Lipidi- ja glukoosiaineenvaihdunnan analyysi bariatrisen leikkauksen jälkeen

Tausta: Bariatrinen kirurgia on ainoa näyttöön perustuva lähestymistapa tehokkaaseen ja kestävään painonpudotukseen. On arvioitu, että noin kolmanneksella potilaista, joille tehdään bariatrinen leikkaus, on tyypin 2 diabetes, ja diabeteksen paranemisaste on korkea leikkauksen jälkeen: 84-98 % mahalaukun ohitusleikkauksen jälkeen ja 48-68 % puhtaasti rajoittavien toimenpiteiden jälkeen (1, 2). . Myös muut kardiovaskulaariset riskitekijät, kuten lipidiprofiili ja tulehdusmerkit, paranevat merkittävästi. Albertan väestöstä 25 % on lihavia ja 2,7 % sairaalloisesti lihavia, kolmanneksella heistä on tyypin 2 diabetes. Bariatrinen kirurgia näissä potilaissa parantaa tyypin II diabeteksen hoitoa, parantaa dramaattista elämänlaatua, pidentyy pitkäikäisyyttä ja alentaa järjestelmän terveydenhuoltokustannuksia.

Sairaala liikalihavuus johtaa kohonneisiin plasman vapaiden rasvahappojen (FFA) pitoisuuksiin ja sen jälkeen triglyseridien liialliseen kertymiseen perifeerisiin kudoksiin. Liiallinen triglyseridien lisääntyminen on itsenäinen riskitekijä insuliiniresistenssille, tyypin II diabetekselle ja sydän- ja verisuonikomplikaatioille. Bariatrinen kirurgia liittyy dramaattisiin parannuksiin näissä samanaikaisissa sairauksissa(2). Puhtaasti rajoittavat toimenpiteet (laparoskooppinen säädettävä mahalaukun nauha - LAGB) voivat erota hybriditoimenpiteistä (laparoskooppinen roux-en-y mahalaukun ohitus - LRYGB) vaikutukseltaan diabetekseen ja sydän- ja verisuonitauteihin. LAGB on vähemmän monimutkainen kirurginen toimenpide, joka voidaan tehdä päiväkirurgisesti ja jolla on erittäin alhainen perioperatiivinen kuolleisuus. LRYGB on paljon monimutkaisempi, ja sen anastomoosivuotojen ja kuolleisuuden määrä on alhainen, mutta tärkeä.

LAGB:n ja LRYGB:n keskimääräinen ylipainon menetysprosentti (%EWL) vaihtelee(2). Tämä voi myötävaikuttaa eroihin niiden vaikutuksessa rinnakkaisiin sairauksiin. Kuitenkin parannuksia insuliiniherkkyydessä ja glukoosin homeostaasissa tapahtuu varhain LRYGB:n jälkeen, ennen merkittävää painonpudotusta (3). Imeytymishäiriön aiheuttamat leikkauksen jälkeiset muutokset lipidien imeytymisessä ja aineenvaihdunnassa voivat olla vastuussa näistä hyödyllisistä muutoksista. Parantuneen insuliiniherkkyyden suhdetta lipidiaineenvaihdunnan muutoksiin on selvitettävä, jotta voidaan ymmärtää LAGB:n ja LRYGB:n vaihteleva vaikutus liikalihavuuteen liittyviin komorbideihin. Bariatrisen leikkauksen jälkeinen alentunut kalorien saanti voi parantaa rasvakudoksen vastetta, joka ilmenee suotuisina adiposytokiinien muutoksina. Havaittiin leikkauksen jälkeinen adiponektiinin (4, 7) (anti-inflammatorinen välittäjäaine) nousu. Nämä muutokset korreloivat painonpudotuksen ja insuliiniresistenssin paranemisen kanssa.

