O dietă bogată în grăsimi și bogată în calorii de 5 zile afectează sensibilitatea la insulină la bărbații tineri din Asia de Sud sănătoși

Abstract

Introducere

Incidența diabetului de tip 2 crește rapid la nivel mondial, în special la persoanele cu descendență din Asia de Sud (SA) (1). SA provin din subcontinentul indian și reprezintă o cincime din populația lumii. Atât AS native, cât și cele migrante prezintă un risc ridicat de a dezvolta diabet de tip 2, comparativ cu caucazienii (Cs) (2-4). Prevalența diabetului de tip 2 nu este doar de patru până la șase ori mai mare, dar apare și la o vârstă mai mică și cu un IMC mai mic (4-6). Mai mult, riscul de complicații cardiovasculare și renale este mai mare (7-10). Cauza fundamentală a acestui risc în exces este încă incomplet înțeleasă și doar câteva studii aprofundate au fost efectuate pentru a investiga patogeneza diabetului de tip 2 în SA (11,12).

calorii

Observația că SA are un conținut ridicat de lipide hepatice și intramiocelulare în comparație cu persoanele cu descendență C (13,14) ar putea sugera că SA au o β-oxidare a acidului gras mitocondrial (FA) afectată fie în mușchiul scheletic și/sau în țesutul adipos, rezultând depunerea de grăsime ectopică în țesuturile periferice, ducând în cele din urmă la rezistența la insulină (IR) și alte disfuncții metabolice (15). Prin urmare, AS pot fi mai puțin capabile să facă față dietei bogate în grăsimi (HF) de tip occidental în comparație cu Cs.

Interesante în acest context sunt descoperirile recente cu privire la calea rapamicinei (mTOR) a mamiferelor care conțin nutrienți și energie. Calea mTOR reglează creșterea celulară în funcție de starea energiei celulare și disponibilitatea nutrienților (16). Complexul mTOR activat 1 (mTORC1) controlează procesele celulare cheie [de exemplu, inhibă semnalizarea insulinei (17) și joacă un rol crucial în reglarea metabolismului oxidativ și a biogenezei mitocondriale (18-21)]. Important, mTORC1 pare, de asemenea, să promoveze sinteza și stocarea lipidelor, inhibând în același timp procesele care duc la consumul de lipide (22). Într-adevăr, există dovezi în creștere că mTORC1 suprimă FA β-oxidarea (21,23,24). Prin urmare, presupunem că diferențele în activitatea mTOR între cele două etnii pot sta la baza sau pot contribui la creșterea riscului de diabet de tip 2 în AS.

Scopul acestui studiu a fost de a investiga dacă adaptarea metabolică la o dietă de 5 zile cu HF, bogată în calorii (HFHC) este diferită între bărbații tineri, sănătoși slabi SA și Cs potrivite. În special, ne-a interesat dacă există diferențe în activitatea mTOR în mușchiul scheletic între cele două etnii, atât la momentul inițial, cât și ca răspuns la dieta HFHC. Mai mult, au fost evaluate sensibilitatea la insulină hepatică și periferică, oxidarea substratului, distribuția grăsimii abdominale, semnalizarea insulinei mușchilor scheletici și conținutul lanțului respirator mitocondrial.

Proiectare și metode de cercetare

Subiecte

Doisprezece SA olandeze și 12 C olandezi, slabi (IMC 2) și bărbați sănătoși, cu vârsta cuprinsă între 19 și 25 de ani, cu antecedente familiale pozitive de diabet de tip 2, au fost înscriși prin reclame locale. Subiecții au fost supuși unui screening medical, incluzând istoricul lor medical, un examen fizic, teste de chimie a sângelui și un test de toleranță orală la glucoză pentru a exclude persoanele cu diabet de tip 2, conform criteriilor Asociației Americane a Diabetului din 2010. Alte criterii de excludere au fost exercițiile fizice riguroase, fumatul și schimbarea recentă a greutății corporale. Studiul a fost aprobat de Comitetul etic medical al Centrului Medical al Universității Leiden și realizat în conformitate cu principiile Declarației revizuite de la Helsinki. Toți voluntarii au dat consimțământul scris în scris înainte de participare.

