Πειραματική μελέτη της χειρουργικής θεραπείας του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 μετά από πλαγιο-πλάγια νηστιδοειλεϊκή αναστόμωση σε σακχαροδιαβητικά ποντίκια

Abstract

SummaryIt is well known that Diabetes Mellitus type 2 (DMT2) is a world epidemic in recent years. Although there is enormous effort by the Medical community to treat the disease conservatively, this is not always possible due to the modern way of life, which involve bad dietary habits, luck of physical activity and weight gain. The latest is of the outmost importance and according to studies, 80% of the morbid obese people would finally develop DMT2.According to WHO the number of obese European citizens is approximately 150.000.000 people and the number of obesity related deaths is 1.000.000 annually.From 1954 a variety of surgical techniques have been utilized for treatment of morbid obesity with minimal morbidity and mortality. To date the approved operations for the management of severe obesity are:a)Adjustable gastric bandingb)Sleeve gastrectomyc)R-en-Y Gastric bypassd)Biliopancreatic DiversionIt is remarkable that following bariatric surgery the remission of co-existing diseases such as DMT2 may be as high as 80-90%. Similar results are obtained with other obesity co-morbidities as arterial hypertension, dyslipidemia and sleep apnea syndrome.Over 200.000.000 people worldwide are suffering today from DMT2. In Greece the incidence of the disease is estimate from 5.9% to 7% of the population. According to epidemiological estimations at the year 2025 the number of people with DMT2 would be 600.00.000 and this is going to represent the 7.3% of the world’s population. In the Diabetes Surgery Summit in Rome 2007 the decision was made that when DMT2 is not controlled by life style changes and medications, surgery would be considered in patients with BMI ≥30kg/m2. Bariatric Surgery for Diabetes Type 2Encouraging results following surgical treatment of patients with DMT2 have been reported by many investigators.The first procedure used for the treatment of morbid obesity and Diabetes Mellitus type 2 was the Roux-en Y gastric bypass, followed by the vertically banded gastroplasty. The results of the latest ware not as good as hen the gastric bypass was utilized.Other bariatric operations that were also used for treatment of patients with DMT2 were the adjustable gastric banding. The sleeve gastrectomy and the biliopancreatic diversion.Specific for DMT2 treatment in obese or overweighed patients were the duodenojejunal sleeve, the duodeno-jejunal bypass, the ileal interposition and the sleeve gastrectomy with bipartition with gastrojejunostomy or Roux-en-Y jejunostomy.In recent years in an effort to discover simple new procedures for surgical management of the diabetic patients and provide explanations for the mechanism of diabetes remission research have been made into the role of enteropeptides in the regulation of glucose homeostasis, as well as in weight loss.Neuroendocrine regulationThe role of central nervous system in body’s homeostasis through hormonal feedback mechanisms is crucial. Hormones like GLP-1, PYY, Insulin, Ghrelin, Resistin and Leptin are responding to chemical and mechanical stimulation of the gut and are important parameters in regulation of body weight and glucose homeostasis.Aim of the studyFor enhancing weight-loss in morbidly obese patients, the addition of a side-to-side jejunoileal anastomosis to sleeve gastrectomy has previously been described from our group. The very successful results in diabetic remission, observed following this procedure in morbidly obese diabetic patients, lead us to the assumption that diverting and accelerating the food transmission into the distal small bowel with a simple jejunoileal anastomosis, in non-obese diabetic patients were weight-loss is not the main goal, will act therapeutically by stimulating the L cells of the ileum for incretins production. Therefore, SJA was performed in GK rats in order to determine whether this food diverting procedure is able to induce diabetes control in a non-obese animal model, and establish a suitable experimental setting for further studies of the mechanism/s for diabetes control.Experimental animals and methodsNine to 10 week-old male diabetic, normolipidemic Goto-Kakizaki (GK) rats were purchased from ‘Charles River’ Research Models and Services (Boston USA). All animals were housed in individual cages under standard conditions (constant ambient temperature of 22°C and humidity of 60% in a 12-hour light/dark cycle) in the animal house, Heraklion University Hospital with free access