A fogyás hatása a szabad inzulinszerű növekedési faktor I-re elhízott, hiposzomatotropizmusban szenvedő nőknél

Endokrinológiai Osztály, Hvidovre Kórház, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia

Langs Hegnet 52 B, Kongens Lyngby, DK-2800, Dánia. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Növekedési és Szaporodási Tanszék, Rigshospitalet, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia.

Endokrinológiai Osztály, Hvidovre Kórház, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia

Langs Hegnet 52 B, Kongens Lyngby, DK-2800, Dánia. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Növekedési és Szaporodási Tanszék, Rigshospitalet, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia.

Endokrinológiai Osztály, Hvidovre Kórház, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia

Absztrakt

Célkitűzés: Feltételezik, hogy az IGF-kötő fehérje (IGFBP) proteáz aktivitásának növekedése által generált megnövekedett szabad inzulin-szerű növekedési faktor (IGF) -I szint lehet elhízott egyéneknél megfigyelhető csökkent növekedési hormon (GH) szekréció gátló mechanizmusa.

Kutatási módszerek és eljárások: Ebben a tanulmányban meghatároztuk a szabad IGF ‐ I és ‐II, a teljes IGF ‐ I és ‐II, az IGFBP ‐ 1, valamint a bazális IGFBP ‐ 2, −3 és −4, sav - bazális és 24 órás szintjét. labilis alegység (ALS), IGFBP ‐ 1, −2 és −3 proteáz aktivitás és 24 órás GH felszabadulás elhízott nőknél diéta által kiváltott fogyás előtt és után. Tizenhat elhízott nő (életkor: 29,5 ± 1,4 év) vett részt súlycsökkentő programban, és 16 életkornak megfelelő, nem elhízott nő szolgált kontrollként.

Eredmények: A keringő szabad IGF ‐ I és a 24 órás GH felszabadulás az elhízott nőknél szignifikánsan csökkent a fogyás előtt a nem elhízott nőknél (1,29 ± 0,12 vs. 0,60 ± 0,09 μg/L; o

Bevezetés

Úgy gondolják, hogy az IGFBP proteolízis általános mechanizmus, amely növeli az IGF biohasznosulását és biológiai aktivitását IGFBP-k és savlabilis alegység (ALS) jelenlétében, ezáltal szabályozva az IGF felszabadulását a szérumban. Így a megnövekedett IGFBP proteolízis javíthatja az IGF-I biológiai hozzáférhetőségét a célszöveteihez, ami viszont potenciálisan előnyös adaptív válasz lehet az elhízás GH hiposzekréciójának kompenzálására. Ezért mind az IGFBP proteolízisének, mind az ALS-nek fontos szerepe van az IGF-rendszer fiziológiájának megértésében és patofiziológiai állapotokban, például elhízásban. Eddig egyetlen publikált tanulmány sem számolt be az IGFBP proteolitikus aktivitásáról és az ALS-ről a szabad és a teljes IGF ‐ I, ‐II, IGFBP ‐ 1, −2, −3 és −4 szinttel és az elhízás GH szekréciójával kapcsolatban.

A tanulmány célja 1) volt a keringő 24 órás és éhgyomorra szabad IGF ‐ I ultraszűrött (ultra), valamint a disszociálható, szabad IGF ‐ II, a teljes IGF ‐ I, ‐II, IGFBP ‐ 1 és az éhomi IGFBP ‐ meghatározása 2, −3, −4, ALS, IGFBP ‐ 1, −2 és −3 proteáz aktivitás és 24 órás GH szekréció elhízott alanyoknál diéta által kiváltott fogyás előtt és után; 2) a 24 órás GH-szekréció kapcsolatának vizsgálata a szabad és a teljes IGF-ekkel, az IGFBP-kkel, az inzulin- és inzulinérzékenységgel, valamint a keringő szabad IGF-I-szintek és az adipozitás és az életkor mutatóinak kapcsolatával.

Kutatási módszerek és eljárások

Tárgyak

Tizenhat elhízott nő és 16 életkornak megfelelő, nem elhízott nő vett részt a vizsgálatban. Valamennyi alany nem cukorbeteg, premenopauzális és egészséges volt. Az alanyok jellemzőit az 1. táblázat tartalmazza. Valamennyi alany megalapozott beleegyezést adott. A felülvizsgált Helsinki 2 Nyilatkozatot betartották, és a tanulmányt a koppenhágai Városi Etikai Bizottság jóváhagyta.

