A magas zsírtartalmú étrend és az elhízás hatása a gasztrointesztinális motilitásra

Mazen Al Mushref, Shanthi Srinivasan

Kulcsszavak: Elhízottság; gyomor-bél motilitása; enterális idegsejtek; hasmenés; székrekedés; gyomorürítés

Beküldve 2012. szeptember 30-án. Elfogadva közzétételre 2012. november 02-án.

Bevezetés

Az elhízás a testfelesleg felhalmozódása, amely magas testtömeg-indexhez (> 30) vezet, és a világ legtöbb országában egyre növekvő járvány. Ez a vezető megelőzhető halálok, és szívbetegséghez, 2-es típusú cukorbetegséghez, bizonyos típusú rákokhoz és egyéb rendellenességekhez vezethet (1). A 2009–2010 közötti adatokat értékelő tanulmányban a felnőttek körülbelül 32% -a, a gyermekek és serdülők 17% -a elhízott az Egyesült Államokban (2). Bár az elhízás prevalenciája az elmúlt évtizedben stabilizálódott (3), még mindig messze vagyunk attól a céltól, hogy a felnőttek kevesebb, mint 15% -a és a gyermekek 5% -a legyen elhízott, amelyet az Egészséges emberek 2010 program (2) tűzött ki.

Kimutatták, hogy az elhízás összefügg a gasztrointesztinális motilitás változásával (4). A gyomormotilitás megváltoztatása nagy hatással lehet az étvágyra és a jóllakottságra. A gyomor-bél traktus szabályozza az emésztés és az étvágy sebességét az éhség kiváltására vagy gátlására (5).

Ebben az áttekintésben leírjuk az elhízás és a gasztrointesztinális motilitás kapcsolatát. A PubMed-ben a kulcsszavak felhasználásával: mozgékonyság, elhízás, nyelőcső, gyomorürítés, gyomor elhelyezkedés, vékonybél és vastagbél transzport, valamint gyomor elektromos stimulációja, áttekintettük a jelenlegi szakirodalmat. Megbeszéljük a gasztrointesztinális motilitás változásainak lehetséges patofiziológiai mechanizmusait és a lehetséges kezelési intézkedéseket. Áttekintjük a gyomor-bél traktusban bekövetkező változásokat, elsősorban a nyelőcsőre, a gyomorra, valamint a vékonybélre és a vastagbélre összpontosítva.

Elhízás, nyelőcső mozgása és GERD

Elhízott betegeknél az epidemiológiai vizsgálatok a gastrooesophagealis reflux betegség (GERD) nagyobb prevalenciáját mutatják (6,7). Számos tanulmány írja le az elhízás és a GERD kapcsolatát (8). Egy norvégiai közegészségügyi felmérés szerint az elhízott férfiak és nők esetében a GERD esélye 3,1 (95% CI, 2,6-3,6) és 3,9 (95% CI, 3,3-4,7) (7). Pozitív összefüggés van az elhízás, a BMI, valamint a derék és a csípő arány között is. Még a 25 év alatti BMI-vel rendelkező nőknél is a BMI 3,5-es emelkedése korrelál a megnövekedett reflux epizódokkal (6). Kimutatták, hogy a hasi zsír, valamint a derék és a csípő aránya a BMI-től függetlenül összefügg a GERD-vel, különösen a kaukázusiaknál (9). Ennek a ténynek a patofiziológiájának megállapítása érdekében néhány kutató manometriás és 24 órás pH-vizsgálatokat végzett elhízott, GERD-ben szenvedő betegeknél, és megállapította, hogy ezeknél a betegeknél általában alacsonyabb a nyelőcső záróizom (LES) nyomása, nagyobb az átmeneti LES relaxáció előfordulási gyakorisága, megnő a nyelőcső savas expozíciója és magasabb intragasztrikus nyomás (10-13). Következésképpen a GERD szövődményei, mint Barrett nyelőcsője, valamint a nyelőcső és a gastrooesophagealis adenocarcinoma gyakoribbak elhízott betegeknél (14,15).

