Введение
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), около 21% европейцев и 42% взрослых американцев страдают ожирением [1—3]. Распространенность избыточного веса и ожирения растет во всем мире, и тенденция эта, очевидно, сохранится в ближайшие годы. Так, например, по некоторым прогнозам, к 2030 г. ожирением будет страдать каждый 2-й взрослый житель США, а каждый 4-й — его тяжелой формой. Увеличение массы тела этиологически связано с диабетом, сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями [4—8]. Большинство современных авторов на основе оценки стремительно увеличивающегося числа больных с морбидным ожирением и взаимосвязанным значительным увеличением экономических расходов на лечение обосновывают необходимость использования ресурса различных хирургических методов коррекции патологических изменений, сопутствующих ожирению [9—12].
В структуре бариатрических операций с учетом рисков осложнений и техники выполнения наиболее популярны рестриктивные вмешательства и среди них продольная (рукавная) резекция желудка (Sleeve gastrectomy) и гастропликация [13—17]. При этом многие авторы патофизиологический механизм потери избыточного веса после операции связывают со снижением уровня грелина в организме пациента. Грелин, идентифицированный в 1999 г. группой японских ученых в экстракте желудков крыс и человека, способен стимулировать секрецию гормона роста, регулировать энергетический гомеостаз и стимулировать аппетит. Помимо этого, грелин играет важную роль в регуляции функций пищеварительной, сердечно-сосудистой, репродуктивной, нервной и иммунной систем [18, 19].
В организме человека продукция прогормона грелина осуществляется в основном P/D1 — клетками, расположенными в слизистой оболочке дна желудка. При этом только грелин в ацилированной форме (его доля составляет 10—20%) проникает через гематоэнцефалический барьер и связывается с рецепторами в гипоталамусе, вызывая активацию орексин-содержащих нейронов (AgRP/NPY), которые в свою очередь вызывают ингибицию анорексигенных нейронов (POMC/CART) посредством гамма-аминомасляной кислоты. Состояние удовлетворенности от естественных и искусственных подкрепляющих агентов опосредует мезолимбическая система, которая вовлечена в развитие зависимости, стимулируя мотивационные действия к поиску пищи. Таким образом, пища, принимаемая в избытке в течение длительного времени, приводит к развитию определенной зависимости [20]. Уровень циркулирующего грелина имеет обратную связь с положительным энергетическим балансом, показателем массы тела, содержанием жировой ткани в организме. Кроме того, грелин в то же время способен ускорять эвакуацию желудочного содержимого. Различные многочисленные рандомизированные клинические исследования показали, что пациенты, страдающие анорексией, имеют более высокий уровень грелина в отличие от пациентов с ожирением, у которых содержание этого гормона значительно ниже [21—23].
Материал и методы
Работа основывается на клинико-лабораторных данных и экспериментальных исследованиях.
Экспериментальный раздел. При экспериментальных исследованиях на базе ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России (ФГБОУ ВО БГМУ) нами были проанализированы результаты изменения уровня грелина в сыворотке крови в организме крыс. Эксперимент выполнен в двух группах белых половозрелых неинбрендных самцов крыс Wistar (n=96) массой 230±27,57 г. Были прооперированы 84 крысы методом продольной резекции желудка, выделена группа контроля (12 крыс). Все исследования с экспериментальными животными проведены с соблюдением требований соответствующих правил, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/18.03/EEC) и Хельсинкской декларации, следуя принципам гуманности. Выбор экспериментальных животных, протоколы проведения экспериментальных исследований, вывод животных из эксперимента одобрены локальным Этическим комитетом ФГБОУ ВО БГМУ.
У всех 96 крыс была взята кровь исходного статуса, у оперированных на 1, 3, 7, 14, 21 и 30-е сутки — с помощью набора для определения грелина методом иммуноферментного анализа. В разные сроки раннего послеоперационного периода 20 животных погибли. Таким образом, полноценно исследован уровень грелина в сыворотке крови 64 крыс основной группы и 12 — группы сравнения. Биохимические исследования плазмы крови проведены автоматическим биохимическим анализатором CA-400 («FURUNO ELECTRIC CO., LTD», Япония) с использованием жидких стабильных диагностических наборов («DiaSys Diagnostic Systems GMBH», Германия). Уровень грелина в сыворотке крови определяли методом конкурентного иммуноферментного анализа с использованием тест-набора ELISA Kit for Ghrelin (Rat) для крыс («Cloud-Clone Corp», КНР). Измерения проводились на микропланшетном ридере Tecan Infinite F50 (Австрия). Микропланшет сорбирован моноклональными антителами, специфичными к грелину. Методика основана на конкурентной реакции между грелином, меченным биотином, немеченым грелином (в образцах) и сорбированными антителами, специфичными к грелину. Параметры измерения: infinite F50. Планшет: Nunclon 96 Flat Black. Диапазон: A1:H12. Оптическая плотность: длина волны измерения 450±10 нм, опорная длина волны 620 нм. Разведение 1:4.
