Mechanismus zur Verbesserung der Blutzuckerkontrolle nach bariatrischen Operationen

• Die Remission des Diabetes resultiert aus der Verbesserung der Insulinresistenz und der Betazelldysfunktion, aber der Grad der Verbesserung hängt auch von der Art des durchgeführten Eingriffs ab (1,2,3,4,5)
  
  
• Bei restriktiven Eingriffen (LAGB) geht man davon aus, dass die glykämische Kontrolle ausschließlich durch Gewichtsabnahme ohne enterohormonelle Wirkung erreicht wird.
  • Daher ist die Remission des Diabetes langsam und erfolgt parallel zu einer allmählichen Gewichtsabnahme.
    
    
• Das am besten untersuchte metabolische Verfahren ist der Roux-en-Y-Gastric-Bypass (RYGB), der nach der Operation erhebliche hormonelle Veränderungen aufweist; die glykämische Kontrolle erfolgt akut und unmittelbar über einen antidiabetischen, gewichtsunabhängigen Mechanismus, auch ohne signifikanten Gewichtsverlust nach der Operation
  • das Ausmaß der Stoffwechselkontrolle ist viel größer als der erwartete Gewichtsverlust, was ein Hinweis darauf sein könnte, dass das veränderte hormonelle Milieu der Darmhormonfreisetzung die Stoffwechselkontrolle erklärt

Vorgeschlagene Mechanismen für eine verbesserte Blutzuckerkontrolle nach einer bariatrischen Operation (abgesehen von der Gewichtsabnahme):

Vormagen-Effekt

• Die "Vorderdarm-Hypothese" geht davon aus, dass der Ausschluss des Zwölffingerdarms und des proximalen Jejunums vom Nährstofftransit die Sekretion eines mutmaßlichen Signals verhindern kann, das Insulinresistenz und T2DM fördert, was darauf hindeutet, dass ein noch nicht identifiziertes hemmendes Produkt aus dem proximalen Darm metabolische Veränderungen verursacht (Anti-Inkretin)
  • Die Hypothese basierte auf einer Tierstudie von Rubino et al., die die Vorderdarm-Hypothese als dominanten Mechanismus zur Verbesserung der Glukosehomöostase nach RYGB unterstützte (1)

Hinterdarm-Effekt

• Die "Hinterdarm-Hypothese" geht davon aus, dass die Diabeteskontrolle auf die beschleunigte Zufuhr von Nährstoffen zum distalen Darm zurückzuführen ist, wodurch ein physiologisches Signal erzeugt wird, das die Glukosehomöostase verbessert
  • Mögliche Vermittler dieser Wirkung sind Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1), GIP (Inkretin-Effekt) und Peptid YY (Nicht-Inkretin)
  • Es wurde nachgewiesen, dass eine rasche Nährstoffzufuhr die L-Zellen im distalen Darm zur Inkretinsekretion anregt und damit die Insulinsekretion und die Insulinsensitivität erhöht.
  • Peptid YY ist ein anorektisches Hormon, das zusammen mit GLP-1 von den L-Zellen des Darms als Reaktion auf Nährstoffe ausgeschieden wird
    • verringert die Nahrungsaufnahme aufgrund einer schnelleren Sättigung und kann die Insulinresistenz verringern
    • Studien haben gezeigt, dass Peptid YY zusammen mit GLP-1 als Reaktion auf Nährstoffe nach RYGB erhöht ist, was nach LAGB nicht beobachtet wird.

Ghrelin-Wirkung

• Ghrelin ist ein orexigenes Darmhormon und hat stimulierende Auswirkungen auf die Wachstumshormonausschüttung
  • Es wird hauptsächlich aus dem Magenfundus ausgeschüttet und weist einen ultradianen Rhythmus mit einem Anstieg vor den Mahlzeiten und einem Rückgang nach den Mahlzeiten auf.
    • Der Ghrelinspiegel sinkt bei Patienten, die sich einer RYGB-Operation unterzogen haben, drastisch ab.
    • Ghrelin ist nach einer Sleeve-Gastrektomie zweifelsohne vermindert
    • Ghrelin hat nachweislich auch diabetogene Wirkungen, da die Verabreichung von Ghrelin beim Menschen die Insulinsekretion unterdrückt, selbst bei Ghrelin-induzierter Hyperglykämie

Die Rolle der Gallensäure

• Gallensäuren sind ein wichtiger Stimulus für den Farnesoid-X-Rezeptor in der Leber, der den hepatischen Stoffwechsel und die G-Protein-gekoppelten, durch Gallensäuren aktivierten Rezeptoren (TGR5) der enteroendokrinen L-Zellen beeinflusst und die Freisetzung von Inkretin fördert
  • somit spielen Gallensäuren eine wichtige Rolle bei der Glukosehomöostase
    • Es wird vermutet, dass der postoperative Anstieg der zirkulierenden Gallensäuren zu den metabolischen Vorteilen der bariatrischen Chirurgie beiträgt; die Mechanismen sind jedoch noch nicht geklärt.
    • klinische Studien mit dem Gallensäure-Sequestrant Colesevelam haben gezeigt, dass es die Blutzuckerkontrolle bei Patienten mit T2DM verbessert
    • Die Umleitung von Nährstoffen aufgrund der veränderten physischen Anatomie nach einem Magenbypass kann auch die enterohepatische Rezirkulation von Gallensäuren beeinflussen und zu einer verbesserten Blutzuckerkontrolle beitragen.

Referenz:

• Rubino F, Forgione A, Cummings DE, Vix M, Gnuli D, Mingrone G, Castagneto M, Marescaux J. The mechanism of diabetes control after gastrointestinal bypass surgery reveals a role of the proximal small intestine in the pathophysiology of type 2 diabetes. Ann Surg. 2006;244:741-749.
• Rubino F, Gagner M. Potenzial der Chirurgie zur Heilung von Typ-2-Diabetes mellitus. Ann Surg. 2002;236:554-559.
• Lee WJ, Chong K, Chen CY, Chen SC, Lee YC, Ser KH, Chuang LM. Diabetesremission und Insulinsekretion nach Magenbypass bei Patienten mit Body Mass Index > 35 kg/m2. Obes Surg. 2011;21:889-895.
• Arterburn DE, Courcoulas AP. Bariatric surgery for obesity and metabolic conditions in adults .BMJ. 2014 Aug 27;349