A szelektív kannabinoid-1 receptor blokád jelentősen elősegíti a zsírsav- és triglicerid-anyagcserét a súlystabil nem főemlősökben

Vidya Vaidyanathan

1 Humán Táplálkozási Központ, Texas Egyetem Délnyugati Orvosi Központ, Dallas, Texas;

Raul A. Bastarrachea

2 Genetikai Tanszék, Texas Biomedical Research Institute, San Antonio, Texas;

Paul B. Higgins

6 Laboratóriumi Állattudományi Központ, Korona Bioscience a David H. Murdock Kutatóintézetben, Kannapolis, Észak-Karolina

V. Saroja Voruganti

2 Genetikai Tanszék, Texas Biomedical Research Institute, San Antonio, Texas;

Subhash Kamath

3 Orvostudományi Osztály/Diabetes Osztály, Texas Egyetem Egészségtudományi Központ, San Antonio, San Antonio, Texas;

Nicholas V. DiPatrizio

4 Farmakológiai Tanszék, Kalifornia Egyetem - Irvine Orvostudományi Kar, Irvine, Kalifornia;

Daniele Piomelli

4 Farmakológiai Tanszék, Kalifornia Egyetem - Irvine Orvostudományi Kar, Irvine, Kalifornia;

5 Drug Discovery and Development Unit, Olasz Technológiai Intézet, Genova, Olaszország; és

Anthony G. Comuzzie

2 Genetikai Tanszék, Texas Biomedical Research Institute, San Antonio, Texas;

Elizabeth J. Parks

1 Humán Táplálkozási Központ, Texas Egyetem Délnyugati Orvosi Központ, Dallas, Texas;

Absztrakt

MÓD

Állatok és tanulmányterv.

Tanulmányi idővonal. Öt hím páviánt vizsgáltak 12 hét múlva a kannibinoid (CB1) antagonista rimonabant 15 mg · kg -1 -1 nap -1 hatásának meghatározására. Az eljárások részleteit lásd a módszerekben. DEXA, kettős energiájú röntgenabszorpciós módszer.

A katéter behelyezését követő 24 órában az állatot gondosan monitorozták. 2 hetes rekuperációs periódust követően stabil izotópvizsgálatot végeztek a zsírsav és a TG fluxus kvantitatív meghatározására, az alábbiakban leírtak szerint. Az izotópos vizsgálat után az állat rimonabanttal (napi 15 mg/nap, teljes formában reggelente) kezdett el kezelni, mogyoróvaj alapú édes csemegével elkeverve 7 hétig. A választott rimonabant dózisa egy korábban elvégzett farmakokinetikai vizsgálaton alapult, amelyet a fogyás és a mellékhatások korlátozására választottak. A kezelési szakasz végén a metabolikus vizsgálati eljárásokat megismételtük. Ezeket a vizsgálatokat követően a kötést és a katétereket izoflurán alatt műtéti úton eltávolítottuk, és az állatot ismét meggyógyulásáig figyeltük. Minden vizsgálati beavatkozást és állatkísérletet a texasi orvosbiológiai kutatóintézet intézményi állatgondozási és felhasználási bizottsága által jóváhagyott protokollok szerint hajtottak végre. Valamennyi állat humánus ellátásban részesült az Országos Tudományos Akadémia által készített és az Országos Egészségügyi Intézet által kiadott, a Laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó útmutatóban (NIH, 86–23. Kiadvány, felülvizsgált 1985).

Étrendi bevitel és izotópjelölési rendszer.

Asztal 1.

Időpontok Változó (antropometria) * Alapvonal7 WkP értéke

Testtömeg, kg	31,6 ± 1,1	31,2 ± 1,6	0,141
Testzsírtömeg, kg	2,7 ± 0,6	2,5 ± 0,6	0,302
A testzsír% -a	8,7 ± 1,8	7,8 ± 1,6	0,256
Sovány tömeg, kg	27,7 ± 0,5	27,4 ± 0,5	0,293
% Sovány tömeg	88,4 ± 1,6	89,6 ± 0,9	0,486
Derék kerülete, cm	59,0 ± 1,1	56,5 ± 1,9	0,039
Törzszsír, kg	1,59 ± 0,56	1,12 ± 0,30	0,257
TRL-TG, mmol/l	0,11 ± 0,03	0,12 ± 0,06	0,372
TRL-B48, ng/ml	118 ± 47	114 ± 13	0,472
Inzulin, μU/ml	7,9 ± 3,4	6,2 ± 2,3	0,298
Glükóz, mmol/l	4,8 ± 0,2	5,0 ± 0,2	0,195
FFA, mmol/l	0,45 ± 0,09	0,37 ± 0,07	0.170
Keton testek, μmol/l	94 ± 26	89 ± 16	0,312

Az értékek átlag ± SE.

