Резюме

ОБЕКТИВЕН—Маркерите за оксидативен стрес и нивата на плазмената аланин трансфераза (ALT) се повишават и циркулиращите концентрации на антиоксиданти се намаляват при лица с инсулинова резистентност. Витамин Е подобрява гликемичния контрол при хора с диабет. Тествахме хипотезата, че витамин Е ще намали маркерите на оксидативен стрес и нивата на ALT в плазмата и ще подобри инсулиновата чувствителност при лица с наднормено тегло.

ефект

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА—Осемдесет индивида с наднормено тегло (ИТМ> 27 kg/m 2) бяха разпределени на случаен принцип, за да получават или 800 IU витамин Е на ден, или съответстващо плацебо в продължение на 3 месеца. Дозата на витамин Е се увеличава до 1200 IU на ден в продължение на още 3 месеца.

РЕЗУЛТАТИ—Плазматичните пероксиди намаляват с 27% на 3 месеца и с 29% на 6 месеца в групата, която е получавала витамин Е и са положително корелирани с плазмените концентрации на витамин Е към 6-месечния период от време. След 3 месеца плазмените концентрации на глюкоза и инсулин на гладно бяха значително намалени и оценката на модела на хомеостазата се увеличи. Тези промени не бяха очевидни на 6 месеца. Плазмените концентрации на ALT намаляват значително през целия период на изследване.

ЗАКЛЮЧЕНИЯВ заключение, тези открития показват, че витамин Е подобрява оксидативния стрес и хепатоцелуларната функция. Въпреки че инсулиновата резистентност също се подобрява, този ефект изглежда преходен.

  • ALT, аланин трансфераза
  • AST, аспартат аминотрансфераза
  • CRP, С-реактивен протеин
  • FFA, свободна мастна киселина
  • GGT, у-глутамил трансфераза
  • HOMA, оценка на модела на хомеостазата
  • IL, интерлевкин
  • ROS, реактивни кислородни видове
  • TNF, фактор на туморна некроза

Разпространението на диабета се увеличава драстично в западния свят (1). Това нараства паралелно на затлъстяването, като инсулиновата резистентност обяснява връзката между тези две образувания (2). Въпреки че точният механизъм, отговорен за инсулиновата резистентност, остава неясен, изглежда, че редица производни на адипоцитите фактори нарушават инсулиновата активност и че секрецията на тези фактори е променена при затлъстелия индивид (3). Диабетът се получава, когато в допълнение към инсулиновата резистентност възниква дисфункция на β-клетките, което води до относителна инсулинова недостатъчност. Интервенциите, за които е доказано, че са ефективни за предотвратяване прогресирането на диабет, включват модификация на начина на живот (4,5) и някои фармакологични агенти (4,6).

Един от извлечените от адипоцитите фактори, замесени в патогенезата на инсулиновата резистентност, е свободната мастна киселина (FFA) (7). Въпреки че скоростта на освобождаване на FFA от отделни адипоцити може да не се повиши при затлъстяване, увеличеното количество мастна тъкан като цяло води до увеличаване на потока FFAs към черния дроб и скелетните мускули, двете тъкани, които са най-тясно свързани с боравенето с глюкоза ( 8). След като FFAs навлязат в прицелните тъкани, те или се съхраняват като триглицериди, или се използват като субстрат за окисляване от митохондриите на клетката. В резултат на нормалния процес на окисление се получават реактивни кислородни форми (ROS) (9). Тези ROS са потенциално вредни за клетъчните функции. За да предотврати тези вредни ефекти, клетката е разработила сложна антиоксидантна система за изхвърляне на ROS. Концентрациите на антиоксиданти обаче са намалени при индивиди със затлъстяване и произтичащият дисбаланс между производството на ROS и антиоксидантната защита води до оксидативен стрес (10). Въпреки че връзката между оксидативния стрес и някои свързани с диабета усложнения е твърдо установена (11), все още има несигурност относно неговата роля в развитието на инсулинова резистентност.

Черният дроб има съществена роля в хомеостазата на глюкозата и чувствителността на чернодробния инсулин е от изключително значение за определяне на концентрациите на глюкоза на гладно. При надлъжни проучвания, както плазмената аланин трансфераза (ALT), така и γ-глутамил трансферазата (GGT) предсказват бъдещ риск от развитие на диабет (12). Плазмата GGT има важна вътреклетъчна антиоксидантна активност. Системните концентрации на чернодробни ензими отразяват хепатоцелуларното здраве. Повишените нива при индивиди със затлъстяване вероятно отразяват неалкохолната мастна чернодробна болест, която сама по себе си е маркер за инсулинова резистентност (13). Дали антиоксидантната терапия води до подобрения в циркулиращите концентрации на чернодробни ензими при индивиди със затлъстяване е несигурно.

