Смањење телесне масти и смањења телесне тежине након хипоталамичке стимулације мозга код мајмуна: интравентрикуларни приступ | међународни часопис о гојазности

Смањење телесне масти и смањења телесне тежине након хипоталамичке стимулације мозга код мајмуна: интравентрикуларни приступ | међународни часопис о гојазности

Anonim

Субјекти

  • Електрофизиологија
  • Хипоталамус
  • Гојазност
  • Хирургија

Апстрактан

Објективан:

Аутори су предложили интравентрикуларну 'плутајућу' електроду уметнуту у трећу клијетку (В3) поред вентромедијанског хипоталамуса (ВМХ) у слободно покретној Мацаца фасцицуларис ради модулирања уноса хране (ФИ), телесне масти (БФ), телесне тежине (БВ) и индекс телесне масе (БМИ), као потенцијални третман гојазности.

Методе:

Пет одраслих мајмуна Мацаца фасцицуларис имплантирано је стереотактично у В3 суседству са ВМХ помоћу једне електроде дубоке стимулације мозга (ДБС). Испитивање је подељено у две фазе: (а) акутна испитивања у току 24 сата на пост: различити параметри електричне стимулације примењени су на примата који постију да би се утврдила најбоља комбинација у смањењу ФИ; и (б) кронична испитивања стимулације током 8 недеља: три циклуса интравентрикуларно-ВМХ ДБС у трајању од 8–10 недеља изведена су на 130 Хз, 80 Хз (најефикасније смањење фреквенције ФИ) и 30 Хз, респективно. Садржај БМИ, БВ, БФ, кожни набори и хормони мерени су током почетне вредности и на крају сваке сесије стимулације.

Резултати:

Акутна испитивања у року од 24 х: постигнуто је смањење ФИ у свих испитаника на 80 Хз (11-19%, средња 15%). Хронична испитивања стимулације током 8 недеља: примећено је значајно смањење БВ и БМИ код три од четири мајмуна при 80 Хз (средње 8 ± 4, 4%). Поткожне напоне коже смањене су код сва четири испитаника при 80 Хз и лагано су повећане на 130 Хз. Лажна мајмуна остала је стабилна. Нису забележени значајнији штетни ефекти.

Закључак:

Стимулација ВМХ региона интравентрикуларним приступом може акутно модулирати ФИ и изазвати континуирано смањење БВ и масне масе код нормалних примата који нису људи.

Увод

Гојазност је сложен поремећај који је достигао размјере епидемије на глобалној разини, а више од милијарду одраслих је прекомјерено, према ВХО. Повезана је са смањеном квалитетом живота 1 и смањује очекивани животни век. 2 Лечење укључује нефармаколошке мере, лекове и хируршку терапију. Употреба фармаколошких лекова показала је само дискретно смањење телесне масе (БВ) у контролисаним испитивањима. За оперативни захват, неки пацијенти с морбидном гојазношћу и даље остају лоши кандидати за стандардну затајење желуца: компликације се јављају код 15–55% баријатријских пацијената, а стопа перихируршке смртности износи око 1, 5% чак и у искусним центрима. 3 Сигурнији поступци, попут лапароскопске подесиве гастропластике, једноставнији су, али нису толико ефикасни. 4, 5 Још увек постоји велика соба за ефикасне и сигурније поступке.

Недавно се појавила модулација можданих кругова као драгоцена клиничка и истраживачка стратегија у претилости. Развојем нових хардверских и електрофизиолошких техника, дубинска стимулација мозга (ДБС) коришћена је за лечење поремећаја покрета, 6 болова, 7 опсесивно-компулзивних поремећаја 8, 9, 10 и клиничке ватросталне епилепсије. 11, 12 Недавни извештај о хипоталамичком ДБС-у примењен у случајевима хроничне главобоље главобоље 13, оживео је интересовање за хипоталамичку регију, за коју је такође познато да учествује у уносу хране (ФИ) и у регулацији енергетске равнотеже. ДБС је реверзибилна, сигурна и прилагодљива техника која потенцијално омогућава истраживање нових циљева, попут хипоталамичких језгара, у покушају да се прошире терапијске могућности за поремећаје тежине. Сврха ове студије била је проценити ефекте хроничне вентромедијанске хипоталамичке (ВМХ) стимулације на ФИ, телесну масноћу (БФ) и БВ код примата, користећи нови интравентрикуларни приступ ВМХ. Резултати ће се користити за процену изводљивости коришћења такве стимулације као потенцијалне терапије за случајеве морбидне гојазности.

