Pradinė hiperinsulinemija ir vėlesni β ląstelių disfunkcijos atvejai yra susiję su padidėjusiu palmitato kiekiu vaikų tyrimai

Pradinė hiperinsulinemija ir vėlesni β ląstelių disfunkcijos atvejai yra susiję su padidėjusiu palmitato kiekiu vaikų tyrimai

Anonim

Dalykai

  • Ląstelių biologija
  • Vaikų tyrimai
  • Transliaciniai tyrimai

Anotacija

Pagrindiniai faktai:

Su nutukimu susijusio diabeto paplitimas vaikystėje didėja, o nesteterifikuotų riebiųjų rūgščių kiekis kraujyje gali būti ryšys. Čia buvo tiriamas ryšys tarp palmitato ir insulino sekrecijos in vivo ir in vitro .

Metodai:

Buvo įtraukti nutukę ir liekni vaikai ir paaugliai ( n = 80). Nevalgius buvo matuojama palmitatas; insulinas ir gliukozė per burnos gliukozės tolerancijos testą (OGTT). Žmogaus salelės buvo kultivuojamos nuo 0 iki 7 dienų, esant 0, 5 mmol / l palmitatui. Išmatuota gliukozės stimuliuota insulino sekrecija (GSIS), insulino kiekis ir apoptozė.

Rezultatai:

Nutukusių asmenų nevalgiusio palmitato koncentracija buvo nuo 0, 10 iki 0, 33 mmol / l, o vidutinis lygis buvo didesnis nei liesų. Nors nutukę vaikai, kurių padidėjęs palmitatas (> 0, 20 mmol / l), padidino insulino kiekį OGTT metu, nutukę paaugliai, turintys aukštą palmitatą, atitolino pirmosios fazės insulino atsaką. Žmogaus salelėse, veikiamose palmitatu 2 dienas, GSIS sustiprėjo du kartus, bet po 7 dienų buvo susilpnintas. Intraceliulinio insulino kiekis sumažėjo priklausomai nuo laiko salelėse, auginamose su palmitatu, ir padidėjo suskaidytos kaspazės 3 kiekis.

Išvada:

Greitas paryškintas ir uždelstas insulino sekrecijos atsakas, stebimas atitinkamai nutukusiems vaikams ir paaugliams, esant aukštam palmitatų kiekiui, gali atspindėti salų sekrecinio aktyvumo ir vientisumo pokyčius, kuriuos sukelia ilgas riebalų rūgšties poveikis.

Pagrindinis

Vaikų nutukimas yra susijęs su 2 tipo cukriniu diabetu (T2DM), o vaikų nutukimo ir T2DM paplitimas padidėjo (1). Nutukimas paprastai vyksta prieš pasireiškiantį T2DM ir turi įtakos tiek insuliną išskiriančioms β ląstelėms, tiek audiniams, į kuriuos nukreiptas insulinas (2). Iš tikrųjų maždaug 85% vaikų, sergančių T2DM, turi antsvorio ar yra nutukę (3). Taigi nutukusiems vaikams padidėja metabolinių komplikacijų rizika jau jaunystėje (4), todėl nutukimo epidemija kelia rimtą grėsmę pasaulio sveikatai.

Didesnė cirkuliuojančių neesterifikuotų riebiųjų rūgščių (NEFA) koncentracija buvo įtraukta kaip veiksnys, jungiantis nutukimą su T2DM (5). Didelė NEFA koncentracija stebima tiek nutukusiems suaugusiesiems (5, 6), tiek vaikams (7) ir yra susijusi su insulino sekrecija in vivo (8, 9). Tarp cirkuliuojančių NEFA yra gausiausias sočiųjų riebalų rūgščių palmitatas (C16: 0) (10). Anksčiau palmitatas buvo siejamas su pogimdyminiu insulino sekrecija ir jautrumu insulinui in vivo (11) ir buvo išsamiai tiriamas in vitro , atsižvelgiant į salelių β ląstelių funkcijos ir masės sumažėjimą po ilgo poveikio (12). Neigiamą poveikį lėtiniam palmitatų poveikiui sudaro sfingolipidų metabolizmo pokyčiai, oksidacinio streso inicijavimas, gliukokinazės sumažėjęs reguliavimas ir endoplazminio retikulinio streso atsako suaktyvinimas (13, 14, 15, 16, 17, 18). Be to, palmitatas slopina insulino perdirbimą, todėl padidėja proinsulino ir insulino santykis (19). Priešingai, kai smarkiai padidėja palmitato koncentracija, stimuliuojama insulino sekrecija (20, 21), kur svarbus vaidmuo tenka laisvojo riebalų rūgšties 1 receptoriui (22).

