Зміни сироваткового зонуліну у осіб із патологічним ожирінням після втручання для зниження ваги: ​​проспективне когортне дослідження

Анотація

Передумови

Зонулін є біомаркером порушення проникності кишечника, що було пов’язано з різними розладами. Основною метою було вивчення сироваткового зонуліну (s-зонулін) у осіб з патологічним ожирінням до та після консервативного втручання у зниженні ваги з подальшою баріатричною операцією. Вторинними цілями було вивчення предикторів s-зонуліну та зв'язків між змінами предикторів та змінами s-зонуліну, а також порівняння асоціацій у двох періодах лікування.

Методи

Були включені особи з патологічним ожирінням. Використовували дані перед будь-якими втручаннями для схуднення, після 6-місячного консервативного втручання та 6 місяців після баріатричної операції. S-зонулін вимірювали методом ІФА від Immundiagnostik AB, Bensheim, Німеччина. Дані аналізували за допомогою змішаних моделей.

Результати

Середній індекс маси тіла при включенні становив 42,1 кг/м 2 (SD 3,8) і був знижений до 38,7 кг/м 2 (SD 3,8) та 29,8 кг/м 2 (SD 3,8) після консервативного лікування та баріатричної хірургії відповідно. S-зонулін становив 63 нг/мл (SD 32) при включенні і знижувався з 19 нг/мл (95% ДІ від 12 до 26, стор

Передумови

Кишкова проникність підвищена у осіб з ожирінням. Зонулін, білок 47 кДа, бере участь у регуляції парацелюлярної проникності в кишечнику [1, 2]. Білок секретується печінкою, кишечником та кількома іншими тканинами, циркулює у крові та зв’язується з рецепторами ентероцитів у клубовій кишці та тонкій кишці [1, 3]. Зв’язування з цими рецепторами призводить до оборотної модуляції міжклітинних щільних з’єднань і тим самим збільшує парацелюлярну проникність тонкої кишки [1, 2]. Зонулін також може впливати на гематоенцефалічний бар’єр за допомогою подібних механізмів [4]. Зонулін можна виміряти в крові та фекаліях. Високий сироватковий зонулін (s-зонулін) інтерпретується як підвищена проникність кишечника [1, 2, 5]. Виміряний за допомогою доступних методів імуноферментного аналізу (ІФА), s-зонулін асоціюється із ожирінням та великим споживанням енергії в поперечних дослідженнях [3, 6,7,8,9]. S-зонулін також асоціюється із супутніми захворюваннями ожиріння, такими як жирова хвороба печінки та цукровий діабет [6, 10].

Змінена парацелюлярна проникність кишечника може бути посередником між кишковим середовищем та порушеннями обміну речовин [11]. Інгібітори зонуліну можуть зменшити парацелюлярну проникність і можуть стати корисними як ліки в майбутньому [12]. Для дослідження таких взаємозв’язків необхідні дослідження, які виходять за межі поперечного обстеження, такі як лонгітюдні дослідження та дослідження втручання.

Було проведено декілька поздовжніх досліджень зонуліну до і після консервативних втручань для зниження ваги, але жодного дослідження змін після баріатричної хірургії [5, 13, 14]. Якщо зміни s-зонуліну частково пояснюють метаболічні зміни після баріатричної хірургії, інгібітори зонуліну можуть впливати на деякі метаболічні порушення, пов'язані з ожирінням.

Основною метою було вивчення s-зонуліну у осіб із патологічним ожирінням до та після консервативного втручання у зниженні ваги з подальшою баріатричною операцією. Вторинними цілями було вивчення предикторів s-зонуліну та зв'язків між змінами предикторів та змінами s-зонуліну, а також порівняння асоціацій у двох періодах лікування.

Методи

Вивчення дизайну та обстановки

Всім дорослим людям, які з грудня 2012 року по вересень 2014 року були направлені в амбулаторну клініку ожиріння в лікарні Innlandet Hospital Trust у місті Гевік, Південно-Східна Норвегія, було запропоновано взяти участь у проспективному когортному дослідженні. Три перші візити проспективного дослідження були використані в цьому дослідженні; перший візит був перед будь-якими втручаннями для схуднення, другий - після 6-місячного консервативного втручання та перед баріатричною хірургією, а третій - через 6 місяців після баріатричної хірургії.

