Króm-pikolinát

A króm-pikolinát statisztikailag nagyobb számú deléciót és statisztikailag kisebb számú bázis szubsztitúciót indukált, amelyeket spontán generált mutánsokban mértek [108].

Kapcsolódó kifejezések:

Niacin
Pikolinsav
Szőlőcukor
Diabetes mellitus
Kiegészítés
Inzulin
Króm
Inzulinérzékenység

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Kiválasztott mikrotápanyagok és az endoteliális egészség és az erekciós funkciók támogatásának metabolikus alapjai

10.2.6 A króm-pikolinát-kiegészítés hatása a testösszetételre

A króm-pikolinát-kiegészítés a testösszetétel jelentős javulásához vezethet: A jelenlegi terápiás kutatásban megjelent klinikai vizsgálat célja a króm-pikolinát testösszetételre gyakorolt hatásának meghatározása. A betegek naponta placebót, vagy 200 μg vagy 400 μg krómot kaptak, legalább két adag fehérje/szénhidrát táplálkozási ital formájában, amely a különböző króm-pikolinát adagokat tartalmazta. A résztvevők járóbetegek voltak, és nem biztosítottak számukra fogyást, étrendet vagy testedzést. A testösszetételt 72 napos vizsgálati periódus előtt és után mértük, vízkiszorítással, héliumhígítással meghatározott maradék tüdőtérfogatokkal.

A teszt befejezését követően minden alany számára kiszámították a testösszetétel javulási indexét (BCI), összeadva a testzsír-veszteséget és a zsírmentes tömeg növekedését, valamint levonva a felhalmozott zsírt és az elvesztett sovány tömeget. A vizsgálat előtti adatok elemzése nem mutatott ki szignifikáns különbséget a testösszetételben a három csoport között, de a tesztidőszak után a 200 μg-os és a 400 μg-os csoportban egyaránt szignifikánsan magasabb pozitív változások voltak a BCI-kben, mint a placebóban. Nem találtunk szignifikáns különbséget a BCI-ben a 200 és 400 μg csoportok között. Arra a következtetésre jutottak, hogy a napi legalább 200 μg króm-pikolináttal történő kiegészítés a testösszetétel jelentős javulásához vezethet. 14

A bioaktivitás fejlesztése és módosítása

3.15.9.4 Króm-pikolinát

A króm (III) toxikológia áttekintése

A Cr (III) genotoxikus és mutagenetikus hatásai

Megállapítottuk, hogy az oldható Cr-pikolinát a kromoszómakárosodást 3–18-szorosa a kontrollszint felett, 50 µM és 1,0 mM közötti dózisokban, 24 órás kezelés után CHO sejtekben. Hasonlóképpen, a szemcsés Cr-pikolinát 4,0-szeres és 16-szoros kromoszóma-rendellenességet okozott a kontrollszint felett, 8,0 µg/cm 2 (ami 0,10 mM szolublizált dózisnak felel meg) és 40 µg/cm2 (0,50 mM) dózisnál [31]. Bár a pikolinsavról azt is kiderült, hogy klasztogén károsodást okoz, ez lényegesen kevesebb volt, mint a Cr-pikolinát ekvivalens dózisokban. Nem észleltek kimutatható károsodást, amikor a sejteket Cr nikotinátnak, nikotinsavnak vagy CrCl3-nak tették ki [32].

A Cr pikolinát potenciális káros in vivo hatásait Drosophila melanogaster-ben is megvizsgáltuk. Élelmiszer 260 µg Cr/kg vagy annál alacsonyabb szintjén a Cr-pikolinát megállapította, hogy csökkenti a bábozás és az eklózió sikerességét, valamint dózistól függően megállítja a bábok fejlődését. Ezenkívül az X-hez kapcsolt letális elemzés azt mutatta, hogy a kiegészítés nagymértékben növelte a halálos mutációk megjelenésének és a domináns női sterilitás mértékét. A CrCl3 azonban nem mutatta be a fenti hatásokat [32].

Fiziológiai szempontból releváns dózisok mellett kimutatták, hogy a Cr pikolinát mutációt okoz a CHO sejtek hipoxantin (guanin) foszforiboziltranszferáz (hprt) helyén. A mutáció gyakorisága körülbelül 40-szer nagyobb volt, mint a kezeletlen kontrollé, és négyszer nagyobb, mint a CrCl3-tal kezelt sejteké [33]. Jelentős sejthalált is okozott [33]. Meg kell jegyezni, hogy ezekben a vizsgálatokban a Cr-pikolinátnak való kitettség vízben oldhatatlan formát használt, és az acetonnal vagy DMSO-val történő szolubilizációs kísérletek megváltoztathatják annak mutagén és klasztogén aktivitását.

