Vitamin-paradoxon az elhízásban Hiány vagy felesleg

Absztrakt
Core Tipp
Teljes cikk (PDF)
Teljes cikk (WORD)
Teljes cikk (HTML)
PubMed Central
PubMed
CrossRef
Google ösztöndíjas
Hasonló cikkek (91)
A cikk közzétételi folyamatainak ütemterve (0)
Cikkminőség-követés (0)

Teljes cikk (HTML) (46)
Teljes cikk (PDF) (10)

Alap tipp: Az 1980-as évek óta az elhízás aránya drámai módon megnőtt az Egyesült Államok lakosságában, beleértve a gyermekeket is. Figyelembe véve a kockázati kitettség és a gyermeki elhízás kialakulása közötti késleltetési időt, a kockázatot az 1970-es évek vége körül az Egyesült Államok teljes lakosságára kellett róni. Bár a bizonyítékok arra utalnak, hogy a vitamin-dúsítás 1974-es frissítése és az 1980-as csecsemőtápszerről szóló törvény végrehajtása miatt magas a vitaminbevitel kockázata, az elhízott egyének miért paradox módon mutatják az éhomi szérum-vitaminok alacsony szintjét? Ebben a cikkben erre a kérdésre próbálunk választ adni a vitamin homeosztázis jelenlegi megértése alapján.

Idézet: Zhou SS, Li D, Chen NN, Zhou Y. Vitamin-paradoxon az elhízásban: hiány vagy túlsúly? Világ J cukorbetegség 2015; 6 (10): 1158-1167
URL:https://www.wjgnet.com/1948-9358/full/v6/i10/1158.htm
DOI:https://dx.doi.org/10.4239/wjd.v6.i10.1158

A vitaminok nélkülözhetetlen mikroelemek, amelyekre a szervezetnek kis mennyiségben szüksége van. A vitamin homeosztázis egyensúlyt jelent a vitaminbevitel és a clearance között. A hiány vagy a túlzás káros hatásokhoz vezethet. A szintetikus vitaminok táplálékba történő bevezetése óta a magas vitamin-bevitel nagyon gyakori az ember életében a fogantatástól az idős korig [2]. Ebben az esetben a vitaminfelesleg eltávolítása különösen fontossá válik a vitamin homeosztázis fenntartásában. Ez mind a kiválasztó szervek, mind a gyógyszert metabolizáló enzimek hatékonyságától függ.

A vese és a verejtékmirigy a két fő kiválasztó szerv, amely felelős a vízben oldódó vitaminok eliminálásáért, a faggyúmirigyek pedig a faggyúban lipidben oldódó vitaminokat választanak ki [17]. A vitaminok kiválasztása pozitívan függ a bevitelüktől. Az öregedésről ismert, hogy a kiválasztó szervek funkciójának csökkenésével jár [18, 19], és ezáltal csökkentheti a vitaminok clearance-ét. Figyelemre méltó, hogy a verejték kiválasztása különösen fontos lehet a vízben oldódó vitaminok feleslegének kiküszöbölésében, mivel a vitaminok (például., a folát [20], a nikotinsav és a nikotinamid [2, 21]) alig választódik ki a vizelettel a lebomlás előtt a vesetubulusok általi újbóli felszívódás miatt, de könnyen kiválaszthatók az izzadságból [22–24]. A verejték kiválasztásának hatékonyságát számos tényező határozza meg, beleértve a genetikai hátteret, az intrauterin és a korai posztnatális fejlődést, a környezeti hőmérsékletet és a fizikai aktivitást. A fehérekhez képest a feketéknek magas az izzadási küszöbük, ami alacsonyabb bőrvezető képességgel nyilvánul meg (azaz., alacsony érzéketlen izzadás) [25] és izzadási gyakoriság [26] ugyanolyan környezeti hőmérsékleti körülmények között, ami arra utal, hogy a feketéknél alacsonyabb a verejtékkiválasztás, mint a fehéreknél.