to water. Animals were fed with a 2% fat and 16.5 % protein rat chow diet (kounker, Athens, Greece) before operation. The animal experiment in this study were approved by the Ethics committee of the Medical School, University of Crete, and received permission from Heraklion Regional Veterinary Service. All applicable institutional and/or national guidelines for the care and use of animals were followed. Rats were allowed 4 weeks for acclimation before the experiment. After that, 17 rats randomly underwent one of the following procedures: SJA: 11 animals, sham side-to-side jejunoileal anastomosis (SSJA): 4 animals or no intervention (controls): 2 animals. Weight, fasting glucose, cholesterol, triglycerides and oral glucose tolerance test (OGTT) were measured at intervals according to the experimental schedule. The operative times (time from the beginning of the midline abdominal incision to the end of suturing of the abdominal incision) of SJA and SSJA groups were accurately recorded. Moreover, the time of first postoperative defecation (an indicator of postoperative recovery time) and all postoperative complications were extensively recorded.Surgical techniqueBefore operations, rats were fasted overnight for 12 hours. Rats were anesthetized with ketamine hydrochloride 50mg/ml (Molteni Farmaceutical, Firenze, Italy) during the surgery. SJA procedure (Fig.1) involved (1) a 4-cm midline abdominal incision, (2) measurement of the length of the entire small intestine from the Treitz ligament to the ileocecal valve, (3) estimation of the length of small bowel equal to 20% of its entire length, (4) identification of a point distal to the Treitz ligament at a distance equal with 20% of the total bowel length, (5) identification of a point proximal to the Ileocecal valve at a distance equal with 20% of the total bowel length, (6) side-to-side anastomosis between jejunum and ileum at the measured points distal to the Treitz and proximal to the ileocecal valve using 6-0 polydioxanone monofilament absorbable sutures (PDS Johnson and Johnson, USA), (7) closure of the abdominal incision using 4-0 polyglycolic acid absorbable sutures (Safil Braun, Tuttlingen Germany), (8) closure of the skin incision with subcuticular suture with the same suturing material.Sham operations were performed by the same abdominal incisions and same jejunoileal anastomosis. Thereafter, the anastomosis was taken down with restoration of the small bowel continuity using 6-0 PDS sutures. Rats had free access to water 2 hours after surgery as well as free access to food 24 hours postoperatively. Food intake was not limited. Both groups were fed the same perioperative diet. Weight was measured every 7 days until the 10th week when the study was terminated.Biochemical methodsBlood glucose, cholesterol and triglycerides were measured using a quantitative instrument (Accutrend Plus, Roche Diagnostic, Mannheim, Germany). Before operation and every week postoperatively, from the first until the 10th when the experiment was terminated, blood samples were collected after 12 hours overnight fast from tail’s vein of conscious rats, for measuring of serum glucose levels. Cholesterol and triglyceride levels were measured before operation and at the 3rd and the 8th postoperative weeks. OGTT was performed preoperatively and at 3 and 8 weeks after surgery. After an overnight fast, rats were administrated with 1 g/kg glucose by oral gavage and blood glucose levels were measured before, 30, 60 and 120 minutes after the oral gavage. Statistical analysis All statistical analyses were performed with SPSS 17.0. Data was expressed asMedian and range. All p values are two-tailed. Because of the small animal numbers in the 3 groups, data were compared using non-parametric tests for different population. Mann-Whitney U-tests were used for comparisons between groups and Wilcoxon paired test for intra-group comparisons. p<0.05 was considered statistically significant. ResultsAll operations were successful. However, compared with SJA, the operation time 47.5 min (range 25-60 min) vs 89.5 min (range 45-105 min) of SSJA was longer (p < 0.01). There was no significant (NS) differences in postoperative recovery time for SJA, 2 days (range 1-3 days) vs SSJA, 2 days (range 1-2 days) (p =0,9). One SJA rat died from intestinal obstruction, due to torsion of the anastomosis along the longitudinal axis, at day 32 after the operation. No deaths neither complications were observed in the sham-operated and control groups. Length of small intestineAt 14 week the measured average intestinal length of SJA animals from Treitz ligament to the