Резюме

Мастната тъкан секретира редица протеини с авто-, пара- и ендокринни действия, като фактор на туморна некроза-α (TNF-α), интерлевкин (IL) -6 и -8, инхибитор на плазминогенов активатор 1 (PAI-1), лептин и адипонектин (1,2). Малко се знае за регулирането на секреторната функция на протеина на човешката мастна тъкан, с изключение на лептина (3). Ефектът от ограничаването на енергията е от особено значение за лечението на затлъстяването (4). Индуцираната от храната загуба на тегло нормализира плазмените нива и генната експресия на мастната тъкан на няколко протеини, получени от адипоцити (5-12). Дали същото важи за секрецията на протеин е неизвестно, с изключение на TNF-α (5,10). Освен това относителните роли на загубата на телесни мазнини, ограничаването на енергията сами по себе си и промените в снабдяването с макроелементи не са известни. Също така е неизвестно кои протеини са повече или по-малко чувствителни към хранителните промени по отношение на тяхното производство от мастна тъкан. Тези въпроси бяха изследвани чрез изследване на освобождаването на лептин, адипонектин, IL-6 и -8, TNF-α и PAI-1 в подкожната мастна тъкан на 40 жени с наднормено тегло преди и след 10 седмици на умерена хипоенергична диета с ниско съдържание на мазнини/високо съдържание на въглехидрати или умерено съдържание на мазнини/умерено съдържание на въглехидрати.

диети

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА

Всички субекти участваха в европейско многоцентрово проучване, наречено Nutrient-Gene Interactions in Human Lobeness: Implications for Dietary Guidelines (NUGENOB, www.nugenob.com), което изследва взаимодействието между хипоенергетичните диети и гените. Нашият шведски център включваше 40 жени със затлъстяване на възраст 21–49 години с ИТМ 30,9–47,7 kg/m 2, които иначе бяха здрави и без редовни лекарства, с изключение на 1 жена, лекувана с хормон на щитовидната жлеза за гуша (непроменена по време на интервенцията) . Проучването е одобрено от комисията по етика в университетската болница Хъдинге и е получено информирано съгласие от всички субекти. Никой не се е подлагал на хирургично лечение за затлъстяване. Те бяха разпределени на случаен принцип или с диета с умерено съдържание на мазнини/с умерено съдържание на въглехидрати (n = 20) или с ниско съдържание на мазнини/с високо съдържание на въглехидрати (n = 20) от координационния център в Копенхаген. Пет жени (четири в групата с умерено съдържание на мазнини и една в групата с ниско съдържание на мазнини) са в постменопауза.

Разход на енергия и състав на диетите.

Ежедневните енергийни нужди се изчисляват, както следва: енергийните разходи в покой се измерват с непряка калориметрия (Deltatrac II; Datex-Ohmeda, Хелзинки, Финландия) и се умножават по 1,3 за нивото на физическа активност. След това на пациентите беше предписан дневен енергиен прием с 600 kcal по-нисък от очакваното енергийно изискване. Диетичната цел за съдържание на мазнини е била 20-25 енергийни процента (E%) за диетата с ниско съдържание на мазнини и 40-45 E% за диетата с умерени мазнини. И двете диети съдържат 15–20 Е% от протеини, а останалите (съответно 60–65 и 40–45 Е%) от въглехидрати. Субектите са получили диетични указания въз основа на образователна система, състояща се от изоенергийни взаимозаменяеми единици (13). Алкохолът не беше разрешен. Субектите водеха хранителни дневници и записваха всичко, което ядат или пият по време на проучването, за да улеснят спазването. Дадени са указания за минимизиране на разликите в количеството на изядените плодове и зеленчуци, вида на мазнините, количеството и вида на фибрите, вида на въглехидратите и честотата на хранене между двете групи.

Биопсии на мастната тъкан и диетична намеса.

Преди и след диетичната интервенция субектите са изследвани в 8:00 сутринта след пост през нощта. Получават се биопсии (~ 2 g) на подкожната коремна мастна тъкан под местна упойка (14), вземат се проби от венозна кръв и се правят измервания на теглото, обиколката на талията и ханша и биоимпеданса (QuadScan 4000; Bodystat, остров Ман, Великобритания). Приблизително половината от тъканта беше бързо замразена за по-късен анализ на иРНК.

По време на диетичната интервенция субектите са посещавали или имали телефонен контакт с диетолога всяка седмица. Диетологът оцени съответствието на субектите и провери съдържанието на диетите им от дневниците на храните. Субектите също така извършиха 3-дневен претеглен хранителен запис от 2 делнични дни и 1 уикенд ден преди да започнат диетичната интервенция и в края на 10-седмичната диета, за да преценят обичайната си диета и спазването на диетата. Освен това през 2-ра, 5-та и 7-та седмица от интервенцията бяха попълнени еднодневни претеглени записи за храна. Хранителните записи бяха анализирани с помощта на база данни за хранителни вещества. Субектите се претеглят, когато посещават центъра (обикновено на всеки 2-ра седмица).