A funkcionális verejtékmirigyek kialakulása a terhesség 36. hetétől kezdődik, és a posztnatális élettől számított 10 héten belül befejeződik [27, 28]. Ezt a folyamatot nemcsak a terhességi kor befolyásolja, hanem a korai posztnatális időszak környezeti hőmérséklete is. Amint azt az irodalom bizonyítja, a koraszülés nemcsak alacsonyabb vese tartalékkapacitással [29], hanem alacsony izzadásfunkcióval is jár [30, 31]. Az alacsony hőmérséklet újszülött hipotermiát okozhat [32], amely még a nyári szezonban is előfordulhat [32]. Csökkent verejtékmirigy funkció (azaz., alacsony bőrvezetési tényező) kimutatták, hogy összefüggésben van a téli szüléssel skizofrénia esetén [33]. Ezért a koraszülés és az újszülött hipotermia összefüggésbe hozható a csökkent vitamintisztítással.

A környezeti hőmérséklet és a fizikai aktivitás két fontos tényező, amely befolyásolja a verejték és a faggyú kiválasztódási sebességét. Például a hőmérséklet 30 ° C-ról 22 ° C-ra történő csökkenése felnőtteknél az érzéketlen izzadást körülbelül 700 ml/napról 380 ml/napra csökkenti [34], a helyi bőrhőmérséklet egy fokos csökkenése pedig csökkenti a faggyúkiválasztási arányt 10% -kal [35]. Bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a plazma A- és E-vitamin szintje nyáron alacsonyabb, mint télen [36], és hasonló szezonális eltérés tapasztalható a vér gyógyszerkoncentrációiban is [37]. Így elképzelhető, hogy a fizikai inaktivitás és a téli vagy hideg időjárás csökkentené a magas vitaminbevitel toleranciáját.

Másrészt meg kell jegyezni, hogy a verejték-vitamin túlzott mértékű kiválasztódása a vízben oldódó vitaminhiányt okozhatja vagy súlyosbíthatja, ha rossz a vitaminbevitel. Jó példa lehet a pellagra, egy niacinhiányos betegség, amely azokat érinti, akik szegénységben élnek elegendő állati eredetű (nikotinamidban gazdag) táplálék nélkül, a tünetek a nyár folyamán jelentkeznek [38], a legmagasabb verejtékkiválasztási évszakban. . Az elmúlt évtizedekben azonban mind természetes, mind mesterséges források (azaz., a vitaminok dúsítása és kiegészítése) a vitaminok jelentősen megnőttek [2], míg a verejték kiválasztása jelentősen csökkent a fizikai inaktivitás és a légkondicionálás széles körű használata miatt. Ezek az étrendi és életmódbeli változások növelhetik a vitaminok túlzott felhalmozódásának kockázatát a szervezetben, különösen azoknál, akiknek csökkent a kiválasztási képességük és/vagy aktivitásuk.

A vitaminok közvetlen kiválasztódása mellett az I. fázis (beleértve az oxidációt, a redukciót és a hidrolízist) és a II. Fázisú metabolizmusok révén lebomlik.például., szulfatálás, metiláció és glutation konjugáció), amelyeket az I., illetve a II. fázisú gyógyszer-metabolizáló enzimek katalizálnak. Az I. és/vagy a II. Fázisú lebomlás után a vitaminok vízoldékonyabbá válnak, majd könnyebben kiválaszthatók a szervezetből. A felesleges vitaminok nagyon gyorsan lebomlanak. Például 2000 mg nikotinsav kumulatív adagolása [a becsült átlagos napi szükséglet (EAR) 166-szorosa] 13 óra 10 perc alatt csak a metabolitjainak szintjét növeli a plazmában, anélkül, hogy a plazma nikotinsavkoncentrációja jelentősen megváltozna [39 ]. Megállapítottuk, hogy 5 óra múlva 100 mg nikotinamid orális beadása után (az EAR 8,3-szorosa) a plazma nikotinamid visszaállt a kiindulási szint közelébe, míg metabolitja N Az 1-metil-nikotinamid magas szinten maradt [24]. Így egyértelmű, hogy a vitaminbevitel átmeneti növekedése nem változtathatja meg az éhomi vitaminszintet.

