ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Κλινικές κλινικοεργαστηριακές Ιατρικές Ειδικότητες Χειρουργική Κλινική Διευθυντής: Καθηγητής Φώτης Καλφαρέντζος Οι μεταβολές της έκκρισης της Ghrelin και του PYY μετά από χειρουργείο χολοπαγκρεατικής εκτροπής με περιφερική γαστρική παράκαμψη (RYGBP) και άλλες μείζονες χειρουργικές επεμβάσεις. Διδακτορική Διατριβή Χρήστος Φ. Στράτης Χειρουργός Πάτρα

2 2

3 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Καλφαρέντζος Φώτης, Καθηγητής Χειρουργικής (Επιβλέπων) Αλεξανδρίδης Θεόδωρος, Καθηγητής Παθολογίας Βασιλάκος Παύλος, Καθηγητής Πυρηνικής Ιατρικής ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Καλφαρέντζος Φώτης, Καθηγητής Χειρουργικής (Επιβλέπων) Αλεξανδρίδης Θεόδωρος, Καθηγητής Παθολογίας Βασιλάκος Παύλος, Καθηγητής Πυρηνικής Ιατρικής Σταυρόπουλος Μιχάλης, Αναπληρωτής Καθηγητής Χειρουργικής Χαμπαίος Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής Παθολογίας Κεχαγιάς Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής Χειρουργικής Σκρουμπής Γεώργιος, Επίκουρος Καθηγητής Χειρουργικής 3

4 4

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ Α. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Εισαγωγή Χειρουργική αντιμετώπιση της παχυσαρκίας Ρυθμιζόμενος γαστρικός δακτύλιος 1.2 Γαστρική παράκαμψη 1.3 Χολοπαγκρεατική εκτροπή 1.4 Χολοπαγκρεατική εκτροπή με δωδεκαδακτυλικό διακόπτη (Duodenal switch) 1.5 Χολοπαγκρεατική εκτροπή μακρών ελίκων (BPD-LL) 1.6 Επιμήκης γαστρεκτομή 2. Γκρελίνη Εισαγωγή 2.2 Δομή της γκρελίνης 2.3 Υποδοχέας της γκρελίνης (GHS-R) 2.4 Κατανομή της γκρελίνης στους ιστούς 2.5 Πνευμονογαστρικό νεύρο και γκρελίνη 2.6 Ορεξιογόνος δράση της γκρελίνης 2.7 Γκρελίνη και Παχυσαρκία 2.8 Γκρελίνη και Γαστρικό bypass 2.9 Γκρελίνη και Περιοριστικές επεμβάσεις 2.10 Γκρελίνη και επεμβάσεις Χολοπαγκρεατικής εκτροπής(bpd) 2.11 Γκρελίνη και Επιμήκης Γαστρεκτομή (Sleeve Gastrectomy) 3. Πεπτίδιο YY (PYY) Εισαγωγή 3.2 Διπεπτιδική Πεπτιδάση (Dipeptyl Peptidase) IV (DPP-IV) 3.3 Κατανομή του PYY 5

6 3.4 Εντόπιση του PYY και του GLP-1 στα ενδοκρινικά κύτταρα L-τύπου 3.5 Απελευθέρωση PYY μετά από γεύμα 3.6 Μηχανισμός της έκκρισης του PYY 3.7 Υποδοχείς του PYY 3.8 Ρύθμιση της όρεξης και απώλεια βάρους 3.9 Βασικά επίπεδα του PYY και Παχυσαρκία 3.10 Εκτομές εντέρου και επίπεδα PYY 3.11 Επίδραση της Βαγοτομής στο PYY (3-36) 3.12 Αλλαγές στα επίπεδα του PYY μετά από Βαριατρικές Επεμβάσεις 4. Έλεγχος της όρεξης Νευρική ρύθμιση της πρόσληψης τροφής 4.2 Ορμόνες του γαστρεντερικού και έλεγχος της όρεξης 5. Μετεγχειρητικό stress και ορμονικό προφίλ Stress hormones 5.2 Αντίδραση οξείας φάσης (Acute phase response) 5.3 Η γκρελίνη σαν πρωτεϊνη οξείας φάσης 6

7 Β. ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Υλικό και Μέθοδος Στατιστική ανάλυση Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα 86 Περίληψη 87 Summary 89 Βιβλιογραφία 91 7

8 8

9 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελεί μέρος της επιστημονικής έρευνας της Μονάδας Τεχνητής Διατροφής και Νοσογόνου Παχυσαρκίας του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Πατρών. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον καθηγητή Φώτη Καλφαρέντζο για την αμέριστη βοήθεια του στην εκπόνηση της παρούσας διατριβής καθώς και στην συνολική εκπαίδευσή μου ως Γενικού Χειρουργού. Ευχαριστώ τα μέλη της συμβουλευτικής επιτροπής, τον καθηγητή παθολογίας Θεόδωρο Αλεξανδρίδη και τον καθηγητή πυρηνικής ιατρικής Παύλο Βασιλάκο για την ουσιαστική συμβολής τους στην ολοκλήρωση της διατριβής μου. Ευχαριστώ τα μέλη της επταμελούς εξεταστικής επιτροπής για τις σημαντικές παρατηρήσεις και διορθώσεις τους. Ευχαριστώ τον καθηγητή παθολογικής ανατομίας Διονύσιο Μπονίκο ο οποίος αποτέλεσε πηγή έμπνευσης και σημείο αναφοράς σε όλη τη διάρκεια της προπτυχιακής μου εκπαίδευσης. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αφιερώνεται στη γυναίκα μου Χρυσάνθη και στις κόρες μου, Κωνσταντίνα και Γεωργιάνα. Χρήστος Στράτης Πάτρα,

