A különböző hipokalorikus étrendek hatása az elhízott nők zsírszövetéből származó fehérjeválasztásra

Absztrakt

A zsírszövet számos fehérjét választ ki auto-, para- és endokrin hatással, mint például a tumor nekrózis-α (TNF-α), az interleukin (IL) -6 és -8, az 1-es plazminogén aktivátor gátló (PAI-1)., leptin és adiponektin (1,2). Kevéssé ismert az emberi zsírszövet fehérje szekréciós funkciójának szabályozása a leptin kivételével (3). Az energiakorlátozás hatása különösen fontos az elhízás kezelésében (4). Az étrend által kiváltott fogyás normalizálja számos adipocita eredetű fehérje plazmaszintjét és zsírszövet-génexpresszióját (5–12). Hogy ez a fehérje szekréciójára igaz-e, a TNF-α kivételével (5,10) nem ismert. Ezenkívül a testzsír-veszteség, az energia-korlátozás önmagában és a makrotápanyagok változásának relatív szerepe nem ismert. Az sem ismert, hogy mely fehérjék többé-kevésbé érzékenyek a táplálkozási változásokra a zsírszövet által történő termelés szempontjából. Ezeket a kérdéseket a leptin, az adiponektin, az IL-6 és -8, a TNF-α és a PAI-1 felszabadulásának tanulmányozásával vizsgálták 40 elhízott nő szubkután zsírszövetében mérsékelt hipoenergetikus étrendben, alacsony zsírtartalmú étrend mellett 10 hét előtt és után./magas szénhidráttartalmú vagy közepes zsírtartalmú/közepes szénhidráttartalmú.

KUTATÁSI TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREK

Valamennyi alany részt vett egy európai multicentrikus vizsgálatban, amelynek neve Nutrient-Gene Interactions in Human Obesity: Implications for Dietary Guidelines (NUGENOB, www.nugenob.com), amely a hipoenergetikus étrend és a gének kölcsönhatását vizsgálja. Svéd központunkba 40 elhízott, 21–49 éves, 30,9–47,7 kg/m 2 BMI-vel rendelkező nő vett részt, akik egyébként egészségesek voltak és nem kaptak rendszeres gyógyszeres kezelést, kivéve 1 nőt, akit pajzsmirigyhormonnal kezeltek golyva miatt (a beavatkozás során változatlan) . A tanulmányt a Huddinge Egyetemi Kórház etikai bizottsága hagyta jóvá, és minden alanytól megkapta a tájékozott beleegyezést. Az elhízás miatt senki sem esett át műtéti kezelésen. A koppenhágai koordinációs központ véletlenszerűen közepes zsírtartalmú/mérsékelt szénhidráttartalmú (n = 20) vagy alacsony zsírtartalmú/magas szénhidráttartalmú (n = 20) étrendhez rendelte őket. Öt nő (négy a közepes zsírtartalmú és egy az alacsony zsírtartalmú csoportban) posztmenopauzás volt.

Energiafelhasználás és a diéták összetétele.

A napi energiaigényt a következőképpen becsültük meg: a nyugalmi energiafelhasználást közvetett kalorimetriával mértük (Deltatrac II; Datex-Ohmeda, Helsinki, Finnország), és megszoroztuk a fizikai aktivitás szintjének 1,3-mal. Ezután az alanyoknak a becsült energiaigénynél 600 kcal-val alacsonyabb napi energiafogyasztást írtak elő. A zsírtartalom étrendi célja 20–25 energiaszázalék (E%) volt az alacsony zsírtartalmú étrendben és 40–45 E% a közepes zsírtartalmú étrendben. Mindkét étrend tartalmazott 15–20 E% fehérjét, a többi (60–65, illetve 40–45 E%) szénhidrátot. Az alanyok étrendi utasításokat kaptak egy izoenergetikusan felcserélhető egységekből álló oktatási rendszer alapján (13). Az alkohol nem volt megengedett. Az alanyok étkezési naplókat vezettek, és a megfelelés megkönnyítése érdekében mindent rögzítettek, amit ettek vagy ittak a vizsgálat során. Utasításokat adtak az elfogyasztott gyümölcs és zöldség mennyiségének, a zsír típusának, a rost mennyiségének és típusának, a szénhidrát típusának és az étkezési gyakoriság közötti különbségek minimalizálására a két csoport között.

