Резюме на изследователска работа по биологични науки, автор на научна статия - Ян Ни, Линджинг Жао, Хаойонг Ю, Сяодин Ма, Юцян Бао и др.

Подобни теми на научна статия по биологични науки, автор на научна статия - Ян Ни, Линджинг Джао, Хаойонг Ю, Сяодин Ма, Юцян Бао и др.

Академичен изследователски труд на тема "Циркулиращите ненаситени мастни киселини очертават метаболитния статус на затлъстелите индивиди"

Съдържание списъци на разположение на ScienceDirect

метаболитния

начална страница на списанието: www.ebiomedicine.com

Циркулиращите ненаситени мастни киселини очертават метаболитния статус на индивидите със затлъстяване

Ян Ni a, b, 1 Linjing Zhao a, b, 1 Haoyong Yuc, Xiaojing Mac, Yuqian Bao a, c, Cynthia Rajanib, Lenora W.M. Loo b, Yurii B. Shvetsov b, Herbert Yu b, Tianlu Chen a, Yinan Zhang a, Congrong Wang a, c, Cheng Hu a, c, Mingming Su b, Guoxiang Xie b, Aihua Zhao a, Wei Jia a, b, *, Weiping Jia a, c, **

Шанхайска ключова лаборатория за захарен диабет и Център за преходна медицина, Шанхай Jiao Tong, асоциирана шеста болница за хора, Шанхай 200233, Китай b Център за рак на Хавайския университет, Хонолулу, HI 96813, САЩ

c Катедра по ендокринология и метаболизъм, Шанхай Jiao Tong, асоциирана към Шестата болница за хора, Шанхайски институт по диабет, Шанхай 200233, Китай

СТАТИЯ ИНФОРМАЦИЯ РЕЗЮМЕ

Предистория: Затлъстяването не е хомогенно състояние при индивидите, тъй като около 25-40% от хората със затлъстяване могат да поддържат здравословен статус без видими признаци на метаболитни усложнения. Простата антропометрична мярка за индекс на телесна маса не винаги отразява биологичните ефекти на прекомерната телесна мазнина върху здравето, поради което са необходими допълнителни молекулярни характеристики на затлъстелите фенотипове, за да се оцени рискът от развитие на последващи метаболитни състояния на индивидуално ниво.

Методи: За да разберем по-добре връзките на свободните мастни киселини (FFA) с метаболитните фенотипове на затлъстяването, ние приложихме целенасочен метаболомичен подход за измерване на 40 серумни FFA от 452 индивида, участвали в четири независими проучвания, използвайки ултра-ефективна течна хроматография, свързана с четворен масспектрометър за време на полет Xevo G2.

Констатации: Нивата на FFA са значително повишени при пациенти с наднормено тегло/затлъстяване с диабет в сравнение със здравите им колеги. Идентифицирахме група ненаситени мастни киселини (UFAs), които са тясно свързани с метаболитния статус при две групи затлъстели индивиди, които са претърпели интервенция за отслабване и могат да предскажат рецидив на диабета две години след метаболитна операция. Две UFAs, дихомо-гама-линоленова киселина и палмитолеинова киселина, също са в състояние да предскажат бъдещото развитие на метаболитен синдром (MS) при група от затлъстели пациенти. Тълкуване: Тези открития подчертават потенциалната роля на UFAs в патогенезата на МС, а също и като важни маркери за прогнозиране на риска от развитие на диабет при затлъстели индивиди или ремисия на диабет след метаболитна операция.

Получено на 21 юни 2015 г.

Получено в преработен вид на 3 септември 2015 г.

Приет на 3 септември 2015 г.

Достъпно онлайн 6 септември 2015 г.

