Η αιτιοπαθογένεια της παχυσαρκίας και η σχέση της με το πεπτικό σύστημα

Η παχυσαρκία αποτελεί ένα πολύ σημαντικό κλινικό πρόβλημα στον 21o αιώνα, με αυξανόμενες διαστάσεις (ο επιπολασμός στις ΗΠΑ μπορεί να φτάνει το 35% ή το 25% στο Ηνωμένο Βασίλειο) και πολλές κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις.

Γράφουν οι
Ιωάννης Δανιηλίδης, FRCP
Γαστρεντερολόγος, Διευθυντής A’ Γαστρεντερολογικής Κλινικής ΥΓΕΙΑ
Αντώνης Νικολόπουλος, MRCP
Γαστρεντερολόγος, Συνεργάτης A’ Γαστρεντερολογικής Κλινικής ΥΓΕΙΑ

Η υψηλή επίπτωση στα νεότερα άτομα καθιστά δυστυχώς βέβαιο ότι η «επιδημία» θα συνεχιστεί και στα χρόνια που έρχονται. Συσχετίζεται άμεσα με αυξημένο καρδιαγγειακό κίνδυνο, υπέρταση, σακχαρώδη διαβήτη, υπνική άπνοια και τελικώς αυξημένη θνητότητα.

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) ορίζει ως υπέρβαρους τους ασθενείς με Δείκτη Μάζας Σώματος (Βody Μass Ιndex) >25 (που υπολογίζεται βάρος σε κιλά/τετράγωνο του ύψους σε μέτρα) και ως παχύσαρκους με BMI >30.
Το πεπτικό σύστημα δεν είναι απλώς σωλήνας απορρόφησης τροφών αλλά έχει, διά της εκκρίσεως ορμονών και διά της «φιλοξενίας» του σε εκατοντάδες είδη βακτηρίων, ενεργό συμμετοχή στην ενεργειακή ρύθμιση και ίσως τελικώς στην εμφάνιση ή όχι παχυσαρκίας.

Πιο συγκεκριμένα, κάποια από τα δεδομένα της αιτιοπαθογένειας της παχυσαρκίας εξηγούνται από την παθοφυσιολογία που διέπει τη ρύθμιση της ορέξεως, την κατανάλωση ενέργειας και γενικότερα τη λειτουργία του πεπτικού σωλήνα ως ενδοκρινούς οργάνου. Η κατανόηση του νευροορμονικού άξονα εγκεφάλου – εντερικού σωλήνα θα μπορούσε δυνητικά όχι μόνο να εξηγήσει, αλλά και να προσφέρει νέους θεραπευτικούς στόχους στην αντιμετώπιση της παχυσαρκίας.

Η γρελίνη είναι ορεξιογόνος πρωτεΐνη, η οποία παράγεται από τα Χ/Α like κύτταρα, κυρίως από το θόλο του στομάχου, συνήθως προ της έναρξης ενός γεύματος. Προάγει την έκκριση αυξητικής ορμόνης (GH), αλλά και άλλων ορμονών, όπως η κορτιζόλη, η προλακτίνη και η ACTH. Έχει δράση στο κεντρικό νευρικό σύστημα, με υποδοχείς της να έχουν εντοπιστεί στον τοξοειδή πυρήνα του υποθαλάμου, ο οποίος κατ? εξοχήν σχετίζεται με τη ρύθμιση της όρεξης. Τα μηνύματα στον τοξοειδή πυρήνα με τη σειρά τους επιδρούν σε δύο είδη νευρώνων: στους διεγέρτες της όρεξης (νευρώνες νευροπεπτιδίου Υ-NPY και της πρωτεΐνης που σχετίζεται με το Agouti-AgRP) και στους ανορεξιογόνους παράγοντες (α-μελανινοτρόπου ορμόνης α-MSH και του παράγοντα CART). Στη μετάδοση του ορεξιογόνου ερεθίσματος της γρελίνης προς το κεντρικό νευρικό σύστημα φαίνεται να συμμετέχει και το πνευμονογαστρικό νεύρο. Τον κορεσμό σηματοδοτούν πεπτίδια από τον εντερικό σωλήνα και το πάγκρεας, όπως το πεπτίδιο ΥΥ (PYY), το παγκρεατικό πολυπεπτίδιο (PP), το glugagon-like peptide 1 (GLP-1), η οξυμοντουλίνη και η χολεκυστοκινίνη (CKK).

