Veränderungen in der neurohumoralen Energiehomöostase bei Patienten mit Leberzirrhose und transjugulärem intrahepatischen portosystemischen Stent- Shunt (TIPSS) nach enteraler und parenteraler Ernährung

Abstract

Einleitung: Bei Patienten (Pat.) mit Leberzirrhose (LCI) führt die Anlage eines TIPSS zum Abfluss intestinalen Blutes ohne Passage der Leber mit ihrem First Pass-Effekt. Über den via TIPSS geschaffenen Zugang zum intestinalen Stromgebiet analysierten wir die Freisetzung relevanter Neuropeptide für die Regulation der Energiehomöostase im arteriellen, periphervenösen und mesenterialvenösen Strombett zur Detektion relevanter Unterschiede im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe (KG). Methodik: Zehn Pat. mit LCI (9 x CHILD A, 1 x CHILD B) und TIPSS wurde Blut aus der Vena mesenterica superior, Arteria radialis und einer Armvene 0,15,30,60,120,240,255,270,285 und 300 min. nach oraler Gabe einer Standardtrinknahrung gewonnen. Nach 240 min. wurde eine parenterale Ernährung über eine Stunde verabreicht. Glukose (GL), Insulin (IN), C-Peptid (CP), Glukagon (GLK), Freie Fettsäuren (FFS), Leptin (LP), Adiponektin (Ap) und PeptidYY3-36 (PYY) wurden bestimmt. Zur weiteren metabolischen Charakterisierung wurden eine bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) sowie eine indirekte Kalorimetrie durchgeführt. Als KG dienten zehn Gesunde (gematched nach Geschlecht, Alter, BMI). Ergebnisse: Die Körperzellmasse (BCM) zeigte niedrigere Werte für die LCI-Gruppe (29 (kg) ± 5 vs. KG: 35 ± 5, p<0,027). Der respiratorische Quotient (RQ) lag bei LCI niedriger (NW: 0,75 ± 0,05 vs. KG: 0,84 ± 0,09, p<0,019). Die LCI-Gruppe wies höhere NW für FFS (31,7 (mg/dl) ± 10,4 vs. KG: 16,4 ± 4,8, p<0,002), GLK und IN auf (GLK: 87 (pg/ml) ± 12 vs. KG: 39,8 ± 14,2, p<0,014; IN: 18,3 (µlU/l) ± 11,6 vs. KG: 6,5 ± 4,0, p<0,016). Auf Nahrungszufuhr reagierte die LCI-Gruppe mit einer überschießenden IN- und GL-Antwort sowie einem Absinken der FFS- und GLK-Spiegel. CP und Ap zeigten bei LCI höhere Werte (NW Ap (µg/ml): LCI: 10,4 ± 4,6 vs. KG: 5,8 ± 2,5, p<0,016). Für LP und PYY fanden sich bei LCI vs. KG keine signifikant unterschiedlichen Spiegel. Sämtliche Parameter wiesen keine signifikanten Konzentrationsunterschiede in den verschiedenen Strombetten auf. Schlussfolgerungen: Patienten mit LCI zeigen bereits in frühen Erkrankungsstadien eine erniedrigte BCM, eine hypermetabole Stoffwechsellage mit gesteigerter FS-Oxidation, IN-Resistenz und überschießender IN-Antwort auf Kalorienzufuhr. Einige relevante Neuropeptide der Energiehomöostase sind bei LCI signifikant erhöht (Ap, CP). PYY-Spiegel zeigen keine signifikanten Unterschiede zwischen LCI und KG und eignen sich damit nicht als „Anorexie“-Marker für frühe Stadien der Malnutrition. Unter Kalorienzufuhr verändern sich die Spiegel bei LCI und KG weitgehend identisch. Es existiert keine unterschiedliche Freisetzungskinetik der Neuropeptide im intestinalen und peripheren Gewebe. In der Ursachendiskussion sind das Shuntphänomen bei TIPSS sowie die verminderte hepatische Clearance zu berücksichtigen.

Introduction: Liver cirrhosis (LCI) is a consumptive disease and associated with severe metabolic changes. We investigated selected neuropeptides which act as important regulators of the neurohumoral energy homeostasis and their response to application of (par)enteral nutrition. All patients had been treated by TIPSS, which established us an access to the mesenteric vessels. Therefore we analysed whether there is a difference in the release of neuropeptides from peripheral versus intestinal adipose tissue. Methods: Blood samples from 10 patients with LCI (CHILD A (9), CHILD B) and TIPSS were taken via Vena mesenterica superior, Arteria radialis and a cubital vein at 0,15,30,60,120,240,255,270,285 and 300 minutes respectively after an oral supplement had been administered. After 240 minutes parenteral nutrition was applied for one hour. Glucose (GL), Insulin (IN), C-Peptide (CP), Glucagon (GLK), Free Fatty Acids (FFS), Leptin (LP), Adiponectin (Ap) and PeptideYY3-36 (PYY) were measured. Energy expenditure was determined by indirect calorimetry, body composition by bioelectrical impedance analysis (BIA). Ten healthy individuals (matched by age, sex, BMI) served as control group (KG). Results: Patients showed decreased body cell mass (BCM; 29 (kg) ± 5 vs. KG: 35 ± 5, p<0,027) and a lower respiratory quotient (baseline: 0,75 ± 0,05 versus KG: 0,84 ± 0,09, p<0,019). Fasting levels of FFS, GLK and IN were increased in patients (FFS: 31,7 (mg/dl) ± 10,4 vs. KG: 16,4 ± 4,8, p<0,002, GLK: 87 (pg/ml) ± 12 vs. KG: 39,8 ± 14,2, p<0,014; IN: 18,3 (µlU/l) ± 11,6 vs. KG: 6,5 ± 4,0, p<0,016). Substitution of nutrition resulted in a decrease of FFS- and increase of GL-levels. CP and Ap levels were higher in patients (baseline Ap (µg/ml): 10,4 ± 4,6 vs. KG: 5,8 ± 2,5, p<0,016), whereas LP and PYY levels showed no difference. None of all measured neuropeptides showed significant differences in mesenterial, peripheralvenous or arterial blood. Conclusion: Patients with LCI exhibit loss of muscle mass (reduced BCM) already in early stages of the disease. CP, CCK and Ap levels are elevated in LCI. PYY levels show no significant difference compared to KG, therefore PYY is no useful marker to detect early stages of malnutriton. Changes in FFS and GL levels following application of (par)enteral nutrition do not influence neuropeptide levels. No significant difference between patients and KG was observed regarding the release of neuropeptides from peripheral or visceral adipose tissue. This may be attributed to a reduced hepatic clearance as well as shunting via TIPSS.