Ключови думи: Свободни мастни киселини Метаболитен синдром Затлъстяване

Ненаситени мастни киселини Диабет тип 2 Инсулинова резистентност

Съкращения: T2D, диабет тип 2; NAFLD, неалкохолна мастна чернодробна болест; ССЗ, сърдечно-съдови заболявания; МС, метаболитен синдром; FFA, свободни мастни киселини; NW, нормално тегло; HO, метаболитно здравословно затлъстяване; UO, метаболитно нездравословно затлъстяване; SFA, наситена мастна киселина; UFA, ненаситена мастна киселина; MUFA, мононенаситена киселина; PUFA, полиненаситени мастни киселини; ИТМ, индекс на телесна маса; SHOS, Шанхайското проучване на затлъстяването; SHDS, проучването за диабет в Шанхай; VLCD, диета с много ниско съдържание на въглехидрати; OGTT, орален тест за глюкозен толеранс; SBP, систолично кръвно налягане; DBP, диастолично кръвно налягане; TC, общ холестерол; TG, триглицериди; HDL, липопротеин с висока плътност; LDL, липо-протеин с ниска плътност; RSD, относително стандартно отклонение; OPLS-DA, ортогонален частичен анализ на най-малкия квадрат с дискриминант; HbA1c, гликиран хемоглобин; DGLA, дихомо-гама-линоленова киселина; GLA, Y-линоленова киселина; HA, хептадеканова киселина; PA, палмитолеинова киселина; АА, арахидонова киселина; LA, линолова киселина; DNL, de novo липогенеза; FATP, протеини за транспортиране на мастни киселини; SCD, стеароил-КоА десатураза; DAG, диацилглицерол.

* Кореспонденция на: W. Jia, Шанхайска ключова лаборатория за захарен диабет и Център за транслационна медицина, Шеста болница на Шанхай Jiao Tong, Шанхай 200233, Китай; Университет на Хавай, Център за рак, Хонолулу, HI 96813, САЩ.

** Кореспонденция на: W.P. Jia, отдел по ендокринология и метаболизъм, Шанхай Jiao Tong, асоциирана към Шестата болница за хора, Шанхайски институт по диабет, Шанхай 200233, Китай.

Електронни адреси: [email protected] (W. Jia), [email protected] (W. Jia).

1 Тези автори допринесоха еднакво за тази работа.

Затлъстяването е тясно свързано с риска от развитие на диабет тип 2 (T2D), неалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD) и сърдечно-съдови заболявания (CVD). Когато приемът на хранителни вещества надвиши разходите, тъкани като мастната, черния дроб и скелета се насищат с липиди и водят до увеличаване на износа на липиди, което води до повишени плазмени свободни мастни киселини (FFAs) (Kahn et al., 2006; Fabbrini et al ., 2010). Предишни резултати от епидемиологични проучвания предполагат, че хората с по-високи плазмени концентрации на FFA са били изложени на повишен риск от T2D (Pankow et al., 2004a; Pankow et al., 2004b; Charles et al., 1997; Paolisso et al., 1995) . По-високите нива на FFA също са свързани с периферна (мускулна) инсулинова резистентност чрез инхибиране на стимулираното от инсулина усвояване на глюкоза и синтеза на гликоген (Boden, 2003). Плазмените нива на FFA са хронично повишени при индивиди със затлъстяване (Boden and Shulman, 2002) и поради това се предполага, че повишените нива на FFA са важна характеристика на свързания със затлъстяването метаболитен синдром (MS) и ССЗ (Boden, 2011). Нормализирането на плазмените нива на FFA е било

предложен като нов терапевтичен подход при затлъстяване и метаболитни заболявания (Boden and Shulman, 2002; Kusunoki et al., 2006).

намеса с течение на времето? Профилите на серумен FFA се характеризират при пациенти със затлъстяване с T2D преди и след операция на стомашен байпас и при пациенти със затлъстяване преди и след 8-седмична диетична интервенция, използваща диета с много ниско съдържание на въглехидрати. Ключовият резултат, получен от всичките четири проучвания, беше панел от UFAs, по-специално дихомо-гама-линоленова киселина (DGLA) и палмитолеинова киселина (PA), които предсказваха риска от развитие на МС или ремисия на диабет след метаболитна хирургия в група от затлъстели субекти и също са потенциални маркери за възпалителния статус на субекта.

2. Материали и методи

2.1. Проучване дизайн и население

Четири независими проучвания са инициирани от шестата болница на Шанхай Jiao Tong (фиг. 1).

(1) Общо 312 субекта бяха избрани от проучването за затлъстяване в Шанхай (SHOS) и включени в проучване с напречно сечение (Bao et al., 2013). SHOS беше проспективно проучване, предназначено да изследва появата и развитието на МС и свързаните с нея заболявания. В началото на 2009 г. SHOS набра 5000 участници от четири общности в Шанхай, Китай, което включваше базово проучване, както и 1,5-, 3- и 5-годишни последващи проучвания. От 312 субекта в кохортата 132 здрави субекти са с нормално тегло, 107 субекти са или с наднормено тегло, или със затлъстяване, а 73 субекти са диагностицирани с T2D, усложнен с хипертония, висок холестерол или хипертриглицеридемия.

