Funktionaalinen magneettikuvaus aivojen vasteesta visuaaliseen ruokastimulaatioon sairaalloisesti liikalihavilla potilailla ennen ja jälkeen bariatrisen leikkauksen

Bariatrinen kirurgia välittää painonpudotusta yhden tai useamman kullekin käytetylle tekniikalle ominaisen mekanismin kautta. Kirurginen rajoitus on "pienin yhteinen nimittäjä", joka jaetaan eri määrin kaikissa toimenpiteissä. Eriasteisia imeytymishäiriöitä käytetään "ohitustoimenpiteissä", kuten Roux-Y-gastrisen ohitusleikkauksessa (GBP), sappihaiman ohjauksessa (BPD) ja sappihaiman ohjauksessa pohjukaissuolen vaihdolla (BPD-DS). Nämä kirurgiset vaihtoehdot eroavat myös edistämällä painonpudotusta. Tämä ero johtuu useista tekijöistä, mukaan lukien ruokahaluttomuuden laajuus, lisääntynyt energiankulutus ja eri toimenpiteillä saavutettu imeytymishäiriö.

Leikkauksen jälkeinen muutos suolen ja aivojen hormonaalisessa akselissa on komponentti, joka on viime aikoina kiinnittänyt paljon huomiota ja tutkimusta, mutta joka on edelleen huonosti määritelty. Se on vaikutus, jonka oletettavasti välittää lukuisten, pääasiassa suolistosta peräisin olevien peptidien ja hormonien muutos, joka saa aikaan muutoksen nälän ja kylläisyyden tunteessa sekä muutoksen syömishalussa. Yleisesti ottaen potilailla sleeve gastrectomy (SG) ja mainittujen ohitustoimenpiteiden jälkeen on vähentynyt ruokahalu ja he raportoivat vähentyneestä halusta etsiä ruokaa, mikä oletettavasti vaikuttaa heidän painonpudotukseensa.

Funktionaalinen magneettikuvaus (fMRI) on kuvantamismenetelmä, joka mittaa aivojen hermotoimintaan liittyvää hemodynaamista vastetta (verenvirtauksen muutosta), mikä mahdollistaa aivojen alueiden kartoittamisen, jotka aktivoituvat erillisten ärsykkeiden vuoksi.

Viimeaikaiset tutkimukset, joissa käytetään fMRI:tä hermovasteen tutkimiseen nälän ja kylläisyyden tiloihin sekä ruoan ennakointiin ja nauttimiseen, ovat kartoittaneet aivoissa erillisiä alueita, jotka reagoivat näihin ärsykkeisiin. Fuhrer ja kollegat havaitsivat, että nälän aikana merkittävästi lisääntynyt aivojen toiminta havaitaan vasemmassa aivojuovassa ja ekstrastriateisessa aivokuoressa, alemmassa parietaalilohkossa ja orbitofrontaalisessa aivokuoressa. Stimulointi ruokakuvilla liittyi lisääntyneeseen aktiivisuuteen molemmissa eristyksissä, vasemmassa aivojuovassa ja ekstrastriaattikuoressa sekä etummaisessa midprefrontaalisessa aivokuoressa. Nonfood-kuvat yhdistettiin lisääntyneeseen aktiivisuuteen oikean parietaalilohkossa ja vasemmassa ja oikeassa keskimmäisessä temporaalisessa gyrusessa1. Stice ja kollegat raportoivat aivojen kuvantamistutkimuksista, jotka viittaavat siihen, että lihavilla verrattuna laihaan yksilöihin havaittiin makukuoren (insula/frontal operculum) ja suun somatosensoristen alueiden (parietal operculum ja Rolandic operculum) suurempaa aktivaatiota vasteena odotettuun maukkaiden ruokien nauttimiseen ja kulutukseen.

Greliini on oreksigeeninen (ruokahalua stimuloiva) peptidi, jota etusuola erittää ennen ateriaa, ja siksi sitä pidetään "aterian käynnistäjänä". Lihavilla potilailla on alhainen greliinitaso, mutta he ylläpitävät tämän peptidin normaalia vuorokausivaihtelua, kun taas GBP:n jälkeen potilaiden greliinitasot ovat alentuneet, ja ne pysyvät alhaisina koko päivän 3. Malik ja työtoverit osoittivat, että kun greliiniä annettiin suonensisäisesti terveille vapaaehtoisille fMRI-tutkimuksen aikana hermovaste ruokakuviin vaikutti. Greliinin hermovaikutukset korreloivat itsensä arvioimien nälkäarvioiden kanssa.

Leptiini on rasvasoluista peräisin oleva verenkiertohormoni, joka antaa aivoille tietoa energiavarastoista. Aivojen reaktio leptiinille sisältää muutoksia energiankulutuksessa ja ravinnonsaannissa. Farooqi ja työtoverit raportoivat tiedoista, jotka viittaavat siihen, että leptiini vaikuttaa ravinnon saantia sääteleviin hermopiireihin vähentäen käsitystä ruokapalkkiosta ja tehostaen samalla ruoan kulutuksen aikana syntyvien kylläisyyssignaalien vastetta.

Peptidi YY3-36 (PYY) on suolistosta peräisin oleva kylläisyyden tunne, jonka taso nousee aterian nauttimisen jälkeen. Suonensisäisen PYY-infuusion vapaaehtoisille ihmisille on osoitettu vähentävän ruuan kulutusta ja omaehtoista nälän tunnetta. Se on myös kyennyt muuttamaan hermosolujen aktiivisuutta sekä kortikolimbisilla että korkeammilla kortikaalialueilla sekä homeostaattisilla aivoalueilla. PYY-tasot ovat alhaisia ​​liikalihavilla henkilöillä, ja niiden on osoitettu nousevan vähitellen jo 2 päivää GBP:n jälkeen, mikä ehkä edesauttaa tämän toimenpiteen onnistumista ruokahalun hallinnassa.

GLP-1 (glukagonien kaltainen peptidi 1), kuten PYY, on anoreksigeeninen (ruokahalua hillitsevä) signaali. Se erittyy suolistosta aterioiden jälkeen ja vähentää ravinnon saantia vaikuttamalla aivorunkoon sekä hidastamalla mahalaukun tyhjenemisnopeutta, mikä lisää kylläisyyden tunnetta aterian jälkeen. Kuten PYY, GLP-1-tasot ovat alhaisia ​​liikalihavilla potilailla ja nousevat dramaattisesti GBP:n jälkeen, mikä myötävaikuttaa sekä painonpudotukseen että glukoosinsietokyvyn paranemiseen tämän leikkauksen jälkeen.

Arvioidaan useita korrelaatioita:

1. Korrelaatio nälän/kylläisyyden subjektiivisen raportoinnin ja fMRI-kuvien välillä.
2. Muutos hermoston vasteessa ruokaneutraaleihin ja ruokaan liittyviin kuviin leikkauksen jälkeen (ennen vs. 1 m ja vs. 6 m toimenpiteen jälkeen).
3. Ero näiden kahden kirurgisen toimenpiteen välillä (SG vs. GBP) hermovasteen suhteen ruokakuviin.
4. Korrelaatio suolistosta peräisin olevien ruokahalua säätelevien veren pitoisuuksien ja nälän/kylläisyyden subjektiivisen raportoinnin ja fMRI-kuvien välillä eri ajankohtina.
5. Mitattujen parametrien korrelaatio painon, BMI:n ja ylipainon muutoksien kanssa.