Microvasculaire functie en glucosemetabolisme bij...

1

Microvasculaire functie en glucosemetabolisme bij patiënten met obesitas voor en na bariatrische chirurgie Stage wetenschap M3 RijksUniversiteit Groningen

Student: J. Kooistra Studentnummer: 1639617 Locatie onderzoek: Sint Lucas Andreas Ziekenhuis Amsterdam, afdeling Interne Geneeskunde Extern begeleiders: Drs. R.W. Andriessen, AIOS Interne Geneeskunde Sint

Lucas Andreas Ziekenhuis Amsterdam Dr. C.E.H. Siegert, internist Sint Lucas Andreas

Ziekenhuis Amsterdam Facultair begeleider: Dr. M.N. Gerding, internist Deventer Ziekenhuis Data stage wetenschap: 15 februari 2012 – 6 juli 2012

2

Samenvatting Achtergrond: Obesitasgerelateerde comorbiditeiten worden gereflecteerd in het metabool syndroom, een clustering van risicofactoren voor hart- en vaatziekten en diabetes mellitus. De onderliggende pathofysiologie van het metabool syndroom is onbekend. Mogelijk speelt microvasculaire disfunctie een centrale rol. Het doel van dit onderzoek was om bij obese patiënten voor en na bariatrische chirurgie microvasculaire functie en glucosemetabolisme te onderzoeken. Materiaal en methode: Obese patiënten werden 3 weken voor, 1 week voor, 2 weken na, 4 weken na en 8 weken na de bariatrische operatie onderzocht. Microvasculaire functie werd onderzocht met microvasculaire vasodilatatie middels laser Doppler flowmetry na iontoforese van acetylcholine en natriumnitroprusside en met microvasculaire vasomotie middels een Fourieranalyse van het laser Doppler signaal. Glucosemetabolisme werd onderzocht met de nuchtere glucose en de glucose 2 uur na een orale gift van 75 gram glucose middels een orale glucose tolerantietest. Resultaten: Microvasculaire vasodilatatie bleek na bariatrische chirurgie niet duidelijk te veranderen, maar weinig succesvolle metingen waren verricht. Microvasculaire vasomotie bleek niet duidelijk te veranderen na bariatrische chirurgie. Nuchtere glucose en glucose 2 uur na orale gift van 75 gram glucose toonden een duidelijke maar niet statistisch significante afname na bariatrische chirurgie. Conclusie: Ons onderzoek ondersteunt niet de hypothese dat kort na bariatrische chirurgie glucosemetabolisme verbetert door een verbetering in microvasculaire functie. Meer onderzoek is nodig om deze hypothese met zekerheid te kunnen verwerpen.

Summary Background: Obesity-related comorbidities are reflected in the metabolic syndrome, a clustering of risk factors for cardiovascular diseases and diabetes mellitus. The underlying pathophysiology of the metabolic syndrome is unknown. Microvascular dysfunction possibly plays a central role. The aim of this study was to investigate microvascular function and glucose metabolism in obese patients before and after bariatric surgery. Methods: Obese patients were studied 3 weeks before, 1 week before, 2 weeks after, 4 weeks after and 8 weeks after bariatric surgery. Microvascular function was studied with microvascular vasodilatation through laser Doppler flowmetry after iontophoresis of acetylcholine and sodiumnitroprusside and with microvascular vasomotion through a Fourier analysis of the laser Doppler signal. Glucose metabolism was studied with fasting glucose and glucose 2 hours after orally taken 75 grams of glucose through an oral glucose tolerance test. Results: Microvascular vasodilatation did not evidently improve after bariatric surgery, but few successful measurements were done. Microvascular vasomotion did not evidently improve after bariatric surgery. Fasting glucose and glucose 2 hours after orally taken 75 grams of glucose showed a clear but not statistic significant decrease after bariatric surgery. Conclusion: Our study does not support the hypothesis that shortly after bariatric surgery glucose metabolism improves because of an improvement in microvascular function. More research must be done in order to reject this hypothesis definitely.

3

Inhoud Inleiding Blz. 4 Bariatrische chirurgie Blz. 5 Microcirculatie Blz. 6 Microvasculaire disfunctie Blz. 7 Microvasculaire vasodilatatie Blz. 8 Microvasculaire vasomotie Blz. 9 Orale glucose tolerantietest Blz. 10 Onderzoeksvraagstellingen en hypotheses Blz. 11

Materiaal en methode Blz. 12 Proefpersonen Blz. 12 Studieopzet Blz. 12 Laser Doppler meting van huidperfusie Blz. 13 Cutane acetylcholine en natriumnitroprusside iontoforese Blz. 13 Fourier analyse van laser Doppler signaal Blz. 13 Laboratoriumtesten Blz. 14 Statistische analyses Blz. 14

Resultaten Blz. 15 Inclusieproces Blz. 15 Baseline karakteristieken van patiëntenpopulatie Blz. 16 Preoperatieve vergelijking Blz. 16 Microvasculaire vasodilatatie Blz. 17 Microvasculaire vasomotie Blz. 18 Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucoses Blz. 19 Glucosemetabolisme aan de hand van glucoses na 2 uur Blz. 20 Correlatie tussen verandering microvasculaire functie en Blz. 20 verandering glucosemetabolisme Posthoc poweranalyses Blz. 22

Discussie en conclusie Blz. 24 Baseline karakteristieken Blz. 24 Preoperatieve vergelijking Blz. 24 Microvasculaire vasodilatatie Blz. 24 Microvasculaire vasomotie Blz. 25 Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucoses Blz. 25 Glucosemetabolisme aan de hand van glucoses na 2 uur Blz. 26 Correlatie tussen verandering microvasculaire functie en Blz. 26 verandering glucosemetabolisme Vergelijking met bestaande literatuur Blz. 26 Beperkingen Blz. 27 Conclusie Blz. 27

Referenties Blz. 28

4

Inleiding Obesitas, gedefinieerd als een BMI ≥ 30, kent de laatste decennia een globale epidemie.1 In 2008 was wereldwijd de prevalentie van obesitas 9,8% voor mannen en 13,8% voor vrouwen, ten opzichte van respectievelijk 4,8% en 7,9% in 1980.2 In landen met hoge inkomens zijn deze cijfers hoger met huidige prevalenties van 11,4% in Nederland, 23,0% in het Verenigd Koninkrijk en 35,7% in de Verenigde Staten.3-5 Geschat wordt dat in 2008 wereldwijd 502 miljoen mensen obesitas hadden.2

Obesitas wordt gezien als 7e meest belangrijke risicofactor voor mortaliteit wereldwijd.6 In de Verenigde Staten was obesitas in 2000 de op een na hoogste bekende doodsoorzaak met 400.000 doden te wijten aan obesitas, 16,6% van alle doden in dat jaar.7 Als oorzaken voor deze toegenomen mortaliteit worden met name hart- en vaatziekten, diabetes mellitus en nierziekte, en obesitas-gerelateerde maligniteiten genoemd.8 Geschat wordt dat niet-rokende mensen met obesitas op hun 40e levensjaar een afname van hun levensverwachting kennen van 6 tot 7 jaar.9

Obesitas is geassocieerd met een groot aantal ziekten. Het gaat met name om diabetes mellitus, hypertensie en hart- en vaatziekten. Ook kan het gaan om artrose, obstructief slaapapneu syndroom (OSAS), obesitas hypoventilatie syndroom (OHS), verschillende maligniteiten (bv. mamma-, colon-, endometrium-, nier- en oesofagus-carcinoom), non-alcoholische steatohepatitis (NASH), sub- en infertiliteit, en psychische problematiek.1 Geschat wordt dat obesitas wereldwijd de 8e meest belangrijke risicofactor voor ziekte is, waarbij obesitas voor landen met hoge inkomens een nog meer belangrijke risicofactor voor ziekte vormt.6

Het metabool syndroom, een clustering van risicofactoren voor hart- en vaatziekten en diabetes mellitus, reflecteert veel van de aan obesitas gerelateerde comorbiditeiten.10 De meest recente definitie spreekt van het metabool syndroom bij drie of meer van de bevindingen: verhoogde triglyceriden, verlaagd HDL cholesterol, hypertensie, verhoogd nuchter glucose en verhoogde middelomtrek.11 Sinds de eerste gepubliceerde artikelen over het metabool syndroom is veel discussie en onderzoek gaande naar de onderliggende pathofysiologie die nog steeds niet opgehelderd is.10,12 Sommige auteurs spreken van een oorzakelijke rol van insulineresistentie, zoals weerspiegeld in de eerste definitie van de World Health Organization.13-15 Andere auteurs stellen viscerale adipositas centraal, en zien belangrijk verschil tussen abdominale en algemene obesitas.16 Een meer recente theorie spreekt van microvasculaire disfunctie als verbindende factor tussen de vele elementen van het metabool syndroom.17-18

Gezien de wereldwijd stijgende prevalentie van obesitas, de hoge mortaliteit en morbiditeit van obesitas, en de onduidelijke oorzaak van obesitasgerelateerde ziekten is het interessant onderzoek te doen naar de onderliggende pathofysiologie van obesitas-gerelateerde ziekten binnen het metabool syndroom. Men zou de theorie van microvasculaire functie kunnen onderzoeken bij mensen met obesitas en kunnen ontdekken of een verbetering in glucosemetabolisme, zoals kan optreden na gewichtsverlagende chirurgie, gepaard gaat met een verbetering in microvasculaire functie. Dat zou pleiten voor een centrale rol van microvasculaire disfunctie binnen het metabool syndroom en mogelijk in de toekomst aanknopingspunten voor therapie bieden voor mensen met obesitas en ziektes als diabetes mellitus en hypertensie. Alvorens verder op deze studieopzet in te gaan is uitleg van een aantal begrippen en processen noodzakelijk. Achtereenvolgens komen aan bod bariatrische chirurgie, de microcirculatie, de hypothese van microvasculaire disfunctie, microvasculaire vasodilatatie, microvasculaire vasomotie en de orale glucose tolerantietest (OGTT).

5

Bariatrische chirurgie Om microvasculaire functie bij obese mensen te onderzoeken is een onderzoeksopzet met bariatrische chirurgie een mogelijkheid. Bariatrische chirurgie is alle gastrointestinale chirurgie gericht op een afname van (over)gewicht.19 Het kan bestaan uit malabsorptieve operaties (zoals biliopancreatische diversion met of zonder duodenale switch), restrictieve operaties (zoals verticale band gastroplastiek, aanpasbare maagband, intragastrische ballon) of uit operaties met een combinatie van malabsorptie en restrictie (zoals Roux-en-Y gastric bypass).19 De meest uitgevoerde van de 325 bariatrische operaties in 2011 in het Sint Lucas Andreas Ziekenhuis waren de gastric bypassoperatie (245 operaties), de maagbandoperatie (25 operaties) en de bariatrische revisieoperatie (laparoscopisch verwijderen maagband en aanleggen gastric bypass of laparoscopische verkleining maagpouch van gastric bypass; 51 operaties) (zie figuur 1).20

Figuur 1. Gastric bypassoperatie en maagbandoperatie.

