абстрактно

Да се ​​изследват ефектите на грелин върху апетита и енергийните разходи при субекти с лошо, затлъстяване и постгастректомия.

дизайн:

Рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо контролирано проучване.

пациенти:

Девет бедни лица (среден индекс на телесна маса (ИТМ) 23,5 ± 3 kg/m2) и девет пациенти със затлъстяване (среден BMI 51,4 ± 10 kg/m2) и осем индивида след гастрактомия (среден BMI 22,4 ± 1 kg, 0 kg/m2),

интервенции:

Субектите са инфузирани или с интравенозен грелин (5 pmol kg-1 min-1), или с физиологичен разтвор за 270 минути. Те бяха снабдени със солидна енергийна закуска, последвана от безплатен обяд на блок маса в края на инфузията.

Основни мерки: \ t

Визуалните аналогови везни бяха използвани за записване на глад и енергийните разходи бяха измерени чрез индиректна калориметрия.

резултатите:

Грелин повишава енергийния прием на обяд при бедни индивиди (увеличение с 41%, P 1 Освен това е установено, че увеличава приема на храна, когато се прилага периферно на гризачи и хора. 2, 3, 4 24-часови серумни профили при хора, като се има предвид три хранения на ден показаха, че циркулиращият грелин се увеличава преди хранене и след това намалява.5 В допълнение, когато субектите доброволно поискаха хранене без времеви стимули, беше установено, че грелинът се увеличава в очакване на предстоящо хранене и корелира със стойностите на глада. действа като инициатор на храна при хората и че грелинът и усещаният глад са тясно свързани.

Грелин също влияе на разхода на енергия; Проучвания върху гризачи показват, че грелинът увеличава коефициента на дишане (RQ), но това не е възпроизведено при хората. 3, 7

Известно е, че затлъстелите лица имат ниски нива на циркулиращ грелин и нивата на грелин се увеличават с последваща загуба на тегло. Това означава, че грелинът участва в дългосрочния контрол на теглото. Въпреки това, затлъстелите индивиди нямат същите профили на грелин като бедните индивиди и отделянето на грелин се отслабва след хранене в състояние на затлъстяване. Въпреки че много проучвания коментират ненормални хранителни навици при затлъстели хора, има малко публикувани данни, сравняващи профилите на глада между бедни и затлъстели субекти около солидна енергийна диета. Интересно е да се определи дали ненормалните профили на грелин около храната при затлъстели хора се проявяват с необичайни профили на глад при тези индивиди. Известно е, че пациентите със затлъстяване имат нарушена термогенеза след хранене и не е известно, че са свързани с ниски нива на грелин. 9

Две трети от производството на грелин идва от стомаха, а хората, претърпели гастректомия, са намалили значително нивата на грелин. По този начин тези субекти ни предоставят човешки модел със значително намаляване на нивата на циркулиращ грелин. Приемът на храна и енергийният прием вече са описани 12, но доколкото ни е известно, разходът на енергия не е проучен при лица, претърпели гастректомия.

Следователно, нашата цел беше да изследваме ефектите на грелина върху апетита и енергийните разходи при три групи индивиди - бедни, болезнено затлъстели и постгастректомия - което ни позволява да изследваме два различни модела с намалени нива на циркулиращ грелин в сравнение с контролната популация.

Предмети и методи

Доброволците бяха наети чрез реклама, от местна клиника за контрол на теглото и от хирургическа база данни. Изследването е одобрено от Комитета по етична изследователска дейност на South Sefton (регистрационен номер на проекта EC.05.03) и е проведено в съответствие с принципите на Декларацията от Хелзинки. Доброволците предоставиха писмено информирано съгласие и извършиха нормален физически преглед и електрокардиограма. Уреята и електролитите на гладно и глюкозата бяха нормални при всички пациенти.

елементи

Протокол

Протоколът е обобщен на Фигура 1. От субектите е поискано да пият бързо и само вода от 2100 часа през нощта преди изследването и да се въздържат от алкохол или усилени физически упражнения в продължение на 24 часа преди деня на изследването. Всеки субект е изследван два пъти и е получил две инфузии от -0,9% физиологичен разтвор и грелин (5 pmol kg-1 min-1) в рандомизиран двойно-сляп дизайн на кросоувър. Избрана е доза от 5 pmol kg -1 min-1, тъй като предишни проучвания показват, че интравенозната инфузия на грелин при тази доза води до значително увеличаване на приема на храна при бедни и умерено затлъстели индивиди. 2, 3

възстановява

Протокол за деня на инфузионното проучване.