материјали и методе

Пет мајмуна Мацаца фасцицуларис прилагођено је два оброка дневно. Имплантиране су четири: две са 1, 5 мм / четири контактне електроде и две са 3, 5 мм / једна контактна електрода, у трећој комори (В3) на нивоу ВМХ. Лажна мајмуна имплантирана је 1, 5 мм / четири контактне електроде у В3, али није повезана са имплантабилним генератором импулса. Лабораторија је одобрена од стране Министарства животне средине Француске (Споразум бр. Б3851610003) и сви су експерименти изведени у складу са Директивом Савета Европске заједнице из 1986. (86/609 / ЕЕЗ) о нези лабораторијских животиња. Сви учесници су добили сертификацију за експериментирање на животињама. Уложени су сви напори да се смањи патња животиња, а истовремено се максимизира излаз података.

Хирургија

Свака животиња је била анестезирана користећи Кетамин (Ималгене, МЕРИАЛ, Лион, Француска) након чега је следила примјена диазепама, поред 1% лидокаина са епинефрином за локалну анестезију. ДБС електрода је уведена под флуороскопијом која досеже директно предњи В3, поред ВМХ (слика 1).

Image

Бочни ( а ) и АП ( б ) прикази мајмунске вентрикулографије који показују стварни положај електрода. Циљање ВМХ засновано је на рендгену теле-вентрикулографији која је омогућила визуализацију интравентрикуларних оријентира (Монро-ови форамен, предњи део, задњи послови, инфундибулум, В3). Овај приступ, који се широко користи код људи 14 и прилагођен мајмунима, 15, прилично је вредан када циља перивентрикуларна подручја. Вентрикулографија је изведена помоћу крутог катетера повезаног са држачем електрода (Копф инструменти) који је спуштен 16–20 мм испод површине кортекса, да би ушао у бочни комор. Око 2 мл Иопамирона убризгано је брзо после 0, 5 мл потврдног ваздуха и АП / бочних Кс-зрака. Затим је Монро форамен визуелно приказан у две пројекције и ДБС електрода је уведена под флуороскопијом која досеже директно до В3, поред ВМХ. Вентрикуларни зидови су у блиској вези са контактима олова. *, Означава електроду 1, 5 мм; ИЦП, интеркомисурална равнина; МВП, медио-вентрикуларна равнина; ЦА, комисионарски предња страна; ЦП, задња комисија; ФХ, предњи рог; ОХ, окципитални рог; ТХ, временски рог; В3, трећа коморе; Ад, адхеио интертхаламица; ЛВ, бочни клијет; ФМ, Монро'с Форамен; Во, вентрицулостоми (прилагођено од Перцхерон ет ал. 15 уз писмено одобрење).

Слика пуне величине

Експериментални дизајн

Акутна фаза

Акутна фаза је дизајнирана да идентификује електричне поставке које су ефикасне у смањењу количине ФИ и да би се процијенили потенцијални нежељени ефекти сваког контакта користећи различите параметре стимулације. После периода од 24 сата, животиња је добила 8 сати ДБС-а користећи различите фреквенције и интензитет напона. Свако испитивање било је одвојено најмање 48 х до 5 дана. Даље, целодневни стандардни оброк представљен је између 1700 и 1800 сати. Забиљежено је вријеме храњења и укупна количина конзумиране хране. Такође је снимљена моторичка активност током стимулације и снимљен видео снимком за даљу анализу (Нолдус Етховисион Софтваре, Вагенинген, Холандија). Свака животиња је подвргнута контролним сесијама у којима су оброци презентовани у истим условима, али ван стимулације. Комбинација параметара који смањују величину оброка без неприхватљивих нуспојава ( најбоље поставке параметара или БПС) заједно са стимулацијом ниских (30 Хз) и високих фреквенција (130 Хз) изабрана је за хроничну стимулацију.