Учасники

Критеріями включення були особи віком 18–65 років із патологічним ожирінням, що визначається як індекс маси тіла (ІМТ) понад 40 кг/м 2 або ІМТ вище 35 кг/м 2 із супутніми захворюваннями, пов’язаними з ожирінням [15]. Критеріями виключення були попередні великі шлунково-кишкові операції, органічні шлунково-кишкові розлади, алкогольна та наркотична залежність, серйозні психічні розлади та серйозні соматичні розлади, не пов'язані з ожирінням.

Втручання

Усі включені пацієнти виконували звичайну клінічну допомогу в центрі ожиріння, жодних втручань не змінювали, оскільки пацієнти були включені в когортне дослідження.

Консервативне втручання для схуднення

Консервативне втручання з метою зниження ваги з груповим консультуванням та персоналізованими втручаннями у спосіб життя базувалося на програмах схуднення, що використовувались у більшості норвезьких клінік ожиріння в цей період часу [16], з деякими незначними місцевими змінами від національного стандарту через наявність персоналу. Втручання було організовано як серію амбулаторних візитів [16, 17]. Втручання розпочалося з трьох амбулаторних консультацій, що тривали одну годину, з медсестрою, дієтологом та лікарем. Ці три консультації включали реєстрацію поточного режиму харчування та фізичної активності пацієнта та індивідуальні поради щодо коригувань. Кілька тижнів потому учасники були записані в групи із засіданнями по 4 години протягом семи тижнів поспіль. Ці сім зустрічей базувались на групових консультаціях, їх проводили медсестри, що спеціалізуються на ожирінні, хірурги, дієтологи та психолог.

Баріатрична хірургія

Баріатричну хірургію виконували як шлунковий шунтування Roux-en-Y або шлунковий рукав. Три досвідчені хірурги виконували всі процедури в стандартизованому порядку з лапароскопічним підходом [18, 19].

Навчальні візити

Перший візит

Під час першого візиту було виміряно ІМТ та співвідношення талії та стегна, і учасник заповнив форму звіту про випадок хвороби за допомогою медсестри з питаннями про демографічні показники, захворювання та показники здоров’я. Відібрано зразки крові. Учасникам було запропоновано взяти з собою зразок фекалій та заповнену анкету частоти харчування (FFQ) під час наступного візиту.

Другий візит

Другий навчальний візит був призначений після консервативного втручання у зниженні ваги перед баріатричною операцією. Вимірювали ІМТ, учасники заповнювали бланк звіту про випадок хвороби та брали зразки крові. Тест на фекалії та FFQ не були включені в цей візит, проте всі учасники використовували стандартизовану дієту в цей момент часу.

Третій візит

Третій навчальний візит був запланований через 6 місяців після баріатричної хірургії. Вимірювали ІМТ, заповнювали бланк повідомлення про випадок хвороби, відбирали зразки крові та просили учасника взяти з собою тест зразків фекалій та заповнений FFQ.

Змінні

Антропометрія

Вагу та зріст вимірювали для розрахунку ІМТ (кг/м 2) під час усіх трьох відвідувань. Окружність талії вимірювали на найменшій частині талії, обхват стегон - на найширших ділянках сідниць, а також розраховували співвідношення талії та стегон.

Демографія

Зареєстровано вік (роки), стать (чоловіки/жінки) та звички куріння (щоденне куріння/відсутність щоденного куріння).

Хвороби

Синдром подразненого кишечника діагностовано за критеріями Риму III [20].

Оцінка стану здоров’я

Учасники повідомляли шлунково-кишкові симптоми за шкалою оцінки симптомів шлунково-кишкового тракту для пацієнтів із синдромом подразненого кишечника (GSRS-IBS). Ці відповіді використовувались для реєстрації значень запору та діареї згідно з двома заздалегідь визначеними підшкалами, GSRS-запор та GSRS-діарея [21]. Ці дві шкали варіюються від 1 до 7, високі значення вказують на багато шлунково-кишкових симптомів.

