Modifica dei tessuti adiposi e dei trigliceridi dopo chirurgia bariatrica o intervento sullo stile di vita

L'obesità è associata a diversi disturbi cronici come la sindrome metabolica, la steatosi epatica non alcolica (NAFLD) e il diabete mellito di tipo 2 (DM2). Può essere classificato in lieve, moderato e grave utilizzando diversi valori di cut-off dell'indice di massa corporea (BMI). Sono stati proposti molti interventi e trattamenti contro l'obesità. Si suggerisce ai pazienti con obesità da lieve a moderata di sottoporsi a monitoraggio dello stile di vita o programmi di intervento, mentre ai pazienti con obesità grave o patologica può essere suggerito di sottoporsi a chirurgia bariatrica. Il tessuto adiposo bruno (BAT) è un tipo specifico di tessuto adiposo con la capacità unica di produrre calore mediante termogenesi senza brividi. Aumenta il dispendio energetico e abbassa i livelli di glucosio nel sangue e quindi si suggerisce di essere una potenziale terapia contro l'obesità, NAFLD, DM2 ecc.

Studi di ricerca hanno dimostrato che l'obesità è fortemente associata alla NAFLD. Dalla nostra precedente osservazione, la maggior parte delle persone obese soffre di NAFLD. Tuttavia, una piccola parte di essi è protetta dalla NAFLD. Cerchiamo di capire perché e come questa piccola porzione di pazienti obesi gravi possa proteggersi dalla NAFLD mentre qualche individuo magro ne soffre. Vorremmo anche verificare se la quantità di BAT è un biomarcatore per NAFLD. Inoltre, vorremmo convalidare l'accuratezza dei punteggi di infiammazione e fibrosi epatica (LIF) con i risultati della biopsia epatica.

Il cambiamento dei tessuti adiposi (es. bruno, sottocutaneo, viscerale), trigliceridi nel fegato e nel pancreas e colesterolo (es. HDL e LDL) nel flusso sanguigno verrebbero misurati in pazienti con NAFLD sottoposti a chirurgia bariatrica o intervento sullo stile di vita. Saranno reclutati 40 soggetti. Metà di loro per il gruppo di intervento sullo stile di vita mentre metà per il gruppo bariatrico. La risonanza magnetica di base e l'esame del sangue verranno eseguiti prima dell'inizio dei loro trattamenti e due scansioni di follow-up, nonché esami del sangue a intervalli di sei e dodici mesi.

Questo studio consente misurazioni obiettive per valutare l'efficacia di diversi trattamenti contro l'obesità e la risposta della NAFLD dopo la perdita di peso. Inoltre, questo studio fornisce una misurazione quantitativa del BAT e verifica se il BAT è associato a NAFLD o ad altri disturbi dei metaboliti come DM2 e iperlipidemia.

b) Piano e metodologia della ricerca Soggetti Saranno reclutati ottanta volontari per questo progetto. 40 di loro con obesità lieve-moderata e gli altri 40 soggetti con obesità patologica.

I soggetti con obesità patologica saranno ulteriormente suddivisi in gruppo bariatrico (coloro che hanno dato il consenso per la chirurgia, ovvero 20 soggetti e 20 per il gruppo di intervento sullo stile di vita.

Il gruppo con obesità lieve-moderata sarà inoltre diviso in due sottogruppi (20 in ciascun gruppo) attraverso un processo di randomizzazione in un rapporto 1:1 per partecipare al programma di modifica dello stile di vita guidato dal dietista o ricevere le cure abituali. Il computer verrà utilizzato per generare un elenco di numeri casuali per la randomizzazione dei due gruppi e questo verrà fatto in blocchi di sei dagli infermieri che lavorano nella clinica. Gli incarichi di trattamento saranno nascosti in buste sigillate numerate che verranno aperte in sequenza solo al momento dell'arruolamento del paziente. Durante l'analisi e le valutazioni del paziente, saranno impiegati metodi di mascheramento per gli incarichi di trattamento sia per i medici che per i radiografi. I criteri di inclusione riguardano individui di età compresa tra 18 e 65 anni, BMI ≥ 25-30 kg/m2 per obesità lieve-moderata, BMI ≥ 30 kg/m2 con sindrome metabolica o BMI ≥ 35 kg/m2 per obesità patologica, a cui è stata diagnosticata con NAFLD. I criteri di esclusione includono altri tipi di malattie epatiche o l'assunzione di farmaci noti per influenzare l'accumulo di grasso nel fegato, peso ≥250 kg, circonferenza vita ≥150 cm. Il peso massimo e la circonferenza della vita sono impostati a causa della tolleranza dello scanner e della sua dimensione del foro. I consensi informati scritti saranno ottenuti da tutti i volontari.