Изображение в пълен размер

Човешкият грелин се доставя в ацилирана (октаноилирана) форма и се произвежда от Clinalfa Products, Merck Biosciences AG, Laufelfingen, Швейцария.

Взети са кръвни проби на изходно ниво, 30, 60, 75, 90, 105, 120 минути и след това до края на проучването. Изследването е прекратено в 1630 часа. Пробите бяха събрани в пластмасови EDTA епруветки, съдържащи 0,07 mg апротонин (500 единици за инактивиране на каликреин (KIU)), незабавно центрофугирани и след това съхранявани при -80 ° C до анализ. Субектите също са завършили визуална оценка на аналогичната скала на глад и ситост (VAS) на всяко място за вземане на проби (възможен резултат 0-100 mm). VAS са измерени от изследователи, които са били заслепени за проучване и данни за инфузия. Разходите за енергия и RQ са измерени чрез непряка калориметрия (Deltatrac II) на часови интервали по време на проучването. Субектите бяха на гърба по време на индиректната калориметрия и бяха освободени, а измерванията бяха осреднени за периода на вземане на проби от 20 минути. Скоростта на метаболизма в покой (RMR) се изчислява, използвайки формулата (5, 5 × V02) + (1.76 × VCO2) -25, 87) и RQ, използвайки формулата (VCO2/V02).

тестове

Общият (ацилиран и деацилиран) плазмен грелин се определя два пъти чрез търговски достъпен радиоимуноанализ (Phoenix Pharmaceuticals, Belmont, CA, USA). Коефициентите в рамките на интра и теста са 7, 3 и 9,5%.

Статистически анализ

Плазмен грелин при сухи, затлъстели и пациенти с гастректомия по време на ( а ) физиологичен разтвор и ( б ) инфузия на грелин. * Точки, които се различават значително (P

Среден енергиен прием на бюфет при бедни, затлъстели и гастректомични групи. * Значително увеличение на енергийния прием P

Стойности на визуална аналогова скала (HAS) по време на инфузията на грелин и физиологичен разтвор в ( а ) постно управление и ( б ) затлъстяване и ( ° С ) към пациенти с гастректомия.

Изображение в пълен размер

Налице е значително общо взаимодействие между глада, хормона и групата (MANOVA f (12, 5) = 3,95, P = 0,0335) и гладът се променя значително с времето (MANOVA f (12, 5) = 5,75, P = 0,033). По време на инфузия с физиологичен разтвор имаше значителна разлика между слаб и затлъстял глад (f (12, 96) = 6, 61, P

Стойности на зрителната аналогова скала (VAS) по време на вливане на грелин и физиологичен разтвор в ( а ) постно управление и ( б ) затлъстяване и ( ° С ) гастректомия.

Изображение в пълен размер

Ефекти върху енергийните разходи

RMR не се различава значително между трите групи, когато се коригира за общото тегло на мазнините (ANCOVA f (16, 30) = 1,5, P = 0,16) и не се наблюдава значим ефект от инфузията на грелин върху RMR (ANCOVA f (2, 21) = 0,32, Р = 0,73). Тези данни са показани в Таблица 2. За разлика от тях, грелинът има значителен общ ефект върху RQ с обобщени данни от трите групи (ANOVA f (1, 21) = 5.6 P = 0.03). Предварителният RQ (т.е. преди закуска с фиксирана енергия) също не е променен от инфузия на грелин в нито една от тези три групи. RQ след хранене (след фиксирана енергийна закуска) се увеличава с инфузия на грелин при бедни индивиди (0,92 ± 0,03 срещу 0,90 ± 0,03), но не достига статистическа значимост (P = 0,33). Въпреки че имаше значителна обща разлика в RQ (ANOVA f (8, 62) = 2,81, P = 0,01) между грелин и физиологичен разтвор при пациенти със затлъстяване, последващи post hoc тестове показаха, че само постпрандиален RQ (след фиксирана енергийна закуска)) е значително по-висока по време на вливането на грелин (0.86 ± 0.01 срещу 0.93 ± 0.03, P = 0.03).

Маса в пълен размер

Фигура 6а показва характерен модел на повишаване на RQ след хранене при бедни индивиди. Слабите субекти имат значително увеличение на RQ след хранене с фиксирана енергия (P = 0,01) и през двата дни от проучването. За разлика от това, индивидите със затлъстяване нямат значително увеличение на RQ след раждането (P = 0,1) по време на инфузия с физиологичен разтвор, но има значително увеличение на RQ след хранене (P = 0,03) по време на инфузия на грелин и подобен времеви профил се възстановява като при лоши субекти. (Фигура 6б).

