елементи

абстрактно

Заден план:

Глюкозозависимият инсулинотропен полипептид (GIP) изглежда има нарушен ефект върху метаболизма на подкожната коремна мастна тъкан при затлъстели индивиди. Целта на това проучване е да се определи дали загубата на тегло може да обърне нарушения ефект на GIP върху подкожната коремна мастна тъкан при затлъстели индивиди.

методи:

Пет затлъстели мъже участваха в 12-седмична програма за отслабване, състояща се от ограничаване на калориите (800 C - 1 ден), последвана от 4-седмична диета за поддържане на теглото. Преди и след загуба на тегло е изследван подкожният мастен метаболизъм на мастните липиди, като се използват регионални измервания на артериовенозни плазмени концентрации на метаболити и кръвен поток (мастен кръвен поток, ATBF) през коремния мастен сегмент на гладно и по време на GIP инфузия (1,5 pmol kg - 1 мин - 1) в комбинация с хиперинсулинемична хипергликемична скоба.

резултатите:

В това проучване ние предполагаме, че загубата на тегло чрез ограничаване на калориите обръща GIP резистентността и възстановява ATBF отговора в подкожната коремна мастна тъкан. Следователно целта на това проучване е да изследва ефекта на GIP с хиперинсулинемия и хипергликемия върху метаболизма на подкожната мастна тъкан при затлъстели индивиди с IGT преди и след загуба на тегло чрез ограничаване на калориите.

Предмети и методи

елементи

Размерът на пробата се определя преди проучването, като се използва анализ на ефективността (P = 0,8, α = 0,05) по отношение на отговора на ATBF въз основа на нашите две предишни публикации. 3, 7 Ако приемем, че ATBF отговор е открит при здрави индивиди с нормално тегло, в това проучване са необходими по-малко от 6 пациенти. Ако приемем, че е открит отговор на ATBF при пациенти с наднормено тегло с NGT, в това проучване са необходими 7 пациенти. Следователно първоначално събрахме осем затлъстели (индекс на телесна маса (BMI)> 30 kg m-2) мъже с IGT (глюкоза на гладно 5–6–7 mm и 2-h глюкоза между 7, 8 и 11, 1 mm) от предишното ни проучване. Въпреки това двама от участниците отпаднаха по време на периода на въвеждане и един по време на програмата за отслабване поради сложността на експерименталната настройка и продължителността на програмата за отслабване.

По време на периода на въвеждане субектите бяха информирани, че няма да променят поведението си при хранене и упражнения през 4-те седмици преди процедурата. Те също бяха помолени да се въздържат от приема на лекарства за отслабване и да не променят упражненията си по време на интервенцията. Съгласието за участие бе получено, след като субектите прочетоха описанието на експерименталния протокол, което беше одобрено от Комитета по етика на столицата в Копенхаген.

Проектиране и намеса на проучването

Проучване за отслабване

Субектите са участвали в структурирана амбулаторна програма за тегло. За да се изчисли енергийният прием и разпределението на макроелементите, всеки записан хранителен прием на всеки участник е оценен преди интервенцията. Приемът на храна е регистриран за период от 4 дни, включително 3 работни дни и събота или неделя. Енергията и съдържанието на макронутриенти и микроелементи в диетата бяха определени с помощта на //www.madlog.dk. Субектите са били индивидуално съветвани от предварително интервенционно диетолог/координаторско проучване да консумират диета с дефицит от 800 kcal, предназначена да предизвика загуба на тегло от 0,5 - 1 kg седмично (5 - 10% от общата загуба на тегло за 12 седмици). Срещите включваха корекции на приема на калории и поведенческа терапия. Хранителните дневници се оценявали на всяка трета седмица и хората били инструктирани относно приема на храна въз основа на предписания енергиен прием. Субектите са инструктирани да измерват теглото си ежедневно. В края на фазата на отслабване пациентите преминаха период на поддържане от 4 седмици.

Субектите са инструктирани да не участват в тежки упражнения и да не променят упражненията си и друга физическа активност по време на проучването.

антропометрия

Височината и теглото на субекта бяха измерени на изходно ниво и след 12-седмична интервенция, Таблица 1. Съставът на тялото беше определен в изходно ниво и в края на 12-седмично рентгеново сканиране с двойна енергия (Lunar DPX-IQ). Таблица 1. Дебелината на подкожната мастна тъкан се измерва с рентгеново сканиране с общо тяло с двойна енергия, за да се определи дали диетичното лечение води до значителни промени в подкожното тегло на коремната мастна тъкан. Това беше направено ръчно на хоризонтално ниво с най-голяма подкожна дебелина между горния лумбален хребет и пъпната връв. Тази позиция (въз основа на костни маркери) се използва и за сканиране за отслабване. Определението за подкожна тъкан и долната част на коремния мускул беше дефинирано като ясна промяна в скалата на сивото в изображението.

