Funktionel MR-evaluering af hjernerespons på visuel madstimulering hos sygeligt overvægtige patienter før og efter fedmekirurgi

Fedmekirurgi medierer vægttab via en eller flere mekanismer, der er iboende for hver anvendt teknik. Kirurgisk begrænsning er den "laveste fællesnævner", som i forskelligt omfang deles af alle procedurer. Forskellige grader af malabsorption anvendes i "bypass-procedurer" såsom Roux-Y gastrisk bypass (GBP), biliopancreatisk afledning (BPD) og biliopancreatisk afledning med duodenal switch (BPD-DS). Disse kirurgiske muligheder adskiller sig også i graden af ​​vægttab, de fremmer. Denne forskel skyldes flere faktorer, herunder omfanget af appetitundertrykkelse, stigning i energiforbrug og graden af ​​malabsorption opnået ved de forskellige procedurer.

En postoperativ ændring i tarm-hjerne-hormonaksen er en komponent, der for nylig har tiltrukket sig meget opmærksomhed og forskning, men som stadig er dårligt defineret. Det er en effekt, formentlig medieret af en ændring i et utal af peptider og hormoner, der hovedsageligt stammer fra tarmkanalen, hvilket fremkalder en ændring i sult og mæthedsfølelse samt en ændring i lysten til at spise. Generelt har patienter efter sleeve gastrectomy (SG) og de nævnte bypass-procedurer nedsat appetit og rapporterer en reduceret trang til at søge mad, hvilket formentlig bidrager til deres vægttab.

Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) er en billeddannende modalitet, som måler den hæmodynamiske respons (ændring i blodgennemstrømning) relateret til neural aktivitet i hjernen, og tillader derfor kortlægning af områder i hjernen, som bliver aktive på grund af diskrete stimuli.

Nylige undersøgelser, der anvender fMRI til at studere neurale reaktioner på sult og mæthedstilstande, såvel som på madforventning og indtagelse, har kortlagt diskrete områder i hjernen, som reagerer på disse stimuli. Fuhrer og kolleger fandt ud af, at der under sult findes signifikant øget hjerneaktivitet i den venstre striate og ekstrastriate cortex, den inferior parietallap og de orbitofrontale cortex. Stimulering med madbilleder var forbundet med øget aktivitet i både insulae, venstre striate og ekstrastriate cortex og den forreste midprefrontale cortex. Nonfood-billeder var forbundet med øget aktivitet i højre parietallap og venstre og højre midterste temporal gyrus1. Stice og kolleger rapporterede hjernebilleddannelsesundersøgelser, som antydede, at overvægtige i forhold til magre individer viser større aktivering af gustatorisk cortex (insula/frontal operculum) og orale somatosensoriske regioner (parietal operculum og Rolandic operculum) som reaktion på forventet indtagelse og forbrug af velsmagende fødevarer.

Ghrelin er et orexigent (appetitstimulerende) peptid, der udskilles af fortarmen før måltider og betragtes derfor som en "måltidsinitiator". Overvægtige patienter har lave ghrelin-niveauer, men opretholder en normal daglig variation af dette peptid, mens patienter efter GBP har reducerede ghrelin-niveauer, som forbliver lave hele dagen 3. Malik og kolleger viste, at når ghrelin blev administreret intravenøst ​​til raske frivillige under fMRI den neurale reaktion på madbilleder blev påvirket. De neurale virkninger af ghrelin var korreleret med selvvurderede sultvurderinger.

Leptin er et adipocyt-afledt cirkulerende hormon, der giver information til hjernen om energilagre. Hjernens reaktion på leptin involverer ændringer i energiforbrug og fødeindtagelse. Farooqi og kolleger rapporterede data, der tyder på, at leptin virker på neurale kredsløb, der styrer fødeindtagelse, for at mindske opfattelsen af ​​madbelønning, mens det forbedrer responsen på mæthedssignaler, der genereres under madindtagelse.

Peptid YY3-36 (PYY) er et tarmafledt mæthedssignal, hvis niveauer stiger efter måltidsindtagelse. Intravenøs infusion af PYY til frivillige forsøgspersoner har vist sig at forårsage et fald i fødevareforbrug og selvrapporterede sultfølelser. Det har også været i stand til at ændre neuronal aktivitet inden for både kortikolimbiske og højere kortikale områder samt homeostatiske hjerneregioner. Niveauer af PYY er lave hos overvægtige personer, og det har vist sig at stige gradvist så tidligt som 2 dage efter GBP, hvilket måske bidrager til succesen med denne procedure med hensyn til appetitkontrol.

GLP-1 (glucagon-lignende peptid 1), ligesom PYY, er et anorexigent (appetitundertrykkende) signal. Det udskilles fra tarmen efter måltider og reducerer fødeindtaget ved at påvirke hjernestammen, samt ved at mindske hastigheden af ​​mavetømning, hvilket øger mæthedsfornemmelsen efter et måltid. Ligesom PYY er GLP-1-niveauerne lave hos overvægtige patienter og stiger dramatisk efter GBP, hvilket bidrager både til vægttabet og til forbedringen af ​​glukosetolerancen efter denne operation.

Flere sammenhænge vil blive vurderet:

1. Korrelation mellem subjektiv rapportering af sult/mæthed og fMRI-billeder.
2. Ændring i neural respons på fødevareneutrale og fødevarerelaterede billeder efter operationen (før vs. 1m og vs. 6m efter proceduren).
3. Forskellen mellem de to kirurgiske procedurer (SG vs.GBP) med hensyn til den neurale reaktion på madbilleder.
4. Korrelation mellem tarm-afledte appetitregulerende hormonniveauer i blodet til subjektiv rapportering af sult/mæthed og fMRI-billeder på de forskellige tidspunkter.
5. Korrelation af målte parametre til ændringer i vægt, BMI og overskydende vægttab.