Коефициент на дишане по време на инфузии на грелин и физиологичен разтвор в ( а ) контрол върху бедните и ( б ) затлъстяване и ( ° С ) гастректомия.

Изображение в пълен размер

Пациентите с гастректомия не показват значителна промяна в RMR или RQ между инфузиите на грелин и физиологичен разтвор, като се използват изчисления на AUC и се сравняват преди и пострандиалния RQ. Времевият профил на RQ в отговор на храна (Фигура 6в) и RMR по време на инфузия на физиологичен разтвор не се различава значително от профила на бедните субекти.

Интересно е обаче, че общият значителен ефект на грелина върху изместването от изходното ниво в сравнение с инфузията с физиологичен разтвор (ANOVA f (8, 168) = 6, 2, P 3 Druce et al. 2 показва, че грелинът също така увеличава резултатите от приема на храна и глада в средно затлъстели индивиди със среден ИТМ от 31,9 кг/м2, обаче, нашето проучване е първият доклад, който потвърждава, че заболелите със затлъстяване индивиди със среден ИТМ от 51,4 кг/м2 също са чувствителни към ефектите на грелин върху апетита и приема на храна.

Ние показахме, че заболелите от затлъстяване индивиди имат променен ход на нивата на глад около твърдо енергийно хранене в сравнение с лошия контрол. Следователно, пациенти със затлъстяване не съобщават за повишаване на глада преди и след хранене, както се съобщава при лош контрол. Съобщени са няколко съобщения за ненормално хранително поведение при затлъстяване, 14 но открихме само един неотдавнашен доклад, сравняващ VAS резултати с фиксирана енергия с фиксирана енергия между бедни и затлъстели лица. Интересното е, че изследователите са разгледали апетита при различни групи пациенти със затлъстяване и, противно на нашите данни, са открили ясни трептения на глад и засищане с храна. Въпреки това, тяхната субектна група е имала среден ИТМ от 41,3 ± 0,9 в сравнение с нашата група, която е имала среден ИТМ от 51,4 ± 3. VAS около твърда храна.

Липсата на идентифицируем максимум преди хранене и минимум на глад след хранене при затлъстели индивиди може да бъде свързана с необичайни хранителни навици, които често се срещат при тези индивиди. 14 Въпреки това, когато екзогенен грелин се дава на затлъстели индивиди, типичният гладен тип глад се възстановява. Известно е, че плазмените нива на грелин са по-ниски при затлъстели индивиди и не показват същото потискане на отделянето на грелин в храната. 8, 16 Нашето проучване потвърждава тези открития при пациенти със затлъстяване, което изглежда отразява техния глад. Следователно, прилагането на грелин при пациенти с намален циркулиращ грелин възстановява нормалния физиологичен модел на глад. Разбира се, гладът може да бъде подценяван при затлъстели индивиди, но при изследваните тук субекти, когато се прилага грелин, изглежда гладът е докладван по подходящ начин. Грелин изглежда е мощен стимулатор на глада в тази група, тъй като резултатът от глада е по-висок във всеки момент от времето в сравнение с деня на вливане на физиологичен разтвор.

Ниските нива на грелин при затлъстяване, които първоначално изглеждат полезни, всъщност могат да бъдат неадаптивни и да разпространяват ненормални хранителни навици, което означава, че постоянните ниски нива на грелин и сплесканите хормонални профили около традиционните храни могат да бъдат фактор за непрекъснатата „паша“. наблюдавано при затлъстели индивиди. Фактът, че индивидите със затлъстяване реагират толкова силно на екзогенен грелин, подкрепя това и отново предполага, че грелинът и гладът са тясно свързани при тези индивиди. Приемаме обаче, че регулирането на апетита и приема на храна е сложно и че промените в плазмените нива на който и да е хормон или пептид са малко вероятно да съответстват сами по себе си на многото физиологични и психологически промени, които често придружават болестното затлъстяване.

