Az étrendi fogyás csökkenti a szérum angiotenzin konvertáló enzim aktivitását elhízott felnőtteknél

Orvostudományi Tanszék, Emory Egyetem Orvostudományi Kar, Atlanta, Georgia

Jelenlegi cím: Észak-Karolinai Egyetem Táplálkozási Tanszéke, Chapel Hill, Chapel Hill, Észak-Karolina.

Táplálkozási Tanszék, University of North Carolina, Chapel Hill, CB # 7461 McGavran-Greenberg Hall, Chapel Hill, NC 27599. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Orvosi Tanszék, Emory Egyetem Orvostudományi Kar, Atlanta, Georgia

Orvostudományi Tanszék, Emory Egyetem Orvostudományi Kar, Atlanta, Georgia

Jelenlegi cím: Észak-Karolinai Egyetem Táplálkozási Tanszéke, Chapel Hill, Chapel Hill, Észak-Karolina.

Táplálkozási Tanszék, University of North Carolina, Chapel Hill, CB # 7461 McGavran-Greenberg Hall, Chapel Hill, NC 27599. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Orvostudományi Tanszék, Emory Egyetem Orvostudományi Kar, Atlanta, Georgia

Absztrakt

Célkitűzés: Az étrendi fogyás, a testtartás változásának és az orális glükózterhelésnek a szérum angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) aktivitására gyakorolt hatásának tanulmányozása elhízott felnőtteknél.

Kutatási módszerek és eljárások: Tizenhat elhízott felnőtt férfit és nőt, akiknek átlagos testtömeg-indexe 35,7 ± 4,3 kg/m 2 volt, 1 hét múlva vizsgálták fenntartó energia bevezető étrenden és 5 hét után azonos, de 40% -kal csökkentett energiatartalmú étrenden. Általános Klinikai Kutatóközpont (GCRC). Az ACE aktivitást spektrofotometriásan mértük. A plazma renin aktivitást és a szérum aldoszteront radioimmun vizsgálattal mértük.

Eredmények: Valamennyi alany lefogyott, a testtömeg átlagos csökkenése 7,0 ± 2,1 kg vagy a kezdeti testtömeg 6 ± 3% -a volt (o

Bevezetés

A testtömeg és a vérnyomás közötti pozitív kapcsolat számos tanulmány tárgyát képezte ((1), (2)), de az elhízás és a magas vérnyomás között egyértelmű etiológiai összefüggést nem sikerült megállapítani. Az elhízással összefüggő magas vérnyomás ok-okozati tényezőinek azonosítására tett erőfeszítések a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszerre (RAAS) összpontosítottak ((3)). A RAAS komponenseinek meghatározása a súlyos kalória-korlátozás előtt és után azt mutatja, hogy a plazma renin aktivitása (PRA) és az aldoszteron szintje csökken az étrendi fogyással ((4), (5)).

Újabb bizonyítékok arra utalnak, hogy az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) fokozott az elhízottaknál ((6)), de a súlycsökkenés ACE-re gyakorolt hatásáról nem számoltak be. Az ACE egy plazma membránhoz kötött cink metallopeptidáz, amely elsősorban az érrendszeri endothel sejtekben található meg ((7)). Funkcionálisan az ACE biológiailag aktív angiotenzin II-t generál az angiotenzin I-ből, és inaktiválja az értágító bradykinint. Az immunreaktív ACE keringő szintjei, amelyek erősen korrelálnak az ACE aktivitásával, a plazmamembránhoz kötött ACE proteolitikus hasításából származnak ((8)). Annak ellenére, hogy a férfiaknál az ACE az egyének között nagyfokú eltérés mutatkozik, egy adott egyénen belül az ACE szintje állítólag stabil és nem változik az életkor függvényében ((8)). Az egyének közötti variabilitás egyik magyarázata, hogy az ACE-szinteket erősen módosítja az ACE-gén 16. intronjában elterjedt polimorfizmus ((9)). Ez a 287 bp-os inszerciós/deléciós polimorfizmus magyarázza az egyének közötti vér ACE-szintek varianciájának 28–44% -át. A homozigóta deléciós polimorfizmus (DD) biztosítja a legmagasabb ACE-szintet, és egyes vizsgálatokban a myocardialis infarctus megnövekedett kockázatával társult ((10), (11) és másokkal nem társult kockázat ((12), (13)). . Nem született konszenzus a fent leírt vizsgálatok közötti eltérés magyarázatára.

