Az elhízás és a cukorbetegség kockázata a közös élelmiszer-összetevőhöz kapcsolódik

Egy kis léptékű, randomizált humán kísérlet és egereken végzett vizsgálatok összesített eredményei arra utalnak, hogy a propionát - egy olyan általános élelmiszer-összetevő - fogyasztása, amelyet széles körben alkalmaznak a penész megelőzésére, növeli a cukorbetegséggel és az elhízással összefüggő hormonok szintjét. A kutatás a Harvard T.H. csapatának vezetésével A Chan Közegészségügyi Iskola megállapította, hogy egerekben az alacsony propionát-dózisnak való kitettség aktiválta a szimpatikus idegrendszert, beindította az éhomi hormonok termelését, ami inzulinrezisztenciához és hiperinsulinémiához vezetett.

A tesztek azt mutatták, hogy az állatok fokozatosan híznak, amikor krónikusan ki vannak téve az élelmiszer-tartósításhoz használt dózisnak megfelelő propionát-dózisnak, míg egy önkéntes emberen végzett kis tanulmány azt mutatta, hogy a propionát megzavarhatja az anyagcsere folyamatokat és hiperinsulinémiához vezethet. A kutatók szerint megállapításaik fontos közegészségügyi következményekkel járnak, mivel az FDA által jóváhagyott címkézés alatt nincsenek külön korlátozások a propionát használatára.

"Annak megértése, hogy az élelmiszer-összetevők miként befolyásolják a szervezet anyagcseréjét molekuláris és sejtszinten, egyszerű, de hatékony intézkedések kidolgozásában segíthetnek az elhízás és a cukorbetegség kettős járványainak kezelésében" - mondta Gökhan S. Hotamisligil, James Stevens Simmons genetika és anyagcsere professzor. és a Harvard Chan Iskola Sabri Ülker Metabolikus Kutatóközpontjának igazgatója. Hotamisligil a csapat a Science Translational Medicine című publikációjának vezető szerzője, amelynek címe: „A rövid láncú zsírsav-propionát növeli a glükagon és FABP4 termelést, rontva az inzulin hatást egerekben és emberekben.”

A cukorbetegség világszerte körülbelül 415 millió embert érint, és az előrejelzések szerint az incidencia 2040-re több mint 50% -kal nő - írták a szerzők. A genetikai tényezők nem tudják figyelembe venni mind az elhízás, mind a cukorbetegség gyors növekedését, amely az elmúlt fél évszázadban bekövetkezett, ami arra utal, hogy környezeti és táplálkozási tényezőket kell bevonni. Az étrendi tényezők közé tartozhatnak azok a vegyi anyagok, amelyeket élelmiszereink tartósításához, feldolgozásához és csomagolásához használnak. "Naponta több száz ilyen vegyi anyagnak vagyunk kitéve, és a legtöbbjüket nem vizsgálták részletesen lehetséges hosszú távú metabolikus hatásuk szempontjából" - mondta Amir Tirosh, PhD, a Tel-Avivi Egyetem Sackler School of Medicine orvostudományi docense. Orvostudomány, az izraeli Sheba Orvosi Központ endokrinológiai osztályának igazgatója és a Harvard Chan Iskola tudományos munkatársa.

Ezen vegyszerek egyike, a propionát (propionsav) egy természetben előforduló rövid szénláncú zsírsav (SCFA), amelyet széles körben alkalmaznak élelmiszer-tartósítószerként, hogy megakadályozzák a sajtok, pékáruk, állati takarmányok és aromák penészesedését. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a vegyület serkenti az állatok glükóztermelését, ezért a tejelő tehenek és juhok energiaforrásaként, valamint a tej glükóztartalmának növelésére is használják - jegyezték meg a kutatók. Egy korábbi, embereken végzett, kis méretű vizsgálat azt is kimutatta, hogy a propionát hozzáadása a kenyérhez az étkezés utáni magas inzulinszinttel volt összefüggésben, "ami az étkezés utáni inzulinrezisztencia lehetséges indukciójára utal".

Újonnan jelentett vizsgálataikban a csapat bebizonyította, hogy a propionát közvetlen beadása egereknek a dózisfüggő vércukor- és hiperglikémiás emelkedéssel, valamint a vér inzulinszintjének emelkedésével jár. Később kiderült, hogy a máj propionáttal kapcsolatos glükóztermelésének növekedését a hasnyálmirigy-szigetek által termelt glükagon éhomi hormonok és a zsírszövet által kiválasztott FABP4 fokozott termelése váltja ki.

A propionát azonban közvetlenül nem stimulálta a glükagon vagy az FABP4 szekrécióját az izolált egér hasnyálmirigy- vagy szigeti szövetekből. Inkább úgy tűnt, hogy a propionát aktiválja a szimpatikus idegrendszert, és kiváltja a noradrenalin felszabadulását, amely ezután stimulálta a glükagon és az FABP4 szekrécióját. A vizsgálatok megerősítették, hogy a norepinefrin felszabadulásának kémiai blokkolása vagy a szimpatikus idegrendszeri stimuláció gátlása megakadályozta a propionát által kiváltott hiperglikémiát, és gátolta a propionát által kiváltott glükagon és FABP4 plazmakoncentrációk növekedését.

Az egereken végzett további vizsgálatok azt mutatták, hogy a feldolgozott élelmiszer-alapú emberi étrendben esetlegesen jelenlévő propionát-ekvivalens mennyiség krónikus, alacsony dózisú expozíciója összefüggésben állt azzal, hogy az állatok zsírtömegként lényegesen nagyobb súlyt kaptak, mint a kontroll állatok. . Még mielőtt a súlygyarapodás nyilvánvalóvá vált volna, az állatok ivóvízükben propionátot kaptak, emelkedett vércukorszintet, hiperglükagonémiát, megemelkedett FABP4 vérszintet és hiperinsulinémiát mutattak ki.

