A burgonya proteáz-inhibitor II hatása az emésztőrendszeri hormonokra és az emberek jóllakására a testsúlycsökkentés során

Marion Flechtner-Mors

1 Egyetemi Orvosi Központ Ulm, Sport- és Rehabilitációs Orvosi Osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

Ulrike Thoma

2 I. belgyógyászati osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

Regina Wittmann

2 I. belgyógyászati osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

Bernhard O Boehm

2 I. belgyógyászati osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

3 Lee Kong Chian Orvostudományi Kar, Szingapúr, Nanyang Technológiai Egyetem, Szingapúr

4 Imperial College London, London, Egyesült Királyság

Mona Mors

1 Ulmi Egyetemi Orvosi Központ, Sport- és Rehabilitációs Orvosi Osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

Jürgen M Steinacker

1 Egyetemi Orvosi Központ Ulm, Sport- és Rehabilitációs Orvosi Osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

Uwe Schumann

1 Egyetemi Orvosi Központ Ulm, Sport- és Rehabilitációs Orvosi Osztály, Ulmi Egyetemi Kórház, Ulm, Németország

Absztrakt

Kontextus

Kérdéses, hogy a burgonyafehérje proteáz II-gátló (PI2) csökkenti-e az étvágyat és hatással van-e a kolecisztokinin (CCK) jóllakottsági hormonra.

Célkitűzés

A PI2 hatásának vizsgálata a gyomor-bélrendszeri hormonokra és az étvágy mérésére súlycsökkentés során.

Tervezés

20 héten át végzett randomizált, placebo-kontrollos vizsgálatban 52 túlsúlyos/elhízott résztvevő (BMI 25,2–38,0 kg/m 2) fehérjében gazdag étrendet (30%) kapott, napi 500 szükséglethez igazítva. Az alanyok napi kétszer PI2-t (150 mg) vagy placebót tartalmazó kapszulát fogyasztottak, 1 órával ebéd és vacsora előtt. A 0. és a 10. héten a résztvevők csatlakoztak a reggeli tesztétkezésekhez, hogy kísérleti úton meghatározzák a CCK, a GLP-1, a ghrelin, a leptin, a glükóz és az inzulin koncentrációját. Az étvágyérzeteket a teszt étkezési napokon és a 4., 9., 14. és 19. héten mértük vizuális analóg mérleg alkalmazásával.

Eredmények

A 10. és 20. héten a fogyás a PI2 csoportban 4,3 ± 3,1 kg és 5,6 ± 4,1 kg, a kontroll csoportban: 4,7 ± 4,0 kg és 6,8 ± 3,7 kg. A PI2 jelentős hatást figyelt meg a keringő CCK szintre a 10. héten. A többi hormont a PI2 nem befolyásolta. A 10. héten a PI2 csoport alanyai nagyobb jóllakottságot és csökkent étkezési vágyat mutattak a placebóhoz képest. A vizsgálat időtartama alatt a PI2 jelentős hatást gyakorolt az étvágyra az ebéd előtt, egy órával a vacsora előtt és közvetlenül a vacsora előtt.

Következtetés

A PI2 megnövelte a keringő CCK plazmaszintet a diéta közben. Hasonlóképpen, a PI2 modulálta az étvágyérzetet a 4. és 20. hét között. A tanulmány kimutatta, hogy a PI2 képes modulálni egy alapvető jóllakottsági jelet.

Bevezetés

Az emésztőrendszeri peptid hormonok, például a leptin, a ghrelin, a kolecisztokinin (CCK) vagy a glukagon-szerű peptid 1 (GLP-1) befolyásolják az éhséget és a jóllakottságot szabályozó biokémiai folyamatokat, ezért terápiás értékkel bírnak olyan körülmények között, mint az elhízás. orálisan bejuttatva a peptidek nem hatékonyak, mert a gyomor-bél traktus enzimjei lebontják őket. A hormonok ezen enzimatikus lebontását a növények proteáz-inhibitorai (PI) lelassíthatják. 3.4 A burgonyában természetesen előforduló fehérje, a II proteáz inhibitor (PI2) kimutatták, hogy gátolja a szerin proteázokat, például a tripszint és a kimotripszint, ezáltal fokozza az enzimatikus aktivitást.5,6

A gasztrointesztinális traktusban a CCK szintetizálódik az endokrin és az idegsejtekben az étkezés elfogyasztásával járó intraluminális ingerekre adott válaszként. 7 A keringő CCK magas szintje csökkenti az emberek táplálékfelvételét. 8 Beszámoltak arról, hogy a PI2 kiegészítéseként az ételekben a CCK szintje nőtt, és a következő étkezés kalóriabevitele csökkent

Étkezés közben a CCK-felszabadító peptid (CCK-FP) kiválasztódik a bél lumenébe. Egy proteináz-inhibitor most a CCK-FP késedelmes lebomlását okozza. A CCK-FP serkenti a CCK felszabadulását az endokrin sejtekből a vékonybélbe, és ezáltal növeli a CCK koncentrációját. 9 A luminalis tripszin aktivitás gátlása és a CCK szekréciójának közvetlen stimulálása csökkentette az élelmiszer-fogyasztást.