ileocecal valve was 89 cm (range 70-118 cm) and for SSJA animals 84 cm (range 65-95 cm), (p=0.57 NS).Weight and postoperative weight lossAt week 0, the median weight for the 3 groups were: SJA 358 g (range 354-366 g), SSJA 355.5 g (range 345-360 g) and Controls 360 g (range 355-365 g). The p values for the differences between groups were SJA vs Sham SJA p=0.32, SJA vs Controls p=0.9 and SSJA vs Controls p=0.36, all NS. Animals in SJA group experienced loss of weight from the first and up to 4 weeks after the operation. The median % TWL observed at that time point was 7.2%. The weight of the rats in this group was stabilized thereafter, but remained reduced comparing with the pre-operative values (p<0.001) until the end of the experiment.Glucose metabolismGlucoseAnimals in Control group and those in SJA and SSJA groups have no statistically different fasting glucose levels before the procedures. SJA: median 213.5 mg/dl (range 181-260), Controls: median 308 mg/dl (range 280-336), Sham: median 235 mg/dl (range 219-248). SJA vs Sham p=0.4 NS, SJA vs Controls p=0.062 NS and Sham vs Controls p= 0.074 NSHowever, compared with sham-operated rats and controls, the fasting glucose levels were significantly lower in the SJA group (p<0.01) from the 1st postoperative week and continued to be within normal range up to the 10th week when the experiment was terminated.OGTTPrior to the procedures, no statistical difference in OGTT was found among all experimental groups. At 120 min following administration of 1 gr/kg glucose by oral gavage, the median plasma glucose levels were 301.5 mg/dl (range: 261-480 mg/dl) for SJA, 409 mg/dl (range: 327-439 mg/dl) for Sham group and 378 mg/dl (range: 300-457 mg/dl) for the Control group. SJA vs Sham p=0.076 NS, SJA vs Control p=0.052 NS and Sham vs Control p=1.00 NS. However, all rats in the side-to-side jejunoileal bypass group showed a significant improvement in glucose tolerance test at 120 min following administration of 1g/kg glucose by oral gavage at 3 and 8 weeks post operatively. [273.5 (57-382) mg/dl; p=0.02 and 95.5 (70-241) mg/dl; p=0.005, respectively]. On the contrary, no significant changes were observed either in Sham [414 (188-510) mg/dl; p=0.72 NS and 414 (188-510) mg/dl; p=0.07 NS, respectively], or in the Control [383 (346-420) mg/dl; p=0.66 NS and 457.5 (400-515) mg/dl; p=0.18 NS, respectively] groups. Cholesterol and triglycerides levelsSerum cholesterol and triglycerides levels had no difference prior to surgery among all experimental groups. No significant differences in those parameters were observed following SJA or Sham procedures.ConclusionsThis experimental investigation in non-obese diabetic rats, showed that with diversion of food and biliopancreatic juices to the distal ileum, with a simple side-to-side jejunoileal anastomosis, glucose homeostasis is restored.Many pathophysiological mechanisms may be contributing in diabetes remission observed in this non obese animal model. It is remarkable that none of the animals developed diarrhea or other signs of malabsorption postoperatively. Although even without sleeve gastrectomy, simple jejunoileal anastomosis resulted in minimal weight loss of around 7.2%. It is no doubt that this long term weight loss is resulting in improving insulin sensitivity, which is contributing in diabetes control. However, the weight loss cannot fully explaine the rapid remission of diabetes seen in the animals in this experiment.Is very likely that other mechanisms are responsible for diabetes control, following side-to-side jejunoileal anastomosis. Previous studies showed a positive effect in glucose homeostasis after operations resulting in fast passage of food into the distal small bowel, as the sleeve gastrectomy. The present study showed that rapid improvement of insulin sensitivity occur independent of weight loss. It is speculated that GLP-1 and PYY endero-peptides that the gut is secreting following rapid passage of food into the distal ileum are the most possible explanation for diabetes control, apart from the weight loss.

