Étvágy- és testtömeg-szabályozás bariatrikus műtét után

Absztrakt

Bevezetés

A megnövekedett energiafelhasználás szerepe

Fontos megkülönböztetni a testtömeg-szabályozás legalább két fázisát a bariatrikus műtét után, a gyors fogyás kezdeti szakaszát, majd a súlystabilitás vagy a súly visszanyerésének ezt követő szakaszát. Kevés klinikai és rágcsáló-tanulmány mérte az energiafogyasztást a gyors fogyás szakaszában. A Roux-en-Y gyomor bypass (RYGB) utáni súlycsökkenés az embereknél általában 6-12 hónap, rágcsálóknál 2-3 hét. A kevés humán vizsgálat során, az energiafelhasználás mérésével (EE) a műtét után 1-3 hónappal, a súlycsökkenés mélypontjának elérése előtt, a nyugalmi energia ráfordítás (REE) következetesen 14-24% -kal csökkent az 1-3. Műtét előtt ( Asztal 1 ). Csak egy tanulmány számolt be arról, hogy a REE nem csökkent jelentősen (

- 2%) 6. héten a RYGB 4 után. Sajnos nincsenek olyan RYGB rágcsáló vizsgálatok, amelyek a gyors fogyás 2-3 hete alatt mérték volna a REE-t. Így a rendelkezésre álló korlátozott klinikai adatok arra utalnak, hogy a gyors fogyás fázisában a csökkent EE többé-kevésbé arányos a fogyással. Mivel a kalória korlátozás által kiváltott fogyás adaptív csökkenéshez vezet az EE 5-ben, lehetséges azonban, hogy ezt az esést tompítja a gyomor bypass műtéte.

Asztal 1

Az energiafogyasztás és a bevitel mérésének különbségei a bariatrikus műtétek után különböző időpontokban az emberi és a rágcsáló modellek között

HumanRodent

Energia kiadások

Súlycsökkenési fázis (1-6 hónap embernél és 1-3 hét rágcsálóknál)

↓

A BMR-ben 16, 21 és 21% volt az 1., 3. és 6. hónapban az RYGB 1 után
↓

24% SMR-ben a VBG 2 után 3 hónappal
↓

13 és 16% REE-ben 3, illetve 6 hónaposan, RYGB 3 után
↓

20% 12 hónappal az RYGB 1 után
↓

28% SMR-ben a VBG 2 után 12 hónappal
↓

19% 12 hónapon belül a RYGB 3 után
↓

8, 9 és 7% a REE-ben 1, 1,5, illetve 2 év alatt, a RYGB 4 után
↓

5% TEE-ben a patkányokban végzett RYGB után 6 héttel, szemben ál-operált ad lib táplálással, ↑

13% a TEE-ben 11. héten, szemben a látszat-operált súly-8-val
↑

18 és 30% REE-ben 12-15 héttel az RYGB után patkányokban, szemben ál-operált ad lib táplálással és vs. ál-operált súly-egyeztetéssel 9
↑

26% TEE-ben a 8. héten az RYGB után egerekben 10
↑

RYGB 4 után 1,5, 3, illetve 6 hónaposan 74, 70 és 63%
↓

58% 6 hét után RYGB 28 után
↓

66% és 63% 6 hónappal az RYGB és a VBG után 29
↓

46% a RYGB 30 után 6 hónappal
↓

4 héttel a VSG 34 után
↔ RYGB után 3 héttel patkányokban 37
↑

58, 52, illetve 47% 1, 1,5, illetve 2 év alatt a RYGB 4 után
↓

29, illetve 21% 2, illetve 10 évnél RYGB, VSG és GB 27 után
↓

RYGB 28 után 43, illetve 1, illetve 2 évesen 34%
↓

57, 52, 49 és 47% az RYGB 29 után 1, 1,5, 2 és 3 évvel
↓

Patkányokban végzett RYGB után 5 hónap alatt 17% 9
↔ 4 hét múlva VSG után patkányokban 34
↔ a RYGB után 4 héttel egerekben 36
↔ RYGB után 14 héttel patkányokban 37
↓