10 10

11 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 11

12 Εισαγωγή Το πρόβλημα της παχυσαρκίας έχει πάρει επιδημικές διαστάσεις παγκοσμίως 1. Η έρευνα για την αντιμετώπιση της παχυσαρκίας, συντηρητική και χειρουργική, αυξάνεται συνεχώς. Την τελευταία δεκαετία έχει αναπτυχθεί ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον για τη σχέση της παχυσαρκίας με ορμονικούς παράγοντες και κυρίως με ορμόνες του γαστρεντερικού συστήματος. Δεκάδες ή και εκατοντάδες μελέτες προσπαθούν αφ ενός να εντοπίσουν το μηχανισμό που συνδέει τις ορμόνες αυτές με τον έλεγχο της όρεξης και την παθογένεια της παχυσαρκίας και αφ ετέρου να διερευνήσουν το κατά πόσο συμμετέχουν ή όχι στους μηχανισμούς απώλειας βάρους μετά από βαριατρικές χειρουργικές επεμβάσεις. 12

13 1. Χειρουργική αντιμετώπιση της παχυσαρκίας ακόλουθες: Οι σύγχρονες επεμβάσεις για την αντιμετώπιση της παχυσαρκίας είναι οι 1.1 Ρυθμιζόμενος γαστρικός δακτύλιος O γαστρικός δακτύλιος είναι τεχνικά η πιο απλή επέμβαση για την κλινικά σοβαρή παχυσαρκία. Ο Kuzmak ( 1986 ) εισήγαγε το ρυθμιζόμενο δακτύλιο σιλικόνης, ο οποίος συνδέεται με μια υποδόρια αντλία στο κοιλιακό τοίχωμα. Κατά την τεχνική αυτή τοποθετείται μία συσκευή που αποτελείται από ένα δακτύλιο σιλικόνης γύρω από το ανώτερο τμήμα του στομάχου, 1-2 εκ κάτω από τη γαστροοισοφαγική συμβολή, δημιουργώντας έτσι ένα γαστρικό θύλακο χωρητικότητας 15ml. Στο εσωτερικό του δακτυλίου υπάρχει ένα κυκλικό μπαλόνι συνδεόμενο με ένα σωληνάκι που καταλήγει σε μία βαλβίδα που τοποθετείται υποδόρια στο άνω τμήμα του κοιλιακού τοιχώματος. Το εύρος του στομίου, συνήθως διαμέτρου 1 μπορεί να αυξομειωθεί με την έγχυση ή την αφαίρεση φυσιολογικού ορού από το μπαλόνι με μία βελόνα από την υποδόρια βαλβίδα έγχυσης (σχήμα 1 ). Σχήμα 1. Ρυθμιζόμενος γαστρικός δακτύλιος 13

14 1.2 Γαστρική παράκαμψη Η πρώτη γαστρική παράκαμψη έγινε από το Mason το Η γαστρική παράκαμψη του Mason συνίστατο σε οριζόντια διαμερισματοποίηση του ανώτερου τμήματος του στομάχου, έτσι ώστε να δημιουργείται ένας μικρός γαστρικός θύλακος χωρητικότητας ml. Η συνέχεια του ΓΕΣ αποκαθίστατο με μία γαστρονηστιδική αναστόμωση αγκύλης διαμέτρου 12 mm. Αργότερα ο Mason τροποποίησε την επέμβαση μειώνοντας περαιτέρω τη χωρητικότητα του γαστρικού θυλάκου σε 50 ml προκειμένου να αυξήσει την απώλεια βάρους, ενώ εξαιρώντας περαιτέρω την οξεοεκκριτική μοίρα του στομάχου από την παρουσία τροφής μείωσε και τον κίνδυνο ανάπτυξης έλκους 4. Το 1977 ο Griffen και οι συνεργάτες του τροποποίησαν τη γαστρική παράκαμψη, υιοθετώντας την αποκατάσταση του ΓΕΣ με απομονωμένη έλικα Roux 5. Αυτή η τεχνική, έχει το πλεονέκτημα της μικρότερης τάσης στην γαστρο- νηστιδική αναστόμωση και την εξάλειψη της παλινδρόμησης χολής στο γαστρικό κολόβωμα μειώνοντας τον κίνδυνο ανάπτυξης αλκαλικής γαστρίτιδας 6. Η γαστρική παράκαμψη εξελίχθηκε στα 30 χρόνια που ακολούθησαν την αρχική περιγραφή της και σήμερα περιλαμβάνει πολλές τροποποιήσεις. Το μέγεθος του γαστρικού θυλάκου προοδευτικά μειώθηκε στην τρέχουσα χωρητικότητα των 15-20ml με επιμήκη κατασκευή. Ο γαστρικός θύλακος συνήθως κατασκευάζεται Σχήμα 2: Γαστρική παράκαμψη 14

15 διατέμνοντας παρά διαμερισματοποιώντας το στομάχι, προκειμένου να αποφευχθεί πιθανή δημιουργία γαστρο-γαστρικού συριγγίου εξαιτίας μερικής ή ολικής διάσπασης της συρραφής 7. Η γαστρονηστιδική αναστόμωση οφείλει να κατασκευάζεται με τρόπο ώστε να δημιουργείται ένα στόμιο εσωτερικής διαμέτρου 1-1,2εκ. (σχήμα 2). Τα τμήματα του εντέρου που προκύπτουν είναι: Η χολοπαγκρεατική έλικα που ορίζεται ως το τμήμα της νήστιδας που εκτείνεται από το σύνδεσμο του Treitz μέχρι τη νηστιδονηστιδική αναστόμωση, που αποτελεί το σημείο όπου συναντώνται η τροφή, η χολή και οι παγκρεατικές εκκρίσεις. Το μήκος της είναι εκ. Η διατροφική έλικα είναι η έλικα Roux που εκτείνεται από τη γαστρονηστιδική μέχρι τη νηστιδονηστιδική αναστόμωση. Κατά μήκος αυτού του τμήματος μεταφέρεται η προσλαμβανόμενη τροφή απουσία χολής και παγκρεατικών υγρών. Το μήκος αυτού του τμήματος είναι cm, αν και μπορεί να χρησιμοποιηθούν μεγαλύτερα μήκη. Μια διατροφική έλικα 150 cm αναφέρεται ως γαστρική παράκαμψη με μακρύ σκέλος (long limb). Εάν η χολοπαγκρεατική έλικα αναστομωθεί εκ από την ειλεοτυφλική βαλβίδα η γαστρική παράκαμψη ονομάζεται περιφερικού τύπου (distal bypass) και προσθέτει βαθμό δυσαπορρόφησης λίπους και συμπλόκων υδατανθράκων. Η κοινή έλικα είναι το υπόλοιπο τμήμα του λεπτού εντέρου από τη νηστιδονηστιδική αναστόμωση μέχρι την ειλεοτυφλική βαλβίδα. Το μήκος αυτού του τμήματος δεν μετράται και διαφοροποιείται ανάλογα με το συνολικό μήκος του εντέρου. Η κοινή έλικα συνήθως αποτελεί το μεγαλύτερο τμήμα του λεπτού εντέρου. 1.3 Χολοπαγκρεατική εκτροπή Παρότι οι νηστιδο-ειλεϊκές παρακάμψεις εγκαταλείφτηκαν, η ιδέα της ανάπτυξης βαθμού δυσαπορρόφησης για τη θεραπεία της κλινικά σοβαρής παχυσαρκίας συνέχιζε να υφίσταται ώστε να επιτυγχάνεται απώλεια βάρους και να διατηρείται στο χρόνο. Η κύρια αιτία αποτυχίας της νηστιδο-ειλεϊκής παράκαμψης ήταν η παρουσία τυφλής έλικας λεπτού εντέρου. Η τυφλή αυτή έλικα είχε ως αποτέλεσμα τον πολλαπλασιασμό των βακτηρίων και τις επιπλοκές που αναφέρονται παραπάνω. 15

