Видя Вайдянатан

1 Център за човешко хранене, Югозападен медицински център на Тексаския университет, Далас, Тексас;

блокада

Раул А. Бастарахея

2 Катедра по генетика, Тексаски институт за биомедицински изследвания, Сан Антонио, Тексас;

Пол Б. Хигинс

6 Център за лабораторни науки за животните, Crown Bioscience към изследователския институт Дейвид Х. Мърдок, Канаполис, Северна Каролина

В. Сарожа Воруганти

2 Катедра по генетика, Тексаски институт за биомедицински изследвания, Сан Антонио, Тексас;

Субхаш Камат

3 Медицински отдел/Отдел по диабет, Здравен научен център на Тексаския университет в Сан Антонио, Сан Антонио, Тексас;

Николай V. DiPatrizio

4 Катедра по фармакология, Калифорнийски университет-Медицинско училище в Ървайн, Ървайн, Калифорния;

Даниеле Пиомели

4 Катедра по фармакология, Калифорнийски университет-Медицинско училище в Ървайн, Ървайн, Калифорния;

5 звено за откриване и разработване на лекарства, Италиански технологичен институт, Генуа, Италия; и

Антъни Г. Комузи

2 Катедра по генетика, Тексаски институт за биомедицински изследвания, Сан Антонио, Тексас;

Елизабет Дж. Паркове

1 Център за човешко хранене, Югозападен медицински център на Тексаския университет, Далас, Тексас;

Резюме

МЕТОДИ

Животни и дизайн на изследване.

Хронология на проучването. Петима мъжки павиани бяха изследвани в продължение на 12 седмици, за да се определи ефектът от 15 mg · kg -1 ден на -1 от канибиноидния (CB1) антагонист римонабант. За подробности относно процедурите вижте методи. DEXA, двуенергийна рентгенова абсорбциометрия.

По време на 24-часов период след поставяне на катетър, животното беше внимателно наблюдавано. След период на възстановяване от 2 седмици беше проведено стабилно изотопно изследване за количествено определяне на мастната киселина и потока на TG, както е описано по-долу. След изотопното проучване животното започва лечение с римонабант (15 mg/ден, пълна форма qd сутрин), смесен в сладко лакомство на основата на фъстъчено масло за 7 седмици. Избраната доза римонабант се основава на проведено по-рано фармакокинетично проучване и избрано да ограничи загубата на тегло и страничните ефекти. В края на фазата на лечение процедурите за метаболитно изследване се повтарят. След тези проучвания връзката и катетрите бяха отстранени хирургично под изофлуран и животното беше наблюдавано отново, докато се възстанови. Всички проучвателни интервенции и експерименти с животни са проведени съгласно протоколите, одобрени от Институционалния комитет за грижа и употреба на животните към Тексаския институт за биомедицински изследвания. Всички животни са получили хуманни грижи съгласно критериите, посочени в Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни, изготвено от Националната академия на науките и публикувано от Националния здравен институт (публикация NIH № 86-23, преработена 1985 г.).

Диетичен прием и схема за етикетиране на изотопи.

маса 1.

Точки във времето Променлива (антропометрия) * Стойност на WkP на ​​изходното ниво 7
Тегло, кг31,6 ± 1,131,2 ± 1,60,141
Маса на телесните мазнини, кг2,7 ± 0,62,5 ± 0,60,302
% Телесна мастна маса8,7 ± 1,87,8 ± 1,60,256
Постна маса, кг27,7 ± 0,527,4 ± 0,50,293
%Постна маса88,4 ± 1,689,6 ± 0,90,486
Обиколка на талията, см59,0 ± 1,156,5 ± 1,90,039
Мазнина в багажника, кг1,59 ± 0,561,12 ± 0,300,257
TRL-TG, mmol/l0,11 ± 0,030,12 ± 0,060,372
TRL-B48, ng/ml118 ± 47114 ± 130,472
Инсулин, μU/ml7,9 ± 3,46,2 ± 2,30,298
Глюкоза, mmol/l4,8 ± 0,25,0 ± 0,20,195
FFA, mmol/l0,45 ± 0,090,37 ± 0,070,170
Кетонни тела, μmol/l94 ± 2689 ± 160,312

Стойностите са средни стойности ± SE.

