Efectele vasculare ale unei diete cu conținut scăzut de carbohidrați, bogată în proteine
Shi Yin Foo
o divizie cardiovasculară a Centrului Medical Beth Israel Deaconess Medical Institute CardioVascular și Harvard Medical School, Boston, MA 02215;
b Spitalul General din Massachusetts și Școala de Medicină Harvard, Boston, MA 02114; și
Eric R. Heller
b Spitalul General din Massachusetts și Școala de Medicină Harvard, Boston, MA 02114; și
Joanna Wykrzykowska
o divizie cardiovasculară a Centrului Medical Beth Israel Deaconess Medical Institute CardioVascular și Harvard Medical School, Boston, MA 02215;
Christopher J. Sullivan
o divizie cardiovasculară a Centrului Medical Beth Israel Deaconess Medical Institute CardioVascular și Harvard Medical School, Boston, MA 02215;
Jennifer J. Manning-Tobin
b Spitalul General din Massachusetts și Școala de Medicină Harvard, Boston, MA 02114; și
Kathryn J. Moore
b Spitalul General din Massachusetts și Școala de Medicină Harvard, Boston, MA 02114; și
Robert E. Gerszten
b Spitalul General din Massachusetts și Școala de Medicină Harvard, Boston, MA 02114; și
Anthony Rosenzweig
o divizie cardiovasculară a Centrului Medical Beth Israel Deaconess Medical Institute CardioVascular și Harvard Medical School, Boston, MA 02215;
c Harvard Stem Cell Institute, Cambridge, MA 02138
Contribuțiile autorului: S.Y.F. și A.R. cercetare proiectată; E.R.H., J.W., C.J.S., J.J.M.-T. și K.J.M. cercetări efectuate; R.E.G. a contribuit cu noi reactivi/instrumente analitice; S.Y.F., K.J.M., R.E.G. și A.R. date analizate; și S.Y.F. și A.R. a scris ziarul.
Date asociate
Abstract
Boala vasculară rămâne o cauză dominantă de morbiditate și mortalitate în toată lumea. Cea mai frecventă formă de boală vasculară este ateroscleroza, o afecțiune cronică marcată de acumularea de lipide și materiale fibroase în peretele vasului, care poate culmina cu leziuni tisulare ischemice (1). Se crede că ateroscleroza se formează ca răspuns inflamator la o varietate de stimuli, inclusiv lipide serice care induc disfuncții endoteliale și duc la recrutarea vasculară a leucocitelor (2). Leziuni similare au fost generate într-o varietate de modele animale prin creșterea grăsimilor și colesterolului din dietă (3, 4). Lucrările recente au ridicat posibilitatea ca celulele progenitoare endoteliale (EPC) să ajute la restabilirea funcției vasculare normale (5, 6). În concordanță cu această ipoteză, studiile clinice sugerează că numărul EPC se corelează cu reactivitatea arterei brahiale (7) și invers cu riscul cardiovascular evaluat prospectiv (8). Cu toate acestea, rolul precis al EPC în aterogeneză rămâne slab definit. În schimb, EPC sunt mai clar implicate în îmbunătățirea neovascularizării ca răspuns la ischemia tisulară la adulți (6, 9), o componentă cheie a procesului de vindecare după o astfel de leziune.
Epidemia crescândă de obezitate și îngrijorările legate de complicațiile acesteia, inclusiv bolile vasculare aterosclerotice, au determinat interesul pentru intervenții precum dietele cu conținut scăzut de carbohidrați. De obicei, o reducere a carbohidraților din dietă este însoțită de o creștere a grăsimilor și a proteinelor din dietă, ceea ce susțin susținătorii ar putea avea efecte salutare printr-o reducere netă a încărcăturii glicemice. Într-adevăr, studiile randomizate sugerează că dietele cu conținut scăzut de carbohidrați pot accelera pierderea în greutate, cu un efect negativ surprinzător asupra markerilor serici ai riscului cardiac, cum ar fi colesterolul (10, 11). Mai mult, un studiu recent efectuat la șoareci a demonstrat că o dietă ketogenică extrem de scăzută în carbohidrați a indus pierderea în greutate disproporționată față de reducerea aportului caloric prin inducerea FGF21 hepatic (12). În contrast, un studiu clinic recent a demonstrat că o dietă cu conținut scăzut de carbohidrați a afectat reactivitatea vasculară mediată de flux în comparație cu o dietă cu conținut scăzut de grăsimi, chiar și în condiții de scădere în greutate similară și scăderi ale tensiunii arteriale (13). Cu toate acestea, întrebarea clinică centrală - modul în care astfel de diete afectează sănătatea vasculară pe termen lung - rămâne în mare parte neadresată și am examinat această întrebare în modele murine.
