Einfluss der bariatrischen Chirurgie auf die prä- und postoperativen Konzentrationen von VEGF und Apelin-12 im Serum von Adipositas-Patienten

Abstract

Die Adipositas ist ein weltweit rasant zunehmendes Krankheitsbild. Die bariatrische Chirurgie ermöglicht es, Körpergewicht und Masse des weißen Fettgewebes nachhaltig zu reduzieren und das gesundheitliche Risiko Adipositas-assoziierter Komorbiditäten zu senken. Einhergehend mit dem Gewichtsverlust der Patienten nach bariatrischer Operation, verändern sich außerdem die Konzentrationen der vom Fettgewebe freigesetzten Adipokine. Diese spiegeln die durch den Eingriff angestoßenen metabolischen Veränderungen wider und sind Ausdruck von Wachstum und Reduktion des Fettgewebes. Zwei wichtige Adipokine sind VEGF-A und Apelin-12. VEGF-A ist ein Angiogenese-stimulierendes Adipokin, welches die Gefäßneubildung im wachsenden Fettgewebe fördert. Adipositas scheint stark mit erhöhten Serumkonzentrationen dieses Peptidhormons verbunden zu sein. Zudem ist VEGF-A an der Angiogenese wachsender Tumore beteiligt. Apelin-12 ist ein Peptidhormon, welches eine inhibierende Wirkung auf die Adipogense besitzt. Es könnte ein Gegenspieler des VEGF sein. Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, ob die bariatrische Chirurgie direkten Einfluss auf die Serumkonzentrationen von VEGF und Apelin-12 ausübt. Darüber hinaus wird analysiert, ob die Änderung der Serum-Adipokin-Konzentrationen mit der des Patienten-BMI korreliert. Auf Grundlage der in-vitro-Adipogenese von LiSa-2-Zellen wird ermittelt, welchen Einfluss in-vitro Adipokine auf die Adipogenese haben. Abschließend soll beurteilt werden, ob die Adipokine VEGF-A und Apelin-12 im Serum adipöser Patienten geeignete Parameter sind, um den Erfolg der bariatrischen Chirurgie zu evaluieren. 30 morbid adipöse Patienten, welche bariatrisch operiert wurden, sind in diese Studie eingeschlossen. Sie erhielten entweder eine Magenbypass-Operation oder eine Schlauchmagen-Operation. Die Blutserumproben wurden präoperativ sowie 6, 12 und 24 Monate nach Operation akquiriert. Die Konzentrationen von VEGF-A und Apelin-12 wurden mithilfe eines spezifischen ELISAs ermittelt. Die Wirkung des VEGF-A, eines VEGF-Inhibitors sowie des Apelin-12 auf die Adipozytendifferenzierung wurde durch in-vitro-Adipogenese von Liposarkomzellen (LiSa-2) anhand von Western Blots und Oil-Red-O-Adipozyten-Färbungen analysiert. Nach bariatrischer Operation sinkt die VEGF-A-Konzentration im Serum der Patienten signifikant, während die Serumkonzentration des Apelin-12 signifikant ansteigt. Der Body Mass Index (BMI) nimmt postoperativ signifikant ab. Es besteht ein signifikant positiver Zusammenhang zwischen VEGF-A und dem BMI, während Apelin-12 keinen signifikanten Zusammenhang mit dem BMI aufweist. Es zeigte sich sowohl in Western Blots, als auch Oil-Red-O-Färbungen ein stimulierender Einfluss von VEGF-A auf die in-vitro-Adipogenese. Apelin-12 zeigt ebenso wie ein VEGF-A-Inhibitor einen hemmenden Einfluss auf die Adipogenese. Die aktuelle Studienlage deutet an, dass die Zunahme des Serum-Apelin-12 mit einem Rückgang von Insulinresistenz und einer Konsolidierung des Diabetes mellitus Typ 2 bei Adipositas assoziiert ist. In Zusammenschau scheint es sinnvoll, Serum-VEGF-A in die Evaluierung des Erfolgs der bariatrischen Chirurgie mit einzubeziehen.

Obesity rapidly becomes more prevalent worldwide. Bariatric surgery sustainably reduces bodyweight and mass of white fat tissue and decreases risk of obesity-associated comorbidities. The patient’s weight loss after bariatric surgery is accompanied by dramatic changes in the concentrations of adipokines secreted by fat tissue, reflecting metabolic changes including the growth and reduction of fat tissue. Two important adipokines are VEGF-A and apelin-12. VEGF-A stimulates angiogenesis, supporting the formation of blood vessels in expanding fat tissue. Obesity seems to be strongly correlated with elevated serum levels of VEGF-A. Moreover, VEGF-A is participating in the blood vessel growth in tumours. Apelin-12 is an adipokine that has an inhibiting effect on adipogenesis. It could possibly be an opponent of VEGF-A. Aim of this study is to analyse, if bariatric surgery directly influences serum concentrations of VEGF-A and apelin-12 in obese patients. Additionally, it is analysed if serum concentrations of VEGF-A and apelin-12 correlate with the change in patient’s post-surgical BMI. Based on in-vitro-adipogenesis of LiSa-2 cells, we look at the influence of these peptide hormones on the adipocyte differentiation. Finally, it is assessed if the adipokines VEGF-A and apelin-12 in the serum of obese patients are suitable parameters to evaluate the success of bariatric surgery. 30 morbidly obese patients who received bariatric surgery were examined. They either underwent gastric bypass surgery or a sleeve gastrectomy. Blood samples were obtained preoperatively and 6, 12 and 24 months after surgery. Concentrations of VEGF-A and apelin-12 were measured with a specific ELISA for each hormone respectively. The effect of VEGF-A, a VEGF-Inhibitor and apelin-12 on adipocyte differentiation was analysed by in-vitro-adipogenesis of liposarcoma cells (LiSa-2) based on western blots and oil-red-o staining. After bariatric surgery VEGF-A concentrations decreased significantly. Serum concentrations of apelin-12 significantly increased. Post-surgery, the body mass index (BMI) dropped significantly. A significant and positive correlation between BMI and VEGF-A was found whereas apelin-12 and BMI show no significant correlation. In western blots as well as oil-red-o staining a stimulating effect of VEGF-A on in-vitro-adipogenesis became evident. Apelin-12, as much as a VEGF-A inhibitor show an inhibiting influence on adipogenesis. An increase of serum apelin-12 is associated with a decline in insulin resistance and a consolidation of Diabetes mellitus Type 2 in obesity but further research is necessary. Considering the risks associated with elevated serum VEGF-A it seems reasonable to include this peptide hormone into the success evaluation of bariatric surgery.