TRL, triacil-glicerinben gazdag lipoproteinek; TG, triacil-glicerin; B48, apolipoprotein B48; FFA, szabad zsírsavak.

Metabolitok, hormonok, endokannabinoidok és rimonabant elemzése.

Triacil-glicerin (TG) -gazdag lipoproteinek (TRL), amelyek chilomikronokból és VLDL-ből állnak (d13C3, d8-glicerin). A standard görbe és a biológiai minták közötti összehasonlítható ioncsúcs-területeket a minta hígításával vagy koncentrálásával érték el.

Számítások és statisztikai elemzés.

A zsírsav infúziós készítményeket és dúsulásokat GC-vel és GC-MS-sel elemeztük, az előzőekben leírtak szerint (4). Jelen elemzésben a palmitátot használják a TG összes zsírsavjának zsírsavmarkerként (vagyis feltételezzük, hogy az FFA poolban lévő plazma palmitát hozzájárulása ugyanolyan hatékonyan járul hozzá a máj-TG szintéziséhez, mint az FFA pool többi zsírsavja ). Az étrendi zsírsavak hozzájárulását a plazma FFA-készlethez a következőképpen határozták meg: FFA% étrendi átfolyásból:

EREDMÉNYEK

Morfometriai és biokémiai változások, a rimonabant koncentrációja és az EC.

Glükóz ártalmatlanítás, TRL-TG forgalom és a lipolízis kinetikai intézkedései.

A rimonabanttal 7 hétig végzett kezelés nem változtatta meg az éhomi glükózkoncentrációt (1. táblázat). A hiperinsulinémiás euglikémiás szorítóval végzett glükóz-ártalmatlansági ráták mérése azonban szignifikáns 31% -os növekedést mutatott a kezelés után (P = 0,033; 3A. Ábra). Továbbá a TRL-ekben hordozott plazma TG forgalma kétszeresére nőtt (P = 0,033; 3B. Ábra). Mind a [d5] glicerin, mind a [13 C4] palmitát folyamatos infúziójával éjféltől 0700-ig mértük az éhomi zsírszegény lipolízis sebességét. Bár a kezelés után nem figyeltünk meg változást a plazma glicerin-forgalomban (Ra Glycerol; 3C. Ábra), az Ra FFA zsírszegénység 37% -kal magasabb volt (P = 0,024; 3D ábra). Az FFA és a glicerin fluxusok magasabb aránya arra utal, hogy az intra-adipocita zsírsavak újraészteresítését a kezelés elnyomta (34). A plazma AEA-koncentrációk a kiindulási értéken pozitívan kapcsolódtak az éhomi inzulin-koncentrációkhoz (r = 0,960, P = 0,01; 3E ábra), míg 7 hét múlva a plazma AEA-koncentrációk negatívan társultak a glükóz kidobásával (r = −0,898, P = 0,03; 3F ábra).

A metabolikus változók időbeli változásai. A – D: változások a glükóz ártalmatlanítási arányában (A), a TRL-TG forgalmában (B), a plazma glicerin megjelenési sebességében (Ra Glicerin; C) és a szabad zsírsavak megjelenési arányában (Ra FFA; D) ( n = 5). * Jelentős különbségek a megfelelő kiindulási (BL) időponthoz képest. Megvizsgálták az összefüggést a BL éhomi plazma anandamid (AEA) koncentrációi és az éhomi plazma inzulin (E), valamint a kezelés utáni AEA és a glükóz ártalmatlanítási arányok (Rd) (F) között.

A plazma FFA forrásai.

A plazma FFA forrásai és a plazma TG és TRL-TG koncentrációi. A és B: a plazma FFA összkoncentrációi és forrásai (n = 5) 23 órán át a BL (A) és az utókezelésnél (B), a vizuális érthetőség érdekében eltávolítva a hibasávokat. Körök, az összes plazma FFA-koncentráció; háromszögek, a zsír felszabadulásából származó plazma FFA; négyzetek, az étrendi TG-zsírsavakból nyert plazma FFA. C: a teljes plazma TG (legfelső adatok, ☐ és ■) és a TRL-TG (alsó adatok, △ és ▲) koncentrációja 24 órán át BL-n (△ és ☐) és utókezelésen (▲ és ■). A táplálékot minden nap 0800 és 1600 között bocsátották az állatok rendelkezésére. * Jelentős különbségek a megfelelő BL időponthoz képest.