Хронична фаза

Хронична фаза је дизајнирана да процени ефекте интравентрикуларне континуиране ВМХ стимулације на ФИ, БФ и БВ, користећи цроссовер анализу. Животиње су примале континуиране стимулације дан / ноћ током 8 недеља; на монополарни начин. Кориштене су три врсте фреквенција које су мајмуне поделиле у две групе: прва група ( н = 2) је примила 80 Хз, друга је примила 130 Хз у трајању од 8 недеља. Период испирања (ВО) еквивалентан половини дужине стимулације урађен је (4 недеље). Тада су прва два примила 130 Хз, а друга 80 Хз. Следиле су остале 4 недеље ВО и урађена је коначна стимулација од 30 Хз за сва четири мајмуна (слика 2). Током ове фазе, животиње су вагане једном недељно и БФ мерени биоимпеданском анализом применом Кситрон биоимпеданцеметра (Кситрон, Сан Диего, Калифорнија, САД). Узет је и опсег струка, иакални и поткожни набори коже и узорци крви. На крају протокола урађено је 3 Т-МР претрага мозга (Бруцкер Биоспин, Виссембоург, Француска), праћена стандардном хистолошком анализом. Коронални резови су упоређени са Пакинос атласом за Мацаца мулатта 16 ради структурне идентификације.

Image

Протокол за хронични 3 В ДБС на различитим фреквенцијама. Између сваке парадигме, допуштено је раздобље испирања од 4 недеље како би се избегли ефекти „преношења“. П1: мајмуни Х5 и Х7 примили су стимулацију најбољих параметара (БПС) (80 Хз) током периода од 8 недеља. Мајмуни Х8 и Х10 истовремено су примили високу фреквенцију стимулације (ХФС) на параметру који се користи у субталамичкој стимулацији за Паркинсонову болест (130 Хз). Мајмун Х4 био је континуирано искључен из стимулације током 8-недељног испитивања. П2: мајмуни Х8 и Х10 примили су БПС стимулацију (80 Хз), током периода од 8 недеља. Мајмуни Х5 и Х7 су добили ХФС за исти период. П3: мајмуни Х5, Х7, Х8, 10 сви су примили стимулацију која се сматра ниском фреквенцијом (ЛФС) (30 Хз) која се тренутно користи у клиничким окружењима (бол, смрзавање ходања и други). Животиње су периодично праћене телесном тежином, уносом хране и воде, нивоом хормона / електролита. Лажна мајмуна Х4 остала је изван стимулације.

Слика пуне величине

Статистичка анализа

Користили смо за акутна испитивања, непараметријски тест, који није био упарени од Крускал-Валлиса за вишеструко упоређивање, а за хронична испитивања, Фриедманов тест је упарео непараметарске, а оба праћена пост-хон Дунновим тестом. Мере су трансформисане у омјерима, што представља% одступања од почетне вриједности.

Резултати

Акутна фаза

После акутне стимулације сваке животиње, открили смо да је током стимулације од 80 Хз, 2 В, монополарне стимулације и нижег контакта (0), оброк смањен на 0, 85 ± 0, 04 основне вредности ( П <0, 05) код свих мајмуна. Време јела је остало непромењено. Брзина (цм с -1 ) се повећала на ниским фреквенцијама (<130 Хз) са максимумом на 80 Хз код три испитаника (слика 3).

Image

( а ) Средња промена у односу на величину оброка ( н / основна вредност) за мајмуна стимулисана ВМХ на различитим фреквенцијама након 24-часовног поста ( * П <0, 05, Фриедманов непараметарски парни тест са Дунновим пост-тестним упоређивањима). П- вредност је 0, 0280, што се сматра значајним. „0“ у слици значи искључено стимулисање. Подаци су представљени као омјери (1 означава без промјене, 1 повећање). ( б ) Средња промена брзине ( н / почетне вредности) код мајмуна стимулисаних ВМХ интравентрикуларно, на различитим фреквенцијама после 24-часовног поста. Током стимулације: најмање три испитаника су повисила брзину на 80 Хз. Мајмуни су имали скоро двоструку брзину током и непосредно након оброка при 80 Хз, у поређењу са основном линијом (мајмун Х5: 16, 37 / 8, 06, мајмун Х7: 4, 77 / 2, 55, мајмун Х8: 2, 75 / 1, 75 цм с -1 ).

Слика пуне величине

Хронична фаза

БВ, БФ састав и индиректна масноћа мере укупно просечно смањење БВ од 8% на 80 Хз (однос 0, 92 ± 0, 04) ( * П <0, 05). Три од четири стимулисана мајмуна показала су значајан пад БВ (однос 0, 88, 0, 91, 0, 91 од основне). Илиац-ови кожни набори значајно су смањени на 0, 69 ± 0, 08 од почетне вриједности. БФ измерен помоћу биоимпеданцеметра показао је на крају стимулације ефективним параметром (80 Хз) смањење БФ на 0, 817 ± 0, 1 (све четири стимулисане животиње смањиле су БФ у просеку за 18%, П <0, 05).

