Non-obez dişi sıçanlarda sleeve gastrektominin oluşturduğu endokrin ve gastrointestinal değişikliklere östrojen reseptör agonistlerinin etkileri
The effects of estrogen receptor agonists on endocrine and gastrointestinal changes caused by sleeve gastrectomy in non-obese female rats
Yazar: KHAYYAM BABAYEV
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÜMİT UĞURLU
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Genel Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Genel Cerrahi = General Surgery
Dizin: Gastrektomi = Gastrectomy ; Gastrinler = Gastrins ; Leptin = Leptin ; Obezite cerrahisi = Bariatric surgery ; Obezite-morbid = Obesity-morbid ; Reseptörler-östrojen = Receptors-estrogen ; Sıçanlar = Rats ; Östrojen antagonistleri = Estrogen antagonists ; Östrojenler = Estrogens

Özet:
Amaç: 

Günümüzde obezite ve ilişkili komorbiditelerin tedavisi için bariatrik cerrahi artan sıklıkla uygulanmaktadır. Bariatrik cerrahi yapılan hastaların yaklaşık % 80'inden fazlası kadındır ve kadınların yaklaşık yarısı peri/postmenopozal dönemdedir. Leptin, glukagon benzeri peptid-1 (GLP-1) ve östrojen, iştahın fizyolojik düzenleyicileridir. Bir ob gen ürünü olan leptin, tokluk ve enerji harcamalarının kontrolünde görevlidir. Bir bağırsak incretin hormonu olan GLP-1, gastrik boşalmayı engeller, iştahı ve yiyecek alımını azaltır. Benzer şekilde, güçlü bir anorektik hormon olan östrojen, iştahın düzenlenmesi ve adipoz dokunun dağılımında leptin-benzeri etkilere sahiptir. Çeşitli çalışmalar, sleeve gastrektomi (SG) sonrasında serum leptin düzeylerinin düştüğünü, GLP-1 düzeylerinin ise arttığını göstermiştir. Bu çalışmanın amacı, sıçanlarda overektomiye bağlı östrojen yokluğunun, SG uygulanmasının ve  östrojen ya da östrojen agonistleri (ER) ile tedavinin midedeki leptin ve GLP-1 düzeylerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.

Materyal ve Metod: 
Obez olmayan Sprague-Dawley sıçanlar (n=128) ikiye ayrılarak, bilateral overektomi (OVx) veya laparotomi ile Sham-OVx yapıldı. Sekiz hafta sonra, her iki gruptaki sıçanlarda SG veya Sham-SG (laparotomi) yapıldı.  OVx+SG, Sham-OVx+SG, OVx+Sham-SG ve Sham-OVx+Sham-SG grupları tekrar 4 alt-gruba ayrılıp, 3 hafta boyunca 17-β östradiol benzoat (E2) veya ERα (PPT, propil pirazol triol) veya ERβ (DPN, diariloropiyonitril) agonisti (1mg/kg/gün) veya taşıyıcı ile tedavi edildiler. Tedavileri takip eden 3. hafta sonunda sıçanlar sakrifiye edildi. Sakrifikasyon öncesi hayvanlara stres testi (zorlu yüzme testi) yapıldı, ince barsak transiti ölçüldü. Sakrifikasyon sırasında biyokimya için kan örneği, histopatolojik inceleme ve immunohistokimyasal değerlendirme için mideden doku örnekleri alındı. Midelerinde leptin ve GLP-1 düzeyleri ELISA ile ölçüldü.Mide morfolojisi ışık mikroskobik ve taramalı elektron mikroskobik düzeyde değerlendirildi. Mide mukozasındaki G hücrelerinin dağılımı gastrin immünhistokimya ile değerlendirildi. İstatistiksel değerlendirme ANOVA ve Student's t-testi ile yapıldı. 

Bulgular: 
Menopoz geliştiğini doğrulayacak şekilde, Sham-OVx grupları ile kıyaslandığında tüm OVx gruplarında östradiol düzeyleri düşük bulunmuştur (p<0.01-0.001). Gruplarda OVX ya da SG'nin barsak motilitesi üzerine etkisi gösterilememiştir. OVX gruplarında  ERα ve ERβ agonistleri ile tedavi edilenlerde, motilite azalma eğilimi gösterse de, istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Midede leptin ve GLP-1 düzeylerinin Sham-SG yapılmış OVx gruplarında tüm Sham-OVx gruplarına göre arttığı (p<0.001), fakat E2 ile östrojen replasmanı yapılan OVx+Sham-SG grubunda bu artışın daha az olduğu izlendi. Buna karşın, SG ile mide dokusu azalmış olan OVx sıçanlarda mide leptin ve GLP-1 düzeyleri anlamlı olarak düşük ölçüldü (p<0.001). Mide GLP-1 seviyesi E2 tedavisi , ERα ve ERβ agonist tedavileri sonrası artmıştır (p<0.001). SG yapılan sham-ovx grubunda ERβ agonisti GLP-1 düzeyini yükseltmiştir (p<0.001). OVX yapılmış gruplarda daha fazla olacak şekilde, tüm SG gruplarında mide mukozasının inceldiği ve yer yer yüzey epitelyumunda dökülme ve G hücre yoğunluğunda azalma olduğu gözlendi. Buna karşın E2/ER agonistleri ile tedavinin mide mukozasındaki incelmeyi ve yüzey epitelyumundaki dökülmeyi orta düzeyde düzelttiği ve G hücreleri yoğunluğunu da arttırdığı gözlendi.

