© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 9/2015, s. 651-655
*Paweł Jaworski, Artur Binda, Wiesław Tarnowski
Elektrostymulacja w chirurgii bariatrycznej i metabolicznej**
Electrostimulation in bariatric and metabolic surgery
Klinika Chirurgii Ogólnej, Onkologicznej i Przewodu Pokarmowego, Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego, Warszawa
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. med. Wiesław Tarnowski
Streszczenie
W ostatnich latach obserwuje się na świecie gwałtowny wzrost liczby pacjentów z otyłością i zachorowań na cukrzycę typu 2. Zjawisko to przyjmuje skalę pandemii. W dniu 20 grudnia 2006 roku Zgromadzenie Ogólne Narodów Zjednoczonych rezolucją nr 61/225 uznało cukrzycę za jedną z 10 najważniejszych chorób przewlekłych na świecie. W 2002 roku u 1 na 8 Europejczyków stwierdzono otyłość, podczas gdy dekadę później już 1 na 6 mieszkańców Europy był otyły (16,7%). Różne systemy elektrostymulacji oparte są na założeniu, że stymulacja żołądka ma zmniejszyć ilość przyjmowanych pokarmów, ale wykorzystują odmienne sposoby działania. Efekt może zostać osiągnięty poprzez zmianę funkcji motorycznej żołądka, zmianę drogi przekazywania sygnału z żołądka do ośrodkowego układu nerwowego np. poprzez wzmocnienie uczucia sytości (droga aferentna) lub w wyniku połączenia obu tych sposobów. Korzystny wpływ na poziom glikemii, a w konsekwencji spadek poziomu hemoglobiny glikowanej jest drugim, równie istotnym skutkiem działania niektórych z dostępnych na rynku systemów. Skuteczność stymulacji elektrycznej żołądka w leczeniu otyłości i cukrzycy typu 2 została potwierdzona w licznych doniesieniach. Niestety większość opublikowanych badań prowadzono na niewielkich grupach pacjentów, co wynika głównie z ograniczonej dostępności prezentowanej metody. Konieczna jest długoterminowa obserwacja na większych grupach pacjentów, celem oceny skuteczności tych metod w leczeniu otyłości i cukrzycy typu 2.
Summary
In recent years, a rapid increase in the number of patients with obesity and incidence of type 2 diabetes has been observed in the world. This phenomenon is starting to be pandemic in nature. On 20 December, 2006, the United Nations General Assembly adopted Resolution 61/225 and recognized diabetes as one of the 10 most important chronic diseases in the world. In 2002, 1 in 8 of Europeans was found to be obese, while a decade later, already 1 in 6 European citizens was obese (16.7%). Various electrostimulation systems are based on the assumption that stimulation of the stomach is to reduce the amount of food intake, but they use differing modes of action. The effect can be achieved by changing the motor function of the stomach, changing the signaling pathways from the stomach into the central nervous system, for example: by enhancing satiety (the afferent pathway) or by a combination of these two methods. The beneficial effect on blood glucose and, consequently, a decrease in the glycosylated hemoglobin levels is a second, equally important, effect of the actions of some of the available systems on the market. The effectiveness of the electrical stimulation of the stomach in the treatment of obesity and type 2 diabetes has been confirmed in many reports. Unfortunately, most published studies were conducted on small groups of patients, mainly due to the limited availability of the presented method. In the case of larger groups of patients, long-term observations are necessary to assess the efficacy of these methods in the treatment of obesity and type 2 diabetes.
Wstęp
W ostatnich latach obserwuje się na świecie gwałtowny wzrost liczby pacjentów z otyłością. Tendencji tej towarzyszy coraz większa liczba zachorowań na cukrzycę typu 2. Zjawisko to przyjmuje skalę pandemii. W dniu 20 grudnia 2006 roku Zgromadzenie Ogólne Narodów Zjednoczonych rezolucją nr 61/225 uznało cukrzycę za jedną z 10 najważniejszych chorób przewlekłych na świecie. Według Międzynarodowej Federacji ds. Cukrzycy obecnie na świecie choruje na cukrzycę 382 mln ludzi, a w roku 2035 problem ten będzie dotyczył około 592 mln pacjentów. W 90% jest to cukrzyca typu 2 (1). Również w Polsce skala zjawiska jest duża: 3 mln osób choruje na cukrzycę, rocznie z powodu jej powikłań umiera 21 329 chorych, a koszty leczenia cukrzycy to 7 miliardów złotych rocznie, z czego połowa to koszty leczenia powikłań (2).
Według raportu „Zdrowie w skrócie: Europa 2014” nadwaga i otyłość są narastającym problemem w krajach Unii Europejskiej. Obecnie u ponad 53% populacji stwierdza się BMI > 25 kg/m2. W 2002 roku u 1 na 8 Europejczyków stwierdzono otyłość, podczas gdy dekadę później już u 1 na 6 (16,7%) (3). W USA epidemiologia otyłości jest jeszcze bardziej zatrważająca: 2/3 Amerykanów powyżej 20. roku życia (68,8%) ma nadmierną masę ciała, z czego ponad 1/3 otyłość (35,7%) (4).