Zsírszöveti biopsziák és étrendi beavatkozás.

Az étrendi beavatkozás előtt és után az alanyokat 8: 00-kor vizsgálták éjszakai böjt után. A szubkután hasi zsírszövet biopsziáját (g2 g) nyertük helyi érzéstelenítésben (14), vénás vérmintákat gyűjtöttünk, és megmértük a súlyt, a derék és a csípő kerületét, valamint a bioimpedanciát (QuadScan 4000; Bodystat, Man-sziget), Egyesült Királyság). A szövet kb. Felét azonnal lefagyasztották a későbbi mRNS-elemzéshez.

Az étrendi beavatkozás során az alanyok minden héten felkeresték vagy telefonon kapcsolatba léptek a dietetikussal. A dietetikus értékelte az alanyok megfelelőségét, és az étkezési naplókból ellenőrizte étrendjük tartalmát. Az alanyok háromnapos, 2 hétköznapi és 1 hétvégi napos súlyozott táplálékrekordot is elvégeztek az étrendi beavatkozás megkezdése előtt és a 10 hetes étrend végén, hogy megbecsüljék szokásos étrendjüket és az étrendnek való megfelelést. Ezen túlmenően az intervenció 2., 5. és 7. hetében 1 napos súlyozott ételrekordokat készítettek. Az élelmiszer-nyilvántartásokat élelmiszer-tápanyag adatbázis segítségével elemezték. Az alanyokat lemértük, amikor ellátogattak a központba (általában minden 2. héten).

Zsírszövet.

Fehérje és metabolit meghatározások.

A leptin és az adiponektin koncentrációjának meghatározásához tápközegben és szérumban a Linco (St. Charles, MO) humán leptin és adiponektin radioimmun vizsgálati készletét használtuk. Kvantikin humán immunvizsgálatokat (R&D Systems, Abingdon, Egyesült Királyság) alkalmaztunk az IL-6 és -8 közegben történő mennyiségi meghatározásához. Quantikine HS (nagy érzékenységű) humán immunvizsgálatokat (R&D rendszerek, Abingdon, Egyesült Királyság) alkalmaztunk az IL-6 és a TNF-α plazmaszintjeinek és a TNF-α koncentrációjának a táptalajban történő meghatározására. TintElize PAI-1 immunvizsgálatot (Biopool, Ventura, CA) alkalmaztunk a PAI-1 szintek táptalajban történő meghatározására. A PAI-1 plazma enzimatikus aktivitását a leírtak szerint határoztuk meg (19). A plazma inzulint radioimmun vizsgálattal határoztuk meg (Insulin RIA 100; Kabi-Pharmacia, Uppsala, Svédország). A készleteket a gyártók utasításai szerint használták. A plazma IL-8 szintjének meghatározásához szükséges technológia a laboratóriumban nem állt rendelkezésre. A plazma glükózt, koleszterint és triglicerideket a kórház rutin kémiai laboratóriuma határozta meg. Az inzulinrezisztencia mérését a homeosztázis modell értékelésével (HOMA) végeztük: [éhomi plazma inzulin (mU/l) × éhomi plazma glükóz (mmol/l)] ÷ 22,5 (22).

mRNS mennyiségi meghatározása.

Statisztikai analízis.

Az adatokat a két csoport között és azon belül hasonlítottuk össze a Mann-Whitney U teszttel, a Wilcoxon aláírt rangú tesztjével, a Spearman-féle korrelációval és az ANOVA ismételt mérésével a StatView 5.0 (SAS Institute, Cary, NC) segítségével. A vizsgálatban szereplő változók normalitását elemeztük, és a nem normálisan elosztott változókat log transzformáltuk, ha szükséges. A diszperzió mértékének standard hibáját használtuk. A szignifikancia szintje P ≤ 0,05 volt. A vizsgálati kudarcok miatt az egyes elemzések összes alanyainak száma 34 és 40 között volt.