Клиническая часть. Клинико-лабораторные исследования проведены у пациентов с морбидным ожирением (МО) на базе Клиники хирургических болезней и новых технологий с курсом ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ. В настоящее время в Клинике применяются разнообразные оперативные бариатрические процедуры. Накоплен опыт хирургического лечения 286 пациентов, индекс массы тела (ИМТ) которых превышал 35 кг/м2. В последние годы в большинстве случаев выполнялись рестриктивные методики хирургических вмешательств, в частности продольная резекция желудка, а также разработанный в Клинике оригинальный способ гастропликации (патент на изобретение РФ №2654572) [24]. Операции выполняются в основном в лапароскопическом варианте. Исследование уровня грелина проведено у 23 пациентов с морбидным ожирением, перенесших рестриктивные бариатрические операции (13 гастропликаций и 10 продольных резекций желудка). Содержание грелина в сыворотке крови определяли методом конкурентного иммуноферментного анализа с использованием набора ELISA Kit for Ghrelin (GHRL) для человека согласно протоколу фирмы-производителя реагентов «Cloud-Clone Corp.» (КНР).
Функциональное состояние различных органов в клинике и эксперименте оценивали в динамике по рутинным оценочным тестам. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 («StatSoft Inc.», США). Рассчитывали медиану (Me), межквартильные интервалы [25%; 75%]. Статистическую значимость межгрупповых различий средних величин оценивали, используя U-критерий Манна—Уитни. Для выявления взаимосвязи признаков использовали корреляционный анализ по Пирсону. Различия считали статистически значимыми при p≤0,05.
Результаты и обсуждение
Проведенное нами исследование демонстрирует, что значение грелин-продуцирующей зоны желудка в регуляции массы тела крысы существенно только в первые 14 дней после резекции большой кривизны желудка. При этом существенно резких падений показателя уровня грелина в плазме крови отмечено не было. Уже с 15-х суток и к 30-му дню уровень грелина возвращался к исходным показателям (рис. 1).
Рис. 1. Изменение уровня грелина в послеоперационном периоде и в контрольной группе.
Исходные показатели уровня грелина существенно не отличались в исследуемых группах и в среднем составили 222±21,5 пг/мл. В то же время было отмечено, что у животных с большей массой его уровень был ниже, чем у крыс с меньшей массой. Массы оперированных крыс были сопоставимы в группах сравнения и в среднем составили в основной группе 231±26,37, а в группе контроля 229±24,24.
При измерении массы оперированных особей было отмечено начиная с 3-х суток достоверное снижение массы тела от 12 до 46 г. С 7-х суток после операции отмечается снижение средней массы тела на 22,5±15,5 г. На 14-е сутки происходит снижение массы еще на 18±10,5 г, но темпы его уменьшаются. Меняется поведение животных, они становятся более активными, увеличивают прием пищи. При измерении на 21-е сутки у 30 крыс продолжилось снижение средней массы от 4 до 8,2 г; у 29 — масса стабилизировалась; у 4 — вес вернулся к исходным цифрам; у 1 — прибавился на 12 г. На 30-е сутки у большинства из 64 выживших после операции крыс отмечено увеличение средней массы, которая к концу эксперимента в среднем составила 217±23,19 г (рис. 2).
Рис. 2. Изменение средней массы тела крыс в послеоперационном периоде и в контрольной группе.
Масса тела животных после операции продольной резекции желудка прогрессивно уменьшалась, достигая минимума к 14—20-м суткам. С 16-х суток масса у большинства животных стабилизировалась, многие особи начали набирать вес.
Результаты проведенного эксперимента указывают на значимый вклад гипоталамуса и других органов, синтезирующих грелин, несмотря на отсутствие значительной части желудка. Циркулирующий в крови гормон голода активно сигнализирует в центральной нервной системе о голодании, что способствует увеличению приема пищи и в дальнейшем набору массы тела.