Lihavilla insuliiniresistenteillä henkilöillä insuliini ei voi heikentää rasvakudoksessa varastoituneiden triglyseridien hydrolyysiä, mikä johtaa liialliseen vapaiden rasvahappojen vapautumiseen verenkiertoon ja lisääntyneeseen rasvahappojen kuljetukseen lihakseen, maksaan ja haimaan. Liiallinen rasvahappojen otto näihin kudoksiin pahentaa maksan ja lihasten insuliiniresistenssiä ja heikentää insuliinin eritystä haiman beetasoluista. Bariatrinen kirurgia parantaa insuliiniherkkyyttä, mikä estää rasvan triglyseridien hydrolyysin ja vähentää vapaan FFA:n vapautumista verenkiertoon. Äskettäin osoitettiin, että ei vain lisääntynyt lähtötason FFA, vaan myös muuttunut FFA:n puhdistuma normalisoituu LRYGB:n jälkeen (8). Myös leikkauksen jälkeinen rasvan saannin ja imeytymisen vähentäminen johtaa FFA-tason laskuun veressä. Imeytymiskyvyn vähentävien painoa alentavien toimenpiteiden jälkeen beetasolujen glukoosi- ja rasvahappoherkkyys kaksinkertaistui varhain diabeetikoilla, mikä johti insuliinin erityksen vähenemiseen (9).

Sen lisäksi, että se vaikuttaa insuliiniresistenssiin, vakava liikalihavuus liittyy myös kohonneeseen tulehdustilaan. Lihavilla, joilla on tyypin 2 diabetes ja metabolinen oireyhtymä, seerumin erittäin herkkä C-reaktiivisen proteiinin (CRP) pitoisuus, tulehdusmerkki, on kohonnut ja korreloi glukoosi-intoleranssin vaikeusasteen ja tulehduksen vaikeusasteen kanssa (10). Bariatrisen leikkauksen jälkeen C-reaktiivinen proteiini (CRP) vähenee. On osoitettu, että mahalaukun ohitus vähentää biokemiallisia sydämen riskitekijöitä, erityisesti CRP:tä 80 % triglyseridien, kokonaiskolesterolin, LDL:n ja lipoproteiini A:n lisäksi (7, 11).

Näitä muutoksia lipidi- ja glukoosiaineenvaihdunnassa havaitaan vaihtelevasti rajoittavien ja hybridimenetelmien jälkeen. LAGB:n ja LRYGB:n erilaisen toimintamekanismin, teknisen monimutkaisuuden ja turvallisuusprofiilien vuoksi on ratkaisevan tärkeää selvittää niiden vaikutus rinnakkaissairauksiin.

Hypoteesi:

1. Seerumin vapaiden rasvahappojen ja lipidien pitoisuuksien aleneminen aterian jälkeen on suurempi LRYGB:n (imeytymishäiriö) jälkeen kuin LAGB:n (puhtaasti rajoittava toimenpide) jälkeen.
2. LRYGB:n jälkeen alentuneet vapaiden rasvahappojen ja lipidien seerumipitoisuudet johtavat insuliiniresistenssin paranemiseen.

Perustelut: Kliiniset todisteet viittaavat siihen, että puhtaasti rajoittavat menetelmät (LAGB) vaikuttavat lipidien imeytymiseen ja aineenvaihduntaan eri tavalla kuin hybridi restriktiivinen/imeytymiskyky (LRYGB). Tämä saattaa johtua LRYGB:n imeytymishäiriöstä, jossa nautittu ruoka ohittaa pohjukaissuolen ja jejunumin yläosan, jotka molemmat ovat tärkeitä lipidien sulamiselle ja imeytymiselle.

Suunnittelu: Poikkileikkaustutkimus lipidien imeytymisen ja aineenvaihdunnan karakterisoimiseksi bariatristen kirurgisten toimenpiteiden jälkeen, joka perustuu Edmontonin Royal Alexandra Hospitalin Weight Wise -klinikalle. Laskimoveri kerätään yön paaston jälkeen, ennen standardoitua lipidiateriaa ja sen jälkeen, ja analysoidaan sopivien biokemiallisten indeksien varalta. Tutkimuskohortissa on potilaita LAGB:n, LRYGB:n jälkeen, painon stabiloitumisen aikana, yli 12 kuukautta bariatrisen leikkauksen jälkeen. Kontrollit sisältävät preoperatiivisia potilaita, joita hoidetaan ilman farmakologista interventiota heidän liikalihavuuden vuoksi.

