Functionele MRI-evaluatie van hersenrespons op visuele voedselstimulatie bij patiënten met morbide obesitas voor en na bariatrische chirurgie

Bariatrische chirurgie bemiddelt gewichtsverlies via een of meer mechanismen die inherent zijn aan elke gebruikte techniek. Chirurgische beperking is de "kleinste gemene deler" die in verschillende mate door alle procedures wordt gedeeld. Verschillende graden van malabsorptie worden gebruikt bij "bypassprocedures", zoals Roux-Y maagbypass (GBP), biliopancreatische omleiding (BPD) en biliopancreatische omleiding met duodenale schakelaar (BPD-DS). Deze chirurgische opties verschillen ook in de mate van gewichtsverlies die ze bevorderen. Dit verschil is te wijten aan verschillende factoren, waaronder de mate van onderdrukking van de eetlust, toename van het energieverbruik en de mate van malabsorptie die door de verschillende procedures wordt bereikt.

Een postoperatieve verandering in de hormonale as tussen darm en hersenen is een onderdeel dat de laatste tijd veel aandacht en onderzoek heeft getrokken, maar nog steeds slecht gedefinieerd is. Het is een effect, vermoedelijk gemedieerd door een verandering in een groot aantal peptiden en hormonen, voornamelijk afkomstig uit het darmkanaal, dat een verandering in honger- en verzadigingsgevoelens veroorzaakt, evenals een verandering in de drang om te eten. Over het algemeen hebben patiënten na een sleeve gastrectomie (SG) en de genoemde bypassprocedures een verminderde eetlust en rapporteren ze een verminderde drang om voedsel te zoeken, wat vermoedelijk bijdraagt ​​aan hun gewichtsverlies.

Functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) is een beeldvormingsmodaliteit die de hemodynamische respons (verandering in de bloedstroom) meet die verband houdt met neurale activiteit in de hersenen, waardoor gebieden in de hersenen die actief worden als gevolg van discrete stimuli, in kaart kunnen worden gebracht.

Recente studies die gebruik maken van fMRI om de neurale respons op honger- en verzadigingstoestanden te bestuderen, evenals op anticipatie en inname van voedsel, hebben afzonderlijke gebieden in de hersenen in kaart gebracht die op deze stimuli reageren. Führer en collega's ontdekten dat tijdens honger significant verhoogde hersenactiviteit wordt gevonden in de linker gestreepte en extrastriate cortex, de inferieure pariëtale kwab en de orbitofrontale cortex. Stimulatie met voedselbeelden ging gepaard met verhoogde activiteit in beide insulae, de linker gestreepte en extrastriate cortex en de voorste midprefrontale cortex. Niet-voedselbeelden werden geassocieerd met verhoogde activiteit in de rechter pariëtale kwab en de linker en rechter middelste temporale gyrus1. Stice en collega's rapporteerden hersenbeeldvormingsstudies die suggereerden dat zwaarlijvige ten opzichte van magere individuen een grotere activering van de smaakcortex (insula / frontale operculum) en orale somatosensorische gebieden (pariëtale operculum en Rolandische operculum) vertonen als reactie op de verwachte inname en consumptie van smakelijk voedsel.

Ghreline is een orexigeen (eetluststimulerend) peptide dat wordt uitgescheiden door de voordarm voorafgaand aan maaltijden en wordt daarom beschouwd als een "maaltijdinitiator". Zwaarlijvige patiënten hebben lage ghrelinespiegels maar behouden een normale dagelijkse variatie van dit peptide, terwijl patiënten na GBP verlaagde ghrelinespiegels hebben die gedurende de dag laag blijven 3. Malik en collega's toonden aan dat wanneer ghreline intraveneus werd toegediend aan gezonde vrijwilligers tijdens fMRI de neurale reactie op voedselfoto's was aangetast. De neurale effecten van ghreline waren gecorreleerd met zelf beoordeelde hongerscores.

Leptine is een van adipocyten afgeleid circulerend hormoon dat informatie aan de hersenen geeft over energievoorraden. De reactie van de hersenen op leptine omvat veranderingen in het energieverbruik en de voedselinname. Farooqi en collega's rapporteerden gegevens die suggereren dat leptine inwerkt op neurale circuits die de voedselinname regelen om de perceptie van voedselbeloning te verminderen en tegelijkertijd de reactie op verzadigingssignalen die tijdens voedselconsumptie worden gegenereerd, te verbeteren.

Peptide YY3-36 (PYY) is een verzadigingssignaal afkomstig uit de darm waarvan de niveaus toenemen na inname van een maaltijd. Het is aangetoond dat intraveneuze infusie van PYY bij menselijke vrijwilligers een afname van de voedselconsumptie en zelfgerapporteerde hongergevoelens veroorzaakt. Het is ook in staat geweest om de neuronale activiteit te veranderen in zowel corticolimbische en hogere corticale gebieden als in homeostatische hersengebieden. Niveaus van PYY zijn laag bij zwaarlijvige proefpersonen, en het is aangetoond dat ze al 2 dagen na GBP geleidelijk toenemen, wat mogelijk bijdraagt ​​aan het succes van deze procedure in termen van eetlustbeheersing.

GLP-1 (glucagons-like peptide 1), zoals PYY, is een anorexigeen (eetlustonderdrukkend) signaal. Het wordt na de maaltijd uitgescheiden door de darmen en vermindert de voedselinname door een effect op de hersenstam en door de snelheid van maaglediging te verminderen, wat bijdraagt ​​aan het gevoel van volheid na een maaltijd. Net als bij PYY zijn de GLP-1-spiegels laag bij obese patiënten en nemen ze dramatisch toe na GBP, wat zowel bijdraagt ​​aan het gewichtsverlies als aan de verbetering van de glucosetolerantie na deze operatie.

Verschillende correlaties zullen worden beoordeeld:

1. Correlatie tussen subjectieve rapportage van honger / verzadiging en fMRI-beelden.
2. Verandering in neurale respons op voedselneutrale en voedselgerelateerde beelden, na de operatie (vóór vs. 1m en vs. 6m na de procedure).
3. Verschil tussen de twee chirurgische ingrepen (SG vs. GBP) met betrekking tot de neurale respons op voedselbeelden.
4. Correlatie tussen van de darm afkomstige eetlustregulerende hormoonspiegels in het bloed met subjectieve rapportage van honger / verzadiging en fMRI-beelden op de verschillende tijdstippen.
5. Correlatie van gemeten parameters met veranderingen in gewicht, BMI en overgewichtverlies.