Лажна мајмуна повећала је 4% БВ током трајања експеримента (32 недеље). Постојала је тенденција добијања тежине током стимулације које су биле неефикасне (осим 80 Хз). БВ је порастао на 130 Хз на 2% ± 2, 5 и на 30 Хз (5% ± 3). Ова разлика није била значајна (слика 4).

Image

Тежина, опсег трбуха, иакални кожни набори и укупни БФ (масти) током протокола хроничне стимулације на различитим фреквенцијама ( * П <0, 05, ** П <0, 01. Фриедманов непараметарски парни тест са Дунн пост тест упоређивањима). Базна линија значи искључено стимулисање пре почетка студије, а ОФФ је период испирања после парадигме ИИ. Сваки период стимулације трајао је 8 недеља (континуирана монополарна стимулација на 2 В и ширини пулса од 0, 6 мс). Подаци се приказују као омјери на крају периода од 8 седмица (1 означава без промјене, 1 повећање).

Слика пуне величине

Промене ФИ и глукозе током хроничне стимулације

Значајан пораст ФИ примећен је код испитаника током периода ВО након стимулације БПС (80 Хз) (1, 29 ± 0, 12, П <0, 05). Ова хиперфагија је трајала 3 недеље, нагло се смањила на крају ВО (0, 90 ± 0, 10 у недељи 14), а затим задржала око основне линије током остатка испитивања. Лажна мајмуна имала је тенденцију повећања ФИ током студије.

Током првог периода ВО, након ефективног губитка БВ (80 Хз), узорци крви показали су пораст глукозе у плазми на 0, 68 Г / л ( П <0, 05). Овај пораст плазматске глукозе догодио се током хиперфагичног периода када су животиње повратиле БВ после ефикасне стимулације од 80 Хз. Током остатка студије глукоза је одржавала ниске нормалне вредности (референтне вредности за Мацаца 0, 66 ± 0, 15) (Слика 5).

Image

Глукоза у серуму и унос хране током хроничне стимулације на различитим фреквенцијама у В3 Мацаца фасцицуларис . Свака тачка је просек четири стимулисаних мајмуна. Укупна глукоза у крви представљена је у Г / Л, а унос хране изражен је у омјеру ( н / почетна вриједност) ( * П <0, 05).

Слика пуне величине

Промене хормона и лабораторијских мера током стимулације

За утврђене кортикотропне оси (хормон раста, кортизол) разлике нису биле статистички значајне. За тиротрофичну ос (тиреотропин стимулишући хормон, Т3 (тријодтиронин) и Т4 (3, 5, 3 ', 5'-тетраиодотиронин)) слободни Т3 имао је тенденцију повећања при стимулацији од 30 Хз ( П = 0, 056). Слободни Т4 није имао скоро никакве разлике између стимулације различитих фреквенција. Најзад, гонадотропна ос (пролактин, ФСХ, латерални хипоталамус (ЛХ) и тестостерон) показала је велику променљивост нивоа пролактина; нивои ЛХ нису били детектирани код два мајмуна и постојала је тенденција повећања нивоа тестостерона током стимулације ( П = 0, 056). Запажене разлике нису биле значајне. Електролити (НА +, ЦЛ - и К + ) су остали у нормалним вредностима.

Промене лептина током стимулације

Током експеримента примећена је велика променљивост нивоа лептина, чак и код нестимулираног лажног испитаника. Запажене разлике нису биле статистички значајне. Лажна мајмуна имала је виши ниво лептина с обзиром на свој супериорни индекс телесне масе (БМИ). Након завршетка експеримента, сви испитаници доживели су пораст апсолутног нивоа лептина.

Поређење у БВ и БФ користећи различите геометрије електрода

Две животиње су подвргнуте стимулацији користећи контакт (најдубљи контакт) електроде 3389 Медтрониц (Миннеаполис, МН, САД), висине 1, 5 мм, а остале две су примиле стимулацију контактом висине 3, 5 мм, помоћу електроде 3388 Медтрониц . Имајући у виду ову разлику, анализирали смо утицаје на тежину. Током ефективне стимулације редукције БВ на 80 Хз, контактни 1.5 мм је створио смањење БВ / БМИ за 0.89 ± 0.018 (11%) код мајмуна након 8 недеља непрекидне стимулације, што значи додатних 6% БВ губитка у поређењу са производима од 3.5 мм електрода (слика 6).

