A hiperkalórikus és hipokalorikus étrend hatása az inzulin okozta mikrovaszkuláris toborzásra, a glükózfelvételre és a lipolízisre egészséges, sovány férfiaknál

Levelezés: Anna L. Emanuel, MD, MSc, VU University Medical Center, Diabetes Center, Room ZH-A463, Boelelaan 1118, 1081 HZ, Amsterdam, Hollandia. Email

Belgyógyászati Klinikáról (A.L.E., R.I.M., J.W., D.H.v.R., M.D., M.H.HK., E.H.S.), Amszterdam UMC, helye VU University Medical Center, Amszterdam Kardiovaszkuláris Tudományok, Amszterdam, Hollandia

Endokrinológiai és Metabolizmus Tanszék, Amszterdam UMC, helyszín Akadémiai Orvosi Központ, Amszterdam, Hollandia (M.J.S.)

Élettani Tanszék (E.C.E.), Amszterdam UMC, helye VU Egyetem Orvosi Központ, Amszterdam Kardiovaszkuláris Tudományok, Amszterdam, Hollandia

Élettani Tanszék, Maastrichti Egyetem, Maastricht, Hollandia (E.C.E.).

Absztrakt

Célkitűzés:

A magas zsírtartalmú étrendet fogyasztó egereknél az inzulinjelzés károsodása az endotheliumban egy korai jelenség, amely megelőzi a csontvázizom, a zsírszövet és a máj csökkent inzulinérzékenységét. Emberekben megvizsgáltuk, hogy a rövid távú túltáplálás befolyásolja-e az inzulin által kiváltott mikrovaszkuláris toborzást a vázizomban és a zsírszövetben, mielőtt változások történnének a glükózfelvételben és a lipolízisben.

Megközelítés és eredmények:

Jelenleg nem ismert, hogy a hiperkalórikus táplálás és a korai súlygyarapodás befolyásolja-e az inzulin által kiváltott mikrovaszkuláris toborzást a vázizomzatban és a zsírszövetben. Ebben a tanulmányban feltételeztük, hogy egészséges egyéneknél az inzulin által kiváltott vázizom mikrovaszkuláris toborzás károsodása megelőzi az egész test GU csökkenését hiperkalórikus étrendnek való kitettség alatt, míg az inzulin által kiváltott zsírszövet mikrovaszkuláris toborzása nem változik, lehetővé téve a tápanyagok tárolását a zsírban szövet.

Anyagok és metódusok

A vizsgálat eredményeit alátámasztó adatok ésszerű kérésre a megfelelő szerzőtől állnak rendelkezésre.

Résztvevők

20 sovány (testtömeg-index: 20–25 kg/m 2), fiatal (életkor: 18–30 év), fehér, férfi résztvevőt vettünk fel. A 20 résztvevő közül tizenöt követte a beavatkozásokat, 5-öt véletlenszerűen toboroztak kontroll résztvevőként az izombiopsziás kísérletekhez (az alábbiakban leírjuk). A résztvevőket toborozták a helyi újságokban és a közösségi médiában. Az egyének normális glükóztoleranciát mutattak ki orális glükóztolerancia teszttel (éhomi glükóz 13

Dizájnt tanulni

1.ábra. A tanulmány általános tervének és tesztnapjának sematikus ábrái.A, Minden résztvevőt hiperkalórikus és ezt követő hipokalorikus étrendnek vetettek alá. A diétás beavatkozás (V1) előtt, ~ 10 napos hiperkalórikus étrendnek (V2) való kitettség után, a hiperkalórikus étrend végén (29 [21–51] nap) (V3) és az eredeti súlyra való visszatéréskor (63 [ 49–97] nap) (V4), minden résztvevő egy tesztnapra ellátogatott a kutatóközpontba. Külön tesztnapon a hiperkalórikus étrend végén (B), vázizom biopsziát végeztünk, és nyomás myográfiával értékeltük az izolált vázizom rezisztencia artériák inzulin által kiváltott értágulatát. B, Minden tesztnap egy hiperinsulinémiás-euglikémiás bilincsből állt, hogy meghatározzuk az egész test glükózfelvételét. Kontraszt-fokozott ultrahangvizsgálatot végeztek a bilincs második lépése előtt és alatt az inzulin által kiváltott mikrovaszkuláris rekrutáció mérésére a vázizomban és a zsírszövetben. B biopsziát jelöl; BIA, bio-impedancia elemzés; CEUS, kontrasztos ultrahangvizsgálat; CPP, folyamatos perifériás pletizmografia; IC, közvetett kalorimetria; RR, vérnyomás; S, szűrés; és V, látogasson el. *** képviseli a vérmintát.