Az elhízott betegeknél a GERD másik hozzájáruló tényezője a hiatal sérv magasabb előfordulása (16,17). Az elhízott refluxos betegeknél nagyobb az eróziós nyelőcsőgyulladás előfordulása is (18). A GERD mellett van néhány más, az elhízással járó nyelőcső mozgási rendellenesség is. A bariatrikus műtét kiértékelése során kórosan elhízott betegeken végzett tanulmány megállapította, hogy 61 elhízott egyénből 33 betegnek kóros manometriai lelete volt; 10-nek hibás LES-je volt, 11-nek hipertóniás LES-je, 2-nek diffúz nyelőcső-görcsje (DES), 2-nek diótörő nyelőcsője és 14-nek nem specifikus mozgászavara (19). Ezek az eredmények megismétlik a morbid elhízott betegeken végzett hasonló, régebbi vizsgálatokat (20). Az elhízott betegek körében a középső nyelőcső összehúzódási amplitúdója megnövekedett (10,21). A súlycsökkenés előnyösnek bizonyult a GERD tüneteinek csökkentésében (8), és a fizikai aktivitás közepes szintje kimutatta, hogy enyhíti a reflux tüneteit az elhízott emberek körében (22).

Összefoglalva, számos nyelőcső-rendellenességet találtak gyakoribbnak elhízott betegeknél. Közülük a GERD a leggyakoribb, a mögöttes mechanizmusok magukban foglalják a LES tónus elvesztését, a hiatal sérv jelenlétét és a megnövekedett intragasztrikus nyomást (23).

Elhízás és gyomormotilitás

A gyomor kiürülésének mérésére számos jól bevált technika létezik, beleértve a szcintigráfiát, a nonradioaktív 13 C izotóp légzésvizsgálatot, az ultrahangvizsgálatot, a víz- és tápanyagital-tesztet, az elektrogasztrográfiát és a mágneses rezonancia képalkotást (MRI). A szcintigráfia továbbra is az aranystandard a gyomor ürítésének pontos értékeléséhez (26). A szállást felfújt léggömb és barosztát, egyfoton emissziós komputertomográfia (SPECT), MRI és szonográfia (27) segítségével mérik. Egyes tanulmányok szerint a barostat használata a gyomor elhelyezkedésének mérésére nem fiziológiás, de ez továbbra is az arany standard (27,28).

A gyomor kapacitása és az elhízásban való elhelyezés

A gyomor kiürülése és elhízás

A gyomor kiürülésének sebessége köztudottan befolyásolja a teltségérzet és a jóllakottság érzetét, ezért azt javasolták, hogy összekapcsolják az elhízással.

Az egyik fontos pont a folyékony és szilárd ételek gyomorürítésének különbsége. A folyékony ételek esetében az ürítés exponenciális módon történik. Másrészt a szilárd étel kiürítését egy kb. 30 percig tartó késleltetési fázis jellemzi, amelyet egy lineáris ürítési fázis követ (24).

Számos tanulmány értékelte a gyomorürülést az elhízásban, és megállapította, hogy ez elhízott betegeknél (33-35) megnövekedett, kevés kivételtől eltekintve, kis mintákkal végzett vizsgálatokban, ahol a gyomorürülés csökkent (36). 2006-ban Vazquez et al. részletesebb vizsgálatot végzett a gyomorürülés, az étkezés utáni térfogat és a hormonok testtömeghez viszonyított mérésével. Eredményeik azt sugallják, hogy az elhízott betegekre a gyomor gyorsabb ürítése és az étkezés utáni alacsonyabb térfogat jellemző (37). Más vizsgálatok összehasonlították a gyomorürülés mértékét elhízott és sovány embereknél a légzési teszt segítségével, és azt találták, hogy a szilárd gyomorürülés gyorsabb volt elhízott és túlsúlyos betegeknél (38).