16 Προκειμένου να αποφευχθούν οι επιπλοκές και να διατηρηθεί ικανοποιητική απώλεια βάρους το 1979 ο Nicola Scopinaro ανέπτυξε μία νέα τεχνική που προκαλούσε μερική δυσαπορρόφηση των θρεπτικών συστατικών, κυρίως των λιπών και των συμπλόκων υδατανθράκων χωρίς να δημιουργείται τυφλή έλικα, γνωστή ως χολοπαγκρεατική εκτροπή 8. Η χολοπαγκρεατική εκτροπή πρέπει να συνοδεύεται με μείωση της γαστρικής οξύτητας για την αποφυγή ανάπτυξης αναστομωτικού έλκους, που επιτυγχάνεται με υφολική ή επιμήκη γαστρεκτομή. Σχήμα 3: Χολοπαγκρεατική εκτροπή κατά Scopinaro Η χολοπαγκρεατική εκτροπή κατά Scopinaro (σχήμα 3) αποτελείται από μία οριζόντια μερική γαστρεκτομή, που καταλείπει γαστρικό θύλακο συνολικής χωρητικότητας ml με σύγκλειση του δωδεκαδακτύλου, μία γαστρο-νηστιδική αναστόμωση με έλικα Roux μήκους 250 εκ και κοινή έλικα με αναστόμωση της χολοπαγκρεατικής έλικας στα 50 εκ από την ειλεο-τυφλική βαλβίδα 9. 16

17 1.4 Χολοπαγκρεατική εκτροπή με δωδεκαδακτυλικό διακόπτη (Duodenal switch) Πρόκειται για τροποποίηση της επέμβασης του Scopinaro, που οδηγεί επίσης σε δυσαπορρόφηση μέσω χολοπαγκρεατικής εκτροπής. Αν και περιγράφηκε αρχικά από τον Hess, εφαρμόσθηκε ευρέως από τον Marceau και την ομάδα του και πολύ γρήγορα έγινε δημοφιλής στις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά 10. Σε σύγκριση με την τεχνική του Scopinaro η εγχείρηση αυτή περιλαμβάνει: Επιμήκη γαστρεκτομή που ξεκινά σε απόσταση 6 εκ από τον πυλωρό, αφαιρεί το 90% του στομάχου καταλείποντας το 10% με συνολική χωρητικότητα ml. Διατήρηση του πυλωρού. Η διατροφική έλικα μήκους 250 εκ αναστομώνεται 3 εκ από τον πυλωρό μετά από διατομή του δωδεκαδακτύλου και σύγκλειση του περιφερικού του τμήματος και η χολοπαγκρεατική έλικα αναστομώνεται 100 εκ από την ειλεοτυφλική βαλβίδα (σχήμα 4). Σχήμα 4: Χολοπαγκρεατική εκτροπή με δωδεκαδακτυλικό διακόπτη 17

18 1.5 Χολοπαγκρεατική εκτροπή μακρών ελίκων (BPD-LL) Μία παραλλαγή της χολοπαγκρεατικής εκτροπής, η χολοπαγκρεατική εκτροπή μακρών ελίκων, επιτυγχάνει μείωση της γαστρικής οξύτητας με τη δημιουργία ενός μικρού γαστρικού θυλάκου χωρητικότητας ml, αφήνοντας το υπόλοιπο τμήμα του στομάχου στην ανατομική του θέση (σχήμα 5). Σχήμα 5: Χολοπαγκρεατική εκτροπή μακρών ελίκων (BPD-LL). Ακολουθεί η δημιουργία της διατροφικής, χολοπαγκρεατικής και κοινής έλικας με τρόπο ώστε να προκαλείται μερική δυσαπορρόφηση λιπών και συμπλόκων υδατανθράκων ανάλογα με την προηγούμενη περιγραφείσα τεχνική. Η επέμβαση αυτή έχει μικρότερους εγχειρητικούς κινδύνους αποφεύγοντας την αφαίρεση του περιφερικού τμήματος του στομάχου Επιμήκης γαστρεκτομή Σε ασθενείς πολύ υψηλού κινδύνου, είτε λόγω μεγάλου δείκτη σωματικής μάζας είτε λόγω σοβαρών συνοδών νοσημάτων, προτείνεται να διενεργείται αρχικά επιμήκης κάθετη γαστρεκτομή (σχήμα 6), ως πρώτη φάση της χολοπαγκρεατικής 18