Čia mes ištyrėme, kaip padidėjęs palmitato lygis yra susijęs su insulino sekrecijos atsaku į gliukozę nutukusiems vaikams ir paaugliams, taip pat izoliuotoms žmogaus salelėms. Skerspjūvio tyrimas in vivo buvo papildytas in vitro metodu, kai fiksuotų palmitatų koncentracijų poveikis buvo tiriamas kontroliuojamoje išilginėje aplinkoje. Mes iškėlėme hipotezę, kad nutukusiems vaikams, turintiems didelę palmitato koncentraciją, insulino sekrecija yra akcentuojama, o nutukusiems paaugliams vėliau ji sutrinka.

Rezultatai

Palmitato ir insulino koncentracijos pasninko metu

Nevalgius palmitatų lygis parodė apytiksliai keturgubą diapazoną visoje tiriamojoje populiacijoje ir paprastai pasiskirstė vidutiniškai 0, 19 mmol / l ( 1a pav. ). Nutukusių asmenų palmitato lygis buvo didesnis ( 1b paveikslas ). Badavimas nevalgius nebuvo susijęs nei su lytinio brendimo stadija (amžiumi) ( 1 lentelė ), nei su lytimi (duomenys nepateikti). Nutukusių asmenų badavimo nevalgius lygis buvo maždaug tris kartus didesnis nei liesų asmenų ( 1 lentelė ). Insulinas nevalgius nevalgius koreliavo su palmitato lygiu visai tiriamai populiacijai ( P <0, 005) ( 1c paveikslas ). Analizuodami nutukusius ir liesus pogrupius atskirai, liesi tiriamieji neparodė koreliacijos. Nutukusių asmenų organizme buvo pastebėtas teigiamas ryšys ( P = 0, 09). Tačiau nevalgius gliukozės lygis grupėse nesiskyrė ( 1 lentelė ).

Image

Nutukusių ir liesų asmenų palmitato lygis . Pasninkavusio palmitato koncentracija 40 nutukusių (juodų juostų ir apskritimų) ir 40 liesų (baltų juostų ir apskritimų) vaikų ir paauglių pasiskirstymas ( a lentelė), vidutinė koncentracija ± SEM ( b grupė) ir koreliacija su nevalgiusio insulino rodikliais ( c lentelė). . C skydelyje; R spearman = 0, 335, P = 0, 0029 visai tiriamai populiacijai; R spearman = 0, 275, P = 0, 0902 nutukusiems vaikams ir R spearman = –0, 0553, P = 0, 7416 liesiems vaikams; grafike parodyta visos tiriamosios populiacijos regresijos linija. * P <0, 05 palyginti su lieknais subjektais b skydelyje.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Pilno dydžio lentelė

Norėdami toliau tirti nevalgiusio palmitato ir insulino koncentracijos ryšį tarp vaikų ir paauglių, turinčių nutukimą, nutukę tiriamieji buvo suskirstyti į dvi grupes: „žemos palmitacijos“ ir „aukštos palmitacijos“, kurių mediana buvo 0, 20 mmol / l. Žemo ir aukšto palmitato grupės buvo dar suskirstytos į vaikus ir paauglius pagal lytinio hormono lygį. Nutukusiems vaikams, kuriems yra didelis palmitatų kiekis, nevalgius insulinas buvo 180 ± 21 pmol / l, ty dvigubai didesnis nei nutukusių vaikų, kurių palmitatų lygis žemas, ir penkis kartus didesnis nei liesų vaikų ( 1 lentelė ). Nutukę paaugliai, turintys aukštą palmitatų koncentraciją, nevalgius padidino 161 ± 30 pmol / l insulino koncentraciją, o tai nesiskyrė nuo nevalgiusio insulino koncentracijos nutukusiems paaugliams, kurių palmitatų lygis žemas, tačiau 2, 5 karto didesnė nei liesiems paaugliams ( 1 lentelė ).

