Verbesserung der Lernleistung bei Patienten mit Adipositas nach bariatrischer Chirurgie - die Rolle des Leptins

Abstract

Einleitung: Adipositas wird in Verbindung mit einer schlechteren kognitiven Leistungsfähigkeit und einem erhöhten Risiko für die Entwicklung einer Alzheimer Demenz gebracht. Die vorliegende Arbeit befasst sich primär mit der Frage, ob bariatrische Chirurgie bei adipösen Personen zu einer besseren Lernleistung führt. Der Leptinplasmaspiegel ist bei Adipositas chronisch erhöht, was vermutlich zu einer zentralen Leptinresistenz führt und in einer eingeschränkten neuroprotektiven Wirkung des Leptins im Gehirn resultiert. Es wurde daher untersucht, ob ein erhöhter Leptinserumspiegel mit einer schlechteren Lernleistung assoziiert ist und ob es einen Zusammenhang zwischen möglicher Verbesserung der Lernleistung und Veränderung des Leptinspiegels infolge der Intervention gibt. Methodik: 26 adipöse Probanden wurden in die Interventionsgruppe (IG) und 27 in die Kontrollgruppe (KG) eingeschlossen. Zur Follow-up-Untersuchung nach 6 Monaten konnten noch 20 Interventionsprobanden und 17 Kontrollprobanden erfasst werden. Der jeweilige Untersuchungstermin bestand aus einer medizinischen Untersuchung und einer neuropsychologischen Testung. Unterschiede der Testergebnisse zwischen den Gruppen bei der Follow- up-Untersuchung wurden mittels ANCOVAs mit den Kovariaten „Alter“ und „Baseline-Testergebnis“ untersucht. Zusammenhänge zwischen den neurokognitiven Testleistungen und dem Leptinspiegel wurden anhand von partiellen Korrelationen mit der Kontrollvariable „Alter“ untersucht. Ergebnisse: 6 Monate postoperativ zeigte die IG im Vergleich zur KG keine signifikante Verbesserung der Lernleistung, lediglich innerhalb der IG verbesserte sich die Lernleistung signifikant im Vergleich zur Baseline-Untersuchung (p = ,016). Die IG zeigte bei der Follow-up-Untersuchung im Vergleich zur KG jedoch signifikante Verbesserung der Exekutivfunktionen (Interferenzleistung; p = ,032). Bei der Baseline-Untersuchung wurde ein signifikant negativer Zusammenhang zwischen dem Leptinspiegel und der Lernleistung beobachtet (r = -,411, p = ,009). Bei der Follow-up-Untersuchung wurde ein positiver Zusammenhang zwischen der Verbesserung in der Interferenzleistung und der Verringerung des Leptinspiegels verzeichnet (r = ,705, p = ,001). Im Rahmen der explorativen Untergruppenanalyse nach OP-Verfahren zeigte sich, dass der Roux-en-Y-Magenbypass (n = 7) im Vergleich zur Vertikale-Sleeve-Gastrektomie (n = 12) zu einer signifikant höheren Gewichtsabnahme führt, die mit einer Verbesserung von Exekutivfunktionen, Lernen und Gedächtnis einherging. Schlussfolgerungen: Es konnte keine Verbesserung der Lernleistung infolge von bariatrischer Chirurgie verzeichnet werden, jedoch zeigte sich eine Verbesserung der exekutiven Funktionen. Die vorliegenden Ergebnisse sollten nun in größeren Studien überprüft werden, dabei könnten insbesondere Studien mit Beobachtungszeiträumen über Jahrzehnte klären, ob bariatrische Chirurgie zur Senkung des Demenz-Risikos beiträgt. Der Einfluss des Leptins auf die Lernleistung konnte nicht abschließend geklärt werden. Möglicherweise persistierte die Leptinresistenz noch zum Zeitpunkt der Follow-up- Untersuchung, so dass Leptin seine neuroprotektive Funktionen nur eingeschränkt ausüben konnte. Daher wären genauere Untersuchungen von molekularen Mechanismen der Leptinresistenz und deren Reversibilität vonnöten.

Introduction: There is evidence that obesity leads to cognitive dysfunction and increases the risk of developing Alzheimer’s disease. The following thesis investigates whether learning improves following bariatric surgery. Obesity is associated with high serum leptin levels which supposedly leads to a central leptin resistance and the inability of leptin to exhibit neuroprotective effects in the brain. Thus, it was examined whether elevated leptin levels result in a worse learning ability. Furthermore, it was analyzed whether the supposed improvement of learning ability is related to a decrease of leptin levels following bariatric surgery. Methods: 26 obese individuals were included in the intervention group and 27 in the control group. At 6-month follow-up, there were 20 subjects in the intervention group and 17 in the control group. The subjects underwent a clinical examination and completed a neurocognitive test battery. Group comparisons of neuropsychological test scores at follow-up were examined using ANCOVAs and the covariates “age” and “baseline test score”. Correlations between neurocognitive test scores and leptin concentration were examined using partial correlations also controlling for age. Results: 6 months after the surgery, bariatric surgery patients did not exhibit significantly improved learning ability compared to obese controls, though there was a significantly improved learning in the intervention group compared to baseline (p = ,016). Furthermore, there was a significant improvement in the interference task in the intervention group, compared to obese controls (p = ,032). There was a negative correlation between the leptin concentration and learning at baseline (r = -,411, p = ,009). After the surgery, there was a positive correlation between the improvement in the interference task and reduction of leptin (r = ,705, p = ,001). An explorative analysis of surgery subgroups revealed that patients who underwent Roux-en-Y-Gastric-Bypass (n = 7) lost significantly more weight than Vertical-Sleeve-Gastrectomy-Patients (n = 12) and showed better performance in several cognitive domains including resistance to interference, learning and delayed recall. Conclusion: There was no improvement of learning following bariatric surgery, however, there was an improvement of executive functions. These results should now be confirmed in larger studies. Especially studies with follow-up periods extending over decades could help clarify, whether bariatric surgery helps reduce the risk of dementia. The role of leptin could not be completely clarified. Possibly the leptin resistance persisted at follow-up and leptin could not exhibit its neuroprotective effects properly. Therefore, future studies should focus on molecular mechanisms of leptin resistance and its reversibility.