IL MICROBIOTA INTESTINALE NELLA CHIRURGIA BARIATRICA

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1 IL MICROBIOTA INTESTINALE NELLA CHIRURGIA BARIATRICA U.C.O. Chirurgia Generale Trieste Dott.ssa Martina Guerra

2 Microbiota intestinale Fino a 100 trilioni di cellule ( ) Soprattutto Gram + e anaerobi Composizione unica per ciascun individuo e variabile tra individui Stabile dopo il primo anno di età

3 Microbiota intestinale Firmicutes (Gram +), Bacteroidetes (Gram -) e Actinobacteria (Gram +) rappresentano più del 90% dei batteri intestinali Nel paziente normopeso c è prevalenza dei Bacteroidetes sui Firmicutes

4 Virtual organ within an organ Modulazione dell omeostasi energetica Estrazione dell energia dalla DIETA, regolazione della lipogenesi ed ossidazione e trasporto degli ac. grassi a catena corta (SCFA) Modulazione dell integrità della barriera intestinale Dilatazione delle tight junctions dell epitelio intestinale, modulano la motilità intestinale Regolazione della secrezione degli ormoni intestinali Regolano l accumulo di ac. grassi nel muscolo e nel tessuto adiposo e la secrezione di PYY e GLP1 Modulazione dello stato infiammatorio I lipopolissaccaridi (LPS) della membrana cellulare dei batteri riducono la sensibilità all insulina

5 Ruolo della dieta DIETA VEGETARIANA (cereali, legumi frutta e verdura) DIETA CALORICA (carne, uova e formaggi) Δt Bacterioidetes Firmicutes Firmicutes Bacteroidetes Adeguamento funzionale del microbiota per la digestione di cibo drasticamente diverso Hildebrandt et a. 2009

6 Ruolo centrale del microbiota nel deposito di grasso/obesita Convenzionali DIETA IPERCALORICA Germ free Backhed et al. 2007

7 Cross talk microbiota/obesita Convenzionali DIETA NORMOCALORICA Convenzionali TRAPIANTO DI FECI di topi indotti obesi

8 Microbiota e Microbiota e obesità Chirurgia Bariatrica Obesi (animali e umani) hanno una prevalenza di Firmicutes La chirurgia (G +) e una bariatrica riduzione migliora di Bacteroidetes l assetto (G -) e in generale una ponderale,ormonale, minore biodiversità rispetto metabolico ai soggetti e magri infiammatorio. Dopo chirurgia si riduce Firmicutes/Bacteroides ratio (come i soggetti non obesi)

9 Microbiota e Chirurgia Bariatrica Trapianto di feci di topi obesi Trapianto di feci di topi sottoposti a bypass gastrico Vs Germ free Germ free Aumento del grasso accumulato 43% in meno di grasso accumulato

10 Lo Studio SCOPO DELLO STUDIO 1) Confrontare la diversità del microbiota intestinale nei pazienti obesi (T0) rispetto a quello dei pazienti-controllo normopeso (C) 2) Analizzare il microbiota dopo intervento chirurgico a T3 3) Confrontare: T0 vs C T0 vs T3 T3 vs C 4) Analizzare i risultati ponderali (BMI e %EWL)

11 Materiali e Metodi Criteri di inclusione: 1) Raccolta - popolazione del campione obesa: linee di feci guida ed invio internazionali ghiaccio della al Laboratorio Chirurgia di Bariatrica Microbiologia Avanzata c/o Burlo e del questionario alimentare - popolazione normopeso: BMI<30 Kg/m 2, età 18-65aa 2) Interventi Bariatrici: Bypass Gastrico e Sleeve Gastrectomy Criteri di esclusione: -3) per Analisi entrambe Microbiologica le popolazioni: ed analisi presenza dei risultati di MICI, antibioticoterapia in atto o pregressa (entro 1 mese dall arruolamento), pregressi interventi di resezione intestinale

12 Microbiota e Chirurgia Bariatrica Sleeve Gastrectomy Alimenti Transito accelerato di cibo indigerito Modificazione dietetica Acidi biliari Modificazione della composizione degli ac. biliari primari e secondari