Доказано е, че антиоксидантната терапия подобрява инсулиновата сигнализация in vitro (14) и подобрява гликемичния контрол при лица с установен диабет тип 2 (15,16). Не е ясно обаче дали употребата на витамин Е при лица с наднормено тегло води до подобрения в инсулиновата чувствителност и/или другите метаболитни параметри, свързани с инсулиновата резистентност. Това проучване е предназначено да разследва тези проблеми.

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА

Осемдесет и шест здрави субекта на възраст 31–65 години с ИТМ> 27 kg/m 2 бяха наети от респондентите във вестникарска реклама. Критериите за изключване бяха пушенето на цигари, текущото лечение с противовъзпалителни или други лекарства, употребата на антиоксидантни добавки, сериозно заболяване и клинични или биохимични доказателства за остра или хронична инфекция. Субектите са получили клиничен преглед и е събрана антропометрична информация, информация за здравето и начина на живот. Участниците дадоха информирано и писмено съгласие. Изследването е одобрено от Комитета по етика на Отаго.

След 1-месечна фаза на включване, участниците бяха рандомизирани чрез блокова рандомизация със стратификация по пол, за да получат две 400-IU естествени капсули с витамин Е (GoodHealth Products, Окланд, Нова Зеландия) на ден (800 IU/ден) или две съответстващи плацебо капсули на ден (съдържащи само растителното масло, включено в капсулите с витамин Е) в продължение на 3 месеца. В края на този период дозата на витамин Е се увеличава до 1200 IU/ден, със съответстващо увеличение на плацебо за още 3 месеца. Субектите са инструктирани да приемат витамин Е и плацебо по време на хранене. Настъпи стратификация за пола, за да се осигурят равни пропорции във всяка група. Участниците и медицинските сестри, които са взаимодействали с участниците, остават заслепени за разпределение през цялото проучване. Само един изследовател (W.H.F.S.), който не е взаимодействал с участниците, е отговорен за разпределението на изследваните лекарства. Рандомизацията беше извършена на шест блока. Участниците бяха инструктирани да не правят промени в начина на живот по време на проучването. Оценките бяха направени на изходно ниво и на 3 и 6 месеца, когато бяха извършени кръвни проби, повторни антропометрични измервания и преброяване на капсулите за оценка на съответствието.

Лабораторни методи

Статистика

Стойностите са дадени като медиана (интерквартилен диапазон), освен ако не е посочено друго. Данните бяха анализирани според намерението за лечение. Модел за регресия на случайни ефекти, който отчита основната структура на ковариацията в данните и коригиран за изходните мерки, беше използван за анализ на всяка мярка за резултат, събрана на 3 и 6 месеца. За всички променливи бяха използвани регистрационни трансформации, като резултатите се отчитат като процентна промяна и 95% CI за всяка точка от времето. Данните бяха анализирани с помощта на STATA (2003). Коефициентите на ранговата корелация на Спиърман бяха използвани за тестване на връзките между променливите.

РЕЗУЛТАТИ

Шест субекта отпаднаха от проучването по лични причини, преди да започнат изследване на лекарства. Базовите характеристики на останалите 80 участници са показани в Таблица 1. Не съществуват значителни разлики в нито една променлива между двете групи на изходно ниво. На изходно ниво плазмените концентрации на ALT, GGT и AST на изходно ниво са> 35 IU/l при съответно 10, 7 и 14 пациенти. Консумацията на алкохол, отчетена самостоятелно, показва, че 55% от участниците не пият алкохол, 29% консумират 1-3 единици/седмица, 12% консумират 4-10 единици/седмица и само 4% консумират> 10 единици/седмица. Един субект е спрял да приема витамин Е през първите 3 месеца, но е давал кръв по всяко време в проучването. Трима субекти отпаднаха през последните 3 месеца от проучването (един от групата на лечението и двама от групата на плацебо). Броят на хапчетата показва, че 84% от пациентите през първите 3 месеца и 74% през последните 3 месеца са спазили лечението, което се определя като 70% от капсулите, които са получили по време на проучването.

Концентрациите на витамин Е в плазмата се увеличават значително при участниците, които са били рандомизирани за лечение с витамин Е и не се променят значително при тези, получаващи плацебо (фиг. 1). Въпреки увеличаването на дозата на витамин Е през последните 3 месеца от проучването, циркулиращите концентрации на витамин Е не се повишават.

