Группа исследователей из Вандербильта определила роль желчных кислот и специфического сигнального пути в положительном метаболическом эффекте операции по снижению веса.
Результаты, опубликованные в журнале Gastroenterology, также предполагают, что микробиом кишечника участвует в послеоперационных улучшениях. Результаты могут помочь в разработке новых стратегий лечения ожирения и диабета, число которых среди населения США продолжает расти.
Бариатрическая хирургия – операции по снижению веса, включающие обходной желудочный анастомоз – намного более эффективны, чем интенсивная медикаментозная терапия при ожирении и диабете, а метаболические преимущества могут проявиться в течение нескольких дней, прежде чем произойдет потеря веса.
"Хирургические пациенты могут испытывать резкие изменения в регуляции уровня глюкозы, пока они еще находятся в палате восстановления," сказал Чарльз (Робб) Флинн, доктор философии.D., доцент хирургии. "Эти операции вызывают метаболические изменения, которые мы не понимаем."
В предыдущих исследованиях Флинн, Наджи Абумрад, доктор медицины, Джон Л. Профессор хирургических наук Сойерс и другие обнаружили повышенный уровень желчных кислот в сыворотке крови, кишечных соединений, которые помогают переваривать пищевые жиры, после двух распространенных бариатрических операций – обходного желудочного анастомоза по Ру и гастрэктомии с вертикальным рукавом.
Обходной желудочный анастомоз по Ру, который является одной из наиболее часто выполняемых процедур для похудания, ограничивает размер желудка, изменяет путь пищи через пищеварительный тракт и изменяет точку попадания желчных кислот в тонкий кишечник с обычная верхняя часть тонкой кишки к месту ближе к концу.
Флинн и Абумрад работали с Центром метаболического фенотипирования мышей Вандербильта над разработкой более простой хирургической процедуры на мышах, которая имитирует перенаправление желчных кислот по Ру. По словам Флинна, процедура, называемая отводом желчи, увеличивает содержание желчных кислот в крови и дает все положительные эффекты бариатрической хирургии: снижение веса, снижение потребления пищи и улучшение пероральной толерантности к глюкозе.
В дополнение к содействию всасыванию и перевариванию жира желчные кислоты активируют сигнальные пути через два типа рецепторов: Tgr5 и Fxr.
В исследованиях, проведенных научным сотрудником Вэнсом Олбоу, доктором медицины, доктором философии.D., исследователи обнаружили, что у мышей, у которых отсутствует Tgr5, операция по отведению желчи по-прежнему оказывает положительный метаболический эффект. Однако у мышей с отсутствием кишечного Fxr операция по отведению желчи больше не улучшала пероральную толерантность к глюкозе.
"Наше исследование, в частности, показывает, что повышенные желчные кислоты после бариатрической хирургии работают через рецептор Fxr и что он функционирует в кишечнике," Флинн сказал.
Команда также обнаружила, что улучшение обработки глюкозы сопровождалось повышенными уровнями как GLP-1 (глюкагоноподобный пептид-1), так и кишечных бактерий Akkermansia muciniphila, и что рецептор GLP-1 необходим для положительного эффекта бариатрической хирургии. GLP-1 – это гормон, который участвует в регулировании уровня глюкозы в крови.
"Наша модель бариатрической хирургии на мышах позволила нам изолировать метаболические эффекты желчных кислот и показать, что для улучшения пероральной обработки глюкозы требуется сигнальный путь рецептора Fxr-GLP-1," Флинн сказал.
По словам Флинна, изменение одного вида кишечных бактерий также интригует. Akkermansia muciniphila связана с фенотипами постного мяса у животных и людей.
"Наше открытие наводит на мысль о том, что введение этой бактерии в организм людей может привести к потере веса и положительным метаболическим эффектам," Флинн сказал. "Между бактериями в кишечнике, желчными кислотами и метаболическими эффектами существует тесная взаимосвязь. Мы только начинаем дразнить это."
Флинн и его коллеги продолжают изучать метаболические изменения после бариатрической операции на своей хирургической модели мыши. Они также начали изучать пациентов в Центре похудания Вандербильта, чтобы выяснить, верны ли механизмы, которые они обнаружили у мышей, и у людей.
"Мы хотим полностью понять, как операция вызывает благоприятные метаболические изменения, чтобы мы могли улучшить лечение ожирения и диабета," Флинн сказал.