A Cr (III) huminsav komplexek és más Cr (III) szerves komplexek metabolikus sorsát emlős rendszerekben vizsgáló tanulmányban az eredmények azt mutatták, hogy jelentős mennyiségű Cr (III) szabadult fel (66%, illetve 100%) és hogy az N-1-metil-pikotinamid volt a Cr-pikolinát elsődleges szerves metabolitja mind az emberi hepatocita mikroszómákban, mind a csirke hepatociták primer tenyészeteiben. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a Cr (III) pikolinátnak vagy más, környezetileg releváns szerves Cr (III) komplexeknek (azaz a Cr (III) huminsav-komplexeknek) kitett emberek populációi potenciálisan magas Cr (III) -szintet halmoznak fel sejtek. A Cr (III) intracelluláris felhalmozódása kovalens kötések kialakulását eredményezheti a Cr (III) és a DNS és/vagy más makromolekulák között, ami genotoxikus hatásokat okozhat [34].

Kimutatták, hogy a króm (III) komplexek DNS szálszakadásokat okoznak [27, 35]. Különösen a Cr-komplexek mutagenitását kapcsolták össze azzal a képességgel, hogy egy szuper tekercselt DNS-t letekerjenek egy in vitro vizsgálatban [36].

Válogatott gyógynövény-kiegészítők és táplálék-készítmények

Króm (III) pikolinát (CrPic)

A CrPic étrend-kiegészítő nagy figyelmet kapott biztonságos kiegészítőként, amely állítólag elősegíti a zsírvesztést és az izomnövelést az embereknél. Számos tanulmány kimutatta azonban, hogy a CrPic a patkányokban a DNS oxidatív károsodásával, a mutációkkal és a sejtkultúrák DNS-fragmentációjával társult. Elszigetelt esetekről azt mondják, hogy a CrPic kiegészítés káros hatásokat okoz, például vérszegénységet, veseelégtelenséget, májműködési rendellenességet és idegsejtek károsodását.

A CrPic-en végzett reproduktív és fejlődési toxicitási vizsgálatok irodalomkutatásában néhány összehasonlító fejlesztési tanulmányt találtak a CrPic-szel szemben. A Drosophila melanogaster alkalmazásával végzett korai vizsgálat során a CrPic 260 μg Cr/kg élelmiszer vagy ennél alacsonyabb szinten csökkentette a bábozódás és az eklózió sikerességét, és koncentrációfüggő módon megállította a bábok fejlődését. X-kapcsolt letális elemzés azt mutatta, hogy a CrPic nagymértékben növeli a halálos mutációk megjelenési arányát és a domináns női sterilitást (Hepburn et al., 2003).

Bevezetés: A króm-vizsgálatok története (1955–1995)

Szervetlen kémia

A Cr (pic) 3 elektronikus és 1H NMR spektrumának mérése problematikus volt, de az elektronikus spektrummal kapcsolatos kérdések nemrégiben megoldódtak [90]. A komplex vízben és más szokásos oldószerekben való alacsony oldhatósága miatt az elektronikus spektrumokat gyakran híg ásványi savoldatban mértük, amelyben a komplex idővel lebomlik [80, 90]. Annak az eredeti állításnak a ellenére, hogy a Cr (pic) 3 esetében nem volt megfigyelhető 1H-NMR jel [61], nemrégiben megkapták és hozzárendelték a paramágneses 1H és 2H NMR spektrumokat [60]. Sajnos a Cr (pic) 3 alacsony oldhatósága H2O-ban és az NMR jelek szélessége megakadályozza, hogy az elektronikus és NMR spektroszkópia hasznos legyen a komplex biokémiai vagy táplálkozási vizsgálatokban történő követésében. Megmértük a Cr (pic) 3 lipofilicitását, és meglepően kicsinek találtuk [60], ezért nagyon valószínűtlen az a javaslat, hogy a Cr (pic) 3 a lipid kétrétegű folyékonyságának [66] befolyásolásával működhet.