Image

( а ) Електроде 3389 и 3388 које приказују стварну активну контактну површину. 3389 има контакте од 1, 5 мм, а 3388 само један контакт од 3, 5 мм, што је еквивалент два контакта размака од 1, 5 + 0, 5 мм. ( б ) Анатомска локализација електроде у В3. 3-Тесла МРИ коронална слика и хистолошки рез и Атлас суперпозиција који показују положај електрода и деформитет треће клијетке, а луксол плава мрља показује мијелинирана подручја у плавој боји (попут ЛХ) и претежно неуронска подручја у црвеној боји (ВМХ). Опт, оптички нерв; ВМХ, вентромедијански хипоталамус; ЛХ, бочни хипоталамус; МГП, медиални глобус паллидус; ДМХ, дорсомедијално хипоталамичко језгро; АрцХ, арцуатус језгро; полк, форник.

Слика пуне величине

Локализација: Резултати МРИ скенирања и хистолошке анализе

Сви су контакти лежали унутар 3 В. Бочне координате врха контакта кретале су се између 0 и 0, 55 мм од средње линије, с изузетком лажне мајмуне која је била на 2, 6 мм од средње линије. Координате дубине контакта у односу на ац-пц равнину кретале су се у распону између 4, 34 и 6, 03 мм. Координате И су се кретале између 0 и -1, 53 мм према предњем комусу.

Хистолошки подаци показали су најдубљи контакт на нивоу дорзалног дела ВМХ. Обје стијенке вентрикула су деформисане геометријом електрода, без стварања механичких поремећаја ткива (слика 6).

Дискусија

БВ и БФ модулација

Најважнији налаз ове студије је да БВ и БФ могу бити модулирани у приматима користећи адекватне параметре електричне стимулације (ЕС) у хипоталамичком медиалном региону. Животиње су смањиле БВ за 8% и смањиле БФ за 17-19% на крају 8 недеља након стимулације на 80 Хз. Остале фреквенције нису произвеле значајне промене. Тенденција добијању килограма током неефикасне стимулације вероватно је била последица одређеног повећања одскочне масе и ефекта великог времена заточеништва, показаног и код лажне мајмуне која је током посматрања у 32 недеље повећавала тежину од 4%.

Смањење телесне масе углавном је последица смањене масне масе која је примећена у трбуху или пределу зглоба. Смањење БВ је извршено пре свега у БФ и постигнуто је у локалним областима у којима се БФ акумулира, као што је подручје трбуха или ијакса. Супротно томе, субкапуларне масти нису промењене током експеримента. Локализирано смањење трбушне масти повезано је код људи са смањењем ризика од болести повезаних са гојазношћу као што су хипертензија или дијабетес. 17, 18

Неколико аутора је показало модулацију БВ код пацова након лезије бочних структура у хипоталамусу или ЕС у ВМХ. 19, 20, 21, 22 Али резултати код мајмуна су ограничени и далеко од дефинитивних 23, а објављени су само извештаји о сукобима 24 током шездесетих. Контрадикторни извјештаји код мајмуна вјеројатно имају методолошки разлог. У већини случајева, аутори користе параметре стимулације који потичу од базалне стимулације ганглија код Паркинсонових пацијената. 25 Супротно томе, ВМХ ЕС може захтевати различите параметре стимулације због сложености регије. У нашој студији протокол акутне стимулације омогућио је подешавање параметара у складу са смањењем ФИ. Овај период тестирања може бити од суштинског значаја за постизање ефикасног смањења БВ.