Insulino sekrecija per burnos gliukozės toleravimo testą

Nutukusiems vaikams, turintiems didelę palmitaciją, insulino kiekis smarkiai padidėjo ir jo koncentracija padidėjo po 30 min., Kai jo koncentracija buvo 1 597 ± 277 pmol / l ( 2a paveikslas ). Insulino kiekis vėliau sumažėjo, tačiau išliko didesnis nei liesiems vaikams per burnos gliukozės toleravimo testą (OGTT) ( 2b paveikslas ). Nutukusiems vaikams, turintiems žemą palmitatą, insulino lygis taip pat pasiekė aukščiausią lygį po 30 min., Bet tik ties 586 ± 91 pmol / l, kuris buvo panašus į liesus vaikus. Tiesą sakant, nutukusių vaikų, kurių žemas palmitato lygis, insulino kiekis OGTT metu, be nevalgiusio, buvo tik žymiai padidėjęs, palyginti su liesais vaikais 90 ir 120 minučių metu ( 2b paveikslas ). Insulino lygis per pirmąsias 30 minučių OGTT buvo toliau tiriamas. Ryškiausias sekrecijos greičio pokytis pastebėtas nutukusiems vaikams, kurių OGTT nuo 5 iki 10 min buvo aukšta palmitato koncentracija, kai insulino koncentracija vidutiniškai padidėjo iki 113 pmol / l / min., O maksimali vertė buvo 204 pmol / l /. min (moteris, 8 metų amžiaus) ( 2c paveikslas ). Galiausiai insulino kiekis buvo susijęs su sekrecijos greičiu nevalgius ir apskaičiuotas insulino sekrecijos padidėjimas, palyginti su pagrindiniu sekretu. Liesiems vaikams po 30 minučių stebėta 11 kartų didesnė insulino koncentracija ( 2d paveikslas ). Nutukusiems vaikams šis skaičius sumažėjo iki devynis kartus, neatsižvelgiant į palmitatų kiekį. Nutukusiems vaikams, turintiems žemą palmitatą, pradinis raukšlės padidėjimas statistiškai buvo mažesnis nei liesiems vaikams ( 2d paveikslas ).

Image

Insulino sekrecija nutukusiems ir liekniems vaikams . Nutukusių vaikų, kuriems yra aukštas (juodi apskritimai / juostos) arba žemas (juodi kvadratai / juostos) palmitato lygis, ir liesų vaikų (balti apskritimai / juostos), rodomi insulino kiekiai per burnos gliukozės tolerancijos testą (OGTT) ( a ir b lentelės). Parodyti insulino koncentracijos pokyčiai pirmosios insulino sekrecijos fazės metu ( c skiltis) ir insulino koncentracijos, palyginti su bazine koncentracija, per 30 minučių OGTT ( d skydelis). * P <0, 05 nutukę palyginti su liesa; P <0, 05 nutukęs su aukšta palmitatu palyginti su žemu palmitatu. P <0, 05 liesa, palyginti su nutukimu, esant mažai palmitatui. Rezultatai išreiškiami kaip vidurkis ± SEM 5–10 nutukusių ir 10–21 liesų asmenų per laiko tašką.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Nutukusiems paaugliams insulino koncentracija OGTT metu buvo susilpnėjusi ir, stebint gliukozę, buvo pastebėtas sulėtėjęs insulino lygio padidėjimas ( 3a pav. ). Vienintelis nutukusių ir liesų paauglių insulino lygio skirtumas buvo nevalgius, tačiau 1 valandą nutukę vaikai, turintys aukštą palmitatą, paprastai turėjo aukštesnį lygį nei liesi vaikai ( P = 0, 06) ( 3b paveikslas ). Mažiausias sekrecijos greičio pokytis pastebėtas nutukusiems paaugliams, kurių palmitatas padidėjo nuo 0 iki 5 min., Kai lygis pakilo vidutiniškai 2, 6 pmol / l / min., O min. Vertė buvo –4, 4 pmol / l / min (14 metų vyrams). y senas) ( 3c pav. ). Iš tiesų, šioje grupėje 1/3 rodė neigiamą insulino lygio pokytį per šį laikotarpį. Liesiems paaugliams insulino kiekis padidėjo 12 kartų ( 3d pav. ). Priešingai, nutukę paaugliai, nepaisant palmitatų lygio, padidėjo tik penkis kartus, ir tai buvo žymiai mažesnis nei liesų paauglių.

