eISSN: 1897-4317
ISSN: 1895-5770
Gastroenterology Review/Przegląd Gastroenterologiczny
Current issue Archive Manuscripts accepted About the journal Editorial board Abstracting and indexing Subscription Contact Instructions for authors Ethical standards and procedures
SCImago Journal & Country Rank
5/2011
vol. 6
 
Share:
Share:
more
 
 
Original paper

The role of the digestive tract in the regulation of hunger hormone (ghrelin) concentration in patients nourished parenterally and enterally

Marlena Jakubczyk
,
Krzysztof Kusza
,
Stanisław Dąbrowiecki
,
Alicja Rzepka
,
Przemysław Baranowski
,
Kinga Lis
,
Agnieszka Pater
,
Zbigniew Szkulmowski
,
Grażyna Odrowąż-Sypniewska
,
Przemysław Paciorek

Przegląd Gastroenterologiczny 2011; 6 (5): 323–327
Online publish date: 2011/11/11
Article file
Get citation
ENW
EndNote
BIB
JabRef, Mendeley
RIS
Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero
AMA
APA
Chicago
Harvard
MLA
Vancouver
 
 

Wstęp

Grelina jest hormonem przewodu pokarmowego odkrytym w 1999 r. przez grupę japońskich badaczy pod kierunkiem Kojimy [1]. Na podstawie badań stwierdzono, że jest ona fizjologicznym inicjatorem posiłku – obserwowano bardzo wyraźne przedposiłkowe zwiększenie i poposiłkowe zmniejszenie stężenia krążącej greliny [2, 3]. Jest to hormon polipeptydowy składający się z 28 aminokwasów o masie cząsteczkowej 3314 kD. Grelina aktywna biologicznie, zawiera n-oktaacelową grupę seryny, występuje w postaci acylowanej i nieacylowanej. Pierwsza ma działanie endokrynne, druga natomiast wpływa na układ krążenia i proliferację komórek. W 80% obie postacie wydzielane są w przewodzie pokarmowym, głównie przez komórki warstwy okładzinowej żołądka (X/A-like cells), oraz w jelicie cienkim [1, 4]. Wydzielana jest w sposób pulsacyjny, w rytmie dobowym z nadirem przypadającym pomiędzy 9.00 a 10.00 rano i szczytem między północą a godziną 2.00, z łączną liczbą pulsów 22 na dobę [5]. Poza przewodem pokarmowym mniejsze ilości greliny są syntezowane przez neurony jądra łukowatego podwzgórza, przysadkę, nerki, trzustkę, łożysko, serce i komórki układu immunologicznego. Receptory dla greliny znajdują się w podwzgórzu, pniu mózgu, przysadce mózgowej, sercu, przewodzie pokarmowym i adipocytach [6]. Grelina stymuluje pobór pokarmu przez aktywację neuronów NPY/AgRP w jądrze łukowatym i neurony w części bocznej podwzgórza produkujące oreksyny [7]. Wykazano, że pobudzenie apetytu oraz wydzielanie hormonu wzrostu odbywa się przez działanie na nerw błędny. Zablokowanie gałązek żołądkowych nerwu błędnego znosi działanie greliny [8]. W okresie głodu stężenie greliny w osoczu wzrasta, powodując narastające uczucie głodu. Po przyjęciu pokarmu szybko się zmniejsza [9]. Dożylne podanie greliny u ludzi wpływa na zwiększenie apetytu i poboru pożywienia o ok. 28%, nie zmieniając poziomu sytości [10]. Stężenie greliny w surowicy zwiększa się w stanach niedożywienia, anoreksji, głodzenia, a zmniejsza się w stanach równowagi energetycznej, takich jak: przyjmowanie pokarmu, hiperglikemia i otyłość [5, 11, 12]. Niewiele jest publikacji na temat stężenia greliny u pacjentów żywionych klinicznie, zwłaszcza dożylnie, dotyczą one głównie badań doświadczalnych na zwierzętach, kliniczne natomiast przeprowadzane były w nielicznych grupach pacjentów.

Cel

Celem pracy były ocena wpływu żywienia poprzez przewód pokarmowy i żywienia dożylnego na stężenie greliny w surowicy oraz ocena wpływu parametrów antropometrycznych, biochemicznych oraz realizowanej podaży kalorycznej na stężenie tego hormonu.