Protocollo Il protocollo in questa parte dello studio sarà come descritto da Wong et al. All'inizio dello studio, tutti gli 80 pazienti saranno inizialmente valutati dal dietista e verranno fornite raccomandazioni individuali pertinenti. Ciò includerà valutazioni complete del cambiamento comportamentale, che coprono aree importanti come le attuali abitudini alimentari del paziente, i modelli di stile di vita ecc.

Gruppo chirurgico (chirurgia bariatrica) Il gruppo chirurgico sarà identificato dall'équipe chirurgica e sarà arruolato dall'équipe chirurgica di conseguenza.

Gruppo di modifica dello stile di vita I pazienti randomizzati al gruppo di intervento parteciperanno a un programma di modifica dello stile di vita guidato da un dietista per 12 mesi. Il programma si svolgerà presso 2 centri urbani aperti al pubblico per la gestione dell'obesità e dei disturbi correlati. Il programma si baserà su una strategia di aumento del dispendio energetico e riduzione dell'apporto calorico utilizzando il cambiamento comportamentale dello stile di vita per ottenere un impatto duraturo. I pazienti parteciperanno a sessioni di consultazione dietetica settimanalmente nei primi 4 mesi e mensilmente negli 8 mesi successivi. Nella prima sessione (circa 1 ora), il dietista effettuerà una valutazione comportamentale completa, coprendo aree importanti come gli attuali schemi alimentari e di stile di vita del paziente, specifici comportamenti legati all'alimentazione, conoscenza dei rischi associati agli attuali schemi alimentari, preoccupazioni e sentimenti su specifici cambiamenti dello stile di vita. Il dietologo discuterà anche la durata prevista e specifici consigli dietetici e sullo stile di vita per raggiungere uno stato di peso desiderabile con i pazienti.

Nelle sessioni di follow-up (circa 20 minuti), il dietista esaminerà la pratica alimentare del paziente e fornirà raccomandazioni. Ad ogni paziente verrà fornito un piano di menu personalizzato. La componente dietetica e le dimensioni delle porzioni del piano del menu si baseranno sulle raccomandazioni dell'American Dietetic Association. Sarà incoraggiata una dieta varia ed equilibrata con enfasi su frutta e verdura e prodotti a basso contenuto di carboidrati, a basso contenuto di grassi, a basso indice glicemico (GI) ea basso potere calorifico in porzioni adeguate. Questa dieta si tradurrà in un relativo aumento del consumo di energia dalle proteine, che promuoverà anche la sazietà. Ad ogni paziente verranno forniti due opuscoli, uno per lo scambio di porzioni di cibo e suggerimenti per mangiare fuori, e un altro che elenca le opzioni alimentari e i piani alimentari a basso indice glicemico (IG <55). Inoltre, verranno insegnate tecniche per far fronte a situazioni a rischio come feste e celebrazioni di festival. Ai pazienti verranno fornite anche ricette per incoraggiare una cucina sana. L'aderenza all'intervento dietetico sarà valutata calcolando la percentuale di partecipazione alle sessioni di intervento e valutando le assunzioni dietetiche e le abitudini alimentari utilizzando un registro alimentare settimanale.