13 Risultati Risultati Ponderali Periodo di studio: marzo 2016-settembre 2016 > 40 Il BMI Pazienti medio arruolati: a tre mesi 12 obesità morbigena dall'intervento - 6 obesi e 6 normopeso è passato da 42,34 Caratteristiche Kg/m 2 a 34,43 della popolazione Kg/m ,9 obesa: obesità grave - Età media: Genere: M:2, F: ,9 - BMI medio: Kg/m 2 obesità moderata La - Comorbidità: media dell'eccesso gonartrosi, di peso prediabete, iperinsulinismo 25-29,9 perso è stata ipertensione del 45,86%. e OSAS sovrappeso Interventi chirurgici: 6-3 Bypass Gastrico e 3 Sleeve Gastrectomy 18,5-24,9 normopeso

14 Risultati microbiota Obesi pre-intervento (T0) vs Controlli magri 100% 8% 80% 60% 32% NW 86% 40% 20% 0% OB 74% Firmicutes Bacteroidetes ob nw Alcuni studi hanno mostrato che la degradazione metabolica di una determinata sorgente di energia è maggiore con Firmicutes che con Bacteroidetes, con conseguente maggiore assorbimento di calorie e quindi maggior guadagno di peso

15 Risultati microbiota Obesi (T0) vs Obesi operati (T3) vs Controlli magri OB PS NW Nei pazienti obesi a 3 mesi dall'intervento chirurgico il rapporto Firmicutes/Bacteroidetes tende a diminuire, avvicinandosi al rapporto medio presente nei soggetti normopeso

16 Phyla Proteobacteria a T0 OB NW j Proteobacteria Il potenziale obesogenico di questa Phyla è stato identificato in uno studio in topi germfree Fei and Zhao, 2013

17 Furet et al., 2010; Graessler et al., 2013; Zhang et al., 2009 ; Liou et al., 2013 Phyla Proteobacteria a T3 GBP SVG OB PS I nostri risultati sono in accordo con dati in letteratura che mostrano un'espansione dei Proteobacteria poco dopo BPG, j sia negli esseri umani che in topi Il GIT di pazienti che subiscono BPG può essere esposto ad una condizione aerobia transitoria che potrebbe favorire l espansione di Proteobacteria.

18 α-diversità L'alfa-diversità, descrive il numero di specie ed il grado di ripartizione delle abbondanze tra le singole specie di una comunità Nei soggetti obesi, rispetto a quelli normopeso, c è una disbiosi, ovvero un' alterazione della composizione del microbiota in termini sia di qualità di batteri presenti sia di variabilità di specie. j La disbiosi presenta: - ridotto numero di batteri che producono SCFA e butirrato Questa condizione è negativa in quanto gli SCFA rafforzano la barriera intestinale e il sistema immunitario nella difesa dagli agenti patogeni. - aumento di micro-organismi dannosi Batteri che producono lipopolisaccaride (LPS), un endotossina che può causare infiammazione Okeke et al., 2014

19 α-diversità j

20 Risultati Questionario Alimentare Popolazione di controllo Proteine Frutta Verdura Obesi T0 Grassi saturi Bevande zuccherate Obesi operati T3 Proteine Frutta Verdura Grassi saturi Bevande zuccherate Proteine Frutta Verdura Grassi saturi Bevande zuccherate L apporto di carboidrati è risultato costante

21 Il nostro studio ha mostrato che: Conclusioni Il microbiota intestinale del paziente obeso presenta un aumento del rapporto Firmicutes/Bacteroidetes Il by-pass gastrico e la sleeve gastrectomy: riduzione del peso migliorare se non addirittura risolvere le comorbidità favorire il cambiamento del microbiota intestinale già dopo 3 mesi La precocità del cambiamento del microbiota post-intervento è un dato nuovo, con ancora scarso riscontro in letteratura.

22 Conclusioni La combinazione di chirurgia bariatrica e l aderenza al protocollo dietetico rappresenta un binomio notevolmente efficace per consentire già a 3 mesi dall'intervento il cambiamento del microbiota intestinale alterato e per ottenere una perdita di peso corporeo rilevante.

23 Limiti dello studio 1. Piccole dimensioni del campione 2. Comorbidità differenti 3. I questionari hanno un elevato fattore di soggettività

24 Nuove prospettive Conoscere la composizione del microbiota pre-chirurgico potrà predire se un obeso avrà una significativa perdita ponderale e se la manterrà nel tempo? Identificare i batteri che influenzano positivamente la perdita di peso come terapia per la recidiva ponderale post-chirurgica Sviluppo di nuovi target e di strategie integrate per modulare il microbiota al fine di migliorare o anche risolvere l obesità, il diabete e la sindrome metabolica

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