Маса в пълен размер

Експериментален ден

Субектите са инструктирани да се въздържат от пиене на алкохол в продължение на 48 часа преди проучването. В деня на експеримента хората са пристигнали в отделението в 9:00 сутринта, използвайки лек транспорт и след гладуване в продължение на поне 12 часа. Изследванията са проведени с лица в легнало положение в стая, поддържана при 24 ° С. След катетеризации, както е описано по-долу, са започнати измервания на изходното ниво (време = -30, -15 и 0 минути). След това непрекъсната инфузия на GIP (1,5 pmol kg-1 min-1) в комбинация с хиперинсулинемична (7mU m-2 min-1) и хипергликемична (7 mm) скоба започва в момент = 0 и продължава 180 минути.,

катетеризация

Един катетър (BD Venflon, PRO, Becton Dickinson, Сингапур) беше вкаран в антеубиталната вена за инфузия на GIP, глюкоза и инсулин. След това субектите бяха катетеризирани в подкожна вена на предната коремна стена и в радиалната артерия.

Вена, която премахва подкожната коремна мастна тъкан на предната коремна стена, беше анестетично катетеризирана, както е описано по-горе 13 по време на ултразвуково/цветно-доплер изображение на вената. Поставен е 22-g 10 cm полиуретанов катетър (Arrow International, Reading, PA, USA), използвайки техниката на Seldinger. Върхът на катетъра беше поставен над ингвиналната връзка, за да се сведе до минимум рискът от кръв, взета от феморалната вена. След въвеждането катетърът е патентован през целия експеримент чрез непрекъсната инфузия на физиологичен разтвор със скорост 40 ml h-1. Друг катетър се поставя перкутанно в радиалната артерия на недоминиращата ръка под локална аналгезия (1 ml 1% лидокаин) с Artflon (Becton Dickinson, Erembodegem, Белгия). Катетърът се поддържа от патента чрез редовно промиване с физиологичен разтвор.

измерване

Измерванията на ATBF се извършват непрекъснато по време на експеримента, като се записва елуирането на 133 ксенона, който се инжектира в газообразната форма в мастната тъкан. Тази техника е била предварително проверена в нашата лаборатория. 13 Приблизително 1 MBq от 133 ксенонови газове (The Hevesy Laboratory, Risoe National Laboratory, Roskilde, Дания) се смесва в приблизително 0,1 ml атмосферен въздух и се инжектира в пара-пумбилната област на подкожната мастна тъкан. Скоростта на елуиране на 133 ксенона беше измерена с помощта на сцинтилационен брояч (Mediscint, Oakfield Instruments, Oxford, UK).

Кръвни проби и анализ

Взети са кръвни проби при -30, -15, 0 и след това на всеки 30 минути, докато инфузията бъде спряна. Плазмените концентрации на глюкоза се измерват на всеки 5-10 минути за регулиране на скобите.

Взети са кръвни проби едновременно от два катетъра за измерване на TAG, глицерол, свободна мастна киселина (FFA) и глюкоза. Освен това от артерията се събира кръв за измерване на GIP, инсулин и С-пептид.

Взети са кръвни проби в ледени тръби (Vacuetta; Greiner Labortechnic, Kremsmünster, Австрия). Интактните GIP епруветки съдържат EDTA и специфичен DPP-4 инхибитор (валин пиролидид; 0,1 μmol 1-1, Novo Nordisk A/S, Bagsværd, Дания), а инсулиновите и С-пептидните епруветки съдържат хепарин. Епруветките за глюкоза, TAG, FFA и глицерол съдържат EDTA. Всички проби се центрофугират за 15 минути в продължение на 15 минути при 5000 g при 4 ° C и се съхраняват при -80 ° C до анализ.

Интактният GIP се измерва, както е описано в Deacon et al. Анализът е специфичен за непокътнатия N-край на GIP, чието присъствие е необходимо за биологичната активност на пептида.

Плазмената глюкоза (глюкоза/HK, Roche Diagnostics, Манхайм, Германия), TAG (триглицерид GPO-PAP, Roche Diagnostics), FFA (NEFA C комплект, Wako Chemicals, Neuss, Германия) и глицерол (Boehringer Mannheim, Mannheim, Германия) бяха измерено чрез ензимни методи, модифицирани на автоматичен анализатор Hitachi 912 (Boehringer Mannheim).

