A krónikus kísérleti szindróma X reverzibilitása az étrend módosításával

A Kaliforniai Egyetem élettani tanszékéről (C.K.R., R.J.B.), Los Angeles; valamint a Nefrológiai és Hipertónia Osztály, Kaliforniai Egyetem Orvostudományi Tanszék (N.D.V., K.H.L.), Irvine.

Absztrakt

A metabolikus szindróma, azaz az „X szindróma” 1 az ateroszklerotikus rizikófaktorok összesítésére utal, beleértve az inzulinrezisztenciát/hiperinsulinémiát, diszlipidémiát (beleértve a kicsi, sűrű LDL részecskéket, a hipertrigliceridémiát és a megnövekedett VLDL részecskéket) és a magas vérnyomást. Ezt a szindrómát további rendellenességek is jellemzik, beleértve az elhízást, az endothel diszfunkcióját, a depressziós HDL-koleszterint (C) és a hiperkoagulálható állapotot. 2 3 A szindrómát az „inzulinrezisztencia szindrómának” is nevezték, hogy hangsúlyozza az inzulinrezisztencia feltételezett szerepét mint mögöttes hibát. 4 5

Korábban beszámoltunk arról, hogy az étrend a metabolikus szindróma számos jellemzőjét indukálhatja. 6 7 Amikor a nőstény Fischer patkányokat 2 évig magas zsírtartalmú (elsősorban telített zsírtartalmú), finomított szénhidráttartalmú (szacharóz) étrenden (HFS) nevelték, hasonlóan az Egyesült Államok tipikus étrendjéhez, az állatoknál vázizom inzulinrezisztencia alakult ki, hiperinzulinémia, hipertrigliceridémia, magas vérnyomás, fokozott véralvadás és elhízás, amelyet aránytalanul súlyos hasi elhízás jellemez. Állat- és humán vizsgálatokban bebizonyították, hogy az inzulinrezisztencia megelőzi a szindróma egyéb megnyilvánulásait. 4 9 10

A metabolikus szindróma gyakorisága rendkívül magas a nyugatiasodott társadalmakban; becslések szerint a lakosság 25-35% -át érinti. 11 Ennek megfelelően a módosítható változók (azaz az étrend és az életmód) vizsgálata kiemelt jelentőségű, mert ez a rendellenes profil nagymértékben növeli a koszorúér-betegség, a cukorbetegség és más krónikus rendellenességek kockázatát. 1 Következésképpen annak felmérését tűztük ki célul, hogy a szindróma bármelyik megnyilvánulása megfordítható-e, miután krónikusan megállapították őket, mivel a hosszú távú nem megfelelő étrend-fogyasztás visszafordíthatatlan anyagcsere- és/vagy strukturális változásokhoz vezethet, amelyek megtiltják a kockázati profil. Ebből a célból a jelen vizsgálatot a hosszú távú metabolikus szindróma diétával történő indukciójával összefüggő rendellenességek reverzibilitásának tesztelésére tervezték 20 hónapig HFS-diétán nevelkedő nőstény Fischer patkányokban, alacsony zsírtartalmú, komplex szénhidrátra váltással ( LFCC) diéta 2 hónapig.

Mód

Állatok és étrend

Inzulinstimulált glükózszállítás

Az inzulinrezisztenciát a vázizom sarcolemmális vezikuláinak izolálásával értékeltük a glükóz transzport tanulmányozása céljából, az előzőekben leírtak szerint. 12 13

Vérkémia

Egy éjszakán át tartó böjt után a patkányokat klór-hidráttal (250 mg/kg, IP) altattuk, és vért kaptunk szívszúrással. A vérmintákat centrifugáltuk, és a plazmát -70 ° C-on fagyasztottuk az inzulin meghatározásáig. Az inzulint kvantifikáltuk a plazmában, kettős antitest radioimmun vizsgálattal, a Ventrex Laboratories-tól kapott anyagokkal. Az összes koleszterin (Total-C), LDL-C, HDL-C, VLDL-C és trigliceridek (TG) plazmakoncentrációit standard laboratóriumi technikákkal határoztuk meg.