Bij de gastric bypassoperatie wordt laparoscopisch het jejunum 30 centimeter distaal van het ligament van Treitz doorgenomen. Het proximale uiteinde (dat terugloopt naar de maag) wordt 150 centimeter distaal van deze doorgenomen plek vastgemaakt aan het jejunum. Het distale uiteinde wordt vastgemaakt aan de gastric pouch, de kleine restmaag die overblijft na stapelen van de maag.21 Bij de maagbandoperatie wordt laparoscopisch een nauwe retrogastrische tunnel gemaakt waarlangs de maagband wordt geleid. Deze maagband wordt rond de maag dicht gegespt en verbonden via een slangetje aan een subcutane pocket die wordt vastgehecht aan de musculus rectus anterior. Via deze poort kan de maagband strakker of losser rond de maag vastgemaakt worden.22

6

Bariatrische chirurgie kent betere resultaten dan de conventionele behandeling van obesitas.19 Conventionele behandeling toonde gewichtsafnames van 5.6 kilogram na 2,8 jaar zeer intensieve individuele begeleiding tot zelfs gewichtstoenames van 1,6% na 10 jaar van niet gestandaardiseerde conventionele begeleiding (variërend van intensief levensstijladvies tot helemaal geen behandeling).19 Bariatrische chirurgie toonde voor alle operaties samen gewichtsafnames van 20-40 kilogram, een 10-15 punts afname in BMI, en een afname van overschotgewicht van 61,2%.23 Ook werden duidelijke afnames in incidenties van comorbiditeiten gezien zoals diabetes mellitus (verdwenen bij 76,8%), hyperlipidemie (verbeterd bij 70%), hypertensie (verdwenen bij 61,7%) en obstructief slaapapneu syndroom (verdwenen bij 85,7%).23 Bovendien lijkt bariatrische chirurgie tot een evidente afname in mortaliteit te leiden, met een overall mortaliteit hazard ratio na 11 jaar van 0,76 (95%-betrouwbaarheidsinterval 0,59 – 0,99) vergeleken met controles.19

Bariatrische chirurgie kent ook nadelen.19,23 Er is een vroege (< 30 dagen) mortaliteit van 0,1-2.0%, afhankelijk van de procedure en de patiënt. Mogelijke postoperatieve complicaties zijn veneuze tromboembolisatie, wondinfectie, sepsis, anastomoselekkage, anastomosestenose, braken en dumping syndrome. Metabole bijwerkingen kunnen bestaan uit dehydratie, hypokaliëmie, hypomagnesiëmie, thiaminedeficiëntie, vitamine B12-deficientie, ijzerdeficiëntie, vitamine D-deficiëntie, botverlies, nefrolithiasis en cholelithiasis.

De patiëntenselectie voor bariatrische chirurgie dient zorgvuldig te gebeuren zodat patiënten met het grootst voorspelde voordeel de operaties ondergaan. Gewoonlijk wordt de grens van een BMI>40 of een BMI >35 met obesitasgerelateerde comorbiditeit aangehouden.19 Voor de overige factoren zoals leeftijd, geslacht, ras, bodyhabitus en comorbiditeiten bestaat geen wereldwijde consensus. In Nederland is een uitgebreide screening door een arts, psycholoog, diëtist en bewegingsdeskundige gebruikelijk. Duidelijk is dat in de beslissing tot bariatrische chirurgie de ervaring van de chirurg en de voorkeur van de patiënt een grote rol spelen.

Microcirculatie In een onderzoek naar microvasculaire functie is duidelijkheid over wat de microcirculatie inhoudt noodzakelijk. Een exacte definitie van de microcirculatie bestaat echter niet. Morfologisch kan de microcirculatie beschreven worden als alle bloedvaten kleiner dan 150 µm en bestaat dan uit arteriolen, capillairen en venulen.17 Fysiologisch horen ook alle arteriële vaten die reageren op een druktoename met een myogene afname in lumen-diameter bij de microcirculatie waardoor de microcirculatie bestaat uit de kleinste arteriën, arteriolen, capillairen en venulen.17 De fysiologische definitie lijkt beter omdat de kleine arteriën en arteriolen als een continuüm met dezelfde functie kunnen worden gezien en niet als aparte plaatsen van weerstandcontrole en deze definitie wordt daarom aangehouden. De microcirculatie kent verschillende functies.17 Zo is een belangrijke functie van de microcirculatie om de toevoer van voedingsstoffen en zuurstof naar het weefsel optimaal te reguleren afhankelijk van de vraag naar deze stoffen. Een andere functie is om grote fluctuaties in hydrostatische druk in de capillairen te vermijden om verstoringen in capillaire stofuitwisseling te voorkomen. Ten slotte treedt een grote deel van de daling in hydrostatische druk tussen arteriën en venulen op in de microcirculatie en speelt de microcirculatie een belangrijke rol in het bepalen van overall perifere vaatweerstand.

7

Microvasculaire disfunctie De hypothese van microvasculaire disfunctie stelt dat adipokines microvasculaire disfunctie veroorzaken, waarna microvasculaire disfunctie insulineweerstand en hypertensie veroorzaakt, elementen van het metabool syndroom. Adipokines zijn bioactieve substanties die uitgescheiden worden door vetweefselcellen en bestaan uit onder meer vrije vetzuren (free fatty acids, FFA’s), adiponectine, leptine, resistine, angiotensinogen en tumor necrosis factor-α (TNF-α).17 De adipokines veroorzaken de microvasculaire disfunctie door te interfereren met intracellulaire signaalwegen die gestimuleerd worden door insuline. Voor inzicht in dit proces is het nodig de fysiologische werking van insuline op de cel te beschrijven (zie figuur 2).

Figuur 2. Fysiologische werking van insuline op de cel en interferentie door adipokines. MAPK MAP-kinase, ERK 1/2 extracellulair signaalgerelateerd kinase 1/2, IRS-1 insuline receptor substraat-1, PI3-kinase phosphatidylinositol 3-kinase, PDK-1 phosphoinositide-afhankelijke kinase-1, eNOS endotheliaal stikstofoxide synthase, GLUT4 insulinesensitieve glucose transporter 4, PKC-θ proteïnekinasetheta, JNK c-Jun N-terminal kinase, FFA vrije vetzuren, TNF-α tumor necrosis factor-α, NO stikstofoxide.

Als insuline bindt aan de insulinereceptor op de cel activeert dit twee intracellulaire signaalwegen. De eerste signaalweg activeert insuline receptor substraat-1 (IRS-1) met opvolgende activering van phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-kinase), phosphoinositide-afhankelijke kinase-1 (PDK-1) en Akt.24 Dit zorgt voor translocatie van de insulinesensitieve glucose transporter 4 (GLUT4) naar het celoppervlak.24 Dit zorgt ook voor stimulering van de productie van stikstofoxide (NO), een sterke vasodilatator.24 De tweede signaalweg activeert extracellulair signaalgerelateerd kinase-1/2 (ERK1/2) met opvolgende activering van Ras/MAP-kinase.25 Dit zorgt voor insulinegemedieerde groeiregulatie en mitogenesis.25 Dit zorgt ook voor stimulering van de productie van endotheline-1 (ET-1), een sterke vasoconstrictor.25 Netto zorgt binding van insuline aan de cel voor translocatie van de glucosetransporter naar het celoppervlak, groeiregulatie, mitogenesis en een neutraal effect op de vaatdiameter door een balans tussen de NO-gemedieerde vasodilatatie en ET-1-gemedieerde vasoconstrictie.17 Bovendien zorgt insuline voor functionele rekrutering: het verplaatsen van de bloedstroom van niet-nutritieve naar nutritieve bloedvaten, zodat insuline en glucose meer doelcellen kunnen bereiken.17

8

Van de adipokines FFA’s en TNF-α worden nu de mechanismen beschreven hoe zij interfereren met de genoemde werkingsmechanismen van insuline. Als FFA’s de cel binnen-treden activeren zij proteïnekinasetheta (PKC-θ) hetzij als vetacyl-coenzym A (CoA), hetzij als diacylglycerol.26 PKC-θ activeert een serinekinasecascade welke leidt tot de fosforylatie en inactivering van IRS-1 door preventie van zijn activering door tyrosinefosforylatie.26 Dit zorgt voor een overbalans van de ERK 1/2 signaalweg ten opzichte van de IRS-1 signaalweg. Als TNF-α de cel binnentreedt activeert het c-Jun N-terminal kinase (JNK) en inhibeert het de insulinegemedieerde activering van Akt.27 Dit zorgt ook voor overbalans van de ERK 1/2 signaalweg ten opzichte van de IRS-1 signaalweg. Deze overbalans zorgt voor minder translocatie van de glucosetransporter naar het celoppervlak en voor vasoconstrictie.17

De microvasculaire disfunctie die resulteert uit de genoemde effecten van de adipokines kent verschillende vormen. Zo bestaan er abnormale mechanismen van de vasomotortonus, leidend tot toegenomen vasoconstrictie of afgenomen vasodilatatie.28 Verder zijn anatomische veranderingen in de structuur van individuele precapillaire weerstandvaten te zien, zoals een toename in de wand/lumen ratio.28 Daarnaast ontstaat verandering in de microvasculatuur die vasculaire rarefactie wordt genoemd: een afname in het aantal van arteriolen of capillairen binnen vasculaire bedden van verschillende weefsels.28 Bovendien is de functionele rekrutering van insuline beperkt en wordt minder bloed door insuline van niet-nutritieve bloedvaten naar nutritieve capillairbedden geleid.28 De gevolgen van de verschillende vormen van microvasculaire disfunctie zijn velerlei. De toegenomen vasomotortonus, afgenomen capillairdichtheid en toegenomen wand/lumen ratio veroorzaken een verhoogde bloeddruk. Deze wordt renaal niet gecorrigeerd met een toegenomen natriurese vanwege subtiele renale microvasculaire ziekte alsook een afgenomen aantal van nephronen.29 Verhoogde bloeddruk kan zelf ook microvasculaire disfunctie induceren waardoor de vicieuze cirkel compleet wordt en hypertensie ontstaat.17 Verder zorgt de afgenomen hoeveelheid insulinereceptoren die naar het celoppervlak wordt getransporteerd samen met een afgenomen functionele rekrutering voor insulineweerstand. Dit kan leiden tot hyperglycemie en uiteindelijk tot diabetes mellitus type 2.17 Bovendien kan de afname in de capillairdichtheid voor een nonuniforme bloedstroomverdeling in het microvasculaire vaatbed zorgen. Dit kan bijdragen tot verschillende vormen van eindorgaanschade zoals retinopathie, lacunair infarct, microalbuminurie en hartfalen.17

Microvasculaire vasodilatatie Om microvasculaire functie te onderzoeken zijn verschillende onderzoeksmethoden beschikbaar.30 Het kan gaan om videocapillaroscopy (met of zonder invasieve fluoresceïnegift), contrast enhanced ultrasound (CEU), orthogonal polarization spectral imaging (OPS), sidestream dark field imaging (SDF), laser Doppler flowmetry (LDF; ook wel laser Doppler perfusion monitoring LDPM), laser Doppler imaging (LDI; ook wel laser Doppler perfusion imaging LDPI) en laser speckle contrast imaging (LSCI). De laseronderzoeken worden meestal gebruikt om microvasculaire reactiviteit te beoordelen door de microvasculatuur te onderwerpen aan verschillende tests. Deze tests kunnen bestaan uit acetylcholine (ACh) en natriumnitroprusside (sodium nitroprusside SNP) iontoforese, post-occlusive reactive hyperemia (PORH), local thermal hyperemia (LTH) en local cooling. De verkregen lasersignalen kunnen nog verder bewerkt worden met Fourier transform of Wavelet transform analyses. Deze analyses tonen inzicht in het optreden van ritmische bewegingen van de bloedflow die vasomotie wordt genoemd en die meer informatie over de microvasculatuur kan bieden dan het LDF-signaal alleen.31