Фигура 2 показва средния процент на разликите между плацебо и лечението в плазмената глюкоза, инсулин, триглицериди, FFA и концентрации на пероксид и HOMA при участниците по време на проучването. След 3 месеца средните разлики между плацебо и плацебо в концентрациите на глюкоза, инсулин и пероксид на гладно са значително по-малки от нула и съответната разлика в HOMA значително по-голяма от нула. Плазмените концентрации на триглицериди са по-ниски по време на лечението с витамин Е, но не значително. На 6 месеца нито една от разликите между лечението и плацебо за тези променливи не се различава значително от нула. Средният процент на разликата между лечението и плацебо в плазмената концентрация на FFA не се различава значително от нула на 3 и 6 месеца по време на проучването.

Средните разлики между плацебо и лечение, изразени като процент с 95% CI, за плазмените концентрации на ALT, GGT и AST на 3 месеца и 6 месеца са показани на фиг. 3. Разликите за плазмените ALT на 3 и 6 месеца са значително различен от нула. Съответните разлики за плазмените GGT и AST са близо до достигане на статистическа значимост от нула.

Обиколката на талията (P = 0,82), телесното тегло (P = 0,77), BMI (P = 0,87), кръвното налягане и плазмените концентрации на холестерол, HDL холестерол, HbA1c, CRP, IL-6 и TNF-α не се променят значително при пациенти, получаващи витамин Е в сравнение с плацебо по време на проучването.

Намаляването на плазмената концентрация на инсулин на гладно корелира значително с повишаването на плазмената концентрация на витамин Е през първите 3 месеца от проучването (r = -0,235, n = 80, P = 0,04). Концентрациите на плазмения пероксид корелират значително с плазмената концентрация на витамин Е на изходно ниво (r = -0,272, P = 0,015, n = 80). Намаляването на плазмената концентрация на пероксид значително корелира с повишаването на плазмената концентрация на витамин Е на 6 месеца (r = −0.404, P = 0.01, n = 39). След стандартизирането на липидите резултатите останаха непроменени, въпреки че корелацията между изходния витамин Е и плазмените пероксиди вече не беше статистически значима (r = -0,120, P = 0,29).

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Оксидативният стрес е замесен в развитието на инсулинова резистентност (9) и в някои проучвания, но не при всички (20), антиоксидантните терапии показват, че намаляват ROS и подобряват гликемичния контрол при хора с диабет тип 2 (15,16). В допълнение, концентрациите на антиоксиданти са значително намалени при лица с повишен риск от диабет (10). Не е известно обаче дали антиоксидантната терапия подобрява инсулиновата чувствителност при недиабетни индивиди, които са със затлъстяване. Нашите резултати показват, че витамин Е подобрява инсулиновата чувствителност и свързаните с това характеристики на инсулиновата резистентност при лица с наднормено тегло.

Намаляването на плазмените концентрации на инсулин и глюкоза на гладно, заедно с повишаване на HOMA, по време на добавяне на витамин Е предполага подобрена чувствителност към инсулин. Освен това, степента на това подобрение в инсулиновата чувствителност, както се посочва от нивата на инсулин на гладно, зависи от степента на увеличаване на плазмения витамин Е. Добре установено е, че инсулинът на гладно и HOMA заедно са добър маркер на инсулиновата чувствителност и корелират добре със златно-стандартния метод на хиперинсулинемично-евгликемична скоба (21). Други малки проучвания показват подобрения в инсулиновата чувствителност при пациенти в напреднала възраст (22) и пациенти с диабет, получаващи терапия с високи дози витамин Е (15), но няма съобщения за проучвания, демонстриращи този ефект при затлъстели недиабетни индивиди.

Допълването с високи дози витамин Е може да подобри действието на инсулина и да намали нивата на инсулин и глюкоза на гладно чрез намаляване на клетъчния оксидантен стрес, промяна на свойствата на мембраната и намаляване на възпалителната активност. По-рано (23) се предполага, че хроничното приложение на витамин Е във фармакологични дози (900 IU/ден) подобрява действието на инсулина чрез подобряване на химико-физичното състояние на плазмените мембрани в резултат на намаляване на оксидативния стрес. Течността на червените кръвни мембрани намалява във връзка с намаляване на съотношението на серумен окислен към намален глутатион и едновременно с повишаване на чувствителността към инсулин по време на 4-месечно лечение с витамин Е при пациенти в напреднала възраст (22). В допълнение, повишеният витамин Е може да подобри ендогенната клетъчна антиоксидантна защитна система и да намали нивата на ROS, които се произвеждат от митохондриите. Повишените нива на FFA могат да претоварят процеса на окисляване в митохондриите, което води до ускорено производство на ROS (7) и повишен оксидантен стрес при затлъстели индивиди (10). Пероксидите са ROS и пречат на инсулиновата сигнализация (24). Поради това в настоящото проучване намаляването на плазмените пероксиди може да допринесе за подобряване на чувствителността към инсулин по време на 3-месечно лечение с витамин Е.