Аналізи крові

Сироватку та плазму ЕДТА негайно аналізували або зберігали при - 80 ° C для подальшого аналізу. С-реактивний білок (CRP) та HbA1c аналізували в лікарні Innlandet Hospital Trust Gjøvik за допомогою приладу Cobas c501 з реагентами CRPL3 та Tina -vant HbA1C (Roche Diagnostics GmbH, Мангейм, Німеччина). IL-6 аналізували за допомогою Immulite 2000, альфа TNF - за допомогою Immulite 1000 (Siemens Healthcare AS, Осло, Норвегія). Плазмову глюкозу (р-глюкозу) та гамма-глутамілтрансферазу (гамма-GT) аналізували на Cobas 6000 за допомогою інструментів та реагентів, поставлених Roche Diagnostics Norway. S-зонулін аналізували за допомогою комерційно доступного набору ELISA (Immundiagnostik, Німеччина, нормальні значення 0,05 з моделі з усіма відповідними пояснювальними коваріатами. Аналізи проводили за допомогою SPSS 25.

Обсяг вибірки

Розмір вибірки був фіксованим, оскільки когорта була отримана з раніше проведеного дослідження, а розрахунок потужності не проводився [25].

Етичне схвалення

Дослідження було схвалено Регіональними комітетами з питань етики медичних та медичних досліджень у Південно-Східній Норвегії (посилання 2012/966) та проведено відповідно до Гельсінської декларації, включаючи письмову інформовану згоду всіх учасників.

Результати

Загалом 159 осіб дали інформовану згоду, 16 осіб згодом були виключені через органічне захворювання або відсутність інформації. На малюнку 1 представлена ​​блок-схема індивідів. В аналізи були включені дані 143 осіб (77% жінок) із середнім віком 43,0 року (стандартне відхилення (SD) 8,7) та ІМТ 42,1 кг/м 2 (SD 3,8). У таблиці 1 наведено характеристики учасників. ІМТ був знижений до 38,7 кг/м 2 (SD 3,8) та 29,8 кг/м 2 (SD 3,8) після консервативного лікування та баріатричної хірургії, відповідно. Це відповідало середній загальній втраті ваги 36,8 кг (SD 9,4) за весь період.

сироваткового

Включення учасників

Середнє значення s-зонуліну при включенні становило 63 нг/мл (SD 32). Значення зменшували з 19 нг/мл (95% довірчий інтервал (ДІ) від 12 до 26) після консервативного втручання для зниження ваги і додатково зменшували з 11 нг/мл (95% ДІ від 0 до 21) після баріатричної операції (Таблиця 2 ).

При включенні високі значення s-зонуліну були пов'язані з високим співвідношенням талії та стегна, синдромом роздратованого кишечника та діареєю, а також з високими значеннями HbA1c, р-глюкози, СРБ, гамма-GT та індексу дисбіозу. Високі значення s-зонуліну також були пов’язані з високим споживанням їжі енергії, білків, жирів та ННС. S-зонулін не був пов'язаний з ІМТ. Під час другого та третього навчального візиту s-зонулін не був суттєво пов'язаний з жодною з пояснювальних змінних. У таблиці 3 показані як загальні асоціації між s-зонуліном та пояснювальними змінними, так і асоціації в кожному з трьох моментів часу. У таблиці 4 наведені зв'язки між змінами s-зонуліну та змінами пояснювальних змінних. Зниження s-зонуліну після консервативного втручання у зниженні ваги асоціювалося зі зменшенням GSRS-діареї, HbA1c, р-глюкози та гамма-GT. Після хірургічного втручання для зниження ваги не спостерігалося значущих зв'язків між зменшенням s-зонуліну та пояснювальними змінними. Різниця між асоціаціями після консервативного та після хірургічного періоду була статистично значущою для GSRS-діареї, HbA1c та p-глюкози.