Мастна тъкан.

Определяне на протеини и метаболити.

За определяне на концентрациите на лептин и адипонектин в среда и серум са използвани комплекти за радиоимуноанализ на човешки лептин и адипонектин от Linco (St. Charles, MO). Квантикиновите човешки имуноанализи (R&D Systems, Abingdon, UK) бяха използвани за количествено определяне на IL-6 и -8 в среда. Квантикин HS (високочувствителни) човешки имуноанализи (R&D системи, Abingdon, UK) бяха използвани за определяне на плазмените нива на IL-6 и TNF-α и концентрацията на TNF-α в среда. TintElize PAI-1 имуноанализ (Biopool, Ventura, CA) се използва за определяне на нивата на PAI-1 в среда. Плазмената ензимна активност на PAI-1 се определя, както е описано (19). Плазменият инсулин се определя чрез радиоимуноанализ (Insulin RIA 100; Kabi-Pharmacia, Упсала, Швеция). Комплектите са използвани съгласно инструкциите на производителите. Технологията, необходима за определяне на плазмените нива на IL-8, не е била налична в лабораторията. Плазмената глюкоза, холестеролът и триглицеридите се определят от рутинната химическа лаборатория на болницата. Бяха получени мерки за инсулинова резистентност, използвайки оценката на модела на хомеостазата (HOMA): [плазмен инсулин на гладно (mU/l) × плазмена глюкоза на гладно (mmol/l)] ÷ 22,5 (22).

количествено определяне на иРНК.

Статистически анализ.

Данните бяха сравнени между и в двете групи чрез теста на Mann-Whitney U, теста на Wilcoxon с подписан ранг, корелацията на Spearman и повторните измервания ANOVA, използвайки StatView 5.0 (SAS Institute, Cary, NC). Променливите в проучването бяха анализирани за нормалност и ненормално разпределените променливи бяха преобразувани в log, когато е подходящо. Като мярка за дисперсия беше използвана стандартна грешка. Нивото на значимост е P ≤ 0,05. Поради неуспешни анализи, общият брой на участниците във всеки анализ е между 34 и 40.

РЕЗУЛТАТИ

Диетичен състав и съответствие.

Самоотчетеният изходен хранителен прием е бил сходен в двете групи (данните не са показани). Всички субекти са завършили диетичната интервенция. Общото количество калории от мазнини по време на интервенцията се различава значително от изходното ниво (P 7 клетки/2 часа преди и 2,7 ± 0,4 μg/10 7 клетки/2 часа след диетата (P = 0,33), а секрецията на PAI-1 е 17,4 ± 2,3 ng/10 7 клетки/2 часа преди и 21,0 ± 4,7 μg/10 7 клетки/2 часа след диетата (P = 0,77).

Корелацията между промените в инсулиновата чувствителност и секрецията на протеини е анализирана при 20-те субекта на двете диети с най-голямо намаление на HOMA индекса (диапазон 0,5-4,6). Само секрецията на лептин се е променила значително, от 65 ± 7 ng/10 7 клетки/2 часа преди, до 33 ± 4 ng/10 7 клетки/2 часа след диетата (P = 0,0013).

Циркулиращи нива.

Серумните и плазмените нива на лептин, TNF-α, IL-6 и адипонектин и плазмената активност PAI-1 са показани в Таблица 4. Налице е 20–35% намаление на серумните нива на лептин в цялата група на субекти, както и в двете групи след диетата. В корелационния анализ на Spearman това намаление корелира с промяната в секрецията на лептин (P = 0,022). Не са открити други корелации между промените в експресията на иРНК, секретираните протеини и нивата на циркулация.

Има малка промяна в плазмените нива на IL-6 в цялата кохорта (P = 0,046), но не и в двете групи след диетата. Нивата на TNF-a и адипонектин не са били повлияни от диетата при всички субекти или в нито една група. Има обаче 40% намаление на плазмената активност на PAI-1 при всички субекти и в двете групи след диетата (P ≤ 0,002), но няма разлика между групите (P = 0,094). Не открихме статистически значими взаимодействия между диетата, промяната на теглото и промените в стойностите на циркулиращия протеин.