Други елемент објављених студија који је у супротности са садашњим радом био је период посматрања. Врло кратки протоколи 23 произвели су модулацију у ФИ, али нису показали губитак БВ. Садашњи рад користио је дуже периоде стимулације, између 8 и 10 недеља са испирањем од 4 недеље. Продужени периоди стимулације су понекад потребни у неколико поремећаја како би се постигла максимална корист. 26, 27

Завршни елемент који разликује ову студију од осталих је циљање и крајњи активни положај контакта. Циљање ВМХ у литератури врши се постављањем електроде директно у средиште језгре. Потешкоћа овог приступа је у томе што је лако модулирати под-подручја хипоталамуса која су укључена у супротне функције; као на пример ЛХ регион. Заиста, ЕС ЛХ може довести до пораста БВ и акумулације БФ. 28 Интравентрикуларна стимулација има предност што покрива медијална хипоталамичка подручја, као што су ВМХ, али и дорсомедијански хипоталамички регион и паравентрикуларно језгро, избегавајући бочне хипоталамичке ефекте антагониста. 29

Измене у ФИ

ФИ је био стабилан током хроничне фазе. Међутим, током периода ван стимулације (испирање), након ефективног губитка БВ и смањења БФ, дошло је до повећања за 29% у ФИ ( П <0, 05). Хиперфагија је праћена повећањем глукозе и поновним порастом БВ. У литератури у претилости обично се нађу периоди хиперфагије и поновног пораста БВ након ефективног губитка БВ. 30, 31

Током тестова акутне фазе показали су смањење ФИ у гладним мајмунима прецизно фреквенцијом. Они параметри који су индуковали смањење ФИ током акутних испитивања произвели су након тога смањење БВ током хроничне фазе у 8 недеља. Ови налази сугерирају да се ефекат понашања над ФИ постиже када је стимулација укључена. Овај акутни ефекат на ФИ нестаје с временом и могао би се успоставити катаболички механизам који ће коначно донети потребну потрошњу енергије да изазове губитак БВ и смањење БФ. Ранија истраживања показују да билатерална лезија ЛХ доводи до акутног смањења ФИ, а животиње које успеју да преживе ову акутну фазу губе на тежини, чак и када се ФИ врати у нормалу. 32

Коначно, пораст ФИ током изван стимулације након губитка БВ и пораст БВ пораста питање колико дуго стимулација треба да настави да даје стабилан БМИ и вероватно „нову постављену вредност“ за БФ код испитаника.

Измене у кретању

У нашем истраживању, повећање брзине током акутне фазе примећено је код три од четири животиње. Студије су сугерисале да је активност везана за стимулацију важан фактор доприноса смањењу дебљања и ФИ током ВМХ стимулације. Показано је да ВМХ стимулација повећава брзину метаболизма и олакшава активност локомотора. 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 У студији која испитује метаболизам вежби, Виссинг ет ал. 34 показало је да повећање ВМХ активности изазване вежбањем може бити регулисано истим структурама ЦНС-а које такође активирају локомоцију и мобилизацију супстрата. Нажалост, из техничких разлога, анализа локомоције у хроничној фази није била доступна у студији.

Промена хормона и хемије у крви

Забринута је могућност да хипоталамички ЕС може изазвати ендокринолошке нуспојаве секундарне у излучивању ослобађајућих фактора или директном производњом хормона. 35, 36, 37 Поред хормона, електролити и глукоза могу да произведу и неке нежељене споредне ефекте, попут дехидрације. 38 или дијабетес. Дакле, за процену сигурности поступка било је потребно узети у обзир не само хируршку толеранцију или акутне симптоме понашања већ и хормонске и лабораторијске тестове. Супротно томе, лабораторијске мере могу открити механизме смањења БВ.

Неке студије су утврдиле да ефикасан ЕС ВМХ производи катаболично стање повезано са хипер-метаболизмом, што повећава базалну потрошњу енергије 21 и може објаснити смањење БВ и БФ. 37

У овом истраживању, електролити су остали у нормалним вредностима, што значи да вероватно ни центри за жеђ нису били угрожени стимулацијом или су барем могли да одржавају компензацијске механизме. У литератури су лезија ЛХ и ВМХ ЕС код глодара често праћени адипсијом и хипернатремијом током губитка БВ. 19, 22, 32, 39 Током суђења било је тешко измерити унос воде из неколико техничких разлога. Тако је мерење електролита дало барем представу о степену дехидрације.