EREDMÉNYEK

Diétás összetétel és megfelelés.

Az önjelölt kiindulási étrendi bevitel hasonló volt a két csoportban (az adatokat nem közöljük). Minden alany befejezte az étrendi beavatkozást. A beavatkozás során a zsírból származó kalóriák teljes mennyisége szignifikánsan különbözött az alapvonaltól (P 7 sejt/2 h a diéta előtt és 2,7 ± 0.4 μg/107 7 sejt/2 h a diéta után (P = 0.33), és a PAI-1 szekréció 17,4 ± 2,3 ng/107 7 sejt/2 óra a diéta előtt és 21,0 ± 4,7 μg/107 sejt/2 óra a diéta után (P = 0,77).

Az inzulinérzékenység és a fehérje szekréció változásának összefüggését elemeztük mind a 20 étrendben szenvedő alanyban, a HOMA index legnagyobb csökkenésével (0,5–4,6 tartomány). Csak a leptin szekréciója változott szignifikánsan, 65 ± 7 ng/107 7 sejt/2 óra előtt 33 ± 4 ng/107 7 sejt/2 óra után a diéta után (P = 0,0013).

Keringő szintek.

A leptin, a TNF-α, az IL-6 és az adiponektin szérum- és plazmaszintjét, valamint a plazma PAI-1 aktivitását a 4. táblázat mutatja. A leptin szérumszintje 20–35% -kal csökkent a tantárgyak, valamint a diéta után mindkét csoportban. Spearman korrelációs elemzésében ez a csökkenés korrelált a leptin szekréció változásával (P = 0,022). Nem találtunk más összefüggést az mRNS expressziójának, a szekretált fehérjék és a keringési szintek változásának.

A teljes kohortban kismértékű változás következett be az IL-6 plazmaszintében (P = 0,046), de a diéta után a két csoportban nem. A TNF-α és az adiponektin szintjét az étrend nem befolyásolta minden alanyban vagy egyik csoportban sem. Ugyanakkor a diéta után minden alanyban és mindkét csoportban 40% -kal csökkent a plazma PAI-1 aktivitása (P ≤ 0,002), de a csoportok között nem volt különbség (P = 0,094). Nem találtunk statisztikailag szignifikáns kölcsönhatást az étrend, a testsúlyváltozás és a keringő fehérjeértékek változásai között.

VITA

Az adipocita eredetű fehérjék szerepet játszhatnak az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség patofiziológiájában (1,2,23,24). Mivel ezeket a rendellenességeket gyakran súlycsökkentéssel kezelik, diszkriminatív vizsgálatot végeztünk, összehasonlítva az energiakorlátozás önmagában és az étrendi makroelem-összetétel hatásait az elhízott emberek zsírszövetéből származó fehérjeválasztásra. Friss intakt zsírszövetdarabokat és rövid ideig tartó inkubációt használtunk, mert a kollagenáz izoláció és a hosszan tartó inkubáció megváltoztatja az adipocita gén expresszióját és a TNF-α szekréciót (25,26).

Az étkezési zsír szerepe az elhízás kialakulásában ellentmondásos (27,28). Egyes bizonyítékok azt mutatják, hogy a mérsékelt zsírtartalmú étrend elhízást okoz, míg az alacsony zsírtartalmú étrend megakadályozza a súlygyarapodást (29). Ezzel szemben a fogyás sikeréhez kiemelt fontosságú lehet a szénhidrátbevitel korlátozása (30). A nagyon alacsony szénhidráttartalmú étrend (20–30 g/nap) energiakorlátozás nélkül súlycsökkenést okoz, és még hatékonyabban javítja az anyagcsere-profilt (31–33), mint az alacsony zsírtartalmú, korlátozott energiatartalmú étrend (32,33).