Inoltre, i pazienti saranno incoraggiati a vedere un istruttore di esercizi almeno una volta durante il programma di modifica dello stile di vita. Durante la prima consultazione sugli esercizi (circa 30 minuti), l'istruttore di esercizi esaminerà la storia medica del paziente e le abitudini di esercizio e progetterà un regime di esercizio adatto per il paziente. I pazienti verranno prima istruiti a fare esercizio aerobico di intensità moderata per 30 minuti, da 3 a 5 giorni alla settimana e incoraggiati ad aumentare le attività fisiche quotidiane.

Durante gli appuntamenti successivi, l'istruttore di esercizi valuterà i progressi del paziente nell'esercizio aerobico e nello stretching durante i follow-up. Quando i pazienti saranno in grado di sviluppare un'abitudine di esercizio di routine, verranno istruiti a eseguire un allenamento di resistenza per aumentare la resistenza e la forza muscolare per una migliore prestazione aerobica e una riduzione del grasso epatico (30). L'intensità dell'esercizio sarà aumentata gradualmente fino a 30 minuti al giorno. L'obiettivo sarà una riduzione dell'indice di massa corporea (BMI) verso i 23 kg/m2.

Gruppo di controllo I pazienti nel gruppo di controllo riceveranno cure di routine presso la clinica medica del Prince of Wales Hospital, Hong Kong. Al basale, un medico spiegherà ai pazienti i risultati dei test di laboratorio e la storia naturale della NAFLD. I pazienti saranno incoraggiati a ridurre l'assunzione di carboidrati e grassi e ad allenarsi per almeno 3 volte a settimana, 30 minuti per sessione.

Valutazioni di follow-up in tutti i gruppi I pazienti si recheranno in clinica ai mesi 4 e 12 per la valutazione metabolica e riceveranno ulteriori consigli da un medico, se del caso. Prima di ogni visita, ai pazienti verrà chiesto di digiunare durante la notte per almeno 8 ore, quindi verranno prelevati campioni di sangue per biochimica epatica, glucosio, insulina e lipidi. La resistenza all'insulina sarà stimata utilizzando il modello di valutazione dell'omeostasi (HOMA-IR) calcolato come glucosio plasmatico a digiuno (mmol/L) x insulina (mIU/L) / 22,5 e l'indice quantitativo di controllo della sensibilità all'insulina (QUICKI), calcolato come 1/[ log insulina a digiuno (μU/mL) +log glicemia a digiuno (mg/dL)]). Saranno misurati anche alanina aminotransferasi (IU/L), glucosio a digiuno (mmol/L), emoglobina A1c (%), colesterolo totale LDL, HDL (mmol/L) e trigliceridi (mmol/L). Inoltre, il peso e l'altezza verranno misurati durante la loro visita clinica prima di ciascuna scansione MRI e il BMI verrà calcolato in base al peso (kg) / altezza^2 (m). La circonferenza della vita sarà misurata a un livello intermedio tra il margine costale inferiore e la cresta iliaca con il nastro tutto intorno al corpo in posizione orizzontale. Le attività fisiche saranno registrate come durata totale dell'esercizio attivo (min) a settimana.

Acquisizione delle immagini I soggetti di tutti i gruppi saranno sottoposti a risonanza magnetica al basale prima del loro intervento e due scansioni di follow-up a intervalli di 4 mesi e 12 mesi. Tutte le scansioni verranno eseguite utilizzando uno scanner MRI Philips Achieva 3.0 Tesla (Philips Medical System, Best, Paesi Bassi). Le immagini di spostamento chimico acqua-grasso saranno acquisite dalla sequenza DIXON modificata multi-eco viziata 3D con un array SENSE-XL-Torso a 16 canali sempre da Philips Healthcare. Parametri di imaging come segue: Tempo di ripetizione (TR) = 5,7-5,9 (ms), tempo di eco (TE)/spaziatura eco = 1,2-1,4 (ms) / 1,0-1,2 (ms), numero di echi = 6, angolo di inversione = 3°, accelerazione SENSE = 2, spessore della fetta ricostruita/numero di fette = 3,0 mm/50 per produrre serie di immagini co-registrate di acqua, grasso, frazione grassa e T2* . L'acquisizione senza respiro verrà eseguita dalla base del cranio alla base della cavità toracica per la misurazione del BAT e l'acquisizione del respiro verrà eseguita dalla cupola del diaframma alla sinfisi pubica per misurazioni SAT e VAT addominali.