При затлъстели индивиди ситостта също е била по-ниска с грелин, но не се е променила в контролите за отслабване или субектите при гастректомия. Причината за това не е ясна и може да е, че пациентите със затлъстяване показват ситост по различен начин от другите групи. Те може да са открили, че фиксираното енергийно хранене е по-малко наситено от останалите групи17, въпреки че не са го докладвали във физиологичен разтвор (Фигура 5а). Въпреки че се съобщава, че пептидът YY (PYY) и глюкагон-подобният пептид-1 (GLP-1) са по-ниски при затлъстели субекти 18, 19, нашите субекти показаха много сходен профил на ситост като бедни (Фигури 5а и б), въпреки необичаен глад. По-специално, времевият модел на ситост при затлъстели индивиди (Фигура 5b) остава непроменен по време на инфузията на грелин, но намалява значително и бързо се връща към нормалното след завършване на инфузията. Алтернативно, това може да е хормонално обяснение; Възможно ли е грелинът да има ефект върху краткосрочните сигнали за ситост при затлъстели хора? Le Roux et al. не откриха ефекти на екзогенен грелин върху GLP-1 и PYY насищащи хормони при здрави контроли и ваготомизирани субекти, но трябва да се отбележи, че те не са изследвали затлъстяването. 12

Както при други проучвания, ние показахме, че пациентите с гастректомия имат ниски плазмени нива на грелин. 20 Pekic et al. 21 наскоро показаха, че за разлика от здрави индивиди, пациентите с гастректомия не показват потискане на освобождаването на плазмения грелин след перорално приложение на глюкоза. В съответствие с техните констатации, нашите пациенти с гастректомия са имали сплескан грелин отговор на твърдо калорично хранене и плазменият грелин не се различава значително от изходното ниво. Известно е също, че грелинът има остри ефекти за отстраняване на глюкозата и увеличава освобождаването на растежен хормон при пациенти с гастректомия, което предполага, че тези индивиди са чувствителни към острите метаболитни ефекти на грелин. 22, 23

В съответствие с проучвания върху гризачи, които показват, че грелинът повишава RQ, 7, 31, ние показахме, че грелинът има цялостен ефект върху RQ и увеличава RQ след хранене при затлъстели хора. Изглежда, че Грелин повишава RQ след хранене при здрави контроли, но не достига статистическа значимост. Интересното е, че индивидите със затлъстяване нямат значително увеличение на RQ след хранене в сравнение с слабите индивиди по време на инфузия с физиологичен разтвор. Намалената RQ показва по-голямо използване на мазнини и това е в съответствие с други проучвания, които предполагат, че употребата на субстрат след хранене може да бъде променена при затлъстяване. Общото увеличение на RQ, наблюдавано по време на инфузия на грелин при здрави и затлъстели индивиди, означава, че при хора, като гризачи, грелинът насърчава затлъстяването.

Друго интересно откритие е, че периферният грелин има цялостен ефект върху променливостта на RQ във времето в сравнение с физиологичен разтвор. Този ефект е налице и при трите групи, въпреки видимия минимален ефект върху групата на гастректомия. Възможно е грелинът във фармакологични дози да стимулира по-големи колебания при използване на хранителен субстрат. Това не се съобщава широко в литературата и интересно е, че наскоро бяха открити различни находки при нокаутиращи мишки с рецептори на грелин; Изглежда, че имат повишена променливост на RQ в сравнение с контролите. Следователно, в нашето проучване грелинът може да възстанови "постния" времеви модел на използване на субстрата както при индивиди със затлъстяване, така и при гастректомия, просто като насърчава по-голяма променливост на RQ по време на хранене.

Основното ограничение на това проучване беше, че инфузията на грелин достига надфизиологични плазмени нива на общия грелин. Тези нива са приблизително 5 до 10 пъти по-високи от физиологичните нива след хранене. Тъй като измервахме общия грелин и инфузирания ацилиран грелин, нивата на ацилиран грелин може да бъдат подценени в сравнение с физиологичното освобождаване; това може да се предполага само, защото не сме измервали ацилиран грелин. Освен това е известно, че ацилираният грелин съставлява само около 10% от циркулиращия общ грелин, а прилагането на супрафизиологични дози ацилиран грелин може да надмине ефекта на нецилирания грелин. 34, 35

В заключение, тези констатации предполагат, че грелинът увеличава глада и приема на храна и влияе върху използването на субстрата при бедни и болестно затлъстели индивиди, но не и при субекти с гастректомия. Въпреки това, фините ефекти на периферния грелин са възможни чрез увеличаване на променливостта на RQ и в трите групи. Прилагането на грелин при лица със затлъстяване възстановява "лош" тип апетит и използване на субстрата, въпреки че това трябва да се разглежда в контекста на цялостното увеличаване на глада и приема на калории при лица със затлъстяване.