19 εκτροπής με εκτροπή της διέλευσης τροφής από το δωδεκαδάκτυλο 12,13. Η επέμβαση αυτή μπορεί να αποτελέσει την οριστική χειρουργική επέμβαση, αν οδηγήσει σε ικανοποιητική απώλεια βάρους που διατηρείται στο χρόνο ή να συνδυαστεί σε δεύτερο χρόνο, με τη δημιουργία δωδεκαδακτυλοειλεϊκής αναστόμωσης, που θα δώσει επιπρόσθετη απώλεια βάρους λόγω της μερικής δυσαπορρόφησης λίπους και συμπλόκων υδατανθράκων που θα προστεθεί στην επέμβαση. Η επιμήκης γαστρεκτομή πρόσφατα έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται ως τελική επέμβαση σε ασθενείς με BMI<50 ή BMI<45 με σχετικώς ικανοποιητικά αποτελέσματα 14,15. Σχήμα 6: Επιμήκης γαστρεκτομή 19

20 2. Γκρελίνη 2.1 Εισαγωγή Η έκκριση της αυξητικής ορμόνης (GH) από την υπόφυση ρυθμίζεται από δύο υποθαλαμικά πεπτίδια, τον εκλυτικό παράγοντα της αυξητικής ορμόνης (GHRH) και τη σωματοστατίνη Ένα τρίτο ανεξάρτητο μονοπάτι ρύθμισης της έκκρισης της GH έχει βρεθεί από μελέτες των ουσιών εκείνων που ονομάζονται εκκριταγωγές ουσίες της GH (GHSs) Οι GHSs είναι συνθετικές ουσίες που θεωρούνται δυνητικοί διεγέρτες της έκκρισης της GH επιδρώντας πάνω σε ένα νέο υποδοχέα, τον GHS υποδοχέα (GHS-R) Επειδή όμως οι GHSs είναι συνθετικές ουσίες, θεωρήθηκε ότι πρέπει να υπάρχει και ένας ενδογενής παράγοντας που να συνδέεται με τον GHS-R και να έχει παρόμοια λειτουργία με τις GHSs Και πράγματι, οι Kojima et al 30 το 1999 κατάφεραν να απομονώσουν και να ταυτοποιήσουν τον ενδογενή παράγοντα για τον GHS-R από το στομάχι, και τον ονόμασαν γκρελίνη (ghrelin). 2.2 Δομή της γκρελίνης Το ανθρώπινο γονίδιο της γκρελίνης βρίσκεται στο χρωμόσωμα 3p Δύο ισομορφές του mrna της προ-γκρελίνης, η προ-γκρελίνη και η προ-des-gln 14 γκρελίνη, παράγονται από το γονίδιο στο στόμαχο των ποντικιών 32. Η γκρελίνη είναι δομικά όμοια με την des-gln 14 -γκρελίνη, εκτός από την εξάλειψη του Gln 14. Eπιπρόσθετα, η des-gln 14 -γκρελίνη υπάρχει μόνο σε μικρές ποσότητες στο στομάχι, δείχνοντας έτσι ότι η γκρελίνη είναι το κυρίαρχο πεπτίδιο που απελευθερώνεται στην κυκλοφορία. Η εστεροποίηση του υπολείμματος Ser3 είναι θεμελιώδους ουσίας για την δραστηριότητα της γκρελίνης τόσο στους ποντικούς όσο και στους ανθρώπους 33. Μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι τα πρώτα 4 ή 5 υπολείμματα της γκρελίνης, συμπεριλαμβανομένης της Ser3, είναι τόσο ενεργά όσο και όλο το μόριό της Υποδοχέας της γκρελίνης (GHS-R) Το γονίδιο του GHS-R βρίσκεται στο χρωμόσωμα 3q Υπάρχουν δύο τύποι του υποδοχέα GHS-R, ο GHS-R1a και ο GHS-R1b 36,37. Ο GHS-R1a ενεργοποιείται από την σύνδεση της γκρελίνης ή των GHSs 33, σε αντίθεση με τον GHS-R1b, γεγονός που καθιστά τον δεύτερο έναν μη λειτουργικό υποδοχέα, 20

21 τουλάχιστον για την ίδια την γκρελίνη μπορεί να υπάρχουν άλλοι άγνωστοι ενδογενείς παράγοντες που να συνδέονται με τον GHS-R1b και να ενεργοποιούν το GHS-R μονοπάτι Κατανομή της γκρελίνης στους ιστούς Κύτταρα που παράγουν γκρελίνη: η γκρελίνη παράγεται κυρίως στο στόμαχο και σε σημαντικά μικρότερα ποσά στο έντερο, πάγκρεας, υπόφυση, νεφρό και πλακούντα Η αφαίρεση του στομάχου ή της οξεο-εκκριτικής μοίρας του στομάχου σε ποντίκια μειώνει τα επίπεδα της κυκλοφορούσας γκρελίνης κατά 80%. Τα κύτταρα που παράγουν γκρελίνη αποτελούν περίπου το 20% του πληθυσμού των ενδοκρινικών κυττάρων στους οξεο-εκκριτικούς αδένες του στομάχου ποντικών και ανθρώπων 44. Κυκλοφορούσα γκρελίνη: δύο μορφές της γκρελίνης κυκλοφορούν στο πλάσμα, η n-octanoyl και η des-acyl γκρελίνη. 2.5 Πνευμονογαστρικό νεύρο και γκρελίνη Η περιφερική έγχυση γκρελίνης διεγείρει υποθαλαμικούς νευρώνες καθώς και την πρόσληψη τροφής Γενικά, πεπτίδια που εγχύονται στην περιφέρεια δεν περνούν τον αιματο-εγκεφαλικό φραγμό. Η ανάδειξη υποδοχέων γκρελίνης σε προσαγωγούς νευρώνες του πνευμονογαστρικού υποδηλώνει ότι τα σήματα της γκρελίνης από το στόμαχο μεταφέρονται στον εγκέφαλο μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου 46,48. Πραγματικά, η βαγοτομή αναστέλλει την ικανότητα της γκρελίνης να διεγείρει την πρόσληψη τροφής και την έκκριση GH, καθώς και την ενεργοποίηση των νευρώνων που παράγουν NPY και GHRH. Τα ευρήματα αυτά δείχνουν ότι οι προσαγωγές ίνες του πνευμονογαστρικού είναι το κύριο μέσο μεταφοράς των περιφερικών σημάτων της γκρελίνης για πρόσληψη τροφής και έκκριση GH. 2.6 Ορεξιογόνος δράση της γκρελίνης Η γκρελίνη έχει έκδηλη ορεξιογόνο δράση διεγείροντας τον υποθάλαμο όταν υπάρχει ανάγκη για πρόσληψη μεταβολικών ουσιών. Η παρουσία της γκρελίνης και του GHS-R στον τοξοειδή πυρήνα του υποθαλάμου υποδηλώνει ότι η γκρελίνη δρα κεντρικά για να ρυθμίσει την πρόσληψη της τροφής 49,50. Η έγχυση γκρελίνης στις εγκεφαλικές κοιλίες διέγειρε την πρόσληψη τροφής 51,52 ενώ η χορήγηση αντισώματος 21

