Департамент по хранителни науки, Университет Рутгерс, Ню Брънзуик, Ню Джърси

Център за изследване на затлъстяването, Болничен център „Сейнт Лука“/Рузвелт, Ню Йорк, Ню Йорк

Център за изследване на затлъстяването, WH1020 Болничен център "Сейнт Лука"/Рузвелт. 1111 Amsterdam Avenue, New York, NY 10025. E-mail: [email protected] Потърсете още статии от този автор

Център за изследване на затлъстяването, Болничен център „Сейнт Лука“/Рузвелт, Ню Йорк, Ню Йорк

Департамент по хранителни науки, Университет Рутгерс, Ню Брънзуик, Ню Джърси

Департамент по хранителни науки, Университет Рутгерс, Ню Брънзуик, Ню Джърси

Център за изследване на затлъстяването, Болничен център „Сейнт Лука“/Рузвелт, Ню Йорк, Ню Йорк

Център за изследване на затлъстяването, WH1020 Болничен център "Сейнт Лука"/Рузвелт. 1111 Amsterdam Avenue, New York, NY 10025. E-mail: [email protected] Потърсете още статии от този автор

Център за изследване на затлъстяването, Болничен център „Сейнт Лука“/Рузвелт, Ню Йорк, Ню Йорк

Департамент по хранителни науки, Университет Рутгерс, Ню Брънзуик, Ню Джърси

Разходите за публикуване на тази статия бяха покрити отчасти чрез плащането на такси за страница. Следователно тази статия трябва да бъде маркирана с „реклама“ в съответствие с 18 U.S.C. Раздел 1734 единствено, за да посочи този факт.

Резюме

Обективен: Вътреклетъчният калций (Ca) се увеличава при затлъстели хора, а активността на магнезий (Mg) -ATPase се увеличава при индуцираните от мононатриев глутамат плъхове. Целите на това проучване бяха да се проверят хипотезите, че активността на Ca-ATPase е в отрицателна корелация с ИТМ и че активността на Mg-ATPase е в положителна корелация с BMI и активността на Ca-ATPase при жени със затлъстяване.

Методи и процедури за изследване: Тридесет здрави възрастни жени, с ИТМ от 20 до 40, дариха една проба от цяла кръв и бяха интервюирани за медицинска история и фамилна анамнеза за затлъстяване. Еритроцитните мембрани бяха изолирани и изследвани за Ca-ATPase и Mg-ATPase. Тегло и височина се отчитат самостоятелно. Използва се регресионен анализ за определяне на връзката между ИТМ и ензимната активност. Семейната история на затлъстяването служи като ковариант.

Резултати: Ca-ATPase е в отрицателна корелация с увеличаване на ИТМ (r = - 0,38, стр = 0,02). Връзката между ИТМ и Ca-ATPase остава валидна след контролиране на фамилната анамнеза за затлъстяване (r = -0,36, стр = 0,03). Налице е положителна връзка между активността на Mg-ATPase и Ca-ATPase (r = 0,42, стр = 0,024) и тази връзка остава валидна след контролиране на ИТМ и фамилна анамнеза за затлъстяване (r = 0,41, стр = 0,03).

Дискусия: Активността на Ca-ATPase намалява с увеличаване на ИТМ. Намалената активност на АТФазата може да допринесе за повишен вътреклетъчен калций, докладван преди това при затлъстели хора. Необходими са допълнителни проучвания, за да се определи дали спадът в активността на Ca-ATPase може да служи като маркер за развитието на затлъстяване.

Въведение

Наличието на затлъстяване увеличава риска от развитие на други големи здравословни проблеми, включително хипертония ((1)). Аберациите в метаболизма на калция и повишеният вътреклетъчен и мембранен калций са често срещани при човешката хипертония ((2), (3), (4), (5)) и са описани при животински модели на затлъстяване ((6), (7)) . Xue et al. ((8), (9)) съобщават, че вътреклетъчният калций се повишава в адипоцитите на затлъстели хора и че повишеният свързан с агюти протеин инхибира липолизата в човешките адипоцити чрез механизъм, зависим от калция. Това увеличаване на вътреклетъчния калций стимулира активирането на синтазата на мастните киселини, която насърчава синтеза на телесни мазнини, допринасяйки за развитието на затлъстяване с течение на времето.