(2) 10-годишно надлъжно проучване: 62 субекта бяха избрани от Шанхайското проучване за диабет (SHDS) (Jia et al., 2007). Кохортата SHDS е многоетапно стратифицирано епидемиологично проучване, предназначено да оцени разпространението на диабета и свързаните с него метаболитни нарушения. Той е иницииран през 1998 г., когато 5994 лица са били записани от две градски общности, квартали Huayang и Caoyang в Шанхай, Китай, и 1250 от тях са завършили последващия изпит в област Huayang между 2010 и 2011 г. Сред 1250 отговарящи на условията участници, ние избрахме 62 субекта с наднормено тегло/затлъстяване и метаболитно здрави на изходно ниво, от които 50 са станали нездравословно наднормено тегло/затлъстяване и 12 са останали здрави с наднормено тегло/затлъстяване след десет години.

(3) Проучване за намеса в метаболитната хирургия: 40 пациенти със затлъстяване с T2D бяха избрани от Амбулаторната клиника на Отдела по ендокринология и метаболизъм. Те са получили Roux-en-Y стомашна байпас, често извършвана операция за лечение на пациенти със затлъстяване с T2D. Те трябваше да попълнят

Фиг. 1. Четири независими проучвания, използвани в този анализ.

1,3,6 и 12-месечни последващи прегледи. Всеки пациент с анамнеза за отворена коремна хирургия, сериозно заболяване (напр. Сърдечна или белодробна недостатъчност), което е несъвместимо с операция, остро T2D усложнение, тежка алкохолна или наркотична зависимост, психично разстройство, нестабилно психиатрично заболяване или който е бил сравнително изключен е висок хирургичен риск (напр. при активна язва). За тези пациенти беше направена и втора година оценка на резултатите. Пробите от серум на гладно от тези 40 субекта бяха събрани за анализ на FFA в пет времеви точки, включително изходно ниво преди метаболитната операция, и на 1, 3, 6 и 12 месец след операцията.

(4) Диетично интервенционно проучване: осемседмичното проучване за интервенция с много ниско съдържание на въглехидрати (VLCD) беше проведено чрез първоначално набиране на 53 затлъстели метаболитно здрави доброволци от Амбулаторната клиника на Отдела по ендокринология и метаболизъм. Подробностите за набирането на участници и диетичната намеса (напр. Състав на храната и добавки) са описани по-рано (Gu et al., 2013a; Gu et al., 2013b). Техните клинични характеристики и метаболитни маркери бяха изследвани по време на диетичната интервенция. Въз основа на тези записи са избрани 38 от 53 субекта, завършили осемседмичното интервенционно проучване, тъй като само техните серумни проби на изходно ниво и осем седмици след интервенцията са на разположение за анализ на FFA.

Всички проучвания са проведени с етично одобрение от шестата болница на Шанхай Jiao Tong. Писмено информирано съгласие е получено от участниците преди включването в проучването. Граничната точка на ИТМ 28 kg/m2 е използвана за определяне на затлъстяването (> 28 kg/m2), BMI от 24 kg/m2 е използвана за определяне на наднорменото тегло (> 24 kg/m2) и нормалното тегло е определено като (0.9 mmol/L (мъже) или> 1,0 mmol/L (жени) и липса на предишна анамнеза за висок холестерол (TC 25 на изходно ниво, когато са били здрави и в 10-годишно време за проследяване. Бъдещи проучвания, изследващи връзката на възпалителния маркер с Проследяват се профилите на FFA, обсъдени в този ръкопис.

WJ и WPJ бяха основните изследователи на това проучване. WJ и WPJ са проектирали изследването. YN извърши статистическия анализ и изготви ръкописа. XM, YB, CW, CH и HY бяха отговорни за събирането и обяснението на пробите. WJ, CR, LL, YS и HY преработиха ръкописа. TC и YZ направиха първоначалната обработка на данните и оценката на контрола на качеството. Държавите-членки подготвиха документи за подготовка на проби и анализ на инструмента. MS и GX предоставиха ценни предложения при подготовката на ръкописа. LZ и AZ бяха отговорни за измерването на свободните мастни киселини.

Конфликт на интереси

Авторите съобщават за липса на потенциален конфликт на интереси, свързани с тази статия.

