Funksjonell MR-evaluering av hjernerespons på visuell matstimulering hos sykelig overvektige pasienter før og etter bariatrisk kirurgi

Fedmekirurgi medierer vekttap via en eller flere mekanismer som er iboende for hver teknikk som brukes. Kirurgisk restriksjon er den "laveste fellesnevneren" som deles, i ulik grad, av alle prosedyrer. Ulike grader av malabsorpsjon brukes i "bypass-prosedyrer" som Roux-Y gastrisk bypass (GBP), biliopankreatisk avledning (BPD) og biliopankreatisk avledning med duodenal switch (BPD-DS). Disse kirurgiske alternativene er også forskjellige i graden av vekttap de fremmer. Denne forskjellen skyldes flere faktorer, inkludert omfanget av appetittundertrykkelse, økning i energiforbruk og grad av malabsorpsjon oppnådd ved de forskjellige prosedyrene.

En postoperativ endring i tarm-hjerne-hormonaksen er en komponent som nylig har tiltrukket seg mye oppmerksomhet og forskning, men som fortsatt er dårlig definert. Det er en effekt, antagelig formidlet av en endring i en myriade av peptider og hormoner som hovedsakelig stammer fra tarmkanalen, og fremkaller en endring i sult og metthetsfølelse samt en endring i lysten til å spise. Generelt sett har pasienter etter sleeve gastrectomy (SG) og de nevnte bypass-prosedyrene nedsatt appetitt og rapporterer en redusert trang til å søke mat, noe som antagelig bidrar til deres vekttap.

Funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) er en avbildningsmodalitet som måler den hemodynamiske responsen (endring i blodstrømmen) relatert til nevral aktivitet i hjernen, og tillater derfor kartlegging av områder i hjernen som blir aktive på grunn av diskrete stimuli.

Nyere studier som bruker fMRI for å studere nevral respons på sult- og metthetstilstander, så vel som på forventning om mat og inntak, har kartlagt diskrete områder i hjernen som reagerer på disse stimuli. Fuhrer og medarbeidere fant at under sult finner man betydelig økt hjerneaktivitet i venstre striate og ekstrastriate cortex, den nedre parietallappen og orbitofrontale cortex. Stimulering med matbilder var assosiert med økt aktivitet i både insulae, venstre striate og ekstrastriate cortex, og anterior midprefrontal cortex. Nonfood-bilder ble assosiert med økt aktivitet i høyre parietallapp og venstre og høyre midtre temporal gyrus1. Stice og kolleger rapporterte hjerneavbildningsstudier som antydet at overvektige i forhold til slanke individer viser større aktivering av gustatorisk cortex (insula/frontal operculum) og orale somatosensoriske regioner (parietal operculum og Rolandic operculum) som svar på forventet inntak og forbruk av velsmakende mat.

Ghrelin er et oreksigent (appetittstimulerende) peptid som skilles ut av fortarmen før måltider og regnes derfor som en "måltidsinitiator". Overvektige pasienter har lave ghrelinnivåer, men opprettholder en normal daglig variasjon av dette peptidet, mens pasienter etter GBP har reduserte ghrelinnivåer som forblir lave gjennom dag 3. Malik og medarbeidere viste at når ghrelin ble administrert intravenøst ​​til friske frivillige under fMRI den nevrale responsen på matbilder ble påvirket. De nevrale effektene av ghrelin var korrelert med selvvurderte sultvurderinger.

Leptin er et adipocytt-avledet sirkulerende hormon som gir informasjon til hjernen om energilagre. Hjernens respons på leptin innebærer endringer i energiforbruk og matinntak. Farooqi og medarbeidere rapporterte data som tyder på at leptin virker på nevrale kretsløp som styrer matinntaket for å redusere oppfatningen av matbelønning samtidig som det forbedrer responsen på metthetssignaler generert under matinntak.

Peptid YY3-36 (PYY) er et tarm-avledet metthetssignal hvis nivåer øker etter måltid. Intravenøs infusjon av PYY til frivillige mennesker har vist seg å forårsake en reduksjon i matforbruk og selvrapportert sultfølelse. Det har også vært i stand til å endre nevronal aktivitet i både kortikolimbiske og høyere kortikale områder, så vel som homeostatiske hjerneregioner. Nivåer av PYY er lave hos overvektige personer, og har vist seg å øke gradvis så tidlig som 2 dager etter GBP, noe som kanskje bidrar til suksessen til denne prosedyren når det gjelder appetittkontroll.

GLP-1 (glukagonlignende peptid 1), som PYY, er et anoreksigent (appetittdempende) signal. Det skilles ut fra tarmen etter måltider og reduserer matinntaket ved å påvirke hjernestammen, samt ved å redusere hastigheten på magetømmingen, noe som bidrar til metthetsfølelsen etter et måltid. I likhet med PYY, er GLP-1-nivåene lave hos overvektige pasienter og øker dramatisk etter GBP, noe som bidrar både til vekttapet så vel som til forbedringen i glukosetoleranse etter denne operasjonen.

Flere sammenhenger vil bli vurdert:

1. Sammenheng mellom subjektiv rapportering av sult/metthet og fMRI-bilder.
2. Endring i nevral respons på matnøytrale og matrelaterte bilder, etter operasjonen (før vs. 1m og vs. 6m etter prosedyren).
3. Forskjellen mellom de to kirurgiske prosedyrene (SG vs.GBP) med hensyn til den nevrale responsen på matbilder.
4. Korrelasjon mellom tarmavledede appetittregulerende hormonnivåer i blodet til subjektiv rapportering av sult/metthet og fMRI-bilder på de forskjellige tidspunktene.
5. Korrelasjon av målte parametere til endringer i vekt, BMI og overvektstap.