Een analyse van het metabolisme van lipiden en glucose na bariatrische chirurgie

Achtergrond: Bariatrische chirurgie is de enige evidence-based benadering voor effectief en duurzaam gewichtsverlies. Geschat wordt dat ongeveer een derde van de patiënten die bariatrische chirurgie ondergaan diabetes type 2 heeft, met een hoge mate van herstel van diabetes postoperatief: 84-98% na een gastric bypass en 48-68% na puur restrictieve procedures(1, 2) . Andere cardiovasculaire risicofactoren zoals het lipidenprofiel en ontstekingsmarkers verbeteren ook aanzienlijk. 25% van de bevolking van Alberta is zwaarlijvig en 2,7% is morbide zwaarlijvig, een derde van hen heeft diabetes type 2. Bariatrische chirurgie bij deze patiënten zal zich vertalen in een genezing van diabetes type II, dramatische verbeteringen in de kwaliteit van leven, een langere levensduur en lagere kosten voor de gezondheidszorg voor het systeem.

Morbide obesitas leidt tot verhoogde plasmavrije vetzuren (FFA) en vervolgens tot overmatige ophoping van triglyceriden in perifere weefsels. Overmatige aanmaak van triglyceriden is een onafhankelijke risicofactor voor insulineresistentie, diabetes type II en cardiovasculaire complicaties. Bariatrische chirurgie wordt in verband gebracht met dramatische verbeteringen bij deze comorbide ziekten(2). Zuiver restrictieve procedures (laparoscopisch verstelbare maagband - LAGB) kunnen verschillen van hybride procedures (laparoscopische roux-en-y gastric bypass - LRYGB) in hun effect op diabetes en hart- en vaatziekten. De LAGB is een minder complexe chirurgische ingreep die in dagbehandeling kan worden uitgevoerd en heeft een extreem laag peri-operatief sterftecijfer. De LRYGB is veel complexer en heeft een lage maar belangrijke mate van naadlekkage en mortaliteit.

LAGB en LRYGB verschillen in hun gemiddelde percentage overtollig gewichtsverlies (%EWL)(2). Dit kan bijdragen aan een ongelijkheid in hun impact op comorbide ziekten. Verbeteringen in insulinegevoeligheid en glucosehomeostase treden echter vroeg na LRYGB op, voorafgaand aan aanzienlijk gewichtsverlies(3). Postoperatieve veranderingen in de absorptie en het metabolisme van lipiden veroorzaakt door een malabsorptieve procedure kunnen verantwoordelijk zijn voor deze gunstige veranderingen. De relatie tussen verbeterde insulinegevoeligheid en veranderingen in het vetmetabolisme moet worden opgehelderd om de variërende impact van LAGB en LRYGB op comorbide ziekten geassocieerd met obesitas te begrijpen. De initiële verminderde calorie-inname na bariatrische chirurgie kan de respons van vetweefsel verbeteren, wat tot uiting komt in gunstige veranderingen in adipocytokines. De postoperatieve stijging van adiponectine (4, 7) (een ontstekingsremmende mediator) werd waargenomen. Deze veranderingen correleren met gewichtsverlies en verbetering van de insulineresistentie.

Bij zwaarlijvige, insulineresistente proefpersonen kan insuline de hydrolyse van opgeslagen triglyceriden in vetweefsel niet afzwakken en dientengevolge leidt dit tot overmatige afgifte van vrije vetzuren in de circulatie en verhoogde afgifte van vetzuren aan de spieren, lever en pancreas. Overmatige opname van vetzuren in deze weefsels verergert de lever- en spierinsulineresistentie en verslechtert de insulinesecretie door bètacellen van de pancreas. Bariatrische chirurgie verbetert de insulinegevoeligheid, wat leidt tot remming van de hydrolyse van vettriglyceriden en een verminderde afgifte van vrij FFA in de bloedsomloop. Onlangs is aangetoond dat niet alleen de verhoogde baseline FFA, maar ook de gewijzigde klaring van FFA normaliseert na LRYGB (8). Ook leidt een postoperatieve vermindering van de vetopname en -absorptie tot een verlaagd FFA-gehalte in het bloed. Na malabsorptieve gewichtsreducerende procedures was de gevoeligheid voor bètacelglucose en vetzuur in een vroeg stadium verdubbeld bij diabetespatiënten, wat leidde tot een afname van de insulinesecretie (9).

Naast de bijdrage aan insulineresistentie, wordt ernstige obesitas ook geassocieerd met een verhoogde ontstekingstoestand. Bij zwaarlijvigen met diabetes type 2 en metabool syndroom is de serumconcentratie van zeer gevoelig C-reactief proteïne (CRP), een ontstekingsmarker, verhoogd en correleert met de ernst van glucose-intolerantie en met de ernst van ontsteking (10). Na bariatrische chirurgie neemt het C-reactief proteïne (CRP) af. Het is aangetoond dat gastric bypass de biochemische cardiale risicofactoren, in het bijzonder CRP, met 80% vermindert naast triglyceriden, totaal cholesterol, LDL en lipoproteïne A (7, 11).

Deze veranderingen in het lipiden- en glucosemetabolisme worden in verschillende mate waargenomen na restrictieve en hybride procedures. Gezien het verschillende werkingsmechanisme, de technische complexiteit en de veiligheidsprofielen van LAGB en LRYGB, is het cruciaal om hun impact op comorbide ziekten te verduidelijken.