Rezultate
Efectul dietelor LCHP asupra aterogenezei.
Dietele cu conținut scăzut de carbohidrați, bogate în proteine, cresc ateroscleroza la șoarecii ApoE -/-. (A) Suprafața luminală în față a aortelor șoarecilor de la rădăcina aortică până la aorta toracică mijlocie, inclusiv arterele subordonate dreaptă, carotidă stângă și subclaviană stângă. Aortae colorate pentru Oil Red O pentru a delimita leziunile bogate în lipide la 6 și 12 săptămâni pe diete. (B) Zona ateromului ca procent din aria luminală aortică totală (rădăcina aortică până la bifurcația iliacă) la 6 și 12 săptămâni pe dietele indicate. n la 6 săptămâni: SC = 4, WD = 11, LCHP = 11; la 12 săptămâni: SC = 3, WD = 7, LCHP = 7. Rezultatele prezentate ca medie ± SD. Comparații bidirecționale prin testul t Student. (C) Secțiuni histologice ale rădăcinilor aortice la nivelul valvelor aortice colorate cu ulei roșu O la 6 și 12 săptămâni. (D) Cuantificarea secțiunii transversale a leziunilor ateromatoase la nivelul valvei aortice la 6 și 12 săptămâni pe diete. SC, chow standard; WD, „dieta occidentală”; LCHP, cu conținut scăzut de carbohidrați, cu conținut ridicat de proteine. n la 6 săptămâni: SC = 3, WD = 6, LCHP = 6; la 12 săptămâni: SC = 5, WD = 7, LCHP = 7. Rezultatele prezentate ca medie ± SD. Comparații bidirecționale prin testul t Student.
Influența dietelor LCHP asupra markerilor de risc cardiovascular.
Pentru a înțelege baza creșterii aterosclerozei la șoareci hrăniți cu LCHP, am examinat serurile pentru markeri recunoscuți ai riscului cardiovascular (Tabelul 1). După cum era de așteptat, WD a dus la o creștere a colesterolului total seric (1.470 ± 171 mg/dl) comparativ cu dieta SC (359 ± 28 mg/dl, P Tabelul 1). În concordanță cu observațiile clinice (10, 11), colesterolul total seric nu a fost diferit pe LCHP (1.408 ± 251 mg/dL) comparativ cu WD, dar semnificativ mai mare decât controlul SC (P Fig. 2 A). În mod similar, nivelurile de trigliceride, insulină de post și glucoză nu au diferit între șoarecii alimentați cu WD și LCHP (Tabelul 1).
tabelul 1.
Markeri serici ai riscului cardiovascular după 6 săptămâni pe diete
| Colesterol total (mg/dL) | 358,7 ± 28,3 | 1470 ± 170,7 * | 1408 ± 251,2 * |
| Trigliceride (mg/dL) | 108,0 ± 6,9 | 95 ± 27,8 | 155 ± 60,7 |
| Acizi grași neesterificați (mEq/dl) | 0,55 ± 0,16 | 0,86 ± 0,16 | 1,40 ± 0,26 *, ** |
| Glucoza (post; mg/dL) | 136 ± 6,9 | 185 ± 20,5 | 142 ± 17,7 |
| Glucoza (nedorita; mg/dL) | N/A | 406,9 ± 58,9 | 274,2 ± 51,0 ** |
| Insulină (ng/ml) | 307,5 ± 322,2 | 432,9 ± 477,9 | 308,5 ± 205,4 |