IL MICROBIOTA INTESTINALE NELLA CHIRURGIA BARIATRICA · Trapianto di feci di topi obesi 43% in meno...
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IL MICROBIOTA INTESTINALE
NELLA CHIRURGIA BARIATRICA
U.C.O. Chirurgia Generale – Trieste
Dott.ssa Martina Guerra
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Microbiota intestinale
Fino a 100 trilioni di cellule (1013-1014)
Soprattutto Gram + e anaerobi
Composizione unica per ciascun
individuo e variabile tra individui
Stabile dopo il primo anno di età
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Microbiota intestinaleFirmicutes (Gram +), Bacteroidetes (Gram -)
e Actinobacteria (Gram +) rappresentano più
del 90% dei batteri intestinali
Nel paziente
normopeso c’è
prevalenza dei
Bacteroidetes sui
Firmicutes
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‘ 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
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DIETA VEGETARIANA
(cereali, legumi frutta e verdura)
Firmicutes
Bacteroidetes
Adeguamento funzionale del microbiota per la digestione di
cibo drasticamente diversoHildebrandt et a. 2009
DIETA CALORICA
(carne, uova e formaggi)
Δt
Ruolo della dieta
Bacterioidetes
Firmicutes
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Ruolo centrale del microbiota
nel deposito di grasso/OBESITA’
DIETA
IPERCALORICA
Convenzionali
Germ free
Backhed et al. 2007
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DIETA
NORMOCALORICA
Convenzionali
Convenzionali
TRAPIANTO DI FECI di topi indotti obesi
Cross talk microbiota/OBESITA’
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Microbiota e obesitàObesi (animali e umani) hanno una prevalenza di
Firmicutes (G +) e una riduzione di Bacteroidetes (G -) e in
generale una minore biodiversità rispetto ai soggetti magri
Microbiota e
Chirurgia BariatricaLa chirurgia bariatrica migliora l’assetto
ponderale,ormonale, metabolico e
infiammatorio.
Dopo chirurgia si riduce
Firmicutes/Bacteroides ratio (come i
soggetti non obesi)
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Microbiota e Chirurgia Bariatrica
Germ free Germ free
Trapianto di feci
di topi sottoposti
a bypass gastrico
Trapianto di feci di
topi obesi
43% in meno di
grasso
accumulato
Aumento del grasso
accumulato
Vs
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Lo StudioSCOPO 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)
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Materiali e Metodi
Criteri di inclusione:
- popolazione obesa: linee guida internazionali della Chirurgia
Bariatrica
- popolazione normopeso: BMI<30 Kg/m2, età 18-65aa
Criteri di esclusione:
- per entrambe le popolazioni: presenza di MICI, antibioticoterapia in
atto o pregressa (entro 1 mese dall’arruolamento), pregressi interventi
di resezione intestinale
1) Raccolta del campione di feci ed invio in ghiaccio al Laboratorio di
Microbiologia Avanzata c/o Burlo e del questionario alimentare
2) Interventi Bariatrici: Bypass Gastrico e Sleeve Gastrectomy
3) Analisi Microbiologica ed analisi dei risultati
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Microbiota e Chirurgia Bariatrica
Acidi biliari
•Modificazione
della
composizione
degli ac. biliari
primari e
secondari
Sleeve
Gastrectomy
Alimenti
•Transito
accelerato di cibo
indigerito
•Modificazione
dietetica
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Risultati
• Periodo di studio: marzo 2016-settembre 2016
• Pazienti arruolati: 12
- 6 obesi e 6 normopeso
• Caratteristiche della popolazione obesa:
- Età media: 42.17
- Genere: M:2, F:4
- BMI medio: 42.34 Kg/m2
- Comorbidità: gonartrosi, prediabete, iperinsulinismo
ipertensione e OSAS
• Interventi chirurgici: 6
- 3 Bypass Gastrico e 3 Sleeve Gastrectomy
Risultati Ponderali
18,5 - 24,9
normopeso
> 40
obesità morbigena
35 - 39,9
obesità grave
30- 34,9
obesità moderata
25 - 29,9
sovrappeso
Il BMI medio a tre mesi
dall'intervento è passato da
42,34 Kg/m2 a 34,43 Kg/m2.
La media dell'eccesso di peso
perso è stata del 45,86%.
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0%
20%
40%
60%
80%
100%
Firmicutes
Bacteroidetes
32%
74%
8%
86%
ob nw
Risultati microbiota
Obesi pre-intervento (T0) vs Controlli magri
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
OB
NW
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Risultati microbiota
Obesi (T0) vs Obesi operati (T3) vs Controlli magri
Nei pazienti obesi a 3 mesi dall'intervento chirurgico il rapporto
Firmicutes/Bacteroidetes tende a diminuire, avvicinandosi al rapporto medio
presente nei soggetti normopeso
OB
NW
PS
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Fei and Zhao, 2013
jProteobacteria
Phyla Proteobacteria a T0
Il potenziale obesogenico di questa Phyla è stato identificato
in uno studio in topi germfree
OB
NW
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Furet et al., 2010; Graessler et al., 2013; Zhang et al., 2009 ; Liou et al., 2013
j
I nostri risultati sono in accordo
con dati in letteratura che
mostrano un'espansione dei
Proteobacteria poco dopo BPG,
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.
Phyla Proteobacteria a T3
SVG
GBP
OB
PS
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j
α-diversitàL'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.
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
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j
α-diversità
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Risultati
Questionario Alimentare
Proteine
Frutta
Verdura
Grassi saturi
Bevande
zuccherate
Popolazione di controllo Obesi T0
Proteine
Frutta
Verdura
Grassi saturi
Bevande
zuccherate
Obesi operati T3
Grassi saturi
Bevande
zuccherate
Proteine
Frutta
Verdura
L’apporto di carboidrati è risultato costante
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Conclusioni
Il nostro studio ha mostrato che:
• 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.
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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.
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Limiti dello studio
1. Piccole dimensioni del campione
2. Comorbidità differenti
3. I questionari hanno un elevato fattore
di soggettività
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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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