R1 - Az étrendi túltáplálás nyolc hete növeli a vese szűrési arányát az embereknél: A diabéteszes hiperfiltráció patogenezisének következményei

Jeffrey D. Covington

1 Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont, Emberi Élettani Laboratórium, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808

2 Louisiana Állami Egyetem Egészségtudományi Központ, Orvostudományi Kar, 433 Bolivar St, New Orleans, LA 70112

George A. Bray

1 Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont, Emberi Élettani Laboratórium, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808

Leanne M. Redman

1 Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont, Emberi Élettani Laboratórium, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808

Darcy L. Johannsen

1 Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont, Emberi Élettani Laboratórium, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808

Eric Ravussin

1 Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont, Emberi Élettani Laboratórium, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808

Absztrakt

Célkitűzés

A diabéteszes nephropathiát kezdetben glomeruláris hiperfiltráció jellemzi. Hiányoznak a prospektív vizsgálatok, amelyek emberen mérnék a szűrési sebességet súlygyarapodással. Vese szűrést vizsgáltunk a túltáplálás okozta súlygyarapodást követően.

Tervezés

Nyolc hét túltáplálás (40 százalékkal meghaladja az energiaigényt; 44 százalék zsír, 15 százalék fehérje és 41 százalék szénhidrát), valamint egy hat hónapos utánkövetés a túltáplálási beavatkozás után.

Tárgyak

Harmincöt résztvevő (életkor: 26,7 ± 5,3 év; BMI: 25,5 ± 2,2 kg/m 2; 29 m/6f).

Mérések

Kreatinin-clearance (Ccr) a 24 órás vizeletgyűjtésből, a becsült glomeruláris szűrési sebesség (eGFR) a vesebetegség étrendjének módosításából (MDRD), az inzulinérzékenység/a glükóz lerakódási sebessége (GDR) egy euglikémiás-hiperinsulinémiás bilincs segítségével alapvető metabolikus panelek és szérum lipid panelek

Eredmények

Az eGFR és a Ccr egyaránt növekedett a túltáplálás (p = 0,04) és a szérum lipidek mellett (minden p Kulcsszavak: Glomeruláris szűrési sebesség, végstádiumú vesebetegség, 2-es típusú cukorbetegség, inzulinrezisztencia

Bevezetés

A diabéteszes nephropathia a végstádiumú vesebetegség 1 leggyakoribb oka az Egyesült Államokban, ami az életminőség 2 romlásához vezet, és mind a kontrollálatlan 1 3-as, mind a 2-es típusú cukorbetegségben 4 szenvedő betegeket érinti. A diabétesz 5 kezdeti éveiben a diabéteszes nephropathiát vese hiperfiltráció jellemzi. A cukorbetegség időtartamának előrehaladtával ez végül a glomeruláris szűrési sebesség (GFR) 6 bruttó csökkenéséhez és az albuminuria 7 növekedéséhez vezet. Számos tanulmány összefüggésbe hozta a diabéteszes nephropathia kialakulását a dysglykaemia 8-mal, a lipotoxicitással 9 és az oxidatív károsodással 10, amelyeket hasonlóan feltételeztek, hogy súlyosbodnak, ha hiperfiltrációval kísérik 11, 12 .

Az epidemiológiai vizsgálatok, valamint az egereken végzett vizsgálatok azt sugallják, hogy az obesogén környezet jellemzői, például a magas zsírtartalmú étrend 13, 14, a kalóriatöbblet 15 és a magas fruktóztartalmú étrend 16 a vese hiperfiltrációjának kialakulásához vezetnek. Kevés vizsgálat azonban prospektív módon vizsgálta a veseparaméterek változását az embereknél a kalóriatúllépés időszakában. Ezért megvizsgáltuk a vesefunkció mértékét, valamint a dysglykaemiával és a lipotoxicitással összefüggő tényezőket egy 8 hetes hiperkalória (40 százalékos kalóriafelesleg) válaszaként 35 önkéntesnél.