Приложение А. Допълнителни данни

Допълнителни данни към тази статия могат да бъдат намерени онлайн на http: // dx. doi.org/10.1016/j.ebiom.2015.09.004.

Bao, Y.Q., Ma, X.J., Yang, R., et al., 2013. Обратна връзка между нивата на серумен остеокалцин и висцералната мастна област при китайски мъже. J. Clin. Ендокринол. Metab. 98 (1), 345-351. Bei-Fan, Z., Кооперативна група за метаанализ на работна група по затлъстяването в C, 2002O. Прогнозни стойности на индекса на телесна маса и обиколката на талията за рискови фактори за някои свързани заболявания при възрастни китайци: проучване на оптималните гранични точки на индекса на телесна маса и обиколката на талията при възрастни китайци. Asia Pac. J. Clin. Nutr. 8 (11 Suppl.), S685-S693.

Boden, G., 2003. Ефекти на свободните мастни киселини (FFA) върху глюкозния метаболизъм: значение за инсулиновата резистентност и диабет тип 2. Опит Clin. Ендокринол. Диабет 111 (3) (121 -124).

Boden, G., 2011. Затлъстяване, инсулинова резистентност и свободни мастни киселини. Curr. Становище. Ендокринол. Диабет затлъстявания. 18 (2), 139-143.

Boden, G., Shulman, G.I., 2002. Свободните мастни киселини при затлъстяване и диабет тип 2: определяне на тяхната роля в развитието на инсулинова резистентност и бета-клетъчна дисфункция. Евро. J. Clin. Разследвайте. 32,14-23.

Cao, H., Gerhold, K., Mayers, J.R., Wiest, М.М., Watkins, S.M., Hotamisligil, G.S., 2008. Идентифициране на липокин, липиден хормон, свързващ мастната тъкан със системния метаболизъм. Клетка 134 (6), 933-944.

Charles, M.A., Eschwege, E., Thibult, N., et al., 1997. Ролята на неестерифицирани мастни киселини в влошаването на глюкозния толеранс при кавказки субекти: резултати от Парижкото перспективно проучване. Диабетология 40 (9), 1101-1106.

Connor, W.E., Lin, D.S., Colvis, C., 1996. Диференциално мобилизиране на мастни киселини от мастна тъкан. J. Lipid Res. 37 (2), 290-298.

Fabbrini, E., Sullivan, S., Klein, S., 2010. Затлъстяването и неалкохолната мастна чернодробна болест: биохимични, метаболитни и клинични последици. Хепатология 51 (2), 679-689.

Forouhi, N.G., Koulman, A., Sharp, S.J., et al., 2014. Различия в проспективната връзка между индивидуалните наситени мастни киселини в плазмен фосфолипид и инцидентния диабет тип 2: проучването EPIC-InterAct case-cohort. Lancet Diabetes Endocrinol. 2 (10), 810-818.

Gong, J., Campos, H., McGarvey, S., Wu, Z., Goldberg, R., Baylin, A., 2011. Палмитолеинова киселина на мастната тъкан и затлъстяване при хората: поведе ли се като липокин? Am. J. Clin. Nutr.93 (1), 186-191.

Gruben, N., Shiri-Sverdlov, R., Koonen, D.P., Hofker, M.H., 2014. Безалкохолна мастна чернодробна болест: основен двигател на инсулиновата резистентност или опасна връзка? Biochim. Biophys. Acta 1842 (11), 2329-2343.

Gu, Y.J., Zhao, A.H., Huang, F.J., et al., 2013a. Много нисковъглехидратната диета значително променя серумните метаболитни профили при затлъстели пациенти. J. Proteome Res. 12 (12), 5801-5811.

Gu, Y., Yu, H., Li, Y., et al., 2013b. Благоприятни ефекти от 8-седмична интервенция с много ниско съдържание на въглехидрати върху затлъстели лица. Очевидно. Базирано допълнение. Алтернатива. Med. 2013, 760804.

Hamer, M., Stamatakis, E., 2012. Метаболитно здравословно затлъстяване и риск от смъртност от всички причини и сърдечно-съдови заболявания. J. Clin. Ендокринол. Metab. 97 (7), 2482-2488.

Jia, WP, Pang, C., Chen, L., et al., 2007. Епидемиологични характеристики на захарен диабет и нарушена регулация на глюкозата при китайска възрастна популация: Шанхайските проучвания на диабета, напречно сечение 3-годишно последващо проучване в градските общности в Шанхай. Diabetologia 50 (2), 286-292.