Leczenie otyłości i chorób współistniejących z nadmierną masą ciała można podzielić na dwie grupy: leczenie operacyjne i leczenie zachowawcze. Do pierwszej grupy zalicza się szeroki wachlarz operacji z zakresu chirurgii bariatrycznej/metabolicznej, do drugiej modyfikację stylu życia, dietę, leczenie farmakologiczne. Leczenie zachowawcze, chociaż znacznie mniej inwazyjne, wiąże się z tzw. efektem jo-jo, tzn. powrotem po 5 latach do wyjściowej masy ciała aż u 50% pacjentów, którzy zmodyfikowali swój styl życia (6, 7). Operacje restrykcyjne oraz restrykcyjno-wyłączające pozwalają na osiągnięcie satysfakcjonujących wyników zarówno w zakresie redukcji masy ciała, jak i ustępowania chorób współistniejących z otyłością. Leczenie chirurgiczne może być jednak związane ze śmiertelnością na poziomie 0,01-0,75% (8). Ryzyko wystąpienia poważnych powikłań po leczeniu chirurgicznym oraz względnie niska skuteczność leczenia zachowawczego sprzyjają poszukiwaniu nowych rozwiązań, pozwalających na skuteczne leczenie zarówno otyłości, jak i cukrzycy. Alternatywą mogą się okazać metody oparte na elektrostymulacji żołądka. Są one znacznie mniej inwazyjne od tradycyjnej chirurgii bariatrycznej/metabolicznej. Nie zmieniają anatomii przewodu pokarmowego, a zarazem są w pełni odwracalne.
Celem prezentowanej pracy był przegląd doniesień naukowych związanych z nowymi metodami leczenia cukrzycy i otyłości, opartych na elektrostymulacji żołądka.
Anatomia i fizjologia żołądka
Żołądek można podzielić na trzy części: proksymalną – wpustową, trzon ze strefą rozrusznikową i komórkami Cajala, w których rozpoczyna się rytm podstawowy żołądka, i dystalną – część odźwiernikową (9). Wielkość i położenie żołądka są zależne od jego napięcia skurczowego, wypełnienia i postawy ciała. Błona mięśniowa żołądka utworzona jest z trzech warstw (miocytów): podłużnej zewnętrznej – tworzącej pasma wzdłuż obu krzywizn, okrężnej środkowej – pogrubiałej w dystalnych częściach żołądka, tworzącej obrączkowate zgrubienia, i skośnej wewnętrznej. W ścianie żołądka znajduje się także cienka błona mięśniowa warstwy śluzowej. Aktywność elektryczną w żołądku tworzą: rytm podstawowy elektryczny (ang. basal electrical rhythm – BER) i potencjały czynnościowe. BER wędruje ze strefy rozrusznikowej do podłużnej warstwy mięśniowej, indukując prądy elektrotoniczne w głębiej położonych warstwach poprzecznej i skośnej. Aktywacja skurczowa i elektryczna w dystalnej części żołądka i jelit jest słabo zaznaczona w okresie międzytrawiennym. Po spożyciu pokarmu pojawiają się skurcze, które rozpoczynają aktywność żołądka, przesuwając zarazem treść pokarmową w kierunku odźwiernika, z czasem wzmacniana jest siła skurczów. Gdy jesteśmy głodni, pojawiają się natomiast skurcze głodowe o wysokiej częstości i amplitudzie skurczów, związane prawdopodobnie z działaniem greliny (9). U pacjentów z cukrzycą może dochodzić do zaburzenia funkcji unerwienia autonomicznego żołądka, a w konsekwencji do zaburzeń jego motoryki, co może doprowadzić do zwolnienia jego opróżniania.
Mechanizmy działania
Ukazało się wiele badań oceniających wpływ elektrostymulacji żołądka na spadek masy ciała. Przedstawione dotychczas różne systemy mają to samo założenie: stymulacja żołądka ma zmniejszyć ilość przyjmowanych pokarmów. Efekt jest jednak osiągany poprzez wykorzystanie różnych mechanizmów: poprzez zmianę funkcji motorycznej żołądka, zmianę drogi przekazywania sygnału z żołądka do OUN, np. wzmocnienie uczucia sytości (droga aferentna), lub poprzez połączenie obu tych sposobów (10). Normalizacja wartości glikemii, a w konsekwencji spadek poziomu hemoglobiny glikowanej (HbA1c) jest drugim, nie mniej istotnym skutkiem działania niektórych z dostępnych na rynku systemów. Mechanizm ten nie jest do końca poznany. Najprawdopodobniej pobudzenie komórek żołądka poprzez stymulację części przedodźwiernikowej wpływa na wzrost poziomu adiponektyny oraz spadek wydzielania innych neurohormonów jelitowych odpowiedzialnych za produkcję i przemianę insuliny. Podstawą działania części systemów jest modulacja przekazu w nerwie błędnym – odgrywa on bardzo ważną rolę zarówno w trawieniu pokarmu, jak i przekazywaniu sygnału o uczuciu głodu i sytości. Kontroluje także następujące mechanizmy: rozszerzenie żołądka po przyjęciu pokarmu, regulowanie skurczów mięśni żołądka, które rozkładają pokarm na mniejsze części, regulacja wydzielaniem kwasu żołądkowego, opróżnianie żołądka do dwunastnicy, wydzielanie enzymów trzustkowych, uczucie głodu czy sytości (10).