Image

Insulino sekrecija nutukusiems ir liekniems paaugliams . Nutukusiems paaugliams, kuriems yra aukštas (juodi apskritimai / juostos) arba žemas (juodi kvadratai / juostos) palmitato lygis, ir liesi paaugliai (balti apskritimai / juostos), parodomas gliukozės tolerancijos testas (OGTT). Parodyti insulino koncentracijos pokyčiai pirmosios insulino sekrecijos fazės metu ( c skiltis) ir insulino koncentracijos, palyginti su bazine koncentracija, per 30 minučių OGTT ( d skydelis). * P <0, 05 nutukę palyginti su liesa; P <0, 05 liesa palyginti su nutukimu su žemu ir aukštu palmitatu. Rezultatai išreiškiami kaip vidurkis ± SEM 5–10 nutukusių ir 10–21 liesų asmenų per laiko tašką.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Apskaičiuotas plotas po insulino kreivės per pradinę 30 min. AUC 30 min. Ir insulinogeninis indeksas (IGI), kad būtų galima toliau ištirti pirmosios fazės sekrecinį atsaką. Nutukusiems asmenims, kurių palmitatų lygis žemas, vaikų ir paauglių AUC 30 min nesiskyrė. Nutukusiems asmenims, kurių palmitato lygis yra aukštas, AUC 30min buvo reikšmingai didesnis, palyginti su paaugliais, liekniems ir nutukusiems vaikams, kurių palmitato lygis žemas ( 4a paveikslas ). Liesos ir nutukusios paauglės, kurių palmitato lygis yra žemas, parodė atitinkamai didesnį IGI nei vaikų ( 4b paveikslas ). Priešingai, IGI nesiskyrė tarp vaikų ir paauglių, turinčių aukštą palmitatą, tačiau vaikai, turintys aukštą palmitatą, turėjo didesnį IGI nei liesi vaikai ir nutukę vaikai, turintys žemą palmitatą ( 4b paveikslas ).

Image

Insulino sekrecijos indeksai. Insulino kiekis per pirmąsias 30 minučių per burnos gliukozės toleravimo testą (OGTT), AUC 0–30 min ( a grupė) ir insulino kiekis, susijęs su gliukozės pokyčiais per pirmąsias OGTT 30 minučių, insulinogeninis indeksas ( b grupė) liesoje vaikai (Ch) ir paaugliai (Ad) (balta juosta) bei nutukę vaikai ir paaugliai (juodos juostos), turintys didelę ir mažą palmitato (PA) koncentraciją. Rezultatai išreiškiami kaip vidurkiai ± SEM. * P <0, 05 nutukę palyginti su liesa; P <0, 05 nutukę, turintys aukštą palmitatą, palyginti su žemąja palmitate (toje pačioje brendimo stadijoje); P <0, 05 paauglių ir vaikų.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Gliukozės stimuliuoto insulino sekrecija iš izoliuotų žmogaus salelių, veiktų palmitatu

Gliukozės stimuliuota insulino sekrecija (GSIS) buvo matuojama iš salelių, kultivuojamų esant palmitatui, iki 7 d ( 5a pav. ). Palyginti su kontrolinėmis salelėmis, GSIS buvo dvigubai padidinta iš salelių, auginamų esant palmitatui, 2 dienas ( 5b paveikslas ). Padidėjimą paskatino padidėjęs insulino išsiskyrimas tiek per pirmąsias 10 minučių (pirmoji fazė) ( 5c paveikslas ), tiek po 10 minučių (antroji fazė) ( 5d paveikslas ), kai insulinas išsiskiria, esant 20 mmol / l gliukozės. Po 7 dienų auginimo esant palmitatui, GSIS buvo žymiai mažesnis nei po 2 dienų auginimo ( 5b paveikslas ). Insulino sekrecijos sumažėjimas buvo lygiagretus tiek pirmosios, tiek antrosios insulino sekrecijos fazės sumažėjimui ( 5c, d pav. ).

Image

Insulino sekrecija po gydymo palmitatais in vitro . Gliukozės stimuliuota insulino sekrecija iš izoliuotų žmogaus salelių, auginamų esant palmitatui, 0 (atviri apskritimai), 2 (uždari trikampiai) arba 7 (uždari kvadratai) dienas ( a lentelė). Po auginimo salelės buvo periferizuojamos, esant 2 ir 20 mmol / l gliukozės, kaip nurodyta. Insulinas, išleistas per 20 min. (B grupė), pirmąsias 10 min. (C skydą) ir paskutines 10 min. (D panelė) esant 20 mmol / l gliukozės, jei nurodyto auginimo laiko nėra (balta juosta) ar nėra palmitatų (juodos juostos) parodomi laikotarpiai. Keturių – aštuonių nepriklausomų eksperimentų atstovas ( a grupė). Rezultatai išreiškiami kaip vidurkiai ± SEM. * P <0, 05 palyginti su kontrole; P <0, 05 palyginti su 2 dienų kultūra.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Insulino kiekis ir apoptozė izoliuotose žmogaus salelėse, veikiamose Palmituoti