Περίληψη Είναι γνωστό ότι ο σακχαρώδης διαβήτης αποτελεί την νόσο του αιώνα. Παρά τις προσπάθειες που έχουν γίνει τα τελευταία χρόνια για την ανεύρεση θεραπείας αυτής της νόσου με συντηρητικούς τρόπους (αλλαγή τρόπου ζωής, φάρμακα) δεν επιτυγχάνεται σε μεγάλο ποσοστό ο μακροχρόνιος έλεγχος του νοσήματος λόγω του σύγχρονου τρόπου ζωής με αποτέλεσμα, το ποσοστό της νόσου συνεχώς να αυξάνεται. Μεγάλο ρόλο σε αυτήν την αύξηση φαίνεται να έχει και η αύξηση της νοσογόνου παχυσαρκίας. Από έρευνες που έχουν γίνει έχει αποδειχθεί ότι περίπου το 80% των νοσογόνα παχύσαρκων αναπτύσσουν σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2.Πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι ο αριθμός των παχύσαρκων ευρωπαίων πολιτών είναι περίπου 150.000.000 και η νόσος σχετίζεται με 1.000.000 θανάτους ετησίως.Από το 1954 έχουν εφαρμοστεί πολλές χειρουργικές μέθοδοι που τα τελευταία 20 χρόνια συνεχώς βελτιώνονται. Φτάνοντας σήμερα να μιλάμε για διεθνής αποδοχή ότι η χειρουργική θεραπεία της νοσογόνου παχυσαρκίας είναι επιτυχής με ιδιαίτερα χαμηλά ποσοστά θνητότητας και ελάχιστες ανεπιθύμητες ενέργειες.Οι καθιερομένες βαριατρικές τεχνικές που εφαρμόζονται διεθνώς είναι. α) Ρυθμιζόμενος γαστρικός δακτύλιος (Adjustable gastric, band) β) Επιμήκης γαστρεκτομή (sleeve gastrectomy) γ) Γαστρική παράκαμψη (gastric bypass) δ) Χολοπαγκρεατική εκτροπή (biliopancreatic diversion)Αξίζει να σημειωθεί ότι με τις προαναφερθείσες χειρουργικές τεχνικές υπάρχει πλήρη ίαση παθήσεων όπως σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2, αρτηριακή υπέρταση, άπνοια, δυσλιπιδαιμία. Ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 θεραπεύεται σε ποσοστό 76% ή βελτιώνεται σημαντικά σε συνολικό ποσοστό 86%.Η υπερλιπιδαιμία βελτιώνεται σε ποσοστό περίπου 70% ενώ οι υπερτασικοί διακόπτουν την φαρμακευτική αγωγή σε 61% και στο 78% απαιτούνται μικρότερες δόσεις φαρμάκων. Η υπνική άπνοια βελτιώνεται ή ιάται σε ποσοστό 85%. Οι βαριατρικές επεμβάσεις παρουσιάζουν επιπλοκές όσο και θνητότητα που αναλόγως τον τύπο επέμβασης είναι για τον γαστρικό δακτύλιο 0,05%, επιμήκης γαστρεκτομή 0,01%, γαστρική παράκαμψη 0.25% και χολοπαγκρεατική εκτροπή 0,5Πάνω από 200 εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο πάσχουν σήμερα από σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Στην χώρα μας το ποσοστό του πληθυσμού ανέρχεται μεταξύ 5.9 – 7%. Ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 αποτελεί το 90 – 95% όλων των περιπτώσεων. Υπολογίζεται ότι το 2025 σύμφωνα με την δημογραφική προβολή που προβλέπει παγκόσμιο πληθυσμό περί τα 8 δισεκατομμύρια οι διαβητικοί αναμένεται να φτάσουν το 7.3% του πληθυσμού της γης και συνεπώς να προσεγγίσουν τα 600 εκατομμύρια άτομα περίπου. Ειδικότερα στη χώρα μας με βάση τα στοιχεία της νέας απογραφής και εκτιμώμενο πληθυσμό για το 2009 περί τα 11.5 εκατομμύρια άτομα, υπολογίζεται ότι οι διαβητικοί ανέρχονται σε τουλάχιστον 675 χιλιάδες άτομα. Η πλειονότητα των διαβητικών αυτών, δηλαδή πάνω από το 90% πάσχουν από σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Για το διαβήτη τύπου 2 δεν υπάρχει θεραπεία ακόμα, αλλά μόνο η ελπίδα ότι μπορεί να ρυθμιστεί ακολουθώντας αυστηρή δίαιτα και φαρμακευτική αγωγή. Παρά όμως τις σκληρές διαιτητικές προσπάθειες και τα σύγχρονα φαρμακευτικά σκευάσματα αργά ή γρήγορα έρχονται αντιμέτωποι με τις σοβαρές επιπλοκές της νόσου. Σε πρόσφατη συνάντηση που έγινε στη Ρώμη (Μάρτιος 2007), αποφασίστηκε ότι η βαριατρική χειρουργική αποτελεί επιλογή και εναλλακτική λύση για διαβητικούς ασθενείς χωρίς νοσογόνο παχυσαρκία με BMI 30 -35. Βαριατρική χειρουργική και σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2. Τελευταία, ελπίδες δίνει η χειρουργική αντιμετώπιση της νόσου. Πρόσφατες μελέτες που έχουν γίνει για τον μηχανισμό ελέγχου του σακχαρώδη διαβήτη σε νευροενδοκρινικό επίπεδο μετά από στοχευμένες χειρουργικές επεμβάσεις με πολύ μικρό ρίσκο και χρόνο νοσηλείας έδωσαν πολλά ελπιδοφόρα μηνύματα.Η πρώτη επέμβαση που χρησιμοποιήθηκε για την αντιμετώπιση της νοσογόνου παχυσαρκίας και του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 είναι η γαστρική παράκαμψη (gastric bypass), που προτάθηκε προκειμένου να αποφευχθούν οι ανεπιθύμητες ενέργειες της κλασικής γαστρεκτομής κατά Billroth ΙΙ.Στην πορεία ακολουθήθηκε η ενισχυμένη κάθετη γαστροπλαστική (vertical banded gastroplasty – mason΄s) που όμως δεν φαίνεται να έχει τα επιθυμητά αποτελέσματα. Άλλοι μέθοδοι που έχουν δοκιμαστεί είναι η λαπαροσκοπική τοποθέτηση γαστρικού δακτυλίου (laparoscopic adjustable gastric band) και η χολοπαγκρεατική παράκαμψη (biliopancreatic diversion – Scopinaro operation), που συνοδεύεται όμως από μεγάλη απώλεια βάρους και δυσαπορρόφηση βιταμινών με συνοδά μεταβολικά προβλήματα καθώς επίσης και πιο ειδικές επεμβάσεις όπως το δωδεκαδακτυλονηστεικό μανίκι, Νηστιδοδωεκαδακτυλική παράκαμψη, μετάθεση τμήματος ειλεού, επιμήκης γαστρεκτομή με ΓΕΑκαι η Πλαγιο-πλάγια νηστιδοειλεική αναστόμωση. Τα τελευταία χρόνια στο πλαίσιο της συνεχούς αναζήτησης για μια πιο εύκολη τεχνική επέμβαση, με καλύτερα αποτελέσματα σε βάθος χρόνου αναπτύχθηκε η λαπαροσκοπική επιμήκης γαστρεκτομή (laparoscopic sleeve gastrectomy).