Systemy do elektrostymulacji żołądka
W chwili obecnej na rynku dostępnych jest kilka systemów elektrostymulacji żołądka (10). Poniżej przedstawiono najczęściej stosowane systemy do elektrostymulacji żołądka i omówiono podstawowe zasady ich działania.
vBlock® (EnteroMedics)
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas, 6th edn. Brussels, Belgium: International Diabetes Federation, 2013. http://www.idf.org/diabetesatlas.
2. Cukrzyca ukryta pandemia – sytuacja w Polsce raport 2014. Warszawa 2014.
3. OECD (2014), Health at a Glance: Europe 2014, OECD Publishing. http://dx.doi.org/10.1787/health_glance_eur-2014-en.
4. 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: 491-497.
5. Jensen MD, Ryan DH, Apovian CM et al.: 2013 AHA/ACC/TOS guideline for the management of overweight and obesity in adults: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines and The Obesity Society. Circulation 2014; 129 (25 suppl. 2): S102-138.
6. Sarwer DB, Green AVS, Vetter ML et al.: Behavior therapy for obesity: where are we now? Current opinion in endocrinology. Diabetes Obes 2009; 16: 347-352.
7. Wadden TA, Sternberg JA, Letizia KA et al.: Treatment of obesity by very low calorie diet, behavior therapy, and their combination: a five-year perspective. Int J Obes 1989; 13 (suppl. 2): 39-46.
8. Chang SH, Stoll CR, Song J et al.: The effectiveness and risks of bariatric surgery an updated systematic review and meta-analysis, 2003-2012. JAMA Surg 2014; 149: 275-287.
9. Konturek J: Fizjologia człowieka. Podręcznik dla studentów medycyny. Rozdział 6: Fizjologia układu pokarmowego. Podrozdział 6.8.: Motoryka żołądka. Wyd. II, Urban & Partner, Wrocław 2013: 314-320.
10. Chiu JD, Soffer E: Gastric electrical stimulation for obesity. Curr Gastroenterol Rep 2015; 17: 424.
11. Camilleri M, Toouli J, Herrera MF et al.: Intra-abdominal vagal blocking (VBLOC therapy): clinical results with a new implantable medical device. Surgery 2008; 143: 723-731.
12. Sarr MG, Billington CJ, Brancatisano R et al.: The EMPOWER study: randomized, prospective, double-blind, multicenter trial of vagal blockade to induce weight loss in morbid obesity. Obes Surg 2012; 22: 1771-1782.
13. Ikramuddin S, Blackstone RP, Brancatisano A et al.: Effect of reversible intermittent intra-abdominal vagal nerve blockade on morbid obesity: the ReCharge randomized clinical trial. JAMA 2014; 312: 915-922.
14. Peles S, Petersen J, Aviv R et al.: Enhancement of antral contractions and vagal afferent signaling with synchronized electrical stimulation. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2003; 285: G577-585.
15. Bohdjalian A, Prager G, Aviv R et al.: One-year experience with Tantalus: a new surgical approach to treat morbid obesity. Obes Surg 2006; 16: 627-634.
16. Bohdjalian A, Prager G, Rosak C et al.: Improvement in glycemic control in morbidly obese type 2 diabetic subjects by gastric stimulation. Obes Surg 2009; 19: 1221-1227.
17. Shikora SA, Bergenstal R, Bessler M et al.: Implantable gastric stimulation for the treatment of clinically severe obesity: results of the SHAPE trial. Surg Obes Relat Dis 2009; 5: 31-37.
18. Horbach T, Thalheimer A, Seyfried F et al.: abiliti® Closed-Loop Gastric Electrical Stimulation System for Treatment of Obesity: Clinical Results with a 27-Month Follow-Up. Obes Surg 2015 Mar 15 (Epub ahead of print) PubMed PMID: 25771794.
19. Miras M, Serrano M, Durán C et al.: Early experience with customized, meal-triggered gastric electrical stimulation in obese patients. Obes Surg 2015; 25: 174-179.
20. Cha R, Jacques Marescaux J, Diana M: Updates on gastric electrical stimulation to treat obesity: Systematic review and future perspectives. World J Gastrointest Endosc 2014; 6: 419-431.