Sonuç: 
Çalışmanın sonuçları, midede GLP-1 ve leptin düzeylerinin östradiol yokluğunda artış gösterdiğini, mide küçültücü SG'nin ise midenin bu endokrin yanıtını azalttığını ortaya koymuştur. Serum östradiolü ile midedeki iştah düzenleyici hormonların ekspresyonları arasındaki bu zıt ilişkinin ileri çalışmalarla araştırılarak post-menopozal obez hastalardaki klinik önemi  ortaya konmalıdır. Ayrıca, OVX gruplarında mide mukozasının hasarlandığı ve gastrin  üreten hücre sayısının azaldığı, SG ile bu hasarın ve G hücresindeki azalmanın daha fazla olduğunu ortaya konmuştur. Cerrahi karar alırken, SG'nin menapoz-sonrası dönemde artmış mide mukoza hasarına, G hücresi kaybına ve gastrin eksikliğine bağlı mide fonksiyon bozukluklarına neden olabileceği dikkate alınmalıdır.

Anahtar Kelimeler: Sleeve gastrektomi, östrojen, leptin, GLP-1, gastrin

Abstract:
Objective:
Sleeve gastrectomy (SGx) is performed for treatment of obesity and its related comorbidities. More than 80% of the patients receiving bariatric surgery are women, and nearly half of the women patients are at the peri/postmenopausal period. Leptin, glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and estrogen are physiological regulators of appetite. Leptin, an ob gene product, has functions on control of satiety and energy expenditure. GLP-1, a gut incretin hormone, inhibits gastric emptying, reduces appetite and food intake. Estrogen has leptin-like functions on body weight and, adipose tissue distribution. The aim of this study is to investigate effects of sleeve gastrectomy (SGx), estrogen and estrogen reseptor agonists on gastric leptin and GLP-1 levels in pre/post-menopausal periods.

Methods:
Non-obese female Sprague-Dawley rats (n=128) underwent bilateral ovariectomy (OVX) and sham-OVX. At the 8th week, each of the 2 groups was further randomized to sleeve gastrectomy (SG) and sham-SG groups. OVx + SG, Sham-OVx + SG, OVx + Sham-SG and Sham-OVx + Sham-SG groups were divided into 4 subgroups and treated with 17-β estradiol benzoate (E2) or ERα (PPT, propyl pyrazole triol ) or ERβ (DPN, diarylorupionitrile) agonist (1 mg / kg / day) or vehicle. At the end of the 3th week following treatment, the rats were sacrificed. Before sacrification, animals were subjected to stress test (forced swimming test), small bowel transit was measured.Blood samples for biochemistry and gastric tissue samples for histopathological examination were taken during sacrification.Leptin and GLP-1 levels in stomach tissue were measured by ELISA. Stomach morphology was evaluated at light microscopic and scanning electron microscopic level. Gastric mucosal G cell distribution was assessed by gastrin immunohistochemistry. ANOVA and Student's t-tests were performed for statistical analysis



Results:    
 
As confirming that menopause develops, oestradiol levels were found to be low in all OVx groups when compared to Sham-OVx groups (p<0.01-0.001).Effect of OVX or SG on bowel motility couldn't be shown. Despite a slower intestinal transit in the OVX group treated with ERα ve ERβ agonist, no statistically significant difference. It was observed that leptin and GLP-1 levels in the stomach increased in the OVx groups with underwent Sham-SG compared to all Sham-OVx groups (p<0.001), but it was observed that this increase was less in the OVx + Sham-SG group where estrogen replacement was performed with E2. On the other hand, gastric leptin and GLP-1 levels were significantly lower in OVx-SG rats (p<0.001). GLP-1 level in the stomach tissue was increased after E2, ERα and ERβ agonist treatments (p<0.001). ERβ agonist increased the GLP-1 level in the SG made sham-ovx group (p<0.001). In the OVX made groups, the epithelium of the gastric mucosa of all SG groups was thinner and somewhere spilled and a decrease in G cell density. However, it was observed that treatment with E2 / ER agonists corrected the thinning of gastric mucosa and the density of G cells also increased.



Conclusion:
The results of the study showed that the levels of GLP-1 and leptin levels increased in the absence of estradiol,but  SG decreased this endocrine response. This contradiction between the  serum estradiol and the expression of appetite-regulating hormones should be investigated advanced research and the clinical significance in postmenopausal obese patients should be established. It has also been shown that the gastric mucosa is damaged in the OVX group and With SG, this damage and the decrease in G cell were found to be more. It should be taken into consideration that, when the surgery is decided, SG may cause gastric mucosal damage in postmenopausal period, gastric dysfunction due to G cell loss and gastrin deficiency.

Keywords: Sleeve gastrectomy, estrogen, leptin, GLP-1, gastrin