22 αντί-γκρελίνης την μείωσε, σε πειράματα σε ποντίκια 52. Επιπλέον, η πρόσληψη τροφής και η αύξηση του σωματικού βάρους ήταν ανάλογη της χορηγούμενης δόσης της γκρελίνης (dose-dependent) 53,51. Η υποδόρια χορήγηση γκρελίνης προκάλεσε αύξηση του βάρους με μια παράλληλη αύξηση της λιπώδους μάζας μέσα σε περίοδο δύο εβδομάδων 53. Αυτή η επαγωγή του θετικού ενεργειακού ισοζυγίου ήταν ανεξάρτητη των δράσεων της αυξητικής ορμόνης. Επιπρόσθετα της αύξησης της πρόσληψης τροφής, η εξωγενής χορήγηση γκρελίνης προκάλεσε μείωση του βασικού μεταβολικού ρυθμού 54 και οδήγησε σε παχυσαρκία 53 σε πειραματόζωα. Η ενδοφλέβια χορήγηση γκρελίνης διέγειρε την όρεξη και την πρόσληψη τροφής σε υγιείς εθελοντές 45,55, γεγονός που σε συνδυασμό με τη δραματική και απότομη αύξηση και πτώση των επιπέδων της γκρελίνης, προγευματικά και μεταγευματικά, αντίστοιχα, υποστηρίζουν τη θεωρία ότι η γκρελίνη είναι ένα φυσιολογικό μήνυμα έναρξης της λήψης τροφής στους ανθρώπους 56. Αν και η οξεία χορήγηση γκρελίνης μείωσε την έκκριση ινσουλίνης και οδήγησε σε υπεργλυκαιμία 57, τα επίπεδα πλάσματος της γκρελίνης δεν επηρεάζονταν από αυτά της γλυκόζης ή της ινσουλίνης σε υγιείς εθελοντές Γκρελίνη και Παχυσαρκία Η ανακάλυψη της γκρελίνης και της επίδρασής της στην όρεξη, την πρόσληψη τροφής και στη ρύθμιση του σωματικού βάρους πρόσθεσε νέα πλοκή στην κεντρική ρύθμιση της ενεργειακής ισορροπίας. Γενικά, τα επίπεδα της γκρελίνης πλάσματος στους ανθρώπους σχετίζονται αντίστροφα με τη θετική ενεργειακή ισορροπία, το δείκτη σωματικής μάζας, τη λιπώδη μάζα του σώματος, το μέγεθος των λιποκυττάρων και τα επίπεδα της λεπτίνης 39,58,59 ενώ είναι χαμηλότερα στους παχύσαρκους σε σχέση με τους φυσιολογικού βάρους ανθρώπους 60. Οι ινδιάνοι Pima, γνωστοί για την προδιάθεσή τους για ανάπτυξη ΣΔ τύπου ΙΙ και παχυσαρκίας, έχουν επίσης χαμηλότερα κυκλοφορούντα επίπεδα γκρελίνης, ανεξάρτητα από το BMI, σε σχέση με αντίστοιχα άτομα ελέγχου 60. Ασθενείς με νευρογενή ανορεξία παρουσιάζουν αυξημένα επίπεδα γκρελίνης πλάσματος όταν συγκρίνονται με αντίστοιχα σε ηλικία και φύλο άτομα ενώ η αύξηση του βάρους τους οδηγεί σε μείωση των υψηλών αυτών επιπέδων γκρελίνης 61. Έτσι, οι διακυμάνσεις των τιμών της γκρελίνης πλάσματος μπορεί να αντανακλούν μια φυσιολογική προσαρμογή σε μακροχρόνιες αλλαγές της ενεργειακής ισορροπίας. 22