Másrészt vannak olyan tanulmányok, amelyek azt mutatják, hogy a gyomorürülés késik bizonyos helyzetekben túlsúlyos betegeknél vagy étrend okozta elhízott állatmodelleken, mások pedig nem találtak különbséget a két csoport között. Di Ciaula és mtsai. tanulmányozta a gyomorürítést és az étkezés utáni epehólyag térfogatát normál és elhízott egyének három korcsoportjában ultrahangvizsgálattal újszülötteknél, felnőtteknél pedig serdülőkori és folyékony teszt étkezés során, és megállapította, hogy elhízott betegeknél a gyomorürülés késik. A tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy az elhízott betegeknél az inzulinrezisztencia következtében az életkorral összefüggő gyomormotilitás csökken. Fontos azonban megjegyezni, hogy a szerzők ebben a tanulmányban csak folyékony ételeket használtak (39). Buchholz és mtsai. 19 kórosan elhízott és 20 nem elhízott embert vizsgált meg annak érdekében, hogy megmagyarázza az elhízott betegeknél a aspiráció magasabb előfordulási gyakoriságát. A GE-t szcintigráfiával mértük, és nem találtunk szignifikáns különbséget a két csoport között (40).

Az étrend által kiváltott elhízással (DIO) rendelkező állatoknál a gyomor kiürülése is lassabb volt Li és mtsai. A késleltetett gyomorürülés a ghrelin szint csökkenésével, valamint a kolecisztokinin (CCK) és a leptin szintjének emelkedésével járt. A szerzők szerint ez az eredmény kompenzációs módszer lehet a jóllakottság növelésével és a táplálékbevitel csökkentésével a DIO-rágcsálók súlygyarapodásának kiegyenlítése érdekében (41). Egy másik ob/ob egereken végzett vizsgálat azt mutatja, hogy 10-11 hét után felgyorsult a GE, majd 22-27 hét után késleltette a GE-t. Ez utóbbi megállapítás a vércukor-intoleranciával társult (42). További nagyobb emberi vizsgálatokat kell végezni az elhízás gyomorürülésének további értékelésére. A szakirodalom nagy része alapján valószínű, hogy az elhízás a gyomor kiürülésének felgyorsulásával jár.

A diéta és a hormonok gyomormotilitása, hatása

Számos olyan hormon létezik, amelyek az étrendben közvetítik a test zsírra adott reakcióját. A CCK, a YY peptid (PYY) és a leptin gátolja az étvágyat és késlelteti a gyomor kiürülését, míg a ghrelin étvágygerjesztõ és gyorsabb a gyomor ürülését okozza (24,43). A glükagonszerű peptidnek (GLP-1) negatív visszajelzése van a gyomor ürítéséről és javítja az elhelyezést (44,45).

A zsírnak a gyomor mozgékonyságára és az érintett mechanizmusokra gyakorolt hatásának tanulmányozása érdekében több kutató rövid ideig magas zsírtartalmú étrendet, majd a gyomor kiürülését és a kapcsolódó hormonszintet etette. Ezek a hormonok közé tartozik a leptin, a CCK, a PYY és a ghrelin. Számos ilyen vizsgálat mutatta ki a szekréció és a CCK iránti érzékenység változását. Mások a PYY és a ghrelin szint étkezés utáni szintjének változását mutatták. Little et al. tíz egészséges férfit vizsgáltak, és magas zsírtartalmú étrendben huszonegy nap után megállapították, hogy az elhízott betegeknél az éhgyomri CCK szintje megnőtt, de a bél felső felső motilitása hasonló (51 Egy másik tanulmány tizenkét férfival, tizennégy napig, magas zsírtartalmú étrend mellett, kimutatta a gyomor gyorsabb ürülését, de nem változott a hormonok szintje. A szerzők azt javasolják, hogy a magas zsírtartalmú étrend inkább a hormonok iránti érzékenységet váltotta ki, mint a szekréciójuk változását (52). Vazquez és mtsai. tanulmányozta az elhízott emberek gyorsabb gyomorürülésének és a leptin, a PYY és a ghrelin szint közötti összefüggést, és mindkét csoportban magasabb leptinszintet (lehetséges leptinrezisztencia) és alacsonyabb étkezés utáni csökkenést mutatott a hasonló PYY szinttel rendelkező ghrelinben (37).