Vérnyomás

A szisztolés vérnyomást farok-mandzsetta módszerrel mértük, amint azt korábban leírtuk. 14

Statisztikai analízis

A kísérletek adatait ANOVA segítségével elemeztük, amikor 3 csoportot hasonlítottunk össze, és a t teszt, amikor 2 csoportot hasonlítottak össze. Amikor szignifikáns F értékeket észleltünk, post-hoc elemzéseket végeztünk a Newman-Keuls többszörös összehasonlító teszt alkalmazásával. A különbségeket statisztikailag szignifikánsnak tekintették P 8 A teljes energiafogyasztás enyhe, jelentéktelen növekedését dokumentáltuk a HFS csoportban. Az utolsó 2 hónapos időszakban, amikor a HFS patkányok egy részét átállították az LFCC étrendre, egyik csoportban sem volt statisztikai különbség az energiafogyasztásban; azonban ismét a HFS patkányok valamivel több energiát fogyasztottak. Amikor a HFS patkányokat átállították az LFCC étrendre, az első napokban csökkent az élelmiszer-bevitel, majd növekedett az élelmiszer-bevitel. Az utolsó napi 2 hónapos átlagos napi energiafogyasztás a következő volt: LFCC, 173,2 ± 2,36 kJ/d; HFS, 182,2 ± 6,63 kJ/d; és HFS/LFCC, 171,0 ± 5,01 kJ/d.

Plazma inzulin

Az összes patkánycsoport éhomi plazma inzulinszintjét 22 hónap után mértük az étrenden. A HFS patkányokban az inzulin által stimulált glükóz transzport csökkenésével összhangban az éhomi plazma inzulin szintje szignifikánsan magasabb volt a HFS patkányokban, mint az LFCC patkányokban (P 6 7 15 16 és nemrégiben dokumentáltuk, hogy az étrend által kiváltott inzulinrezisztencia megelőzi a metabolikus szindróma egyéb jellemzőit. 6 Humán vizsgálatok azt is kimutatták, hogy inzulinrezisztencia más metabolikus szindróma rendellenességek előtt is fennáll. 4 9 10 Továbbá a nyugatiasodott társadalmakban élők általában egész életük során magas telített zsír- és feldolgozott szénhidráttartalmú étrendet fogyasztanak. Ennek megfelelően a jelen tanulmány célja annak megvizsgálása volt, hogy a HFS-diéta által kiváltott krónikus metabolikus szindróma-rendellenességek visszafordíthatók-e az étrend módosításával.

Jelen adatok elsőként mutatják be ad libitum LFCC diéta 2 hónapon keresztül, számos metabolikus szindrómával járó rendellenesség egyidejű reverzibilitását a HFS-diéta hosszú távú fogyasztása ellenére. Továbbá fontos megjegyezni, hogy a HFS patkányokban a jelen vizsgálatban megfigyelt változások az étrendnek köszönhetők, és nem önmagában az öregedésnek, mert az LFCC csoportban (kontroll) a vizsgált paraméterek egyike sem változott érezhetően a vizsgálat során (a testsúly kivételével).

Ez a tanulmány, amely a diéta okozta inzulinrezisztenciát mutatja be a HFS diéta segítségével, egyetért korábbi munkánkkal 17, valamint mások munkájával. A jelen tanulmány egyik legfontosabb megállapítása a hosszú távú inzulinrezisztencia és a hiperinsulinémia megfordítása a HFS-étrendről az LFCC-étrendre való áttérést követő 2 hónapon belül. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a szénhidrát-anyagcsere hosszan tartó károsodása ellenére az étrend-terápia potenciálisan megfordíthatja az inzulinrezisztenciát és a hiperinsulinémiát. A hiperinsulinémia HFS-diétával történő kiváltása oka lehet a magas szacharóz, amely diszacharid, és az alacsony rosttartalom, amelyek a magas rosttartalmú LFCC-étrendhez képest eltérő inzulin kinetikát váltanának ki, annak ellenére, hogy alacsony a szénhidráttartalma. HFS diéta (40% szemben az energia 59% -ával). Az inzulin-receptor autofoszforiláció és a tirozin-kináz aktivitás hibáinak enyhítése szabályozhatja az étrend által kiváltott inzulinrezisztencia megfordulását ebben az állatmodellben. 18.

