Monet kirurgit ja useimmat maallikot ajattelevat, että mahalaukun koon ja aterioiden koon välillä on tiukka korrelaatio. Termistä ”mahalaukun pienentäminen” tuli synonyymi laihdutusleikkauksille, ikään kuin pienentämällä mahalaukkua kaikki ateriat olisivat automaattisesti pieniä.
Mutta tämän elimen koon ja aterioiden koon välillä ei ole tiukkaa korrelaatiota. Joillekin sairaalloisen lihaville potilaille on aiemmin tehty täydellinen mahalaukunpoisto! Jos pelkkä mahalaukun pienennys hoitaisi lihavuutta, mahalaukun puuttumisen pitäisi aiheuttaa vaikuttavaa laihtumista; tämä periaate ei kuitenkaan aina pidä paikkaansa. Toisaalta jotkut potilaat tuntevat itsensä erittäin tyytyväisiksi kolmesta lusikallisesta ruokaa, vaikka heillä on normaalikokoinen vatsa. Miten nämä ilmiöt voidaan selittää?
Maha on pussi, jossa on reikä. Tyhjenemisnopeus on jopa tärkeämpi kuin itse pussin koko. Lisäksi aterian aloittamiseen ja lopettamiseen liittyy useita erilaisia ja monimutkaisia mekanismeja.
Mahan tyhjenemisnopeus suoleen on erittäin tärkeä. Se määrittelee sen ravintoaineiden määrän, joka voi imeytymisen kautta päästä verenkiertoon ja siten muuttaa veren koostumusta ja uhata homeostaasia. Nopea ja voimakas ravintoaineiden imeytyminen muuttaa nopeasti veren koostumusta (esim. sokerien ja lipidien kohoamisella) ja vaatii nopeaa ja tehokasta aineenvaihdunnallista vastausta.
Jotkut nykyaikaisen ruokavalion jalostetut ja esisulatetut osat ovat kuituvapaita ja täysin valmiita nopeaan imeytymiseen. Näitä elementtejä on kutsuttu korkean glykeemisen indeksin elintarvikkeiksi siitä lähtien, kun Jenkins (1) määritteli glykeemisen indeksin käsitteen vuonna 1980.
Vatsassa ruoka sekoittuu happamien mahaneritteiden ja proteolyyttisten entsyymien kanssa. Happo tappaa useimmat ruoan mukana nautitut mikrobit, joten kontaminaatioriski on minimoitu. Suuret ruokapalat hajotetaan ja sisällön osmolaarisuutta säädetään. Oikean osmolariteetin omaava ruoka ja juoma poistuu vatsasta nopeammin, mikä selittää, miksi litran makeaa jääteetä voi juoda helpommin ja nopeammin kuin litran puhdasta vettä. Lisäksi vatsa lisää R-tekijän ja intrinsic-tekijän, jotta B12-vitamiini voi imeytyä ileumissa.
Kun nämä vaiheet on suoritettu, vatsa lähettää chyme (ts, ruuan sekoittuneena ruoansulatuseritteisiin) ohutsuoleen, jossa siihen sekoittuu välittömästi biliopankreatiiviset mehut, jotka johtavat lähes täydelliseen ruoansulatukseen (nisäkkäät eivät pysty sulattamaan kuituja ilman paksusuolessa tapahtuvan käymisen bakteerien apua).
Pohjukaissuolesta pienten hiukkasten imeytyminen käynnistyy nopeasti, ja sima liikkuu koko ajan alaspäin imeytymisprosessin edetessä. Endogeeninen glukoosin tuotanto ei keskeydy tässä vaiheessa (ts. haiman α-solut eivät keskeytä glukagonin tuotantoa). Hypoglykemia voi tappaa eläimen muutamassa minuutissa, joten proksimaalisella suolistolla ei ole ”valtaa” antaa näin äärimmäistä käskyä, mutta se voi tuottaa vähemmän voimakasta käskyä (eli proksimaalinen suolisto erittää glukoosiriippuvaista insuliinotrooppista polypeptidiä, insuliinotrooppista ainetta, joka ei pysty tukahduttamaan glukagonia ja endogeenista glukoosin tuotantoa (2-4)). Tässä vaiheessa kylläisyyttä ei pitäisi esiintyä. Aivan ilmeisistä syistä proksimaalinen suolisto ei ole se kohta, jossa ruoan pitäisi laukaista voimakas kylläisyys tai aloittaa glukagonin tuotannon keskeyttäminen.