Sokkal több tanulmány mérte az EE-t a relatív súlystabilitás fázisában, amely az RYGB és más bariatrikus műtétek utáni gyors fogyás fázist követi (1. táblázat). A szakirodalom közelmúltbeli átfogó áttekintésében Thivel et al. arra a következtetésre jutott, hogy legalábbis az embereknél a teljes EE és a REE csökken a műtét után a műtét előtti szinthez képest, arányos mind a zsír, mind a zsírmentes tömeg csökkenésével 6. Ezenkívül ezek a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy: „nem a bariatrikus műtét jellege, hanem inkább olyan tényezők, mint az energiaegyensúly állapota (súlycsökkenés, stabilitás vagy visszanyerés) vagy a testösszetétel befolyásolják a REE posztoperatív változását” (257. o.) . Az egyik legátfogóbb és longitudinális vizsgálat, amely az RYGB műtét előtt és után több időpontban mérte az energiafelhasználást, arra a következtetésre jutott, hogy „a REE változásokat a testszövet vesztesége jósolta meg; így nem volt olyan jelentős hosszú távú változás az energiahatékonyságban, amely önállóan elősegítené a súly visszaszerzését ”7 .

Ez a következtetés szöges ellentétben áll legalább néhány olyan rágcsáló-vizsgálattal, amelyek szerint az RYGB után szignifikánsan megemelkedett az EE, a hüvelyes gasztrektómia azonban nem a 8., 9. és 10., 11. egereknél. A különbség nagy része azonban azzal magyarázható, hogy az EE hogyan fejeződik ki, és melyik referenciához hasonlítja. A legtöbb emberi tanulmány az EE-t testtömegre korrigálatlanul fejezi ki, míg a legtöbb rágcsáló-tanulmány vagy a teljes testtömeg, vagy a test töredékhatásfüggvénye, például kcal/kg 0,75. Például, ha az EE 10% -kal alacsonyabb állatonként RYGB után és 25% -kal kisebb a súlya a színlelt műtéthez képest, a testtömeg-korrekció 17% -kal magasabb EE-t eredményezne, és még akkor is, ha a testtömegre vonatkoztatott 0,75-ös erőt használnánk, 8% -kal magasabb EE. Míg a legtöbb humán tanulmány a műtét utáni EE-t összehasonlítja a műtét előtti szinttel, a rágcsáló modellekben a műtét utáni EE-t mindig az ál-műtött vagy a súlyhoz illő állatokkal hasonlítják, nem a műtét előtti szintekkel.

Egyes rágcsáló-vizsgálatokban a RYGB utáni megnövekedett EE bizonyítékai meggyőzőbbek. Először is, a műtéti patkányok páros etetése a műtéti patkányok által elfogyasztott azonos mennyiségű élelemmel az álműtött állatok nagyobb testtömegét eredményezte. Valójában az álműtött patkányoknak kevesebbet kellett enniük, mint a műtéti patkányoknak, hogy fenntartsák ugyanolyan súlyukat, ami az EE és/vagy a széklet energiaveszteségének növekedését vonja maga után RYGB után. Közvetlen mérések szerint az EE megnövekedett, és csak elhanyagolható felszívódási zavarok jelentkeztek 8, 9. Másodszor, az energiaegyensúly szisztematikusabb értékelése az energiafogyasztás, a széklet energiaveszteségének, valamint az egerek zsír- és soványszövetének anyagcsere-költségeinek mérésével az egerekben az EE magasabb RYGB után 11. Ezek a megállapítások együttesen arra utalnak, hogy a bariatrikus műtét után fontos faji különbségek lehetnek az EE szabályozásában. Az egyik figyelmeztetés, hogy figyelembe kell venni, hogy a páros etetéssel vagy a testsúly-egyeztetéssel végzett kísérletek megzavarják a természetes táplálkozási szokásokat, és hogy a korlátozott állatok jellemzően rövid időn belül megeszik napi táplálékadagjukat, gyakran a fényciklus alatt. Ez a „nem természetes” táplálkozási szokás mélyen befolyásolhatja az energiaáramlást és az étel termikus hatását, amely eltér a kisebb mennyiségű étel fogyasztásától, de egész nap 12 .

Az EE adatok elemzésének legobjektívebb módszere a többszörös lineáris regresszió, amely az EE-t az életkorhoz, a zsírmentes tömeghez és a zsírtömeghez kapcsolja, három változó kapcsolódik a legerősebben az EE 13-hoz, 14-hez. A legtöbb EE-adatot azonban közvetett kalorimetriával gyűjtik össze, amely az egészséges állatokban megállapított egyenlet felhasználásával kiszámítja az EE-értékeket és azon feltételezés alapján, hogy a szubsztrátkonverzió elhanyagolható 13. Nincs garancia arra, hogy ez az egyenlet ugyanúgy működne mind a kórosan elhízott, gyakran cukorbetegek, mind a bariatrikus műtéten átesett betegek esetében.