A Cr (pic) 3 redoxpotenciáljáról nemrégiben beszámoltak [91]. A vegyületet lényegesen nehezebb csökkenteni, mint azt a korábbi becslések javasolták. DMF-ben a Cr (II)/Cr (III) pár E1/2 értéke –1,23 V a normál hidrogénelektróddal szemben, míg a Cr2 (µ-OH) 4 (pic) 4 dinukleáris vegyületet nehezebb redukálni (E1/2 = –1,45 V) [91]. Addig nem figyelhetők meg pozitív tulajdonságok, amíg az oldószer nem bomlik le mindkét vegyületnél. A Cr (pic) 3 redukciójának lehetősége kissé eltolódik a pozitív irányban a vízben (A. Pickering és J. Vincent, publikálatlan eredmények). Ennek következményeit a Cr (pic) 3 toxikológiájára a későbbi fejezetek tárgyalják.

A króm lehetséges és állítólagos szerepe az inzulinjelzésben: A szent grál keresése

Cefalu [59] egy előzetes jelentésben jelezte, hogy a króm-pikolinát az Akt foszforiláció aktivációjának fokozásával hathat. Ebben a vizsgálatban nyolc 2-es típusú cukorbeteg alany 1 mg Cr-t kapott króm-pikolinát formájában, míg nyolc alany placebót kapott; az inzulinkezelés után Cr-ben részesülő cukorbetegek fokozott Akt-foszforilációt mutattak, de nem IR- vagy IRS-1-foszforilációt. A króm hatásmechanizmusának a fokozott Akt foszforilációt javasolták. Mégis, egy CADRE Research csúcstalálkozón 2003-ban Cefalu [60] beszámolt egy hasonló vizsgálat eredményeiről, melyben JCR: LA-corpulent patkányokat használtak, az inzulinrezisztens kardiovaszkuláris betegségek modelljét. (Cefalu korábban arról számolt be, hogy a króm-pikolinát (18 µg Cr/testtömeg-kg) napi orális adagolása 12 hétig patkányoknak alacsonyabb plazma-koleszterinszintet és magas HDL-koleszterinszintet, valamint alacsonyabb éhomi inzulinszintet eredményezett.) [61]. Egészséges kontrollokkal nem figyeltek meg hatásokat. A króm-pikolinát kezelés megnövekedett IR, IRS-1 és Akt foszforilációt és megnövekedett PI-3 kináz aktivitást eredményezett inzulin beadása után. Ezek az eredmények valójában összhangban vannak azzal, hogy Cr inzulinstimulált inzulinreceptoron hat, és a jelkaszkádban lefelé haladó egyéb hatásokhoz vezet.

Sreejayan és munkatársai [62], akik egy másik Cr komplexet használnak, további bizonyítékokat hoztak létre a Cr és az Akt közötti kapcsolatról. Megállapítottuk, hogy a Cr (fenilalanin) 3 (5 vagy 25 µM 10 napig) növeli az inzulin által stimulált glükózfelvételt a tenyésztett egér 3T3-adipocytákban. A sejtek 5 µM Cr-val történő kezelése 0,5–4 órán át vagy 0,1–100 µM Cr-vel 2 órán át nem növelte szignifikánsan az inzulin receptor (Tyr 1146) inzulinnal stimulált foszforilezését, míg hasonló körülmények között az inzulin által stimulált Akt foszforiláció (Thr 308 ) jelentősen megnőtt.

A króm (III) genotoxicitás értékelése sejttenyésztéssel és in vitro vizsgálatokkal

A Cr (III) -PIKOLINÁT EREDMÉNYEI

Az étrend-kiegészítő króm-trispikolinát (CrPic) volt a kereskedelemben legsikeresebb króm-kiegészítő. A króm-pikolinát semleges 3: 1 arányú, pikolinát: Cr 3+ komplexként létezik. Étrend-kiegészítőként először 1982-ben szabadalmaztatták [97]. Króm-klorid és három ekvivalens pikolinsav vizes reakciójával szintetizálható. 0,30 M Cr 3+ koncentrációnál a 37 ° C-on maradt szűrt oldatok átkristályosodnak

24 óra múlva Cr (pic) 3-H20-t kapunk

50% -os hozam. Kereskedelemben is kapható. Szerkezetileg 1992-ben röntgen-kristályográfia jellemezte [99]. A CrPic kimutatták, hogy klastogén, mutagén és genotoxikus a karcinogének előrejelzésére használt standard vizsgálatok egy részében, de nem mindegyikben.

Egy későbbi, a CrPic gyártója által finanszírozott tanulmány nem talált kromoszóma-rendellenességeket, amelyeket a CrPic DMSO-oldatai indukáltak 4 vagy 20 órás expozíciónál [101]. A DMSO mint oldószer jelentőségét a CrPic-ben az alábbiakban tárgyaljuk.

