Влияние на бариатричната хирургия върху метаболома на урината - PDF безплатно изтегляне

От Института по клинична химия и лабораторна медицина (директор Унив. - проф. Д-р мед. М. Наук) на Университетската медицина на Университета на Ернст-Мориц-Арндт в Грайфсвалд Влияние на бариатричната хирургия върху метаболома на урината Инаугурационна дисертация за придобиване на академична степен Доктор по медицина (д-р мед.) От Университетската медицина на Университета Ernst-Moritz-Arndt-Greifswald 2012, представена от Arne Jungnickel geb. на 17 ноември 1983 г. в Хале/Заале

бариатричната

Декан: проф. Д-р мед. вдлъбнатина. R. Biffar 1-ви рецензент: проф. Д-р мед. Х. Валашофски 2-ри рецензент: проф. Д-р мед. W. Gronwald (Регенсбург) Място, стая: Клиника и поликлиника по вътрешни болести A, Ferdinand-Sauerbruch-Straße, 17475 Greifswald, семинарна зала O0.65 Ден на спора: вторник, 25 юни 2013 г. 2

Съдържание 1. ВЪВЕДЕНИЕ 5 1.1. Затлъстяване и бариатрична хирургия 5 1.2. Метаболомика 11 2. МЕТОДИ 13 2.1. Пациентски колектив 13 2.2. Определяне на метаболитните профили чрез ЯМР спектрометрия на урината 15 2.3. Статистически методи 16 3. РЕЗУЛТАТИ 21 3.1. Описателна статистика 21 3.2. Метаболомика 25 4. ДИСКУСИЯ 33 4.1. Описателна статистика 33 4.2. Метаболомика 33 4.3. Силни страни и ограничения на изследването 39 5. КРАТКА ИНФОРМАЦИЯ 42 6. СПИСЪК НА ЛИТЕРАТУРАТА 44 7. ПРИЛОЖЕНИЕ 50 7.1. Декларация 50 7.2. Благодарности 51 3

Списък на използваните съкращения BMI BPD DModX FID GDM GIP GLP-1 HOMA-IR NMR OPLS OPLS-DA PC PCA PLS PLS-DA ppm RD TSP VIP-Plot WHO Body-Mass-Index Biliopancreatic Diversion Distance to the Model Запис на зависимия от времето сигнал в на приемащата намотка (Free Induction Decay) Генетично детерминиран метаботип Стомашен инхибиторен пептид Глюкагон-подобен пептид-1 Хомеостатичен модел оценка на инсулинова резистентност Ядрено-магнитен резонанс спектроскопия Ортогонални частични най-малки квадрати Ортогонални частични най-малки квадрати дискриминант анализ Анализ Анализ на основните компоненти) Частични най-малки квадрати Дискриминантни анализи на частични най-малки квадрати Части на милион Забавяне на релаксация (Закъснение на релаксация) Натриев триметилсилил пропионат Променлива важност в проекционния парцел Световна здравна организация 4

1. Въведение 1.1. Затлъстяване и бариатрична хирургия Затлъстяването е хронично заболяване с многофакторен произход. Генетични фактори, както и хранителни навици и физическа активност, както и социални и културни фактори се намират в отговорността (1). В Германия проучванията показват, че 6,3% от три до 17-годишните (2) и 12,9% от тези над 18-годишна възраст са с наднормено тегло (3). Изчислено е, че около 500 милиона души са засегнати по целия свят, въпреки че през последните три десетилетия се наблюдава тенденция към увеличаване (4). Жените са по-склонни да бъдат засегнати от тази епидемия, отколкото мъжете. Фигура 1 показва приблизителното разпространение на затлъстяването от степен I сред жените по света през 2010 г. Фигура 1: Очаквано разпространение на затлъстяването от степен I (ИТМ 30 kg/m²), жени, на възраст над 15 години, 2010 г. Източник: Глобална информационна база данни на СЗО: Международни сравнения Класификация тежестта на заболяването се определя от Световната здравна организация [СЗО], като се използва индексът на телесна маса (ИТМ) в kg/m² съгласно таблица 1. 5

Оставете 30 ml (торбичка за стомаха). По-големите 10, изключени от храната

Закъснението за релаксация (RD), времето за смесване t m и времето за придобиване са настроени на 4 s, 100 ms и 3.96 s, съответно. Това води до време на цикъл от около 8 s. След записване на четири фиктивни сканирания, 32 FID сканирания се натрупват в размер на спектъра (td) от 32 000 точки с ширина на спектъра (sw) 20,689 ppm. Преди преобразуването на Фурие е извършено експоненциално умножение на lb = 0,3 върху FID Приложен Hz. Всички спектри бяха обработени с програмата TOPSPIN2.1 (Bruker Biospin) и след това прехвърлени в MATLAB за статистически анализ. 2.3. Статистически методи Описателна статистика 53 53 Изключване на пациенти: N = = 2; 2; Непълен набор от данни 51 51 пациенти 13 13 мъже 38 38 жени жени N = 2 стомашен байпас на Roux-en-Y N = 29 29 стомашен ръкав N = 11 11 стомашен ръкав на стомаха N = 9 стомашен байпас на Roux-en-Y Фигура 4: Диаграма на антропометричните данни на пациентите Включени в описателната статистика Аналогично на Фигура 4, данните за 51 пациенти от колектива на пациентите се вливат в описателната статистика. Данни, свързани с тенденцията за тегло в килограми, тенденцията на индекса на телесна маса, тенденцията от 16-ти