Az elhízás megváltozott gyomormotilitásának mechanizmusai

Egy nemrégiben készült tanulmányban Baudry és mtsai. értékelte az elhízott egerek gyomorürülésének felgyorsulásának hátterét. A szerzők a nyugati étrend hatását vizsgálták az enterális idegrendszer (ENS) fenotípusára. Az egereket vagy normál étrenden, vagy nyugati étrenden tartották tizennégy hétig, és megvizsgálták a gasztrointesztinális motilitást, a leptint, valamint a gliasejtből származó neurotróf faktor (GDNF) expresszióját. A normál étrendben lévő egereknél az antrális nitregikus idegsejtek száma csökkent, míg ezeket a megállapításokat nem figyelték meg a nyugati étrendben lévő egereknél. A szerzők azt is megállapították, hogy a nyugati étrenddel rendelkező egerek megnövelték a leptin és a GDNF szintjét az antrumban. Ezek a megállapítások megmagyarázhatják az elhízott betegeknél megfigyelt gyorsabb gyomorürítést. Ez a tanulmány az egyik első tanulmány ezen a területen, amely elmagyarázza a fokozott gyomorürülés patofiziológiáját elhízott betegeknél (62).

A közelmúltban bizonyos gének szerepet játszanak a gyomor motilitásának szabályozásában és az elhízásban a hormonokra való érzékenységben. Papathanasopoulos és mtsai. tanulmányozta az elhízott betegek gyomorműködésének változásának genetikai okát. Az elhízott és túlsúlyos emberek csoportját tesztelték több olyan szer-tinjelölt génnel, amelyek szerotinerg vagy adrenerg funkciót szabályoztak, mint például ADRA2A, ADR2C, ADRB3, GNB3 és SLC6A4. Ezután a betegeknek gyomorfunkciós teszteket végeztek, amelyek magukban foglalják a gyomor kiürülését szcintigráfiával, a gyomor térfogatát a SPECT segítségével és a maximális toleráns kapacitást. Megállapították, hogy összefüggés van a gének specifikus csoportjai és a gyomor funkciója között, például az ADR2C a gyorsított szilárd gyomorürüléssel társult; GNB3 és ADRA2A csökkent étkezés utáni gyomortérfogattal. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az olyan gének polimorfizmusai, mint az ADR2C, az UCP-3, a GNB3 és az FTO, az elhízásban közbenső gyomorfenotípussal társulnak (63).

Újszerű módszerek az elhízás kezelésére

A GI motilitása és az elhízás közötti kapcsolat ismerete segítheti az orvosokat az elhízás kezelésében. A gyomor elektromos stimulációja egy új módszer az elhízás kezelésében, amelyet hosszú ideje tanulmányoznak. Ez magában foglalja az elektródák behelyezését akár a gyomorba, akár a nyombélbe, hogy kiváltsa a gyomor fordított összehúzódásait, amelyek késleltetett gyomorürülést és gyorsabb béltranszportot eredményeznek, ami súlycsökkenéshez vezethet. A kutyák, sertések, patkányok és emberek hasonló eredményeket mutatnak a gyomor ürítésének meghosszabbításában és a béltranzit idő lerövidítésében elektromos ingerléssel (64-66).

Elhízás és vékonybél motilitása

A vékonybél tranzit ideje és elhízás

Az elhízás megváltozott vékonybél motilitása

A vékonybél motilitásának mintái és elhízás

Összefoglalva, a tanulmányok többsége megnövekedett proximális béltranzitot, fokozott vékonybél-kontraktilitást és csökkent disztális béltranzitot elhízásban. Elhízás esetén a leptin rezisztencia jelenléte megváltoztathatja a CCK érzékenységét, ami lassabb disztális vékonybél tranzithoz vezet. Ezenkívül bizonyíték van az elhízott betegek hatékonyabb tápanyagfelszívódására és a magas zsírtartalmú étrendhez való alkalmazkodási reakcióra a glükóz transzporterek csökkentésével.