Egy in vitro vizsgálat fényt derített a CrPic által kiváltott DNS károsodás lehetséges mechanizmusára. Kimutatták, hogy a króm-pikolinát aszkorbát (C-vitamin), ditiotreitol vagy hidrogén-peroxid jelenlétében egyszálú DNS-töréseket okoz a pUC19 plazmid DNS-ben [102]. Arra a következtetésre jutottak, hogy a Cr 3+ pikolináttal történő koordinációja megváltoztatta a III/II redoxpotenciált úgy, hogy a Cr 3+ aszkorbáttal vagy tiolokkal redukálódhatott, és a levegő oxidálódva Fenton típusú mechanizmus révén katalitikusan reaktív oxigéncsoportokat generálhat.

A DNS képződése és a kromoszóma károsodás az egyik első lépés a karcinogenitás felé. Ha azonban egy vegyi anyag DNS-károsodást okoz, de vagy a DNS helyreáll, vagy a sejt apoptózison megy keresztül, akkor nincs kockázat a sejttranszformációra. A mutációval átalakuló helyrehozhatatlan DNS-károsodás azonban megváltoztatja a genetikai kódot, amelyet a sejtosztódás továbbad, és a mutációk a sejtek növekedését szabályozó változásokhoz vezethetnek, amelyek átalakítják a sejteket. Ezért a mutagenitási vizsgálatok fontos elemei a genotoxicitás szűrésének. Három független tanulmány kimutatta, hogy a CrPic mutagén.

Először kiderült, hogy a króm-pikolinát mutagén a hprt-lokuszon a CHO-sejtekben [88]. Oldhatatlan formában teszteltük acetonszuszpenzióban, 20-80 ug/cm2 dózisban 48 órán át. A 80 µg/cm2 dózis 58 mutáció gyakoriságot eredményezett 106 túlélő sejtenként, vagy a hprt mutánsok átlagos 40-szeres növekedése a kezeletlen sejtekhez képest. A szabad pikolinát egyenértékű dózisai citotoxikusabbak voltak, mint a CrPic, de nem hoztak létre hprt mutánsokat. A króm-klorid ekvivalens dózisa nem volt citotoxikus, és nem eredményezett lényeges hprt mutánsokat. Az adatokat úgy értelmeztük, hogy a Cr 3+ pikolináttal való összehangolása olyan komplexet eredményezett, amely genotoxikusabb volt, mint a Cr 3+ vagy a pikolinát önmagában.

Egy friss tanulmány, amelyet a CrPic gyártói finanszíroztak, megállapította, hogy a CrPic nem volt mutagén ugyanabban a vizsgálatban, ha rövidebb 5 órás expozíciós időt használtak, vagy ha a komplexet DMSO-ban oldották [103]. Ezek az eredmények összhangban vannak azokkal a jól megalapozott megfigyelésekkel, amelyek szerint (1) a Cr 3+ komplexek felvétele viszonylag lassú, mivel nincs aktív transzport útvonal [22], így a rövidebb expozíciós idők kevesebb genotoxikus hatást eredményeznek. a sejtbe jutó anyagnak és (2) a CrPic DMSO-val való együttes kezelése, amely közismerten radikális megkötő [104], csökkentenie kell a Fenton-típusú kémiai úton előállított reaktív oxigénfajtákat [34], ezzel csökkentve a DNS-károsodás, amely mutációkhoz vezet. Így a gyártó tanulmánya nem cáfolta az eredeti jelentést.

A gyártó tanulmányával ellentétben a CrPic mutagén képességét két különálló tanulmány függetlenül megerősítette. A CrPic mutagenitását Drosophila melanogasterben figyelték meg a Vincent laboratórium [105]. A Drosophila CrPic-nek való kitettsége akár 260 µg Cr/kg táptalaj szintjén csökkentette a baba fejlődési szakaszába eljutó utódok számát, csökkentette a sikeres eklóziós arányokat, és fejlődésbeli késéseket és csíravonal mutációkat okozott. A króm-klorid inaktív volt, de a pikolinát hasonló hatásokat mutatott, mint a CrPic, a megjelenés szempontjából a teljes pupilla esetekben, a felnőtt utódok eklóziójában és a nem ürült bábuk százalékában.