23 Η λεπτίνη πλάσματος είναι ανάλογη με την περιεκτικότητα του σώματος σε λίπος και προκαλεί μείωση της πρόσληψης τροφής, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ανθρώπινη παχυσαρκία σχετίζεται με μια κατάσταση αντίστασης στη λεπτίνη 62,63. Παρ όλα αυτά, όμως, 5-10% των παχύσαρκων ατόμων έχουν σχετικά χαμηλά επίπεδα λεπτίνης, πιθανότατα λόγω μειωμένου ρυθμού παραγωγής της λεπτίνης 62,63. Ενώ έχει ανακοινωθεί αρχικά μια αρνητική συσχέτιση μεταξύ των βασικών επιπέδων της λεπτίνης και της γκρελίνης 60, άλλοι ερευνητές έχουν αντικρουόμενα αποτελέσματα 64. Σε μία πρόσφατη μελέτη οι Barazzoni et al έδειξαν ότι η υπερλεπτιναιμία περιόρισε την αύξηση της γκρελίνης πλάσματος κατά τη διάρκεια νηστείας, υποδηλώνοντας ότι η ανορεξιογόνο επίδραση της λεπτίνης δρα και μέσω άμεσης κεντρικής δράσης αλλά και μέσω περιφερικής αναστολής της ορεξιογόνου δράσης της γκρελίνης 65. Με δεδομένη την ορεξιογόνο και λιπογενετική ιδιότητα της γκρελίνης θα θεωρείτο λογική μια προσπάθεια θεραπείας της παχυσαρκίας με έναν ανταγωνιστή αυτής. Σε πειράματα σε ζώα, η βιολογική δράση του ανταγωνιστή της γκρελίνης ([D- Lys-3]-GHRP-6) φαίνεται ότι γινόταν μέσω ανταγωνισμού του GHS-R 66,67. Αυτός ο ανταγωνισμός οδήγησε σε αναστολή της προκαλούμενης από την γκρελίνη έκκρισης GH 65 και σε μείωση της πρόσληψης τροφής και της αύξησης του σωματικού βάρους σε ποντίκια 67. Παρ όλα αυτά, πολλά ερωτηματικά πρέπει να απαντηθούν πριν την έναρξη πειραματικών μελετών σε ανθρώπους. Πρώτον, είναι αμφίβολο το κατά πόσο η καταστολή της γκρελίνης θα βοηθήσει τους παχύσαρκους με τα ήδη μειωμένα επίπεδα γκρελίνης. Επιπλέον, ο ανταγωνισμός της γκρελίνης θα μπορούσε να οδηγήσει σε λειτουργική ανεπάρκεια της αυξητικής ορμόνης. Από τη στιγμή που η χρονική στιγμή επαγωγής των αλλαγών στη μάζα και σύνθεση του σώματος από την γκρελίνη είναι άγνωστη, πρέπει να γίνουν μελέτες που να δείχνουν ποια από τις δύο δράσεις, η ανορεξιογόνος ή η αναστολή της έκκρισης της GH, κυριαρχεί κατά τη διάρκεια του μακροχρόνιου ανταγωνισμού της γκρελίνης. Πρόσφατα ευρήματα συνδέουν την παχυσαρκία με παραλλαγές του γονιδίου της γκρελίνης. Οι Ravussin et al ανακοίνωσαν ότι η μείωση των επιπέδων της γκρελίνης σε απάντηση στην αυξημένη πρόσληψη τροφής, καθώς και τα βασικά επίπεδα της γκρελίνης, ήταν περισσότερο παρόμοια μεταξύ μονοζυγωτικών παρά διζυγωτικών διδύμων, γεγονός που υποδηλώνει ότι μια πιθανή γενετική αλλαγή είναι υπεύθυνη για την ποικιλία των επιπέδων της γκρελίνης 58. Οι Korbonits et al παρατήρησαν ότι παχύσαρκα παιδιά με γενετικό πολυμορφισμό σε ένα μόνο 23

24 νουκλεοτίδιο στο γονίδιο της γκρελίνης είχαν υψηλότερο BMI και μειωμένη έκκριση ινσουλίνης 68. Επιπρόσθετα, οι Ukkola et al ταυτοποίησαν μια μετάλλαξη σε ένα αμινοξύ στη θέση 51 της προ-προ-γκρελίνης σε παχύσαρκα άτομα, και βρήκαν ότι μια μετάλλαξη στο κωδικόνιο 72 του γονιδίου της προ-προ-γκρελίνης σχετιζόταν με μικρότερη ηλικία έναρξης της παχυσαρκίας 69. Ίσως, λοιπόν, γενετικές τροποποιήσεις στο γονίδιο της γκρελίνης να παίζουν κάποιο ρόλο στην αιτιολογία της παχυσαρκίας. Η υπόθεση ότι η υπερέκκριση γκρελίνης μπορεί να συμβάλλει στη γενετική παχυσαρκία είναι επίσης ελκυστική. Το σύνδρομο Prader-Willi (PWS), απώλεια έκφρασης των πατρικών γονιδίων στο χρωμόσωμα 15 (15q11-q13), είναι μια από τις γνωστές μορφές γενετικής παχυσαρκίας 70. Χαρακτηρίζεται από υποθαλαμική δυσλειτουργία που οδηγεί σε ανεπάρκεια της GH, ακόρεστη πείνα, νοσογόνο παχυσαρκία, υπογοναδοτροπικό υπογοναδισμό, κοντό ανάστημα, διανοητική καθυστέρηση και διαταραχές ύπνου 70. Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι οι αυξημένες τιμές γκρελίνης μπορεί να είναι υπεύθυνες, τουλάχιστον εν μέρει, για την υπερφαγία που παρατηρείται στους ασθενείς αυτούς Ο υποκείμενος μηχανισμός της αύξησης των τιμών της γκρελίνης στο PWS είναι άγνωστος, αλλά πιθανότατα οφείλεται σε γενετικές αλλαγές στο χρωμόσωμα 15 που επηρεάζουν έμμεσα την έκφραση της γκρελίνης. 2.8 Γκρελίνη και Γαστρικό bypass Το γαστρικό bypass (RYGBP) είναι αποδεδειγμένα η πιο αποτελεσματική, αποδεκτή, μέθοδος θεραπείας της νοσογόνου παχυσαρκίας 74. Οι ασθενείς που υποβάλλονται σε RYGBP βιώνουν μια γενικευμένη απώλεια όρεξης που επεκτείνεται πέραν των ορίων της άμεσης μεταγευματικής περιόδου. Αυτό σχετίζεται με μια μείωση του αριθμού και της ποσότητας των γευμάτων. Μετά την ανακάλυψη της γκρελίνης και της μοναδικής ορεξιογόνου δράσης της το 1999, δεν άργησε πολύ να γίνει και η προσπάθεια συνδυασμού της με τα παραπάνω παρατηρήσεις για τους ασθενείς που έχουν υποβληθεί σε RYGBP. Έτσι, πρώτοι οι Cummings et al 39 δημοσίευσαν μια συγκριτική μελέτη όσον αφορά στα επίπεδα της γκρελίνης, μεταξύ παχύσαρκων ασθενών που έχασαν βάρος μετά από δίαιτα χαμηλή σε θερμίδες ή μετά από RYGBP και δύο ομάδες ελέγχου, μία με παχύσαρκους ασθενείς παρόμοιου BMI και μία με φυσιολογικού βάρους άτομα. Στη μελέτη αυτή, λοιπόν, βρήκαν ότι οι παχύσαρκοι που έχασαν βάρος με δίαιτα χαμηλή σε θερμίδες παρουσίαζαν επίπεδα γκρελίνης αυξημένα καθ όλη τη διάρκεια 24

