Viktminskning och interaktioner mellan tarm och hjärna

Motivering: Även om exponeringen för en obesogen miljö har ökat för nästan varje individ i det västerländska samhället, är inte alla lika mottagliga för att äta för mycket och inte alla blir överviktiga. Att slita isär den fysiologiska grunden för dessa individuella till synes skyddande skillnader kan bidra till utvecklingen av framgångsrika förebyggande åtgärder och behandling. Neuroimagingstudier började ge viktiga insikter i den neuroanatomiska bestämningen av individuellt ätbeteende. Men matintaget bestäms inte bara av hjärnan, utan orkestreras av en interaktion av perifera hormoner med neurala kretsar och beslutsprocesser. Denna interaktiva axel kallas också tarm-hjärnaxeln. Medan enskilda aspekter av axeln har studerats omfattande, saknas detaljerad insikt i interaktionen mellan tarm och hjärna i regleringen av födointag.

Syfte: Den aktuella studien syftar till att undersöka effekten av a) kalorirestriktion (mycket lågkaloridiet (VLCD)); b) kalorirestriktion med mekanisk restriktion (laparoskopisk justerbar gastrisk banding (LAGB)); och c) kalorirestriktion med mekanisk restriktion och fysiologiska förändringar genom malapsorption (Roux-en-Y bypass (RYGB) kirurgi) på tarm-hjärna interaktioner för att hitta en optimal balans för viktminskning och långsiktigt bibehållen viktupprätthållande.

Studiedesign: I en upprepad åtgärdsdesign kommer totalt 45 överviktiga (kroppsmassaindex (BMI) > 35 ≤ 45) studiedeltagare att undersökas. Alla deltagare kommer att genomgå en viktminskningsperiod på 10 % av initial kroppsvikt med hjälp av VLCD-intervention (n=15), RYGB-operation (n=15) eller LAGB-operation (n=15).

Studiepopulation: Studiepopulationen består av personer som är kvalificerade för en kirurgisk viktminskningsprocedur (RYGB eller LAGB). Totalt 45 överviktiga (BMI > 35 ≤ 45) studiedeltagare mellan 18 och 60 år kommer att undersökas Intervention: En ämnesgrupp (n=15) kommer att genomgå en dietintervention som består av en diet med mycket låg kaloriinnehåll (VLCD; Modifast) ) innehållande 2,1 MJ/d i 1 till 2 månader, tills de tappade 10 % av sin ursprungliga kroppsvikt.

Denna intervention kommer att jämföras med 2 andra viktminskningsgrupper; en grupp kommer att genomgå RYGB-operation och en grupp kommer att genomgå LAGB-operation. Dessa kirurgiska ingrepp kommer dock att fortgå som planerat och enligt standard klinisk praxis och kommer inte på något sätt att ändras.

Huvudstudieparametrar/endpoints: För att bestämma den optimala interaktionen mellan tarmhormoner och hjärnaktivitet för framgångsrik viktminskning och bibehållen viktupprätthållande kommer denna studie att undersöka effekten av interaktion mellan gastrointestinala hormonfrisättning på aktivering av neurala nätverk genom a) kalorirestriktion; b) kalorirestriktion med fysiologisk restriktion; och c) kalorirestriktion med malapsorption på matbelöningsbearbetning och beslutsfattande i hjärnan såväl som på gastrointestinal hormonfrisättning.

• De viktigaste parametrarna som samtidigt bidrar till ett effektivt, effektivt och tillfredsställande viktuppehåll är förändringen i mättnad och matbelöning efter en iso-energetisk testmåltid. Detta kommer att vara den huvudsakliga faktorn som bidrar till efterlevnad och förhindrande av reversering, (mätt med visuella analoga skalor (VAS), förändringar i ad libitum måltidsintag, representation i hjärnan av matbelöningsbearbetning och beslutsfattande, datortest, TFEQ för kognitiv återhållsamhet, disinhibition och hunger).