Вътреклетъчната концентрация на калций се поддържа на (10)). 1 1 Нестандартно съкращение: Ca, калций; Mg, магнезий; PUFA, полиненаситени мастни киселини.
Съобщава се за намалена активност на Ca-ATPase в различни тъкани на плъхове със затлъстяване с хипоталамус ((11)), затлъстели фа/фа плъхове ((12)) и ob/ob мишки ((13)). Vincenzi et al. ((14)) съобщават за намалена активност на Ca-ATPase в еритроцитите от лица с хипертония, но не откриват връзка между намалената активност на калциевата ATPase и телесното тегло в същата група. Тези автори обаче изключват от изследваните субекти, чието телесно тегло е било 50% над средното тегло за ръст.

Не са ни известни съобщения за корелация между намалената активност на Ca-ATPase и затлъстяването при хора, въпреки че Zemel et al. ((6)) са описали явлението при затлъстели плъхове Zucker. Въпреки това, повишената честота на хипертония при затлъстели хора предполага, че е възможно. Следователно, ние предположихме, че плазмената мембрана на еритроцитите Ca-ATPase ще покаже намалена активност при затлъстели хора и ще покаже отрицателна корелация с ИТМ.

Магнезият (Mg) - ATPase е основната ATPase (в количество) на плазмената мембрана ((15)). Смята се, че е отговорен за аминофосфолидната транслоказна активност на плазмената мембрана ((16), (17), (18)), която може да повлияе на активността на мембранната Са-АТФаза ((19), (20)). Mg ‐ ATPase е чувствителна към мембранния състав на мастните киселини ((21)), което е свързано с активността на вътреклетъчната стимулирана с калций стимулирана синтаза на мастни киселини, което предполага възможна синергична връзка между Mg ‑ ATPase и Ca ‑ ATPase. В допълнение, активността на Mg-ATPase се увеличава при плъхове с индуцирано от мононатриев глутамат хипоталамусно затлъстяване в сравнение с контролните плъхове ((11)). Ние предположихме, че Mg-ATPase ще покаже положителна корелация с ИТМ и положителна корелация с активността на Ca-ATPase.

Методи и процедури за изследване

Проучване на населението

Това проучване е вградено в по-голямо проучване (н = 60) изследване на ефекта на затлъстяването върху хормоналните взаимодействия с плазмените мембрани. Подгрупа от 30 жени на възраст между 21 и 60 години отговаря на следните критерии, избрани да позволят да се изследва взаимодействието на ИТМ с Ca-ATPase: ИТМ от 20 до 40, без самостоятелно докладвана честота на хипертония или друга системна система или психично заболяване, няма редовна употреба на каквито и да било лекарства, отпускани с рецепта, с изключение на орални контрацептиви или хормонозаместителна терапия, както и редовна употреба на нестероидни противовъзпалителни лекарства или други добавки без рецепта, с изключение на дневен витамин. Участниците дариха кръвна проба и предоставиха информация за тегло, ръст, медицинска история и фамилна анамнеза за затлъстяване. Девет от 30-те участници също попълниха въпросник за честотата на хранене със 121 елемента на Tepper et al. (1996) ((22)).

Средната възраст (средна стойност ± SD) на пациентите е била 33,8 ± 12,7. Деветнадесет от 30-те жени съобщават, че имат поне един затлъстял родител. Резултатите от предварително проучване (данните не са показани) разкриват различен модел на ежедневни вариации в дейностите на АТФ-азата между мъжете и жените; следователно петимата доброволци от мъжки пол не бяха включени в проучването. При жените предварителните данни показват, че всекидневната вариация на Mg-ATPase и Ca-ATPase е най-ниската през 21-27 дни от менструалния цикъл; следователно, всички кръвни проби, дарени от жени в пременопауза, бяха събрани през тази фаза на техния цикъл. Протоколът е одобрен от Институционалния съвет за преглед на университета в Рутгерс и участниците са дали информирано съгласие преди да дарят кръвната проба.

Приготвяне на еритроцитни мембранни призраци

Призраците на мембранната мембрана се получават чрез хипотоничен лизис на цитрирана пълноценна кръв, като се използва модификация на метод от Galo et al. ((23)). Накратко, червените клетки бяха подложени на 100: 1 (буфер-към-клетки) обемно съотношение на лизиращ буфер (20mM Tris, pH 7.4) в продължение на 60 минути, след това изолирани чрез центрофугиране в продължение на 20 минути при 20 000 грама при 2 ° C до 8 ° С. Призраците на еритроцитите се суспендират в лизиращ буфер и се съхраняват замразени при -70 ° C, докато се анализират в рамките на 14 дни от приготвянето. Протеинът в мембраните на еритроцитите се определя чрез използване на BioRad Protein Kit (BioRad, Hercules, CA) въз основа на метод за свързване с протеиново багрило, описан от Bradford ((24)).