Kun ohutsuolen distaalinen osa saa ravintoaineita (eli merkittävä ateria on tosiasiallisesti nautittu), limakalvon neuroendokriiniset L-solut tuottavat kuitenkin hormoneja, kuten glukagonin kaltaista peptidiä 1 (GLP-1), oksyntomoduliinia ja polypeptidi YY:tä (PYY), jotka ovat tyypillisiä postprandiaalisia hormoneja (5-7). Nämä hormonit edistävät siirtymistä paastotilasta postprandiaaliseen tilaan. Paastotilassa vallitsee nälkä, korkeat glukagonitasot, endogeeninen glukoosin tuotanto ja lipolyysi. Tyypillisessä postprandiaalisessa tilassa esiintyy asteittain voimakasta insuliinituotantoa, glukoosin ja lipidien puhdistumista verestä, lipogeneesiä sekä mahalaukun tyhjenemisen ja kylläisyyden vähenemistä. Ne ovat vastakkaisia aineenvaihduntatiloja.
GLP-1:n mahalaukun tyhjenemisen esto onkin suurempi kuin sen insulinotrooppiset vaikutukset (8). Toisin sanoen distaalinen suoli pysäyttää mahalaukun tyhjenemisen tietyssä vaiheessa (esim. ravintoaineiden stimuloimana). Siksi suolisto määrittelee mahalaukun toiminnallisen koon.
Jos syömme yhtäkkiä asteittain yhä enemmän ja hienostuneempaa ruokaa, imeytyminen helpottuu ja voimistuu proksimaalisessa suolistossa, jolloin distaalinen stimulaatio vähenee.
Sen seurauksena distaalisten suolistohormonien, kuten GLP-1:n ja PYY:n, tuotannossa voi esiintyä puutteita (mitä tapahtuu ylipainoisilla ja tyypin 2 diabetesta sairastavilla potilailla [9,10]) ja mahalaukun läpi voi kulkea paljonkin ruokaa sen koosta välittämättä. Jos meillä ei ole asianmukaista distaalisen suolen stimulaatiota, pelkkä mahalaukun pienentäminen ei välttämättä toimi. Itse asiassa jotkut leikkauksen jälkeiset potilaat, joille on jätetty 30 millilitran mahalaukku, voivat edelleen syödä niin paljon, että he pysyvät lihavina tai ainakin saavat suurimman osan menettämästään painosta takaisin leikkauksen jälkeisen sopeutumisen jälkeen.
Kun distaalinen suoli on kiireinen ruoansulatuksen ja imeytymisen kanssa, se erittää distaalisia suolistohormoneja, jotka estävät mahalaukun tyhjenemisen edelleen. Tyypillinen nälkä tukahdutetaan aivoissa, joissa on reseptoreita suolistohormoneille. Kohonnut GLP-1 ja insuliini tukahduttavat greliinin (hormoni, joka herättää nälkää ja ruoan etsimiseen tähtäävää käyttäytymistä (11)) tuotantoa.
Yllättävää kyllä, tällöinkään ylivertaiset eläimet (ihminen mukaan lukien) eivät lopeta syömistä. Tässä vaiheessa vatsa ei enää tyhjene hyvin, mutta silti eläin jatkaa syömistä, kunnes vatsa on hyvin täynnä. GLP-1 helpottaa tätä varastointiprosessia, koska se saa aikaan mahalaukun pohjan rentoutumisen, jolloin mahalaukku voi vastaanottaa enemmän ruokaa (12). Tässä vaiheessa eläin ei enää aktiivisesti etsisi ruokaa (eli etsintäkäyttäytyminen); jos mahassa on kuitenkin tilaa ja ruokaa saatavilla, eläin jatkaa syömistä. ”Suoliston kylläisyys” on jo käynnistynyt, tyypillinen nälkä on poissa, mutta ”mahalaukun kylläisyys” ilmenee vasta, kun vatsa on täysin täynnä.
Ei nälkä motivoi eläintä tässä vaiheessa, vaan ahmiminen. Erottelu suoliston ja mahalaukun kylläisyyden välillä luotiin vain tärkeäksi didaktiseksi jaotteluksi yleistä ymmärrystä varten.
Gluttonia ei ole synti. Se on ihmeellinen vaisto, joka on kehittynyt miljoonien vuosien aikana niukkuuden aikoja varten. Villi koira, joka löytää tänään ruokaa, ei ole varma, että se löytää sitä taas huomenna. Varastojen luominen voi aiheuttaa tänään jonkin verran kylläisyyttä, mutta se voi pelastaa sen hengen lähitulevaisuudessa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että ravitsemuksessa on kaksi eri vaihetta. Aluksi on nälkä: vatsa tyhjenee helposti (eikä sen koolla ole tässä vaiheessa suurta merkitystä), ja suolisto on vastaanottavainen. Myöhemmin suolisto kuormittuu, ja distaaliset suolistohormonit tuottavat aineenvaihduntavasteen käynnistämiseksi. Mahalaukun tyhjeneminen vähenee dramaattisesti, ja GLP-1 rentouttaa mahalaukun pohjaa, jotta syöminen voi jatkua. Nälkä on siis poissa, mutta ahmiminen jatkuu. Ahmimisessa eläin jatkaa syömistä, kunnes vatsa on fyysisesti täynnä, ja mahalaukun pohjalla oleva kaasu poistuu vähitellen eruktiolla.