Повећање гликемије и ФИ и делимични опоравак БВ примећени су одмах након смањења БВ и БФ након стимулације В3 80 Хз. Иако су нивои глукозе порасли, они су остали малобројни у нормалном распону. Лечење гојазности обично извештава о порасту БВ пораста након успешног губитка БВ 30, 40, 41 праћеног са хиперфагијом 42 и највишим нивоом глукозе у серуму. 43 Чињеница да су нивои глукозе остали у границама нормале чак и током повећања ФИ указује да је регулаторни механизам панкреаса вероватно надокнадио на одговарајући начин. Будући експерименти би требали проучавати ову врсту периферних одговора изазваних од стране ЕС у В3. ВМХ и евентуално ДМХ ЕС не производе директно излучивање фактора који ослобађају хипоталамику (попут соматостатина или АЦТХ). Међутим, добро је познато да је ВМХ стимулација повезана са повишеним симпатичким тонусом, с повећањем курса норадреналина у смеђем масном ткиву глодара. 44 Повећани симпатички тонус повезан са повећаном потрошњом метаболичке базалне енергије може довести до промене неких хормона стреса. 34 Компензаторни механизми би могли бити присутни у нашој студији и помажу објаснити зашто су хормони остали у референтним нивоима. Потребна су додатна мерења брзине метаболизма како би се објаснила физиологија губитка хипоталамике.

Такође, интравентрикуларни В3 приступ стимулацији, а не интрапаренхимом, могао би бити важан за спречавање ширења у суседна подручја. Неке области у близини ВМХ могу ефикасно излучити факторе ослобађања хипоталамике и доводе у ризик опште здравствено стање имплантираног субјекта. Стимулација ограничена на медиалну хипоталамију вероватно је била разлог несудржавања тих подручја.

Најзад, лептин у серуму није следио уочљив образац. Губитак БВ услед рестрикције хране повезан је са смањењем лептина у плазми код мишева и гојазних људи. Међутим, аутори су открили да током губитка БВ лептин не прати тачно БФ код лечених испитаника. 45 Други су открили да се вредности лептина у плазми по килограму БФ не мењају значајно са скромним губитком БВ и да је повезан са губитком периферних (кукова и опсега) и трбушних него висцералних залиха масти. 46 Можемо претпоставити да смањење БФ-а није било тако значајно или трајно да би створило варијације у нивоу лептина код ових претилих особа без дијеталних ограничења.

Утицај ЕС параметара

Током акутне прелиминарне студије одређени су специфични параметри стимулације. Фреквенција је била најважнији фактор у променама ФИ и БВ модулацији. Међутим, добијене прецизне вредности разликовале су се од оних које се обично примењују у клиничким ситуацијама, где се функционалне инхибиције јављају на 130 Хз 47 и активације, испод 50 Хз. 48, 49, 50 Постоји неколико могућих објашњења. Локализација електрода у близини сложеног подручја која садржи не само сиво језгро, него и влакна могла би објаснити барем потребу „средњих“ фреквенција (80 Хз). Језгра ВМХ су у близини антагонистичког ЛХ подручја на које може барем утицати стимулација ниске или високе фреквенције.

Прелазне фреквенције теоретски могу да стимулишу ВМХ језгре и да буду довољно високе да изазову одређену инхибицију у орекигениц ЛХА. Тада можемо нагађати да је таква врста фреквенције потребна када су антагонистичка подручја повезана као што се види, на примјер, у симултаном педункулопонтинском језгру и стимулацији субталамичког језгра. 51 Директан и специфичан ефекат такође може објаснити резултате. Вероватно ова специфична стимулација преноси информације које помажу у стимулацији понашања и метаболичких функција у вентралним хипоталамичким регионима и стварају губитак БВ.

Поређење садржаја БВ и БФ користећи различите геометрије електрода

Неке разлике у смањењу БВ примећене су у односу на површину електроде. Теоретски модели фаворизирају мало подручје стимулације. Већи контакт производи већа електрична поља која могу модулирати антагонистичке структуре (попут ВМХ и ЛХ). У нашем случају, 1, 5 мм електрода је била у стању да стимулише медијалне делове ВМХ проксимално од 3 ° -вентрикуларног зида. Супротно томе, већи 3, 5 мм контакт могао би доћи до даљњег бочног у структурама и направити неку антагонистичку модулацију у ЛХ. Будуће студије морају да смање област стимулације како би биле специфичне за овај регион.

