От Департамента по физиологични науки, Калифорнийски университет (C.K.R., R.J.B.), Лос Анджелис; и Отделението по нефрология и хипертония, Катедра по медицина, Калифорнийски университет (N.D.V., K.H.L.), Ървайн.

От Департамента по физиологични науки, Калифорнийски университет (C.K.R., R.J.B.), Лос Анджелис; и Отделението по нефрология и хипертония, Катедра по медицина, Калифорнийски университет (N.D.V., K.H.L.), Ървайн.

От Департамента по физиологични науки, Калифорнийски университет (C.K.R., R.J.B.), Лос Анджелис; и Отделението по нефрология и хипертония, Катедра по медицина, Калифорнийски университет (N.D.V., K.H.L.), Ървайн.

От Департамента по физиологични науки, Калифорнийски университет (C.K.R., R.J.B.), Лос Анджелис; и Отделението по нефрология и хипертония, Катедра по медицина, Калифорнийски университет (N.D.V., K.H.L.), Ървайн.

Резюме

Метаболитният синдром, т.е. „синдром X“, 1 се отнася до агрегирането на атеросклеротични рискови фактори, включително инсулинова резистентност/хиперинсулинемия, дислипидемия (включително малки, плътни LDL частици, хипертриглицеридемия и увеличени VLDL частици) и хипертония. Този синдром също се характеризира с допълнителни аномалии, включително затлъстяване, ендотелна дисфункция, депресиран HDL холестерол (С) и хиперкоагулируемо състояние. 2 3 Синдромът също е наречен „Синдром на резистентност към инсулин“, за да подчертае предполагаемата роля на инсулиновата резистентност като основен дефект. 4 5

По-рано съобщихме, че диетата може да предизвика няколко характеристики на метаболитния синдром. 6 7 Когато женски плъхове Фишер са отглеждани в продължение на 2 години на диета с високо съдържание на мазнини (предимно наситени мазнини), рафинирана въглехидрати (захароза) (HFS), подобна на типичната диета в Съединените щати, животните развиват инсулинова резистентност на скелетните мускули, хиперинсулинемия, хипертриглицеридемия, хипертония, повишена коагулация на кръвта и затлъстяване, белязани от несъразмерно тежко коремно затлъстяване. 6 7 8 Инсулинова резистентност е доказана в проучвания върху животни и хора, предшестващи други прояви на синдрома. 4 9 10

Разпространението на метаболитния синдром е изключително високо в западните общества; изчислено е, че засяга между 25% и 35% от населението. 11 Съответно изследването на модифицируеми променливи (т.е. диета и начин на живот) е от голямо значение, тъй като този ненормален профил значително увеличава риска от коронарна артериална болест, диабет и други хронични заболявания. 1 Следователно, ние поставихме за цел да преценим дали е възможно да се обърне някоя от проявите на синдрома, след като те са били установени хронично, тъй като дългосрочната неподходяща консумация на диета може да доведе до необратими метаболитни и/или структурни промени, забраняващи подобряване на рисков профил. За тази цел настоящото проучване е предназначено да тества обратимостта на аномалии, свързани с дългосрочно индуциране на метаболитен синдром чрез диета при женски плъхове Fischer, отглеждани на диета HFS в продължение на 20 месеца, като ги превключва на нискомаслени, сложни въглехидрати ( LFCC) диета за период от 2 месеца.

Методи

Животни и диета

Стимулиран с инсулин транспорт на глюкоза

Инсулиновата резистентност се оценява чрез изолиране на сарколемални везикули на скелетните мускули за изследване на транспорта на глюкоза, както е описано по-горе. 12 13

Химия на кръвта

След едно нощно гладуване плъховете се упояват с хлоралхидрат (250 mg/kg, IP) и кръвта се получава чрез сърдечна пункция. Кръвните проби се центрофугират и плазмата се замразява при -70 ° C до определяне на инсулина. Количествено инсулинът се определя в плазмата, като се използва радиоимуноанализ с двойни антитела с материали, получени от лабораториите на Ventrex. Плазмените концентрации на общия холестерол (Total-C), LDL-C, HDL-C, VLDL-C и триглицеридите (TG) бяха определени с помощта на стандартни лабораторни техники.

Кръвно налягане

Систоличното кръвно налягане се измерва по метода на маншета на опашката, както беше описано по-рано. 14.

Статистически анализ

Данните от експериментите бяха анализирани с помощта на ANOVA, когато бяха сравнени 3 групи и a т тест, когато са сравнени 2 групи. Когато бяха отбелязани значителни стойности на F, бяха извършени post hoc анализи с помощта на тест за множествено сравнение на Newman-Keuls. Разликите се считат за статистически значими при P 8 Документирахме леко, незначително увеличение на общия енергиен прием в групата на HFS. По време на последния двумесечен период, когато някои от плъховете с HFS са преминали на диета LFCC, няма статистическа разлика в приема на енергия сред никоя от групите; обаче за пореден път плъховете HFS консумират малко повече енергия. Когато HFS плъховете бяха преминати към LFCC диета, имаше намаляване на приема на храна през първите няколко дни, последвано от увеличаване на приема на храна. Средните дневни енергопоглъщания за последния двумесечен период бяха съответно, както следва: LFCC, 173,2 ± 2,36 kJ/d; HFS, 182,2 ± 6,63 kJ/d; и HFS/LFCC, 171,0 ± 5,01 kJ/d.