Insulino kiekis salelėse, kuriose 6 valandas ir 2 dienas buvo veikiama padidinta palmitacija, buvo panašus į kontrolinių salelių lygį ( 6a pav. ). Kiekis sumažėjo iki 50 ir 30% kontrolinių salelių lygio atitinkamai po 4 ir 7 dienų. Išvalyto kaspazės 3 kiekis nesiskyrė salelėse, kultivuojamose 2 ar 4 dienas, esant palmitatui. Apoptozinis žymeklis buvo maždaug 50% didesnis po 7 dienų ( 6b paveikslas ).

Image

Insulino kiekis ir apoptozė po gydymo palmitatais in vitro . Parodytas insulino kiekis ( a grupė) ir suskaidyta kaspazė 3 ( b grupė) izoliuotose žmogaus salelėse, veikiamose 0, 5 mmol / l palmitatu 0 (atvira juosta), 0, 25, 2, 4 arba 7 (uždarytos juostos) dienas. Rezultatai išreikšti kaip vidurkis ± SEM keturiems nepriklausomiems eksperimentams. * P <0, 05 palyginti su kontrole.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Diskusija

Šis tyrimas buvo skirtas ištirti ryšį tarp palmitato ir insulino sekrecijos, naudojant tiek in vivo kohortos, tiek in vitro modelius. Mes nustatėme, kad nutukusių vaikų ir paauglių palmitatų lygis buvo vidutiniškai 20% didesnis nei liesų asmenų, ir kad nuo palmitato ir insulino sekrecijos priklausomybės nuo laiko priklauso in vitro . Ankstesni tyrimai pranešė, kad cirkuliuojančiuose NEFA yra padidėjęs nutukimas ir T2DM (5), tuo tarpu kiti abejojo ​​NEFA ir riebalinio audinio ryšiu (23, 24). Padidėjęs NEFA sumažina insulino sekreciją, paprastai vadinamą lipotoksiškumu (25), kuriam iš dalies daro įtaką mitybos įpročiai (11). Palmitatas yra vienas iš gausiausiai cirkuliuojančių NEFA (10) ir buvo susijęs su β ląstelių funkcijos pokyčiais tiek in vivo (11, 26), tiek in vitro (13, 14, 15, 16, 17, 19, 22) , bet anksčiau nesusiję su hiperinsulinemija nutukusiems vaikams. Šiame tyrime mes nustatėme ryšį tarp nevalgiusio palmitato ir insulino lygio nutukusiems vaikams ir paaugliams. Panašu, kad toks ryšys nėra liesiems asmenims, o tai rodo, kad papildomi mechanizmai prisideda prie insulino sekrecijos reguliavimo, kai palmitato lygis yra normos ribose.

Labiausiai akcentuojamas insulino sekrecijos greičio padidėjimas reaguojant į gliukozę, taip pat didžiausias insulino kiekis buvo stebimas nutukusiems vaikams, turintiems aukštą palmitatų kiekį. Insulino kreivės kinetika buvo panaši į liesų asmenų, tačiau po 30 min. Jos pikas buvo aiškus - tai rodo, kad šiems asmenims vis dar būdingas normalus pirmosios fazės insulino atsakas ir kad jiems nėra tiesioginės T2DM išsivystymo rizikos (27). Be to, nutukę vaikai, turintys aukštą palmitatą, turėjo didžiausią IGI, tai rodo padidėjusį jautrumą gliukozei per pirmąsias 30 minučių, o tai patvirtina ankstesnį pranešimą apie padidėjusį IGI padidėjimą asmenims, kurių racione palyginti daug palmitatų (11). Kitas didelio sekrecijos insulino reakcijos aspektas yra jo galimas ankstyvasis nutukimo vystymosi veiksnys. Genetiškai modifikuotame pelių modelyje, kuriame insulino atsakas buvo maždaug 50% laukinio tipo pelių, šeriant labai kaloringa dieta, svorio padidėjimas nebuvo stebimas (28). Paaiškėjo, kad papildomas suvartojamų kalorijų kiekis šilumoje išsisklaidė riebaliniame audinyje, kuris išreiškė padidėjusį baltymų, susijusių su atjungimu, kiekį.