Menetelmät: Rekrytointi ja fyysinen tarkastus suoritetaan Weight Wise -klinikalla. Tutkimukset alkavat Albertan yliopiston sairaalan kliinisessä tutkimusyksikössä kello 7 aamulla tutkimusateriaa edeltävänä iltana nautitun ja sitten 12 tunnin yöpaaston jälkeen. Nestemäinen ateria sisältää 240 ml Hormel Great Shake Plus nestemäistä ravintolisää, 203 Kcal/100 ml; 49% kaloreita rasvasta, enimmäkseen soijaperäisiä tyydyttymättömiä rasvahappoja; 38% kaloreita hiilihydraateista, 13% kaloreita proteiineista. Painonmittauksen suorittaa sairaanhoitaja. Paaston perusverta otetaan ja koehenkilöt nauttivat toisen annoksen tutkimusateriasta. Koeateria juodaan pillillä 15 minuutin sisällä. Verenotto suoritetaan 10, 20, 30, 90 minuutin, 4 ja 6 tunnin kuluttua standardoidun aterian nauttimisen alkamisesta. Koehenkilöt saavat kävellä tai istua, mutta eivät harjoitella kokeen aikana. Veden juominen ilman sokeria on sallittua. Veri kerätään laskimonsisäisen katetrin kautta, joka on sijoitettu kubitaaliseen laskimoon.

Laboratorioanalyysit: Plasman kokonaiskolesteroli, matalatiheyksinen lipoproteiinikolesteroli, korkeatiheyksinen lipoproteiinikolesteroli, triglyseridit, esteröimättömien rasvahappojen pitoisuus ja tyydyttymättömyyden aste, ApoB-48 (suolistosta peräisin oleva lipoproteiini) ja apoB-100 (maksaperäinen lipoproteiini) insuliini, glukoosi, elvytys, adiponektiini, HbA1c, albumiini, AST, ALT, ketoaineet mitataan.

Ensisijainen tulos: seerumin vapaiden rasvahappojen, lipidien (kokonaiskolesteroli, LDL ja HDL, triglyseridit) ja apoB:n muutokset bariatrisen leikkauksen jälkeen ja niiden suhde insuliiniherkkyyteen (glukoosi, insuliini, HOMA-indeksi).

Tutkijat odottavat, että aterian jälkeisen seerumin vapaiden rasvahappojen ja lipidien (kolesteroli, triglyseridi) suurempi väheneminen LRYGB:n jälkeen liittyy suurempaan insuliiniresistenssin vähenemiseen (HOMA-indeksin odotetaan laskevan) verrattuna LAGB:hen. Insuliinin, plasman glukoosin ja ketoaineiden odotetaan vähenevän.

Toissijaiset tulokset: HbA1c-, AST-, ALT-, albumiini-, CRP- ja adiponektiinitasojen muutoksia verrataan rasvahappojen, lipidien ja insuliiniresistenssin muutoksiin.

Tutkijat odottavat, että alentunut seerumin vapaiden rasvahappojen taso liittyy tulehdusmarkkerin (CRP), HbA1c:n, AST:n, ALT:n vähenemiseen ja anti-inflammatorisen välittäjän (adiponektiinin) lisääntymiseen molempien toimenpiteiden jälkeen, mutta selvemmin LRYGB:n jälkeen.

Näytteen koon laskeminen: Näytteen koko laskettiin kirjallisuuden tarkastelun perusteella, joka osoitti bariatrisen toimenpiteen jälkeisten vapaiden rasvahappojen vähenemistä. Tehoanalyysi suoritettiin beeta-arvolla 0,20 ja alfalla 0,05. Olettaen, että FFA-tasossa on 30 %:n ero sairaalloisesti lihavilla leikattujen ja leikkaamattomien potilaiden välillä, kumpaankin käsivarteen tarvitaan 16 koehenkilöä, yhteensä 48 LAGB-, LRYGB- ja kontrolliryhmissä. Siten tutkimus antaisi 80 %:n todennäköisyyden, että ero havaitaan, jos sellainen on olemassa.

Tietojen analyysi: Tilastotyöntekijä suorittaa monimuuttuja-analyysin seerumin vapaiden rasvahappojen, ApoB- ja lipiditasojen parantuneiden tilastollisten merkittävyyden testaamiseksi ja niiden korrelaation insuliiniherkkyyden (glukoosi, insuliini) kanssa useiden tietoryhmien kesken.