Η λεπτίνη, αν και δεν παράγεται από τον πεπτικό σωλήνα αλλά από τα λιποκύτταρα, είναι πρωτεΐνη που συμμετέχει και αυτή στη ρύθμιση του ενεργειακού ισοζυγίου, μειώνοντας πλην των άλλων την όρεξη για λήψη τροφής και αυξάνοντας τη δραστηριότητα του συμπαθητικού νευρικού συστήματος.

Μια νεότερη διάσταση στη μελέτη της αιτιοπαθογένειας της παχυσαρκίας έχει προκύψει από μελέτες κυρίως σε ζωικά μοντέλα, για τη συμμετοχή των μικροβίων του εντερικού σωλήνα σε μεταβολικές διεργασίες που ρυθμίζουν την εξαγωγή ενέργειας από τις τροφές.

Ο πεπτικός σωλήνας φιλοξενεί πάνω από 1.000 διαφορετικά είδη μικροβίων. Το 90% ανήκει σε 2 συγκεκριμένα είδη (Firmicutes και Bacteroides). Παρότι υπάρχει μεγάλη ποικιλία μεταξύ του είδους των μικροβίων του πεπτικού σωλήνα διαφορετικών ανθρώπων, υπάρχει μια σταθερή «ραχοκοκαλιά» σε όλους τους ανθρώπους (core gut microbiota) που πιθανώς να είναι αναγκαία για τη φυσιολογική λειτουργία του πεπτικού συστήματος.

Η αναλογία του είδους των μικροβίων φαίνεται να συνδέεται με διαφορετική ικανότητα απορρόφησης ενέργειας και πιθανώς με την εμφάνιση της παχυσαρκίας. Αύξηση των Firmicutes στο εντερικό μικροβίωμα σε παχύσαρκους ανθρώπους, όπως και μεταβολή της αναλογίας των μικροβίων (αύξηση των Bacteroides και Prevotella) σε ασθενείς που έχασαν βάρος έπειτα από εγχειρήσεις παχυσαρκίας (Roux-en-Y) αναδεικνύουν αυτή τη σύνδεση.

Ενδιαφέρον έχει ότι διόρθωση του σακχαρώδη διαβήτη έπειτα από εγχειρήσεις παχυσαρκίας μπορεί να συμβεί πριν ακόμη από την απώλεια βάρους. Η αντιδιαβητική δράση της εγχείρησης έχει αποδοθεί σε βελτιωμένο μεταβολικό φαινότυπο ως απόρροια της μετεγχειρητικής αύξησης του Faecalibacterium prausnitzii στον εντερικό σωλήνα. Η αντιδιαβητική δράση του μικροβίου πιθανώς οφείλεται στην αρνητική συσχέτιση των επίπεδων του Prausnitzii με δείκτες φλεγμονής (ήπια επιθηλιακή φλεγμονή και αύξηση της διαπερατότητας του εντερικού βλεννογόνου συχνή σε διαβήτη).

Η απορρόφηση των υδατανθράκων (complex carbohydrates and plant polysaccharides-cellulose, xylans, resistant starch, inulin) εξαρτάται εν ολίγοις από το εντερικό μικροβίωμα, μιας και τα ανθρώπινα κύτταρα δε διαθέτουν τα απαραίτητα ένζυμα για να τα διασπάσουν. Μικρόβια παχέος εντέρου καταβολίζουν τους υδατάνθρακες και σε κορεσμένα λιπαρά οξέα (short chain fatty acid-ελαϊκό, βουτυρικό, propionic) που είναι πηγή ενέργειας, ενώ συμμετέχουν και στη ρύθμιση της κινητικότητας του πεπτικού σωλήνα, στη λιπογένεση και στη γλυκονεογένεση στο ήπαρ.