Összefoglalva, nagyon korlátozott bizonyíték áll rendelkezésre az EE megnövekedéséről, amely fontos tényező a fogyásban és a fenntartásban az embernél végzett bariatrikus műtétek után. Fontos faji különbség lehet, a rágcsálók, különösen az egerek, esetleg a megnövekedett EE-t használják stratégiának az alacsonyabb testtömeg fenntartására a műtét után. A jövőbeli vizsgálatok során fontos lesz, hogy az EE-adatokat mindig a testösszetétel részletes adataival együtt közöljük, és páros táplálású és/vagy súlypáros kontrollcsoportokat futtassunk normál napi beviteli mintákkal, mert csak ilyen gondosan ellenőrzött vizsgálatok képesek elkülöníteni a hálót a műtét hatásai.

A megnövekedett energiafelhasználás mechanizmusai

Számos lehetséges mechanizmust javasoltak az EE növelésére a bariatrikus műtétek után, de nincs olyan tanulmány, amely közvetlenül tesztelné bármelyikük szerepét. Az epesavak és a fibroblaszt növekedési faktorok kimutatták, hogy stimulálják az EE-t egerekben a barna zsírszövet 15 termogenezisén keresztül, és az epesavak, valamint az FGF19 és 21 keringési szintje mind a 16-18, mind a 19-es rágcsálóknál megnövekszik RYGB vagy hüvelyes gasztrektómia után. Emberekben azonban ellentmondásos jelentések vannak az epesavszint és az energia-anyagcsere összefüggéseiről 20, 21 .

Az RYGB 8, 22-25 utáni bél hipertrófiát és az ebből adódó megnövekedett glükózfelhasználást 26 szintén javasolták az EE növekedésének lehetséges mechanizmusaként.

A csökkent energiafogyasztás szerepe

Fogyás szakasza

Kétségtelen, hogy az alacsony energiafogyasztás a fő hajtóereje a kezdeti súlycsökkenési fázisnak minden típusú bariatrikus műtét után, mind az embereknél, mind a rágcsálóknál, annak ellenére, hogy az embereken végzett energiafogyasztási vizsgálatokat bonyolítják a műtét előtti és utáni magatartási tanácsadás és a kalóriabevitel és a makrotápanyagok összetételének határértékei a közvetlen műtét utáni időszakban. Így a viselkedésmódosítás és a biológiai szükségletek tiszta elkülönítése nehéz. A bariatrikus sebészeti betegek az első műtét utáni héten folyékony, alacsony kalóriatartalmú étrendet kapnak, és utasítást kapnak, hogy alacsony zsírtartalmú, alacsony energiasűrűségű ételeket fogyasszon. Az ételbevitelt általában nem hitelesített önjelentésekkel mérik, amelyek köztudottan alábecsülik a tényleges táplálékfelvételt. Továbbá a színlelt műtétek embereknél nem valósíthatók meg. A rágcsáló (és más) modellek nem rendelkeznek ezekkel a korlátozásokkal, ezért nélkülözhetetlenek a műtét utáni természetes befogadó magatartás vizsgálatában.

Figyelembe véve ezeket a korlátokat az emberi vizsgálatokban, a főként RYGB-betegek adatai azt mutatják, hogy az energiafogyasztás (a műtét előtti szinthez képest) nagyon nagy, kb. - 55% (- 47 - 66%) csökkenést mutat 6 hónapon belül, és körülbelül - 40% (- 19 - 49%) 2-3 éves korban 4, 27-30. A korábbi műtét utáni időszak energiafogyasztása még alacsonyabb lehet, körülbelül - 70% - - 80%, 4, 31 és a csökkent energiafogyasztás szinte végtelenségig tart, a jelentések szerint 10 év alatt -21% -kal csökken minden típusú műtét 27. Annak ellenére, hogy az energiafogyasztást nem korrigálták a jelentős fogyás miatt, úgy tűnik, hogy ez a legfontosabb tényező a fogyásban és a súly visszaszerzésének megelőzésében.

A felszívódási zavar a felszívódási zavar miatt emellett csökkentheti a metabolizálható energiát. Bár számos rágcsáló-tanulmány nem számol be jelentős széklet energiaveszteségről, az emberi és néhány rágcsáló-vizsgálat többsége jelentős zsír felszívódási zavarokat tapasztal. Egy humán vizsgálatban a zsírfelszívódás hatékonysága a műtét előtti 92% -ról az 5 hónapos 72% -ra, az RYGB után pedig 14 hónappal 68% -ra csökkent, ami 124 és 172 kcal/nap veszteséget jelent 32. Az energiafogyasztás párhuzamos mérése alapján a tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy a felszívódási zavar a metabolizálható energia bevitel teljes csökkenésének körülbelül 5% -át 5 hónapban, 11% -át pedig 14 hónapban tette ki 32. Így, bár nem elhanyagolható, a malabszorpció hozzájárulása a teljes energiamérleghez viszonylag kicsi az energiafogyasztás csökkenéséhez képest.