Ebben a tanulmányban célunk kétszeres volt: (1) meghatározni a mérsékelt étrendi fogyás hatását a szérum ACE aktivitására, és (2) azonosítani az ACE aktivitás egyéb módosítóit, például az orális glükózterhelést és a testtartást egészséges, elhízott felnőtteknél férfi és nő. Beszámolunk arról, hogy a fekvő szérum ACE aktivitása mérsékelt étrendi fogyás után 23% -kal csökkent, függőleges testtartásbeli változással nőtt, és orális glükózterhelés nem befolyásolta.

Kutatási módszerek és eljárások

Tárgyak

A résztvevőket az Emory Egyetem területén elhelyezett szórólapokon keresztül toborozták. A tanulmányi kritériumoknak megfelelő, egymást követő, alkalmas alanyokat felvették. A felvételi kritériumok az életkor (25–45 évesek), a testtömeg-index (BMI; 30–42 kg/m 2), a stabil testtömeg (

Jegyzőkönyv

A nyugalmi energiafogyasztást közvetlen kalorimetriával mértük, és a teljes 24 órás energiafogyasztást a nyugalmi energiafogyasztás és az enyhe, közepes vagy magas szintű fizikai aktivitással töltött idő alapján számoltuk ki ((15)). A napi étrend-fenntartási kalóriák megegyeztek a számított 24 órás energiaköltség-meghatározással. Az alanyokat 7 napig fenntartó energia bevezető étrendbe helyezték, amely 55% szénhidrátot, 20% fehérjét, 25% zsírt és 150 mEq nátriumot tartalmaz. A redukáló étrend makroelem-összetételben arányosan megegyezett a bevezető étrenddel, de 40% -kal kevesebb kalóriát tartalmazott. Az összes ételt a GCRC konyha készítette el, és az alanyok számára útmutatást adott az étel ambuláns fogyasztásra való elkészítéséről. Diétás naplót használtak a megfelelés értékeléséhez.

Analitikai meghatározás

Az inzulint, a plazma renin aktivitást (angiotenzin I generáció) és az aldoszteront radioimmun vizsgálattal mértük egy referencia laboratóriumban. Az ACE-aktivitást kolorimetriásan határoztuk meg szubsztrátként hippuril-glicil-glicint használva, ahogy azt korábban leírtuk ((16), (17). A lineáris érzékelési tartomány 900 U/L-ig terjed, és az észlelés alsó határa 4 U/L. Az intra-assay variációs együttható 3,4%, az interassay pedig 4,6% volt.

Statisztikai analízis

Az eredményeket átlag ± SD-ként fejezzük ki. Az eszközöket párosított Student-ek hasonlították össze t teszt és a páros közötti kapcsolat x ‐ y Az értékeket a Pearson-féle korrelációs együtthatóval határoztuk meg, az SAS Statistical Software (Cary, NC) alkalmazásával. A o érték

Eredmények

A 16 fős vizsgálati csoportba 12 nő, 4 férfi, 9 afroamerikai, 6 fehér és 1 koreai amerikai átlag 37,9 ± 5,6 éves átlagéletkor került. Az egész csoport mozgásszegény volt (a kiinduláskor 2 rendszeres fizikai aktivitás és súlycsökkenéssel 33,3 ± 4,3 kg/m 2 -re csökkent (1. táblázat). A súlycsökkenés 7,0 ± 2,1 kg vagy a kezdeti súly 6,3 ± 3,1% -a volt. Szisztolés vér a nyomás 119,6 ± 13,7-ről 110,1 ± 6,7 Hgmm-re csökkent (o = 0,02), és a diasztolés vérnyomás 83,1 ± 11,1-ről 74,9 ± 8,2 Hgmm-re (o = 0,006) fogyás után. A glükóz nem változott, de az éhomi inzulin jelentősen csökkent (o = 0,0002). A vizelet huszonnégy órás nátriumszintje nem különbözött a fogyás előtt és után (104,0 ± 49,5 vs. 99,0 ± 47 mM/d).