Έχει αποδειχθεί ότι πλείστες αλλαγές στο νευροενδοκρινικό προφίλ της πέψης παίζουν σημαντικό ρόλο όχι μόνο στην απώλεια βάρους μα και στην ρύθμιση και ομαλοποίηση των συνοδών της παχυσαρκίας μεταβολικών διαταραχών, καθώς και του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2.Επίσης τα τελευταία χρόνια στην φαρέτρα της βαριατρικής χειρουργικής έχουν προστεθεί πιο ειδικές επεμβάσεις για την αντιμετώπιση του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Ιδαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν: Δωδεκαδακτυλονηστεικό μανίκι (Duodenal-jejunal bypass sleeve ή endobarrier), Νηστιδοδωδεκαδακτυλική παράκαμψη (Duodenaljejunal bypass), Μετάθεση τμήματος ειλεού, Επιμήκης γαστρεκτομή με ΓΕΑ.Νευροενδοκρινική ρύθμισηΤο κεντρικό νευρικό σύστημα παίζει μεγάλο ρόλο στην ομοιόσταση του οργανισμού μέσα από μία σειρά μεταβολικών, νευρικών και ενδοκρινικών σημάτων μέσω οδών ανάδρασης (feedback). Αυτές οι ουσίες (ορμόνες), όπως γκρελίνη, GLP-1, πεπτίδιο τυροσίνης- τυροσίνης, ρεζιστίνη, λεπτίνη-ινσουλίνη απαντούν σε χημικά και μηχανικά ερεθίσματα που δέχεται το γαστρεντερικό σύστημα, διαδραματίζοντας έτσι βασικό ρόλο στον έλεγχο της παχυσαρκίας αλλά και του σακχαρώδη διαβήτη. Πρόταση- Σκοπός: Μετά από αντίστοιχη πρόταση και έγκριση από το επιστημονικό συμβούλιο του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Ηρακλείου ενισχύουμε την έρευνα για την χειρουργική αντιμετώπιση του σακχαρώδη διαβήτη μετά από νηστιδοειλεϊκη αναστόμωση σε ποντίκια με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Το μεγάλο λοιπόν ερώτημα και ταυτόχρονα σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να μελετηθούν οι μεταβολές των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα σε ποντίκια μη νοσογόνα παχύσαρκα με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 μετά από πλαγιο- πλάγια νηστιδοειλεϊκη αναστόμωση καθώς και οι μεταβολές των επιπέδων της γλυκόζης, χοληστερόλης, τριγλυκεριδίων και σωματικού βάρους σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα.Ιδιαίτερο βάρος δόθηκε στο κατά πόσο η μείωση του χρόνου διάβασης της τροφής από το γαστρεντερικό σωλήνα καθώς και οι αλλαγές της κινητικότητας του εντέρου μπορούν να οδηγήσουν στον έλεγχο των επιπέδων γλυκόζης, χοληστερόλης, τριγλυκεριδίων στο αίμα ανεξάρτητα από τη λήψη τροφής.Η νηστιδοειλεική παράκαμψη είναι μια απλή επέμβαση εκτροπής φαγητού και των χολοπαγκρεατικών εκκρίσεων για τη θεραπεία του διαβήτη τύπου 2; Η σκοπιμότητα της πλαγιοπλάγιας νηστιδοειλεϊκής αναστόμωσης (SJA) για τον έλεγχο του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 (T2DM) μελετήθηκε σε 17 μη-παχύσαρκους διαβητικούς Goto-Kakizaki (GK) αρουραίους. Αρσενικοί αρουραίοι GK, δεκαεπτά –δεκατεσσάρων εβδομάδων, χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες: ομάδα SJA παράκαμψης 60% του μήκους του λεπτού εντέρου-11 ζώα, ομάδα εικονικής επέμβασης νηστιδοειλεϊκής παράκαμψης (εικονικά χειρουργημένη ομάδα)-4 ζώα, και αρουραίους της ομάδας ελέγχου (Control)-2 ζώα. Οι αρουραίοι παρατηρήθηκαν για 10 εβδομάδες μετά την επέμβαση. Τα επίπεδα γλυκόζης νηστείας στο αίμα (FBG) και δοκιμασία ανοχής της γλυκόζης από του στόματος (OGTT) μετρήθηκαν πριν και μετά την επέμβαση. Οι αρουραίοι της ομάδας SJA παρουσίασαν ομαλοποίηση των επιπέδων της FBG από την 1η μέχρι και τη 10η μετεγχειρητική εβδομάδα όπου και τερματίστηκε το πείραμα. Μια απλή SJA εκτροπής φαγητού και χολαγγειοπαγκρεατική έκκριση στο άπω λεπτό έντερο ήταν σε θέση να ομαλοποιήσει τα επίπεδα της FBG και OGTT σε μη παχύσαρκους διαβητικούς αρουραίους.Η χειρουργική θεραπεία του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 έχει συζητηθεί κατά τη διάρκεια του Χειρουργικού Συνεδρίου Συνφωνίας Κορυφής Διαβήτη στη Ρώμη. Συμφωνήθηκε ότι επεμβάσεις βαριατρικής είναι σε θέση να προκαλέσουν μακροχρόνια ύφεση του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 (T2DM) σε νοσηρά παχύσαρκους ασθενείς και ότι τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται από τις επεμβάσεις αυτές που γίνεται εκτροπή φαγητού και χολοπαγκρεατικών εκκρίσεων στο άπω λεπτό έντερο. Έτσι αναπτύχθηκε ένας αριθμός από νέες επεμβάσεις οι οποίες πραγματοποιήθηκαν σε παχύσαρκους και μη παχύσαρκους διαβητικούς ασθενείς κάτω από αυστηρά ηθικά κριτήρια. Αυτού του είδους οι επεμβάσεις είναι ακόμα υπό διερεύνηση και θα πρέπει να γίνονται στους διαβητικούς ασθενείς με μεγάλη προσοχή. Τα πολύ επιτυχημένα αποτελέσματα μετά από (sleeeve gastrectomy) για την ύφεση του διαβήτη, μας οδηγούν στην υπόθεση ότι η εκτροπή και η επιτάχυνση του φαγητού στο άπω λεπτό έντερο με μια απλή νηστιδοειλεϊκή αναστόμωση σε μη παχύσαρκους διαβητικούς ασθενείς όπου η απώλεια βάρους δεν ήταν ο κύριος στόχος θα λειτουργήσει θεραπευτικά με το να διεγείρει τα L-cells του ειλεού για παραγωγή