У пост-hoc аналізі чотири пояснювальні змінні були незалежно пов'язані з s-зонуліном: P-глюкоза (B = 2,14, 95% ДІ від 0,46 до 3,81, стор = 0,013), CRP (B = 1,85, 95% ДІ від 0,88 до 2,83, стор

Обговорення

S-зонулін був високим у групі осіб із патологічним ожирінням, які були направлені до лікарні для лікування ожиріння. Високий вміст s-зонуліну при включенні був пов'язаний з їх харчуванням, діареєю, дисбіозом та біомаркерами метаболічного нездорового стану. S-зонулін частково нормалізувався після шестимісячного консервативного втручання для зниження ваги та ще більше зменшився через 6 місяців після баріатричної операції. Зміни s-зонуліну після втручань для схуднення не були суттєво пов'язані зі змінами ІМТ.

Середнє значення s-зонуліну на початковому рівні становило 63 нг/мл, що перевищувало верхню межу еталонного інтервалу. S-зонулін був знижений після обох втручань для схуднення. Зміна s-зонуліну була найбільш помітною після консервативного втручання у зниженні ваги, до суттєвих змін ІМТ, викликаних хірургічним втручанням. Зниження проникності кишечника після консервативного втручання у зниженні ваги також спостерігалося в дослідженні, де проникність вимірювали подвійним тестом на цукор у осіб із середнім ІМТ близько 44 кг/м 2 [13]. Навпаки, збільшення s-зонуліну після дієтичного втручання спостерігалось у дослідженні, де учасники мали діабет 2 типу та середній ІМТ близько 30 кг/м 2 [14]. Сучасне дослідження вказує на те, що як консервативні, так і хірургічні втручання для зниження ваги можуть призвести до зниження s-зонуліну у осіб з ІМТ 42 кг/м 2. Різниця між особами з надмірною вагою та важким ожирінням або різниця між дієтами, що використовуються в різних дослідженнях, можуть пояснити різні результати.

Кілька пояснювальних змінних були пов'язані з s-зонуліном під час першого з трьох відвідувань. Абдомінальне ожиріння (співвідношення талії та стегна), маркер жирової хвороби печінки (гамма-GT), знижена толерантність до глюкози (HbA1C) та посилене запалення низької ступеня тяжкості були пов'язані з високим рівнем s-зонуліну, згідно з попередніми дослідженнями [3, 5, 6, 8, 26]. S-зонулін не був пов'язаний з ІМТ, але рівні s-зонуліну в когорті в цілому були набагато вищими, ніж раніше спостерігалися рівні s-зонуліну у осіб без ожиріння [6, 8].

Клейковина та бактерії в просвіті кишечника є одними з ініціаторів, які можуть призвести до секреції зонуліну з печінки та кишечника [1]. S-зонулін також був пов'язаний з великим споживанням енергії та білків [7, 9, 14]. У поточному дослідженні вимірювання s-зонуліну було пов’язане з надходженням білків, жирів, енергії та ННС та з мікробним дисбіозом кишечника. Специфічні пептиди в раціоні або певні бактерії в мікробіомі можуть стимулювати секрецію зонуліну. ННС були пов'язані з метаболічними порушеннями в спостережних дослідженнях [27]. Те, що ННС може впливати на проникність кишечника через зміни мікробіоти кишечника, є гіпотезою, яку можна дослідити далі [28].

Щоб вивчити можливі пояснення змін s-зонуліну, ми проаналізували зв'язок між змінами s-зонуліну після двох втручань щодо зниження ваги та змінами пояснювальних змінних. Після консервативного періоду схуднення зниження s-зонуліну асоціювалось із поліпшенням діареї, маркерів толерантності до глюкози та жирової хвороби печінки (гамма-GT). Жирова хвороба печінки поширена у осіб із патологічним ожирінням [29] і пов’язана з порушенням толерантності до глюкози та порушенням проникності кишечника [13]. Зниження s-зонуліну під час консервативного втручання у зниження ваги може бути пов’язане із полегшенням жирової хвороби печінки [13]. Отримані дані вказують на те, що s-зонулін асоціюється з діареєю та СРК у пацієнтів із патологічним ожирінням. Це контрастує з двома дослідженнями на особах із нижчим ІМТ, які не виявили значущої асоціації між рівнем s-зонуліну та шлунково-кишковими симптомами та розладами [3, 30].