Τα μικρόβια του τελικού ειλεού διασπούν τα χολικά άλατα (χολικό και χηνοδεοξυχολικό οξύ, συνδεδεμένα κυρίως με γλυκίνη και δευτερευόντως με ταυρίνη) δημιουργώντας δευτερογενή χολικά οξέα (δεσοξυχολικό και λιθοχολικό) και ρυθμίζοντας έτσι τις συγκεντρώσεις τους στο αίμα, τα ούρα και τα κόπρανα (μέρος του εντεροηπατικού κύκλου χολικών). Τα χολικά οξέα με τη σειρά τους, τουλάχιστον σε πειραματικά ζωικά μοντέλα, συμμετέχουν μέσω συγκεκριμένων μεταβολικών μονοπατιών (FXR και TGR5 signaling) στον έλεγχο του μεταβολισμού της γλυκόζης και των λιπών. Εμμέσως, λοιπόν, το μικροβίωμα του τελικού ειλεού, ρυθμίζοντας τις συγκεντρώσεις των χολικών οξέων, συμμετέχει στη ρύθμιση του ενεργειακού ισοζυγίου.

Τέλος, εντερικά μικρόβια συμμετέχουν στη ρύθμιση της διαπερατότητας του πεπτικού σωλήνα. Αυξημένη πάλι διαπερατότητα πεπτικού σωλήνα (παχύσαρκοι έχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις βακτηριακού DNA στο αίμα) σχετίζεται και με αύξηση σπλαχνικού λίπους και ηπατικής στεάτωσης.

Δεν υπάρχει, λοιπόν, αμφιβολία, ότι το εντερικό μικροβίωμα αποτελεί έναν «περιβαλλοντικό» παράγοντα που επηρεάζει το μεταβολισμό του ξενιστή και συμβάλλει στην εμφάνιση παθολογικών καταστάσεων όπως η παχυσαρκία, ο διαβήτης και τα καρδιαγγειακά νοσήματα.

Συμπερασματικά, η αιτιοπαθογένεια της παχυσαρκίας είναι σύνθετη, με ποικίλους παράγοντες που συμμετέχουν στη ρύθμιση του ενεργειακού ισοζυγίου (τροφή, μικρόβια εντερικού σωλήνα, ορμόνες). Η καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών αυτών θα ανοίξει το δρόμο για νέα και αποτελεσματικότερα θεραπευτικά σκευάσματα.

Bιβλιογραφία
1. Flegal KM, Carroll MD, Kit BK, et al. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults 1999-2010. JAMA 2012; 307: 491.
2. Date Y, Kojima M, Hosoda H, et al. Ghrelin a novel growth hormone-releasing acylated peptide, is synthesized in a distinct endocrine cell type in the gastrointestinal tracts of rats and humans. Endocrinology 2000; 141: 4.255-4.261.
3. Korbonits M, Grossman AB. Ghrelin: update on a novel hormonal system. Eur J Endocrinol 2004; 151 Suppl 2: S67-S70.
4. Kojima M, Hosoda H, Date Y, et al. Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from the stomach. Nature 1999; 402: 656-660.
5. Date Y, Murakami N, Toshinai K, et al. The role of the gastric afferent vagal nerve in ghrelin-induced feeding and growth hormone secretion in rats. Gastroenterology 2002; 123: 1.120-1128.
6. Dockray G. Gut endocrine secretions and their relevance to satiety. Curr Opin Pharmacol 2004; 4: 557-560.
7. Ahima RS, Flier JS. Leptin. Annual Review of Physiology, 2000; 62: 413-437.
8. Qin J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010; 464: 59-65.
9. Furet JP, et al. Differential adaptation of human gut microbiota to bariatric surgery-induced weight loss: links with metabolic and low grade inflammatory markers. Diabetes 2010; 59: 3.049-3.057.
10. Turnbaugh PJ, et al. A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature 2009; 457: 480-484.
11. Watanabe M, et al. Bileacids induce energy expenditure by promoting intracellular thyroid hormone activation. Nature 2006; 439: 484-489.
12. Cani PD, et al. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes 2007; 56: 1.761-1.772.

Νοέμβριος 2014