A TG szintéziséhez használt TG koncentrációk és zsírsavforrások.

A TRL-TG szintetizálásához használt zsírsavak forrásait, amelyek éjszaka elsősorban májból származó VLDL-ből állnak, a zsír FFA felszabadulásának stabil izotópjelölésével, a májban a de novo lipogenezis útján keresztül előállított zsírsavakkal és a zsírsavakkal azonosították. étrendi TG-ből származnak. Az 5A. Ábra ezen források elemzését mutatja be, és bemutatja, hogy a TG-ben található összes zsírsav kiindulásakor 75,9 ± 3,3% -ának forrásait azonosították a címkézési séma alkalmazásával. Ebből az arányból az étrendi források tették ki a legkisebb százalékot (16,2 ± 4,1%), valamivel több a de novo lipogenezisből származik, a többség pedig a plazma FFA-medencéből származik (40,4 ± 2,5%). Az utókezelést követően a TG zsírsavak kisebb hányada jelzett (49,5 ± 7,1%, P = 0,008 az alapértékhez képest). Az étrendi és a de novo zsírsavak relatív mennyiségei hasonló arányokat képviselnek, mint a kiindulási értéknél (5A. Ábra). A plazma FFA poolból származó TG zsírsavak aránya azonban az alapszint 57% -ára esett (P = 0,009).

Az izotópos jelöléssel azonosított frakcionált és abszolút mennyiségű TRL-TG zsírsavforrás. Az adatok a zsírból származó plazma FFA-medencén keresztül (sötétszürke oszlopok az oszlop alján), a szénhidrátokból a máj de novo lipogenezisén keresztül (világosszürke oszlopok), az étrendi TG (kikelt zsírrétegek), valamint a 23 órás kísérlet során nem jelölt (azonosítatlan forrás) zsírsavak esetében (nyitott rudak). A zsírsavak forrásait bemutatjuk, mivel ezek arányosan járultak hozzá a TRL-TG szintézishez (A) és a TRL-TG (B) abszolút szintéziséhez. Az izotópos jelölési séma alkalmazásával elszámolt zsírsavforrások teljes mennyisége eltérőnek bizonyult, függetlenül attól, hogy az adatokat százalékos (P = 0,008) vagy mmol/l (P = 0,01) egységekben vettük figyelembe.

VITA

Jelen vizsgálat kinetikai elemzéssel értékelte a CB1 receptor antagonista rimonabantnak a súlystabil, nem humán főemlősök lipidáramra gyakorolt hatását. Hipotéziseink szerint 1) a gyógyszer inzulin-szenzibilizáló hatása csökkentené a lipogenezist a Papio nem humán főemlősökben, amint azt egereken bizonyították (19, 41, 42); és 2) a glükóz anyagcseréjének javulása egybeesik a zsír lipid fluxusának javulásával, amint azt korábban rágcsáló vizsgálatok (49) és sejttenyészet (6, 43) is feltételezték. 7 hét kezelés befejezése után a rimonabant nem csökkentette a máj de novo lipogenezisét, ami meglepetés volt. Súlycsökkenés hiányában inkább a glükóz anyagcseréjének javulását, az egész test nagyobb forgalmát, a zsírsavak és a TG ártalmatlanítását, valamint az éjszaka folyamán nyilvánvaló jelentős anyagcsere-hatást figyeltük meg, amely magában foglalta az étrendi zsírsavak hatékonyabb ártalmatlanítását. előző nap elfogyasztotta. Az alábbiakban leírtak szerint ezek a megállapítások kihatással vannak a CB1 receptor blokád szerepére, amely a zsírszöveten keresztül közvetíti a metabolikus diszfunkció javulását, és támogatják a perifériás EC rendszer modulációjának lehetőségét a metabolikus betegségek jövőbeli kezelésének kidolgozásában.

TÁMOGATÁSOK

Ezt a tanulmányt a Sanofi korlátlan támogatásával finanszírozták, és a vizsgálatot a Kutatási létesítmények fejlesztési programjának támogatásával épített létesítményekben végezték. C06-RR (014578, 013556, 015456 és 017515 sz.) A Nemzeti Kutatási Források Központjától, az Országos Egészségügyi Intézetektől (NIH) és az NIH PO1-HL-028972 és P51-RR-013986 támogatásával.

KÖZZÉTÉTELEK

A szerzőknek nincsenek pénzügyi vagy egyéb összeférhetetlenségük. E munka egyes részeit az American Diabetes Association Országos Találkozóján mutatták be Orlandóban, FL, 2010.