Nem elhízott (n = 16) Elhízott (n = 16) Korábban elhízott (n = 8)

Testtömeg (kg)	65,0 ± 1,4	115,2 ± 4,2	76,1 ± 5,1
BMI (kg/m²)	23,2 ± 0,4	40,6 ± 1,1	27,0 ± 1,4
Derék kerülete (cm)	74,8 ± 1,2	115,8 ± 3,9	91,2 ± 6,7
Derék/csípő arány	0,78 ± 0,01	0,95 ± 0,05	0,88 ± 0,03
Nyilas átmérő (cm)	15,9 ± 0,3	25,4 ± 0,9	17,5 ± 1,0
Kor (év)	27,0 ± 1,1	29,5 ± 1,4	30,5 ± 2,1

Fogyás tanulmány

Huszonnégy órás tanulmány

Az elhízott és normál testsúlyú kontrollalanyokat minden 24 órás mintavételi periódusra egy éjszakai böjt után 7: 30-kor engedték be az anyagcsere osztályra. Egy kanült (Viggo AB, Vingmed, Dánia) helyeztek az alkar vénájába. A vénaszívás a vénaszúrást követően 30 perccel kezdődött a kanülön keresztül behelyezett és egy automatikus, állandó visszavonó szivattyúhoz csatlakoztatott nem trombogén katéteren (Carmeda; Viggo AB) keresztül. Az elvonási sebesség 3,5 ml/h volt, és a gyűjtőcsöveket 20 perces időközönként cseréltük a következő 24 órás periódus alatt, így minden egyes alany számára 72, egymást követő mintából álló mintasorozatot kaptunk. A technika lehetővé teszi a résztvevők számára az éjszakai alvást és a szabad napközbeni mozgást az osztály területén. A GH-mérésekhez mind a 72 szérummintát 2880 méréssel vizsgálták, míg a 24 órás szabad és teljes IGF-I, -II és 24 órás IGFBP-1 mérésekhez egyenértékű szérumminták voltak a 72 szekvenciális gyűjteményből. a 24 órás periódust egyesítve egyetlen, 24 órás mintát képeztek, amely minden alanyra kiterjedő 24 órás periódus (ok) t lefedi. Az alap vérmintákat azután vettük, hogy az alanyok egy éjszakán át éheztek.

Vizsgálatok és számítások

A szérum GH-koncentrációt időbeli felbontású immunfluorometriás vizsgálattal (TR-IFMA; PerkinElmer LifeSciences, Türku, Finnország) határoztuk meg. A szérum teljes IGF-I-t monoklonális antitestalapú TR-IFMA-val mértük ((10)). A szérum teljes IGF ‐ II-t nem versenyképes, TR ‐ IFMA vizsgálattal mértük a savas etanolos extrakció után, amint arról korábban beszámoltunk ((10)). A disszociálhatatlan szabad IGF-I-t egy kereskedelemben kapható, nem versenyképes IRMA (Diagnostic Systems Laboratories Inc. Webster, TX) határozta meg. A disszociálható szabad IGF ‐ I kimutatási határa 0,03 μg/l volt. A vizsgálaton belüli és az inter-assay variációk 3,3%, illetve 10,7% voltak. Az ultraszabad IGF-I és IGF-II ultraszűréssel centrifugálással meghatároztuk az in vivo körülményekhez közelítő körülmények között ((10)). Az ultraszűrést és az immunoassay-t is beleértve, az in-assays variációs együttható átlagosan 18%, illetve 12% volt a szabad ultra IGF ‐ I és a free ultra IGF ‐ II esetében. Az IGFBP-3 szérumot egy specifikus radioimmun vizsgálattal (Mediagnost, Tubingen, Németország) határoztuk meg, amelyet korábban Blum és mtsai. ((11)). A szérum IGFBP-2-t a Diagnostic Systems Laboratories Inc. immunoassay készletével határoztuk meg. Az IGFBP-1 szérumot enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálattal határoztuk meg (Medix Biochemica, Kainiainen, Finnország).

A homeosztázis modell értékelését (HOMA) korábban Matthews et al. ((15)), és az alanyok éhomi glükóz- és inzulinkoncentrációinak értékelése az egyes alanyokban lehetővé teszi a β-sejtműködés (HOMA-B) és az inzulinérzékenység (HOMA-S) kombinációjának értékelését a HOMA-CIGMA kalkulátor programmal ((16)). A 24 órás GH felszabadulás mértékét a korábban leírtak szerint becsültük ((17)).