ινκρετινών. Επομένως (SJA) εφαρμόστηκε σε αρουραίους ράτσας Goto – Kakizaki (GK) με σκοπό να διαπιστωθεί αν αυτή η διαδικασία εκτροπής τροφής είναι ικανή να ελέγξει τον διαβήτη σε μη παχύσαρκου τύπου αρουραίους και να κατοχυρώσει ένα κατάλληλο πειραματικό περιβάλλον για περαιτέρω μελέτες του/των μηχανισμού/ών ελέγχου του διαβήτη. Εννέα έως δέκα εβδομάδων αρσενικοί διαβητικοί GK αρουραίοι, με φυσιολογικά επίπεδα λιπιδαιμίας αγοράστηκαν από το Ερευνητικό κέντρο μοντέλων και υπηρεσιών "Charles River" (Βοστόνη, ΗΠΑ). Όλοι οι αρουραίοι στεγάστηκαν σε μεμονωμένα κλουβιά υπό τυπικές συνθήκες (σταθερή θερμοκρασία περιβάλλοντος 22oC και υγρασία 60% σε 12ωρο κύκλο φωτός/σκότους) στη Στέγη των Ζώων στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Ηρακλείου, με ελεύθερη πρόσβαση σε νερό. Οι αρουραίοι ταΐστηκαν με τροφή για αρουραίους 2% λιπαρών και 16,5% πρωτεΐνης (Kounker, Αθήνα, Ελλάδα) πριν την επέμβαση. Το πείραμα στα ζώα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη αυτή εγκρίθηκε από την Περιφερειακή Κτηνιατρική Υπηρεσία Ηρακλείου. Ακολουθήθηκαν όλα τα ισχύοντα θεσμικά και/ή οι εθνικές κατευθυντήριες γραμμές για την φροντίδα και την χρήση των ζώων αυτών. Το πείραμα στα ζώα αυτής της μελέτης εγκρίθηκε από την Επιτροπή Δεοντολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης και έλαβε άδεια από την Κτηνιατρική Υπηρεσία Ηρακλείου.Οι αρουραίοι αφέθηκαν 4 εβδομάδες για εγκλιματισμό πριν από το πείραμα. Μετά από αυτό, 17 τυχαία επιλεγμένοι αρουραίοι υποβλήθηκαν σε μία από τις ακόλουθες διαδικασίες: SJA, 11 αρουραίοι, εικονικά χειρουργημένα με πλαγιοπλάγια νηστιδοειλεϊκή αναστόμωση (SSJA) L 4 αρουραίοι, ομάδα ελέγχου, χωρίς επέμβαση, 2 αρουραίοι. Βάρος, γλυκόζη νηστείας, χοληστερόλη, τριγλυκερίδια, και δοκιμασία από του στόματος ανοχής γλυκόζης (OGTT), οι εγχειρητικοί χρόνοι, η πρώτη μετεγχειρητική αφόδευση καθώς και οι ματεγχειρητικές επιπλοκές μετρήθηκαν κατά διαστήματα σύμφωνα με το πρόγραμμα του πειράματος. Τεχνική πλαγιο-πλάγιας αναστόμωσηςΠριν από τις επεμβάσεις, οι αρουραίοι υποβλήθηκαν σε ολονύκτια 12ωρη νηστεία. Οι αρουραίοι αναισθητοποιήθηκαν με υδροχλωρική κεταμίνη 50 mg/ml (Molteni Farmaceutical, Φλωρεντία, Ιταλία) κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης. Η διαδικασία SJA περιλάμβανε (1) μια 4cm κοιλιακή τομή μέσης γραμμής, (2) μέτρηση του μήκους ολόκληρου του λεπτού εντέρου από το σύνδεσμο Treitz έως την ειλεοτυφλική βαλβίδα, (3) εκτίμηση του μήκους, (4) αναγνώριση ενός σημείου περιφερικά του συνδέσμου Treitz σε απόσταση ίση με 20% του συνολικού μήκους του εντέρου, (5) προσδιορισμός ενός σημείου κοντά στην ειλεοτυφλική βαλβίδα σε απόσταση ίση με 20% από το συνολικό μήκος του εντέρου, (6 ) πλαγιοπλάγια αναστόμωση μεταξύ νήστιδας και ειλεού στα μετρούμενα απομακρυσμένα σημεία από τoν Treitz και εγγύς της ειλεοτυφλικής βαλβίδας χρησιμοποιώντας μονόκλωνα απορροφήσιμα ράμματα πολυδιοξανόνης 6-0 ( PDS, Johnson-Johnson U.S.A), (7) συρραφή κολιακού τοιχώματος με 4-0 (Safil Braun, Tuttlingen Γερμανία), και (8) το κλείσιμο της τομής με υποδόρια ράμματα με το ίδιο υλικό συρραφής. Βιοχημικές ΕξετάσειςΗ γλυκόζη, η χοληστερόλη και τα τριγλυκερίδια μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας ένα όργανο ποσοτικής μέτρησης (Accutrend Plus, Roche Diagnostic, Mannheim, Γερμανία). Πριν την επέμβαση και κάθε εβδομάδα μετεγχειρητικά, από την 1η μέχρι τη 10η όπου και τερματίστηκε το πείραμα, δείγματα αίματος συλλέχθηκαν μετά από 12ωρη ολονύκτια νηστεία από τη φλέβα της ουράς ενσυνείδητων αρουραίων, για τη μέτρηση των επιπέδων γλυκόζης ορού. OGTT έγινε προεγχειρητικά και στην 3η και 8η μετεγχειρητική εβδομάδα. Μετά από ολονύκτια νηστεία των αρουραίων τους χορηγήθηκαν 1 g γλυκόζης /kg με από του στόματος καθετηριασμό και τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα μετρήθηκαν πριν τη χορήγηση, 30, 60, και 120 λεπτά μετά τον από του στόματος καθετηριασμό. Στατιστική ανάλυση Όλες οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με SPSS 17.0 Τα δεδομένα εκφέρονται ως διάμεση τιμή και εύρος. Όλες οι τιμές p είναι αμφίδρομες. Τεστ Mann-Whitney U χρησιμοποιήθηκαν για τις συγκρίσεις μεταξύ των ομάδων και τα Wilcoxon paired τεστ για τις συγκρίσεις εντός των ομάδων. Ρ <0,05 θεωρήθηκαν στατιστικά σημαντικά. Αποτελέσματα (χρόνος επέμβασης και με μετεγχειρητικής αποκατάστασης)Όλες οι επεμβάσεις ήταν επιτυχείς. Ωστόσο, σε σύγκριση με SJA, ο χρόνος επέμβασης ήταν 47,5 min (μέσος όρος 25-60 min) έναντι των 89,5, min (μέσος όρος 45-105 min) του SSJA ήταν μεγαλύτερος (p <0,01). Δεν υπήρχαν σημαντικές (NS) διαφορές στο χρόνο μετεγχειρητικής αποκατάστασης για SJA 2 ημέρες (μέσος όρος 1-3 ημέρες) έναντι του SSJA, 2 ημέρες (μέσος όρος 1-2 ημέρες) (p = 0,9). Ένας αρουραίος της SJA πέθανε από εντερική απόφραξη, λόγω στρέψης της αναστόμωσης κατά μήκος του διαμήκους άξονα, την 32 ημέρα μετά την επέμβαση. 