Изчисления и статистически анализ

ATBF се изчислява от средната постоянна константа на скоростта на измиване, определена в 30-минутни периоди, съответстващи на часовите точки, в които са взети кръвни проби. След това ATBF се изчислява съгласно уравнението ATBF = - k × λ × 100. Коефициент на разпределение тъкан/кръв (λ) се използва за ксенон 10 ml g-1. 15

Подкожните метаболитни нетни метаболитни потоци на коремната мастна тъкан се изчисляват чрез умножаване на артериално-венозните или венозно-артериалните концентрационни разлики на метаболитите и съответната стойност на потока (цяла кръв за изчисляване на глицерол и глюкозни потоци 16 и плазмен поток за изчисляване на мастните киселини и потоците на TAG ).

Всички резултати са представени като средно ± sem Площта под кривата е изчислена с помощта на трапецовидното правило и са представени като нарастващи стойности (извадена базова линия). Значимостта на промените в ATBF, концентрациите на артериални хормони и метаболитите с времето преди и след загуба на тегло е тествана чрез двупосочен дисперсионен анализ с многократни мерки. Значителни разлики в площта на ATBF под кривата и потоците на метаболитите преди и след загуба на тегло бяха оценени чрез сдвоен t-тест. P-стойности

глюкозозависим

Напредък на загуба на тегло по време на 12-седмично ограничаване на калориите, последвано от 4-седмично стабилизиране на теглото.

Изображение в пълен размер

Промени в нивата на артериалния хормон и метаболита

Загубата на тегло не повлиява непокътнатите концентрации на GIP, които достигат физиологични нива на плато след хранене при 39,7 ± 2, 19 ч. По време на инфузия на GIP и не се различават значително от нивата на плато GIP (36, 9 ± 1,8 pm) преди загуба на тегло, Фигура 2а.

Плазмен артериален GIP ( а ), концентрации на инсулин б ), С-пептид ( ° С ) и глюкоза ( д ) по време на GIP и HI-HG скоби преди (плътни квадрати) и след (отворени квадрати) загуба на тегло. Данните са средни ± sem

Изображение в пълен размер

Концентрациите на инсулин намаляват значително със загуба на тегло, Фигура 2b. Базовата плазмена концентрация на инсулин е значително по-ниска след загуба на тегло от 20,4 ± 1,2 μm в сравнение с концентрацията на инсулин преди загуба на тегло от 112,6 ± 2,7 μm, P

Концентрации на TAG в плазмата ( а ), FFA ( б ) и глицерол ( ° С ) по време на GIP, хиперинсулинемична и хипергликемична скоба преди (плътни квадрати) и след (отворени квадрати) загуба на тегло. Данните са средни ± sem

Изображение в пълен размер

Изходните нива на глюкоза намаляват значително със загуба на тегло в сравнение със загуба на тегло от 4,7 ± 0,02 срещу 5,5 ± 0,1 mm, P = 0,03, фигура 3d. По време на GIP и притискане нивата на глюкоза се повишават до средно ниво на платото при 7 ± 0,2 mm и са подобни на нивата на глюкоза преди загуба на тегло от 7,1 ± 0,1 mm. След загуба на тегло обаче (20, 6 ± 4, 1 gh - 1) се изисква повече глюкоза, за да се поддържат същите нива на глюкоза, както преди загуба на тегло (13, 3 ± 3,5 gh - 1), P 1100 g тъкан -1 ) и след загуба на тегло (2,1 ± 0,4 ml мин -1 100 g тъкан) -1, въпреки че има тенденция към по-високи стойности. след загуба на тегло, P = 0, 1, фиг. 4. След загуба на тегло ATBF се увеличава значително по време на притискане и GIP инфузия до нива на плато при 3,2 ± 0,1 ml −1 100 g −1 min -1, P = 0,22 След 150 минути ATBF се връща към базовите нива.

Подкожна коремна ATBF по време на GIP, хиперинсулинемична и хипергликемична скоба преди (плътни квадрати) и след (отворени квадрати) загуба на тегло. Данните са средни ± sem

Изображение в пълен размер

Преди загуба на тегло ATBF остава почти постоянен въпреки 1,4 ± инфузия и притискане (1,4 ± 0,6 ml -1,100 g -1 min -1).

Промени в нетните потоци на TAG, FFA, глицерол и глюкоза

Не може да се докаже значително поглъщане на TAG в мастната тъкан в началото или по време на периода на затягане, Фигури 5а и b.

