Un'analisi del metabolismo dei lipidi e del glucosio dopo la chirurgia bariatrica

Sfondo: La chirurgia bariatrica è l'unico approccio basato sull'evidenza per una perdita di peso efficace e sostenibile. Si stima che circa un terzo dei pazienti sottoposti a chirurgia bariatrica soffra di diabete di tipo 2, con un alto tasso di risoluzione del diabete post-operatorio: 84-98% dopo bypass gastrico e 48-68% dopo procedure puramente restrittive(1, 2) . Anche altri fattori di rischio cardiovascolare, come il profilo lipidico e i marcatori infiammatori, migliorano significativamente. Il 25% della popolazione dell'Alberta è obeso e il 2,7% è patologicamente obeso, un terzo di loro è affetto da diabete di tipo 2. La chirurgia bariatrica in questi pazienti si tradurrà in una cura per il diabete di tipo II, notevoli miglioramenti nella qualità della vita, maggiore longevità e minori costi sanitari per il sistema.

L'obesità patologica porta a livelli elevati di acidi grassi liberi plasmatici (FFA) e successivamente a un eccessivo accumulo di trigliceridi nei tessuti periferici. L'eccessivo accrescimento di trigliceridi è un fattore di rischio indipendente per insulino-resistenza, diabete di tipo II e complicanze cardiovascolari. La chirurgia bariatrica è associata a notevoli miglioramenti in queste patologie concomitanti(2). Le procedure puramente restrittive (banda gastrica regolabile laparoscopica - LAGB) possono differire dalle procedure ibride (bypass gastrico laparoscopico roux-en-y - LRYGB) nel loro effetto sul diabete e sulle malattie cardiovascolari. Il LAGB è una procedura chirurgica meno complessa che può essere eseguita in day surgery e ha un tasso di mortalità perioperatoria estremamente basso. Il LRYGB è molto più complesso e ha un basso ma importante tasso di perdite anastomotiche e mortalità.

LAGB e LRYGB variano nella loro percentuale media di perdita di peso in eccesso (%EWL)(2). Ciò può contribuire a una disparità nel loro impatto sulla malattia in comorbidità. Tuttavia, i miglioramenti nella sensibilità all'insulina e nell'omeostasi del glucosio si verificano subito dopo LRYGB, prima di una significativa perdita di peso (3). I cambiamenti postoperatori nell'assorbimento e nel metabolismo dei lipidi indotti da una procedura di malassorbimento possono essere responsabili di questi cambiamenti benefici. La relazione tra una migliorata sensibilità all'insulina e i cambiamenti nel metabolismo lipidico deve essere chiarita al fine di comprendere il diverso impatto di LAGB e LRYGB sulla comorbidità associata all'obesità. L'iniziale ridotto apporto calorico dopo la chirurgia bariatrica può migliorare la risposta del tessuto adiposo manifestata da cambiamenti favorevoli nelle adipocitochine. È stato osservato l'aumento postoperatorio dell'adiponectina (4, 7) (un mediatore antinfiammatorio). Questi cambiamenti sono correlati alla perdita di peso e al miglioramento della resistenza all'insulina.

Nei soggetti obesi insulino-resistenti, l'insulina non può attenuare l'idrolisi dei trigliceridi immagazzinati nel tessuto adiposo e di conseguenza questo porta ad un eccessivo rilascio di acidi grassi liberi in circolo e ad un aumento del rilascio di acidi grassi al muscolo, al fegato e al pancreas. L'eccessivo assorbimento di acidi grassi in questi tessuti esacerba la resistenza all'insulina epatica e muscolare e compromette la secrezione di insulina dalle cellule beta pancreatiche. La chirurgia bariatrica migliora la sensibilità all'insulina che porta all'inibizione dell'idrolisi dei trigliceridi adiposi e alla diminuzione del rilascio di FFA liberi nella circolazione. Recentemente è stato dimostrato che non solo l'aumento dell'FFA al basale, ma anche l'alterata clearance dell'FFA si normalizzano dopo LRYGB (8). Inoltre, la riduzione postoperatoria dell'assunzione e dell'assorbimento dei grassi porta a una diminuzione del livello di FFA nel sangue. Dopo malassorbimento, procedure di riduzione del peso, la sensibilità delle cellule beta al glucosio e agli acidi grassi è raddoppiata precocemente nei pazienti diabetici, portando a una diminuzione della secrezione di insulina (9).

Oltre al suo contributo all'insulino-resistenza, l'obesità grave è anche associata a un elevato stato infiammatorio. Negli obesi con diabete di tipo 2 e sindrome metabolica, la concentrazione sierica altamente sensibile della proteina C-reattiva (CRP), un marcatore infiammatorio, è aumentata e si correla con la gravità dell'intolleranza al glucosio e con la gravità dell'infiammazione (10). Dopo la chirurgia bariatrica, la proteina C-reattiva (PCR) diminuisce. È stato dimostrato che il bypass gastrico riduce i fattori di rischio cardiaco biochimico, in particolare la PCR dell'80%, oltre a trigliceridi, colesterolo totale, LDL e lipoproteina A (7, 11).

Questi cambiamenti nel metabolismo dei lipidi e del glucosio si osservano in misura variabile dopo procedure restrittive e ibride. Dato il diverso meccanismo d'azione, complessità tecnica e profili di sicurezza di LAGB e LRYGB, è fondamentale chiarire il loro impatto sulla comorbidità.