9

Iontoforese LDF-onderzoek met iontoforese van ACh en SNP wordt veel gebruikt om microvasculaire reactiviteit te beoordelen. Iontoforese is de gefaciliteerde beweging van ionen over een membraan onder de invloed van een extern aangebrachte kleine elektrische potentiaal (zie figuur 3).32 Men kan met iontoforese medicijnen transdermaal toedienen die anders slecht door de huid heen penetreren. Een positief geladen medicijn wordt hierbij op de positieve werkelektrode (anode) geplaatst. Het fenomeen dat gelijke ladingen elkaar afstoten en tegenovergestelde ladingen elkaar aantrekken zorgt ervoor dat het positief geladen medicijn door de huid heen getrokken wordt door de negatieve referentie-elektrode (cathode) en tijdens deze beweging de circulatie betreedt. Op dezelfde manier treedt een negatief geladen medicijn de circulatie binnen wanneer dit medicijn op de negatieve werkelektrode geplaatst wordt. Door iontoforese toegediende ACh zorgt voor endotheelafhankelijke vasodilatatie. ACh stimuleert endotheelafhankelijke productie van stikstofoxide (NO) en/of prostanoïden met een mogelijke bijrol voor endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF).33 Door iontoforese toegediende SNP zorgt voor endotheelonafhankelijke vasodilatatie. SNP is een NO-donor die reageert met weefsel sulfhydrylgroepen om direct NO te produceren.33 Figuur 3. Iontoforese. Laserdopplertechniek De reactie van de microvasculatuur op de met iontoforese toegediende ACh en SNP wordt gemeten met de laserdopplertechniek.34 Wanneer coherent licht de huid raakt, wordt een deel teruggekaatst door bewegende erythrocyten en een deel door stilstaand weefsel. Het teruggekaatste licht wordt spectraal verbreedt door het Doppler-effect en raakt het oppervlak van een sensitieve fotodetector. Deze verkrijgt na sensitieve fotodetectie en filtering een signaal dat gerelateerd is aan de snelheid en concentratie van de bewegende erythrocyten. De output die uit dit signaal verkregen kan worden wordt uitgedrukt in arbitraire eenheden die perfusion units (PU’s) worden genoemd. Microvasculaire vasomotie Fourieranalyse van het verkregen LDF-signaal wordt veelal gebruikt om de vasomotie van de microvasculatuur te analyseren.34 De bloedvaten van de microvasculatuur staan niet stil maar bewegen continu in een wisselend oscillerend patroon.31,34 Dit zorgt voor een wisselende oscillerende bloedflow gemeten met LDF, wat vasomotie wordt genoemd.34 De periodes van deze oscillaties veranderen steeds waarbij sommige van deze oscillatie-frequenties vaker kunnen voorkomen dan andere oscillatiefrequenties. De Fourieranalyse berekent welke oscillatiefrequenties er in het verkregen LDF-signaal voorkomen en geeft aan hoe vaak deze oscillatiefrequenties optreden.34

10

De gevonden frequenties kunnen in 5 frequentieintervallen verdeeld worden. Deze frequentieintervallen worden vasomotiedomeinen genoemd en representeren volgens de huidige theorieën elk hun eigen fysiologische functie (zie figuur 4).

Vasomotiedomein I: Endotheliale activiteit: Het frequentieinterval 0,009-0,02 Hz representeert endotheliale activiteit. Wanneer men ACh en SNP via iontoforese toedient neemt de bloedflow in het LDF-signaal toe, maar nemen alleen in dit interval de oscillaties meer toe bij toediening van ACh dan bij toediening van SNP.31

Vasomotiedomein II: Neurogene activiteit: Het frequentieinterval 0,02-0,06 Hz representeert neurogene activiteit. Na denervatie (lokale zenuwblokkade, ganglionzenuwblokkade, sympathectomie) verdwijnt deze piek volledig.31

Vasomotiedomein III: Myogene activiteit: Het frequentieinterval 0,06-0,15 Hz representeert myogene activiteit. Bij maagantrumspiercellen waar de myogene activiteit domineert herhalen de contracties zich met 0,1Hz.31

Vasomotiedomein IV: Respiratoire activiteit: Het frequentieinterval 0,15-0,4 Hz representeert respiratoire activiteit. Wanneer gelijktijdig ademexcursies worden gemeten wordt duidelijk dat deze oscillaties tegelijk met de ademhaling optreden.31

Vasomotiedomein V: Cardiale activiteit: Het frequentieinterval 0,4-1,6 Hz representeert cardiale activiteit. Wanneer gelijktijdig een ECG wordt gemaakt wordt duidelijk dat deze oscillaties tegelijk met de hartslag optreden.31

Figuur 4. Microvasculaire vasomotie van 40-jarige obese vrouw. Orale glucose tolerantietest Onderzoek naar glucosemetabolisme is een andere manier om de microvasculaire functie te onderzoeken. De hypothese van microvasculaire disfunctie stelt immers dat een verbetering in microvasculaire functie zou moeten zorgen voor een verbetering in insulineweerstand en glucosemetabolisme. Abnormaliteiten van het glucosemetabolisme worden meestal uitgedrukt in afwijkend nuchter glucose (impaired fasting glucose IFG) en afwijkende glucosetolerantie (impaired glucosetolerance IGT).35 IFG wordt gemeten als een nuchtere glucosewaarde (geduid als ‘nuchter glucose’) tussen de 6,1-7,0 mmol/L. IGT wordt gemeten met een orale glucose tolerantietest (OGTT) als een glucosewaarde 2 uur na orale gift van 75 gram glucose (‘glucose na 2 uur’) tussen de 7,8-11,1 mmol/. Deze uitkomsten reflecteren een verhoogd risico op de ontwikkeling van diabetes mellitus type 2 en cardiovasculaire ziekte.

Genormaliseerde waarde

Vasomotie-I 2,56

Vasomotie-II 1,29

Vasomotie-III 0,57

Vasomotie-IV 0,35

Vasomotie-V 0,23

11

Onderzoeksvraagstellingen en hypotheses In deze studie willen wij onderzoeken of bij patiënten met obesitas kort na bariatrische chirurgie het glucosemetabolisme verbetert in samenhang met een verbetering in de microvasculaire functie. Dit zou pleiten voor een centrale rol van microvasculaire disfunctie binnen het metabool syndroom. Wij onderzoeken voor en na bariatrische chirurgie de microvasculaire functie aan de hand van LDF met iontoforese van ACh en SNP en vasomotieonderzoek met een Fourieranalyse en wij onderzoeken het glucosemetabolisme aan de hand van de nuchtere glucose en de glucose twee uur na een orale gift van 75 gram glucose met een OGTT. Onze vraagstellingen zijn: 1) Preoperatieve vergelijking: zijn onze metingen betrouwbaar en zien wij tweemaal

dezelfde resultaten als wij tweemaal preoperatief de microvasculaire functie en het glucosemetabolisme onderzoeken?

2) Microvasculaire vasodilatatie: treedt na bariatrische chirurgie een verandering op in de endotheelafhankelijke en endotheelonafhankelijke vasodilatatie zoals beoordeeld met LDF met iontoforese van ACh en SNP?

3) Microvasculaire vasomotie: treedt na bariatrische chirurgie een verandering op in de 6 vasomotiedomeinen zoals beoordeeld met LDF en Fourieranalyse?

4) Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucose: treedt na bariatrische chirurgie een verandering op in de nuchtere glucose?

5) Glucosemetabolisme aan de hand glucose na 2 uur: treedt na bariatrische chirurgie een verandering op in de glucose twee uur na orale gift van 75 gram glucose?

6) Correlatie tussen verandering microvasculaire functie en verandering glucose-metabolisme: is er een correlatie tussen de verandering in microvasculaire functie en de verandering in glucosemetabolisme?

Onze hypotheses zijn: 1) Preoperatieve vergelijking: onze metingen zijn betrouwbaar en wij meten tweemaal

dezelfde resultaten als wij tweemaal preoperatief de microvasculaire functie en het glucosemetabolisme onderzoeken.

2) Microvasculaire vasodilatatie: na bariatrische chirurgie treedt een toename op in zowel de endotheelafhankelijke als de endotheelonafhankelijke vasodilatatie zoals beoordeeld met LDF met iontoforese van ACh en SNP, waarbij deze toename het meest evident is in de endotheelafhankelijke vasodilatatie.

3) Microvasculaire vasomotie: na bariatrische chirurgie treedt een toename op in alle 6 vasomotiedomeinen zoals beoordeeld met LDF en Fourieranalyse, waarbij deze toename het meest evident is in het endotheliale, neurogene en myogene vasomotiedomein.

4) Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucose: na bariatrische chirurgie treedt een afname op in de nuchtere glucose.

5) Glucosemetabolisme aan de hand van glucose na 2 uur: na bariatrische chirurgie treedt een afname op in de glucose twee uur na orale gift van 75 gram glucose.

6) Correlatie tussen verandering microvasculaire functie en verandering glucose-metabolisme: er is een correlatie tussen de verandering in microvasculaire functie en de verandering in glucosemetabolisme waarbij een verbetering in microvasculaire functie (toename microvasculaire vasodilatatie of toename microvasculare vasomotie) gepaard zal gaan met een verbetering in glucosemetabolisme (afname nuchtere glucose of afname glucose na 2 uur).

