Резюме

диабет тип 2 и затлъстяване често се групират с други метаболитни състояния като инсулинова резистентност, хипертриглицеридемия, нисък HDL холестерол, хипертония, висцерално затлъстяване и дерегулирано освобождаване на адипокин, характеризиращо метаболитния синдром с висок риск за развитие на сърдечно-съдови заболявания (19) . В този контекст програма за упражнения, свързана с диетична терапия, е в състояние да намали телесното тегло и да подобри инсулиновата чувствителност (17) и ендотелната функция при пациенти с хронична сърдечна недостатъчност (14), както и при затлъстели деца (34).

Освен това, както in vitro, така и in vivo проучванията показват, че 1 -аргинин, предшественик на азотен оксид (NO), може да се използва за възстановяване на ендотелната дисфункция и инсулинова резистентност. По-специално Hambrecht et al. (13) показа, че добавянето на l-аргинин подобрява ендотелиозависимата вазодилатация в подобна степен като физическото упражнение, докато връзката на l-аргинин с физическа активност показва адитивен ефект. В допълнение, хроничното приложение на 1 -аргинин подобрява нивата на глюкозата, индуцираното от черния дроб производство на глюкоза и инсулиновата чувствителност при пациенти с диабет тип 2 (26).

Пациентите с метаболитен синдром показват дефект на бионаличността на NO (27), свързан с повишена активност на ендотелин-1 (3). Наскоро беше установено, че лечението с хроничен ендотелин-1 предизвиква инсулинова резистентност при хората (33), докато хроничното излагане на ендотелин-1 драстично намалява стимулиращия ефект на инсулина върху секрецията на адипонектин (20), което предполага връзка между ендотелната функция и освобождаване на адипонектин. В съответствие с тези констатации, хронично инхибиране на освобождаването на NO от н Приложението на G-нитро-1 -аргинин метилов естер при плъхове индуцира състояние на хипоадипонектинемия, което предполага, че NO сам по себе си може да модулира освобождаването на адипонектин (15).

По-рано нашата група показа, че хроничното приложение на l-аргинин подобрява инсулиновата чувствителност при пациенти със слаб диабет тип 2 (26), но резултатите от полезните метаболитни и ендотелни ефекти на продължителното перорално лечение с l-аргинин не са потвърдени при други пациенти с по-висока степен на инсулинова резистентност, т.е. пациенти със затлъстяване от диабет тип 2 За да се постигне тази цел, в настоящото проучване добавянето на л-аргинин е добавено към хипокалоричен режим и тренировъчна програма за постигане на адитивни благоприятни ефекти върху метаболитната и ендотелната функция, както се съобщава от Hambrecht et al. (13).

Следователно целта на проучването е да се оцени ефектът от дългосрочното перорално лечение с l-аргинин, добавено към програма за хипокалорична диета и аеробни тренировки с упражнения за устойчивост върху разпределението на мазнините и чистата маса, средните дневни нива на глюкоза, нивата на инсулин и чувствителност, ендотелна функция и освобождаване на адипокин при тежко затлъстели пациенти с диабет тип 2.

Характеристика на пациентите, диета и тренировъчна програма за обучение и l -аргинин или плацебо лечение.

Тридесет и трима на средна възраст (56,4 ± 1,4 години пациенти; 25 жени и 8 мъже) дадоха информирано съгласие за участие в проучването, одобрено от местната комисия по етика. Всички субекти са били засегнати от висцерално затлъстяване (индекс на телесна маса: 39,1 ± 0,5 kg/m 2; обиколка на талията: 116 ± 1,3 cm) и диабет тип 2, свързан с метаболитния синдром съгласно ATP III.

Изборът за изследване на пациенти с диабет тип 2, които не получават никакви лекарства за лечение на диабет, различни от диета, е свързан с необходимостта от оценка на специфичния ефект на l-аргинин върху метаболизма на глюкозата, независимо от възможното взаимодействие с други хипогликемични агенти. Диетата се контролира не само за въглехидрати, но и за съдържание на холестерол, а терапиите със статини и фибрати се оттеглят 1 седмица преди началото на проучването, за да се избегне всяко възможно взаимодействие с терапията с l-аргинин. За терапия с хипертония пациентите са получавали стандартни лечения с инхибитори на ангиотензин-конвертиращия ензим, β-блокери и леченията са били съпоставени в 1 -аргинин и плацебо групи. Освен това всички субекти показаха нормална бъбречна функция.

Експериментален протокол.

