybridprocedurer (laparoskopisk roux-en-y gastrisk bypass - LRYGB) i deres effekt på diabetes og hjertekarsygdomme. LAGB er en mindre kompleks kirurgisk procedure, der kan udføres på dagkirurgisk basis og har en ekstrem lav perioperativ dødelighed. LRYGB er meget mere kompleks og har en lav, men vigtig rate af anastomotisk lækage og dødelighed.

LAGB og LRYGB varierer i deres gennemsnitlige procentvise overvægtstab (%EWL)(2). Dette kan bidrage til en forskel i deres indvirkning på komorbid sygdom. Imidlertid forekommer forbedringer i insulinfølsomhed og glukosehomeostase tidligt efter LRYGB, forud for et betydeligt vægttab(3). Postoperative ændringer i absorption og metabolisme af lipider induceret af en malabsorptiv procedure kan være ansvarlige for disse gavnlige ændringer. Forholdet mellem forbedret insulinfølsomhed over for ændringer i lipidmetabolisme skal afklares for at forstå den varierende indvirkning af LAGB og LRYGB på komorbid sygdom forbundet med fedme. Det indledende reducerede kalorieindtag efter fedmekirurgi kan forbedre reaktionen af ​​fedtvæv, manifesteret ved gunstige ændringer i adipocytokiner. Den postoperative stigning i adiponectin (4, 7) (en anti-inflammatorisk mediator) blev observeret. Disse ændringer korrelerer med vægttab og forbedring af insulinresistens.

Hos overvægtige insulinresistente personer kan insulin ikke dæmpe hydrolyse af lagret triglycerid i fedtvæv, og som følge heraf fører dette til overdreven frigivelse af frie fedtsyrer i cirkulationen og øget levering af fedtsyrer til muskler, lever og bugspytkirtel. Overdreven optagelse af fedtsyrer i disse væv forværrer lever- og muskelinsulinresistens og forringer insulinsekretionen fra pancreas betaceller. Fedmekirurgi forbedrer insulinfølsomheden, hvilket fører til hæmning af hydrolyse af fedttriglycerider og nedsat frigivelse af fri FFA i kredsløbet. For nylig blev det vist, at ikke kun øget baseline FFA, men også ændret clearance af FFA normaliseres efter LRYGB (8). Postoperativ reduktion i fedtindtag og absorption fører også til nedsat niveau af FFA i blodet. Efter malabsorptive, vægtreducerende procedurer blev beta-cellens glukose- og fedtsyrefølsomhed fordoblet tidligt hos diabetespatienter, hvilket førte til et fald i insulinsekretion (9).

Udover dets bidrag til insulinresistens er svær fedme også forbundet med en forhøjet inflammatorisk tilstand. Hos overvægtige med type 2-diabetes og metabolisk syndrom er den højfølsomme C-reaktive protein (CRP) serumkoncentration, en inflammatorisk markør, øget og korrelerer med sværhedsgraden af ​​glucoseintolerance og med sværhedsgraden af ​​inflammation (10). Efter bariatrisk kirurgi falder C-reaktivt protein (CRP). Det er blevet vist, at gastrisk bypass reducerer biokemiske hjerterisikofaktorer, især CRP, med 80 % ud over triglycerider, total kolesterol, LDL og lipoprotein A (7, 11).

Disse ændringer i lipid- og glucosemetabolisme ses efter restriktive og hybride procedurer i varierende omfang. I betragtning af de forskellige virkningsmekanismer, tekniske kompleksitet og sikkerhedsprofiler for LAGB og LRYGB, er det afgørende at afklare deres indvirkning på co-morbid sygdom.

Hypotese:

1. Postprandial reduktion i serumniveauer af frie fedtsyrer og lipider efter LRYGB (en malabsorptiv procedure) er større end efter LAGB (en rent restriktiv procedure).
2. Reducerede serumniveauer af frie fedtsyrer og lipider efter LRYGB fører til forbedringer i insulinresistens.

Begrundelse: Klinisk dokumentation tyder på, at rent restriktive procedurer (LAGB) påvirker lipidabsorption og metabolisme forskelligt sammenlignet med hybride restriktive/malabsorptive procedurer (LRYGB). Dette kan skyldes den malabsorptive komponent af LRYGB, hvor indtaget mad går uden om tolvfingertarmen og øvre jejunum, begge vigtige for lipidfordøjelse og absorption.