Ipotesi:

1. La riduzione postprandiale dei livelli sierici di acidi grassi liberi e lipidi dopo LRYGB (una procedura di malassorbimento) è maggiore che dopo LAGB (una procedura puramente restrittiva).
2. Livelli sierici ridotti di acidi grassi liberi e lipidi dopo LRYGB portano a miglioramenti nella resistenza all'insulina.

Razionale: L'evidenza clinica suggerisce che le procedure puramente restrittive (LAGB) influenzano l'assorbimento e il metabolismo dei lipidi in modo diverso rispetto alle procedure ibride restrittive/malassorbitive (LRYGB). Ciò può essere dovuto alla componente malassorbitiva di LRYGB in cui il cibo ingerito aggira il duodeno e il digiuno superiore, entrambi importanti per la digestione e l'assorbimento dei lipidi.

Design: uno studio trasversale per caratterizzare l'assorbimento e il metabolismo dei lipidi in seguito a procedure chirurgiche bariatriche basate sulla Weight Wise Clinic presso il Royal Alexandra Hospital, Edmonton. Il sangue venoso sarà raccolto dopo il digiuno notturno, prima e dopo il pasto lipidico standardizzato, e analizzato per indici biochimici appropriati. Le coorti dello studio comprenderanno pazienti dopo LAGB, LRYGB, nel periodo di stabilizzazione del peso, 12+ mesi dopo la chirurgia bariatrica. I controlli comprenderanno pazienti preoperatori gestiti senza intervento farmacologico per la loro obesità.

Metodi: Il reclutamento e l'esame fisico saranno condotti presso la Weight Wise Clinic. Gli studi inizieranno presso la Clinical Investigation Unit, University of Alberta Hospital, alle 7 del mattino dopo un pasto consumato la sera prima dello studio e poi 12 ore di digiuno notturno. Il pasto liquido sarà composto da 240 ml di integratore alimentare liquido Hormel Great Shake Plus, 203 Kcal/100 ml; 49% calorie da grassi, per lo più acidi grassi insaturi di origine soia; 38% di calorie dai carboidrati, 13% di calorie dalle proteine. La misurazione del peso sarà eseguita da un'infermiera. Verrà prelevato sangue basale a digiuno e i soggetti consumeranno una seconda porzione del pasto in studio. Il pasto di prova sarà bevuto con una cannuccia entro 15 minuti. Il prelievo di sangue sarà effettuato a 10, 20, 30, 90 min, 4 e 6 ore dopo l'inizio dell'ingestione del pasto standardizzato. I soggetti potranno camminare o sedersi, ma non fare esercizio durante il test. Sarà consentito bere acqua senza zucchero. Il sangue verrà raccolto attraverso un catetere venoso a dimora posizionato in una vena cubitale.

Analisi di laboratorio: colesterolo totale plasmatico, colesterolo lipoproteico a bassa densità, colesterolo lipoproteico ad alta densità, trigliceridi, concentrazione di acidi grassi non esterificati e grado di insaturazione, ApoB-48 (lipoproteine ​​di origine intestinale) e apoB-100 (lipoproteine ​​di origine epatica), verranno misurati insulina, glucosio, CPR, adiponectina, HbA1c, albumina, AST, ALT, corpi chetonici.

Outcome primario: variazioni postprandiali degli acidi grassi liberi sierici, dei lipidi (colesterolo totale, LDL e HDL, trigliceridi) e dell'apoB nei pazienti dopo chirurgia bariatrica e loro relazione con la sensibilità all'insulina (glucosio, insulina, indice HOMA).

I ricercatori si aspettano che una maggiore riduzione degli acidi grassi e dei lipidi liberi sierici postprandiali (colesterolo, trigliceridi) dopo LRYGB sarà associata a una maggiore diminuzione della resistenza all'insulina (si prevede che l'indice HOMA diminuisca), rispetto a LAGB. Si prevede che insulina, glucosio plasmatico e corpi chetonici diminuiscano.

Risultati secondari: i cambiamenti nei livelli di HbA1c, AST, ALT, albumina, CRP, adiponectina saranno confrontati con i cambiamenti negli acidi grassi, nei lipidi e nella resistenza all'insulina.

I ricercatori prevedono che il livello ridotto di acidi grassi liberi nel siero sarà associato alla diminuzione del marker di infiammazione (CRP), HbA1c, AST, ALT e all'aumento del mediatore antinfiammatorio (adiponectina) dopo entrambe le procedure, ma più pronunciato dopo LRYGB.

Calcolo della dimensione del campione: la dimensione del campione è stata calcolata sulla base della revisione della letteratura che mostra una diminuzione degli acidi grassi liberi post-procedura bariatrica. È stata eseguita un'analisi di potenza con un beta di 0,20 e un alfa di 0,05. Supponendo che esista una differenza del 30% nel livello di FFA tra i pazienti operati e quelli non operati con obesità patologica, saranno necessari 16 soggetti in ciascun braccio, in totale 48 per LAGB, LRYGB e gruppi di controllo. Pertanto lo studio fornirebbe una probabilità dell'80% che una differenza venga rilevata se ne esiste una.

Analisi dei dati: l'analisi multivariata per testare la significatività statistica del miglioramento dei livelli sierici di acidi grassi liberi, ApoB e lipidi e la loro correlazione con la sensibilità all'insulina (glucosio, insulina) tra più gruppi di dati sarà eseguita da uno statistico.