Всички субекти бяха оценени на изходно ниво и 21 дни след хипокалорична диета, тренировъчна програма за тренировка и двойно-сляпа терапия с l-аргинин/плацебо. След постигане през нощта, жизнените показатели и антропометричните измервания се оценяват след поне 30 минути почивка в легнало положение от същия изпитващ при климатизирани температурни условия при 25 ° C. Обиколката на талията се използва като най-добрият антропометричен корелат на разпределението на висцералната мастна тъкан. Мастната маса (FM) и обезмаслената маса (FFM) се измерват чрез биоимпеденциометрия с помощта на анализатор на телесни мазнини TANITA, който прилага принципа на биоелектричен импеданс за измерване на спада на напрежението от крак на крак, когато се прилага малък алтернативен ток при контакт с два метални подложки за крака. Предишни проучвания показват висока корелация между биоимпедансния анализ и резултатите от рентгеновата абсорбциометрия с двойна енергия (29).

След този период 20-габаритна пластмасова канюла (Abbocath T, Abbot Ireland, Sligo, Ireland) беше вкарана в предтекубиталната вена на ръката за вземане на кръв и беше започнато упражнение, което се състоеше от 6-минутен тест за ергометрично ходене при 85% от прогнозирания от възрастта HRmax (18, 32).

Основните проби за глюкоза, инсулин, липиди и адипокини бяха изтеглени непосредствено преди теста за упражнения, докато тези за ендотелин-1, нитрат/нитрит (NOx), cGMP и извънклетъчна супероксидна дисмутаза (ec-SOD) бяха изтеглени по време на ергометричното ходене тест при време 0, 6 минути (край на упражнението) и 11 минути (възстановяване).

В деня преди началото на проучването по време на изокалорична диета и в края на всяка седмица на хипокалоричен период и период на физическо натоварване, пациентите са преминали капилярен гликемичен профил преди закуска (8 ч. Сутринта), преди обяд (12 ч.), 3 ч след обяд ( 15:00), преди вечеря (18:00), 3 часа след вечеря (21:00) и в полунощ (12:00). Данните за профила на глюкозата са събрани от изследователска сестра.

Анализи.

Кръвната глюкоза, HDL холестеролът, общият холестерол и триглицеридите се измерват със спектрофотометрични методи, адаптирани към Cobas MIRA, като се използват търговски комплекти (ABX, Монпелие, Франция). Нивата на свободни мастни киселини бяха измервани с помощта на автоматизирани ензимни спектрофотометрични техники, адаптирани към Cobas MIRA, използвайки търговски комплекти (NEFA C, Wako Chemicals, Neuss, Германия). Нивата на серумния инсулин се изследват с ензимен имуноанализ на микрочастици (IMX, Abbott Laboratories).

Нивата на NOx се оценяват чрез измерване на метаболитни крайни продукти, т.е. NOx, като се използва ензимна катализа, свързана с реакция на Griess. Проби от ендотелин-1 бяха извлечени в мини-колона Sep-Pack C18 (Amprep, Amersham International, Бъкингамшир, Великобритания) и анализирани от RIA комплект (NEN Life Science Products, Бостън, Масачузетс). нивата на cGMP са измерени с комплекти за радиоимуноанализ (NEN Life Science Products).

Нивата на човешки ec-SOD бяха анализирани с комплекти ELISA (Bender MedSystems, Виена, Австрия). Нивата на човешки лептин и адипонектин се изследват съответно с комплект ELISA и RIA (LINCO Research, St. Charles, MO).

нивата на l -аргинин бяха изследвани с високоефективна течна хроматография след екстракция на плазмени проби чрез катионообменни колони Strata SCX 100 mg (Phenomenex).

Статистически анализ.

Размерът на пробите от пациенти за всяка група е изчислен въз основа на предишни проучвания, проведени при пациенти с диабет тип 2 и при пациенти с хронична сърдечна недостатъчност, при които плазмените нива на cGMP се считат за индекс на лечението с l-аргинин върху ендотелната функция и корелират с ендотелната вазодилатация и подобряване на метаболизма на глюкозата (26, 13). Следователно, ние сме проектирали проучването да бъде достатъчно голямо, за да може да открие, с β = 20% и α = 5%, увеличение на концентрациите на cGMP от 10% при плацебо плюс диета и физическа активност до 70% с l - аргинин плюс диета и лечение на физическа активност, а крайната проба за всяка група е оценена с 16 пациенти. Всички стойности са изразени като средни стойности ± SE за всеки интервал от време. Инкрементните площи за всеки параметър са изчислени по правилото на трапеца. Двупосочен ANOVA с многократни измервания на един фактор е използван за анализ на ефектите от времето на лечение върху различните променливи и взаимодействието между промените в различните променливи и различните лечения. Несдвоени ученически т-тестът е използван за сравняване на разликите между групите по време на всеки 24-часов гликемичен профил. Коефициентите на корелация на Пиърсън и Спиърман също бяха изчислени, където е подходящо.