• Sekundära bidrag till denna huvudparameter är:

  • Möjliga förändringar i tarm-mikrobiotapopulationen, som interagerar med neuronal signalering för mättnad och belöning;
  • Själva viktminskningen, förändringar i kroppssammansättning och förändringar i vilo- och dietframkallad energiförbrukning, allt som understryker viktupprätthållandet.
  • Möjliga förändringar i den endocannabinoida profilen, som interagerar med neuronal signalering för mättnad och belöning. Arten och omfattningen av bördan och riskerna förknippade med deltagande, nytta och grupprelaterade relationer: Denna forskning är fördelaktig för försökspersonerna, eftersom de alla, som är överviktiga, kommer att förlora kroppsvikt. Försökspersoner som ingår i den dietframkallade viktminskningsgruppen kommer att förlora 10 % av sin ursprungliga vikt, vilket är fördelaktigt för operationen, eftersom det minskar risken. Detta kommer dock inte att äventyra deras möjlighet att genomgå operation om deras BMI sjunker under 35, eftersom intaget för operation är baserat på den initiala screeningen, vilket bevisar att de inte kan vara viktstabila och att de redan försökt vara stabila. vikt med andra viktminskningsmetoder. Alla deltagare kommer att behöva besöka den metaboliska forskningsenheten Maastricht (MURM) vid 4 olika tillfällen, två gånger före viktminskningsproceduren och två gånger efter. Dessa besök kommer i möjligaste mån att kombineras med vanliga sjukhusbesök.

FMRI är en icke-invasiv standardmetod för att bestämma blodsyresättning i intressanta områden utan några betydande risker (Se dokumentavsnitt K6 för standardiserade och godkända metoder för att utföra fMRI-experiment som involverar människor). Det är en teknik som använder magnetfält och lågenergiradiofrekvenser för att visualisera hjärnans strukturer och hjärnans funktion. Genom noggranna screeningprocedurer kommer försökspersoner med metalliska fragment i kroppen att uteslutas från studien eftersom fMRI-magneten utövar en kraft på ferromagnetiska föremål. Under testdag 2 (före och efter viktminskningsproceduren) kommer en kanyl att sättas in för blodprovstagning. Blodprovstagning i denna studie inkluderar inga andra risker för försökspersonerna, förutom den vanliga risken för mindre blåmärken.

En försöksgrupp kommer att förlora 10 % av den ursprungliga kroppsvikten med en VLCD. Det finns inga risker för försökspersonerna att konsumera VLCD (Modifast, tillsammans med rekommenderade frukter och grönsaker) eftersom makronäringsämnessammansättningen och vitamin-/mineralinnehållet uppfyller det nederländska rekommenderade dagliga intaget. Denna VLCD kommer att kräva lite energi från försökspersonerna hemma. Men på grund av lång erfarenhet av VLCD i vårt laboratorium och på grund av fördelen med viktminskning för deltagarna förväntar vi oss tillräckligt med viljestyrka för att genomföra dessa 2 månaders VLCD.

Denna intervention kommer att jämföras med 2 andra viktminskningsgrupper; en grupp kommer att genomgå RYGB-operation och en grupp kommer att genomgå LAGB-operation. RYGB är en operation som först delar upp magsäcken i en liten övre påse och en mycket större nedre "rest"-påse och sedan omarrangerar tunntarmen för att ansluta till båda, på så sätt kringgå en del av tunntarmen. Med LAGB placeras ett uppblåsbart band runt den övre delen av magen för att skapa en mindre magpåse. Detta saktar ner och begränsar mängden mat som kan konsumeras på en gång vilket ger möjlighet för mättnadskänslan att mötas. Det minskar inte magtömningstiden. Båda kirurgiska ingreppen kommer dock att fortsätta som planerat och kommer inte på något sätt att ändras. Därför ligger ytterligare förklaring utanför ramen för detta protokoll.