Fogyás előtt Fogyás után o Érték

Súly (kg)

98,1 ± 15,7

91,4 ± 14,9

35,7 ± 4,3

33,3 ± 4,3

2. táblázat fekvő és álló PRA, aldoszteron és ACE aktivitás fogyás előtt és után

Fogyás előtt Fogyás után o Érték

Fekvő PRA (ng/ml/h)	1,13 ± 0,89	0,75 ± 0,50	0,03
Állandó PRA (ng/ml/h)	1,95 ± 1,57	1,83 ± 1,81	NS
Fekvő aldoszteron (ng/dL)	10,75 ± 7,45	6,91 ± 5,36	0,04
Állandó aldoszteron (ng/dL)	24,15 ± 10,91	24,79 ± 15,89	NS
Fekvő ACE (U/L)	158,2 ± 57,6	121,4 ± 47,4	15% -kal csökken az ACE aktivitása súlycsökkenéssel. Az álló ACE aktivitás jelentősen megnőtt a fogyás előtt és után (2. ábra).

Kapcsolat a derék-csípő arány (WHR) és az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) aktivitása között. Pearsons korreláció a kiindulási WHR és az ACE aktivitás között, n = 16.

Az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) aktivitásának változása testtartással. A fekvő ACE aktivitást a nyitott oszlopok, az álló ACE aktivitást pedig a szilárd oszlopok mutatják; *o

Annak megállapítására, hogy volt-e összefüggés a vérnyomás változása vagy az éhomi inzulin és az ACE aktivitás, a PRA vagy az aldoszteron változása és a súlycsökkenés között, lineáris regressziós elemzéseket végeztünk. Az átlagos artériás nyomás változása vagy az éhomi inzulin és az ACE aktivitás változása között nem volt lineáris összefüggés (3. táblázat). Ezzel szemben statisztikailag szignifikáns (o 3. táblázat: A súlycsökkenés előtti és utáni értékváltozás lineáris regressziós egyenletei

ACE PRA aldoszteron

TÉRKÉP
Lejtő	0,07	8.88	0,98
Intercept	−6.07	−5,97	−5.59
r	0,16	0,56	0,66
o	NS	0,03	0,008
Böjt inzulin
Lejtő	0.5	−0.10	0,08
Intercept	−35.2	−0,7	−3.6
r	0,06	−0,41	0,03
o	NS	NS	NS

Lejtők, y-elfogások és korrelációs együtthatók (r) lineáris regressziókra adjuk meg. A MAP és a RAAS kapcsolatában a RAAS a független változó, a MAP pedig a függő változó. Az inzulin és a RAAS kapcsolatában a RAAS a függő változó, az inzulin pedig a független változó. A diákok t tesztet használtunk annak a hipotézisnek a tesztelésére, hogy a meredekség nulla. A o

Vita

Az itt bemutatott adatok alátámasztják azokat a korábbi vizsgálatokat, amelyek igazolják, hogy a kalória-korlátozás csökkenti a plazma renin aktivitását és az elhízottak aldoszteron szintjét ((4), (5)). Tudomásunk szerint azonban ez az első közzétett jelentés, amely azt mutatja, hogy bármilyen mértékű étrendi fogyás csökkenti az ACE aktivitást. A korábbi (4), (5) és a korábbi vizsgálatok között a fő különbség a kalóriakorlátozás súlyossága. A korai tanulmányok nagyon alacsony, 320 kcal/nap diétát vezettek be az alanyokba 12 hét alatt. Résztvevőink kevésbé súlyos, 40% -ban korlátozott energiájú étrendet kaptak 5 hét alatt, hogy mérsékelt súlycsökkenést érjenek el. Ilyen feltételek mellett egyetlen alany sem kapott (18).