Известно, что в среднем концентрация грелина в плазме у человека, включая как активные, так и неактивные формы, варьирует в интервале от примерно 500 до 700 пкг/мл при нормальной массе тела и от примерно 200 до 400 пкг/мл при ожирении [22]. Исследование уровня грелина проведено у 23 пациентов с морбидным ожирением, перенесших рестриктивные бариатрические операции (13 гастропликаций и 10 рукавных резекций желудка) в сроки от 1 года до 4 лет (в среднем 2,5±1,5 года). У всех пациентов, перенесших рестриктивные вмешательства, получен эффект снижения массы тела в разной степени. Кроме того, в качестве группы сравнения обследованы 5 больных морбидным ожирением, отказавшихся от хирургического лечения, и 10 — с нормальной массой тела, лечившихся в клинике по поводу заболеваний, не связанных с ожирением. Все пациенты были сопоставимы по гендерным, возрастным, исходным данным ИМТ. Проведены исследования на предмет анализа рецидива ожирения. Этический комитет клиники одобрил все процедуры и протоколы, перед включением в исследование от всех испытуемых было получено письменное информированное согласие. Результаты исследования представлены в таблице.
Основные показатели оценки ключевых критериев в клинических группах
| Показатель | Возраст (годы) | Пол | Масса тела (кг) | ИМТ исх. (кг/м2) | ИМТ конеч. (кг/м2) | Снижение ИМТ (%) | Грелин исх. (пкг/мл) | Грелин фин. (пкг/мл) | |
| м | ж | ||||||||
| Продольная резекция (n=10) | 43,6±4,8 | 2 | 10 | 106±2,5 | 48,5±8,8 | 30,0±1,5 | 24,4±1,5 | 320±25 | 440±25 |
| Гастропликация (n=13) | 42,9±2,4 | 5 | 8 | 99,8±5,6 | 35,7±1,6 | 29,4±1,5 | 17,4±1,5 | 350±25 | 450±25 |
| Нормальный вес, контроль (n=10) | 48,0±4,1 | 4 | 6 | 82,5±5,2 | 25,4±0,9 | 25,4±0,9 | 650±25 | ||
| Лечение консервативное (n=5) | 47,8±4,7 | 2 | 3 | 106±5,5 | 48,2±5,2 | 47,4±5,8 | 350±25 | ||
Полученные нами результаты показали, что изменение объема желудка после рестриктивных бариатрических вмешательств (будь то рукавная резекция или гастропликация) сопровождается незначительным повышением уровня грелина в сыворотке крови. Наиболее высокие значения показателей грелина (>450 пкг/мл) отмечены у 3 пациенток после рукавной резекции и у 3 — после гастропликации, достигших наибольшей потери массы тела. Нами при анализе полученных ответов на вопросы опросника качества жизни (SF-36) отмечено, что перенесенная операция по поводу морбидного ожирения оказала положительное влияние на улучшение физического компонента здоровья и повышение оценки социального функционирования, что свидетельствует о нивелировании существовавших физических проблем в ограничении жизнедеятельности. Подобной корреляции при анализе ментального кластера опросника отмечено не было.
Заключение
Таким образом, исходный уровень грелина в крови более крупных особей и у пациентов с морбидным ожирением оказался меньше по сравнению с показателями, которые определялись при нормальной массе тела. Мы не наблюдали ожидаемого при резекции фундальной грелин-продуцирующей части снижения уровня грелина. Проведенное экспериментально-клиническое исследование показывает, что у испытуемых, перенесших изменение объема желудка после рестриктивных бариатрических вмешательств (гастропликация или рукавная резекция), уровень грелина повышается незначительно. Очевидно, повышением его концентрации в сыворотке крови у пациентов в послеоперационном периоде наряду с уменьшением массы тела можно объяснить сохраняющееся после приема пищи «чувство голода», депрессию, другие ментальные нарушения после операции. Патофизиологические механизмы снижения массы тела после рестриктивных операций, включающих как резекцию гастрин-продуцирующей зоны, так и гастропликацию, очевидно, связаны, прежде всего, с уменьшением объема желудка. Потерю массы тела можно объяснить ограничением пищевого пассажа у комплаентных пациентов. При этом медицинские ограничения сначала основываются на страхе развития послеоперационного осложнения, а в дальнейшем — на аргументированных диетических рекомендациях. Как показывают многоцентровые исследования, успех приходит в тех случаях, когда формируются новые пищевые привычки и новые принципы физического и социального поведения, независимо от методики выполненной рестриктивной операции. Это доказывает необходимость мультидисциплинарного подхода, включающего участие психиатра, диетолога, эндокринолога и реабилитолога при определении показаний, выбора оперативной методики и послеоперационной реабилитации бариатрических пациентов. Механизм высокого катаболизма жировой ткани после бариатрических операций недостаточно изучен, но ферментные и гормональные изменения в организме могут играть решающую роль. Более глубокое изучение этой области поможет найти новые стратегии для лечения патологического ожирения в будущем.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.