Исследование раскрывает основную причину осложнений бариатрической хирургии
Постпрандиальная гипогликемия является одним из основных осложнений бариатрической хирургии и может затронуть до 30% пациентов. В отличие от обычной гипогликемии, при которой низкий уровень сахара в крови обычно связан с небольшим количеством пищи, постпрандиальная гипогликемия возникает после еды и вызывает такие симптомы, как потливость, тремор, слабость и даже спутанность сознания.
Исследование, проведенное в Гарвардском университете в США, выявило центральную роль серотонина (гормона, участвующего в регуляции настроения) в развитии постбариатрической гипогликемии . Результаты были опубликованы в журнале Journal of Clinical Investigation и, по словам авторов, указывают путь к возможным методам лечения.
«Мы определили, что этот тип гипогликемии связан с нарушением регуляции уровня серотонина в крови — гормона, который, помимо контроля настроения, также способен стимулировать секрецию гормонов инсулина [в поджелудочной железе] и ГПП-1 [аббревиатура от глюкагоноподобного пептида-1, вырабатываемого в тонком кишечнике в ответ на прием пищи] в организме», — говорит Рафаэль Ферраз-Банниц, проводивший исследование во время стажировки за рубежом.
«Мы наблюдали, что у людей с постбариатрической гипогликемией уровень серотонина низкий, когда они голодают. Однако после еды он значительно повышается, в отличие от пациентов без симптомов или людей, не перенесших бариатрическую операцию, у которых уровень серотонина снижается после еды», — добавляет Ферраз-Банниц, который в настоящее время является научным сотрудником в Центре диабета Джослина и Гарвардской медицинской школе.
По словам исследователя, хотя эта проблема распространена (в США, стране с самым большим количеством бариатрических операций в мире, она, по оценкам, затрагивает до 30% тех, кто переносит операцию), о механизмах, вызывающих постпрандиальную гипогликемию, известно немного.
«Это крайне изнурительно. Пациенты даже концентрируют свою пищу всего на одном приеме пищи в день, потому что знают, что будут очень больны. Многие не могут работать, водить машину или иметь хоть какое-то качество жизни. И это проблема, которая может затронуть до 83 000 человек каждый год только в Соединенных Штатах. В Бразилии это число, вероятно, также будет высоким, поскольку эта страна занимает второе место в мире по количеству бариатрических операций», — подчеркивает исследователь.
Как это было сделано
Исследователи проанализировали 189 метаболитов (соединений, вырабатываемых в результате ферментативных реакций метаболизма) в крови трех групп людей: 13 пациентов с постбариатрической гипогликемией; 10 человек, перенесших операцию, но не имевших симптомов; и восемь человек, не перенесших операцию и не имевших гипогликемии.
Кровь брали у участников, когда они голодали, через 30 минут после приема коктейля (состоящего из белков, углеводов и липидов) и через два часа после употребления напитка (время, когда у пациентов с постпрандиальной гипогликемией обычно проявляются признаки).
Анализ показал изменения в основном в паттерне серотонина. «Для многих метаболитов мы заметили значительные различия между группой, у которой развилась гипогликемия, и теми, у кого симптомы отсутствовали.
«Однако больше всего наше внимание привлекла разница в паттерне серотонина. У людей с постбариатрической гипогликемией был очень низкий уровень серотонина натощак. Любопытно, что в ответ на прием пищи у этих людей наблюдалось пятикратное увеличение уровня этого гормона», — рассказал Ферраз-Банниц агентству Agência FAPESP.
Исследователи также обнаружили другие важные метаболические изменения. «В состоянии голодания у этих людей наблюдалось снижение уровней десяти аминокислот , включая триптофан [предшественник серотонина], а также биомаркеров, связанных с диабетом. С другой стороны, мы заметили повышение уровней кетонов, желчных кислот и некоторых метаболитов из цикла Кребса [который является частью процесса производства энергии в клетках]», — сообщает он.
Существует связь между серотонином и секрецией инсулина и GLP-1. По словам Ферраз-Банница, предыдущие исследования in vitro уже показали, что серотонин способен стимулировать секрецию инсулина в бета-клетках поджелудочной железы и GLP-1 в нейроэндокринных клетках кишечника.
Стоит отметить, что инсулин отвечает за транспортировку сахара из крови в клетки организма, где он используется в качестве источника энергии. С другой стороны, GLP-1 — это гормон, который выделяется в присутствии глюкозы и обеспечивает чувство сытости, сигнализируя мозгу о том, что человек сыт.
«В этом исследовании мы продемонстрировали in vivo, что введение серотонина мышам способно вызывать гипогликемию за счет увеличения эндогенной секреции инсулина и ГПП-1», — комментирует исследователь.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что повышение уровня серотонина после еды, наблюдаемое у лиц с постбариатрической гипогликемией, может способствовать повышению секреции инсулина и, как следствие, развитию гипогликемии и таких симптомов, как головокружение, тремор и спутанность сознания.
Блокатор серотонина
Чтобы лучше понять роль серотонина в развитии постбариатрической гипогликемии, были проведены испытания на мышах. «Когда животным вводили серотонин, у них наблюдалось головокружительное падение уровня глюкозы в крови, вызывающее гипогликемию — состояние, очень похожее на состояние пациентов.
«Когда мы исследовали плазму мышей, мы заметили, что инъекция серотонина увеличила секрецию инсулина и ГПП-1 — тех же гормонов, уровень которых повышен у людей, у которых развилась постпрандиальная гипогликемия», — говорит он.
Затем исследователи решили протестировать использование антагонистов серотонина в качестве стратегии лечения на мышах. «Использование кетансерина, известного препарата, блокирующего серотониновый рецептор 2, оказалось очень эффективным в экспериментах. Он смог блокировать вызванную серотонином гипогликемию у животных и способствовать снижению секреции инсулина и GLP-1. Это многообещающий результат, который предполагает потенциальную терапевтическую цель для людей с постбариатрической гипогликемией», — заключает он.
Получив результаты, группа, которую координирует Мэри-Элизабет Патти, профессор Гарвардской медицинской школы и старший исследователь в Центре диабета Джослина, планирует провести новые клинические испытания, чтобы доказать эффективность этого потенциального метода лечения для людей, страдающих постпрандиальной гипогликемией.
Хотя они показали, что серотонин может быть ответственен за запуск всего процесса гипогликемии у людей, перенесших бариатрическую операцию , исследователи до сих пор не знают, что является причиной этой разницы в характере гормона.
«Это одно из признанных ограничений исследования, поскольку у нас не было доступа к биопсиям кишечника этих людей, чтобы оценить количество и активность клеток, продуцирующих серотонин. Однако одна из выдвинутых нами гипотез заключается в том, что гипогликемия может быть связана с некоторыми изменениями в микробиоте, желчных кислотах или других факторах в кишечнике — органе, который вырабатывает 90% серотонина организма. Будущие исследования в лаборатории профессора Патти могут ответить на этот вопрос», — говорит Ферраз-Банниц.