Средни нетни потоци на TAG, FFA, глицерол и глюкоза в подкожната коремна мастна тъкан в началото ( a, c, e, g ) и през периода на стабилно състояние ( b, d, f, h ) от 30 до 180 минути след началото на инфузиите преди (черни ленти) и след (бели ленти) загуба на тегло. Средното съотношение на FFA/глицерол на мастната тъкан на изходно ниво ( i ) и през периода на стабилно състояние ( j ) от 30 до 180 минути преди (черна лента) и след (бяла линия) загуба на тегло. Данните са средни ± sem

Изображение в пълен размер

Изходното ниво на FFA и глицерол е значително увеличено след загуба на тегло, P 10, 18, 19, 20

За разлика от предишната ни демонстрация на повишена хидролиза на TAG по време на инфузия на GIP, в настоящите експерименти не може да се докаже промяна в абсорбцията на TAG. Това вероятно се дължи на високата концентрация на циркулиращ TAG в сравнение с точността на прилагания TAG анализ, което затруднява откриването на малки разлики в артериовенозната концентрация. Съотношението на освобождаване на глицерол към FFA се използва за оценка на степента на реестерификация на FFA на място. Съотношение от около 3 означава, че мастната киселина, получена от вътреклетъчната липолиза, се освобождава в циркулацията, докато съотношение 0 означава, че мастните киселини се реестерифицират и съхраняват отново като TAG. Дали ниското съотношение отразява реестерификация на FFA, получена от медиирана от липопротеин липаза хидролиза на циркулиращ TAG, или отразява повишена реестерификация на вътреклетъчна FFA, не може да бъде определено в тази експериментална настройка.

Смята се, че скоростта на мобилизация на глицерол обикновено е равна на липолитичната скорост в тъканта. Изходното ниво на глицерол се увеличава след загуба на тегло и се потиска по време на мускулите на скобите, дори при наличие на по-ниски плазмени нива на инсулин. Това предполага подобряване на инсулиновата чувствителност в мастната тъкан след загуба на тегло.

В предишното ни проучване 7 демонстрирахме, че ATBF на гладно е намален при затлъстели индивиди, както се съобщава в няколко предишни проучвания. Не се наблюдава значителна разлика при ATBF на гладно след загуба на тегло, въпреки че има тенденция. По този начин, големината на намаляването на мастната маса може да играе роля в индуцирания от диетата ефект върху ATBF. След интервенциите не се наблюдава намеса в ATBF, което води до загуба на тегло за 19 или 4 седмици от нискокалоричната диета 20), докато подобрение в ATBF е установено след 4 седмици от много нискокалоричната диета, което води до загуба на тегло от 9 % от първоначалната диета. тегло. 18 Постоянна загуба на тегло (

40 kg) и дълъг период на метаболитна стабилизация след Roux-en Y стомашен байпас при затлъстели лица са свързани с леко, но въпреки това значително увеличение на ATBF, въпреки че пациентите са останали с наднормено тегло (BMI 28, 1 kg m - 2). В нашето проучване намаляването на мазнините се извършва главно в отделения на мастната тъкан, различни от подкожна мастна тъкан на корема, измерено чрез двуенергийно рентгеново сканиране чрез сканиране чрез преброяване на броя на пикселите от външния контур на тялото до прогнозния външен ръб на корема мускули. Би било интересно да се проучи дали по-нататъшната загуба на тегло, включително подкожна мастна тъкан на корема, може да доведе до по-голямо подобрение на ATBF.

Доказано е, че първоначалната загуба на мазнини по време на нискокалорична диета се дължи на намаляване на чернодробните мазнини. Заедно с нарастващото затлъстяване, количеството мазнини в черния дроб се увеличава поради безалкохолни причини. Изглежда, че хиперинсулинемията е най-близката корелация на чернодробните мазнини. Мазният черен дроб е свързан с нарушена инсулинова функция за потискане на производството на чернодробна глюкоза и нарушен инсулинов клирънс. В настоящото ни проучване концентрациите на артериален инсулин са се увеличили почти четири пъти по време на инфузионния период. Концентрациите на инсулин обаче са значително по-ниски след загуба на тегло, в съответствие с повишената екстракция на чернодробен инсулин, както се посочва от по-високото съотношение С-пептид/инсулин на гладно след загуба на тегло. 33

Подобрената инсулинова чувствителност след загуба на тегло, както се доказва от по-ниската скорост на вливане на глюкоза, която трябваше да използваме за предизвикване на хипергликемия, може да е допринесла за подобрения съдов ефект на GIP. Следователно, тези експерименти не могат да изключат, че инсулинът или инсулиновата чувствителност на мастната тъкан могат да имат разрешаваща роля за съдовия ефект на GIP в мастната тъкан. По-високите концентрации на С-пептиди, открити по време на GIP инфузия, могат да показват повишена чувствителност на панкреаса към GIP след загуба на тегло.

В заключение, в стабилна тегло фаза, продължаваща най-малко 4 седмици след ограничаване на калориите, загубата на тегло ефект на GIP върху подкожната коремна ATBF и метаболизма се възстановява частично при затлъстели индивиди.