12

Materiaal en methode Proefpersonen In deze prospectieve studie werden patiënten geïncludeerd tussen de 18 en 55 jaar met een BMI≥35 die ingepland stonden voor een bariatrische operatie in het Sint Lucas Andreas Ziekenhuis. Om de invloed van externe factoren op de microvasculatuur te beperken en een zo homogeen mogelijke patiëntenpopulatie te waarborgen excludeerden we patiënten met hart- en vaatziekten, longziekten, diabetes mellitus, nierfalen, roken (>5 sigaretten per dag), alcoholgebruik (>4 eenheden per dag), medicatiegebruik (antihypertensiva, lipidenverlagers, corticosteroïden, NSAID’s, cyclosporine A en rifampicine) en zwangerschap. Om miscommunicatie te voorkomen en informed consent te waarborgen excludeerden we ook patiënten met onvoldoende beheersing van de Nederlandse taal. Operaties betroffen de laparoscopische Roux-en-Y gastric bypass, een laparoscopische maagband of een bariatrische revisieoperatie (laparoscopisch verwijderen maagband en aanleggen Roux-en-Y gastric bypass of laparoscopische verkleining maagpouch van Roux-en-Y gastric bypass). Patiënten ontvingen een vergoeding van €80,- voor het onderzoek en een reiskosten-vergoeding. Alle patiënten gaven informed consent voor deelname aan het onderzoek. Het onderzoek werd uitgevoerd met toestemming van de lokale Medisch Ethische Toetsings-commissie en werd uitgevoerd volgens de richtlijnen van de Verklaring van Helsinki. Studieopzet Patiënten werden 3 weken voor, 1 week voor, 2 weken na, 4 weken na en 8 weken na de bariatrische operatie onderzocht in een rustige, temperatuurgecontroleerde (22 - 28°C) kamer. Patiënten hadden minimaal 10 uur voor het onderzoek niet gegeten of gedronken behalve water. Tijdens het onderzoek werd de huidtemperatuur gecontroleerd en alle onderzoeken vonden in de ochtend plaats. Na het prikken van een intraveneuze lijn in de elleboogplooi werd na 20 minuten van acclimatisatie in een liggende positie gestart met de metingen van de microvasculatuur aan de contralaterale arm die minimaal 30 minuten duurden. Steeds werd gestart met de LDF-meting na ACh-iontoforese waarna de LDF-meting na SNP-iontoforese volgde, terwijl de LDF-meting voor de vasomotie met een tweede probe continu doorging. De laboratoriumtesten volgden na loskoppeling van de LDF-apparatuur en duurden 2 uur. Elk onderzoeksmoment nam in totaal gemiddeld 3 uur in beslag (zie figuur 5). Figuur 5. Studieopzet. 1-5 Afspraken voor het onderzoek, ACh acetylcholine, SNP natriumnitroprusside, G1 nuchtere glucose, S suikerwater bestaande uit 75 gram glucose opgelost in 300 ml kraanwater, G2-G5 glucoses na suikerwater.

13

Laser Doppler meting van huidperfusie Huidperfusie werd gemeten met een laserdoppler apparaat (Periflux PF4, Perimed, Stockholm, Zweden) gefixeerd aan twee niet verhitte probes (PF408). Laserdopplerflow na iontoforese van ACh werd gemeten op het dorsale oppervlak van de middelste falanx van de digitus II. Laserdopplerflow na iontoforese van SNP werd gemeten op het dorsale oppervlak van de middelste falanx van de digitus III. Laserdopplerflow die gebruikt werd voor de Fourieranalyse werd gemeten op de distale binnenzijde van het dorsale oppervlak van de onderarm. Resultaten werden geuit in conventionele perfusion units (PU’s). De laserkarakteristieken waren 780 nm golflengte, 10Hz-19kHz bandwijdte, 0,1seconde tijdconstante en 32Hz sampling frequentie. Het laser Doppler signaal werd continu opgenomen met een personal computer voorzien van Perisoft software. Cutane acetylcholine en natriumnitroprusside iontoforese Een batterijgevoerde iontoforese stroomgenerator (Phoresor II, Iomed) werd gebruikt om stroom te leveren voor de iontoforese. Voorafgaand aan de iontoforese van ACh werd gedurende 5 minuten een baselinewaarde van het LDF-signaal van digitus II gemeten. De drug delivery chamber werd gevuld met 0,18 ml acetylcholine (1%, Miochol, IOLAB, Bournonville Pharma) waarna de acetylcholine werd toegediend met een anodale stroom; 7 doses (0.1 mA voor 10 seconden) werden gegeven met een 60-seconden interval tussen elke dosis. Een 60-seconden interval tussen elke iontoforeseperiode is nodig om het responsplateau te bereiken na elke ACh-gift. De respons op ACh werd weergegeven als de percentuele stijging ten opzichte van de baseline van digitus II. Vervolgens werd voorafgaand aan de iontoforese van SNP gedurende 5 minuten een baselinewaarde van het LDF-signaal van digitus III gemeten. De drug delivery chamber werd gevuld met 0,18 ml natriumnitroprusside (0,01%, Nipride, Roche) waarna de natriumnitroprusside werd toegediend met een cathodale stroom; 9 doses (0,2 mA voor 20 seconden) werden gegeven met een 180-seconden interval tussen elke dosis. Een 180-seconden interval tussen elke iontoforeseperiode is nodig om het responsplateau te bereiken na elke SNP-gift. De respons op SNP werd weergegeven als de percentuele stijging ten opzichte van de baseline van digitus III. Fourier analyse van laser Doppler signaal Fourier analyse van het cutane laser Doppler signaal werd uitgevoerd met Perisoft software. Het bestudeerde frequentie-interval (van 0,009 tot 1.6Hz) werd ingedeeld in de intervallen 0.009-0.02 Hz (vasomotiedomein I: endotheliale activiteit), 0.02-0.06 Hz (vasomotiedomein II: neurogene activiteit), 0.06-0.15 Hz (vasomotiedomein III: myogene activiteit), 0,15-0,4 Hz (vasomotiedomein IV: respiratoire activiteit) en 0,4-1,6 Hz (vasomotiedomein V: cardiale activiteit). De vasomotiedomeinen werden weergegeven als genormaliseerde waardes, waarbij elk vasomotiedomein wordt gedeeld door het gemiddelde van de vijf vasomotiedomeinen.

14

Laboratoriumtesten Alle bloedsamples werden verkregen uit de intraveneuze lijn in de elleboogplooi en geanalyseerd door het Klinisch Chemisch Laboratorium van het Sint Lucas Andreas Ziekenhuis. Bij alle afspraken werd een 5-punts OGTT afgenomen. Na het bepalen van een nuchtere glucosewaarde dronk de patiënt hiervoor 75 gram glucose opgelost in 300 ml kraanwater op, waarna 30, 60, 90 en 120 minuten na het opdrinken van de glucosedrank de glucosewaarde werd bepaald. Nuchtere concentraties van kreatinine, MDRD, ASAT, ALAT, AF, cholesterol, HDL, LDL, triglyceriden, glyco Hb en insuline werden alleen bepaald bij de eerste afspraak. Statistische analyses Data werden bij een normale verdeling weergegeven als gemiddelde±standaarddeviatie en bij niet-normale verdeling als mediaan (25e-75e percentiel). Om te bepalen of een verdeling normaal was werd gekeken of de mediaan weinig verschilde van het gemiddelde, werd gecontroleerd of de standaarddeviatie niet te groot was in verhouding tot het gemiddelde, en werd beoordeeld of het histogram de vorm aannam van een normale klokkromme. Poweranalyses werden uitgevoerd met een kans op een fout van de eerste soort (α) = 0.05, een power (1-β) = 0,80, een arbitrair gekozen belangrijk verschil (d) en een standaard-deviatie van het gevonden verschil (σd) zoals vereist bij gepaarde data.36 Poweranalyses werden uitgevoerd met het softwareprogramma G*Power versie 3.1.37 Vergelijking van de preoperatieve resultaten en de preoperatieve resultaten met de postoperatieve resultaten werden bij een normale verdeling gedaan met een gepaarde t-test en bij een niet-normale met een Wilcoxon Signed Rank test. De correlatie tussen de verandering in microvasculaire functie en de verandering in glucosemetabolisme werd bij een normale verdeling getest met een Pearson’s correlatiecoëfficiënt en bij een niet-normale verdeling met een Kendall’s correlatiecoëfficiënt (Kendall’s correlatiecoëfficiënt is meer geschikt dan Spearman’s correlatiecoëfficiënt gezien de kleine database).38 Steeds werd bij elke analyse gekeken of de beschikbare data voor die analyse normaal verdeeld waren of niet. Een p-waarde ≤0.05 werd beschouwd als statistisch significant. Statistische analyses werden gedaan met het statistische software pakket SPSS versie 18.0.

15

Resultaten Inclusieproces In figuur 6 wordt het inclusieproces, wat plaatsvond van 15 februari 2012 tot 1 april 2012, in een flowdiagram weergegeven. Potentiële deelnemers aan het onderzoek waren alle nieuwe patiënten van de polikliniek bariatrie. 194 van deze patiënten werden gescreend aan de hand van hun elektronisch patiëntendossier. 64 patiënten werden niet ingepland voor bariatrische chirurgie zodat 130 patiënten gescreend konden worden op basis van in- en exclusiecriteria. 97 patiënten voldeden niet aan de in- en exclusiecriteria zodat 33 patiënten geïnformeerd en benaderd konden worden voor deelname aan het onderzoek. 6 patiënten bleken tijdens het telefoongesprek toch niet te voldoen aan de in- en exclusiecriteria. De overige 28 patiënten werden na drie dagen bedenktijd teruggebeld. 10 patiënten gaven geen informed consent voor deelname aan het onderzoek. 1 patiënt gaf wel informed consent, maar trok dit een paar dagen later weer terug zonder dat een afspraak had plaatsgevonden. 16 patiënten gaven informed consent. 2 patiënten hadden reeds informed consent gegeven tussen 1 november 2011 en 15 februari 2012, dus vóórdat de wetenschapsstage begon. Zodoende werden 18 patiënten geïncludeerd voor het onderzoek. Zij ondertekenden steeds bij de eerste afspraak het toestemmingsformulier voor deelname aan het onderzoek. Figuur 6. Flowdiagram van het inclusieproces.

16

Baseline karakteristieken In tabel 1 worden de klinische en metabole karakteristieken van de 18 patiënten weergegeven. Tabel 1 toont dat onze patiëntenpopulatie als groep niet voldoet aan de criteria van het metabool syndroom, omdat er geen sprake is van verhoogde triglyceriden, verlaagd HDL of verhoogd nuchter glucose. Individueel bleken 7 patiënten te voldoen aan de criteria van het metabool syndroom. Een verhoogd nuchter glucose kwam bij 4 patiënten voor en een verhoogd glucose na 2 uur bij 3 patiënten. Er was een dropout van 1 patiënt na één afspraak vanwege veel lichamelijke klachten na de bariatrische operatie.

Patiënten (M/V) 18 (6/12)

Leeftijd (jaren) 39±8

BMI (kg/m2) 43,2±4,7

Operatie

Laparoscopische gastric bypass (%) 10 (55,6)

Laparoscopische maagband (%) 3 (16,7)

Laparoscopische verwijdering maagband en gastric bypass (%) 4 (22,2)

Laparoscopische verkleining maagpouch gastric bypass (%) 1 (5,6)

Kreatinine (umol/l) 68±17

MDRD (ml/min/1,73m2) 99±27

ASAT (u/l) 26 (21-28)

ALAT (u/l) 36 (24-45)

AF (u/l) 73±22

Cholesterol (mmol/l) 4,7±1,2

HDL (mmol/l) 1,1±0,4

Cholesterol/HDL ratio 4,7±1,7

LDL (mmol/l) 3,0±1,2

Triglyceride (mmol/l) 1,2 (0,9-1,9)

GlycoHb (mmol/mol) 38±8

Insuline (mU/l) 18,4 (10,0-34,6)

Nuchter glucose (mmol/l) 5,3±2,3

Glucose na 2 uur (mmol/l) 7,4±3,2

Tabel 1. Klinische en metabole karakteristieken van 18 obese patiënten preoperatief. Data worden weergegeven als gemiddelde±standaarddeviatie of als mediaan (25

e-75

e percentiel).

BMI body mass index, MDRD modification of diet in renal disease, ASAT aspartaat aminotransferase, ALAT alanine aminotransferase, AF alkalisch fosfatase, HDL high density lipoproteïne, LDL low density lipoproteïne, GlycoHb geglycosyleerd hemaglobine.