Bár további klinikai vizsgálatok embereken, a PI2-vel, mint feltételezett funkcionális ágenssel az étvágy kontrolljára, különböző eredményeket mutattak. A PI2 bevitelére reagálva csökkent energiafogyasztásról, 3,4 csökkent szubjektív étvágyarányról9,13,14 és emelkedett CCK szintről3,13,15,16 számoltak be. Éppen ellenkezőleg, Peters és munkatársai nem találtak hatékonyságot a szubjektív étvágymérők, az ad libitum energiafogyasztás vagy a CCK-koncentrációk terén.

Az elhízás és a súlycsökkenés után megváltozott a bél és a zsírszövet hormonjai, és a változások a bél-agy tengelyének zavaraihoz kapcsolódnak.18,19 Az étvágyérzeteket illetően a korábbi tanulmányok a súlycsökkenés hatásaitól eltérő eredményeket mutatnak be, önállóan az éhség és az étvágy észlelése növekszik vagy általában csökken 20,21

A PI2 (150 mg) potenciáljának mélyebb betekintése érdekében a tanulmány megvizsgálta a PI2 hatását az étvágy mérésére túlsúlyos és elhízott személyeknél egy 20 hetes diéta során. A PI2 gasztrointesztinális hormonokra, a CCK, a GLP-1, a ghrelin, az inzulinra és a leptinre gyakorolt hatásának vizsgálatához tesztétkezést alkalmaztunk az elején és 10 hét után.

Tantárgyak és módszerek

Tárgyak

Megjegyzések: Az értékek átlag ± SD, statisztikailag nem volt különbség a PI2 csoport és a placebo csoport között.

Tanulmányi protokoll

A vizsgálat egy prospektív, randomizált, kettős-vak, placebo-kontrollos párhuzamos összehasonlító vizsgálat volt 20 héten keresztül, amelyet az Ulmi Egyetem Etikai Bizottsága hagyott jóvá. Valamennyi résztvevő írásos beleegyezését adta a vizsgálat megkezdése előtt. Ezt a tárgyalást a Helsinki Nyilatkozattal összhangban hajtották végre. A tesztvegyület és a placebo kontroll aránya 3: 1 volt, összesen 52 zárványszámmal, ahol a vizsgálati alanyokat számítógéppel generált kóddal randomizálták. A súlycsökkentő étrend három fő étkezést tartalmazott, és minden alanynak azt az utasítást adták, hogy egy kapszulát vegyen be 150 mg PI2-vel vagy placebóval (mikrokristályos cellulóz) egy órával ebéd előtt és egy órával a vacsora előtt minden nap egy pohár vízzel.

Egy szűrővizsgálat alkalmával az alanyok energiaigényét bioelektromos impedancia analízissel mértük (BIA, Body Cell Analyzer, Biodynamics, BIA 450, Seattle, USA). A dietetikus minden beteget megtanított arra, hogyan kell elkészíteni az ételeket az egyéni igényeknek megfelelően, napi 500 kcal-kal kevesebbet a 20 hetes súlycsökkenés ideje alatt. Az étrend fehérjében gazdag volt, 30 E% fehérjével, 40–45 E% szénhidráttal és 25–30 E% zsírral. A reggeli kereskedelmi forgalomban kapható turmix volt (F1, Herbalife Nutrition, Németország), az ebéd és a vacsora hagyományos ételeket tartalmazott. Az étrend vagy a PI2 vizsgálati vegyület káros hatásait egyik alany sem jelentette.

Az alanyok háromnapos diétanaplót töltöttek ki (két hétköznap, egy hétvégi nap) a 0., 4., 9., 14. és 19. héten. Az önállóan bejelentett ételdokumentumokat egy regisztrált táplálkozási szakértő ellenőrizte és elemezte a vizsgálat számára.

