Suoliston mikrobiomi ja seksi munuaiskivien riskitekijöinä bariatrisen leikkauksen jälkeen

Kokeellinen suunnittelu: Määritämme sukupuolierot 24 tunnin virtsan ylikyllästymisessä (SS) suhteessa kalsiumoksalaattiin (CaOx) Roux-en-Y Gastric Bypass (RYGB) -potilailla ja hihagastrektomiapotilailla sekä mikrobilajien ja niiden aineenvaihduntareittien korrelaatiota virtsan oksalaatin kanssa. Tämä määritetään isokalorisen, standardoidun natriumin (200 mmol/vrk), kalsiumin, kaliumin ja makroravinteiden jakautumisen olosuhteissa. Rekrytoimme aiheita Chicagon yliopiston lääketieteellisen keskuksen Bariatric Surgery Clinicistä.

Sijainti: Tutkimus suoritetaan osallistujien kodeissa (jaksot 1, 4) ja Chicagon yliopiston lääketieteen (UCM) kliinisessä tutkimuskeskuksessa. (Jaksot 2, 3, 5).

Opiskelujakso:

Opintojakso koostuu viidestä erillisestä jaksosta. Jaksot 1 ja 2 ovat ennen leikkausta ja jaksot 3-5 leikkauksen jälkeen. Jaksot 1 ja 4 kestävät kolme päivää ja jaksot 2, 3 ja 5 kestävät neljä päivää, joista kolme on kotona ja neljäs (puolipäiväinen) Clinical Research Centerissä (CRC).

Opintojakso 1 tapahtuu ennen RYGB:tä tai ominaispainoa (SG) osallistujan kotona. Jokainen osallistuja toimittaa kolmen päivän ruokavaliotiedot ja soittaa 1,5 tunnin puhelun CRC-ravitsemusterapeutin kanssa ja yhden 24 tunnin virtsankeräyksen (kolmantena päivänä). Virtsankeräyssarjat kuljetetaan suoraan kotiin ja kuljetetaan takaisin munuaiskivilaboratorioon valmistumisen jälkeen.

Opintojakso 2 päättyy CRC:ssä ja tapahtuu ennen RYGB:tä tai SG:tä. Kiinteä tutkimusruokavalio toimitetaan kuriirin välityksellä ulosteenkeräyssarjan kanssa. Jokainen osallistuja syö tutkimusruokavaliota tämän tutkimusjakson ensimmäisenä, toisena ja kolmantena päivänä. Neljännen päivän aamuna koehenkilöt saapuvat CRC:lle paastotilassa ja tuovat ulostekokoelmat CRC:hen. Jokainen osallistuja kerää kolme 45 minuutin virtsaa ja verinäytteen kunkin keräyksen puolivälissä. Tutkimukseen osallistujat nauttivat sitten kiinteän aamiaisen ja keräävät kuusi 45 minuutin virtsaa verinäytteineen aterian jälkeisenä aikana.

Tutkimusjakso 3 päättyy CRC:ssä ja tapahtuu 2-4 viikkoa RYGB:n tai SG:n jälkeen. Tämän ajanjakson 2–4 viikon ajoitus valittiin, koska biologiset muutokset anatomiassa ja neuroendokriinisessa signaalissa olisivat tapahtuneet 2 viikkoa leikkauksen jälkeen ja potilaat ovat tyypillisesti edenneet pehmeiden ruokien ruokavaliosta tavallisiin ruokiin 2 viikossa. Koehenkilöt eivät osallistu jaksoon 3 ennen kuin kirurgi on antanut kliinisen selvityksen ruokavalion edistämiseksi. On myös odotettavissa, että tähän mennessä anestesian tai perioperatiivisten antibioottien ja lääkkeiden vaikutus on vähäinen. Tutkimusjakson 3 protokolla on identtinen jakson 2 protokollan kanssa, jossa kolmen päivän tutkimusruokavalio ja CRC neljäntenä päivänä paasto- ja ruokitun veren ja virtsan keräämisellä (katso jakso 2 yksityiskohtia varten).

Opintojakso 4 tapahtuu kotona 9 - 12 kuukautta RYGB:n tai SG:n jälkeen osallistujan kotona. Tämän ajanjakson ajoitus on valittu, koska potilaat ovat yleensä laihduttaneet suurimman osan ja ehtineet omaksua uusia itse valitsemiaan kotiruokavalioita. Myös munuaiskivien muodostajissa odotettavissa olevien virtsan muutosten odotetaan olevan havaittavissa tällä hetkellä. Osallistujat toimittavat kolmen päivän ruokavaliotiedot ja suorittavat 1,5 tunnin puhelun CRC-ravitsemusterapeutin kanssa ja yhden 24 tunnin virtsankeräyksen (kolmantena päivänä). Virtsankeräyssarjat kuljetetaan suoraan kotiin ja kuljetetaan takaisin munuaiskivilaboratorioon valmistumisen jälkeen.

Tutkimusjakso 5 tapahtuu CRC:ssä 12 kuukauden (+/- 1 kk) RYGB:n tai SG:n jälkeen. Tämän jakson ajoitus on valittu, koska potilaat ovat tyypillisesti kokeneet suurimman osan painonpudotuksestaan ​​ja useimmilla heillä on ollut metabolisen oireyhtymän paraneminen. Opintojakson 3 protokolla on identtinen jaksojen 2 ja 3 protokollan kanssa (katso tarkemmat tiedot jaksosta 2).