Preoperatieve vergelijking In tabel 2 worden de resultaten van de preoperatieve onderzoeken van microvasculaire functie en glucosetolerantie weergegeven. Niet bij alle patiënten zijn de onderzoeken tweemaal preoperatief uitgevoerd. Bij 9 patiënten is de OGTT tweemaal preoperatief uitgevoerd, bij 11 patiënten zijn de baseline digitus II en III en het vasomotieonderzoek tweemaal preoperatief verricht, en bij geen patiënt is het vasodilatatieonderzoek tweemaal preoperatief succesvol uitgevoerd. De resultaten van deze twee preoperatieve onderzoeken worden in tabel 2 met elkaar vergeleken.

17

3 weken pre-operatief

1 week pre-operatief

P-waarde Preoperatief

Nuchter glucose (mmol/l) 4,4(4,1-4,9) 4,6(4,0-5,0) 0,674 5,3±2,3

Glucose na 2 uur (mmol/l) 6,3(5,5-8,4) 6,1(5,4-7,5) 0,327 7,4±3,2

Baseline digitus II (in PU) 26,5(24,2-30,5) 23,2(18,8-37,8) 0,424 26,5(13,1-31,0)

Baseline digitus III (in PU) 26,6(14,0-40,8) 17,7(10,2-48,8) 0,374 21,8(10,2-33,2)

Respons op ACh (% tov baseline)

41,0(-9,7-199,9) - - 41,0(-9,7-199,9)

Respons op SNP (% tov baseline)

290,1(75,9-1220,0)

- - 290,1(75,9-1220,0)

Vasomotie-I (genormaliseerd) 2,01±0,36 1,92±0,14 0,456 2,07±0,35

Vasomotie-II (genormaliseerd) 1,39±0,20 1,43±0,15 0,601 1,41±0,23

Vasomotie-III (genormaliseerd) 0,88±0,21 0,89±0,15 0,873 0,82±0,21

Vasomotie-IV (genormaliseerd) 0,44±0,09 0,49±0,13 0,295 0,41±0,10

Vasomotie-V (genormaliseerd) 0,28±0,04 0,27±0,04 0,620 0,28±0,08

Tabel 2. Preoperatieve onderzoeken van microvasculaire functie en glucosetolerantie. Data worden weergegeven als gemiddelde±standaarddeviatie of als mediaan (25

e-75

e percentiel).

ACh Acetylcholine, SNP Natriumnitroprusside.

Tabel 2 toont dat de preoperatieve onderzoeken niet van elkaar verschillen wat betreft OGTT, baseline digitus II en III en vasomotie. Daarom worden deze waarden gecombineerd tot één preoperatieve waarde, te zien in de laatste kolom van tabel 2. Deze preoperatieve waarde bestaat uit de resultaten van de eerste afspraak, aangevuld met de resultaten van de tweede afspraak wanneer patiënten bij de eerste afspraak voor die waarde geen resultaten hadden verkregen maar bij de tweede afspraak wel. Bij de respons op ACh en SNP bestaat de preoperatieve waarde alleen uit de resultaten van de eerste preoperatieve afspraak. Tabel 2 toont dat preoperatief de toename van bloedflow na iontoforese van ACh ten opzichte van de baseline bloedflow minder is dan na iontoforese van SNP (41,0% na ACh en 290,1% na SNP). Microvasculaire vasodilatatie In tabel 3 worden de resultaten van de postoperatieve onderzoeken van microvasculaire vasodilatatie weergegeven. Elke postoperatieve waarde wordt afzonderlijk statistisch vergeleken met de preoperatieve waarde. Belangrijk bij de resultaten van microvasculaire vasodilatatie zijn de missing data. Pas na 10 weken onderzoeken bleek dat het onderzoek van microvasculaire vasodilatatie onjuist werd uitgevoerd. Door miscommunicatie tussen de onderzoekers vóór aanvang van de wetenschapsstage werd bij ACh een cathodale stroom gegeven en bij SNP een anodale stroom. Alle verzamelde resultaten van dit onderzoek uit die weken gingen daarmee verloren. Als gevolg daarvan zijn er in deze database meerdere patiënten met juiste preoperatieve of juiste postoperatieve resultaten, maar slechts 1 patiënt met zowel juiste preoperatieve als postoperatieve waardes. Daardoor kon de respons op ACh en SNP preoperatief en postoperatief statistisch niet met elkaar vergeleken worden. Het onderzoek van de baseline van digitus II en III werd wel juist uitgevoerd en de preoperatieve en postoperatieve resultaten van de baseline van digitus II en III konden statistisch met elkaar vergeleken worden.

18

Preoperatief 2 weken postoperatief

4 weken postoperatief


Baseline digitus II (in PU)

26,5(13,1-31,0)

26,8(17,4-32,4)

35,6(18,3-47,7)

27,3(20,4-35,6)

Baseline digitus III (in PU)

21,8(10,2-33,2

24,8(12,1-13,4)

30,0(23,6-36,0)

20,7(5,5-29,9)

Goede data baseline dig. II en dig III

17 13 14 9

Respons op ACh (% tov baseline)

41,0(-9,7-199,9)

176,5 (98,6 – 333,7)

157,5 (34,9 – 521,3)

17,1 (-51,1 – 202,3)

Respons op SNP (% tov baseline)

290,1(75,9-1220,0)

241,8 (70,0 – 442,4)

171,8 (76,3 – 237,8)

476,2 (89,7 – 1294,2)

Goede data respons ACh en SNP

4 5 10 7

Tabel 3. Microvasculaire vasodilatatie en baseline digitus II en digitus III. Data worden weergegeven als mediaan (25

e-75

e percentiel).

ACh Acetylcholine, SNP Natriumnitroprusside.

Tabel 3 toont dat de respons op ACh toeneemt bij 2 weken postoperatief ten opzichte van preoperatief en dat deze waarde stabiel blijft bij 4 weken postoperatief. Bij 8 weken postoperatief is de respons op ACh echter weer sterk gedaald tot een niveau van de preoperatieve waarde. De respons op SNP is 2 weken en 4 weken postoperatief onveranderd ten opzichte van preoperatief, maar stijgt 8 weken postoperatief. Verder is te zien dat de baseline van digitus II en digitus III over alle afspraken stabiel zijn en postoperatief niet significant veranderen ten opzichte van preoperatief. Zodoende zal de respons op ACh en SNP, welke uitgaat van een percentuele toename ten opzichte van de baseline, niet beïnvloed worden door de baseline. Microvasculaire vasomotie In tabel 4 worden de resultaten van de postoperatieve onderzoeken van microvasculaire vasomotie weergegeven. Elke postoperatieve waarde wordt afzonderlijk statistisch vergeleken met de preoperatieve waarde. Ook hierbij geldt het belang van missing data. Omdat bijvoorbeeld 4 weken postoperatief de microvasculaire vasomotie 14 maal succesvol was uitgevoerd en preoperatief 17 maal, kan de statistische vergelijking tussen deze waarden bij 14 patiënten uitgevoerd worden. Tabel 4 toont dat de genormaliseerde vasomotiedomeinen I, II en III allen een kleine niet-significante afname tonen na de operatie, terwijl de genormaliseerde vasomotie-domeinen IV en V juist een kleine niet-significante toename laten zien ten opzichte van de preoperatieve waarde.

19




Vasomotie-I (genormaliseerd)

2,07±0,35 1,97±0,23 1,89±0,27 1,98±0,23

Vasomotie-II (genormaliseerd)

1,41±0,23 1,39±0,15 1,41±0,14 1,44±0,16

Vasomotie-III (genormaliseerd)

0,82±0,21 0,82±0,13 0,84±0,19 0,78±0,06

Vasomotie-IV (genormaliseerd)

0,41±0,10 0,50±0,13 0,51±0,15 0,46±0,12

Vasomotie-V (genormaliseerd)

0,28±0,08 0,32±0,06 0,36±0,14 0,34±0,07

Goede data vasomotie

17 13 14 9

Tabel 4. Microvasculaire vasomotie. Data worden weergegeven als gemiddelde±standaarddeviatie. ACh Acetylcholine, SNP Natriumnitroprusside.

Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucoses In tabel 5 worden de resultaten van de postoperatieve onderzoeken van de nuchtere glucoses weergegeven. Elke postoperatieve waarde wordt afzonderlijk statistisch vergeleken met de preoperatieve waarde. Ook bij de nuchtere glucoses geldt het belang van missing data. Omdat bijvoorbeeld 4 weken postoperatief de nuchtere glucose 14 maal succesvol was uitgevoerd en preoperatief 18 maal, kan de statistische vergelijking tussen deze waarden bij 14 patiënten uitgevoerd worden. Tabel 5 toont dat de nuchtere glucoses al 2 weken postoperatief significant gedaald zijn ten opzichte van de preoperatieve waarde. Deze gedaalde waardes blijven stabiel bij 4 weken en 8 weken postoperatief, maar deze resultaten zijn niet significant verschillend van de preoperatieve waardes.




Nuchter glucose (mmol/l)

5,3±2,3 4,3*±0,6 4,4±0,8 4,2±0,6

Goede data nuchter glucose

18 13 14 8

Tabel 5. Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucoses. Data worden weergegeven als gemiddelde±standaarddeviatie. *p≤0,05 ten opzichte van de preoperatieve waarde.

20

Glucosemetabolisme aan de hand van glucoses na 2 uur In tabel 6 worden de resultaten van de postoperatieve onderzoeken van de glucoses 2 uur na orale gift van 75 gram glucose weergegeven. Elke postoperatieve waarde wordt afzonderlijk statistisch vergeleken met de preoperatieve waarde. Bij de glucoses 2 uur na 75 gram glucose geldt ook weer het belang van missing data. Omdat bijvoorbeeld 4 weken postoperatief de nuchtere glucose 12 maal succesvol was uitgevoerd en preoperatief 16 maal, kan de statistische vergelijking tussen deze waarden bij 12 patiënten uitgevoerd worden. Tabel 6 toont dat de glucoses 2 uur na orale gift van 75 gram glucose al 2 weken postoperatief een duidelijke maar niet statistisch significante afname tonen ten opzichte van de preoperatieve waarde. Deze gedaalde waardes blijven stabiel bij 4 weken en 8 weken postoperatief, waarbij ook deze resultaten niet significant verschillend zijn van de preoperatieve waardes.




Glucose na 2 uur (mmol/l)

7,4±3,2 5,8±2,7 6,2±2,5 6,3±1,9

Goede data glucose na 2 uur

16 12 12 6

Tabel 6. Glucosemetabolisme aan de hand van glucoses na 2 uur. Data worden weergegeven als gemiddelde±standaarddeviatie.

Correlatie tussen verandering microvasculaire functie en verandering glucosemetabolisme In tabel 7 worden de resultaten van de correlatie tussen de verandering in vasomotie en de verandering in nuchtere glucoses weergegeven. Omdat geen verschillen in de micro-vasculaire vasodilatatie beschikbaar waren konden geen correlaties berekend worden tussen de verandering in nuchtere glucoses en de verandering in microvasculaire vasodilatatie. Zodoende worden alleen de correlaties tussen de verandering in nuchtere glucoses en de verandering in vasomotie berekend. Tabel 7 toont dat er geen duidelijke correlaties zijn tussen de verandering in vasomotie en de verandering in nuchtere glucoses. Hoewel sommige correlaties als statistisch significant worden weergegeven is bijvoorbeeld bij vasomotiedomein I te zien dat 2 weken postoperatief een afname in het nuchter glucose gepaard gaat met een afname in vasomotiedomein I, terwijl 4 weken postoperatief een afname in het nuchter glucose gepaard gaat met een toename in vasomotiedomein I.