Materiał i metody

Do badania włączono 124 pacjentów hospitalizowanych w Szpitalu Uniwersyteckim nr 1 w Bydgoszczy, żywionych pozajelitowo lub dojelitowo. W badanej grupie było 48 kobiet i 76 mężczyzn w wieku 13–94 lat. Czas ich hospitalizacji, do momentu włączenia do badania, wynosił 13–180 dni. Leczeniu operacyjnemu poddano 63 pacjentów (do badania włączono chorych w 1.–52. dobie po zabiegu). W tabeli I przedstawiono choroby podstawowe pacjentów. Chorych podzielono na 2 grupy w zależności od drogi żywienia. Grupę I stanowili pacjenci żywieni pozajelitowo (n1 = 78 chorych), grupę II natomiast pacjenci żywieni dojelitowo dietami przemysłowymi w systemie 20-godzinnych wlewów (n2 = 46 chorych).

U pacjentów oceniono masę ciała, wskaźnik masy ciała (body mass index – BMI), należną masę ciała (ideal body weight – IBV), zapotrzebowanie energetyczne metodą Harissa-Benedicta zarówno dla obecnej masy ciała, jak i IBV, podaż kaloryczną, stosunek realizowanej podaży kalorycznej do oszacowanego zapotrzebowania, podaż glukozy, lipidów, białka oraz obecne stężenie glukozy, triglicerydów i albumin w surowicy. Stężenie greliny oznaczono testem Elisa.

W badaniu przeanalizowano różnicę stężenia greliny całkowitej u pacjentów żywionych pozajelitowo i dojelitowo. Oceniono wartość stężenia tego hormonu w zależności od masy ciała, BMI, podaży kalorycznej, podaży glukozy, lipidów i białka lub aminokwasów oraz stężenia albumin, triglicerydów i glukozy w surowicy.

Analizę różnic między grupami, ze względu na niespełnione założenia dla testów parametrycznych, przeprowadzono na podstawie testu Kruskala-Wallisa oraz U Mana-Whitneya. Zgodność rozkładu analizowanych zmiennych z rozkładem normalnym badano z wykorzystaniem testu Shapiro-Wilka oraz Kołmogorowa-Smirnowa. Po usunięciu punktów odstających obliczono współczynniki korelacji prostej. Dla współczynników oszacowano wartość p.

Na badania uzyskano zgodę komisji bioetycznej przy Collegium Medicum w Bydgoszczy – KB 462/2009.

Wyniki

Średnie stężenie greliny w grupie I wynosiło 194,277 pg/dl (mediana 159,776 pg/dl, zakres wartości 12,1–925,310 pg/dl), natomiast w grupie II – 219,978 pg/dl (mediana 272,19 pg/dl, zakres wartości 35,0–790,8 pg/dl). Różnice były nieistotne statystycznie (p = 0,5547) (ryc. 1.).

Średnia masa ciała badanych wynosiła 72,8 kg (zakres wartości 25–120 kg), z czego w grupie I – 63,38 kg, a w grupie II – 76,88 kg. Wykazano istotną statystycznie odwrotną korelację pomiędzy stężeniem greliny a masą ciała (p = 0,03). Średnia wartość BMI kształtowała się na poziomie 25,5 kg/m2 (zakres wartości 11–41 kg/m2), w tym w grupie I wynosiła 24,5 kg/m2, a w grupie II – 27,12 kg/m2. Nie stwierdzono istotnej statystycznie korelacji pomiędzy stężeniem greliny a wartością BMI (p = 0,04) w całej grupie. Średnia wartość IBV w całej grupie kształtowała się na poziomie 66,13 kg.

Średnie zapotrzebowanie energetyczne oszcowane wg wzoru Harissa-Benedicta dla obecnej masy ciała wy­nosiło 1457,5 kcal/dobę (zakres wartości 931– 2188,97 kcal), z czego w grupie I – 1428,8 kcal, a w grupie II – 1509,66 kcal. W przypadku IBV średnie zapotrzebowanie energetyczne wg powyższego wzoru kształtowało się na poziomie 1378,97 kcal (zakres wartości 989–2051,47 kcal), w tym w grupie I wynosiło 1412,59 kcal, a w grupie II – 1448,63 kcal.

