Влияние бариатрической хирургии на микробиом и функцию мозга (EMBRACE)

Рацион питания связан с когнитивной функцией и морфологией мозга. Хотя определенные режимы питания могут нарушать определенные когнитивные области, например, снижение способности рассуждать и глобальное познание, до сих пор нет единого мнения об оптимальной «диете для мозга». Исследования также показали связь между кишечным микробиомом и нейрокогнитивными функциями. Микробиота может влиять на функцию нейронов через нейротрансмиттеры и нейроактивные микробные метаболиты. Кроме того, исследования показывают, что диета может сильно влиять на микробиоту кишечника, вероятно, через кишечную проницаемость и воспаление. Однако механизмы этой сложной взаимосвязи между диетой, кишечным микробиомом и когнитивными функциями до сих пор плохо изучены. Большая часть работы на сегодняшний день была сосредоточена на негативных последствиях диеты в западном стиле с последующими изменениями микробиоты, ведущими к когнитивным нарушениям из-за снижения целостности барьера, усиления нейровоспаления и нарушения передачи сигналов инсулина. Однако очень мало известно о положительном взаимодействии диеты и микробиома, особенно у людей. Бариатрическая хирургия считается наиболее эффективным методом лечения тяжелого ожирения и связанных с ним сопутствующих заболеваний, при этом рукавная гастрэктомия (SG) является наиболее часто выполняемой процедурой во всем мире. Эти процедуры создают уникальную среду, в которой быстрое изменение состава кишечной микробиоты происходит за счет индуцированных хирургическим вмешательством кишечных и метаболических модификаций, что приводит к изменениям связи между кишечником и мозгом. Более того, те же самые послеоперационные изменения желудочно-кишечного тракта сопровождаются глубокими изменениями в режиме питания, что, в свою очередь, влияет на состав микробиоты. После бариатрической операции рацион питания изменяется как по количеству, так и по качеству; однако ранее были продемонстрированы значительные индивидуальные различия в диетических схемах, вызванных хирургическим вмешательством. Интересно, что после бариатрической хирургии сообщалось об улучшениях в нейрокогнитивных областях, включая память и исполнительную функцию. Однако существует большая вариабельность этих результатов, что указывает на то, что преимущества не являются универсальными. Кроме того, существующая литература ограничена небольшим количеством исследований, а это означает, что основные механизмы остаются неясными. Важно отметить, что еще предстоит изучить, как вызванные бариатрической хирургией изменения как в режиме питания, так и в микробиоме кишечника влияют на когнитивную функцию. Наконец, общие изменения микробиома кишечника и диеты после операции могут усилить биологические пути (например, гормоны кишечника, воспаление и нейроактивные метаболиты), которые могут повлиять на функцию и структуру мозга, но природа этих изменений не была широко изучена. Исследование EMBRACE (Оценка влияния радикального питания и изменений микробиома на функцию и структуру МОЗГА) представляет собой проспективное 15-месячное лонгитюдное исследование, целью которого является выяснение связей между режимами питания и микробиотой кишечника с когнитивными функциями и структурой мозга с использованием эффективного натуралистического анализа. экспериментальный дизайн, который вызывает серьезные нарушения как диеты, так и микробиома, то есть бариатрическая хирургия. Основная цель этого исследования — оценить, как изменения в составе кишечной микробиоты и режимах питания от до и после бариатрической операции связаны с улучшением когнитивных функций и структуры мозга в среднесрочной перспективе (12 месяцев после операции). Этот проект также направлен на изучение потенциальных опосредующих биологических путей (например, воспалительных маркеров, гормональных изменений, измененных уровней питательных микроэлементов и нейроактивных микробных метаболитов), которые могут объяснить эти взаимосвязи.

Основная цель: оценить влияние вызванных хирургическим вмешательством изменений в составе микробиоты кишечника и режимах питания от 3-М до операции до 6-М после операции на 12-М послеоперационное познание, измеренное с помощью чувствительных нейропсихологических тестов.

Вторичная цель: оценить влияние вызванных хирургическим вмешательством изменений в составе микробиоты кишечника и режиме питания от 3-М до операции до 6-М после операции на 12-М послеоперационную структуру мозга, измеренную с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). для оценки объема головного мозга, гиперинтенсивности белого вещества и толщины коры.

Гипотезы для целей 1 и 2: Более качественные кластеры микробиоты и рациона питания (например, повышенное бактериальное богатство и разнообразие и большее потребление жиров с низким содержанием насыщенных жиров/высоким содержанием клетчатки) будут связаны с повышением показателей когнитивных функций (более высокий общий балл по батарее нейропсихологических тестов). [первичный] и его субшкалы [вторичный]) и положительные изменения показателей головного мозга (региональный объем мозга, объем гиппокампа, толщина коры и гиперинтенсивность белого вещества).

Исследовательская цель: изучить биологические изменения (например, воспалительное состояние, гормональные изменения, измененные уровни питательных микроэлементов и нейроактивных микробных метаболитов) до и после операции в качестве потенциальных промежуточных факторов между изменениями микробиоты/диеты и когнитивными/мозговыми показателями. Результат: мы изучим, какие послеоперационные биологические показатели (например, снижение маркеров воспаления, более низкие уровни лептина и т. д.) могут опосредовать или смягчить связи между конкретной микробиотой и диетическими кластерами и изменениями когнитивной функции и показателей мозга.

В общей сложности 120 взрослых пациентов (≥ 30 лет), которым запланирована первая бариатрическая операция, а также 60 человек из контрольной группы, соответствующих возрасту, полу и ИМТ, будут набраны и пройдут оценку за 3 месяца до операции, а также 6 - и 12 месяцев после операции или эквивалентное время для тех, кто находится в списке ожидания. Это исследование также будет включать набор 60 человек соответствующего возраста и пола, которые не имеют права на бариатрическую хирургию, в качестве дополнительной группы сравнения без бариатрического вмешательства. Оценки будут включать стандартизированные анкеты по демографии, поведению в отношении здоровья и привычкам в еде, физиологические оценки (антропометрические, воспалительные и анализы крови, 24-часовой сбор образцов мочи и кала), когнитивную оценку с помощью нейропсихологических тестов и структурную магнитно-резонансную томографию (МРТ). .

Кластерный анализ диетических и микробных изменений позволит определить различные модели питания и профили микробиома, а затем, используя смешанные модели с повторными измерениями, будут изучены их связи с глобальными когнитивными изменениями и структурными изменениями мозга.