Плазмен инсулин

Нивата на инсулин в плазмата на гладно при всички групи плъхове са измерени след 22 месеца на диети. В съответствие с намаляването на стимулирания от инсулин транспорт на глюкоза при HFS плъховете, нивата на инсулин на гладно в плазмата са значително повишени при HFS плъховете в сравнение с LFCC плъховете (P 6 7 15 16 и наскоро документирахме, че индуцираната от диета инсулинова резистентност предшества другите характеристики на метаболитния синдром. 6 Проучванията при хора също разкриват, че инсулиновата резистентност е налице преди други аномалии на метаболитния синдром. 4 9 10 Освен това хората в западните общества обикновено консумират диети с високо съдържание на наситени мазнини и преработени въглехидрати през целия си живот. Съответно, настоящото проучване е предназначено да изследва дали аномалиите на хроничния метаболитен синдром, предизвикани от HFS диетата, могат да бъдат обърнати чрез модификация на диетата.

Настоящите данни са първите, които демонстрират, използвайки диета ad libitum LFCC за 2 месеца, едновременна обратимост на множество аномалии, свързани с метаболитен синдром, въпреки дългосрочната консумация на HFS-диета. Освен това е важно да се отбележи, че промените, наблюдавани при HFS плъховете в настоящото проучване, се дължат на диета, а не на стареене само по себе си, тъй като в групата LFCC (контрола) нито един от изследваните параметри не се е променил значително по време на проучването (с изключение на телесното тегло).

Настоящото проучване, демонстриращо индуцирана от диета инсулинова резистентност, използваща диетата HFS, е в съгласие с предишната ни работа 17, както и с тази на други. 15 Ключова констатация в настоящото проучване обаче е обръщането на дългосрочната инсулинова резистентност и хиперинсулинемията в рамките на 2 месеца след преминаване от диетата HFS към диетата LFCC. Тези данни предполагат, че въпреки продължителното увреждане на въглехидратния метаболизъм, диетичната терапия може потенциално да обърне инсулиновата резистентност и хиперинсулинемията. Индукцията на хиперинсулинемия с диетата с HFS може да се дължи на високата захароза, която е дизахарид, и ниското съдържание на фибри, което би предизвикало различна кинетика на инсулина в сравнение с диетата с високо съдържание на фибри LFCC, въпреки по-ниското съдържание на въглехидрати в HFS диета (40% срещу 59% от енергията). Подобряването на дефектите в автофосфорилирането на инсулиновия рецептор и активността на тирозин киназата може да управлява обратната диетна индуцирана инсулинова резистентност при този модел на животни. 18.

Преди това демонстрирахме, че промените в кръвното налягане се забавят и са една от последните аномалии, които се проявяват в метаболитния синдром. 6 В настоящото проучване хипертонията е налице при HFS животни след 22 месеца на диета и 2 месеца след преминаване към диета LFCC, кръвното налягане се нормализира. Наскоро беше отбелязано в клиничното изпитване DASH (Диетични подходи за спиране на хипертонията) 19, че диета с ниско съдържание на рафинирана захар и с намалени наситени мазнини и висок прием на плодове и зеленчуци (източници на антиоксиданти) бързо намалява кръвното налягане както при хипертоници, така и при нормотензивни. . Наскоро демонстрирахме, че продължителната консумация на HFS-диета предизвиква оксидативен стрес, който насърчава инактивирането и секвестирането на азотен оксид от реактивни кислородни междинни продукти, като по този начин намалява зависимата от ендотела релаксация чрез намаляване на наличността на азотен оксид. 14 Също така наскоро съобщихме за обръщане на ендотелна дисфункция и хипертония, предизвикана от диета с HFS, при мъжки плъхове, когато те са преминали от диета HFS към диета LFCC. 20.

Преди това съобщихме, че диетата с HFS е довела до тежко затлъстяване с 38% от телесното тегло като мазнини и значително коремно затлъстяване. 7 Групата HFS загуби значително телесно тегло след прилагане на диетата LFCC в продължение на 2 месеца. Въпреки че телесната мазнина сама по себе си не беше измерена в групата на HFS/LFCC, ние забелязахме, че тази група не само има значително по-малко мазнини, но и много по-малко в коремната кухина. Освен това, промяната в телесното тегло може да е причинена от повишена физическа активност и енергийни разходи, свързани с подобрено биологично състояние на животните с LFCC. Трябва обаче да се отбележи, че сме измерили телесната температура и дневната активност при животните с HFS и LFCC и не сме открили разлика между диетичните групи и за двата параметъра (R.J.B. et al, непубликувани данни, 2000).

Като цяло настоящото проучване показва, че диетата с ниско съдържание на мазнини и богата на фибри е ефективна стратегия за профилактика и обръщане на някои от аномалиите на метаболитния синдром. Всъщност всяка аномалия, измерена в настоящото проучване, е обърната или значително подобрена при приемането на диета ad libitum LFCC. Резултатите, получени с диетата LFCC в това проучване, могат да помогнат да се обясни документираният преди това успех при хората в контролирането на аспектите на метаболитния синдром. 16 Необходими са бъдещи проучвания, за да се оцени дали загубата на тегло сама по себе си допринася за промените, наблюдавани в този животински модел.

експериментален

Фигура 1. Ефект на диетата върху телесното тегло. Телесното тегло е значително по-високо в групата с HFS в сравнение с групата LFCC след 20 месеца (P

Фигура 2. Нагоре, Ефект от диетата върху транспорта на глюкоза в скелетните мускули. Стойностите на стимулиран от инсулина транспорт бяха значително намалени в групата с HFS в сравнение с групата с LFCC и се върнаха към нормалното в групата с HFS/LFCC. Стойностите са средни ± SE. *P