ATPase анализи

Дейностите на Ca-ATPase и Mg-ATPase се определят по метода на Davis and Blas ((25)), с количествено определяне на освободения неорганичен фосфат, определен с помощта на фосфатен комплект от StanBio Inc. (Boerne, TX). Активността се изразява като микромоли неорганичен фосфат на милиграм протеин на час. Въпросникът за честотата на храните беше анализиран с помощта на Food Processor II (ESHA Research, Salem, OR).

Статистически анализ

Регресионните анализи бяха проведени с помощта на статистическата програма SPSS/PC (версия 11 за Windows; SPSS, Inc., Чикаго, Илинойс).

Резултати

Връзката между ИТМ и активността на Ca-ATPase (в пълната извадка от 30 индивида) е показана на Фигура 1. Има значителна отрицателна корелация между BMI и активността на Ca-ATPase (r = -0,38; стр = 0,02). Няма ефект от фамилната анамнеза за затлъстяване върху връзката между ИТМ и Ca ‑ ATPase (r = -0,36; стр = 0,03) и няма връзка между фамилната анамнеза за затлъстяване и активността на Ca ‑ ATPase (ρ = −0,1, стр = 0,3). Както е показано на Фигура 2, има положителна корелация между Mg-ATPase и Ca-ATPase (r = 0,42; стр = 0,024), който остава валиден след контролиране на ИТМ и фамилна анамнеза за затлъстяване (r = 0,41; стр = 0,03).

atpase

Връзката между ИТМ (килограми на метър на квадрат) и активността на Ca ‑ ATPase (микромоларен PO4 на милиграм на час) на призраци на мембраната на еритроцитите.

Връзката между активността на Mg-ATPase (микромоларна PO4 на милиграм на час) и активността на Ca-ATPase (микромолна PO4 на милиграм на час), измерена в същите призраци на мембранните еритроцити.

Девет участници, четири от които с ИТМ 25, попълниха въпросник за честотата на храната. В тази подгрупа от нашата проба средният прием на калций в храната не се различава между тези с ИТМ 25 (923,5 ± 607 срещу 909 ± 134 mg, съответно; F = 0,003; стр = 0.96). Линейна тенденция между активността на Ca ‑ ATPase и калция в храната се наблюдава след контролиране на фамилната анамнеза за затлъстяване (r = 0,62; стр = 0,1). Наблюдавана е незначителна криволинейна връзка между активността на Mg-ATPase и ИТМ (r = 0,59, стр = 0,27). В допълнение, връзката между Mg-ATPase и приема на полиненаситени мастни киселини (PUFA) е показана на Фигура 3.

Връзката между активността на Mg-ATPase (микромоларен PO4 на милиграм на час) и приема на PUFA с храната.

Дискусия

За разлика от Ca-ATPase, активността на Mg-ATPase не корелира линейно с BMI. Въпреки това, в подгрупа от девет индивида, попълващи въпросника за честотата на храната, Mg-ATPase показва положителна, макар и незначителна криволинейна връзка с ИТМ, която по-скоро наподобява нарастването на активността на Mg-ATPase, наблюдавано при плъхове, предизвикани от мононатриев глутамат ((11) )). Трябва да се отбележи, че въпреки че Ca-ATPase корелира отрицателно с BMI, положителната корелация между Ca-ATPase и Mg-ATPase остава значителна след контролиране на BMI. Също така отчитаме положителна връзка между активността на Mg-ATPase и приема на PUFA с храната. Поради малкия размер на извадката (н = 9), този резултат е предварителен и са необходими повече проучвания с по-големи размери на пробата, за да се определи връзката между активността на Mg-ATPase и приема на PUFA в храната.

В обобщение, ние съобщаваме за значителна отрицателна връзка между ИТМ и Ca-ATPase и, в подгрупа от участниците в проучването, за положителна връзка между Mg-ATPase и хранителната PUFA. Връзката между Ca-ATPase и ИТМ не е свързана с фамилна анамнеза за затлъстяване, известен рисков фактор за развитието на затлъстяване, въпреки че връзката между диетичния калций и активността на Ca-ATPase може да бъде свързана със семейната история на затлъстяването. Новото откритие за връзка между активността на Ca-ATPase и BMI предполага, че спадът в Ca-ATPase може да служи като маркер за развитието на затлъстяване, ако бъде потвърдено от допълнителни проучвания, които контролират объркващи фактори, като инсулинов статус.