Tanulmányi nap

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzéseket az SPSS22 (IBM-SPSS, Chicago, IL) alkalmazásával végeztük. Az adatokat ferde eloszlás esetén átlag ± SD-ként vagy mediánként (tartományként) mutatjuk be. Az inzulin által kiváltott, kontrasztanyaggal fokozott ultrahangvizsgálatra és a folyamatos perifériás plethysmográfiai paraméterekre gyakorolt hatások meghatározásához párosított mintát használtunk t teszt. A ferde adatokat elemzés előtt log-transzformáltuk. Az időhatások kiértékeléséhez lineáris vegyes modell analízist alkalmaztunk, az alany azonosítását véletlenszerű tényezőként, a látogatást pedig fix tényezőként. 2 különböző elemzést hajtottunk végre a hiperkalórikus étrend (az első 3 látogatáson vegyes modell-elemzések, az 1. látogatás referenciaértékként) és a hipokalorikus étrend (vegyes modell-elemzések az utolsó 3 látogatáson, a 4. látogatás referenciaértékként) értékelésére. . A lineáris vegyes modell analízist részesítették előnyben a hagyományosabb elemzésekkel szemben, mint például az ANOVA ismételt mérése, mivel ez robusztusabb a hiányzó adatok kezelésében. A legkevésbé szignifikáns különbséget utólagos analízist végeztük P

Asztal 1. A hiperkalórikus és az azt követő hipokalorikus étrend hatása az antropomorf és anyagcsere adatokra

1. látogatás (alapszintű látogatás) 2. látogatás (8 [7–12] d) 3. látogatás (29 [21–51] d) 4. látogatás (63 [49–97] d)P Érték vegyes modell (V1 – V3) Post hoc P 1. érték vs 2 post hoc P 1. és 3. értékP Érték vegyes modell (V2 – V4) Post hoc P 4. érték vs 2Post hoc P 4. érték vs 3. értékKor, y22,9 ± 2,6………………………Magasság, cm185,0 (171,1–189,8)………………………Súly, kg75,5 ± 7,876,7 ± 7,979,0 ± 8,275,6 ± 8,1 2 22,5 ± 1,622,8 ± 1,623,5 ± 1,822,5 ± 1,7 −4; P= 0,013), szisztolés vérnyomás (medián különbség: 13 Hgmm; P= 0,006), az átlagos artériás nyomás (medián különbség: 8 Hgmm; P= 0,023), szívteljesítmény (medián különbség: 0,8 L/perc; P= 0,022) és a stroke térfogata (medián különbség: 4 ml; P= 0,048). A zsírszövet MBV-t az inzulin nem növelte szignifikánsan (P= 0,309).

A hiperkalórikus étrend hatása a testösszetételre, a pihenő energia ráfordításokra, a fizikai aktivitásra, a glükóz anyagcserére, a koleszterinszintre és a májenzimekre

A hiperkalórikus étrend átlagos időtartama 29 (21–51) nap volt. Ebben az időszakban az átlagos kalóriabevitel 3835 kcal volt, ami megfelel a számított napi kalóriaigény 154% -ának (1,3 × REE). Az étrend átlagos makrotápanyag-tartalma 60% szénhidrátot, 25% zsírt és 15% fehérjét tartalmaz. A hiperkalórikus étrend jelentősen megnövelte a testsúlyt 3,5 kg-mal (P

2. ábra. Egyéni súlygörbék a hiperkalórikus és hipokalorikus étrend alatt. Minden sor egy-egy tanulmány résztvevőjét képviseli.