TRL, богати на триацилглицерол липопротеини; TG, триацилглицерол; В48, аполипопротеин В48; FFA, свободни мастни киселини.

Анализ на метаболити, хормони, ендоканабиноиди и римонабант.

Обогатени с триацилглицерол (TG) липопротеини (TRL), състоящи се от хиломикрони и VLDL (d 13 C3, d8-глицерол). Сравними области на пиковите йони между стандартната крива и биологичните проби бяха постигнати чрез разреждане или концентриране на пробата.

Изчисления и статистически анализ.

Съставите за обогатяване на мастните киселини и обогатяването са анализирани чрез GC и GC-MS, както е описано по-горе (4). В настоящия анализ палмитатът се използва като маркер на мастните киселини за всички мастни киселини в TG (т.е. приносът на плазмения палмитат в пула на FFA се допринася за синтеза на TG на черния дроб толкова ефективно, колкото другите мастни киселини в пула на FFA ). Приносът на диетичните мастни киселини към плазмения пулс на FFA се определя, както следва:% FFA от диетичен ефект:

РЕЗУЛТАТИ

Морфометрични и биохимични промени, концентрации на римонабант и ЕС.

Изхвърляне на глюкоза, оборот на TRL-TG и кинетични мерки за липолиза.

Лечението с римонабант в продължение на 7 седмици не променя концентрациите на глюкоза на гладно (Таблица 1). Въпреки това, измерването на скоростта на изхвърляне на глюкоза от хиперинсулинемичната евгликемична скоба показва значително 31% увеличение след лечение (P = 0,033; Фиг. 3А). Освен това, оборотът на плазмения TG, пренасян в TRL, се е увеличил два пъти (P = 0,033; Фиг. 3B). Използвайки непрекъсната инфузия на [d5] глицерол и [13 C4] палмитат, скоростите на мастна липолиза на гладно са измерени от полунощ до 0700. Въпреки че не се наблюдава промяна в плазмения оборот на глицерола след третирането (Ra Glycerol; Фиг. 3C), Ra FFA от мастната е била с 37% по-висока (P = 0,024; Фиг. 3D). По-високото съотношение на FFA и глицероловите потоци предполага, че реестерификацията на интраадипоцитната мастна киселина е била потисната чрез лечение (34). Концентрациите на AEA в плазмата на изходно ниво са положително свързани с концентрациите на инсулин на гладно (r = 0,960, P = 0,01; Фиг. 3E), докато при 7 седмици плазмените концентрации на AEA са отрицателно свързани с изхвърлянето на глюкоза (r = -0,898, P = 0,03; Фиг. 3F).

Промени в метаболитните променливи във времето. A – D: промени в скоростта на изхвърляне на глюкоза (A), TRL-TG оборот (B), скорост на поява на плазмен глицерол (Ra Glycerol; C) и скорост на поява на свободни мастни киселини (Ra FFA; D) ( п = 5). * Значителни разлики от съответните базови (BL) времеви точки. Бяха изследвани връзките между концентрациите на анандамид в плазмата на BL на гладно и плазмения инсулин на гладно (E) и степента на AEA и изхвърлянето на глюкоза (Rd) (F) след лечението.

Източници на плазмена FFA.

Източници на плазмен FFA и концентрации на плазмени TG и TRL-TG. A и B: общи концентрации и източници на плазмен FFA (n = 5) за 23 часа при BL (A) и последваща обработка (B), с премахнати ленти за грешки за визуална яснота. Кръгове, обща плазмена концентрация на FFA; триъгълници, плазмен FFA, получен от мастно освобождаване; квадрати, плазмен FFA, получен от диетични TG-мастни киселини. С: концентрации на общия плазмен TG (най-горните данни, ☐ и ■) и TRL-TG (долните данни, △ и ▲) за 24 часа при BL (△ и ☐) и последваща обработка (▲ и ■). Храната се предоставяше на животните от 0800 до 1600 всеки ден. * Значителни разлики от съответните BL времеви точки.

Концентрации на TG и източници на мастни киселини, използвани за синтеза на TG.