Клинична и антропометрична оценка, инсулинова чувствителност и измервания на метаболизма на глюкозата.

В таблица 1 се отчитат антропометрични измервания, жизнени показатели и индекси на инсулинова чувствителност. Измерванията на плазмените нива на l-аргинин показват значително увеличение само в групата на l-аргинин (от 81,8 ± 12,3 до 131,8 ± 16,5 μmol/l; P l -аргининът и плацебо терапията причиняват значителен спад в цялото телесно тегло и FM, но в сравнение с плацебо, групата l-аргинин показва статистически значимо намаление в сравнение с това, наблюдавано при плацебо групата при FM (F = 4,0, P l -аргинин група, FM представлява 100% от общата загуба на тегло без промени в FFM, докато в групата на плацебо загубата на FM е 57% и загубата на FFM е 43% от общата загуба на тегло. По-рано нашата група демонстрира, че 3 седмици от подобно хипокалорично диетично лечение без тренировка води до 51% намаление на FM и 49% намаление на FFM (28). Като вземем всички тези данни заедно, изглежда възможно да се предположи, че l-аргининът значително щади чистата телесна маса. Това се засилва от статистическата оценка на взаимодействието между промените в FFM и различните лечения (F = 5.1, P

маса 1. Промени в антропометричните и метаболитни променливи преди и след терапията с l -аргинин и плацебо

Фиг. 1.Ежедневни нива на капилярен профил на глюкоза преди и след 1–3 седмици лечение с хипокалорична диета плюс тренировъчна програма [[; плацебо (Plac)] или свързано с добавяне на l -аргинин (•; l -Arg) при пациенти със затлъстяване, резистентни на инсулин тип 2 диабетици. Засенчените области представляват средно ± SD на дневните капилярни профили на глюкоза при 10 нормални субекта. *P л -аргинин. там, терапия. **P л -аргинин.

Ендотелна функция, базален оксидативен стрес и освобождаване на адипокин.

Таблица 2 показва ендотелните параметри и освобождаването на адипокин. След 21 дни терапия, само лечението с 1 -аргинин предизвиква намаляване на нивата на ендотелин-1 с 30% (ефект на взаимодействие F: 38,5, P

ефекти

Фиг. 2.Връзка между средните капилярни дневни профили на глюкоза и cGMP (A), извънклетъчна супероксиддисмутаза (ec-SOD; Б.), ендотелин-1 (° С) и съотношение лептин към адипонектин (д) в края на 21-дневния период с хипокалорична диета плюс програма за упражнения (○) или свързана с добавка на l -аргинин (•) при пациенти със затлъстяване, резистентни към инсулин пациенти с диабет тип 2.

Таблица 2. Промени в ендотелните и хормоналните променливи преди и след терапията с l -аргинин и плацебо

л -Аргинин плацебо P Стойност BeforeAfterBeforeAfterTime effectInteraction effectИнкрементална площ NOx, μmol/l · 6 минути9,2 ± 5,032,8 ± 5,79,5 ± 2,68,9 ± 2,7 лечение с l -аргинин, докато те остават непроменени след плацебо (ефект на взаимодействие F= 5,4, P l -аргинин група намаляването е по-изразено (ефект на взаимодействие: F = 3.2, P l -аргинин; от 481 ± 24 до 543 ± 25 m с плацебо; ефект от времето F = 28,0, P l -аргинин, а нетният декрет на систоличното кръвно налягане в края на теста за ергометрично ходене се удвоява след l -аргинин, отколкото след плацебо (-22 ± 5 спрямо -11 ± 3 mmHg; P л-лечение с аргинин. Двупосочният тест ANOVA показа силно важен ефект на взаимодействие между промените в тези променливи и двете лечения (Таблица 2).

ec-SOD инкременталните зони по време на теста за ергометрично ходене значително се увеличават след терапиите с l-аргинин и плацебо, но по-голям ефект е демонстриран след лечение с l-аргинин (ефект на взаимодействие F = 3,4, P

Фиг. 3.Връзка между средното систолично кръвно налягане и нарастващите области за cGMP (A), ec-SOD (Б.) и ендотелин-1 (° С) в края на 21-дневния период с хипокалорична диета плюс програма за упражнения (○) или свързана с добавка на l -аргинин (•) при пациенти със затлъстяване, резистентни на инсулин пациенти с диабет тип 2.