Az FDA és az Országos Rákkutató Intézet nemrégiben végzett tanulmánya szerint a CrPic negatív volt az Ames-tesztben, de pozitív az egér lymphoma assay-ben [106]. A S. typhimurium TA98, TA100, TA1535 és TA1537 törzsek expozíciója nem eredményezett szignifikáns reverziós mutánsokat CrPic DMSO-oldatokkal, vagy Pic vagy króm-klorid oldataival. Azonban az L5178Y egér limfómasejtek CrPic vizes oldatainak való expozíciója legfeljebb 1000 µg/ml (124 µg/ml Cr 3+ vagy 2,4 mM CrPic) 4 órán át trifluorotimidin-rezisztens kolóniákat eredményezett mutációs gyakorisággal (MF, vagy háttér) 315 és 327 kolónia/10 6 túlélő/S9 aktiváció nélkül. Pozitív válaszként a háttér felett 106 túlélő sejtenként legalább 100 mutáns telep MF-jét határoztuk meg. A második legnagyobb, 500 µg/ml (62 µg/ml Cr 3+ vagy 1,2 mM CrPic) dózis szintén pozitív volt, MF-je 295, illetve 177 telep/106 túlélő után volt S9-aktivációval, illetve S9-aktivációval.

Azok a megfigyelések, amelyek szerint a CrPic klastogén [85], mutagén [88, 105, 106], és DNS-szál töréseket okoz az izolált DNS-ben [102], azt jósolják, hogy a CrPic-nek közvetlenül tenyésztenie kell a tenyésztett sejtekben a DNS-t. Ezt a hipotézist 61 CrPic-indukálta 6-tioguanin-rezisztens mutáns jellemzése támasztotta alá. A DNS-szekvenálás azt mutatta, hogy a bázis szubsztitúciók a mutációk 33% -át tették ki, a transzverziók voltak túlsúlyban; a deléciók a mutációk 62% -át tették ki, egy exon delécióval a túlsúlyban; és 1–4 bázispár inszerció tette ki a jellemzett mutációk 5% -át [107]. A króm-pikolinát statisztikailag nagyobb számú deléciót és statisztikailag kisebb számú bázis szubsztitúciót indukált, amelyeket spontán generált mutánsokban mértek [108]. A közvetlen DNS-károsodás további alátámasztását a CrPic által CHO-sejtekben indukált DNS-elváltozások üstökösvizsgálati elemzése szolgáltatta, amely DNS-szál törések, DNS-keresztkötések és oxidatív károsodások bizonyítékát mutatta (Lencinas és mtsai., Előkészítés alatt).

Az előzetes sejttenyésztés és in vitro kísérletek eredményeként a CrPic-et 1998-ban nevezték ki értékelésre és hosszú távú karcinogenitási tesztekre a Nemzeti Toxikológiai Program (NTP) által, és kiemelt fontosságot kapott. Rágcsálókkal kapcsolatos vizsgálatok folynak.

Az NTP jelenlegi adatai arra utalnak, hogy a CrPic metabolizmusának megértése is szükséges lesz annak biológiai aktivitásának teljes értékeléséhez. Jelentés készült a [14C] -CrPic patkányokban és egerekben való elhelyezkedéséről és metabolizmusáról [109]. A 14 C-os radioaktív jelet véletlenszerűen osztottuk el a piridingyűrűn. Megállapították, hogy a króm-pikolinát in vitro a patkány gyomor- és vékonybél-tartalmával szemben stabil, ami összhangban áll egy korábbi vizsgálattal [110]. Arra a következtetésre jutottak, hogy a komplex disszociálódott a bélfalon vagy annak közelében, és az abszorbeált pikolinsav többnyire N-pikolilglicin formájában választódott ki; azonban,

A radioaktív jelzés 8–10% -a ürült a légzésből CO2-ként, valamint egerekben azonosítatlan fő metabolitot figyeltek meg N-pikolil-glicinnel együtt. Jelenleg nem ismert, hogy a pikolinát anyagcsere termékei bármelyike okoz-e toxicitást. A Cr 3+ abszorpciója patkányokban és egerekben néhány százalékos nagyságrendű volt egyszeri orális dózis után, összhangban a korábbi becslésekkel [33]. A zsír, a vér és a máj Cr-szintje 2–6-szor magasabb volt, mint a kezeletlen állatoké, a máj tartalmazta a legnagyobb mennyiséget. Az a megfigyelés, miszerint a patkány májban kimutatott Cr körülbelül 30% -át intakt CrPic komplexként mértük, igazolja a CrPic mutagenitás és a CrPic által kiváltott DNS károsodás hátterének további vizsgálatát.