Багато коваріатів були пов'язані з s-зонуліном. Для пошуку незалежних предикторів s-зонуліну протягом усього періоду втрати ваги проводили пост-hoc аналіз із включенням усіх значущих коваріати. В остаточній пост-хок-моделі чотири фактори залишались суттєво пов'язаними із сироватковим зонуліном: S-глюкоза, СРБ, споживання білка та ННС. Біологічні зв'язки між сироватковим зонуліном та толерантністю до глюкози, запалення низького ступеня, білки та ННС у раціоні представляються ймовірними.

Консервативне втручання у зниженні ваги, яке застосовувалось у цьому дослідженні, призвело до покращення запалення низької ступеня тяжкості та непереносимості глюкози [17]. Регулюючий білок у сімействі зонулінів може бути посередником між дієтою та біомаркерами. Оскільки доступний антагоніст зонуліну, можна розробити дослідження, що вивчають причинно-наслідкові зв’язки між s-зонуліном та іншими біомаркерами [2, 12]. Це та попередні дослідження вказують на те, що особи з патологічним ожирінням можуть бути відповідною групою для включення в дослідження з втручанням [13].

Значне зниження зонуліну спостерігалося після консервативного втручання у схуднення, в той момент, коли ІМТ знижувався лише на 3,4 кг/м 2. У попередньому дослідженні з тієї ж когорти запальний біомаркер неоптерин, пов'язаний із серцево-судинними захворюваннями, продемонстрував порівнянну картину [31]. Втрата ваги після консервативного втручання зазвичай набагато менша, ніж втрата ваги після баріатричної операції, але консервативна вага втручання з втратою все ж мають значний вплив на захворюваність та смертність [32]. Основною метою лікування патологічного ожиріння є зменшення теперішнього та майбутнього тягаря супутньої патології, а потенційний вплив на ІМТ є лише одним із кількох факторів, які слід враховувати при прийнятті рішень щодо лікування патологічного ожиріння. Сучасне дослідження вказує на те, що особи з патологічним ожирінням можуть зменшити парацелюлярну проникність як за допомогою консервативних, так і хірургічних втручань у здоров'я.

Обговорювалось, чи вимірюють ІФА вимірювання s-зонуліну, виконані Immundiagnostik AG, спочатку описаний зогалін прегаптоглобін 2. Метод може вимірювати інший білок, наприклад пропердін, що має структурні подібності із зонуліном [12, 33, 34]. Сучасне дослідження додає доказів того, що білок, виміряний за допомогою ІМФ Імундіагностики, пов’язаний з дієтою, дисбактеріозом мікроорганізмів кишечника, діареєю та кількома біомаркерами метаболічних захворювань. Якщо білок є пропердіном [34], а не спочатку описаним 47-кДа прегаптоглобіном 2 [2], пропердин може бути цікавим біомаркером та терапевтичною мішенню.

Сильні сторони та обмеження

Висновки

S-зонулін, сироватковий біомаркер з порушенням проникності кишечника, був підвищений вище еталонного значення у осіб із патологічним ожирінням. Із кількох змінних р-глюкоза, СРБ та дієтичне споживання білка та ННС були незалежно пов'язані з s-зонуліном. S-зонулін був помітно знижений після консервативної програми зниження ваги, а далі знижений після баріатричної операції. Зниження s-зонуліну протягом усього періоду та після консервативного втручання у зниженні ваги асоціювалось із поліпшенням діареї, непереносимістю глюкози та гамма-GT (маркером захворювання печінки), але не зі зниженням індексу маси тіла. Нормалізація s-зонуліну може бути пов'язана із полегшенням супутніх захворювань.