Mód

35 résztvevőt (29 férfit, 6 nőt; 20 kaukázusi, 14 afroamerikai és 1 másik versenyt; életkor: 26,7 ± 5,3 év; testtömeg-index (BMI): 25,5 ± 2,2 kg/m 2) toborzási vizsgálatunkba toboroztunk. Minden résztvevő megalapozott beleegyezést adott. A vizsgálati paramétereket az Intézményi Felülvizsgálati Testület hagyta jóvá, és követte a Helsinki Nyilatkozatot. Vizsgálatunkat a ClinicalTrials.gov webhelyen regisztrálták (ClinicalTials.gov azonosító:> NCT01672632).

A fő vizsgálati protokoll szempontjairól korábban 23, 24 számoltak be. Röviden, a résztvevők ugyanazokon a klinikai eljárásokon estek át a kiindulási állapotban és 8 hetes túlzott etetés után. A résztvevők 44 százalék zsír-, 15 százalék fehérje- és 41 százalék szénhidráttartalmú étrendet fogyasztottak, ahol a teljes napi bevitel a normális kalóriabevitel 140 százalékával egyenlő a testtömeg fenntartása érdekében. A glükóz-megsemmisítési sebességet (GDR) euglikémiás-hiperinsulinémiás szorítóval határoztuk meg, alacsony dózisú inzulin infúzióval, 10 mU/perc/m 2, és a zsírmentes tömeg (FFM) + 17,7 értékre állítottuk be, a korábban leírtak szerint 25. A szérum- és vizeletszinteket enzimatikus vizsgálattal értékeltük Beckman Coulter DXC 600-on (Beckman Coulter, Brea, CA). A test összetételét kettős röntgenabszorpciós módszerrel értékeltük (DXA, QDR 4500A; Hologics, Bedford, MA). A teljes testvizet kétszeresen jelölt vízzel elemeztük, amint azt korábban leírtuk 26 .

A 8 hetes túltáplálást követően hat hónappal 26 résztvevő (21 férfi, 5 nő; 14 kaukázusi, 11 afroamerikai és 1 másik faj) vett részt egy hat hónapos utánkövetésben egy DXA-val, amelyet a testösszetétel, az éhomi vér felmérése céljából végeztek. gyűjtés és vérnyomás. A becsült glomeruláris filtrációs sebességet (eGFR) a Modification of Diet in Renal Disease (MDRD) 27 képlet alkalmazásával értékeltük, a kreatinin clearance sebességét (Ccr) pedig a vizelet áramlási sebességének és a vizelet kreatininjának a szérum kreatininnel való elosztásával értékeltük.

Statisztikai analízis

Az adatokat a GraphPad Prism szoftver 6.0-s verziójával (GraphPad Software, La Jolla, Kalifornia) használtuk. Az időpontok között párosított t-próbákat alkalmaztunk, és a Pearson r korrelációs együtthatót használtuk a GDR és a Ccr változása közötti korreláció értékelésére. A ≤ 0,05 p értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük. A grafikus adatok átlag ± SEM-ként vannak ábrázolva.

Eredmények

A túltáplálás a súly (6,9 ± 2,0 kg), a zsír, a zsírtömeg (FM) és a zsírmentes tömeg (FFM, összes p 1. táblázat) növekedését eredményezte, az összes koleszterin-HDL arány növekedésével (p = 0,007) ) és a HDL-LDL arány csökkenése (p = 0,03). Túltáplálás után a Ccr relatív változása pozitívan korrelált az inzulinérzékenység változásával (GDR, Pearson r = 0,39, p = 0,02, 1. ábra). A szérum glükóz nem változott a túltáplálás során (p = 0,98), és nem volt kimutatható vizelet glükózszint.

A) A glükóz-ártalmatlanítási ráta (GDR) jelentősen csökken a 8 hetes túladagolással (p = 0,003). B) A hézag létrehozásának aránya (Ccr) szignifikánsan megnő a 8 hetes túladagolással (p = 0,04). C) A GDR változása pozitívan társul a Ccr alapértékhez viszonyított százalékos változásával (r = 0,39, p = 0,02). A grafikonok az átlag ± SEM értékét képviselik, és a korrelációt Pearson r korrelációs együtthatóval értékelik.