Ограничење студије

Велика пажња је предузета да се избегну увођење других фактора који могу произвести губитак БВ или добити осим стимулације мозга. Количина и врста хране одржавана је потпуно иста током тестних периода. Овај недостатак прехране могао би умањити укус и, према томе, смањити број ФИ и могућу браву. 52, 53 Међутим, ризик од уношења великих варијација у конзумиране калорије и ФИ због „хедонске награде“ у уносу хране спречио нас је да променимо врсте хране. 53 Други извор могуће БВ модулације могао би бити стрес узрокован манипулацијама и анестезијом током испитивања. 54 Мајмунима је извршена анестезија да би се измерила БВ, кожни набори и укупни БФ анализом биоимпеданце. Мере су растављене у размаку од једне недеље и дозирање је регулисано да се избегне озбиљан стрес због манипулације (ниво кортизола је остао нормалан).

Појава, својствена цроссовер студијама, је такође други могући извор грешака. Периоди ВО дизајнирани су да умањују овај ефекат. Али временским ограничењима избегнуто је продужење ВО-а. Друго ограничење у студији је утицај заточеништва на БВ. Смањење покретљивости код животиња и заточеништво обично има анаболички ефекат. 55 Како примати постају старији, постоји тенденција накупљања БФ. 56

Употреба ограниченог броја животиња због природе студије и врста такође је ограничење за статистичку анализу и екстраполацију закључка. Наш модел је такође ограничен због недостатка приступа гојазним мајмунима. Употреба гојазних мајмуна била је теоретски идеална, али тешка јер је гојазне примате тешко добити, обично старе и често болесне са истодобним патологијама, попут дијабетеса или атеросклерозе. 57

Коначно, локализација у 3 В уместо директно у ВМХ такође се може сматрати недостатком. ЕС у виртуелној шупљини окружен различитим ткивима утиче на електрична поља и теоретски би могао да шири струју изван наших жељених циљева. Међутим, нова истраживања помоћу компјутерских модела показују ограничено ширење струје у ткиву у близини контакта електроде у зиду од 3 В. 58

Сигурносни проблеми

Ефикасност ДБС у задњем хипоталамусу отворила је путеве истраживања користећи хипоталамичка подручја. 59 Нажалост, и даље постоје сигурносна питања. 60 Ове забринутости натерале су нас да истражимо нови приступ да бисмо дошли до ових подручја мозга. Интравентрикуларне ДБС електроде би теоретски морале да имају ризик упоредив са уметањем вентрикуларних катетера. Употреба само једне електроде за стимулацију билатерално смањује ризик за половину, спречавајући двоструко уметање у ово тешко подручје.

Хирургија је била добро толерирана код свих животиња са уобичајеним губитком БВ у постоперативном периоду.

Један од њих имао је инфекцију у имплантабилном генератору импулса, што нас је присилило да извучемо батерију. Након потпуног опоравка, ова животиња је коришћена као муљажа. Током акутне и хроничне фазе нису примећене промене у понашању. Неки стереотипни покрети примећени су код два мајмуна, али су били повезани са дугим периодима заточења у малим кавезима. Када су животиње стављене у веће кавезе и парове, понављајући покрети су престали.

Пажљива анализа узорака серума омогућила нам је да закључимо да стимулација не индукује модулацију у виталним елементима плазме. Испитаници су посматрани током дугог временског периода, скоро 3 године од операције до еутаназије. За то време, мајмуни су добро подносили хардвер (имплантабилни генератор импулса и електроде). Положај врха електроде се није променио, одржавајући ВМХ стимулисаним, без оштећења В3 зидова или других подручја. Повезана лезија могла је имати антагонистички ефекат над контролом тежине.

Закључно, прелиминарни подаци добијени овим истраживањем показују нови приступ претилости код примата који би могли отворити пут ка будућој клиничкој примјени. Нове индикације за ДБС цветају, како се развија наше знање о анатомо-физиологији различитих региона централног нервног система. Такође, карактеристике реверзибилности и минималне лезије ДБС-а омогућавају истраживачима да истражују нова подручја мозга. Охрабрујући резултати у модулацији задњег хипоталамуса у главобољи кластера и недавни експерименти на ЕС ВМХ на моделима гојазности код глодара потакнули су истраживање у овој области. Ово је први извештај о ДБС-у који смањује садржај БВ и БФ код примата који нису претили људи. Смањење БВ и БФ није праћено изузетним нежељеним ефектима који су могли спречити будућу клиничку примену.

Такође кључно у нашој студији, показало се да је нови приступ интравентрикуларне стимулације да дође до медиалних структура сигуран, стабилан у времену и можда ефикаснији у модулацији цирквентрикуларних органа.