Antropometria

Az alanyok egy éjszakai böjt után reggel 8 órakor érkeztek a kutatóintézetbe. A fehérnemű testtömegét az elején, 5, 10 és 20 hét után mértük kalibrált skálán, 0,1 kg pontossággal. A vizsgálat kezdetekor minden résztvevő állómagasságát 0,5 cm pontossággal mértük. A derék kerületét havonta mértük egy nem nyújtható szalaggal, a résztvevőket függőleges helyzetben, és az alsó borda és a csípőcsík között félúton, 0,5 cm pontossággal mértük a méréseket. A sagittális átmérő méréséhez az alanyok hanyatt feküdtek, és az alsó borda és a csípőcsík között félúton féknyerget használtak, 0,1 cm pontossággal. 10 perc pihenés után a bal kar vérnyomását automatizált vérnyomásmérővel mértük (Colin Corp, 2007–1 Hayashi, Komaki-city, Japán).

Biokémiai meghatározások

A vizsgálat egészségi állapotának és fiziológiai alakjának figyelemmel kísérése érdekében a résztvevők vérmintáit vették ki a kiinduláskor, 10 és 20 hét elteltével felületes kari véna szúrásával, valamint inzulin, vércukorszint, glikált hemoglobin A1c (HbA1c), trigliceridek mérésével. (TG), koleszterin, HDL-koleszterin, aszpartát-aminotranszferáz (AST), alanin-aminotranszferáz (ALT), lúgos-foszfatáz (ALP), gamma-glutamil-transzferáz (GGT), kreatinin és a vér karbamid-nitrogénje rutin módszerekkel ( Roche Cobas automata analizátorok) az Ulmi Egyetemi Kórház Klinikai Kémiai Intézetében.

Az inzulinrezisztenciát (IR) meghatároztuk a homeosztázis modell értékelésén (HOMA-IR), amelyet a következő képlet alapján számoltunk: éhomi inzulin (µU/ml) x éhomi glükóz (mmol/L)/405 (25). Az IR-t a korábbi vizsgálatok szerint a HOMA-pontszám (≥2,0) legmagasabb kvantilisében definiálták

Plazmahormon-mérések és étkezési teszt

Az ételfelvételnek alávetett hormonális változások időbeli elemzéséhez a résztvevők 5 órát tartózkodtak a táplálkozási kutatóintézetben a vizsgálat kezdetén, és 10 hét múlva a hormonszint mérésére egy étkezés után. ≥12 órán át éjszakán át tartó éhezés után intravénás kanült helyeztek be, és a teszt bevétele után -60, 0 ° C-on vért vettek (majd ételt fogyasztottak) és 5, 10, 15, 30, 60, 90, 120 és 180 percet. étkezés. A vénás vért (7 ml) az aprotininnel (500 KIU/ml vér; Sigma-Aldrich Chemistry, Steinheim, Németország) előre kódolt Lavendar Vacutainer EDTA csövekbe gyűjtöttük. Minden mintát gondosan megfordítottunk és jégen tartottuk. A gyűjtést követő 1 órán belül a mintákat 15 percig 3000 g-vel centrifugáltuk. A plazmát összegyűjtöttük és -80 ° C-on tároltuk a további elemzésig. Az egyes egyedek összes mintáját ugyanazon vizsgálattal mértük.

Antropometriai mérések és biokémiai adatok diétás beavatkozás után

2. táblázat

Változások az antropometriai mérésekben, a testösszetételben és a biokémiai jellemzőkben a PI2 csoport (PI2) vagy a kontrollcsoport (CG) szerint 20 hét diétás beavatkozás után

01020p hét

Testtömeg (kg)

PI2

84,8 ± 13,6

80,2 ± 12,7

79,2 ± 12,4

2. táblázat). Ami a vérnyomást illeti, az étrendi beavatkozás csak szignifikánsan alacsonyabb hatást mutatott a szisztolés vérnyomásra a PI2 csoportban (p 2. táblázat).

Étrendi bevitel

Átlagosan az összes alany 78% -a adott értékelhető ételrekordot. A szűrővizitumok során az étrendi nyilvántartásoknak csak 60% -a volt elemezhető, mert részben megbízhatatlan adatokat tartalmaztak (nyilvánvalóan nem jelentették be a táplálékbevitelt), az adaginformációk helytelenek voltak, vagy a naplót nem küldték vissza.

Az elemzésre alkalmas rekordok aránya a vizsgálat végéig fokozatosan, 83% -ra nőtt (3. táblázat).

3. táblázat

A PI2 és a kontrollcsoport (CG) rendelkezésre álló étrendi naplóinak energia (kcal) és makrotápanyag-bevitele (%) a tanfolyam során