Antropometriai eljárások

A derék és a csípő kerületét mértük az alanyok állva. A hasi sagittális átmérőt (a zsigeri zsírtömeg indexét) csúszómérővel ((18)) mértük; a derék és a csípő, valamint a derék és a csípő arányát a korábban leírtak szerint határozták meg ((18)). A BMI-t súly (kg)/magasság (m 2) formájában számoltuk. A testsúlyt 0,1 kg pontossággal mértük elektronikus mérleg használatával (Seca 070; Seca, Koppenhága, Dánia). A testösszetételt kettős energiájú röntgenabszorpciós módszer alkalmazásával becsültük meg Norland XR-36 denzitométeren (Nordland Medical Systems, Basingstoke, Egyesült Királyság). A következő méréseket használtuk a teljes zsírszövet-tömeg és a zsíreloszlás szabad IGF-I szintre gyakorolt hatásának értékelésére: 1) a zsírszövet teljes mennyisége (DXA-zsír összes) és 2) a zsírszövet mennyisége csípőcske az alsó borda széléig (DXA-zsír has).

Statisztika

A különböző csoportok adatainak összehasonlításakor (párosítatlan adatok) Mann-Whitney rangösszeg tesztet alkalmaztunk. A Wilcoxon által aláírt rangsortesztet alkalmazták, amikor összehasonlították a korábban elhízott alanyok párosított adatait ugyanazzal a nyolc alanydal a diéta előtti állapotban. A lineáris regressziós elemzést elhízott és sovány alanyokon végezték csoportosítás nélkül (n = 32) az egyes potenciális magyarázó változók közötti egyszerű kapcsolat vizsgálata, figyelmen kívül hagyva a többi változót. Lépcsőzetes, többszörös lineáris regresszió-analízist előre szelektálással alkalmaztuk annak meghatározására, hogy a szignifikáns prediktorok közül önmagában vagy együttesen melyik számolja legjobban a 24 órás GH felszabadulás vagy a szabad (ultra) IGF-I szint megfigyelt variációit. Eltérő rendelkezés hiányában az összes adatot átlag ± standard hibaként fejezzük ki. A statisztikai szignifikancia szintjét o

Eredmények

Fogyás tanulmány

A 16 nem elhízott, 16 elhízott és a 8 korábban elhízott nő különféle antropometriai jellemzőit az 1. táblázat mutatja. A súlycsökkentő program lezárásaként a fogyás programját befejező 8 elhízott nő ~ 30 kezdeti testtömegük (30 ± 5 kg)% -a. A fennmaradó 8 elhízott nő motiváció hiánya miatt esett ki a vizsgálat során. Nem tapasztaltak szignifikáns különbséget a kiindulási értékekben az elhízott, fogyókúrás nők és azok között, akik nem (az adatokat nem mutatják).

Huszonnégy órás GH-váladék

Megállapították, hogy az elhízott nőknél a huszonnégy órás GH felszabadulás csökkent a nem elhízott nőknél (2. táblázat; 1. ábra). Jelentős növekedést figyeltek meg a GH felszabadulásában a fogyás után, és nem volt szignifikáns különbség a korábban elhízott és nem elhízott nők között (2. táblázat).

Nem elhízott (n = 16) Elhízott (n = 16) Korábban elhízott (n = 8)

GH (mU/24 óra)	862 ± 90	404 ± 77 *	881 ± 179 †
Szabad (disszociálható) IGF ‐ I (μg/L)	6,98 ± 1,17	2,83 ± 0,44 *	5,05 ± 1,32
Ingyenes (ultra) IGF ‐ I (μg/L)	1,29 ± 0,12	0,60 ± 0,09 *	1,02 ± 0,14
24 órás átlagos szabad (ultra) IGF ‐ I (μg/L)	1,45 ± 0,11	1,04 ± 0,11 ‡	1,21 ± 0,18
Összes IGF ‐ I (μg/L)	228 ± 17	114 ± 18 *	200 ± 31 †
24 órás átlagos összes IGF ‐ I (μg/L)	278 ± 25	211 ± 24 ‡	290 ± 30
Szabad IGF ‐ II (μg/L)	0,90 ± 0,06	1,19 ± 0,11 ‡	0,92 ± 0,13
24 órás átlagos szabad (ultra) IGF ‐ II (μg/L)	0,98 ± 0,08	1,25 ± 0,08 ‡	0,85 ± 0,08
Összes IGF ‐ II (μg/L)	674 ± 28	799 ± 51	771 ± 43
24 órás átlagos összes IGF ‐ II (μg/L)	977 ± 38	1051 ± 58	948 ± 68
IGFBP-1 (μg/L)	6,3 ± 2,1	2,4 ± 0,6§	4,5 ± 1,3
24 órás átlag IGFBP-1 (μg/L)	5,0 ± 1,1	4,2 ± 1,2	5,8 ± 1,6
IGFBP ‐ 2 (μg/L)	179 ± 24	87 ± 19§	364 ± 74 †
IGFBP-3 (μg/L)	4126 ± 258	3621 ± 215	3879 ± 288
IGFBP-4 WLB (AU/mm 2)	6,0 ± 1,1	7,1 ± 1,2	5,5 ± 0,7
ALS (μg/L)	22,7 ± 1,2	23,0 ± 1,3	21,7 ± 2,3
IGFBP ‐ 1 proteolízis (%)	13,4 ± 1,4	13,9 ± 1,2	14,1 ± 1,6
IGFBP ‐ 2 proteolízis (%)	11,0 ± 0,5	12,3 ± 1,0	10,4 ± 1,1
IGFBP-3 proteolízis (%)	17,9 ± 1,4	18,2 ± 1,3	16,7 ± 1,6
Inzulin (pmol/L)	46,8 ± 3,6	81,9 ± 7,8 *	43,25 ± 9,1 †
Inzulinérzékenység (HOMA ‐ S) (%)	131 ± 11	70 ± 5 *	164 ± 32 †
β-sejt funkció (HOMA-B) (%)	106 ± 8	143,0 ± 12§	105 ± 14 †