1.Μήκος Λεπτού Εντέρου-Σωματικό βάροςΤην 14 εβδομάδα, το μετρούμενο μέσο εντερικό μήκος των αρουραίων της ομάδας SJA από το σύνδεσμο Treitz προς την ειλεοτυφλική βαλβίδα ήταν 89 cm (μέσος όρος 70-118) και των αρουραίων της SSJA 84 cm (μέσος όρος 65-95 cm) (p = 0.57NS). Την εβδομάδα 0, η διάμεση τιμή βάρους για τις τρεις ομάδες ήταν ως εξής: Οι αρουραίοι της SJA ήταν 358 g (μέσος όρος 354 - 366 g), της SSJA 355.5 g (μέσος όρος 355-365 g). Οι τιμές p για τις διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων ήταν SJA έναντι των εικονικά χειρουργημένων SJA p = 0,32, SJA έναντι ομάδας ελέγχου p = 0.9, και SSJA έναντι ομάδας ελέγχου p = 0,36, όλα NS. Οι αρουραίοι της SJA ομάδας βιώσαν την απώλεια βάρους από την πρώτη έως και την 4 εβδομάδα μετά την επέμβαση. Η διάμεση τιμή % TWL που παρατηρήθηκε εκείνη τη στιγμή ήταν 7,2 %. Το βάρος των αρουραίων σε αυτή την ομάδα είχε σταθεροποιηθεί αλλά παρέμεινε μειωμένο σε σύγκριση με τις προ-εγχειρητικές τιμές (p <0.001) μέχρι το τέλος του πειράματος. 2.Μεταβολισμός της ΓλυκόζηΟι αρουραίοι της ομάδας ελέγχου και εκείνων της SJA και SSJA ομάδας δεν έχουν στατιστικώς διαφορετικά επίπεδα γλυκόζης νηστείας πριν από τις επεμβάσεις. SJA: διάμεση τιμή 213,5 mg/dl (μέσος όρος 280 - 336), και εικονικά χειρουργημένων. Διάμεση τιμή 235 mg/dl (μέσος όρος (219-248),SJA έναντι εικονικά χειρουργημένων p = 0,4 NS, SJA έναντι ομάδας ελέγχου p = 0,062 NS, και εικονικά χειρουργημένοι αρουραίοι έναντι αρουραίων ομάδας ελέγχου p= 0,074 NS.Ωστόσο, σε σύγκριση με τους εικονικά εγχειρισμένους αρουραίους και τους αρουραίους της ομάδας ελέγχου τα επίπεδα γλυκόζης νηστείας ήταν σημαντικά χαμηλότερα στην ομάδα SJA (p <0.01) από την 1η μετεγχειρητική εβδομάδα και συνέχισαν να είναι εντός του φυσιολογικού εύρους μέχρι την 10η εβδομάδα όπου και τερματίστηκε το πείραμα.Πριν από τις διαδικασίες, καμία στατιστική διαφορά στην OGTT βρέθηκε μεταξύ όλων των πειραματικών ομάδων. Σε 120 min μετά τη χορήγηση του 1 g/kg γλυκόζης με από του στόματος καθετηριασμό, τα διάμεσα επίπεδα γλυκόζης πλάσματος ήταν 301,5 mg/dl (μέσος όρος 261 – 480 mg/dl) για SJA, 409 mg/dl (μέσος όρος 327-439mg/dl) για την ομάδα των εικονικά χειρουργημένων, και 378 mg/dl (μέσος όρος 300 - 457mg/dl για την ομάδα ελέγχου. SJA έναντι εικονικά χειρουργημένων p = 0.076 NS, SJA έναντι ομάδαςελέγχου p = 0,052 NS, και ομάδα εικονικά χειρουργημένων έναντι ομάδας ελέγχου p = 1.00NS. Όλοι οι αρουραίοι στην ομάδα πλαγιο-πλάγιας νηστιδοειλεϊκής αναστόμωσης έδειξαν μία σημαντική βελτίωση στο τεστ ανοχής γλυκόζης στα 120 min μετά την από του στόματος καθετηριασμό χορήγηση 1g/kg γλυκόζης σε 3 και 8 εβδομάδες μετεγχειρητικά [273.5 (57-382) mg/dl, p = 0,02 και 95,5 (70-241) mg/dl, p= 0.005, αντίστοιχα]. Αντιθέτως, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές μεταβολές στην ομάδα των εικονικά χειρουργημένων αρουραίων ή στην ομάδα ελέγχου αντίστοιχα.3.Επίπεδα Χοληστερόλης και ΤριγλυκεριδίωνΤα επίπεδα χοληστερόλης ορού και τριγλυκεριδίων δεν είχαν καμία διαφορά πριν από την επέμβαση σε όλες τις ομάδες του πειράματος. Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε αυτές τις παραμέτρους μετά την SJA ή εικονική χειρουργική επέμβαση. Συζήτηση-ΣυμπεράσματαΑυτή η πειραματική μελέτη σε μη παχύσαρκους διαβητικούς αρουραίους έδειξε ότι με την εκτροπή της τροφής και την χολοπαγκρεατική έκκριση στο άπω λεπτό έντερο, με μία απλή νηστιδοειλεϊκή αναστόμωση, η ομοιόσταση της γλυκόζης αποκαθίσταται. Πολλοί παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί μπορεί να συμβάλλουν στην ύφεση του διαβήτη που παρατηρείται σε αυτό το μη – παχύσαρκο μοντέλο αρουραίου. Είναι αξιοσημείωτο ότι κανένα από τα ζώα αυτής της μελέτης δεν παρουσίασε διάρροια ή άλλα συμπτώματα και σημάδια δυσαπορρόφησης. Ωστόσο, ακόμη και χωρίς επιμήκη γαστρεκτομή η απλή νηστιδοειλεϊκή αναστόμωση είχε ως αποτέλεσμα μία ελάχιστη απώλεια βάρους περίπου 7.2%. Αν και δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι η σε διάρκεια απώλεια βάρους βελτιώνει την ευαισθησία στην ινσουλίνη, η οποία συμβάλλει στον έλεγχο του διαβήτη, η απώλεια βάρους που παρατηρείται στα ζώα της SJA δεν μπορεί να εξηγήσει πλήρως την ταχεία ύφεση του διαβήτη. Είναι πολύ πιθανό να είναι κι άλλοι μηχανισμοί υπεύθυνοι για τον έλεγχο του διαβήτη, μετά την πλαγιοπλάγια νηστιδοειλεϊκή παράκαμψη. Οι προηγούμενες μελέτες μας έδειξαν μια θετική επίδραση στην ομοιόσταση γλυκόζης που ακολουθεί την επέμβαση ταχείας μεταφοράς τροφής μέσα στο περιφερικό έντερο, όπως η επιμήκης γαστρεκτομή. Η παρούσα μελέτη προτείνει ότι η αποτελεσματική βελτίωση της T2DM σε πρώιμο στάδιο μετά την SJA μεσολαβεί στην ταχεία βελτίωση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη ανεξάρτητα από την απώλεια βάρους. Πιθανολογείται ότι το GLP-1 και ΡΥΥ που εκκρίνονται από το έντερο είναι πιθανός μηχανισμός για τον έλεγχο του διαβήτη, εκτός από την απώλεια βάρους που σημειώθηκε μετεγχειρητικά. Τέσσερις πιθανές αντι-διαβητικές θεωρίες έχουν αναπτυχθεί για να εξηγήσουν την μετεγχειρητική ύφεση του διαβήτη: (α) η υπόθεση της απώλειας βάρους. (β) η υπόθεση της γκρελίνης. (γ) η υπόθεση του πρόσθιου εντέρου, και (δ) η υπόθεση του τελικού εντέρου.