A vitaminok, a xenobiotikumok, a neurotranszmitterek és a hormonok ugyanazt a gyógyszert metabolizáló enzimrendszert használják, így anyagcseréjükben kölcsönhatásba léphetnek egymással az enzimek indukálásával és versengésükért [3, 40]. Például az elhízásban és a 2-es típusú cukorbetegségben [13] erősen expresszálódó CYP2E1 több mint 50 vegyülettel rendelkezik, köztük néhány vitaminnal és etanollal [41]. Így elképzelhető, hogy az alkohol alacsony éhomi vitaminszintet okozhat az indukált CYP2E1 által.

A vitaminok lebomlása reaktív oxigénfajok (ROS) keletkezésével jár. Noha az ROS fiziológiai szinten jelátviteli molekulaként funkcionál, nagy szinten képesek sejt-toxicitást és inzulinrezisztenciát kiváltani. Korábbi vizsgálatunkban azt tapasztaltuk, hogy a nikotinamid és a glükóz együttes adása (mint például a niacinnal való dúsítás) indukálhatja az inzulinrezisztenciát a túlzott ROS és az azt követő reaktív hipoglikémia miatt, bizonyítva, hogy a vitaminokkal dúsított szemek növelhetik az étvágyat [2, 5]. Ez magyarázhatja az elhízás prevalenciájának az Egyesült Államokban tapasztalható meredek növekedését, miután a vitamin-dúsítás szintje 1974-ben megemelkedett [4, 5]. Mivel a csökkent verejtékkiválasztás fokozhatja az enzimatikus vitaminbontást és ezáltal a ROS-képződést, a csökkent kiválasztási képességű egyéneknek fokozott az inzulinrezisztencia, az elhízás és a kapcsolódó betegségek kockázata, ha azonos magas vitamintartalmú étrendnek vannak kitéve.

Amint a 2. ábrán látható, egyértelmű, hogy bár az E- és a C-vitamin képes megsemmisíteni a ROS-t, antioxidáns hatásuk valójában az endogén glutation antioxidáns rendszer kapacitásától függ, amellyel a C-vitamin és az E-vitamin újrafeldolgozása fenntartható [54]. Mivel az endogén glutation antioxidáns rendszer önmagában közvetlenül felszabadítja a szabad gyököket, a C-vitamin és az E-vitamin magas szintű pótlása nem csak felesleges, hanem káros is a glutation antioxidáns rendszer terheinek megnövekedése miatt. Nyilvánvaló, hogy a túlzott vitaminbevitel további ROS-forrást jelenthet. Így nem meglepő, hogy egyes randomizált klinikai vizsgálatok azt mutatják, hogy a nagy dózisú E-vitamin-kiegészítés inkább növelheti, mint csökkenti a kardiovaszkuláris eseményeket és a minden okból eredő mortalitást [55]. .

Nyilvánvaló, hogy az Egyesült Államok lakossága között jelentős különbségek vannak a folsav-dúsításra adott válaszban. A vitamin homeosztázis szempontjából a különbségek tulajdonképpen a folsav kiválasztásának és lebontásának különbségeit tükrözhetik. Mivel a folsav nem a folát természetes formája, a nem metabolizált folsav kimutatása az éhomi szérumban folsav-túlterhelésre utal. Ez a túlterhelés nyilvánvalóbb az alacsony kiválasztási képességű egyéneknél, beleértve az alacsony vesefunkciót vagy a verejték kiválasztását (nem spanyol feketéknél), vagy mindkettőt (idősebb felnőtteknél).