21

Tabel 7. Correlaties tussen veranderingen in de nuchtere glucoses en de vasomotie. Data worden weergegeven als Kendall’s tau correlatiecoëfficiënt. *p≤0,05, éénzijdig getest.

In tabel 8 worden de resultaten van de correlatie tussen de verandering in vasomotie en de verandering in glucoses na 2 uur weergegeven. Omdat geen verschillen in de microvasculaire vasodilatatie beschikbaar waren konden geen correlaties berekend worden tussen de verandering in glucoses na 2 uur en de verandering in microvasculaire vasodilatatie. Zodoende worden alleen de correlaties tussen de verandering in glucoses na 2 uur en de verandering in vasomotie berekend. Tabel 8 toont dat er geen duidelijke correlaties zijn tussen de verandering in vasomotie en de verandering in glucoses na 2 uur. Hoewel sommige correlaties als statistisch significant worden weergegeven is bijvoorbeeld bij vasomotiedomein I te zien dat 2 weken postoperatief een afname in het glucose na 2 uur gepaard gaat met een toename in vasomotiedomein I, terwijl 4 weken postoperatief een afname in het nuchter glucose gepaard gaat met een afname in vasomotiedomein I.

Tabel 8. Correlaties tussen veranderingen in de glucoses na 2 uur en de vasomotie. Data worden weergegeven als Kendall’s tau correlatiecoëfficiënt. *p≤0,05, éénzijdig getest.

Verschil vasomotie-I (genormali-seerd )

Verschil vasomotie-II (genormali-seerd )

Verschil vasomotie-III (genormali-seerd )

Verschil vasomotie-IV (genormali-seerd )

Verschil vasomotie-V (genormali-seerd )

Verschil nuchter glucose (mmol/l)

2 weken (goede data: 12)

0,063 (p = 0,391)

0,264 (p = 0,120)

-0,188 (p = 0,203)

-0,202 (p =

0,184)

-0,472* (p =

0,019)


-0,222 (p= 0,148)

0,368* (p= 0,043)

0,182 (p = 0,196)

0,040 (p = 0,427)

-0,172 (p=0,212)


-0,333 (p= 0,147)

0,429 (p= 0,088)

0,333 (p= 0,147)

-0,429 (p= 0,088)

-0,238 (0,226)

Verschil vasomotie-I (genormali-seerd)

Verschil vasomotie-II (genormali-seerd)

Verschil vasomotie-III (genormali-seerd)

Verschil vasomotie-IV (genormali-seerd)

Verschil vasomotie-V (genormali-seerd)

Verschil glucose na 2 uur (mmol/l)


-0,345 (p = 0,070)

0,564* (p = 0,008)

0,455* (p = 0,026)

-0,200 (p =

0,196)

-0,183 (p =

0,217)


0,147 (p= 0,266)

-0,352 (p= 0,068)

0,236 (p= 0,156)

-0,110 (p= 0,320)

0,130 (p= 0,292)


0,600 (p= 0,071)

-0,400 (p= 0,164)

-0,800* (p= 0,025)

-0,400 (p= 0,164)

-0,400 (p= 0,164)

22

In figuur 7 wordt de correlatie tussen de verandering in vasomotiedomein I en de verandering in glucose na 2 uur 2 weken postoperatief grafisch weergegeven. Figuur 7 toont dat hoewel deze correlatie bijna statistisch significant is (p=0,070) de spreiding van de waarden erg groot is. Verder toont figuur 7 dat er zowel patiënten zijn waarbij een afname in de glucose na 2uur gepaard gaat met een toename in vasomotiedomein I als patiënten waarbij een afname in de glucose na 2uur gepaard gaat met een afname in vasomotiedomein I.

Figuur 7. Correlatie tussen verandering in vasomotiedomein I en de verandering in glucose na 2 uur 2 weken postoperatief. Posthoc poweranalyses Omdat niet alle hypotheses gepaard gingen met een overeenkomend significant resultaat werden posthoc poweranalyses uitgevoerd. Het doel hiervan was om te zien hoeveel patiënten achteraf gezien nodig waren geweest om met de gevonden variantie een belangrijk verschil aan te kunnen tonen.39

De poweranalyse voorafgaand aan het onderzoek was gebaseerd op het neurogene vasomotiedomein, wat in een andere studie een gemiddelde waarde had van 1.53 ± 0.3 arbitraire eenheden. Omdat geen studies beschikbaar waren naar het verschil in de vasomotie voor en na bariatrische chirurgie werd de standaarddeviatie van de gemiddelde waarde gebruikt en niet de vereiste standaarddeviatie van het gevonden verschil.36 Met een kans op een fout van de eerste soort (α) = 0.05, een power (1-β) = 0,80 en een belangrijk verschil (d) in het neurogene vasomotiedomein van 15% was het minimum aantal patiënten in deze poweranalyse 23. Rekening houdend met een drop-out van 10% werd dit een minimum aantal patiënten van 26.

23

Preoperatieve waarde

σd-pre2 α 1-β d n

Vasomotie-I (genormaliseerd) 2,07 0,39 0,05 0,80 0,31 (15%) 12

Vasomotie-II (genormaliseerd) 1,41 0,18 0,05 0,80 0,21 (15%) 7

Vasomotie-III (genormaliseerd) 0,82 0,23 0,05 0,80 0,12 (15%) 25

Vasomotie-IV (genormaliseerd) 0,41 0,16 0,05 0,80 0,06 (15%) 43

Vasomotie-V (genormaliseerd) 0,28 0,07 0,05 0,80 0,04 (15%) 21

Nuchter glucose (mmol/l) 5,3 2,24 0,05 0,80 1,06 (20%) 31

Glucose na 2uur (mmol/l) 7,4 3,84 0,05 0,80 1,48 (20%) 46

Tabel 9. Posthoc poweranalyses. σd-pre2 standaarddeviatie van het gevonden verschil tussen preoperatief en 2 weken postoperatief, α kans op fout van de eerste soort, 1-β power, d gekozen belangrijk verschil, n aantal benodigde proefpersonen.

In tabel 9 worden de resultaten van de posthoc poweranalyses weergegeven. De posthoc poweranalyses werden uitgevoerd met de standaarddeviatie van het gevonden verschil tussen preoperatief en 2 weken postoperatief. Er werd voor 2 weken gekozen omdat op deze termijn de verschillen al werden verwacht en voor deze termijn de meeste data beschikbaar waren. Omdat het verschil in de respons op ACh en SNP tussen preoperatief en 2 weken postoperatief niet statistisch geanalyseerd kon worden, waren daar geen standaarddeviaties van het gevonden verschil voor beschikbaar. Daarom werden de posthoc poweranalyses alleen over de vasomotiedomeinen, de nuchter glucose en de glucose na 2 uur uitgevoerd. Gekozen werd voor een kans op een fout van de eerste soort (α) van 0,05, een power (1- β) van 0,80 en een klinisch relevant verschil (d) van 15% voor de vasomotie-domeinen en 20% voor de nuchtere glucose en glucose na 2 uur. Tabel 9 toont dat om bij onze patiëntenpopulatie een verschil van 15% in de vasomotiedomeinen aan te tonen, 18 patiënten voor vasomotiedomein I en II voldoende waren. Voor vasomotiedomein III waren 25 patiënten nodig, voor vasomotiedomein IV 43 patiënten en vasomotiedomein V 21 patiënten. Om een verschil van 20% aan te tonen voor de nuchter glucose waren 31 patiënten nodig. Om een verschil van 20% aan te tonen voor de glucose na 2 uur waren 46 patiënten nodig.

24

Discussie en conclusie De belangrijkste bevinding van ons onderzoek is dat bij patiënten met obesitas binnen 8 weken na bariatrische chirurgie glucosemetabolisme een duidelijke maar niet statistisch significante verbetering toont zonder een duidelijke verbetering in microvasculaire functie en zonder een duidelijke correlatie tussen deze metabole en vasculaire parameters. Baseline karakteristieken De baseline karakteristieken van onze patiëntenpopulatie tonen dat maar een klein aantal patiënten voldoet aan de criteria van het metabool syndroom. Het is bekend dat de obese patiëntenpopulatie een zeer heterogene groep is en niet elke obese patiënt lijdt aan obesitasgerelateerde comorbiditeiten.1 Het lijkt dat onze patiëntenpopulatie mede door onze strenge inclusie- en exclusiecriteria uit relatief gezonde patiënten bestaat met weinig metabole en vasculaire ontregeling. Mogelijk zijn patiënten nodig met meer verstoring van hun metabole en vasculaire processen om verbetering aan te kunnen tonen na bariatrische chirurgie en onze hypothese te kunnen bewijzen. Preoperatieve vergelijking Preoperatief werden bij een aantal patiënten de onderzoeken van microvasculaire functie en glucosetolerantie tweemaal uitgevoerd om de betrouwbaarheid van onze metingen te testen. Zoals verwacht bleken de resultaten voor nuchter glucose, de glucose twee uur na orale gift van 75 gram glucose, baseline digitus II en III, en de vasomotie gelijk. Dat pleit ervoor dat deze onderzoeken goed zijn uitgevoerd en bij tweemaal dezelfde situatie tweemaal dezelfde resultaten geven. Helaas kan dit niet gesteld worden voor de vasodilatoire testen omdat bij geen patiënt preoperatief tweemaal de vasodilatoire testen succesvol uitgevoerd werden. Vasodilatoire testen worden wel gezien als betrouwbaar binnen de microvasculaire onderzoekswereld en toonden gelijke resultaten bij gelijke situaties.33 Daarom stellen wij dat onze onderzoeken van microvasculaire functie en glucosemetabolisme betrouwbaar zijn en de gerapporteerde resultaten ontstaan zijn uit goed uitgevoerde onderzoeken. Microvasculaire vasodilatatie Microvasculaire vasodilatatie bleek na bariatrische chirurgie niet duidelijk te verbeteren. Hoewel de respons op ACh 2 weken postoperatief een verbetering toonde en persisteerde bij 4 weken postoperatief, was de respons bij 8 weken postoperatief weer vergelijkbaar met preoperatief. De respons op SNP leek alleen bij 8 weken postoperatief verbeterd te zijn ten opzichte van preoperatief, maar de spreiding toont een grote vergelijking met de preoperatieve resultaten. Belangrijk hierbij is te onderkennen dat dit onderzoek de eerste 10 weken technisch onjuist is uitgevoerd. Deze data konden niet meegenomen worden in de analyses, zodat voor de analyses zodanig beperkte data beschikbaar waren dat statistische vergelijking tussen preoperatief en postoperatief niet mogelijk was. Wel is te zien dat de spreiding binnen de resultaten zeer groot is en de resultaten niet normaal verdeeld zijn. Ook is op te merken dat ondanks het kleine aantal gegevens er geen aanwijzingen voor een grote verbetering in microvasculaire vasodilatatie zijn te vinden. Het is daarom de vraag of met meer deelnemers wel een duidelijke verbetering in microvasculaire vasodilatatie te verwachten is. Vanwege het kleine aantal beschikbare data kunnen wij hierover nog geen zekerheid geven en vinden wij het gerechtvaardigd meer patiënten te includeren om duidelijkheid te krijgen of verbetering in microvasculaire vasodilatatie optreedt na bariatrische chirurgie.