Tutkimusruokavalio: Koehenkilöt syövät ruokavaliota, joka sisältää 65 mmol natriumia, 1740-2940 mg kaliumia ja 800-1200 mg kalsiumia, ja ateriat ovat isokalorisia ja makroravinteiden jakautumista kontrolloidusti. Ruoka valmistetaan CRC:n keittiössä ja toimitetaan potilaille. Veden saanti on ad lib, muut nesteet vain ohjeiden mukaan. Ruokavalio valmistetaan yhteistyössä ravitsemusterapeuttien kanssa, mukaan lukien ravitsemusterapeutit, joilla on asiantuntemusta bariatrisesta kirurgista. Ruoka toimitetaan osallistujille 1. päivänä. Osallistujat jatkavat reseptilääkkeiden ja vitamiinilisien ottamista bariatrisen kirurgian klinikalla.

Kotiruokapöytäkirja ja ravitsemustietojen keruu (tutkimusjaksot 1, 4): Jokaiselle osallistujalle toimitetaan ruokapäiväkirja ja moniste annosarvioista ennen kotiruokavaliota. Osallistuja tallentaa kolmen päivän ruokavalioennätyksen. Jokaisella osallistujalla on 1,5 tunnin puhelu CRC-ravitsemusterapeutin kanssa yhdestä kolmeen päivän kuluessa ruokavaliotietojen suorittamisesta. Ravitsemusterapeutti tarkistaa tietueen täydellisyyden ja selkeyden vuoksi ja syöttää tiedot sitten tutkimuksen ravitsemustietojärjestelmään (NDSR). NDSR on vakiintunut, tietokonepohjainen ruokavalio-analyysiohjelmisto, joka kehitettiin Minnesotan yliopistossa ja tarjoaa kvantitatiivisia tietoja sekä mikro- että makroravinteista ruokavalion muistelemisesta. NDSR:n elintarviketietokanta sisältää yli 18 000 ruokaa, ja se käyttää Yhdysvaltain maatalousministeriön laboratoriota ensisijaisena ravintoarvojen ja koostumuksen lähteenä. UCM CRC:llä on olemassa sopimus NDSR:n kanssa tämän ohjelmiston käytön tukemiseksi tässä tutkimuksessa.

Virtsan ja seerumin mittaukset: Kaksi 24 tunnin virtsanottoa suoritetaan kotona (ohjeiden mukaan). 24 tunnin virtsan tilavuus, Ca, oksalaatti, sitraatti, virtsahappo, Na, K, Cl, Mg, sulfaatti, ammonium ja kreatiniini mitataan. Virtsamittaukset suoritetaan Chicagon yliopiston munuaiskivitutkimusryhmän laboratoriossa. Seerumin 25-D-vitamiini- ja lisäkilpirauhashormonitasot mitataan CRC:n kautta Chicagon yliopiston laboratoriossa. Seerumin natrium-, kalium-, kloridi-, bikarbonaatti-, kalsium-, fosfori-, magnesium-, kreatiniini- ja glukagonin kaltainen peptidi 1 (GLP-1) määritetään Chicagon yliopiston munuaiskivilaboratoriossa. Seerumin peptidi YY ja insuliini määritetään Chicagon yliopiston diabeteksen tutkimus- ja koulutuskeskuksen laboratoriossa. Seerumin glukagoni analysoidaan LabCorpissa. Glukoosi mitataan CRC:n kultastandardin mukaisella YSI-metodologialla. Seerumi ja virtsa pakastetaan -80 asteeseen ja varastoidaan Kidney Stone -laboratoriossa mahdollisia myöhempiä määrityksiä varten.

Tavoite 1, Virtsan tilastollinen analyysi: Virtsan CaOx SS lasketaan käyttämällä EQUIL2:ta (tietokoneohjelma, jota käytetään virtsan kyllästymisen laskemiseen). Vertailemme miesten ja naisten CaOx SS:ää käyttämällä t-testiä, joka ottaa huomioon mahdolliset erot näiden kahden ryhmän välillä. Suoritamme lineaarisia regressiomalleja sukupuolen mukaan määrittääksemme CaOx SS:n ennustajat. Käytämme Spearmanin korrelaatiotestejä löytääksemme riippumattomia korrelaatioita mikrobilajien ja/tai aineenvaihduntareittien välillä CaOx SS:n kanssa. Yleistetyt lineaariset mallit luodaan kaikille moduuleille, jotka liittyvät korkeaan CaOx SS:ään.

Tavoite 2, ulosteen mikrobilajit ja tilastollinen analyysi: Haulikkosekvensointi suoritetaan kaikille ulostenäytteille. Kaikille ulostenäytteille suoritetaan haulikkosekvenssi. TruSeq DNA Sample prep -pakkausta (Illumina) ja KAPA Library Preparation Kitin (Kapa biosystems) reagensseja käytetään kirjastojen luomiseen. Kirjastot sekvensoidaan Illumina MiSeq -alustalla käyttämällä 2 x 250 nukleotidin pariperäistä sekvensointia. Sekvensointilukemat muunnetaan mikrobien aineenvaihduntamoduulien suhteelliseksi runsaudeksi käyttämällä HUMANN:ää ja kartoitetaan KEGG:hen. Suhteellinen runsaus lasketaan käyttämällä Metagenomic Phylogenetic Analysis (MetaPhlAn) -putkilinjaa.