A fortifikáció utáni szérum- és vörösvértest-folát-koncentráció csökkenése az idő múlásával az Egyesült Államok populációjában [56], valamint a megnövekedett MeFox-szint és a csökkent vesefunkció [12] közötti összefüggés a folsav-lebontás kompenzációs növekedésére utal. Mint fent említettük, a feketéknek magasabb lehet a gyógyszer metabolizáló aktivitása, hogy kompenzálják csökkent verejtékkiválasztásukat. Ez annak a megállapításnak tudható be, hogy a nem hispán feketék alacsony szérum- és vörösvértest-koncentrációval rendelkeznek. Az 1 nmol/l-nél nagyobb, nem metabolizált folsavkoncentrációk és a nem hispán feketék közötti összefüggés azt sugallja, hogy a folsavbevitel ebben a populációban meghaladhatja a folsav-clearance képességüket. Ezenkívül az alacsony szérum-5-metil-tetrahidrofolát-koncentráció nem spanyol fekete felhasználóknál [57] arra utalhat, hogy nincs egyszén-donor (a feketéknél fokozott gyógyszer-metabolizáló aktivitás miatt), mert az 5-metil-tetrahidrofolát képződése egy- széndonorok (1. ábra).

Számos elhízási kockázati tényező, például feketék [11], alacsony születési súly/koraszülés [58], téli (vagy hideg időjárás) születés [59, 60] vagy fizikai inaktivitás [61], összefüggenek a csökkenéssel verejtékmirigy funkció. Ezt támasztja alá az a megállapítás is, hogy az egyenértékű folsav (testtömeg-arányos) nagyobb szérum-folát-növekedést okozott elhízott, mint nem elhízott egyéneknél [62]. Tekintettel arra, hogy az elhízás a folátot lebontó CYP2E1 enzimmel társul [13, 52], a megnövekedett szérum MeFox és RBC folát szintek és az alacsony éhomi szérum folát szint elhízáshoz való kapcsolata súlyos folsav túlterhelést tükrözhet. Ebből a szempontból az a megállapítás, hogy a testtömeg-index és a szérum-folát közötti inverz kapcsolat már nem nyilvánvaló az Egyesült Államokban a folsav-kiegészítők fogyasztói körében [63], a gyógyszer-metabolizáló enzim kompenzációs képességének telítettségének tekinthető. az elhízásban.

Az etanolról ismert, hogy gyógyszert metabolizáló enzimeket indukál [64, 65], beleértve a CYP2E1-et [66]. Ez megmagyarázhatja az alkoholfogyasztás és az alacsony éhomi szérum folátállapot közötti összefüggést. Ki kell emelni, hogy az alkoholfogyasztás okozta alacsony éhgyomri szérum folát nem jelenti a foláthiányt, mert az RBC folát koncentrációja nem csökken jelentősen [12] .

Összességében négy következtetés vonható le: (1) az amerikaiak jelenlegi folsav-bevitele meghaladta kiválasztó képességüket; (2) fokozott a kompenzáció a megnövekedett folsavbevitelért, különösen az alacsony kiválasztási képességű egyéneknél; (3) a dúsítás utáni további folsav-kiegészítés telítheti a gyógyszert metabolizáló enzimrendszert; és (4) a MeFox előállítása azt sugallja, hogy a folsavfelesleg növelheti az egyszénű egységek fogyasztását (1. ábra), és ROS-forrásként szolgálhat.