Súlymegtartó/visszanyerési szakasz

Az RYGB és más bariatrikus műtétek utáni energiafogyasztásra vonatkozó hosszú távú adatok alapvető különbségekre utalnak az emberek és a rágcsálók, különösen az egerek között. Míg humán vizsgálatok azt mutatják, hogy az energiafogyasztás folyamatos visszaszorítása 2 év múlva, majd később a RYGB 4, 27-29, 33 után következik be, a táplálékfelvétel elnyomása patkányokban és egerekben általában csak körülbelül 2-4 hétig tart a műtét után 9, 34-36. A táplálékbevitel elnyomása a RYGB különböző patkánymodelljeiben nagyon változó, a táplálékfogyasztás még a korai időpontokban sem változik, vagy csak enyhén megnő 37, egészen 10 hónapig tartós, bár mérsékelt szuppresszióig 38. A leírt néhány életképes egérmodellben a táplálékbevitel kezdeti elnyomása még rövidebb, mint a patkányokban, és a súlymegtartó szakaszban általában nem változik, vagy kissé magasabb, mint az ál-működtetett kontrolloknál 10, 11, 36, 39 .

1700 kcal/7 nap) étrend egy hétig a műtét előtt és a műtét után, a lemosási időszak között. Meglepő módon a fogyás önmagában a diétával szignifikánsan nagyobb volt, mint az étrend plusz műtét esetén (5,1 vs. 2,9%), és ismét hasonló jelentős javulások voltak a glikémiás kontrollban 41. Más rövid távú kontrollált vizsgálatokkal 42, 43 együtt ezek a megállapítások határozottan arra utalnak, hogy a RYGB utáni csökkent energiafogyasztás mély hipokalorikus állapothoz vezet, amelyet gyors fogyás követ, ami teljes mértékben megmagyarázza a glikémiás kontroll gyors javulását.

Ha a táplálékbevitel kezdeti csökkentése és a fogyás a bariatrikus műtét egyik kulcsfontosságú hatása, akkor ennek a csökkentett testsúlyszintnek a fenntartása és védelme a másik. Ez szöges ellentétben áll a kalóriakorlátozás által kiváltott fogyással, amelyet hyperphagia és azonnali testsúly helyreállítás követ, még akkor is, ha az intervenció előtti súly az elhízott tartományban volt. Úgy tűnik, hogy a sikeres bariatrikus műtét és különösen a RYGB semlegesíti a súlycsökkenéssel járó erőteljes ellenszabályozó mechanizmusokat. Úgy tűnik, hogy a súlycsökkenésre, a megnövekedett éhségre adott fő szabályozásellenes válasz ellensúlyozható vagy hatástalanított az RYGB után. Miért nem térnek vissza a RYGB-betegek a műtét előtti táplálékhoz, hogy visszanyerjék a preoperatív testsúlyt? Miért nem válnak rágcsálók hiperfágissá, hogy visszanyerjék a műtét előtti testsúlyt?

A csökkentett táplálékbevitel mechanizmusai

A bariatrikus műtét megváltoztatja-e a homeosztatikusan védett testtömeg szintet?

Az AGRP/NPY és a POMC/CART bazomédiális hipotalamusz peptidek expressziós szintjét gyakran használták a homeosztatikus szabályozó leolvasásaként, mivel ezeknek az idegsejteknek a manipulációja erős anabolikus és katabolikus hatású. A megnövekedett AGRP/NPY-expresszió és/vagy a csökkent POMC-expresszió kimerült vagy „éhes” állapotot jelez, amint azt az elhúzódó ételfogyasztás után láthatjuk 54. Ezért, ha a műtétek által kiváltott súlycsökkenés után ugyanezt a gén expressziós mintát figyeljük meg, az azt jelzi, hogy az alany metabolikusan „éhes”, és ha az expresszió szintje változatlan, akkor azt jelezné, hogy az alany „elégedett” anyagcsere-állapot. Amint a közelmúltban áttekintettük 55-et, a néhány ezzel a kérdéssel foglalkozó tanulmány ellentmondásos eredményeket szolgáltat a mindkét irány 34, 56-58 változásával. A jövőbeli vizsgálatoknak a műtét után és az étkezés után különböző időpontokban kell mérniük a génexpressziót, hogy egyértelműbb választ kapjanak.