PLS-DA/OPLS-DA моделите бяха определени на базата на 70 спектъра. Ефективността на прогнозирането на моделите беше оценена посредством 3-кратно кръстосано валидиране. Останалите спектри бяха използвани за валидиране на моделите. 20-ти

3. Резултати 3.1. Описателна статистика История на теглото в килограми Преди операцията средното тегло е 143,44 ± 26,68 кг. След операцията се наблюдава непрекъснат спад до средно 96,93 ± 17,93 кг. Мъжете са имали, в сравнение с жените, както се очаква, по-високо начално тегло. Фигура 6 илюстрира кривите на абсолютното тегло за пациенти от мъжки и женски пол и цяло. 180 мъже жени общо кг 160 140 120 100 80 N = 13 N = 51 N = 38 предварителна операция N = 12 N = 34 N = 46 след операция 1-13 N = 8 N = 21 N = 13 след операция 70-120 N = 10 N = 36 N = 26 след ОП 150-240 N = 9 N = 18 N = 27 след ОП 326-410 дни Фигура 6: История на теглото в килограми телесно тегло, показана като средна стойност. Синьо: тенденция за тегло при мъжете, червено: тенденция за тегло при жените, зелено: обща тенденция за тегло. N показва броя на пациентите, които са били прегледани в съответната точка от данни. 21-ви

Крива на тегло Процент като процент, загубата на тегло също се показва непрекъснато.Това е показано на Фигура 7. След 326 до 410 дни пациентите тежат средно 68,88 ± 6,11% от първоначалното си тегло. Това съответства на загуба на тегло от 31,12 ± 6,11% в рамките на една година. Тук може да се види, че мъжете и жените отслабват в еднаква степен. За по-голяма яснота размерът на групата не е посочен на фигура 7. Това обаче може да се намери в таблица 3. Мъже Жени Общо 100 95 90 процента 85 80 75 70 65 преди операция след 1-13 след операция 70-120 след операция 150-240 след операция 326-410 дни Фигура 7: Динамика на теглото в проценти, показана като средна стойност. Синьо: история на теглото на мъжете, червено: история на теглото на жените, зелено: обща история на теглото. Таблица 3: Брой набори от данни на тествания за съответния период Период Брой жени Брой мъже Брой общо Pre-OP 38 13 51 Post OP 1-13 дни 34 12 46 Post OP 70-120 дни 13 8 21 Post OP 150-240 дни 26 10 36 Post OP 326-410 дни 18 9 27 22

Ход на индекса на телесна маса ИТМ преди операцията е средно 49,78 ± 8,39 kg/m² за цялата група пациенти. През вече споменатите периоди тя спада до средна стойност от 33,36 ± 5,54 kg/m². Това съответства на средно намаление от 16,42 ± 5,54 kg/m² в рамките на една година. Фигура 8 илюстрира това. 55 мъже жени общо 50 kg/m² 45 40 35 30 pre op post op 1-13 post op 70-120 post op 150-240 post op 326-410 дни Фигура 8: ИТМ в kg/m², данните са показани като средна стойност . Синьо: ИТМ тенденция мъже, червено: ИТМ тенденция жени, зелено: ИТМ тенденция общо. Загуба на наднормено тегло в проценти Фигура 9 показва загубата на наднормено тегло на отделните групи с течение на времето.След период от 326-410 дни след операцията може да се види, че пациентите са загубили средно 67,22 ± 16,74% от наднорменото си тегло. Отново не може да се види разлика между мъжете и жените. Таблица 4 обобщава курсовете на четирите споменати категории като числови стойности. 23.

DModX [7] (Норма) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 2x D-Crit (0.05) D-Crit (0.05) 89 90 0.5 0.0 T2Range [1 -7] 100 80 60 40 20 11 12 19 20 18 30 78 T 2 Крит (99%) T 2 Крит (95%) 100 0 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Спектър Фигура 11. Горе: Разстояние до графиката на модела (DModX). Стойности над два пъти критичната стойност () са по-добри. По-долу: Hotellings T 2 парцел. За записване на връзката между метаболитния профил и оперативния статус. 70 спектъра бяха използвани за изчисляване на моделите и 20 спектъра за оценка на определените модели. 1,0 R2Y (cum) Q2 (cum) 600 Pre-OP Post-OP (1-13T) 0,8 400 0,6 0,4 t [2] 200 0 0,2-200 0,0 [1] [2] [3] [4] Комп. -400-600 -400-200 0 200 t [1] Фигура 12. Вляво: Общ преглед на модела PLS-DA. R2: обяснена част от дисперсията в Y матрицата; Въпрос 2: обяснен дял на дисперсията в Y матрицата, предвиден от модела след 3-кратно кръстосано валидиране. Вдясно: PLS-DA T1/T2 график на резултатите за проби преди и след операцията. Елипсата представлява диапазона Hotellings T 2 на ниво на значимост 0,05. Посоката на разделяне между двата класа се обозначава със зелената стрелка. 26-ти

5.0 4.0 VIP [4] 3.0 2.0 1.0 0.0 0.001 CoeffCS [2] 0.000-0.001-0.002-0.003 b250 b240 b230 b220 b210 b200 b190 b180 b170 b160 b150 b140 b130 b110 b100 b90 b80 b70 b60 b50 b40 b30 b20 b10 b1 Кофи Фигура 14. Горе: PLS-DA VIP (Променлива важност в проекцията) графика. По-долу: PLS-DA коефициент графика. VIP парцелът обобщава значението на кофите по отношение на способността им да обясняват X и Y. VIP стойности> 1 показват значителни групи, докато групи с VIP стойности