Błonnik pokarmowy i uczucie sytości u pacjentów bariatrycznych (FIBAR)

Otyłość osiągnęła rozmiary epidemii na całym świecie. Jedyną skuteczną obecnie dostępną opcją leczenia jest chirurgia bariatryczna, ze złotym standardem procedury, pomostowaniem żołądka Roux-en-Y (RYGB), co skutkuje dramatyczną i trwałą utratą nadwagi o 60-75% i często szybką poprawą cukrzycy typu 2 mellitus (T2DM). Niezrównana skuteczność chirurgii bariatrycznej w leczeniu otyłości otwiera zupełnie nową perspektywę dla rozwoju leków przeciw otyłości i sugeruje, że przewód pokarmowy ma znacznie większe znaczenie w kontroli odżywiania i homeostazie energetycznej, niż dotychczas sądzono. Zidentyfikowano kluczowe mechanizmy przewodu pokarmowego hamujące jedzenie: 1) rozdęcie żołądka powodujące aktywację mechanoreceptorów i sygnalizację w jelicie nerwowym w mózgu oraz 2) wykrywanie składników odżywczych w jelicie cienkim, powodujące wydzielanie peptydów nasycenia, takich jak CCK, GLP-1 i PYY.

Całkowicie nową konsekwencją znaczenia przewodu pokarmowego w kontroli jedzenia i masy ciała jest rola jelita grubego i mikrobiomu jelitowego, a także produktów jego metabolizmu. Mikrobiom jelitowy może mieć silny wpływ na jedzenie i masę ciała został po raz pierwszy rozpoznany w przełomowych eksperymentach z myszami wolnymi od zarazków, które stały się otyłe, gdy zostały zaszczepione mikrobiomem od otyłych myszy lub ludzi, podczas gdy pozostały szczupłe, gdy mikrobiom został przeszczepiony od szczupłych myszy.

Dokładne mechanizmy, które łączą mikrobiom jelitowy z kontrolą jedzenia i homeostazą energii, pozostają jednak w dużej mierze niezbadane. Jedną z sugestii dotyczących rozwoju otyłości jest to, że „otyły” mikrobiom może mieć zwiększoną zdolność do pozyskiwania energii z tej samej diety w porównaniu z „chudym” mikrobiomem. W rzeczywistości krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) powstające w wyniku bakteryjnej fermentacji niestrawnych węglowodanów mogą dostarczać gospodarzowi dodatkowej energii (około 10% całkowitej energii z diety). Jednak to, czy jest to główna przyczyna rozwoju otyłości, pozostaje kontrowersyjne, ponieważ SCFA stymulują również wydzielanie leptyny, GLP-1 i PYY, a tym samym aktywują mechanizmy hamujące jedzenie. Ponieważ w warunkach fizjologicznych posiłek będzie potrzebował około 6 godzin lub dłużej (w zależności od składu posiłku i międzyosobniczej zmienności pasażu jelitowego), zanim dotrze do jelita grubego, tak aby ulegające fermentacji składniki posiłku mogły zostać metabolizowane do SCFA, udział SCFA w ostre efekty hamowania jedzenia zostały zakwestionowane u ludzi. Pacjenci bariatryczni stanowią idealny model do badania tego mechanizmu. Opierając się na zmianach anatomicznych podczas operacji RYGB, skutkujących znacznie szybszym transportem składników odżywczych do jelita grubego, można postawić hipotezę, że szybsza i bardziej wyraźna produkcja SCFA przyczynia się do wyraźnych efektów hamowania jedzenia obserwowanych po operacji. Ponadto pacjenci z RYGB mają mały worek żołądkowy o wielkości około 2% normalnego, nieoperowanego żołądka, co powoduje wczesne rozdęcie po spożyciu pokarmu. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą nie oceniano wpływu zwiększonego rozdęcia żołądka i jego udziału w ogólnym wpływie na zachowania żywieniowe i utratę wagi. Błonnik pokarmowy zapewnia idealną interwencję żywieniową do badania leżących u podstaw skutków operacji RYGB hamujących jedzenie. 1) Błonnik o wysokiej lepkości, taki jak beta-glukan z owsa, opóźnia opróżnianie żołądka, a zatem może przyczyniać się do efektu jedzenia poprzez zwiększenie rozdęcia żołądka. 2) Nielepkie, ulegające fermentacji włókna, takie jak inulina lub fruktooligosachidy (FOS), są w wysokim stopniu fermentowane do SCFA w jelicie grubym po spożyciu, a zatem mogą uczestniczyć w efekcie jedzenia poprzez aktywację receptorów SCFA i uwalnianie hormonów sytości.

Głównym celem zarówno w badaniu A, jak i B jest ocena wpływu lepkiego i ulegającego fermentacji błonnika pokarmowego na jedzenie ad libitum u pacjentów chorobliwie otyłych przed operacją RYGB i 6 miesięcy po niej.

Ponadto w badaniu pilotażowym w badaniu B głównym celem jest przebieg w czasie fermentacji w jelicie grubym wywołanej błonnikiem.

Drugorzędnymi celami zarówno w badaniu A, jak i B jest zbadanie wpływu lepkiego i ulegającego fermentacji błonnika pokarmowego na odczuwany apetyt, wytwarzanie SCFA, wodoru w wydychanym powietrzu (jako markera fermentacji w jelicie grubym), wydzielanie hormonów nasycenia przewodu pokarmowego i glikemię w Chorzy chorobliwie otyli przed i 6 miesięcy po operacji RYGB.

Podstawową miarą wyniku badania zarówno w badaniu A, jak i B jest spożycie makroskładników i pokarmu (w gramach i spożytych kcal) podczas posiłku w formie bufetu ad libitum, a także czas do ukończenia posiłku.

Ponadto w badaniu pilotażowym w badaniu B podstawową miarą wyniku badania jest stężenie wodoru w wydychanym powietrzu i SCFA w osoczu.

Drugorzędowymi miarami wyników w obu badaniach A i B są: 1) Oceny apetytu (potwierdzona wizualna skala analogowa, VAS), w tym głód, uczucie sytości, pragnienie, chęć jedzenia i ilość jedzenia, którą chce się zjeść. 2) Stężenia SCFA w osoczu (propionian, octan, maślan). 3) Wodór w wydychanym powietrzu (jako marker fermentacji w jelicie grubym) 4) Stężenie hormonów przewodu pokarmowego w osoczu (grelina, CCK, GLP-1, PYY i potencjalnie inne, jeszcze nie zidentyfikowane hormony jelitowe). 4) Stężenia insuliny i glukagonu w osoczu oraz glukozy we krwi.

Randomizowane, krzyżowe badanie z pojedynczą ślepą próbą z udziałem 24 chorobliwie otyłych ludzi poddawanych RYGB (badanie A, n=12; badanie B, n=12). Badanie B obejmuje również dodatkowe badanie pilotażowe z udziałem 6 chorobliwie otyłych pacjentów przed operacją RYGB i 6 miesięcy po niej. Tym samym łączna liczba podmiotów, w tym badanie pilotażowe, wynosi 30.