Realizowana podaż kaloryczna u pacjentów w całej analizowanej grupie wynosiła średnio 1364 kcal/dobę (zakres wartości 448–3359 kcal/dobę), z czego w grupie I – 1390,5 kcal/dobę, a w grupie II – 1318,5 kcal/dobę. Średni współczynnik realizowanej podaży kalorycznej do oszcowanego zapotrzebowania dla obecnej masy ciała wynosił 0,92 (w grupie I – 1,00, w grupie II – 0,91), natomiast obliczony dla IBV w całej analizowanej grupie – 1,00 (odpowiednio w grupie I – 1,00, a w grupie II – 0,98).

Nie wykazano istotnych statystycznie korelacji pomiędzy stężeniem greliny (w całej grupie) a podażą kaloryczną (p1 = 0,19), stężeniem greliny a stosunkiem zapotrzebowania realizowanego do oszacowanego dla obecnej masy ciała (p2 = 0,764) oraz stężeniem greliny a stosunkiem zapotrzebowania realizowanego do oszacowanego dla IBV (p3 = 0,704). Również w poszczególnych grupach nie stwierdzono istotnych zależności – w grupie I p1 = 0,12, p2 = 0,653 i p3 = 0,587, natomiast w grupie II p1 = 0,21, p2 = 0,629 i p3 = 0,496.

Średnia podaż glukozy wynosiła 175,1 γ (zakres wartości 61–320 g), z czego w grupie I – 178 g, a w grupie II – 170 g. Wykazano istotną statystycznie odwrotną korelację pomiędzy podażą glukozy w żywieniu a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,04). Średnia podaż białka lub aminokwasów kształtowała się na poziomie 61,4 γ (zakres wartości 16–121 g), w tym w grupie I – 65,02 g, a w grupie II – 54,86 g. Nie stwierdzono istotnej statystycznie zależności pomiędzy podażą białka lub aminokwasów w żywieniu a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,11). Średnia podaż lipidów wynosiła 43,7 γ (zakres wartości 0–123 g), z czego w grupie I – 41 g, a w grupie II – 48,5 g. Nie wykazano istotnej statystycznie korelacji pomiędzy podażą lipidów w żywieniu a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,11).

Średnie stężenie glukozy w surowicy wynosiło 175,1 γ (zakres wartości 77–307 mg/dl, u 1 pacjenta 829 mg/dl pomimo niewielkiej podaży), w tym w grupie I – 151,8 g, a w grupie II – 154 mg/dl. Nie stwierdzono istotnej statystycznie zależności pomiędzy stężeniem glukozy a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,09). Średnie stężenie białka w surowicy kształtowało się na poziomie 5,13 g/dl (zakres wartości 3–7,4 g/dl), z czego w grupie I – 4,9 g/dl, a w grupie II – 5,5 g/dl. Wykazano istotną statystycznie odwrotną korelację pomiędzy stężeniem białka a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,03). Średnie stężenie albumin w surowicy wynosiło 2,46 g/dl (mediana 2,3 g/dl), w tym w grupie I – 2,43 g/dl (mediana 2,3 g/dl), a w grupie II – 2,51 g/dl (mediana 2,2 g/dl), natomiast zakres wartości mieścił się w granicach 1,4–5,9 g/dl. Nie stwierdzono istotnej statystycznie zależności pomiędzy stężeniem albumin a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,07). Średnie stężenie triglicerydów w surowicy kształtowało się na poziomie 140,26 mg/dl (mediana 78 mg/dl), z czego w grupie I – 177,63 mg/dl (mediana 110 mg/dl), a w grupie II – 98,77 mg/dl (mediana 89 mg/dl), natomiast zakres wartości mieścił się w granicach 49–980 mg/dl (surowicy lipemicznej). Wykazano istotną statystycznie odwrotną korelację pomiędzy stężeniem triglicerydów a stężeniem greliny w surowicy w całej grupie (p = 0,02).

Omówienie

W badaniach własnych nie wykazano różnic dotyczących stężenia greliny całkowitej w zależności od typu prowadzonego leczenia żywieniowego (enteralnego lub parenteralnego).