GH, növekedési hormon; IGF, inzulinszerű növekedési faktor; IGFBP, IGF-kötő fehérje; ALS, sav-labilis alegység; HOMA ‐ S, az inzulinérzékenység felmérésének homeosztázisos modellje; HOMA ‐ B, a β ‑ sejt funkció értékelésének homeosztázisos modellje.
* o † o ‡ o § o

Huszonnégy órás GH kiadás. Az oszlopok (balról jobbra) jelzik a nem elhízott (n = 16), elhízott (n = 16), és korábban elhízott nők (n = 8). * o

Ingyenes és összesen 24 órás és alap IGF ‐ I és ‐II szintek

A 24 órás szabad (ultra) IGF ‐ I, a szabad (ultra) IGF ‐ I, a szabad (disszociálható) IGF ‐ I, valamint a teljes IGF ‐ I alapszintje alacsonyabb volt az elhízott nőknél a nem elhízottakhoz képest (táblázat 2. ábra; 2. ábra). A 24 órás és a bazális szabad IGF ‐ II szint emelkedett az elhízott nőknél a nem elhízott nőkhöz képest (2. táblázat). A teljes IGF ‐ II 24 órás és bazális szintje hasonló volt az elhízott és nem elhízott nőknél, és az étrend okozta fogyás nem befolyásolta őket (2. táblázat). Nem voltak szignifikáns különbségek a 24 órás és a szabad IGF ‐ I vagy ‐II alapszintekben korábban elhízott és nem elhízott nők között (2. táblázat).

Ingyenes (ultra) IGF ‐ I szintek. Az oszlopok (balról jobbra) jelzik a nem elhízott (n = 16), elhízott (n = 16), és korábban elhízott nők (n = 8). * o

Huszonnégy órás és az alap IGFBP-1 szintek

Az IGFBP-1 bazális szintje csökkent az elhízott nőknél a nem elhízott nőkhöz képest (2. táblázat), míg a 24 órás IGFBP-1 szint hasonló volt az elhízott és nem elhízott nőknél (2. táblázat). Nem volt szignifikáns különbség az IGFBP-1 szintekben a fogyás után elhízott nők és a nem elhízott nők között (2. táblázat).

IGFBP ‐ 2, −3 és −4, ALS szintek és IGFBP ‐ 1, −2 és −3 proteolitikus aktivitás

Az IGFBP ‐ 2 bazális szintje elhízott nőknél csökkent a nem elhízott nőkhöz képest (2. táblázat). Jelentős növekedést figyeltek meg az IGFBP-2 szintekben a súlycsökkenés után, és nem volt szignifikáns különbség a fogyás utáni elhízott és a normál kontroll alanyok között (2. táblázat). Az alap IGFBP ‐ 3, −4, ALS és IGFBP ‐ 1, −2 és −3 proteáz aktivitása hasonló volt elhízott és nem elhízott nőknél, és az étrend által kiváltott fogyás nem befolyásolta (2. táblázat).

Inzulinérzékenység és β-sejtek működése

Az elhízott nőknél a bazális inzulinszint emelkedett a nem elhízott nőkhöz képest (2. táblázat). Jelentős csökkenést figyeltek meg az inzulinszintben a súlycsökkenés után, és nem volt szignifikáns különbség a testsúlycsökkenést követő elhízott alanyok és a normál kontroll alanyok között (2. táblázat). A HOMA-S csökkent és a HOMA-B növekedett az elhízott nőknél, összehasonlítva a nem elhízott nőkével. A diéta okozta fogyás után a HOMA ‐ S és a HOMA ‐ B normalizálódott, és nem figyeltek meg különbségeket a korábban elhízott és nem elhízott nők között (2. táblázat).

