Aportul de macronutrienți induce potențialul de stres oxidativ și inflamator

Paresh Dandona

1 Divizia de Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Universitatea de Stat din New York la Buffalo și Kaleida Health 3 Gates Circle Buffalo, NY 14209, SUA.

2 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară (proiect BK21), Centrul de Cercetare Medicală pentru Bioreacția la Specii Reactive de Oxigen și Institutul de Științe Biomedicale, Școala de Medicină, Universitatea Kyung Hee, Seul 130-701, Coreea.

Husam Ghanim

1 Divizia de Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Universitatea de Stat din New York la Buffalo și Kaleida Health 3 Gates Circle Buffalo, NY 14209, SUA.

Ajay Chaudhuri

1 Divizia de Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Universitatea de Stat din New York la Buffalo și Kaleida Health 3 Gates Circle Buffalo, NY 14209, SUA.

Sandeep Dhindsa

1 Divizia de Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Universitatea de Stat din New York la Buffalo și Kaleida Health 3 Gates Circle Buffalo, NY 14209, SUA.

Sung Soo Kim

Abstract

Odată cu creșterea globală a epidemiei de obezitate și a diabetului de tip 2, cu o creștere concomitentă a bolii aterosclerotice, a devenit necesară o investigație asupra efectelor diferiților macronutrienți și a produselor alimentare. O astfel de investigație ne va permite să înțelegem mai bine relația dintre aportul diferiților macronutrienți și patogeneza mecanismelor care stau la baza reglării sensibilității și rezistenței la insulină, a stresului oxidativ și a inflamației, a reglării foametei și a sațietății și aterogenezei. Această revizuire acoperă primul deceniu de muncă în acest domeniu referitor la consumul de alimente și diete obișnuite, până la rezultatele lor imediate și pe termen lung. Revizuirea acoperă, de asemenea, interesanta zonă nouă a efectelor antiinflamatorii ale anumitor alimente. Sperăm că o înțelegere cuprinzătoare a acestor acțiuni ale macronutrienților și a efectelor lor pe termen lung ne va permite să formulăm combinații de alimente care să ducă la obiceiuri alimentare sănătoase și la îmbunătățirea stării noastre generale de sănătate.

Introducere

Asocierea obezității cu inflamația cronică scăzută și rezistența la insulină este bine stabilită (Hotamisligil și colab., 1993; Festa și colab., 2000). Faptele că obezitatea este cel mai puternic factor de risc pentru diabetul de tip 2 și că concentrațiile crescute/expresia mediatorilor inflamatori la obezi prezic apariția diabetului viitor sunt, de asemenea, bine stabilite (Pradhan și colab., 2001). În plus, diabetul de tip 2 este, de asemenea, cunoscut a fi asociat cu inflamația cronică (Pickup și colab., 1997). Datele recente demonstrează, de asemenea, că mediatorii inflamatori pot interfera cu transducția semnalului insulinei (Hotamisligil și colab., 1996; Ghanim și colab., 2007a). Aceste fapte întăresc importanța inflamației în patogeneza rezistenței la insulină și a diabetului de tip 2. Deci, care este legătura dintre aceste fapte și care este originea acestei inflamații?

Aportul de macronutrienți, stresul oxidativ și inflamația

Deoarece relația dintre obezitate și rezistența la insulină este una dinamică, iar creșterea în greutate duce la creșterea rezistenței și la scăderea în greutate la o reducere a rezistenței la insulină, este posibil ca aportul de macronutrienți să fie crucial și central în aceste relații. Acest concept ne-a determinat să investigăm dacă aportul de macronutrienți duce la o creștere a inflamației, iar restricția calorică duce la o reducere a inflamației. Deoarece stresul oxidativ și generarea de specii reactive de oxigen (ROS) conduc la activarea factorilor de transcripție pro-inflamatorii sensibili la redox (Woronicz și colab., 1997; Wang și colab., 1999), am studiat, de asemenea, efectul aportului de macronutrienți și al restricției calorice privind generarea ROS și stresul oxidativ.

Stres oxidativ crescut cu obezitate și inversarea acestuia după restricții calorice și pierderea în greutate

Într-adevăr, obezitatea umană este asociată atât cu stresul inflamator, cât și cu stresul oxidativ. Concentrațiile plasmatice ale speciilor reactive la acid tiobarbituric (TBARS), acidului 9-hidroxioctadecadienoic (9-HODES) și acidului 13-hidroxioctadecadienoic (13-HODES), iar concentrațiile de orto-tirozină și meta-tirozină sunt crescute la obezi în starea de repaus alimentar (Dandona și colab., 2001a; Ghanim și colab., 2004). Acești indici, precum și generarea ROS de către mononucleare și polimorfonucleare scad dramatic cu restricție calorică și scădere în greutate pe o perioadă relativ scurtă de două săptămâni (Dandona și colab., 2001b). Concentrațiile plasmatice ale TNFα și expresia țesutului adipos al TNFα sunt, de asemenea, crescute la obezi și tind să scadă odată cu restricția calorică și pierderea în greutate (Dandona și colab., 1998). Aceste date sunt consolidate în continuare de faptul că, chiar și la subiecții normali, o viteză de 48 de ore duce la reducerea generării ROS cu> 50%, cu o reducere de 35% la 24 de ore (Dandona și colab., 2001c). Acest lucru este asociat cu o reducere paralelă a expresiei p47phox.

Alimente neinflamatoare și antiinflamatoare

Având în vedere aceste efecte acute dramatice ale aportului de macronutrienți în inducerea stresului oxidativ și inflamator și a efectelor la fel de impresionante ale restricției calorice și ale pierderii în greutate în inversarea acestuia, se ridică întrebarea dacă există unele alimente neinflamatoare. Au fost obținute trei seturi de date care confirmă acest concept. În primul rând, alcoolul (300 de calorii) nu induce stres oxidativ și inflamator (Dhindsa și colab., 2004). În al doilea rând, sucul de portocale (300 de calorii) nu induce stres oxidativ și inflamator (Ghanim și colab., 2007). În al treilea rând, o masă bogată în fibre și fructe bazată pe liniile directoare AHA nu induce stresul oxidativ sau inflamator în comparație cu o masă echicalorică HFHC (900 calorii) (Ghanim și colab., 2009).

Datele noastre cele mai recente demonstrează că aportul de suc de portocale cu o masă bogată în carbohidrați cu conținut ridicat de grăsimi duce la neutralizarea totală a efectelor pro-inflamatorii ale mesei (AJCN, în presă). În acest studiu, am observat că aportul concomitent de portocale cu o masă HFHC a dus la o inhibare aproape totală a generării ROS, creșterea legării NFκB, creșterea concentrației MMP-9 și creșterea expresiei mai multor pro-inflamatorii gene. Deoarece două flavonoide majore conținute în sucul de portocale, naringenina și hesperidina, exercită un puternic efect de supresie ROS, este probabil ca acestea să contribuie la acest efect (Ghanim și colab., 2007b). Astfel, este posibil, în principiu, să alegeți alimente neinflamatorii sau antiinflamatoare pentru a minimiza stresul oxidativ și inflamația post-prandială. Prin urmare, această căutare trebuie să continue și să includă substanțe precum flavonoidele pentru a reduce stresul oxidativ și inflamator postprandial. De asemenea, s-a demonstrat că aportul de vin roșu cu o masă HFHC exercită o neutralizare a efectului său proinflamator.