Tuo pačiu metu izoliuotos Langerhanso salelės po 2 dienų reagavo į padidėjusį palmitato kiekį su padidinta insulino sekrecija. Stebint hiperinsulinemiją nutukusiems vaikams, turintiems aukštą palmitatų kiekį, kartu su in vitro rezultatais galima teigti, kad didelis palmitatų kiekis gali pabrėžti β ląstelių atsaką į gliukozę vaikams. Tai gali būti dėl padidėjusio metabolizmo ir mitochondrijų kvėpavimo (29, 30). Priežastį reikia toliau išsiaiškinti in vivo atliekant mechanistinius eksperimentus, nes sočiosios riebalų rūgštys taip pat buvo susijusios su atsparumu insulinui (31, 32).

Nutukusiems paaugliams, kuriems yra aukšta palmitacija, insulino kiekis per pirmąsias 30 minučių nebuvo padidėjęs. Vietoj to, buvo pastebėtas uždelstas insulino pikas 60 min., Kuris buvo susijęs su gresiančiu gliukozės netoleravimu ir yra T2DM rizikos veiksnys suaugusiesiems (33). Iš tikrųjų per pirmąsias 5 OGTT minutes mažiausias sekrecijos laipsnis buvo stebimas nutukusiems paaugliams, kuriems buvo didelis palmitato lygis. Įdomu tai, kad 1/3 šios grupės asmenų parodė pradinį insulino koncentracijos sumažėjimą. Šis paradoksalus sekrecinis atsakas į gliukozę buvo susietas su sumažėjusiu β-ląstelių gebėjimu efektyviai metabolizuoti ir padidinti ATP / ADP santykį, dėl ko vėluojama uždaryti ATP priklausomus K + kanalus ir Ca 2+ antplūdžius per įtampą priklausančią L- tipo kanalai (34).

Salose, kuriose yra chroniškai aukštas palmitatų kiekis, padidėjo insulino sekrecija ir sutrikusi insulino sekrecija. Įdomu tai, kad sumažėjęs insulino kiekis įvyko prieš sutrikus insulino sekrecijai. Mes siūlome, kad sumažėjusi insulino sekrecija iš dalies yra dėl sumažėjusio insulino kiekio (16, 22), o tai gali atspindėti insulino biosintezės (35) nesugebėjimą ir sutrikusią insulino granulių (36) susidarymą, kad būtų palaikoma tinkama β ląstelių granuliacija fazėje. pailgėjęs padidėjęs insulino išsiskyrimas. Be to, egzocitozės mechanizmus veikia lėtinis gydymas palmitatais, mažinantis sekreciją (16, 37). Dabartiniame tyrime po 7 dienų gydymo palmitatais apoptozė buvo žymiai padidėjusi, o tai atitinka ankstesnį darbą (12, 15, 16, 22). Palmitatas gali sukelti apoptozę, sukurdamas tarpląstelinį keramidą ir padidindamas reaktyviąsias deguonies rūšis (12, 15, 38). Apibendrinant galima pasakyti, kad aukščiau paminėti gali būti sumažėjusio sekrecinio atsako mechanizmai, stebimi nutukusiems paaugliams, kuriems yra didelis palmitato lygis.

Mes pripažįstame, kad sunku išversti šio tyrimo in vivo ir in vitro rezultatus, ir keli aspektai riboja galimybes daryti išvadas. Jie apima palyginti nedidelę tiriamųjų populiaciją ir nėra atlikta išilginių analizių. Be to, priklausomai nuo mitybos įpročio, laikui bėgant, palmitato lygis gali skirtis (39). Be to, kraujyje yra papildomų NEFA, aminorūgščių ir hormonų, tokių kaip į gliukagoną panašus peptidas-1 ir skrandį slopinantis peptidas, kurie daro įtaką insulino sekrecijai. Be to, OGTT metu palmitatas nebuvo matuojamas. Kadangi tikimasi, kad padidėjus insulino kiekiui NEFA lygis sumažės (8), galima manyti, kad aukštas nevalgiusio palmitato kiekis daro tiesioginę įtaką insulino sekrecijai, daugiausia pirmosios reakcijos į insuliną metu, tačiau tai reikia patvirtinti.