Kahn, S. E., Hull, R. L., Utzschneider, К. М., 2006. Механизми, свързващи затлъстяването с инсулинова резистентност и диабет тип 2. Nature 444 (7121), 840-846.

Karelis, A.D., St-Pierre, D.H., Conus, F., Rabasa-Lhoret, R., Poehlman, E.T., 2004. Метаболитни фактори и фактори на телесния състав в подгрупите на затлъстяването: какво знаем? J. Clin. Ендокринол. Metab. 89 (6), 2569-2575.

Kramer, C. K., Zinman, B., Retnakaran, R., 2013. Дали метаболитно здравите наднормено тегло и затлъстяването са доброкачествени състояния ?: систематичен преглед и мета-анализ. Ан. Стажант. Med. 159 (11), 758-769.

Kurotani, K., Sato, M., Ejima, Y., et al., 2012. Високите нива на стеаринова киселина, палмитолеинова киселина и дихомо-гама-линоленова киселина и ниски нива на линолова киселина в серумния холестеролов естер са свързани с висока инсулинова резистентност. Nutr. Рез. 32 (9), 669-675 e3.

Kusunoki, J., Kanatani, A., Moller, D. E., 2006. Модулация на метаболизма на мастните киселини като потенциален подход за лечение на затлъстяването и метаболитния синдром. Ендокринни 29 (1), 91-100.

Ma, W., Wu, J.H., Wang, Q., et al., 2015. Проспективно свързване на мастни киселини в пътя на ново липогенеза с риск от диабет тип 2: Сърдечно-съдово здравно проучване. Am. J. Clin. Nutr. 101 (1), 153-163.

Micha, R., Mozaffarian, D., 2010. Наситени мазнини и кардиометаболитни рискови фактори, коронарна болест на сърцето, инсулт и диабет: нов поглед върху доказателствата. Липиди 45 (10), 893-905.

Mordier, S., Iynedjian, P.B., 2007. Активиране на мишена на бозайници на рапамицин комплекс 1 и инсулинова резистентност, индуцирана от палмитат в хепатоцитите. Biochem Biophys. Рез. Общ. 362 (1), 206-211.

Pankow, J. S., Duncan, B. B., Schmidt, M. I., et al., 2004a. Безплатни мастни киселини на гладно и риск от диабет тип 2 - изследване на риска от атеросклероза в общностите. Диабетна грижа 27 (1), 77-82.

Pankow, J. S., Duncan, B. B., Schmidt, M. I., et al., 2004b. Безплатни мастни киселини на гладно и риск от диабет тип 2: Проучването ARIC. Тираж 109 (7), E120-E.

Paolisso, G., Tataranni, P.A., Foley, J.E., Bogardus, C., Howard, B.V., Ravussin, E., 1995. Високата концентрация на пластени неестерифицирани мастни киселини на гладно е рисков фактор за развитието на NIDDM. Diabetologia 38 (10), 1213-1217.

Patel, PS, Sharp, SJ, Jansen, E., et al., 2010. Мастни киселини, измерени в плазмата и фосфолипидите с мембрана на еритроцитите и получени чрез въпросник за честотата на храните и риска от нововъзникващ диабет тип 2: пилотно проучване в Европейската проспективно разследване на рака и храненето (EPIC) - кохорта Norfolk. Am. J. Clin. Nutr. 92 (5), 1214-1222.

Perreault, M., Zulyniak M.A., Badoud, F., et al., 2014. Отличен профил на мастните киселини лежи в основата на намаленото възпалително състояние на метаболитно здрави индивиди със затлъстяване. PLoS One 9 (2), e88539.

Perry, R.J., Samuel, V.T., Petersen, K.F., Shulman, G.I., 2014. Ролята на чернодробните липиди в чернодробната инсулинова резистентност и диабет тип 2. Nature 510 (7503), 84-91.

Phillips, C.M., Perry, I.J., 2013. Определя ли възпалението метаболитното здравословно състояние при възрастни със затлъстяване и небъдещи? J. Clin. Ендокринол. Metab. 98 (10), E1610-E1619.

Puttmann, М., Krug, H., Vonochsenstein, E., Kattermann, R., 1993. Бързо определяне на Hplc на безсерумни мастни киселини в пикомолния диапазон. Clin. Chem. 39 (5), 825-832.