Asztal 1

Athropometicus, szérum és vizeletvizsgálatok a túltáplálás előtt és után, valamint a túltáplálást követő hat hónapon belül.

Baseline Post-Overfeedingp érték 6. hónap Follow-Upp értékepértékÁtlag ± SDMean ± SD átlag ± SDBL-M6PO-M6

Súly (kg)	80,0 ± 10,2	86,9 ± 10,6	2)	100,8 ± 18,6	104,3 ± 21,3	0,04	94,5 ± 14,0	0,39	0,01
Ccr (mg/ml)	0,08 ± 0,03	0,09 ± 0,03	0,04	--	--	--
Teljes testvíz, átlag (kg)	44,3 ± 7,9	45,9 ± 7,5
Szérumalbumin (g/dL)	4,4 ± 0,2	4,3 ± 0,3	0,006	4,3 ± 0,3	0,01	0,56
Szérum kreatinin (mg/dl)	0,95 ± 0,18	0,92 ± 0,18	0,07	1,00 ± 0,18	0,40	0,02
Szérum húgysav (mg/dl)	5,31 ± 1,06	5,60 ± 1,36	0,09	5,15 ± 1,04	0,97	0.10
Szérum kálium (mmol/L)	4,22 ± 0,27	4,26 ± 0,27	0,49	4,08 ± 0,22	0,06	0,005
Szérum glükóz (mg/dl)	91,6 ± 7,4	91,7 ± 9,2	0,98	92,7 ± 7,6	0,36	0,14
Átlagos artériás nyomás (mmHg)	84,5 ± 5,2	86,5 ± 4,4	0,03	86,0 ± 7,2	0,19	0,59
Összes koleszterin (mg/dl)	174,8 ± 21,9	195,6 ± 30,0	2, 17 csak 4 egyén teljesítette ezt a kritériumot túltáplálással. Az a tény, hogy ezeknek a személyeknek a többsége nem érte el a vese hiperfiltrációjának klinikai meghatározását, azzal magyarázható, hogy önkénteseink fiatalok, egészségesek és normoglikémiásak voltak a kiinduláskor. Feltételezzük, hogy a túlzott kalóriabevitel szerepet játszhat a vese hiperfiltrálásában, mint kompenzációs mechanizmus a glükóz homeosztázis fenntartásában.

A hiperszűrésnek ez a kompenzációs mechanizmusa azonban nem képes lépést tartani a krónikus kalóriafelesleggel, végül károsíthatja a vesét. A hat hónapos nyomon követés során a szérum trigliceridek magasabb szintjét fenntartottuk, a HDL-koleszterinszintet csökkentettük a kiindulási érték alatt, és növekedett az összes koleszterin-HDL arány a kiindulási értékhez képest. Hasonlóképpen, a szérum kreatinin szintje magasabb és a szérum kálium szintje alacsonyabb volt, mint közvetlenül a túltáplálás utáni körülmények után. Ez a megfigyelés a megnövekedett szimpatikus aktivitást vagy a megnövekedett renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer aktivitást tükrözheti, ami befolyásolhatja a vesefunkciót. Mivel a keringő lipidfelesleg és a megemelkedett vérnyomás, amely a túlzott táplálás 8 hete alatt jelentkezett, hozzájárulhat a vesekárosodáshoz 21, 22, a hiperszűrés tartós kalóriafelesleg esetén vesekárosodást és végül csökkent vesefunkciót eredményezhet. Ezek a spekulációk azonban további vizsgálatokat igényelnek.

Összegzésképpen kimutattuk, hogy a becsült glomeruláris szűrési sebesség 8 hetes túladagolással növekszik. A kreatinin-clearance növekedése és az inzulinérzékenység változásai közötti összefüggés arra utalhat, hogy a hiperfiltráció kompenzációs mechanizmust jelent a glükóz homeosztázis kalóriafelesleggel történő fenntartására. A szérum lipidszintek emelkedése és a vérnyomás emelkedése, amely a túlzott táplálkozás során volt megfigyelhető, hozzájárulhat a veseműködés csökkenéséhez, amint azt a hosszú ideig tartó, kontrollálatlan cukorbetegség látja.