Apibendrinant, mes siūlome remtis in vivo ir in vitro tyrimų įrodymais , kad hiperinsulinemija, stebima nutukusiems vaikams, kuriems padidėjęs nevalgiusio palmitato lygis, gali atspindėti padidėjusią insulino sekreciją, ir panašiai, kad nutukę paaugliai, turintys aukštą palmitaciją, gali sukelti sumažėjusį β- ląstelių funkcija. Jei šie aiškinimai yra teisingi ir dėl to reikia atlikti papildomą darbą, aukštas nevalgiusio palmitato lygis gali būti susijęs su padidėjusia T2DM vystymosi rizika.

Metodai

Studijų populiacija

Į skerspjūvio tyrimą buvo įtraukti 80 vaikų ir paauglių; 40 tiriamųjų, turinčių nutukimą (pagal amžių ir lytį koreguotas KMI ≥ 30), ir 40 liesų (KMI <25) asmenų. Tiriamieji buvo 3–18 metų amžiaus, maždaug tiek pat vyrų ir moterų. Visų tiriamųjų gliukozės lygis nevalgius buvo normalus ( 1 lentelė ) ir buvo Upsalos išilginio vaikų nutukimo tyrimo grupės dalis (40). Priešpubertaliniai ir brendimo periodo subjektai yra vadinami atitinkamai „vaikais“ ir „paaugliais“. Upsalos regioninis etikos komitetas patvirtino tyrimą (2010/036 ir 2012/318). Buvo gautas subjekto ir tėvų sutikimas.

Kraujo mėginių ėmimas ir matavimai

Kraujas buvo paimtas, kaip aprašyta anksčiau (40). Trumpai tariant, kraujas buvo imamas iš periferinės venos naudojant nejudantį kateterį. Po mėginių ėmimo etilenediamintetraacto rūgšties mėgintuvėliai, naudojami analizuojant palmitatus, buvo centrifuguojami 4 ° C temperatūroje, o plazma laikomi –72 ° C temperatūroje. Gliukozės (Abbott Architect, Abbott Diagnostics, Lake Forest, Ill.), Insulino (Cobas E602, Roche Diagnostics, Indianapolis, IN), folikulus stimuliuojančio hormono ir liuteinizuojančio hormono (Cobas E601, Roche Diagnostics, Indianapolis, IN) analizė (tiriamieji) kurių folikulus stimuliuojantis hormonas> 2 TV / l ir (arba) liuteinizuojantis hormonas> 0, 6 IE / l buvo laikomas lytinio brendimo) buvo atlikti Upsalos universiteto ligoninės laboratorijoje laikantis vietinių standartinių operacinių procedūrų. Atliekant insulino analizę, nebuvo paimti kraujo mėginiai su hemolize.

Palmitato matavimai

Cirkuliacinis palmitato kiekis buvo kiekybiškai įvertintas plazmos mėginiuose, kaip aprašyta anksčiau (10). Trumpai tariant, užšaldyti plazmos mėginiai buvo atšildyti ir sumaišyti su vidiniu etalonu (heptano rūgštimi, C17: 0). Po to lipidai buvo ekstrahuojami ir daromi amidavimo būdu. Galiausiai amido dariniai buvo analizuojami naudojant dujų chromatografijos masės spektrometriją (TQ-GC – MS / MS; Bruker Daltonics Inc., Billerica, MA, JAV). Identifikavimas atliktas palyginant standartinių riebalų rūgščių amidų mėginių masių spektrus su tiriamaisiais mėginiais.

Burnos gliukozės toleravimo testas

OGTT buvo atliktas, kaip aprašyta anksčiau (40). Trumpai tariant, išgėrus gliukozės tirpalo (1, 75 g gliukozės vienam kūno masės kilogramui, daugiausia 75 g), kraujo mėginiai buvo paimti po 5, 10, 30, 60, 90 ir 120 min. Kai kuriems tiriamiesiems nepavyko užpildyti OGTT.