Van egy paradoxon is, miután a D-vitamint a dúsításhoz és kiegészítésként használják. Bár a D-vitamin vitaminnak tekinthető, napsugárzás hatására a bőrben előállítható. Számos tanulmány dokumentálta az összefüggést a 25-hidroxi-D-vitamin alacsony szérumkoncentrációja és sok nem csontváz-rendellenesség között. Számos tanulmány megvizsgálta a D-vitamin-kiegészítés hatását a rendellenességekre [67], beleértve az elhízást [68], a cukorbetegséget [69], a magas vérnyomást [70], a diszlipidémiát [71], a szív- és érrendszeri betegségeket [72], a rákot [73], a depressziót. [74] és asztma [75]. Sajnos a közzétett metaanalízisek többsége, ha nem is az összes, nem tudta kimutatni a D-vitamin kiegészítésének jelentős előnyét kalciummal vagy anélkül [68 - 75]. Valószínű, hogy az alacsony éhgyomri szérum 25-hidroxi-D-vitamin státusza nem okozhatja ezeket a betegségeket.

Az elhízás és a kapcsolódó betegségek vitamin-paradoxonjának megértése döntő fontosságú annak meghatározásában, hogyan lehet kezelni az alacsony vitamin-státuszt ezekben a betegségekben. A fenti elemzés alapján nyilvánvaló, hogy az elhízás vitamin-paradoxonja a megnövekedett vitamin-lebomlásnak és a csökkent vitaminkiválasztás kompenzációjának tárolásának tudható be. Ez az állapot mindaddig fennmarad, amíg a gyógyszert metabolizáló enzimek telítődnek szubsztrátjaikkal, amelyben a vitamint lebontó enzimek magas expressziója és az emelkedett vitamin-metabolit-szint szolgálhat indikátorként. A vitamin-paradoxont a vitaminbevitel csökkentésével és az izzadtság növelésével lehet megoldani, nem pedig vitamin-kiegészítés adásával. Egy nemrégiben készült tanulmány kimutatta, hogy a bariatrikus műtét (a táplálékfogyasztás korlátozása) és a testmozgás az NNMT expresszió plazma MNA szintjének jelentős csökkenésével jár [16]. Ez a niacin bevitel csökkenésével és a fokozott verejtékkiválasztással magyarázható.

A vitaminok feleslegének három fő káros hatása van: (1) fokozza a ROS-képződést, majd oxidatív szövetkárosodáshoz és inzulinrezisztenciához vezet; (2) a neurotranszmitterek és hormonok lebomlásának megzavarása a gyógyszer metabolizáló enzimekért és méregtelenítő erőforrásokért való versengéssel; és (3) epigenetikai változásokat okoz (például., megváltozott DNS-metiláció) a test metilcsoport-készletének kimerítésével [2, 89]. Így a dúsítás által kiváltott tartós vitaminfelesleg kimerítheti a gyógyszer-metabolizáló rendszert (például., magas metabolizálatlan vitaminok) és az antioxidáns rendszer nyilvánul meg, és végül különféle anyagcserezavarokat és oxidatív szövetkárosodást okoz. Ez okozati szerepet játszhat az elhízás és a kapcsolódó betegségek megnövekedett előfordulásában, amint azt korábbi munkánk feltételezte [2, 4, 5] .

Összefoglalva megállapítható, hogy az elhízás vitamin-paradoxonja inkább a túlzott vitaminbevitel tükröződése, mint vitaminhiány. Tekintettel arra, hogy összefüggés van a magas vitamin-bevitel és az elhízás fokozott előfordulása között, feltételezhető, hogy az elhízás a krónikus vitamin-mérgezés egyik megnyilvánulása lehet. A magas vitaminfogyasztásra fogékonyak azok az emberek, akiknek alacsony a kiválasztó szervek tartalék kapacitása. Ezért az elhízás megelőzésének egyéni alapon a vitaminokkal dúsított élelmiszerek bevitelének csökkentésére kell összpontosítania, egy ország számára pedig nagyobb figyelmet kell fordítani a vitaminok dúsításának és a visszaéléseknek az elhízás és a kapcsolódó betegségek fokozott előfordulásában betöltött szerepére.

P- Ellenőr: Ji G, Masaki T, Sahu RP S- Szerkesztő: Song XX L- Szerkesztő: A E- Szerkesztő: Jiao XK