25

Microvasculaire vasomotie Microvasculaire vasomotie bleek na bariatrische chirurgie niet duidelijk te verbeteren. De verwachte toename in het endotheliale, neurogene en myogene vasomotiedomein bleef uit en toonde juist een kleine niet-significante afname. Het respiratoire en cardiale vasomotiedomein bleken kleine niet-significante toenames te tonen. Een verklaring kan zijn dat vasomotie, en daarmee microvasculaire functie, kort na bariatrische chirurgie niet verandert. Een andere verklaring is dat onze weergave van het vasomotiesignaal de interpretatie beïnvloedt. Het genormaliseerde vasomotiedomein deelt het vasomotiedomein door het gemiddelde van alle vasomotiedomeinen. Als bijvoorbeeld het endotheliale vasomotiedomein zou toenemen maar het cardiale vasomotiedomein veel meer zou toenemen, zou het gemiddelde vasomotiedomein zo groot kunnen worden dat het genormaliseerde endotheliale vasomotiedomein zou afnemen. Echter, als wij de ruwe data bekijken tonen het endotheliale, neurogene en myogene vasomotiedomein in arbitraire eenheden ook geen toename. Een alternatieve verklaring is dat onze patiëntenpopulatie relatief gezond is en patiënten met meer metabole en vasculaire ontregeling nodig zijn om verschillen in vasomotie na bariatrische chirurgie aan te kunnen tonen. Praktisch is het lastig om dergelijke patiënten te includeren en men zou kunnen stellen dat als onze populatie inderdaad relatief gezond is het verschil in vasomotie toch meer richting de verwachte 15% had moeten gaan. Een weer andere verklaring is dat microvasculaire vasomotie niet de beste test is om verbetering in microvasculaire functie na bariatrische chirurgie aan te tonen en een andere test nodig is om deze verbetering te kunnen zien. Mogelijk is dit het geval maar de gedachte in de microvasculaire onderzoekswereld is dat vasomotie een goede test voor microvasculaire functie is en bijvoorbeeld ook meer informatie geeft dan laseronderzoeken alleen.31 Bij posthoc poweranalyse bleek het niet nodig meer patiënten te vinden en te includeren om het verwachte verschil van 15% aan te kunnen tonen voor de domeinen I en II. Voor domein III waren 25 patiënten nodig geweest, voor domein IV 43 en voor domein V 21 patiënten. Echter waren de geanalyseerde verschillen kleiner dan 15% en is het klinisch niet relevant meer patiënten toe te voegen om deze verschillen statistisch significant te maken. Wel zouden meer patiënten toegevoegd kunnen worden om te zien of bij meer patiënten hetzelfde resultaat optreedt of dan toch een grote verbetering te zien is. Gebaseerd op de huidige resultaten blijft de gedachte dat microvasculaire vasomotie na bariatrische chirurgie niet verbetert bestaan. Glucosemetabolisme aan de hand van nuchtere glucoses Glucosemetabolisme beoordeeld met nuchter glucose bleek na bariatrische chirurgie een duidelijke maar niet statistisch significante verbetering te tonen. Zoals verwacht was reeds twee weken na bariatrische chirurgie de nuchtere glucose significant gedaald, waarbij deze waardes constant bleven vier en acht weken na bariatrische chirurgie. De waardes vier en acht weken postoperatief waren niet significant verschillend met de preoperatieve waarde. Posthoc poweranalyses toonden dat deze verschillen niet statistisch significant waren doordat te weinig resultaten beschikbaar waren. Het bleek dat om een verschil van 20% (1,06 mmol/l glucose) aan te tonen er 34 proefpersonen nodig zullen zijn, 16 meer dan op dit moment zijn onderzocht. Duidelijk is nu dat de nuchtere glucoses een duidelijke maar niet statistisch significante afname tonen kort na bariatrische chirurgie.

26

Glucosemetabolisme aan de hand van glucoses na 2 uur Glucosemetabolisme beoordeeld met glucoses na 2 uur bleek na bariatrische chirurgie een duidelijke maar niet statistisch significante verbetering te tonen. Zoals verwacht was reeds twee weken na bariatrische chirurgie de glucosewaarde twee uur na orale gift van 75 gram glucose gedaald, waarbij deze waardes constant bleven vier en acht weken na bariatrische chirurgie. De postoperatieve waardes waren niet significant verschillend met de preoperatieve waarde. Posthoc poweranalyses toonden dat deze verschillen niet statistisch significant waren doordat te weinig resultaten beschikbaar waren. Het bleek dat om een verschil van 20% (1,48 mmol/l glucose) aan te tonen er 46 proefpersonen nodig zullen zijn, 28 meer dan op dit moment zijn onderzocht. Duidelijk is nu dat de glucosewaardes twee uur na orale gift van 75 gram glucose een duidelijke maar niet statistisch significante afname tonen kort na bariatrische chirurgie. Correlatie tussen verandering microvasculaire functie en verandering glucosemetabolisme De correlatie tussen de verandering in microvasculaire functie en de verandering in glucosemetabolisme bleek niet duidelijk aanwezig. Omdat er weinig tot geen data beschikbaar waren om de verschillen te bepalen tussen de preoperatieve en postoperatieve microvasculaire vasodilatatie, was het onmogelijk de correlatie te bepalen tussen de verandering in microvasculaire vasodilatatie en de verandering in glucosemetabolisme. Omdat er geen duidelijke verandering gevonden was in de microvasculaire vasomotie is het logisch dat geen duidelijke correlatie gevonden werd tussen een verandering in microvasculaire functie en verandering in glucosemetabolisme. Mogelijk zal het includeren van meer patiënten een duidelijke verbetering in de microvasculaire onderzoeken geven waardoor een duidelijke correlatie tussen de verandering in microvasculaire functie en de verandering in glucosemetabolisme zichtbaar wordt. Gebaseerd op de huidige resultaten lijkt het een goede verklaring dat de verbetering in het glucosemetabolisme veroorzaakt wordt door iets anders dan een verbetering in microvasculaire functie. Vergelijking met bestaande literatuur Naar ons weten is dit de eerste studie die prospectief microvasculaire functie en glucosemetabolisme onderzocht voor en kort na bariatrische chirurgie. Eerder onderzocht een zevental studies vasculaire functie voor en na bariatrische chirurgie.40-46 Vier van deze studies onderzochten niet de microcirculatie maar de arteria brachialis.40-43 Eén studie onderzocht de dorsale handvene.44 Eén studie onderzocht inflammatoire markers (leukocyten, intracellulair adhesiemolecuul ICAM-1, E-selectin, endotheline-1 ET-1) en noemde dat inflammation/ endothelial dysfunction, zonder direct de bloedvaten te onderzoeken.45 Eén studie onderzocht microvasculaire functie voor en 1 jaar na bariatrische chirurgie met de post-occlusieve reactieve hyperemie (PORH) test en vasomotie middels Fourieranalyse.46 Deze laatstgenoemde studie toonde dat zowel vasodilatatie als vasomotie sterk verbeterden 1 jaar na bariatrische chirurgie.46 Hoewel de microvasculaire vasodilatatie na iontoforese van ACh en SNP verschilt van microvasculaire vasodilatatie na de PORH-test, kan gesteld worden dat wij 8 weken na bariatrische chirurgie niet de verbetering in microvasculaire vasodilatatie hebben kunnen zien die in deze studie wel werd gezien 1 jaar na bariatrische chirurgie. De Fourieranalyse in het genoemde onderzoek was helaas uitgevoerd op slechts 15 minuten LDF-signaal in plaats van de 30 minuten die hier minimaal voor benodigd zijn, zodat een interpretatie hiervan en een vergelijking met onze vasomotie niet mogelijk is.34

27

Beperkingen Onze studie kent een aantal beperkingen. De belangrijkste beperking is het kleine aantal succesvolle metingen. Enerzijds komt dit door de verkeerd uitgevoerde testen van microvasculaire vasodilatatie, anderzijds doordat slechts 18 patiënten zijn onderzocht en niet 26 zoals benodigd bleek uit de a priori poweranalyse. De belangrijkste oorzaak waarom slechts 18 patiënten zijn geïncludeerd is dat in de ruim drie maanden voorafgaand aan de wetenschapsstage te weinig succes is behaald in het inclusieproces. Het includeren tijdens de wetenschapsstage verliep meer succesvol maar moest na 18 patiënten gestopt worden. Omdat patiënten nuchter kwamen en slechts één onderzoeksopstelling beschikbaar was kon maximaal één patiënt per dag onderzocht worden en bleven na 18 geïncludeerde patiënten geen dagen meer over om binnen de wetenschapsstage meer patiënten te onderzoeken. Het gevolg van het kleine aantal succesvolle metingen uit zich in de statistische analyses. Zo lijkt het waarschijnlijk dat meer data de gevonden afnames in de nuchtere glucose en glucose na 2 uur statistisch significant zullen maken. Verder onderzoek lijkt ook nodig om de nu gevonden resultaten van microvasculaire functie meer zekerheid te kunnen geven.

De operaties die de deelnemers ondergingen waren verschillend. Hoewel de subgroepen te klein waren om vergelijkende analyses te verrichten blijkt uit de literatuur dat een maagbandoperatie een ander effect op glucosemetabolisme heeft dan een gastric bypassoperatie.47 Mogelijk geldt dit ook voor het effect op microvasculaire functie.

Het onderzoek is belastend voor de patiënten. Patiënten moeten vijfmaal naar het ziekenhuis komen voor een onderzoek van 3 uur lang. Twee weken na de operatie spelen vaak veel klachten en bleek het veel moeite te kosten om naar het ziekenhuis te komen. Postoperatief bleek de 300 ml zoet suikerwater erg lastig op te drinken en dit zorgde met name bij de patiënten die een gastric bypass ondergingen vrijwel altijd voor oprispingen, opboeren en een enkele keer braken. Dat slechts 1 patiënt voortijdig uit het onderzoek is gestapt toont de toewijding van de patiënten voor het slagen van het onderzoek.

Ten slotte gelden de tekortkomingen die gelden voor onderzoek naar microvasculaire functie in het algemeen. Zo geldt vasodilatatie na iontoforese van ACh niet als onomstreden maat van endotheelafhankelijke vasodilatatie.30 Verder geven de verschillen in huidskleur bij onze populatie mogelijk verschillen in het lasersignaal.30 Bovendien is de microvasculaire functie in de huid gemeten, wat fysiologisch niet de belangrijkste plek van microvasculaire disfunctie is. Recent onderzoek toonde echter dat microvasculaire disfunctie in de huid een goede maat is voor microvasculaire functie in het spierweefsel.48 Conclusie Samenvattend toont ons onderzoek bij patiënten met obesitas binnen 8 weken na bariatrische chirurgie een duidelijke maar niet statistisch significante verbetering in nuchtere glucose en glucose 2 uur na orale gift van 75 gram glucose zonder duidelijke verbetering in microvasculaire vasodilatatie en microvasculaire vasomotie. Om meer duidelijkheid te krijgen over microvasculaire vasodilatatie, om het niet veranderen van microvasculaire vasomotie te bevestigen en om de verschillen in nuchtere glucose en glucose na 2 uur significant te maken is verder onderzoek vereist. In dit ziekenhuis zal het onderzoek worden voortgezet door minimaal 25 extra patiënten te includeren. Hoewel ons onderzoek de hypothese dat kort na bariatrische chirurgie glucosemetabolisme verbetert door een verbetering in microvasculaire functie zeker niet ondersteunt, is meer onderzoek nodig om deze hypothese met zekerheid te kunnen verwerpen.