Žmogaus salos izoliacija ir kultūra

Žmogaus salelės, kurių grynumas ne mažesnis kaip 60%, buvo išskirtos iš mirusių suaugusių donorų. Į tyrimą buvo įtraukti 40–65 metų moterų ir vyrų, sergančių ne cukriniu diabetu, donorai. Kultūra buvo atlikta CMRL 1066 terpėje (Invitrogen, Paisley, JK), turinčioje 10% vaisiaus vaisiaus serumo (Invitrogen), 1% penicilino-streptomicino ir 1% glutamino (Invitrogen), esant 37 ° C ir 5% CO 2 . Palmitatas (Sigma Aldrich, Sent Luisas, MO) buvo paruoštas kaip aprašyta anksčiau (22) iki galutinės 0, 5 mmol / l koncentracijos su 0, 5% BSA (Roche Diagnostics, Manheimas, Vokietija) ir pridedamas prie auginimo terpės. Kultūros trukmė buvo nustatyta 0 (kontrolinė), 0, 25, 2, 4 arba 7 d. Etinis patvirtinimas visoms procedūroms, susijusioms su žmonių salelėmis, buvo gautas Upsala regioninėje etikos taryboje (2010/006).

GSIS

Po kultivavimo buvo atrinktos gyvybingos salelės ir periferizuotos Krebs-Ringer bikarbonato HEPES buferiu, turinčiu 2 mmol / l gliukozės, 60 minučių, kaip aprašyta anksčiau (22). Vėliau gliukozės koncentracija buvo padidinta iki 20 mmol / l ir perfuzija buvo tęsiama dar 20 minučių, o perifuzatas surenkamas po 2, 4, 6, 10, 15 ir 20 minučių. Pirmos fazės insulino sekrecija buvo apibrėžta kaip pradinė 10 min., Padidinus gliukozės koncentraciją iki 20 mmol / l, o kitos 10 min. - kaip antrosios fazės insulino sekrecija. Insulino kiekybinis nustatymas mėginiuose, gautuose iš salelių periferijos, buvo atliktas naudojant fermentais susietą imunosorbentų tyrimą, kaip aprašyta anksčiau (22), ir insulino dalis normalizuota iki bendro baltymo, matuojamo Lowry.

Insulino kiekis ir apoptozės matavimai

Po auginimo salelės buvo dedamos į šaltą lizės buferį (1% Triton ir 0, 1% proteazę slopinančio kokteilio fosfato buferiniame tirpale) ir inkubuojamos purtyklėje 60 min. Salos po to buvo sonifikuotos ant ledo. Insulino kiekis buvo kiekybiškai įvertintas atlikus imunofermento ryšį su fermentais, kaip aprašyta anksčiau (22). Išvalyta kaspazė 3 (Cell Signaling, Danvers, MA) buvo išmatuota kaip apoptozės žymeklis ir kiekybiškai įvertinta Western blot metodu. Imunoreaktyvios juostos buvo vizualizuotos chemiliuminescencija, naudojant „ChemiDoc XRS +“ sistemą (BioRad, Hercules, CA), ir kiekybiškai įvertintos naudojant „Quantity One“ (BioRad). Normalizavimui buvo naudojamas β-aktinas (ląstelių signalizacija).

Skaičiavimai ir statistinė analizė

Duomenys buvo tikrinami normaliam pasiskirstymui atlikti naudojant D'Agostino & Pearson omnibuso normalumo testą. ANOVA buvo naudojamas grupėms lyginti, po to atliktas post hoc testas (Manno-Whitney ir Bonferroni testai). Insulino sekrecijos norma; buvo apskaičiuotas koncentracijos pokytis tarp skirtingų OGTT laiko taškų per minutę. Postprandialinis insulino sekrecija anksčiau buvo tiriama IGI ir AUC (11). Insulino AUC 30 min apskaičiuoti buvo naudojama trapecijos taisyklė, o IGI buvo apskaičiuota pagal formulę Insulinas (30 min – 0 min) / Gliukozė (30 min – 0 min) . Grupės statistika pateikiama kaip vidurkis ± SEM. Statistinė analizė buvo atlikta naudojant „GraphPad Prism 6.0c“ („GraphPad Software“, La Jolla, CA). Buvo nustatytas statistinis reikšmingumas P <0, 05.

Finansinės paramos ataskaita

Šį tyrimą rėmė Europos Komisijos 7BP projektas „Beta-Judo“ (stipendijos numeris 279153), Švedijos diabeto asociacija (subsidijos numeris DIA 2013–043), Švedijos medicinos tyrimų taryba (72X-14019), Upsalos regioninių tyrimų taryba, Upsala University Innovation, Gillbergska. Fondas, Šeimos Ernforso fondas (dotacijos numeris 150430) ir SRC 621-2011-4423, 2015-4870.

Atskleidimas

Nėra atskleisti.