Le immagini del fegato T1 saranno acquisite utilizzando la sequenza 3D T1-fast-field echo (FFE), 2-echoes: TE1=1.8 msec, TE2=4.0 msec, TR=5.2 msec, flip angle=15, SENSE imaging parallelo con fattore di accelerazione 2.0 in direzione di codifica di fase.

La quantificazione in vivo del grasso epatico sarà eseguita utilizzando la spettroscopia STEAM a singolo voxel (TE=15 ms, TR=5000 ms, Numero di avareghe di segnale (NSA)=24, ampiezza spettrale=2000 Hz, nessuna soppressione dell'acqua). Un voxel di 30×30×30 mm^3 (27 mL) verrà localizzato sul lobo epatico destro per evitare i vasi principali secondo il protocollo istituzionale per la misurazione del grasso epatico. TE breve e TR lungo saranno selezionati per minimizzare gli effetti di T2 e T1. Verrà eseguita una scansione senza trattenimento del respiro e il tempo di acquisizione sarà di circa 2 min.

Misurazione quantitativa del volume del tessuto adiposo bruno e bianco addominale Il tessuto adiposo bruno (BAT) sarà estratto dalle immagini RM utilizzando un algoritmo interno che è stato convalidato e pubblicato in una rivista di dominio riconosciuta. Questo metodo utilizza le caratteristiche uniche della frazione grassa e dei valori di T2* nel BAT per segmentare il tessuto. Il volume di BAT sarà misurato in mm^3 e convertito in mL.

Il tessuto adiposo bianco addominale sarà separato in tessuto adiposo sottocutaneo e viscerale (SAT e VAT) utilizzando un altro algoritmo interno che è stato anche validato e pubblicato in una rivista di dominio. Il volume sarà misurato in millilitri (ml) e la regione di interesse sarà coperta dalla cupola del diaframma alla sinfisi pubica.

Analisi dello spettro per i trigliceridi intraepatici (IHTG). I dati di spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) verranno esportati per l'analisi nel dominio del tempo offline utilizzando l'algoritmo AMARES con forme di linee gaussiane che si adattano al pacchetto software jMRUI. IHTG sarà misurato per gli integrali relativi del segnale grasso in termini di percentuale dell'ampiezza totale del segnale. Il contenuto di IHTG è calcolato come [Intensità segnale di grasso/(Intensità segnale di grasso+Intensità segnale di acqua)] x 100. La definizione di NAFLD si baserà su un contenuto di grasso epatico superiore alla soglia del 5,5%.

Infiammazione epatica e fibrosi I punteggi di infiammazione e fibrosi epatica (LIF) basati sui valori di T1 (cT1) e T2* corretti per il ferro saranno calcolati utilizzando LiverMultiScan™ (LMS, Perspectum Diagnostics, Oxford, UK). I punteggi LIF vanno da 0 a 4, dove 0 indica il meno grave e 4 il più grave, come mostrato nella figura 3. Per convalidare i punteggi LIF, durante gli interventi chirurgici bariatrici verrà eseguita una biopsia epatica per la valutazione del grado di infiammazione e fibrosi all'interno del fegato in associazione con NAFLD.

Analisi statistica Il confronto all'interno dei gruppi sarà misurato utilizzando misure ripetute ANOVA per i risultati acquisiti da 3 diversi punti temporali (basale, Mese 4 e Mese 12). Le variabili con differenze significative saranno portate avanti per il confronto a coppie con la correzione di Bonferroni. Il confronto tra i gruppi (intervento sullo stile di vita e gruppi bariatrici) sarà misurato in variazioni relative tra il basale al mese 4 e dal mese 4 al mese 12. Le analisi statistiche saranno condotte utilizzando Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) 25 (IBM, New York, USA). Il livello significativo è selezionato a p <0,05 (2 code).