Източниците на мастни киселини, използвани за синтезиране на TRL-TG, съставени предимно от чернодробно получени VLDL през нощта, бяха идентифицирани с помощта на стабилно изотопно маркиране на освобождаването на мастна FFA, мастни киселини, получени по пътя на липогенезата de novo в черния дроб, и мастни киселини с произход от диетична TG. Фигура 5А представя анализа на тези източници и показва, че в началото на всички мастни киселини, открити в TG, източниците на 75,9 ± 3,3% от тях са идентифицирани с помощта на схемата за етикетиране. От този дял хранителните източници съставляват най-малкия процент (16,2 ± 4,1%), като малко повече идват от ново липогенеза и по-голямата част произхождат от плазмения пулс на FFA (40,4 ± 2,5%). След лечението, по-малък дял от TG мастни киселини стана етикетиран (49,5 ± 7,1%, P = 0,008 в сравнение с изходното ниво). Относителните количества диетични и de novo мастни киселини представляват сходни пропорции, както е установено в началото (фиг. 5А). Въпреки това, делът на TG мастни киселини, получени от плазмения пулс FFA, е спаднал до 57% от изходното ниво (P = 0,009).

Фракционно и абсолютно количество източници на мастни киселини TRL-TG, идентифицирани чрез изотопно маркиране. Данните представляват приноса на TRL-TG мастни киселини, получени от мастната, чрез плазмения пулс FFA (тъмно сиви ленти в основата на колоната), от въглехидратите чрез чернодробна липогенеза de novo (светлосиви ленти), от диетичен TG (излюпен барове), както и за мастни киселини, които не са етикетирани (неидентифициран източник) по време на 23-часовия експеримент (отворени барове). Източниците на мастни киселини са представени, тъй като те са допринесли пропорционално за синтеза на TRL-TG (A) и за абсолютния синтез на TRL-TG (B). Установено е, че общото количество източници на мастни киселини, отчетено при използване на схемата за изотопно етикетиране, е различно, независимо дали данните са взети предвид в единици за процент (P = 0,008) или mmol/l (P = 0,01).

ДИСКУСИЯ

Настоящото разследване използва кинетичен анализ за оценка на лечебния ефект на CB1 рецепторния антагонист римонабант върху липидния поток при тежки стабилни, нечовешки примати. Нашите хипотези бяха, че 1) сенсибилизиращите инсулина ефекти на лекарството биха намалили липогенезата при нечовешкия примат Папио, както е показано при мишки (19, 41, 42); и 2) подобренията в метаболизма на глюкозата биха съвпаднали с подобрения в мастния липиден поток, както се предполага по-рано в проучвания върху гризачи (49) и в клетъчна култура (6, 43). След завършване на 7 седмици лечение, римонабант не намалява чернодробната de novo липогенеза, което беше изненада. По-скоро при липса на загуба на тегло наблюдаваме значителни подобрения в метаболизма на глюкозата, по-голям оборот на цялото тяло, изхвърляне на мастни киселини и TG и значително метаболитно въздействие на лекарството, очевидно през нощта, което включва по-ефективно изхвърляне на хранителни мастни киселини консумирани предишния ден. Както е описано по-долу, тези открития имат последици за ролята на CB1 рецепторната блокада да медиира подобрения в метаболитната дисфункция чрез мастната тъкан и да подкрепи потенциала за модулация на периферната EC система при разработването на бъдещи лечения за метаболитни заболявания.

ПРЕДОСТАВЯ

Това проучване е финансирано от неограничен грант от Санофи, а разследването е проведено в съоръжения, построени с подкрепата на Програмата за подобряване на изследователските съоръжения по грант №. C06-RR (номера 014578, 013556, 015456 и 017515) от Националния център за изследователски ресурси, Национални здравни институти (NIH) и с подкрепата на NIH Grants PO1-HL-028972 и P51-RR-013986.

ОПОВЕСТЯВАНИЯ

Авторите нямат конфликт на интереси, финансови или други, за да декларират. Части от тази работа бяха представени на Националната среща на Американската диабетна асоциация в Орландо, Флорида, 2010 г.