E tanulmány eredményei egyértelműen azt mutatják, hogy a hipoenergetikus étrend makroelem-összetétele, legalábbis a zsír- és szénhidráttartalma, nem volt kiemelt fontosságú az étrendi kezelés kimenetele szempontjából. A mérsékelt zsírtartalmú/mérsékelt szénhidráttartalmú és alacsony zsírtartalmú/magas szénhidráttartalmú étrend hasonló ~ 7,5% -os súlycsökkenést okozott, és hasonló hatással volt az inzulinérzékenységre, a zsírsejtek térfogatára, a keringő és szekretált fehérjékre és az mRNS szintre. Különbségek vannak a leptin és az adiponektin keringési szintjeiben a pre- és posztmenopauzás nők között (34,35). Öt menopauzás nő vett részt ebben a vizsgálatban. Ezen eredmények nélkül kiszámoltuk az összes eredményt. E számítások eredményei azonban nem különböztek a teljes kohorsznál kapottaktól (n = 40).

Az étrendi beavatkozás fehérje-szekrécióra gyakorolt hatása változó volt, de három világos mintát lehetett megkülönböztetni. Először is, a súlycsökkenés mindkét diéta után jelentősen ~ 40% -kal csökkentette a leptin szekrécióját. Másodszor, a hipoenergetikus étrendnek mérsékelt hatása volt a TNF-α, valamint az IL-6 és -8 szekréciójára (20–30% -os csökkenés). Végül a PAI-1-et és az adiponektint nem befolyásolták az étrendek. Valószínű, hogy nagyobb mértékű súlycsökkentésre van szükség a PAI-1 és az adiponektin szekréciójának megváltozásához, míg egy meglehetősen kis súlycsökkenés elegendő ahhoz, hogy a leptin szekréciója jelentősen csökkenjen, és a TNF- α és IL-k. Nyilvánvaló, hogy az adiponektin és a PAI-1 felszabadulás nagyon ellenáll a kalória korlátozás által kiváltott súlyváltozásoknak, mivel a szekrécióban még azoknál a nőknél sem volt változás, akiknél a fogyás mindkét étrenden volt a legjelentősebb (átlagosan ~ 10% -os fogyás). Az is lehetséges, hogy egy gyorsabb fogyás rövidebb idő alatt más típusú eredményeket is eredményezhet. Valójában a vizsgálatunknál gyorsabb vagy markánsabb súlycsökkenés változik a keringő vagy zsíros PAI-1 és az adiponektin változását (8,9,36,37).

A zsírszövet a keringő leptinszint fő forrása (20). Ezért várható, hogy a diéta után a leptin szekréciójának jelentős csökkenése a szérum leptin szintjének majdnem ugyanolyan jelentős csökkenéséhez vezet. Kevésbé egyértelmű, hogy az emberi zsírszövet mennyiben járul hozzá a keringő citokinszinthez. Úgy tűnik, hogy a TNF-α mindenekelőtt termelődik és lokálisan hat az emberi zsírszövetben (18), és a szubkután zsírszövetből a vérbe nincs in vivo TNF-α felszabadulás (38). Az emberi szubkután zsírszövet azonban in vivo felszabadítja az IL-6-ot (38), ami arra utal, hogy ez endokrin jelként működik. Az étrend által kiváltott, ~ 14 kg-os fogyás 2 év múlva csökkent IL-6 szérumkoncentrációt okozott (37). Az IL-6 szint a szérumban és a szubkután zsírszövetben csökkent, miután a BMI 3 hetes, nagyon alacsony kalóriatartalmú étrend által kiváltott 2,1 kg/m 2 -es csökkenést mutatott, de a TNF-α szintje nem változott a szérumban vagy a zsírszövetben ( 6). Ezek az eredmények részben megegyeznek a jelen vizsgálattal: a TNF-α és az IL-6 szekréciója 20–30% -kal csökkent, de a plazma TNF-α szintjére nem volt hatás, és a plazma IL-6 csak kismértékű, de szignifikáns csökkenést mutatott. szintek. Összességében az adatok azt sugallják, hogy a zsírszövetnek kisebb hatása van a keringő TNF-α szintek szabályozására.

Klinikai adatok 10 hetes étrendi beavatkozás előtt és után