28

Referenties 1. Haslam DW, James WP. Obesity. Lancet 2005 Oct 1;366(9492):1197-209. 2. Finucane MM, Stevens GA, Cowan MJ, Danaei G, Lin JK, Paciorek CJ, et al. National,

regional, and global trends in body-mass index since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 960 country-years and 9.1 million participants. Lancet 2011 Feb 12;377(9765):557-67.

3. Centraal Bureau voor de Statistiek. Gezondheid en zorg in beeld. Gezondheid en zorg in cijfers 2011. Voorburg: Centraal Bureau voor de Statistiek; 2011. p. 9-21.

4. National Health Service Information Center. Health Survey for England, 2009: trend tables. http://www.ic.nhs.uk/statistics-and-data-collections/health-and-lifestyles-related-surveys/health-surveyfor-england/health-survey-for-england--2009-trend-tables. Verkregen op 1 juli 2012.

5. Flegal KM, Carroll MD, Kit BK, Ogden CL. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults, 1999-2010. JAMA 2012 Feb 1;307(5):491-7.

6. Lopez AD, Mathers CD, Ezzati M, Jamison DT, Murray CJ. Global and regional burden of disease and risk factors, 2001: systematic analysis of population health data. Lancet 2006 May 27;367(9524):1747-57.

7. Mokdad AH, Marks JS, Stroup DF, Gerberding JL. Actual causes of death in the United States, 2000. JAMA 2004 Mar 10;291(10):1238-45.

8. Flegal KM, Graubard BI, Williamson DF, Gail MH. Cause-specific excess deaths associated with underweight, overweight, and obesity. JAMA 2007 Nov 7;298(17):2028-37.

9. Peeters A, Barendregt JJ, Willekens F, Mackenbach JP, Al MA, Bonneux L. Obesity in adulthood and its consequences for life expectancy: a life-table analysis. Ann Intern Med 2003 Jan 7;138(1):24-32.

10. Eckel RH, Grundy SM, Zimmet PZ. The metabolic syndrome. Lancet 2005 Apr 16;365(9468):1415-28.

11. Alberti KG, Eckel RH, Grundy SM, Zimmet PZ, Cleeman JI, Donato KA, et al. Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation 2009 Oct 20;120(16):1640-5.

12. Kahn R, Buse J, Ferrannini E, Stern M. The metabolic syndrome: time for a critical appraisal: joint statement from the American Diabetes Association and the European Association for the Study of Diabetes. Diabetes Care 2005 Sep;28(9):2289-304.

13. Reaven GM. Banting lecture 1988. Role of insulin resistance in human disease. Diabetes 1988 Dec;37(12):1595-607.

14. Alberti KG, Zimmet PZ. Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: diagnosis and classification of diabetes mellitus provisional report of a WHO consultation. Diabet Med 1998 Jul;15(7):539-53.

15. Gallagher EJ, Leroith D, Karnieli E. Insulin resistance in obesity as the underlying cause for the metabolic syndrome. Mt Sinai J Med 2010 Sep;77(5):511-23.

16. Despres JP. Is visceral obesity the cause of the metabolic syndrome? Ann Med 2006;38(1):52-63.

29

17. Serne EH, de Jongh RT, Eringa EC, IJzerman RG, Stehouwer CD. Microvascular dysfunction: a potential pathophysiological role in the metabolic syndrome. Hypertension 2007 Jul;50(1):204-11.

18. Clark MG, Wallis MG, Barrett EJ, Vincent MA, Richards SM, Clerk LH, et al. Blood flow and muscle metabolism: a focus on insulin action. Am J Physiol Endocrinol Metab 2003 Feb;284(2):E241-E258.

19. Bult MJ, van DT, Muller AF. Surgical treatment of obesity. Eur J Endocrinol 2008 Feb;158(2):135-45.

20. Ziekenhuisregistratie Sint Lucas Andreas Ziekenhuis Amsterdam. Aantallen bariatrie 2006-2012.

21. Zollinger RM, Ellison EC, Bitans M, Smith J. Roux-en-Y Gastric Bypass, Laparoscopic. Zollinger's Atlas of surgical operations. New York: McGraw-Hill, Health Professions Division; 2011. p. 108-9.

22. Zollinger RM, Ellison EC, Bitans M, Smith J. The Adjustable Gastric Band, Laparoscopic. Zollinger's Atlas of surgical operations. New York: McGraw-Hill, Health Professions Division; 2011. p. 110-1.

23. Buchwald H, Avidor Y, Braunwald E, Jensen MD, Pories W, Fahrbach K, et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA 2004 Oct 13;292(14):1724-37.

24. Eringa EC, Stehouwer CD, Merlijn T, Westerhof N, Sipkema P. Physiological concentrations of insulin induce endothelin-mediated vasoconstriction during inhibition of NOS or PI3-kinase in skeletal muscle arterioles. Cardiovasc Res 2002 Dec;56(3):464-71.

25. Eringa EC, Stehouwer CD, van Nieuw Amerongen GP, Ouwehand L, Westerhof N, Sipkema P. Vasoconstrictor effects of insulin in skeletal muscle arterioles are mediated by ERK1/2 activation in endothelium. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004 Nov;287(5):H2043-H2048.

26. Kim JA, Montagnani M, Koh KK, Quon MJ. Reciprocal relationships between insulin resistance and endothelial dysfunction: molecular and pathophysiological mechanisms. Circulation 2006 Apr 18;113(15):1888-904.

27. Eringa EC, Stehouwer CD, Walburg K, Clark AD, van Nieuw Amerongen GP, Westerhof N, et al. Physiological concentrations of insulin induce endothelin-dependent vasoconstriction of skeletal muscle resistance arteries in the presence of tumor necrosis factor-alpha dependence on c-Jun N-terminal kinase. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2006 Feb;26(2):274-80.

28. Jonk AM, Houben AJ, de Jongh RT, Serne EH, Schaper NC, Stehouwer CD. Microvascular dysfunction in obesity: a potential mechanism in the pathogenesis of obesity-associated insulin resistance and hypertension. Physiology (Bethesda) 2007 Aug;22:252-60.

29. Johnson RJ, Herrera-Acosta J, Schreiner GF, Rodriguez-Iturbe B. Subtle acquired renal injury as a mechanism of salt-sensitive hypertension. N Engl J Med 2002 Mar 21;346(12):913-23.

30. Roustit M, Cracowski JL. Non-invasive assessment of skin microvascular function in humans: an insight into methods. Microcirculation 2012 Jan;19(1):47-64.

31. Rossi M, Carpi A, Galetta F, Franzoni F, Santoro G. Skin vasomotion investigation: a useful tool for clinical evaluation of microvascular endothelial function? Biomed Pharmacother 2008 Oct;62(8):541-5.

32. Dixit N, Bali V, Baboota S, Ahuja A, Ali J. Iontophoresis - an approach for controlled drug delivery: a review. Curr Drug Deliv 2007 Jan;4(1):1-10.

30

33. Turner J, Belch JJ, Khan F. Current concepts in assessment of microvascular endothelial function using laser Doppler imaging and iontophoresis. Trends Cardiovasc Med 2008 May;18(4):109-16.

34. Stefanovska A, Bracic M, Kvernmo HD. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. IEEE Trans Biomed Eng 1999 Oct;46(10):1230-9.

35. Petersen JL, McGuire DK. Impaired glucose tolerance and impaired fasting glucose--a review of diagnosis, clinical implications and management. Diab Vasc Dis Res 2005 Feb;2(1):9-15.

36. Altman DG. Clinical trials. Practical statistics for medical research. London: Chapman and Hall; 1991. p. 440-76.

37. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G*Power 3: a flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behav Res Methods 2007 May;39(2):175-91.

38. Field AP. Correlation. Discovering statistics using SPSS. London: SAGE Publications; 2009. p. 166-96.

39. Thomas L. Retrospective Power Analysis. Conserv Biol 1997;11(1):276-80. 40. Gokce N, Vita JA, McDonnell M, Forse AR, Istfan N, Stoeckl M, et al. Effect of medical

and surgical weight loss on endothelial vasomotor function in obese patients. Am J Cardiol 2005 Jan 15;95(2):266-8.

41. Williams IL, Chowienczyk PJ, Wheatcroft SB, Patel AG, Sherwood RA, Momin A, et al. Endothelial function and weight loss in obese humans. Obes Surg 2005 Aug;15(7):1055-60.

42. Brethauer SA, Heneghan HM, Eldar S, Gatmaitan P, Huang H, Kashyap S, et al. Early effects of gastric bypass on endothelial function, inflammation, and cardiovascular risk in obese patients. Surg Endosc 2011 Aug;25(8):2650-9.

43. Lind L, Zethelius B, Sundbom M, Eden EB, Karlsson FA. Vasoreactivity is rapidly improved in obese subjects after gastric bypass surgery. Int J Obes (Lond) 2009 Dec;33(12):1390-5.

44. Vazquez LA, Pazos F, Berrazueta JR, Fernandez-Escalante C, Garcia-Unzueta MT, Freijanes J, et al. Effects of changes in body weight and insulin resistance on inflammation and endothelial function in morbid obesity after bariatric surgery. J Clin Endocrinol Metab 2005 Jan;90(1):316-22.

45. Pontiroli AE, Pizzocri P, Paroni R, Folli F. Sympathetic overactivity, endothelial dysfunction, inflammation, and metabolic abnormalities cluster in grade III (World Health Organization) obesity: reversal through sustained weight loss obtained with laparoscopic adjustable gastric banding. Diabetes Care 2006 Dec;29(12):2735-8.

46. Rossi M, Nannipieri M, Anselmino M, Pesce M, Muscelli E, Santoro G, et al. Skin vasodilator function and vasomotion in patients with morbid obesity: effects of gastric bypass surgery. Obes Surg 2011 Jan;21(1):87-94.

47. Ballantyne GH, Farkas D, Laker S, Wasielewski A. Short-term changes in insulin resistance following weight loss surgery for morbid obesity: laparoscopic adjustable gastric banding versus laparoscopic Roux-en-Y gastric bypass. Obes Surg 2006 Sep;16(9):1189-97.

48. Meijer RI, de Boer MP, Groen MR, Eringa EC, Rattigan S, Barrett EJ, et al. Insulin-induced microvascular recruitment in skin and muscle are related and both are associated with whole body glucose uptake. Microcirculation. E-pub ahead of print. 23-2-2012.

Microvasculaire functie en glucosemetabolisme bij...

Documents

Transcript of Microvasculaire functie en glucosemetabolisme bij...