De relatie tussen korte keten vetzuren en de darmflora

Onderzoek wijst op de microbiota als zijnde een belangrijke factor in de
pathofysiologie van obesitas en gerelateerde aandoeningen. Er zijn zowel
qualitatieve als quantitatieve verschillen gevonden in microbiota tussen magere
en obese individuen en diabeten en niet-diabeten welke op zijn beurt
verschillende processen blijken te beïnvloeden zoals het ontrekken van energie
uit voedsel, de darm permeabiliteit en systemische inflammatie in zijn geheel.
Gesuggereerd wordt derhalve dat (qualitatieve en quantitatieve) verschillen in
microbiota een belangrijke rol spelen in de ontwikkeling van obesitas en
gerelateerde aandoeningen. Bovendien is gebleken dat bacterie- vrije muizen
beschermt zijn tegen de ontwikkeling van obesitas zodra zij een westers dieet
nuttigen. Belangrijk hierbij zijn de producten van de microbiota, de korte
keten vetzuren, langs het metabolisme van de gastheer beïnvloed wordt. Echter
een gedetailleerd inzicht in het korte keten vetzuren metabolisme en de
uitwisseling ervan tussen de abdominale organen in de mens ontbreekt nog steeds
en de relatie microbiota- gastheer metabolisme blijft grotendeels onduidelijk.

Het doel van deze studie is meer inzicht krijgen in het korte keten vetzuren
metabolisme aangezien dit belangrijk is bij het begrijpen van de interactie
tussen microbiota en gastheer metabolisme.
Hierbij willen wij met name verduidelijken welke abdominale organen bijdragen
aan de productie dan wel opname van korte keten vetzuren in de mens.

Dit betreft een cross-sectionele beschrijvende studie.
Voor deze studie zullen patiënten die een pancreatico duodenectomie zullen
ondergaan worden geworven op de polikliniek in het academisch ziekenhuis te
Maastricht. Nadat de ondezoeker deze patiënten informatie hebben verstrekt mbt
dit onderzoek, zullen zij gevraagd worden te participeren. Patienten zullen
ruim de tijd krijgen mogelijke vragen te stellen. Op het moment dat alles
duidelijk is voor de patient zal informed consent worden verkregen. Patienten
nemen geheel vrijwillig deel aan dit onderzoek en kunnen hun deelname aan deze
studie op elk gewenst moment beeindigen indien zij dit wensen te doen met dan
wel zonder opgaaf van rede, zonder enige gevolgen.

Om de bijdrage van de verschillende abdominale organen aan de productie dan wel
opname van de korte keten vetzuren te bepalen in patiënten die een pancreatico
duodenectomie ondergaan zal in dit onderzoek bloed worden verkregen uit de
volgende bloedvaten: the portal vein, hepatic vein, superior mesenteric vein,
inferior mesenteric vein, splenic vein, renal vein en de radial artery.
Vervolgens zullen de arterieveneuze verschillen (ΔAV) en de fluxes (flow x ΔAV)
worden berekend aangezien dit een quantitatieve meting van de bijdrage van de
abdominale organen aan de productie dan wel opname van korte keten vetzuren
weergeeft.
Alle patiënten die zulke operaties ondergaan hebben standaard een arteriële
katheter. Voor ons gemakkelijk om zo arteriële bloedsamples te verkijgen.
Om bloed te kunnen verkrijgen uit de andere bloedvaten worden deze direct
aangeprikt door de chirurg zelf.
Er zal eenmaal 10ml arterieel bloed en 10ml intra- abdominaal bloed uit de
diverse bloedvaten worden afgenomen resulterende in een totaal van 70ml bloed
per patient voor dit onderzoek.
Alle bloedsamples zullen worden opgevangen in voorgekoelde EDTA bloedbuisjes en
heparine bevattende bloedbuisjes. Deze zullen onmiddellijk na afname worden
gecentrifugeerd op 3500rpm bij 4 graden Celsius gedurende 10 minuten. Het
plasma zal vervolgens worden overgebracht in ependorf cupjes en opgeslagen bij
-80 graden Celsius voor verder analyse. De bloed flow zal worden gemeten
middels intra-operative Duplex ultrasonography en de concentraties van de korte
keten vetzuren acetaat, butyraat en propionaat in de plasma samples zal worden
bepaald middels de techniek High Performance Liquid Chromatography- Mass
Spectrometry (HPLC- MS). Bovendien wordt 1 lever biopt en 1 twaalfvingerige
darm biopt verkegen tijdens de operatie wat de studie van het korte keten
vetzuren metabolisme in de darm- lever interactie toestaat in de mens.
De toegepaste methoden, dat wil zeggen arteriële bloedafname, intra abdominale
bloedafname en het verzamelen van de leverbioptjes zijn al in eerder onderzoek
toegepast zonder problemen voor de chirurgische procedure of de patiënten.
Bovendien zijn er geen extra risico*s voor de verzameling van de
twaalfvingerige darm bioptjes aangezien deze deel uitmaken van de
twaalfvingerige darm die sowieso bij deze operatie wordt verwijderd bij de
patiënten.

De arterioveneuze verschillen zullen als volgt worden berekend:
ΔAV PDV = [PV] - [A]
ΔAV Splanchnic area = [HV] - [A]
ΔAV IMV = [IMV] - [A]
ΔAV SMV = [SMV] - [A]
ΔAV SV = [SV] - [A]
ΔAV RV = [RV] - [A]

Fluxes zullen als volgt worden berekend:
F PDV = portal plasma flow*([PV]-[A])
F Splanchnic area = splanchnic plasma flow*([HV] - [A])
F Liver = F splanchnic - F PDV
F Colon = inferior mesenteric plasma flow*([IMV] - [A])
F Small intestine = superior mesenteric plasma flow*([SMV] - [A])
F Spleen = splenic plasma flow*([SV] - [A])
F Kidneys = renal plasma flow*([RV] - [A])

ΔAV = Arteriovenous differences
PDV = Portal drained viscera
A = Blood sample from arterial line
PV = Blood sample from portal vein
HV = Blood sample from hepatic vein
IMV = Blood sample from inferior mesenteric vein
SMV = Blood sample from superior mesenteric vein
SV = Blood sample from splenic vein
RV = Blood sample from renal vein

Positieve fluxes geven de productie van korte keten vetzuren weer terwijl
negatieve fluxes opname van de korte keten vetzuren weergeven.

De toegepaste methoden, dat wil zeggen arteriële bloedafname, intra abdominale
bloedafname en het verzamelen van de leverbioptjes zijn al in eerder onderzoek
toegepast zonder problemen voor de chirurgische procedure of de patiënten.
Bovendien zijn er geen extra risico*s voor de verzameling van de
twaalfvingerige darm bioptjes aangezien deze deel uitmaken van de
twaalfvingerige darm die sowieso bij deze operatie wordt verwijderd bij de
patiënten.

Hoewel de resultaten van dit project geen direct positief gevolg heeft voor de
betrokken patiënten, dragen de resultaten weldegelijk bij aan het begrijpen van
het korte keten vetzuren metabolisme en vormen daarmee een basis in het proces
van het ontrafelen van de relatie tussen de microbiota, korte keten vetzuren en
het energie- en substraatmetabolisme.
Toekomstige dieet geïnduceerde veranderingen in de microbiota zouden zowel de
darm als gastheer positief kunnen beïnvloeden.