Normális egészséges körülmények között a leptin ennek a hipotalamusz ying és yang rendszernek a fő szabályozója. Ami a legfontosabb, hogy a keringő leptin vagy a leptin-jelátvitel bármilyen csökkenése a bazomedialis hipotalamuszban erősen stimulálja az AgRP/NPY génexpressziót és az idegsejtek aktivitását, és gátolja a POMC/CART génexpressziót és az idegsejtek aktivitását, ami az éhség fokozásához és az energiafelhasználás csökkenéséhez vezet energiaellátás. Elhízott embereknél és állatoknál azonban a keringő leptin drámaian megnő a testzsír mennyiségével arányosan, de a sejtes leptin rezisztencia miatt nem képes olyan katabolikus állapotot létrehozni, amely súlyvesztéshez vezetne. Mivel elhízott egyéneknél a kalória-korlátozás által kiváltott súlycsökkenés újra érzékenyíti az 59 leptin hatását, elképzelhető, hogy a bariatrikus műtétek által kiváltott fogyásnak hasonló hatása van. Ennek a hipotézisnek a közelmúltban végzett közvetlen tesztje során azonban a leptin beadása nem csökkentette tovább a testtömeget RYGB-betegeknél 60, ami arra utal, hogy az elhízás hiányos visszafordítása a

A 34 nem volt elegendő a leptin-érzékenység helyreállításához. Hasonló következtetésre jutottak egy patkányokban végzett függőleges hüvelyes gasztrektómia után végzett vizsgálatban is .

Összefoglalva, bár a viselkedési bizonyítékok azt mutatják, hogy miután az RYGB és a hüvelyes gasztrektómiás rágcsálók új alacsonyabb testtömeg-alapértéket védenek, nem sok következetes bizonyíték áll rendelkezésre a leptin-érzékeny bazomedialis hipotalamusz AGRP/NPY és POMC/CART idegsejtek és azok jelátviteli utak az új alapjel létrehozása során. Mivel azonban ez az áramkör döntő szerepet játszik az energiaegyensúlyban, tovább kell folytatni annak potenciális szerepét. Az ob/ob és db/db egér modellek, valamint a leptin receptor szignálok molekuláris determinánsainak, például a foszfo-STAT3, PTB1B és SOCS3 indukciójának értékelése a releváns agyterületeken hasznos lehet a jövőbeli vizsgálatokban.

A bariatrikus műtét megváltoztatja-e az élelmiszer-hedonikát?

A túlélést elősegítő magatartásformák, mint például a befogadó magatartás, alapvető evolúciós mechanizmus, amelyet kritikusan vezet az agy jutalmazási rendszere. Jelentős bizonyíték halmozódott fel az agy jutalmazási rendszerének felépítésében és működésében mutatkozó különbségekről a sovány és elhízott emberek és rágcsálók között [átfogó áttekintést lásd 67, 68, 69]. Az ételjutalom és az elhízás kapcsolatának meghatározása során fontos kérdés az, ami előbbre vezethető vissza: a jutalomfüggvények különbségei vezetik-e az elhízás kialakulását, vagy az elhízott állapot károsítja-e a jutalomfunkciókat. A bariatrikus sebészeti betegek értékes forrást jelentenek ennek a kérdésnek a tanulmányozásához.

A bariatrikus műtét megváltoztatja az ételválasztást

Számos emberi és rágcsáló-tanulmány beszámol az étkezési preferenciák és a választék változásáról, és a korábbi megállapítások többségét nemrégiben 70-72-ben tekintették át (2. táblázat). Az embereknél leggyakrabban megfigyelt hatás a túl édes és zsíros energiasűrűségű ételek helyett a kevésbé energiasűrűségű ételek felé történő áttérés 73. Számos rágcsáló-tanulmány elmozdulást mutat a magas zsírtartalmú diéták műtét előtti és elhízott állapotban történő nagyon előnyben részesítése helyett az ilyen étrend alacsonyabb preferenciája felé mind a RYGB, mind a hüvelyes gasztrektómia után hosszabb távú két- vagy háromválasztásos paradigmákban 35, 38, 74-76. Mindazonáltal ezeknek a változásoknak a mögöttes mechanizmusai, mind az érintett idegkomponensek, mind a bélből vagy más szervekből származó közvetítő jelek tekintetében nem jól ismertek.

2. táblázat

Hasonlóságok és különbségek az élelmiszer-hedonikák mérésében az embernél végzett bariatrikus műtétek és rágcsáló modellek után