Leczenie żywieniowe jest integralną częścią procesu leczniczego mającego na celu dostarczenie niezbędnych składników odżywczych, elektrolitów, witamin oraz mikroelementów pacjentom, którzy w sposób naturalny nie mogą przyjmować pokarmów. Leczenie żywieniowe można prowadzić poprzez dostęp do prawidłowo funkcjonującego fragmentu przewodu pokarmowego, np. bezpośrednio do żołądka, dwunastnicy lub jelita czczego, zarówno przez zgłębnik, jak i poprzez wytworzoną (chirurgicznie bądź endoskopowo) przetokę, lub pozajelitowo przez dostęp naczyniowy (centralny lub obwodowy). Zapotrzebowanie jest takie samo, niezależnie od tego, w jaki sposób dostarcza się produkty odżywcze – czy jest to prawidłowo prowadzona dieta, żywienie dojelitowe dietami przemysłowymi czy żywienie pozajelitowe [13]. Zaletą tego typu odżywiania jest natomiast możliwość precyzyjnego obliczenia podaży zarówno ilościowej, jak i jakościowej żywienia, co pozwala określić poszczególne czynniki wpływające na uczucie głodu.

W badaniach własnych średnie stężenie greliny w grupie I wynosiło 194,277 pg/dl, a w grupie II – 219,978 pg/dl, natomiast zakres wartości był szeroki – od 12,1 pg/dl do 925,310 pg/dl. Znacznie większe wartości stężenia tego hormonu u ludzi oszacował Guo i wsp. Według autorów stężenie całkowitej greliny u dorosłego człowieka wynosi 650 pg/ml, a po spożyciu posiłku – 400 pg/dl, u ludzi otyłych natomiast odpowiednio 450 pg/dl i 300 pg [14].

Brak różnic w stężeniu greliny w zależności od tego, czy w żywieniu wykorzystywano przewód pokarmowy czy nie, przemawia za brakiem wpływu receptorów znajdujących się w przewodzie pokarmowym na uczucie sytości. Istotne zależności o charakterze przeciwstawnym wykazano wyłącznie w stosunku do podaży glukozy oraz stężenia białka i lipidów w surowicy. Nie stwierdzono natomiast istotnych korelacji z podażą kaloryczną, białkową, lipidów oraz stężeniem glukozy w surowicy.

Podobne wyniki, ale w badaniach laboratoryjnych, uzyskali Qader i wsp. Przez 8 dni stosowali u szczurów żywienie pozajelitowe, grupą kontrolną były zwierzęta żywione drogą naturalną. W badaniu nie wykazano istotnych różnic w zależności od drogi podaży żywienia. Istotną zależność wykazano jedynie w stosunku do stężenia lipidów w surowicy [15]. Brak wpływu drogi podaży żywienia na stężenie greliny wykazali również Borer i wsp., którzy badania prowadzili u 10 pacjentów [16]. Identyczne wyniki w zależności od podaży lipidów i glukozy otrzymali Prodam i wsp. prowadzący badania u 6 zdrowych ochotników, których żywiono pozajelitowo. Oznaczano stężenia greliny na czczo, po 12-godzinnej przerwie, w chwili włączenia żywienia, po 30, 60 i 120 min. U wszystkich chorych obserwowano znaczny wzrost stężenia greliny na czczo, natomiast zmniejszenie stężenia korelowało z podażą glukozy, a nie lipidów [17]. Duże stężenie greliny u pacjentów, którzy przez 48 godz. nie otrzymywali pokarmu, stwierdzili również Pasiakos i wsp. [18].

W badaniach własnych wykazano istotną odwrotną korelację stężenia greliny w surowicy z masą ciała i BMI. Według Cummings i wsp. u osób otyłych stężenie greliny w surowicy jest mniejsze niż u osób szczupłych i koreluje ujemnie z wartością BMI [9]. Odwrotne zjawisko obserwowali Hansen i wsp. Wykazali oni zwiększenie stężenia greliny po redukcji masy ciała. Mechanizm ten tłumaczyli procesem kontrregulacyjnym, zapobiegającym dalszemu zmniejszeniu masy ciała [19].

Badania własne były prowadzone u osób, które nie mogły być żywione w sposób fizjologiczny. Ze względu na to, że badania obejmowały dużą grupę pacjentów, w której precyzyjnie określono podaż poszczególnych składników, autorzy pracy uwzględnili drogę podaży żywienia. W praktyce wyniki tego badania mogą być wykorzystane w planowaniu leczenia otyłości, która obecnie osiąga rozmiar epidemii.