A hipokalorikus étrend hatása a testösszetételre, az energiafelhasználásra, a fizikai aktivitásra, a glükóz anyagcserére, a koleszterinszintre és a májenzimekre

A hipokalorikus átlagos időtartama 35 (22–39) nap volt. Ebben az időszakban a résztvevők visszatértek az alapsúlyukhoz (75,5 ± 7,8 kg). A hipokalorikus étrend után szinte minden hiperkalórikus étrend által kiváltott változás visszatért a kiindulási értékre, beleértve a súlyt, a testtömeg-indexet, a testzsírt, a REE-t, az éhomi FFA-t, az alanin-aminotranszferázt, a γ-glutamil-transzferázt, az összeset és az LDL-koleszterint (1. táblázat). Egyes paraméterek a kiindulási értékeket meghaladó helyreállítást mutattak. Továbbá az éhomi inzulin és a HOMA-IR jelentősen javult a hipokalorikus étrend miatt az alapértékekhez képest. Ezenkívül az FFA szuppresszió a szorító 1. lépése alatt (azaz a zsírszövet inzulin érzékenysége) a hipokalorikus étrend után szignifikánsan magasabb volt (P= 0,025).

A hiperkalórikus étrend hatása az inzulin által kiváltott (cardio) vaszkuláris hatásokra

2. táblázat. A hiperkalórikus és az azt követő hipokalorikus étrend hatása az inzulin által kiváltott (kardio) érrendszeri hatásokra

Az adatok átlag ± SD vagy medián (tartomány). Δ = az éhezés (T1) és a hiperinsulinémia (T2) közötti különbség = T2 – T1. CO a szívteljesítményt jelzi; HR, pulzusszám; MAP, átlagos artériás nyomás; SV, köpeny hangereje; és SVR, szisztémás vaszkuláris rezisztencia.

A hipokalorikus étrend hatása az inzulin által kiváltott (cardio) vaszkuláris hatásokra

A hipokalorikus étrend után szinte az összes (kardio) érrendszeri paraméter, amelyet a hiperkalórikus étrend befolyásolt, visszatért a kiindulási értékre, kivéve az inzulin által kiváltott zsírszövet mikrovaszkuláris toborzást, amely továbbra is magas volt. Ezenkívül a kalóriakorlátozás jelentősen csökkentette az inzulin által kiváltott stroke-térfogat-változást, bár a hiperkalórikus étrendben nem találtunk szignifikáns különbségeket (2. táblázat).

A zsírszövet inzulinérzékenységének és a teljes test inzulinérzékenységének összefüggése

Az M érték fordítottan kapcsolódott az FFA koncentrációjához a szorító első lépésében (r= −0,529; P= 0,017), és ez a korreláció fennmaradt a hiperkalórikus étrend alatt (2. látogatás: r= −0,710; P= 0,001; 3. látogatás: r= −0,536; P= 0,015) és az azt követő hipokalorikus étrend alatt (r= −0,517; P= 0,023).

Vita

Elismerjük, hogy ennek a tanulmánynak vannak bizonyos korlátai. Először nem vettünk fel izokalorikus étrend-beavatkozási csoportot, idővel ismételt mérésekkel. A hiperkalórikus étrend hatásainak visszafordulása a későbbi hipokalorikus étrend után azonban inkább a hiperkalórikus étrend által kiváltott ok-okozati összefüggést támogatja, mintsem időhatásokat. Másodszor, a tanulmány kis mintamérete korlátozhatja a következtetéseket. Például adataink nem teszik lehetővé az étrend makrotápanyag-összetételének összehasonlítását. Harmadszor, a vizsgálatot csak egészséges, sovány fiatal férfiakon végezték, ami általánosíthatóságát csak nőkre és más korú csoportokra korlátozza. Végül ebben a tanulmányban a csontvázizom és a zsírszövet arányát használtuk a véráramlás eloszlásának változásainak azonosítására. Bár ezt az eredményértéket a korábbi vizsgálatok nem igazolták, úgy gondoljuk, hogy elméleti alapja van ennek a paraméternek. Az arány használata jelentősen csökkenti az adatok változékonyságát, mivel korrigálja a napi változásokat a mikrobuborék-koncentráció különbségei és a lehetséges külső hatások miatt.

4. ábra. A hiperkalórikus étrend csökkenti az izom arteriolák inzulin által kiváltott értágulatát, amelyet ex vivo nyomás myográfiával mértek. A hiperkalórikus étrend (n = 4) szignifikánsan csökkentette az inzulin által kiváltott átmérő változását (a kiindulási értékhez viszonyított százalék) a kontroll résztvevőkhöz képest (n = 3) a második és a legmagasabb inzulin adag között. Az adatok átlag ± SEM. P az interakció értéke (idő × csoport) = 0,0005 (2-utas ANOVA). *P