Érdekes módon a FABP4 genetikai törlése a propionátnak krónikusan kitett egerekben elég volt ahhoz, hogy megakadályozza a hízást, és megakadályozta az inzulinrezisztenciát. "Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a krónikus propionát kezelés hatásait legalább részben a FABP4 közvetíti" - írták a szerzők. "Ebben a tanulmányban arról számolunk be, hogy az SCFA propionátnak, az élelmiszer-tartósítószernek való kitettség a szimpatikus idegrendszer gyors aktiválódásához és egyidejűleg az éhomi hormonok, a glükagon és a FABP4 növekedéséhez vezetett az étkezés utáni állapotban egerekben."

A propionát emberben kifejtett hatásainak tesztelésére a csapat egy kicsi, randomizált vizsgálatot tervezett 14 egészséges önkéntes bevonásával. Az egyik csoport olyan ételt evett, amely körülbelül ugyanolyan mennyiségű propionátot tartalmaz, mint amely egy feldolgozott élelmiszer-étkezésnél megtalálható lenne, a másik csoport ugyanazt az ételt fogyasztotta, de propionát-tartalom nélkül. Egy héttel később a tesztet megismételték, de a csoportokat váltották. Az eredmények azt mutatták, hogy a propionát tartalmú ételt kapó egyéneknél az evés után hamar megnőtt az epinefrin, a glükagon és a FABP4 mennyisége. Az eredmények azt mutatták, hogy a propionát "anyagcserét megzavaróként" működhet, ami potenciálisan növeli az emberek cukorbetegségének és elhízásának kockázatát. ".

„Az egereken végzett megfigyeléseinkhez hasonlóan az emberi résztvevők által elfogyasztott propionát tartalmú étkezés a plazma noradrenalin jelentős növekedését, valamint a glükagon és az FABP4 étkezés utáni növekedését eredményezte a placebóval kiegészített étkezéshez képest ... Ez az étkezés utáni inzulin növekedése A propionát által adott ellenszabályozó válaszok az étkezés utáni inzulinérzékenység jelentős csökkenéséhez vezettek ... a szérum inzulin és a C-peptid kompenzatív növekedésével ... Ezek az eredmények alátámasztják azt a következtetést, hogy a nagyon alacsony dózisú propionát orális fogyasztása elegendő volt a noradrenalin felszabadításához és a felszabaduláshoz. az éhomi hormonok glükagon és FABP4. ”

A kutatók az étrendi beavatkozás randomizált kontrollált vizsgálatának (DIRECT) adatait is elemezték, hogy megvizsgálják a súlycsökkentő beavatkozások bármilyen hatását a keringő propionátszintre és az anyagcserére. A DIRECT programot kétéves tanulmányként tervezték, hogy tanulmányozza az elhízott egyénekre vagy a különféle fogyókúrákra gyakorolt hatásokat, beleértve az alacsony zsírtartalmú, korlátozott kalóriatartalmú étrendet, a mediterrán korlátozott kalóriatartalmú étrendet és az alacsony szénhidráttartalmú, nem korlátozott kalóriatartalmú étrendet.

A vizsgálat adatainak vizsgálata azt mutatta, hogy a kiindulási értéknél a plazma-propionát szintek közvetlenül korreláltak az inzulinrezisztenciával, az inzulinrezisztencia homeosztatikus modellértékelésének (HOMA-IR) indexével mérve. Az elemzések azt mutatták, hogy a hat hónapos táplálkozási beavatkozást követő súlycsökkenéshez való igazodás után, annál jobban javul az inzulinrezisztencia, annál jobban csökken a propionát szintje a kiindulási értékhez képest. "Tehát emberi elhízott résztvevőknél a keringő propionát közvetlenül korrelált az inzulinrezisztenciával, és az étrendi beavatkozás során a propionát nagyobb mértékű csökkenése a HOMA-IR index nagyobb javulásával járt együtt, függetlenül az étrendi beavatkozástól vagy a kezdeti testtömegtől."

A szerzők szerint megállapításaik különös aggodalomra adnak okot, mivel a propionátot széles körben adják hozzá a feldolgozott élelmiszerekhez, és "meggyőző bizonyíték arra, hogy a krónikus hiperinsulinémia az elhízást és az anyagcsere-rendellenességeket képes előidézni". Azt javasolják, hogy nagyobb emberi kohorszokban végezzenek vizsgálatokat, amelyek hosszabb ideig tartanak különböző propionát dózisokkal, hogy jobban megértsék a vegyület metabolikus hatásait. És adott esetben meg kell keresni a propionát lehetséges alternatíváit.

"Eredményeink kihatással lehetnek az élelmiszerek tartósításának jelenlegi gyakorlatára" - fejezték be. „Tekintettel arra, hogy az FDA kijelentette, hogy a propionátot általában biztonságosnak ismerik el, ismert káros mellékhatások nélkül, a felhasználásának jelenleg nincs más korlátozása, mint amit a helyes gyártási gyakorlat előír ...… a propionát ismételt napi expozíciója hosszabb ideig, amint ez nyilvánvaló a Az egerek krónikus propionátkezelése fontos következményekkel járhat a közegészségügyre, és új érdeklődést kell, hogy ösztönözzen az élelmiszer-összetevőkhöz, például az emberekben a propionáthoz kapcsolódó potenciális cselekvések és mögöttes mechanizmusok vizsgálata iránt. "