A vastagbél motilitásának változásai az elhízásban

Felnőtt populációban a székrekedés gyakoriságát 966 elhízott betegnél értékelték, és szignifikánsan magasabbnak találták a normál testsúlyúakhoz képest (85). A gyermekeket érintő vizsgálatban az elhízott gyermekeknél fokozódott a székrekedés gyakorisága; Az elhízott gyermekek 21% -ánál, míg a sovány gyermekeknél 8,8% -nál székrekedés tapasztalható, elhízott gyermekek kisebbségében késik a teljes vastagbél tranzitideje (86). Bertrand és mtsai. kevesebb szerotonint talált a vastagbélben a magas zsírtartalmú étrend által kiváltott elhízott patkányokban, és ez az enterokróm sejtek alacsonyabb számának volt köszönhető, és ez megmagyarázhatja a magas zsírtartalmú étrend okozta székrekedést (87). Az étkezés utáni vastagbélreakciót magas szénhidráttartalmú vagy magas zsírtartalmú étkezés után vizsgálták normális egyénekben, és mindkét étkezés fokozott vastagbélmotilitást váltott ki a vastagbél szenzoraival mérve, azonban a zsír által kiváltott válasz erősebb volt, és retrográd fázisos összehúzódásokat váltott ki, amelyek hozzájárulhatnak a késleltetett vastagbél transzportjához magas zsírtartalmú étrenddel. Ezt gastrocolic reflexnek hívják, és úgy tűnik, hogy az étrend típusán alapszik (88).

Más vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az elhízott betegeknél fokozott a hasmenés előfordulása (89,90). Az elhízással járó vastagbél érzékszervi és motoros funkcióinak változásait értékelő tanulmány kimutatta, hogy az elhízott betegeknél általában magasabb a fájdalomküszöb, és csökken a vastagbél felfújt barosztátjának való megfelelés. A szcintigráfiával mérve rövidebb a vastagbélben való áthaladásuk ideje is. A rövidebb tranzitidő magyarázat lehet az elhízott betegek közötti fokozott hasmenés prevalenciára (91).

Összefoglalva, az elhízással és a vastagbél motilitásával kapcsolatos vizsgálatok korlátozottak. A jövőbeni vizsgálatoknak meg kell vizsgálniuk a magas zsírtartalmú étrend, az elhízás és az agy-bél tengely változásainak kapcsolatát. Az in vitro vizsgálatok rágcsálók enterális neuronjainak apoptózisára utalnak telített zsírsavak jelenlétében (Srinivasan és mtsai., Nem publikált adatok), azonban az alapját képező mechanizmusokat tovább kell vizsgálni. A közelmúltban az egér vastagbélében lévő enterális idegsejtekről kimutatták, hogy SIRT1 immunreaktivitást mutatnak (92). A SIRT1 szerepet játszhat az elhízás gasztrointesztinális motilitásának szabályozásában. A baktériumtermékek szerepe a gasztrointesztinális motilitás szabályozásában a közelmúltban érdekes. Nemrégiben bemutattuk a Toll-szerű receptor-4 szerepét a gasztrointesztinális motilitás szabályozásában (93). További vizsgálatokat kell végezni annak érdekében, hogy megértsük a sirtuinok és az autókhoz hasonló receptorok szerepét az elhízás okozta gasztrointesztinális motilitás változásaiban.

Az elhízásnak számos hatása van az egész emberi testre. Ebben az áttekintésben felvázoltuk az elhízás gyomor-bélrendszeri motilitási zavarairól szóló jelenlegi ismereteket. Az 1. ábra összefoglalja a gyomor-bélrendszeri motilitás elhízásban bekövetkezett változásait. Egyes betegségek, például a GERD, egyértelmű összefüggést mutatnak az elhízással. Fokozott gyomorürítést figyeltek meg elhízott betegeknél is, és ez egyaránt lehet az elhízás oka és következménye. Végül a béltranzit változásainak vizsgálata korlátozott, de az elhízás fokozott felső bélmotilitására és késleltetett disztális vékonybél- és vastagbélmotilitásra utal. Az elhízás gyomor-bélrendszeri motilitásának változásai mögött álló mechanizmusok összetettek, és magukban foglalják a CCK iránti érzékenység megváltozását, a receptorok, például a CB1 változását, valamint az enterális idegsejtek változását. A jövőbeli vizsgálatoknak meg kell vizsgálniuk a mikrobiota szerepét a gyomor-bélrendszeri mozgékonyság modulálásában az elhízás során.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a munkát az NIH-RO1 (DK080684, SS) és a VA-MERIT díj (SS) támogatja.

Közzététel: A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.