ДИСКУСИЯ

Извлечените от адипоцити протеини могат да играят роля в патофизиологията на затлъстяването и диабета тип 2 (1,2,23,24). Тъй като тези нарушения често се лекуват с намаляване на теглото, ние извършихме дискриминационно проучване, сравняващо ефектите от ограничаването на енергията като такова спрямо диетичния състав на макроелементите върху секрецията на протеин от мастна тъкан при затлъстели хора. Използвахме свежи непокътнати парчета мастна тъкан и краткотрайна инкубация, тъй като изолирането на колагеназа и продължителната инкубация променят експресията на гена на адипоцитите и секрецията на TNF-α (25,26).

Ролята на хранителните мазнини в развитието на затлъстяване е противоречива (27,28). Някои доказателства сочат, че диетите с умерено съдържание на мазнини причиняват затлъстяване, докато диетите с ниско съдържание на мазнини предотвратяват наддаването на тегло (29). За разлика от това, за да успеете да отслабнете, може да е от първостепенно значение да ограничите приема на въглехидрати (30). Диетите с много ниско съдържание на въглехидрати (20–30 g/ден) без ограничение на енергията причиняват загуба на тегло и подобряват метаболитните профили (31–33) дори по-ефективно от диетите с ниско съдържание на мазнини, с ограничено потребление на енергия (32,33).

Резултатите от това проучване ясно показват, че съставът на макроелементите, поне съдържанието на мазнини и въглехидрати, на хипоенергетичните диети не е от основно значение за резултата от диетичното лечение. Диетите с умерено съдържание на мазнини/умерено съдържание на въглехидрати и ниско съдържание на мазнини/високо съдържание на въглехидрати причиняват подобна загуба на тегло от .57,5% и имат сходни ефекти върху инсулиновата чувствителност, обема на мастните клетки, циркулиращите и секретираните протеини и нивата на иРНК. Има разлики в нивата на циркулиране на лептин и адипонектин между жени преди и след менопаузата (34,35). В това проучване са включени пет жени в менопауза. Също така изчислихме всички резултати без тези жени. Констатациите от тези изчисления обаче не се различават от тези, получени с цялата кохорта (n = 40).

Ефектите от диетичната намеса върху секрецията на протеини варират, но могат да се разграничат три ясни модела. Първо, намаляването на теглото доведе до значително намаляване на секрецията на лептин с ~ 40% след двете диети. Второ, хипоенергетичните диети са имали умерен ефект върху секрецията на TNF-α и IL-6 и -8 (20-30% намаление). И накрая, PAI-1 и адипонектин не бяха засегнати от диетите. Вероятно е необходимо по-широко намаляване на теглото, за да предизвика промени в секрецията на PAI-1 и адипонектин, докато доста малка загуба на тегло е достатъчна, за да предизвика значително намаляване на секрецията на лептин и малко намаляване на секрецията на TNF- α и ILs. Очевидно освобождаването на адипонектин и PAI-1 е много устойчиво на промени в теглото, предизвикани от ограничаване на калориите, тъй като не е имало промяна в секрецията дори при жените, които са имали най-изразена загуба на тегло и при двете диети (средно ∼10% загуба на тегло). Възможно е също така, че по-бързата загуба на тегло за по-кратък период от време може да даде други видове резултати. В действителност е доказано, че по-бързото или по-значително намаляване на теглото, отколкото в нашето проучване, предизвиква промяна в циркулиращия или мастния PAI-1 и адипонектина (8,9,36,37).

Мастната тъкан е основният източник на нива на циркулиращ лептин (20). Следователно се очаква, че забележимото намаляване на секрецията на лептин след диета ще доведе до почти еднакво значително намаляване на серумните нива на лептин. По-малко ясно е до каква степен мастната тъкан на човека допринася за нивата на цитокин в циркулацията. TNF-α изглежда се произвежда преди всичко и действа локално в човешката мастна тъкан (18) и няма in vivo освобождаване на TNF-α от подкожната мастна тъкан в кръвта (38). Човешката подкожна мастна тъкан обаче освобождава IL-6 in vivo (38), което предполага, че той действа като ендокринен сигнал. Индуцирана от диетата загуба на тегло от ∼14 kg за 2 години е причинила намалени серумни концентрации на IL-6 (37). Нивата на IL-6 в серума и в подкожната мастна тъкан намаляват след намаляване с 2,1 kg/m 2 на ИТМ, предизвикано от 3-седмична много нискокалорична диета, но нивата на TNF-α не се променят в серума или мастната тъкан ( 6). Тези резултати са частично в съгласие с настоящото проучване: секрецията на TNF-α и IL-6 намалява с 20-30%, но няма ефект върху плазмените нива на TNF-α и само малко, но значително намаляване на плазмения IL-6 нива. Взети заедно, данните показват, че мастната тъкан има незначителен ефект върху регулирането на нивата на циркулиращ TNF-α.

Клинични данни преди и след 10 седмици диетична интервенция