Design: Et tværsnitsstudie for at karakterisere lipidabsorption og metabolisme efter bariatriske kirurgiske procedurer baseret på Weight Wise Clinic på Royal Alexandra Hospital, Edmonton. Venøst ​​blod vil blive opsamlet efter nattens faste, før og efter standardiseret lipidmåltid og analyseret for passende biokemiske indekser. Studiekohorterne vil omfatte patienter efter LAGB, LRYGB, i perioden med vægtstabilisering, 12+ måneder efter bariatrisk operation. Kontroller vil omfatte præoperative patienter, der behandles uden farmakologisk intervention for deres fedme.

Metoder: Rekruttering og fysisk undersøgelse vil blive udført på Weight Wise Clinic. Undersøgelser vil begynde på den kliniske undersøgelsesenhed, University of Alberta Hospital, kl. Flydende måltid vil bestå af 240 ml Hormel Great Shake Plus flydende kosttilskud, 203 Kcal/100mL; 49 % kalorier fra fedt, for det meste umættede fedtsyrer af sojaoprindelse; 38% kalorier fra kulhydrater, 13% kalorier fra proteiner. Vægtmåling vil blive udført af en sygeplejerske. Fastende baseline-blod vil blive udtaget, og forsøgspersonerne vil indtage en anden portion af undersøgelsesmåltidet. Testmåltidet vil blive drukket med et sugerør inden for 15 minutter. Blodudtagning vil blive udført 10, 20, 30, 90 minutter, 4 og 6 timer efter starten af ​​indtagelsen af ​​det standardiserede måltid. Forsøgspersonerne får lov til at gå eller sidde, men må ikke motionere under testen. Det er tilladt at drikke vand uden sukker. Blod vil blive opsamlet gennem et venøst ​​kateter placeret i en cubital vene.

Laboratorieanalyser: Totalkolesterol i plasma, lavdensitetslipoproteinkolesterol, højdensitetslipoproteinkolesterol, triglycerider, ikke-esterificeret fedtsyrekoncentration og graden af ​​umættethed, ApoB-48 (tarmafledt lipoprotein) og apoB-100 (leverafledt lipoprotein), insulin, glucose, CPR, adiponectin, HbA1c, albumin, AST, ALT, ketonstoffer vil blive målt.

Primært resultat: postprandiale ændringer i serumfrie fedtsyrer, lipider (totalt kolesterol, LDL og HDL, triglycerider) og apoB hos patienter efter fedmekirurgi og deres forhold til insulinfølsomhed (glucose, insulin, HOMA-indeks).

Forskerne forventer, at større reduktion i postprandiale serumfrie fedtsyrer og lipider (kolesterol, triglycerid) efter LRYGB vil være forbundet med et større fald i insulinresistens (HOMA-indekset forventes at falde) sammenlignet med LAGB. Insulin, plasmaglucose og ketonstoffer forventes at falde.

Sekundære resultater: Ændringer i HbA1c, AST, ALT, albumin, CRP, adiponectin niveauer vil blive sammenlignet med ændringerne i fedtsyrer, lipider og insulinresistens.

Forskerne forventer, at reduceret niveau af frie fedtsyrer i serum vil være forbundet med fald i markør for inflammation (CRP), HbA1c, AST, ALT og stigning i antiinflammatorisk mediator (adiponectin) efter begge procedurer, men mere udtalt efter LRYGB.

Prøvestørrelsesberegning: Prøvestørrelsen blev beregnet baseret på gennemgang af litteratur, der viste fald i frie fedtsyrer efter bariatrisk procedure. En effektanalyse blev udført med en beta på 0,20 og en alfa på 0,05. Hvis det antages, at der er 30 % forskel i niveauet af FFA mellem sygeligt overvægtige opererede og ikke-opererede patienter, vil 16 forsøgspersoner have brug for i hver arm, i alt 48 for LAGB-, LRYGB- og kontrolgrupper. Undersøgelsen ville således give en 80% chance for, at en forskel ville blive opdaget, hvis en sådan eksisterer.

Dataanalyse: Multivariat Analyse til test af statistisk signifikans af forbedrede serumfri fedtsyre-, ApoB- og lipidniveauer og deres korrelation med insulinfølsomhed (glucose, insulin) blandt flere grupper af data vil blive udført af en statistiker.