Η απώλεια βάρους που παρατηρήθηκε στη μελέτη μας στα ζώα της SJA, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη μακροπρόθεσμη βελτίωση της ομοιόστασης της γλυκόζης. Ο έλεγχος της ομοιόστασης της γλυκόζης ήταν εμφανής από την πρώιμη μετεγχειρητική περίοδο και πριν από την ουσιαστική απώλεια βάρους γεγονός που υποδηλώνει και άλλοι μηχανισμοί συμβάλλουν σημαντικά στον έλεγχο του διαβήτη.Το στομάχι δεν μεταβλήθηκε με το εγχείρημα αυτό. Ως εκ τούτου, η θεωρία της γκρελίνης δεν μπορεί να επιβεβαιωθεί από αυτή τη μελέτη. Τα ευρήματά μας δεν υποστηρίζουν την υπόθεση του πρόσθιου εντέρου, δεδομένου ότι η εγγύς νήστιδα παρέμεινε άθικτη και η τροφή ήταν σε επαφή με τον βλεννογόνο του εντέρου. Τα ευρήματά μας θα μπορούσε κάλλιστα να εξηγηθούν από την υπόθεση του τελικού εντέρου από την ταχεία παράδοση των θρεπτικών ουσιών στο άπω εντέρου, όπου βρίσκεται η συντριπτική πλειοψηφία των κυττάρων L που παράγουν ινκρετίνες όπως GLP-1 και PYYY. Αυτά τα εντεροπεπτίδια θεωρούνται εξαιρετικά σημαντικές παράμετροι για την μακροχρόνια ύφεση του διαβήτη με τη μείωση της όρεξης, βελτίωση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη, αναστολή της παγκρεατικής απόπτωσης β- κυττάρων, και διέγερση του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποίησης της ινσουλίνης που εκκρίνεται από τα β-κύτταρα. Επιπρόσθετα, το GLP -1 αναστέλλει την έκκριση γαστρικού υγρού και κινητικότητα. Αυτό καθυστερεί και παρατείνει την απορρόφηση των υδατανθράκων και συμβάλλει στην αίσθηση κορεσμό. Απαιτείται μεγαλύτερη περίοδος παρακολούθησης για να διερευνηθεί αν υπάρχει αλλαγή στο προφίλ των λιπιδίων η οποία θα μπορούσε να αποδειχθεί στατιστικά σε αυτό το φυσιολογικών επιπέδων λιπιδίων ζωικό μοντέλο. Όπως φαίνεται σε δυσλιπιδαιμικούς διαβητικούς ασθενείς, είναι αναγκαίο ένα χρονικό διάστημα αρκετών ετών παρακολούθησης και ελέγχου της ασθένειας για να ομαλοποιήσει το λιπιδικό προφίλ. Αυτή η διαδικασία εκτρέπει την τροφή και την χολοπαγκρεατική έκκριση στο περιφερικό έντερο παρακάμπτοντας ένα σημαντικό τμήμα του λεπτού εντέρου. Αν και δεν υπάρχει βρόγχος του τυφλού εντέρου μετά SJA, η δυνατότητα των δυσάρεστων παθοφυσιολογικών συνεπειών δεν θα πρέπει να αγνοηθεί ή να υποτιμηθεί. Ελλείψεις μικροθρεπτικών και μακροθρεπτικών συστατικών, ιδιαίτερα σε σίδηρο, ψευδάργυρο, βιταμίνες του συμπλέγματος Β και D, ασβέστιο, και λευκώματα μπορεί να εκδηλωθούν στην πρώιμη μετέπειτα μετεγχειρητική περίοδο. Εκτροπή χολικών αλάτων μπορεί να οδηγήσει σε δυσαπορρόφηση και διάρροια, κακή ισορροπία των εντερικών βακτηρίων, και μεταλλαγή μικροβιωτικών. Η δυνατότητα συνδρόμου υπερανάπτυξης βακτηρίων του λεπτού εντέρου λόγω της ανατομικής διαταραχής του εντέρου θα πρέπει επίσης να μη λησμονείται. Αυτή η πειραματική μελέτη δεν είχε σχεδιαστεί για να διερευνήσει τις παραπάνω πιθανές παρενέργειες. Στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια της 10 εβδομάδων μετεγχειρητικής περιόδου όπου παρατηρήθηκε το ζώο κανένας εκ των αρουραίων δεν ανέπτυξε κάποιο ύποπτο σύμπτωμα όπως διάρροια, απώλεια της όρεξης, οίδημα, διάταση της κοιλίας, κλπ.Αυτή η πειραματική έρευνα είναι μια παρεμβατική πριν και μετά μελέτη και έχει ένα όριο. Οι συγκρίσεις με την εικονικά χειρουργημένη ομάδα και την ομάδα ελέγχου είναι απλά ενδεικτικές και επιβεβαιώνουν τον κύριο στόχο, που είναι σε μεγάλο βαθμό το αποτέλεσμα μετά την επέμβαση. Ως εκ τούτου, τα αποτελέσματα της σύγκρισης μεταξύ των τριών διαφορετικών ομάδων θα πρέπει να ερμηνευτούν με προσοχή λόγω του μικρού μεγέθους των ομάδων.Συμπερασματικά, η απλή πλαγιοπλάγια νηστιδοειλεϊκή αναστόμωση, παρακάμπτοντας ένα μεγάλο μέρος του λεπτού εντέρου μέσα από τον έλεγχο Τ2 DM, αναφέρεται για πρώτη φορά σε πειραματόζωα. Πειραματικά αποτελέσματα και προκαταρκτικά στοιχεία από την εφαρμογή αυτής της νέας διαδικασίας είναι ενθαρρυντικά. Περαιτέρω μελέτες βρίσκονται σε εξέλιξη στο Ινστιτούτο μας σε διαβητικούς αρουραίους και διαβητικούς ασθενείς με ΔΜΣ 25-35 kg/m2, με σκοπό την περαιτέρω αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας αυτής της καινοφανούς διαδικασίας.