Design de studiu

Subiecții au fost studiați înainte și după o dietă HFHC de 5 zile, constând din dieta obișnuită a subiectului suplimentată cu 375 ml de cremă pe zi (1.275 kcal/zi, 94% grăsime). La sfârșitul primei zile de studiu, subiecții au primit 15 căni de 125 ml de smântână. Ei au fost instruiți să-și continue dieta obișnuită și, pe deasupra, să consume trei căni de smântână pe zi direct după o masă, pentru a se asigura că pot respecta obiceiurile lor alimentare obișnuite. În plus, au ținut un jurnal alimentar înainte și în timpul dietei HFHC pentru a estima aportul dietetic normal, pentru a maximiza respectarea dietei și pentru a verifica conformitatea și comportamentul de compensare. Jurnalele au fost introduse și analizate folosind o aplicație specializată de Internet (http://www.dieetinzicht.nl, în olandeză). Conformitatea a fost măsurată solicitând subiecților să aducă cești rămase, întrebând, analizând jurnalele alimentare și parametrii de laborator. Subiecții au fost instruiți să nu modifice obiceiurile de viață și să nu efectueze activitate fizică în ultimele 48 de ore înainte de zilele de studiu. Studiile de rezonanță magnetică (RM) au fost efectuate cu puțin timp înainte și în a cincea zi a dietei HFHC. Studiile metabolice au fost efectuate cu 1 zi înainte și 1 zi după dietă.

Studii MR

Depozitele de grăsime abdominală au fost cuantificate cu imagistica RM cu turbo spin-echo utilizând un scaner MR de 1,5 Tesla pentru tot corpul (Gyroscan ACS-NT15; Philips, Best, Olanda) la 4 ore după ultima masă (25). În timpul unei rețineri a respirației, s-au obținut trei imagini transversale la nivelul L5. Volumele depozitelor de grăsime viscerală și subcutanată au fost cuantificate utilizând software-ul analitic MASS (Medis, Leiden, Olanda). Numărul de pixeli a fost convertit în centimetri pătrat și înmulțit cu grosimea feliei (10 mm). Conținutul de trigliceride hepatice (HTG) a fost evaluat prin spectroscopie MR cu protoni (26). S-a obținut un spectru fără suprimarea apei, patru medii, ca standard intern, și 64 medii au fost colectate cu suprimarea apei. Spectrele au fost montate utilizând software-ul de interfață utilizator MR bazat pe Java (versiunea jMRUI 2.2) (26). Procentul semnalelor trigliceridelor hepatice a fost calculat ca: (amplitudine semnal trigliceride hepatice/amplitudine semnal apă) × 100.

Studii metabolice

Măsurătorile antropometrice, o clemă hiperinsulinemică-euglicemică în doi pași cu izotopi stabili și calorimetria indirectă au fost efectuate după un post peste noapte. În plus, s-au obținut biopsii ale mușchilor scheletici. Grăsimea și masa corporală slabă (LBM) au fost evaluate prin analiza impedanței bioelectrice (Bodystat 1500; Bodystat Ltd., Douglas, Marea Britanie).

Clemă hiperinsulinemică-euglicemică

O clemă hiperinsulinemică-euglicemică în 6 etape în 2 h a fost realizată așa cum s-a descris anterior (27). Pe scurt, s-a folosit o perfuzie constantă amorsată de trasor de glucoză ([6,6-2 H2] -glucoză; 0,22 μmol/kg/min) pentru a determina ratele de apariție a glucozei (Ra) și eliminarea glucozei (Rd). La momentul (t) = 120 min (pasul 1) și t = 240 min (pasul 2), o perfuzie constantă amorsată de insulină (pasul 1: 10 mU/m 2/min; pasul 2: 40 mU/m 2/min ) a fost început și glucoza 20% îmbogățită cu 3% [6,6-2 H2] -glucoză a fost perfuzată cu o rată variabilă pentru a menține nivelul glucozei la 5,0 mmol/L. În stare bazală (t = 0 min), la sfârșitul perioadei noninsulin-stimulate (t = 95-115 min) și la sfârșitul fiecărei etape (t = 210-240 min și t = 330-360 min), au fost prelevate probe de sânge pentru determinarea glucozei, insulinei, C-peptidei, FA libere (FFA) și [6,6-2 H2] -glucoză - activitate specifică.