Összhangban a szisztolés és a diasztolés vérnyomás drámai csökkenésével, amelyet súlycsökkenéskor figyeltünk meg, a szerény kalória-korlátozás is elegendő volt a RAAS komponenseinek csökkenésének kiváltására. Ahogy a fogyásnál várható volt, a PRA és az aldoszteron változása szoros kapcsolatot mutatott a vérnyomás változásával. Ezzel szemben nem volt összefüggés az ACE-aktivitás változása és a vérnyomás változása között. Ez a disszociáció az ACE-aktivitás és a vérnyomás között azért következett be, mert öt alanynál csökkent az ACE-aktivitás, de a PRA és az aldoszteron nem, a vérnyomás csökkenése nélkül. Egy alanynál csökkent a vérnyomás, de az ACE aktivitása nem változott. Ezek az adatok arra utalnak, hogy az ACE aktivitás csökkentése önmagában, a renin és az aldoszteron csökkenésének hiányában, nem elegendő a fogyás vérnyomáscsökkentő hatásainak kiváltásához. Az adatok azt is sugallják, hogy genetikai változatosság mutatkozhat az ACE-aktivitás étrendi súlycsökkenésre adott válaszában.

Cooper és mtsai. ((6)) kimutatta, hogy egy jamaicai populációban az elhízott egyének magasabb ACE-vel rendelkeznek, mint a nem elhízott egyéneknél. Vizsgálatunk során nem láttunk összefüggést az ACE aktivitással a BMI-vel, de alanyainkat nagyon szűk BMI tartományon belül választották ki. Az ACE aktivitás és a WHR összefüggése, amelyet a kiinduláskor találtunk, érdekes, és arra utal, hogy az intraabdominális zsírszövet és az ahhoz kapcsolódó anyagcsere-változások jobban jelezhetik az ACE aktivitását, mint a teljes testzsír vagy a testtömeg.

Az étrendi fogyás a testösszetétel, a hormonok, a neuropeptidek és az autonóm idegrendszer változásával jár ((19), (20)). Ebben a tanulmányban nem lehet pontosan meghatározni, hogy a fogyás során változó sok tényező közül melyik felelős a szérum ACE-aktivitás csökkenéséért. Számos elfogadható magyarázat létezik. A legújabb kutatások állat- és emberi zsírszövetekben kimutatták, hogy az angiotenzin II termeléséhez szükséges renin-angiotenzin rendszer minden összetevője jelen van a zsírszövetben ((21), (22)), és hogy a zsírszövet angiotenzinogénje nagyobb az elhízásban ((23) ), (24), (25), (26)). A zsírszöveten belül számos potenciális sejtszintű ACE-forrás található. Az ACE mind a mikroendotheliumban ((27)), mind az adipocitában ((28)) expresszálódik. Nem ismert, hogy az ACE keringő szintjei milyen mértékben tükrözik a zsírszövetből származó ACE lehetséges hozzájárulását bármely modellrendszerben. Jelen tanulmány összhangban áll azzal a hipotézissel, hogy a fogyás, a zsírszövet tömegének étrendi korlátozással járó egyidejű csökkentésével, csökkent ACE képződéshez, tároláshoz és a zsírszövetből történő felszabaduláshoz vezethet, ami alacsonyabb keringő ACE szintet eredményez.

A súlyvesztés során bekövetkező egyik legtöbbet vizsgált hormonális változás az inzulinszint csökkenése, ami az inzulinérzékenység javulását tükrözi ((29)). Vizsgálatunk során nem találtunk összefüggést az ACE-aktivitás változása és az éhomi inzulin változása között. Ezek az eredmények összhangban vannak a pima indiánoknál végzett tanulmányokkal, ahol a kutatók szintén nem találtak összefüggést a kiindulási plazma ACE-aktivitás és az éhomi inzulin között ((30)). Ezek az adatok együttesen azt sugallják, hogy az ACE-aktivitás változása az étrendi fogyással valószínűleg nem függ az inzulinérzékenység javulásától. Ha az inzulin akutan szabályozza az ACE-aktivitást, akkor az orális glükóz-tolerancia teszt során elvárható az ACE-aktivitás megváltozása, ahol az inzulin növekedése a glükózterhelés mellett következik be. Az ACE-aktivitás stabil szintje, amelyet a 3 órás glükóz tolerancia teszt során tapasztaltunk, alátámasztja azt a következtetést, hogy az inzulin rövid vagy hosszú távú változásai nem szabályozzák az ACE aktivitását.