Korábban kimutattuk, hogy a vérnyomásváltozások késnek, és ezek az egyik utolsó rendellenesség, amely a metabolikus szindrómában nyilvánul meg. 6 Jelen tanulmányban a magas vérnyomás a HFS állatokban 22 hónap diéta után volt jelen, és 2 hónappal az LFCC étrendre való áttérés után a vérnyomás normalizálódott. Nemrégiben a DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) klinikai vizsgálatban 19 megjegyezték, hogy az alacsony finomított cukortartalmú étrend, csökkentett telített zsírtartalmú étrend, valamint magas gyümölcs- és zöldségfogyasztás (antioxidáns források) gyorsan csökkentette a vérnyomást mind hipertóniás, mind normotenzív egyéneknél . Nemrégiben bebizonyítottuk, hogy a hosszú távú HFS-diéta fogyasztása oxidatív stresszt indukál, amely elősegíti a nitrogén-oxid inaktiválását és szekvenálódását reaktív oxigén-intermedierekkel, ezáltal csökkentve az endothelium-függő relaxációt a nitrogén-oxid hozzáférhetőségének csökkentése révén. Nemrégiben beszámoltunk a HFS-diéta által kiváltott endotheliális diszfunkció és magas vérnyomás megfordulásáról hím patkányokban is, amikor a HFS-diétáról LFCC-étrendre váltottak. 20

Korábban beszámoltunk arról, hogy a HFS-diéta súlyos elhízást eredményezett, a testtömeg 38% -át zsírként, és jelentős hasi elhízást eredményezett. 7 A HFS csoport jelentős testsúlyt vesztett, miután 2 hónapig végrehajtotta az LFCC diétát. Bár a testzsírt önmagában nem mérték a HFS/LFCC csoportban, megfigyeltük, hogy ebben a csoportban nemcsak szignifikánsan kevesebb zsír, hanem a hasüregben is sokkal kevesebb volt. Ezenkívül a testtömeg változását az LFCC állatok jobb biológiai állapotához kapcsolódó fizikai aktivitás és energiafogyasztás okozhatta. Meg kell azonban jegyezni, hogy megmértük a testhőmérsékletet és a napi aktivitást a HFS és LFCC állatokban, és egyik paraméter esetében sem találtunk különbséget az étrendcsoportok között (R.J.B. et al., Publikálatlan adatok, 2000).

Összességében a jelen tanulmány azt jelzi, hogy az alacsony zsírtartalmú, magas rosttartalmú étrend hatékony stratégia a metabolikus szindróma számos rendellenességének megelőzésére és visszafordítására. Valójában a jelen tanulmányban mért minden rendellenességet megfordították vagy jelentősen enyhítették az ad libitum LFCC diéta elfogadásával. Az ebben a tanulmányban az LFCC diétával elért eredmények segíthetnek megmagyarázni a metabolikus szindróma szempontjainak kontrollálásában az embereknél korábban dokumentált sikert. 16 Jövőbeni vizsgálatok szükségesek annak felmérésére, hogy a súlycsökkenés önmagában hozzájárul-e az ebben az állatmodellben megfigyelt változásokhoz.

1.ábra. A diéta hatása a testsúlyra. A testtömeg szignifikánsan magasabb volt a HFS csoportban, mint az LFCC csoportban 20 hónap után (P

2. ábra. Top, Az étrend hatása a vázizom glükóz transzportjára. Az inzulinnal stimulált transzportértékek a HFS csoportban szignifikánsan csökkentek az LFCC csoporthoz képest, és a HFS/LFCC csoportban normalizálódtak. Az értékek átlag ± SE. *P