Siten suolen kyllästymisvaiheen jälkeen on normaalia jatkaa syömistä, jotta eläin voi ottaa mukaansa sen, mitä suoli ei pysty heti käsittelemään. Eläin syö, kunnes vatsa on täynnä. Tämä mahalaukun kyllästymisvaihe täydentää suolen kyllästymisvaihetta. On tavallista kuulla potilailta: ”Tohtori, minä jatkan syömistä, vaikka minulla ei ole enää nälkä! Luulen, että se johtuu ahdistuksesta!”
Useimmilla lihavilla potilailla esiintyy heikentynyt ja viivästynyt suoliston kylläisyys, koska heillä on vähentynyt distaalisten suolistohormonien eritys aterioiden jälkeen. Siksi myös mahalaukun tyhjenemisen pysähtymispiste on viivästynyt ja keskeiset kylläisyyssignaalit vaarantuvat.
Tässä ääritilanteessa, jos estetään jotakuta syömästä yksinkertaisesti sitomalla ruuansulatuskanava nauhoilla, kaventamalla anastomoseja tai pienentämällä vatsaa, syntyy joko laiha, mutta tyytymätön potilas, jos hän ei todellakaan voi syödä, tai potilas, joka on edelleen lihava, jos hän voi edelleen syödä.
Onko vatsalaukun koolla siis merkitystä ollenkaan? Kyllä, sillä on merkitystä. Tämän varastokammion kehittäminen, joka mahdollistaa ”ylensyönnin” varastojen luomiseksi, jos seuraava ateria ei onnistu, on hyvin riittävä niukkuuden aikana. Jos ruoan niukkuus korvataan yhtäkkiä ruoan yltäkylläisyydellä ja seuraava ateria on aina saatavilla, ylensyöntiä voi tapahtua jokaisen aterian yhteydessä. Tämän elimen suhteellinen vähentäminen sopeuttaa yksilön runsauteen. Evoluutiotiedot tukevat vahvasti ajatusta, että ruoan varastointimekanismeja löytyy niukkuudelle altistuneilta yksilöiltä (esim. kameli varastoi vettä, sammakko ei).
Nykyaikaisessa länsimaisessa maailmassa vallitsee yltäkylläisyys: ruoka on jalostettua, valmiiksi sulatettua ja nopeasti imeytyvää ylemmässä suolistossa (eli korkeaan glykeemiseen indeksiin perustuvat ruoka-aineet ovat vallitsevia). Näissä olosuhteissa suoliston kylläisyys saattaa tulla liian myöhään, eikä mahalaukun tyhjeneminen vähene kunnolla ajoissa. Tällöin vatsan koolla (vaikka se onkin ylisuuri yltäkylläisyyden aikoihin nähden) ei ole suurta merkitystä, ja on täysin mahdollista, että henkilö, jolla on minimaalinen vatsa tai jopa ei yhtään vatsaa, on hyvin lihava.
Mekaaninen rajoittaminen ja imeytymishäiriö olivat aina klassisen bariatrisen kirurgian kaksi pilaria. Nyt on kuitenkin selvää, että kumpikaan näistä tekijöistä ei ole vastuussa tämäntyyppisen leikkauksen hyödyllisimmistä vaikutuksista (13). Sen sijaan ne ovat leikkauksen jälkeisten ongelmien ensisijainen lähde (14).
”Kahden kylläisyyden” saavuttaminen optimaalisena ajankohtana ja ilman mekaanista rajoitusta ja imeytymishäiriötä on fysiologinen tapa lähestyä liikalihavuuden ja diabeteksen epidemioita.
Viime vuosina suurin osa alan tutkijoista on tunnustanut, että klassisen bariatrisen kirurgian tehokkaimmat mallit toimivat niiden aiheuttamien hormonaalisten muutosten vuoksi (13). Sellaisenaan he alkoivat kutsua tätä kirurgista erikoisalaa ”bariatriseksi ja metaboliseksi kirurgiaksi”. Toimenpiteet ovat kuitenkin samoja, ja ne sisältävät edelleen rajoittavia ja imeytymishäiriöitä aiheuttavia elementtejä, koska ne on suunniteltu sisältämään niitä.
Uudet, pääasiassa Brasiliassa kehitetyt toimenpiteet (15-20) on suunniteltu nimenomaan aiheuttamaan valikoivasti hormonaalisia ja metabolisia korjauksia. Poistamalla mekaaninen rajoitus (21) (kapeilla anastomoseilla tai nauhoilla varustettujen minimaalisten mahalaukkujen avulla) ja välttämällä myös poissuljetut ruoansulatuskanavan segmentit ja imeytymishäiriöt, voimme päästä ”puhtaaseen metaboliseen kirurgiaan”. Se tulee olemaan evoluutiota.