25 του 24ωρου. Σε αντίθεση, οι παχύσαρκοι που είχαν σημαντική απώλεια βάρους (36%) μετά από RYGBP, παρουσίαζαν πολύ χαμηλότερα επίπεδα γκρελίνης και από τις δύο ομάδες ελέγχου. Επιπρόσθετα, δεν παρουσίαζαν τις φυσιολογικές διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια του 24ωρου που αφορούν αφ ενός τα γεύματα και αφ ετέρου το φυσιολογικό κιρκάδιο ρυθμό έκκρισης της γκρελίνης (αυξημένη το πρωί, μειωμένη το βράδυ). Αρκετοί άλλοι ερευνητές ανακοίνωσαν στη συνέχεια μειωμένα ή κατασταλμένα επίπεδα γκρελίνης μετά από γαστρικό bypass. Οι Geloneze et al 75 παρατήρησαν ότι οι συγκεντρώσεις της γκρελίνης πέφτουν σημαντικά σε διαβητικούς και μη παχύσαρκους ασθενείς 1 χρόνο μετά το RYGBP, συγκριτικά με τις προεγχειρητικές τιμές τους. Οι Tritos et al 76 βρήκαν ότι οι τιμές της γκρελίνης, τόσο νηστείας όσο και μετά από φόρτιση με γλυκόζη από το στόμα, ήταν σημαντικά χαμηλότερες σε παχύσαρκους ασθενείς που είχαν υποβληθεί σε RYGBP σε σχέση με μη χειρουργημένα, παρόμοιου BMI, παχύσαρκα άτομα. Παρόμοια, οι Fruhbeck et al 77, ανακοίνωσαν ότι τα επίπεδα γκρελίνης σε παχύσαρκους ασθενείς που είχαν υποβληθεί σε RYGBP ήταν το ένα τέταρτο αυτών που μετρήθηκαν σε παρόμοιου BMI ασθενείς που είχαν υποβληθεί σε επέμβαση με ρυθμιζόμενο γαστρικό δακτύλιο ή χολοπαγκρεατικής εκτροπής. Μείωση των τιμών της γκρελίνης μετά από επέμβαση RYGBP ανέδειξαν επίσης και μια σειρά από άλλες μελέτες Στη συνέχεια, ακολούθησαν μελέτες οι οποίες παρουσίαζαν διαφορετικά αποτελέσματα όσον αφορά στα μετεγχειρητικά επίπεδα των τιμών της γκρελίνης. Οι Faraj et al 85 ανακοίνωσαν ότι τα κυκλοφορούντα επίπεδα της γκρελίνης εξαρτώνται από τη δυναμική κατάσταση της απώλειας βάρους. Έτσι, ασθενείς που είχαν επιτύχει σταθερό μετεγχειρητικό βάρος είχαν επίπεδα γκρελίνης παρόμοια με τα προεγχειρητικά. Αντίθετα, οι ασθενείς που συνέχιζαν να χάνουν ενεργά βάρος μετά από το RYGBP, είχαν αυξημένα επίπεδα γκρελίνης σε σχέση με τα προεγχειρητικά. Σε συνέχεια των αντικρουόμενων αποτελεσμάτων, οι Holdstock et al 86, σε μια πολύ καλή μελέτη, με μεγάλο αριθμό ασθενών, ανακοίνωσαν ότι οι παχύσαρκοι ασθενείς που παρουσίαζαν απώλεια βάρους μετά από RYGBP είχαν υψηλότερες τιμές γκρελίνης σε σχέση με τις προεγχειρητικές. Παρομοίως, αυξημένες τιμές γκρελίνης μετά από RYGBP αναδείχθησαν και σε άλλες μελέτες Τέλος, διάφοροι ερευνητές δεν κατάφεραν να αναδείξουν σε μελέτες τους διαφορά ανάμεσα στα προεγχειρητικά και μετεγχειρητικά επίπεδα των τιμών της γκρελίνης σε παχύσαρκους ασθενείς που είχαν υποβληθεί σε RYGBP

26 Συμπερασματικά, λοιπόν, η επίδραση του RYGBP στα κυκλοφορούντα επίπεδα της γκρελίνης φαίνεται να ποικίλουν στα διάφορα χειρουργικά κέντρα. Τα αποτελέσματα ποικίλουν από κατασταλμένα, παρόμοια, έως και αυξημένα μετεγχειρητικά επίπεδα γκρελίνης σε σύγκριση με τις προεγχειρητικές τιμές. Είναι λογικό, λοιπόν, να δημιουργούνται σοβαρά ερωτηματικά με δυνητικές κλινικές επιπτώσεις στο σχεδιασμό των βαριατρικών επεμβάσεων. 2.9 Γκρελίνη και Περιοριστικές επεμβάσεις Σημαντική διαφορά μεταξύ των περιοριστικών επεμβάσεων (LABSG,VBG) και του RYGBP αποτελεί ότι στις πρώτες δεν αποκλείεται ο θόλος του στομάχου, που είναι η κύρια περιοχή παραγωγής γκρελίνης, από την επαφή με τα συστατικά της τροφής. Όπως φαίνεται, λοιπόν, από τις έως σήμερα μελέτες, το γεγονός αυτό οδηγεί σε διαφορετική επίδραση στις μετεγχειρητικές τιμές της γκρελίνης. Πράγματι, όσον αφορά στο LABSG υπάρχουν αρκετές μελέτες που δείχνουν ότι οι μετεγχειρητικές τιμές της γκρελίνης, σε αντίθεση με ότι συμβαίνει μετά το RYGBP, είναι σημαντικά αυξημένες σε σχέση με τις προεγχειρητικές. Επιπρόσθετα, άλλες μελέτες δεν καταφέρνουν να δείξουν καμιά μεταβολή μεταξύ των προεγχειρητικών και μετεγχειρητικών τιμών της γκρελίνης μετά από LASGB 101,102. Αντίστοιχα αποτελέσματα φαίνεται ότι παρατηρούνται και μετά από VBG. Οι Foschi et al 103 ανακοίνωσαν ότι παχύσαρκοι ασθενείς που υποβλήθηκαν σε VBG παρουσίασαν μετεγχειρητικά υψηλότερες τιμές γκρελίνης σε σχέση με τις προεγχειρητικές. Αντίστοιχα αυξημένες παρουσιάσθηκαν οι μετεγχειρητικές τιμές της γκρελίνης μετά από VBG και σε άλλες μελέτες 100,104 ενώ καμιά μεταβολή στις μετεγχειρητικές τιμές της γκρελίνης παρατηρήθηκε εις μελέτες των Lin et al 82 καθώς και των Garcia de la Torre et al 81. Φαίνεται, λοιπόν, ότι το γεγονός ότι ο θόλος του στομάχου παραμένει σε επαφή με τα συστατικά της τροφής είναι ικανό να εμποδίσει την μετεγχειρητική καταστολή της γκρελίνης που εμφανίζεται, σε αρκετές περιπτώσεις, μετά από RYGBP Γκρελίνη και επεμβάσεις Χολοπαγκρεατικής εκτροπής(bpd) Το BPD θεωρείται μεικτή βαριατρική επέμβαση. Έχει, δηλαδή, το στοιχείο του περιορισμού με το μικρό γαστρικό θύλακο που κατασκευάζεται, αλλά και τη 26