Wnioski

Żywienie poprzez przewód pokarmowy i dożylne powoduje analogiczną stymulację wydzielania greliny w przewodzie pokarmowym. Stężenie tego hormonu w surowicy koreluje ujemnie z masą ciała i wartością BMI. Zmniejszone stężenie greliny (uczucie sytości) wiąże się z podażą glukozy oraz dużymi stężeniami białka i lipidów w surowicy, nie stwierdzono natomiast zależności stężenia hormonu od realizowanej podaży kalorycznej.

Praca wykonana w ramach grantu BW UMK 10/2010.

Piśmiennictwo

 1. Kojima M, Hosoda H, Date Y, et al. Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from stomach. Nature 1999; 402: 656-60.  

2. Krakowczyk H. Znaczenie greliny w stanach fizjologii i patologii u dzieci. Pediatr Współ 2008; 10: 146-9.  

3. Otto-Buczkowska E. The role of ghrelin in the regulation of energy homeostasis. Endokrynol Diabetol Chor Przemiany Materii Wieku Rozw 2005; 11: 39-42.  

4. Date Y, Kojima M, Hosoda H, et al. Gherlin, a novel growth hormonereleasing acylated peptide, is synthesized in a distinct endocrine cell type in the gastrointestinal tracts of rats and humans. Endocrinology 2000; 141: 4255-61.  

5. Żwirska-Korczała K, Pilc K, Suchanek R, et al. Ghrelin – gastrointestinal hormone with multiple functions. Diagn Lab 2005; 41: 387-402.  

6. Petersenn S. Structure and regulation of the growth hormone secretagogue receptor. Minevra Endocrinol 2002; 27: 243-56.  

7. Nakazato M, Murakami N, Date Y, et al. A role for gherlin in the central regulation of feeding. Nature 2001; 409: 194-8.  

8. Murray CD, Booth CE, Bulmer DC, et al. Ghrelin augments afferent response to distension in rat isolated jejunum. Neurogastroenterol Motil 2006; 18: 1112-20.  

9. Cummings DE, Purnell JQ, Frayo RS, et al. A preprandial rise in plasma ghrelin levels suggests a role in meal initiation in humans. Diabetes 2001; 50: 1714-9.

10. Wren AM, Seal LJ, Cohen MA, et al. Ghrelin enhances appetite and increases food intake in humans. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 5992.

11. Otto B, Cuntz U, Fruehauf E, et al. Weight gain decreases elevated plasma ghrelin concentrations of patients with anorexia nervosa. Eur J Endocrinol 2001; 145: 669-73.

12. Kocełak P, Zahorska-Markiewicz B, Olszanecka-Glinianowicz M. Hormonalna regulacja przyjmowania pokarmu. Endokrynol Pol 2009; 60: 296-301.

13. Kusza K. Intensywna terapia. UNI-DRUK, Bydgoszcz-Poznań, 2009; 323-51.

14. Guo ZF, Zheng X, Qin YW, et al. Circulating preprandial ghrelin to obestatin ratio is increased in human obesity. J Clin Endocrinol Metab 2007; 92: 1875-80.

15. Qader SS, Salehi A, Ha°kanson R, et al. Long-term infusion of nutrients (total parenteral nutrition) suppresses circulating ghrelin in food-deprived rats. Regul Pept 2005; 131: 82-8.

16. Borer KT, Wuorinen E, Ku K, Burant C. Appetite responds to changes in meal content, whereas ghrelin, leptin, and insulin track changes in energy availability. J Clin Endocrinol Metab 2009; 94: 2290-8.

17. Prodam F, Me E, Riganti F, et al. The nutritional control of ghrelin secretion in humans: the effects of enteral vs. parenteral nutrition. Eur J Nutr 2006; 45: 399-405.

18. Pasiakos SM, Caruso CM, Kellogg MD, et al. Apppetite and endocrine regulators of energy balance after 2 days of energy restriction: insulin, leptin, ghrelin, and DHEA-S. Obesity (Silver Spring) 2011; 19: 1124-30.

19. Hansen TK, Dall R, Hosoda H, et al. Weight loss increases circulating levels of ghrelin in human obesity. Clin Endocrinol (Oxf) 2002; 56: 203-6.
Copyright: © 2011 Termedia Sp. z o. o. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/), allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.
Quick links
© 2020 Termedia Sp. z o.o. All rights reserved.
Developed by Bentus.
PayU - płatności internetowe