13C-Trioctanoat-Atemtest als Maß für die Entleerung des Magenfettvolumens (13CTriOBT)

13C-Atemtests zur Messung der Magenentleerung (GE) wurden erstmals Anfang der 1990er Jahre entwickelt. Diese Tests haben klare Vorteile gegenüber vielen anderen GE-Bildgebungsverfahren, da sie relativ kostengünstig und einfach in der Anwendung sind und bei Kindern und schwangeren Frauen oder solchen mit Kontraindikationen für die MRT durchgeführt werden können. Daher wurden diese Tests in einer Vielzahl von klinischen Umgebungen verwendet, wie z. B. bei der Beurteilung von Gastroparese oder verzögerter GE bei Diabetikern oder der Beurteilung von GE mit fetthaltigen enteralen Formulierungen bei kritisch kranken Patienten. Atemtests beruhen auf der Einnahme eines stabilen 13C-Isotopenmarkers wie der mittelkettigen Fettsäure 13C-Octansäure (OCC) und des Triglycerids 13C-Trioctanoat (TriOCC).

13C-Atemtests sind jedoch ein indirektes Maß für GE. Aus Atemtests gewonnene GE-Daten sind daher das Ergebnis zahlreicher komplexer Wechselwirkungen, darunter: 1) die chemischen Eigenschaften von Markern und ihre Wechselwirkungen mit Testmahlzeiten während der Magenverarbeitung, 2) Absorption aus dem Zwölffingerdarm, 3) Metabolisierung durch die Leber (Oxidation von Fettsäuren) und 4) endgültige Ausscheidung als 13CO2 durch die Lunge. Alle diese komplexen Wechselwirkungen können verstärkt werden, wenn die Verarbeitung von Lipidemulsionen (LEs) im Magen untersucht wird und daher eine sorgfältige Abwägung und Auswahl von Atemtestmarkern erforderlich ist.

Die Forscher haben isokalorische und isovolumige LEs mit unterschiedlichen GE-Eigenschaften entwickelt, wie zuvor mit MRI gezeigt. Die säurestabile (LE1) und säureinstabile Lipidemulsion (LE4) reagiert unterschiedlich auf die Bedingungen im Magen. LE1 entleert sich relativ gleichmäßig aus dem Magen. Das LE4 trennt sich jedoch nach 15-30 min im Magen in Wasser- und fettreiche Phasen. In der späten Phase von GE wird die Emulsion erneut emulgiert und somit gibt es in LE4 drei unterschiedliche GE-Phasen. Sobald die Trennung von LE4 auftritt, entleert sich die wässrige und fettarme Phase ziemlich schnell aus dem Magen, während die zweite Fettphase langsamer entleert wird. Das unterschiedliche GE-Muster von säureinstabilen LEs hat eine tiefgreifende Auswirkung auf die GE-Atemtestdaten, abhängig von der Auswahl des verwendeten Atemtestmarkers. Die Forscher haben zuvor gezeigt, dass der OCC-Atemtest (OBT) ein ungeeignetes Maß für die Magenentleerung ist Fett als OBT wird beeinflusst durch 1) die postgastrische Verarbeitung des OCC-Markers und 2) seine Wechselwirkung mit der physikalischen Form und Konzentration des im Magen und Zwölffingerdarm vorhandenen Fetts. Diese Effekte wurden durch nur eine marginale Übereinstimmung mit der OBT-Halbentleerung (T50) der 13CO2-Wiedergewinnung und dem Fettvolumen T50 (MRT T50) mit LE1 und keiner Übereinstimmung mit LE4 (rc = 0,7 bzw. rc = 0,4) hervorgehoben.

Das Hauptziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob TriOCC ein geeigneterer Atemtestmarker ist, um bei der Messung des GE von Fett verwendet zu werden. Da TriOCC ein Triglycerid ist, hat es ähnliche physiochemische Eigenschaften wie Nahrungslipide. Daher ist es wahrscheinlicher, dass es sich in der Magen- und Zwölffingerdarmumgebung ähnlich verhält wie aufgenommene Lipide in Emulsionen wie Rapsöl. In Studie 1 werden die Forscher die Atemtestmarker TriOCC und OCC in LE1 vergleichen. In einer Untergruppe von Teilnehmern wird eine validierte quantitative MRT-Fettfraktionsmethode verwendet, um Referenzwerte für die halbe Magenentleerungszeit von Fett zu bestimmen (MRT T50). Dies wird mit der halben Entleerung (T50) der 13CO2-Rückgewinnung korreliert, die aus den Kurven der prozentualen Dosisrückgewinnung pro Stunde (PDR/h) generiert wird. Die Zwischenanalyse wird beurteilen, ob der TriOCC mehr mit der Entleerung des Magenfettvolumens zusammenhängt als der OCC-Marker in LE1. Sollte TriOCC repräsentativ für die Entleerung des Magenfettvolumens sein, wird Studie 2 fortgesetzt. Studie 2 bewertet dann die Magenentleerung von Fett wie oben, jedoch mit LE4.

Ein sekundäres Ziel ist die Entwicklung eines Algorithmus zur Quantifizierung der Heterogenität der Fettverteilung im Mageninhalt für MRT-Daten. Es hat sich gezeigt, dass die gastrische Verarbeitung von Lipidemulsionen, wie durch MRI sichtbar gemacht, zu einer großen interindividuellen Variation der Fettverteilung führt. Durch die Quantifizierung dieser Heterogenität wollen wir den Grad der Ausflockung und Aufrahmung der Emulsionen über die Länge des Magens bestimmen.