27 δυσαπορρόφηση από τον αποκλεισμό μιας αρκετά μεγάλης απορροφητικής επιφάνειας εντέρου. Το σημαντικό, όμως, και σε αυτήν την επέμβαση είναι ότι δεν αποκλείεται ο θόλος του στομάχου που παραμένει στο γαστρικό θύλακο, από την επαφή με την τροφή. Στην κλασική, λοιπόν, επέμβαση χολοπαγκρεατικής εκτροπής όπου διατηρείται ολόκληρος ή σχεδόν ολόκληρος ο θόλος του στομάχου οι μετεγχειρητικές τιμές της γκρελίνης είναι αυξημένες Μειωμένες τιμές γκρελίνης μετεγχειρητικά μετά από επέμβαση χολοπαγκρεατικής εκτροπής έχει αναδείξει ο Lee et al 109. Στη μελέτη όμως αυτή η χολοπαγκρεατική εκτροπή περιλαμβάνει και επιμήκη γαστρεκτομή οπότε έχει αφαιρεθεί και ο θόλος του στομάχου Γκρελίνη και Επιμήκης Γαστρεκτομή (Sleeve Gastrectomy) Η επιμήκης γαστρεκτομή είναι μια σχετικά νέα βαριατρική επέμβαση η οποία παρουσιάζει το σημαντικό πλεονέκτημα για τη μελέτη της γκρελίνης ότι αφαιρείται, όχι απλώς παρακάμπτεται όλος ο θόλος του στομάχου, η κύρια δηλαδή πηγή παραγωγής της γκρελίνης. Ως αποτέλεσμα των παραπάνω όλες οι μελέτες που έχουν γίνει αναδεικνύουν μειωμένες μετεγχειρητικές τιμές γκρελίνης μετά από επιμήκη γαστρεκτομή 79,92,97,110,

28 3. Πεπτίδιο YY (PYY) 3.1 Εισαγωγή Το PYY είναι ένα ευθείας αλύσου πολυπεπτίδιο, που αποτελείται από 36 αμινοξέα. Τόσο στο αμινινικό- όσο και στο καρβοξυλικό- άκρο του πεπτιδίου υπάρχει το αμινοξύ τυροσίνη, το οποίο γράφεται ως Υ, για αυτό πήρε και το όνομα πεπτίδιο ΥΥ. Ο Tatemoto το 1980 απομόνωσε το PYY από λεπτό έντερο χοίρου 112, ενώ δύο χρόνια αργότερα ο ίδιος ερευνητής απομόνωσε το νευροπεπτίδιο Υ (NPY) από τον εγκέφαλο χοίρου 113. Στη συνέχεια ανέλυσε τη δομή των δύο αυτών πεπτιδίων και βρήκε σημαντικές ομοιότητες με το παγκρεατικό πολυπεπτίδιο (ΡΡ), ένα εντερικό πεπτίδιο το οποίο είχε απομονωθεί από το πάγκρεας το Ο Tatemoto ανακάλυψε την ακολουθία του ανθρώπινου PYY το Τα τρία αυτά πεπτίδια συχνά αναφέρονται ως η NPY-οικογένεια των ρυθμιστικών πεπτιδίων. Αυτά τα τρία πεπτίδια με το αμινοξύ τυροσίνη στο αμινινικό-άκρο τους συνιστούν μια οικογένεια βιοενεργών πεπτιδίων. Ενώ το NPY ανευρίσκεται μόνο μέσα σε νευρώνες, το PYY και το PP ανευρίσκονται κύρια μέσα σε ενδοκρινικά κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα. Το PYY κυκλοφορεί σε δύο ενεργείς μορφές: ως PYY (1-36) και ως PYY (3-36). Η μορφή PYY (3-36) προέρχεται μετά από αφαίρεση μιας τυροσίνης και μιας προλίνης από το αμινινικό-άκρο του πολυπεπτιδίου. Έχει βρεθεί ότι η πλήρης μορφή του πεπτιδίου, το PYY (1-36) δηλαδή, αποτελεί το 60% στο παχύ έντερο σκύλου 116, ενώ το υπόλοιπο 40% αποτελεί το PYY (3-36). Παρόμοια, σε ανθρώπινους ιστούς έχει βρεθεί η ίδια περίπου αναλογία των δύο μορφών του πεπτιδίου Διπεπτιδική Πεπτιδάση (Dipeptyl Peptidase) IV (DPP-IV) Το PYY (3-36) παράγεται από το PYY (1-36) με μία μετα μεταγραφική πρωτεολυτική διαδικασία 118. Η ανθρώπινη διπεπτιδική πεπτιδάση IV (DPP IV) αφαιρεί τα αμινοξέα τυροσίνη και προλίνη από το αμινινικό-άκρο του PYY παράγοντας το PYY (3-36) 119,120. Από τη στιγμή που η αποδόμηση του αμινινικού- 28