Витамин Е има редица ефекти на клетъчно ниво, които не зависят от неговата антиоксидантна активност и потенциално могат да допринесат за подобрено действие на инсулина. Например, витамин Е инхибира протеинкиназата С по неантиоксидантен механизъм (25). Витамин Е също ускорява активността на диацилглицерол киназата, като по този начин намалява нивата на диацилглицерол, който е алостеричен активатор на протеин киназа С (26). Повишената активност на протеин киназа С очевидно влошава действието на инсулина чрез фосфорилиране на остатъци от серин или треонин върху инсулиновия рецептор и инсулиновия рецептор субстрат-1 протеини (27). Това намалява стимулираното от инсулин фосфатидилинозитол 3-киназа-катализирано фосфорилиране на остатъци от тирозин в тези протеини, което е необходимо за ефективно инсулиново действие. Последните доказателства (28) сочат, че витамин Е може да повлияе на активността на тези ензими чрез намаляване на кривината на плазмените мембрани.

Черният дроб играе важна роля в метаболизма на глюкозата и инсулина. Това е основното място на инсулиновия клирънс от кръвта (29). Проучванията при животни (30) показват, че генетичното избиване на чернодробните инсулинови рецептори води до тежка инсулинова резистентност, хиперинсулинемия, непоносимост към глюкоза и тежка чернодробна дисфункция. Безалкохолната мастна чернодробна болест е често срещана при затлъстели индивиди и е свързана с чернодробна инсулинова резистентност (31) и повишени нива на чернодробни ензими в кръвта. Освен това, при недиабетни индивиди, плазменият ALT се свързва с процент телесни мазнини, чернодробна инсулинова резистентност и чернодробна глюкоза (12). GGT поддържа клетъчна антиоксидантна защита чрез регулиране на вътреклетъчните нива на глутатион (32). Изходът на чернодробна глюкоза е основният определящ фактор за нивата на кръвната глюкоза на гладно. Терапията с високи дози витамин Е намалява значително повишени нива на чернодробните ензими в плазмата при пациенти с неалкохолна мастна чернодробна болест (33). В настоящото проучване добавката с витамин Е значително намалява плазмените концентрации на ALT. По този начин е възможно съпътстващото намаляване на нивата на инсулин и глюкоза на гладно да се дължи поне отчасти на подобрена хепатоцелуларна функция и намалена чернодробна инсулинова резистентност и глюкоза.

Получените от адипоцити цитокини, включително TNF и IL-6, са свързани (3) с повишено възпаление и инсулинова резистентност. Проучвания от нашата лаборатория (34) и другаде (35) съобщават за намалено системно възпаление при пациенти с диабет, допълнено с високи дози витамин Е. В настоящото проучване обаче не демонстрираме значителни промени в тези възпалителни маркери и в плазмената CRP, чувствителен маркер на системно възпаление, по време на добавки с витамин Е. Тези открития предполагат, че промените в възпалителния статус не са допринесли за наблюдаваното подобрение на чувствителността към инсулин, отбелязано по време на лечението с витамин Е.

Много други характеристики са описани като свързани с инсулинова резистентност. Редица по-здрави асоциации са довели до метаболитен синдром (36). Въпреки че субектите в това проучване не отговарят непременно на критериите за метаболитния синдром, бяха оценени ефектите на витамин Е върху съставните му характеристики. В съответствие с подобрението на инсулиновата чувствителност, ние показахме значително намаляване на плазмените триглицериди след 3 месеца. Този ефект е изчезнал до 6 месеца, което съответства на намаляващия ефект на терапията с витамин Е с течение на времето. Въпреки че е установена тенденция към подобряване на други липидни параметри, те не са значителни. Не е установена промяна в кръвното налягане при терапия с витамин Е. Липсата на промяна в теглото между двете групи прави малко вероятно други фактори да са имали значително влияние върху тази констатация.

Това проучване показва, че витамин Е подобрява инсулиновата чувствителност и няколко от свързаните с него параметри при лица с наднормено тегло, но ефектът от лечението не се поддържа. В допълнение, витамин Е намалява циркулиращите нива на ALT, рисков фактор за развитието на диабет тип 2, през целия период на изследване. Тези резултати предполагат, че витамин Е може да играе роля за забавяне на появата на диабет при лица в риск.