Hypothese:

1. Postprandiale verlaging van serumspiegels van vrije vetzuren en lipiden na LRYGB (een malabsorptieve procedure) is groter dan na LAGB (een puur restrictieve procedure).
2. Verlaagde serumspiegels van vrije vetzuren en lipiden na LRYGB leiden tot verbeteringen in insulineresistentie.

Achtergrond: Klinisch bewijs suggereert dat puur restrictieve procedures (LAGB) de absorptie en het metabolisme van lipiden anders beïnvloeden in vergelijking met hybride restrictieve/malabsorptieve procedures (LRYGB). Dit kan te wijten zijn aan de slecht absorberende component van LRYGB, waarbij ingenomen voedsel de twaalfvingerige darm en het bovenste deel van het jejunum omzeilt, beide belangrijk voor de vertering en absorptie van lipiden.

Opzet: een dwarsdoorsnedeonderzoek om de opname en het metabolisme van lipiden te karakteriseren na bariatrische chirurgische ingrepen, gebaseerd op de Weight Wise Clinic in het Royal Alexandra Hospital, Edmonton. Na een nacht vasten, voor en na een gestandaardiseerde lipidenmaaltijd, wordt veneus bloed afgenomen en geanalyseerd op geschikte biochemische indices. De studiecohorten zullen patiënten omvatten na LAGB, LRYGB, in de periode van gewichtsstabilisatie, 12+ maanden na bariatrische chirurgie. Controles zullen preoperatieve patiënten omvatten die zonder farmacologische tussenkomst worden behandeld voor hun obesitas.

Methoden: Werving en lichamelijk onderzoek vinden plaats in de Weight Wise Clinic. De studies zullen beginnen bij de Clinical Investigation Unit, University of Alberta Hospital, om 7 uur 's ochtends na een maaltijd op de avond voor de studie en daarna 12 uur 's nachts vasten. De vloeibare maaltijd zal bestaan ​​uit 240 ml Hormel Great Shake Plus vloeibaar voedingssupplement, 203 Kcal/100 ml; 49% calorieën uit vet, voornamelijk onverzadigde vetzuren van soja-oorsprong; 38% calorieën uit koolhydraten, 13% calorieën uit eiwitten. De gewichtsmeting wordt uitgevoerd door een verpleegkundige. Nuchter basislijnbloed zal worden afgenomen en de proefpersonen zullen een tweede portie van de studiemaaltijd consumeren. De testmaaltijd wordt binnen 15 minuten met een rietje gedronken. Bloedafname vindt plaats 10, 20, 30, 90 min, 4 en 6 uur na het begin van de inname van de gestandaardiseerde maaltijd. De proefpersonen mogen tijdens de test lopen of zitten, maar niet sporten. Het drinken van water zonder suiker is toegestaan. Bloed wordt verzameld via een veneuze verblijfskatheter die in een cubitale ader wordt geplaatst.

Laboratoriumanalyses: het plasma totaal cholesterol, lipoproteïne-cholesterol met lage dichtheid, lipoproteïne-cholesterol met hoge dichtheid, triglyceriden, niet-veresterde vetzuurconcentratie en de mate van onverzadiging, ApoB-48 (intestinaal afgeleid lipoproteïne) en apoB-100 (lever afgeleid lipoproteïne), insuline, glucose, reanimatie, adiponectine, HbA1c, albumine, AST, ALT, ketonlichamen worden gemeten.

Primaire uitkomst: postprandiale veranderingen in serumvrije vetzuren, lipiden (cholesterol totaal, LDL en HDL, triglyceriden) en apoB bij patiënten na bariatrische chirurgie en hun relatie met insulinegevoeligheid (glucose, insuline, HOMA-index).

De onderzoekers verwachten dat een grotere afname van postprandiale serumvrije vetzuren en lipiden (cholesterol, triglyceride) na LRYGB gepaard zal gaan met een grotere afname van de insulineresistentie (HOMA-index zal naar verwachting afnemen), in vergelijking met LAGB. Insuline, plasmaglucose en ketonlichamen zullen naar verwachting afnemen.

Secundaire uitkomsten: veranderingen in HbA1c-, ASAT-, ALAT-, albumine-, CRP- en adiponectinespiegels worden vergeleken met de veranderingen in vetzuren, lipiden en insulineresistentie.

De onderzoekers verwachten dat een verlaagd serumvrij vetzuurgehalte zal worden geassocieerd met een afname van de ontstekingsmarker (CRP), HbA1c, AST, ALT en een toename van ontstekingsremmende mediator (adiponectine) na beide procedures, maar meer uitgesproken na LRYGB.

Berekening van de steekproefomvang: De steekproefomvang werd berekend op basis van literatuuronderzoek waaruit blijkt dat er na de bariatrische procedure minder vrije vetzuren zijn. Er is een poweranalyse uitgevoerd met een bèta van 0,20 en een alfa van 0,05. Ervan uitgaande dat er een verschil van 30% in het niveau van FFA bestaat tussen morbide obese geopereerde en niet-geopereerde patiënten, zullen 16 proefpersonen in elke arm nodig zijn, in totaal 48 voor LAGB, LRYGB en controlegroepen. Het onderzoek zou dus een kans van 80% opleveren dat er een verschil zou worden gedetecteerd als er een bestaat.

Gegevensanalyse: Multivariate analyse voor het testen van de statistische significantie van verbeterde serumvrije vetzuren, ApoB- en lipideniveaus en hun correlatie met insulinegevoeligheid (glucose, insuline) tussen meerdere gegevensgroepen zal worden uitgevoerd door een statisticus.