Huszonnégy órás GH-kiadás és kapcsolata az IGF-változókkal, az inzulinnal, a HOMA-S-sel és a HOMA-B-vel

Lineáris regresszióanalízist végeztünk a 24 órás GH-kibocsátás és az IGF-változók, az inzulin, a HOMA-S és a HOMA-B közötti egyszerű kapcsolat vizsgálatára. Az eredményeket a 3. táblázatban foglaltuk össze. Többszörös regressziós elemzés azt mutatta, hogy 42% (korrigált r 2 = 0,42; o 3. táblázat. A 24 órás GH-kibocsátás és az IGF-változók, az inzulin, a HOMA-S és a HOMA-B összefüggései

24 órás GH kiadás

Alapvető IGF ‐ I

r = 0,49; o

A szabad IGF ‐ I keringése és kapcsolata az adipozitás és az életkor mutatóival

Lineáris regresszióanalízist végeztünk a szabad IGF ‐ I szintek és az adipozitási mutatók közötti egyszerű kapcsolat vizsgálatára. Az eredményeket a 4. táblázatban foglaltuk össze. Többszörös regressziós elemzések azt mutatták, hogy 41% (korrigált r 2 = 0,41; o 4. táblázat: A keringő szabad IGF ‐ I, valamint az adipozitás és az életkor mutatói közötti összefüggések

Vita

Vizsgálatunk legfontosabb új megállapításai az, hogy a keringő 24 órás és a bazális szabad IGF-I (disszociálható és ultra) szintje az elhízott nőknél jelentősen csökkent az alacsony 24 órás GH felszabadulással párhuzamosan, és mindkettő normalizálódott az étrend okozta súly után veszteség, míg az IGFBP ‐ 1, −2 és −3 proteolízis és ALS szintek elhízottak esetében hasonlóak voltak a nem elhízott nőkhöz.

A huszonnégy órás átlag és a bazális szabad IGF-II mind az elhízott alanyokban emelkedettnek bizonyult, mind a sovány kontrollokhoz képest, utóbbi a korábbi vizsgálatokkal összhangban ((27), (28)). A szabad IGF ‐ II szinteknek szerepe lehet az IGFBP ‐ 4 proteolízisben; és mivel az IGFBP ‐ 4 fő funkciója hagyományos kötő fehérje ((38)), ez felszabadíthatja és növelheti a szabad IGF ‐ I-t. A jelen tanulmányban azonban a WLB által meghatározott intakt IGFBP-4 hasonló volt az elhízott és nem elhízott nőknél, és diéta okozta súlycsökkenés után nem történt változás.

Összefoglalva, adataink azt sugallják, hogy a súlyosan elhízott nőknél megfigyelt csökkent keringő 24 órás és alapszintű szabad IGF-I, teljes IGF-I és megnövekedett szabad IGF-II szint átmeneti és a normális szintre áll vissza drámai fogyás után az átmeneti hiposzomatotropizmussal párhuzamosan. Az alacsonyan keringő szabad (biológiailag aktív) IGF ‐ I megtalálása a zsigeri elhízásban kettős érdeklődéssel bír, mivel a zsigeri zsírtömeg döntő szerepet játszik az elhízással kapcsolatos betegségek kialakulásában, és a legújabb jelentések szerint az alacsony IGF ‐ I szint szorosan összefügg típusú cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek patogeneziséhez ((39), (40), (41)). Arra a következtetésre jutunk, hogy a keringő szabad IGF ‐ I a zsigeri elhízásban szenvedő nőknél csökken, és azt javasoljuk, hogy a szabad IGF ‐ I szint önmagában nem közvetíti a korábban feltételezett 24 órás GH felszabadulást. Az ALS és az IGFBP proteolitikus aktivitásának szintje normálisnak bizonyult, ezért nem számolhat az elhízott nőknél megfigyelt IGF és IGFBP rendellenességekkel.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak Dr. Jan Frystyk-nak a szabad (ultra) IGF ‐ I, ‐II, a teljes IGF ‐ I, ‐II és az IGFBP ‐ 1 méréséért; és Kirsten Jørgensen, Kirsten Nyborg és Susanne Reimar szakképzett technikai segítségért. Nem volt finanszírozás/külső támogatás ehhez a tanulmányhoz.