A szimpatikus idegrendszeri aktivitás és a katekolaminok fogyással csökkennek ((31), (32)). Az ACE-aktivitást az emberi vaszkuláris endothelsejtekben pozitívan szabályozza a β-adrenerg stimuláció szignalizációja ciklikus adenozin-monofoszfáton keresztül ((33), (34)). Ezért az ACE aktivitás csökkenését, amelyet a fogyás során tapasztaltunk, a szimpatikus-mellékvese stimuláció csökkenésével lehet magyarázni. Ezzel szemben az ACE-aktivitás növekedése a fekvőtől az ambulációig 1 órán át tartó alanyokban az ACE-aktivitás gyors szabályozására utal. Az egyik lehetőség az, hogy a szimpatikus idegrendszer vagy a katekolaminok aktiválása állva stimulálja az ACE aktivitást. További vizsgálatokra van szükség az ACE aktivitásának katekolaminokkal és a szimpatikus idegrendszerrel történő szabályozásának feltárásához a fogyás során.

A legújabb tanulmányok megállapították, hogy a leptin, bár szerény mértékben, de szerepet játszhat a vérnyomás szabályozásában, esetleg a szimpatikus idegrendszer modulációjával ((35)). A leptinről kimutatták, hogy az emberi köldökvénás endothel sejtekben is szabályozza az endothelin ‐ 1 expressziót ((36)). Az endothelin egy erős érszűkítő, amely elhízott, magas vérnyomásban szenvedő férfiaknál emelkedett, és fogyással csökken (37). Hipotetikus szempontból a leptin csökkenése a fogyással csökkentheti az endotelint, és részben vagy egészben megmagyarázhatja a vérnyomás csökkenését, amelyet mi és mások a fogyás során megfigyelünk. Klinikai vizsgálatokra van azonban szükség annak megállapításához, hogy a leptin szerepet játszik-e az elhízás okozta magas vérnyomásban.

Ebben a tanulmányban a redukáló étrend 150 mEq nátriumot tartalmazott, amely nem különbözött a fenntartó energia bevezető étrendjétől. Megállapítottuk, hogy a vizelettel történő nátriumürítés nem csökkent az étrend korlátozása során. Ez arra utal, hogy a nátrium-homeosztázis változása valószínűleg nem felelős a vérnyomás-összetevők súlycsökkenéskor bekövetkező változásáért. Ezenkívül számítani lehet arra, hogy az étrendi fogyás mellett a nátrium-korlátozás csökken, és nem csökken a RAAS komponensei ((38)).

Mások beszámoltak arról, hogy 6 hónapos ösztrogén/progesztogén hormonpótló kezelés után a szérum ACE 20% -kal csökken ((39)). Jelen tanulmányban csak egy nő részesült ösztrogén hormonpótló kezelésben. Ezen okok miatt nem kapcsolhatjuk össze az ACE aktivitás csökkenését a hormonpótló terápiával.

Összegzésként elmondhatjuk, hogy az itt bemutatott adatok azt mutatják, hogy az ACE-aktivitás étrendi súlycsökkenéssel nagyon módosítható az egészséges elhízott férfiak és nők heterogén csoportjában. Az étrend okozta ACE-aktivitás, PRA és aldoszteron csökkenése ok-okozati szerepet játszhat a mérsékelt fogyás szív- és érrendszeri betegségekre gyakorolt jótékony hatásainak közvetítésében.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a munkát az Emory Egyetem Általános Klinikai Kutatóközpontja (M01 RR00039) és egy kisebbségi klinikai társorvos-díj támogatta J. B. Harp. Köszönetet mondunk a vizsgálat valamennyi résztvevőjének és az Általános Klinikai Kutatóközpont személyzetének. Hálásak vagyunk néhai Jeremy Corry-nak is felbecsülhetetlen műszaki szakérteleméért.