Сравнително кратък период от промени в начина на живот може да подобри нивата на глюкоза и инсулин и ендотелната функция и в настоящото проучване за първи път беше възможно да се покаже, че продължителното приемане на орален л-аргинин през устата може допълнително да подобри метаболизма на глюкозата и инсулиновата чувствителност, ендотелна функция, оксидативен стрес и освобождаване на адипокин, спестяване на FFM по време на период на хипокалорична диета, когато е свързано с тренировъчна програма за тренировка при пациенти със затлъстяване, резистентни на инсулин, пациенти с диабет тип 2.

След хипокалорична диета и тренировъчна програма, нивата на глюкозата на гладно бяха почти нормализирани в рамките на 3 седмици, а нивата на инсулин и триглицериди бяха намалени, потвърждавайки, че намесата в начина на живот е от полза при терапията на захарен диабет тип 2. Лечението с аргинин причинява не само по-бързо подобряване на нивата на глюкозата на гладно, но и нормализиране на нивата на глюкоза след хранене, резултат, който не е постигнат напълно по време на плацебо терапията. В съгласие с тези резултати, нивата на фруктозамин са значително по-ниски след терапия с l-аргинин в сравнение с плацебо. Според нас това е един от най-поразителните и интересни резултати от настоящото проучване, тъй като въпреки че нивата на глюкозата на гладно са важна мярка за гликемичен контрол и хипергликемията на гладно е свързана с хроничните усложнения на диабета (6), последните проучвания категорично предполагат че постпрандиалната хипергликемия всъщност може да е по-важна от нивата на глюкозата на гладно по отношение на общия гликемичен контрол (1, 4, 7). Неотдавнашни проучвания установиха, че управлението на нивата на кръвната захар след хранене може да повлияе на микроваскуларния (9) и вероятно сърдечно-съдов (8, 16, 24) риск при пациенти с диабет тип 2.

В настоящото проучване е избрана дозата от 8,3 g/ден, тъй като по-рано е демонстрирано, че 9 g/ден е минималната доза, способна да увеличи циркулиращата концентрация на l-аргинин с минимални странични ефекти при здрави индивиди (10). Въпросът за минималната ефективна доза l-аргинин, която трябва да се приложи, е доста важен, тъй като е доказано, че високите дози l-аргинин могат да допринесат парадоксално за образуването на атеросклеротични лезии чрез механизми, включващи липидно окисление, образуване на пероксинитрит и отделяне на NO синтаза (5, 23).

Настоящото проучване потвърждава съществената функция на тренировката за регулиране на активността на антиоксидантните ензими, установена чрез измерване на нарастващите площи на ec-SOD (12). Прилагането на 1 -аргинин осигурява допълнителен субстрат за подсилване на производството на NO и допълнително повишаване на нивата на ec-SOD. Изглежда възможно да се предположи, че добавките с нисък 1 -аргинин осигуряват пряка антиоксидантна активност, което предполага друг механизъм за подобряване на биоактивността на NO, но тази хипотеза се нуждае от допълнителни проучвания.

И накрая, доказателствата, че дневните профили на глюкоза значително корелират с нивата на cGMP, ендотелин-1, ec-SOD и със съотношението на лептин към адипонектин в края на периода на изследване, показват, че подобрението в нивата на глюкозата, въпреки че се влияе главно от промени в нивата на инсулин, може да бъде свързано и с други метаболитни пътища, включително, поне отчасти, ендотелна (за поне 27%) и мастна тъкан (за ≥14%).

В заключение, относително кратък период на промени в начина на живот може да подобри нивата на глюкоза и инсулин и ендотелната функция. Интересното е, че терапията с l-аргинин допълнително подобрява няколко метаболитни характеристики, характерни за метаболитния синдром, като гликемични екскурзии на гладно и след хранене, хиперинсулинемия, хипертония, висцерално затлъстяване, ендотелна дисфункция и дисбаланс в освобождаването на адипокин.

Необходими са обаче допълнителни проспективни проучвания, за да се потвърдят благоприятните ефекти на l-аргинин при намаляване на рисковите фактори за развитието на атеросклероза и сърдечно-съдови заболявания.