Асоціації між метаболічними профілями амінокислот, ліпідів та глюкози при дитячому ожирінні BMC
Анотація
Передумови
Як повідомляється, профілі амінокислот без плазми корелюють із ожирінням та метаболізмом глюкози, і їх вивчали як потенційно корисні біомаркери захворювань, пов’язаних із способом життя, що впливають на обмін речовин у дорослому віці. Однак знань про ці стосунки бракує дітям, незважаючи на зростаючу проблему громадського здоров'я, спричинену дитячим ожирінням.
Метою цього дослідження було оцінити, чи можуть профілі амінокислот без плазми служити корисними біомаркерами захворювань, пов’язаних із способом життя, у дітей із ожирінням.
Методи
У цьому ретроспективному дослідженні використовувались медичні записи 26 пацієнтів (15 чоловіків, 11 жінок) у віці 9 або 10 років із середнім або важким ожирінням та гіперліпідемією у період з квітня 2015 року по березень 2017 року. Ступінь ожиріння 30% і більше визначали як середній або важкий. Рівні амінокислот порівнювали між ожирілими дітьми з порушенням толерантності до глюкози та без нього за допомогою t-тесту або U-тесту Манна-Уїтні. Крім того, вплив таких факторів, як товщина середовища інтими, холестерин ліпопротеїдів низької щільності, холестерин ліпопротеїдів високої щільності, амінокислоти та оцінка моделі гомеостазу - резистентність до інсуліну (HOMA-IR) аналізували попарно, використовуючи кореляцію Пірсона або ранг Спірмена.
Результати
HOMA-IR позитивно корелював з валіном, лейцином (Leu), ізолейцином, фенілаланіном, триптофаном, метіоніном, треоніном, лізином, аланіном, тирозином, глутаматом (Glu), проліном, аргініном, орнітином, загальними вільними амінокислотами (усі
Передумови
Профілі амінокислот (АА) використовувались як біомаркер ожиріння та СД. Раніше ми повідомляли, що плазмові концентрації валіну (Val), лейцину (Leu) та ізолейцину (Ile), а також загальні амінокислоти з розгалуженим ланцюгом (BCAA), аланін (Ala), цитрулін (Cit) та пролін ( Pro), були значно вищими у діабетичних мишей, ніж у звичайних мишей [5]. Ван та співавт. [6] повідомив про 12-річне подальше дослідження, яке показало, що рівні BCAA, тирозину (Tyr) та фенілаланіну (Phe) у плазмі можуть бути провісниками майбутнього розвитку діабету у недіабетних суб'єктів. Інші дослідження повідомляли про значну асоціацію між плазмовими рівнями певних АА та індексом маси тіла (ІМТ) [7], АА та регуляцією глюкози [8]. У дослідженні японського ожиріння Такашина та співавт. [9] повідомляв про специфічні асоціації між певними АА, включаючи Val, Leu, Ala та Cit, тип/ступінь ожиріння та показники регуляції глюкози/інсуліну у дорослих японців із нормальним метаболізмом глюкози.
У цьому дослідженні ми проаналізували взаємозв'язок амінокислот крові та метаболічних станів ожиріння, щоб оцінити, чи можуть профілі амінокислот без плазми стати корисними біомаркерами захворювань, пов'язаних із способом життя, у дітей із ожирінням. Більше того, ми обговорили метаболічну роль амінокислот у дітей із ожирінням. Це дослідження включало клінічне лабораторне обстеження та вимірювання товщини внутрішньої середовища внутрішньої сонної артерії як маркера метаболічного стану.
Методи
Вивчати дизайн
Ми ретроспективно вивчили медичну документацію 26 пацієнтів (чоловіки: 15, жінки: 11), віком 9 або 10 років, які були представлені у відділенні педіатрії Університетської лікарні Кумамото із середнім та важким ожирінням (визначається як ступінь ожиріння ≥30 %) на першому та другому (через 6 місяців) скринінгах, проведених у місті Кумамото у період з квітня 2014 р. по березень 2016 р. Ступінь ожиріння розраховували за формулою: ([реальна вага тіла – стандартна вага тіла залежно від віку] ÷ стандарт вага × 100), як визначено Японським товариством дитячої ендокринології [10].
Клінічна оцінка
Клінічна інформація, включаючи вік, стать, симптоми, сучасний стан, історію хвороби, вживання ліків та сімейну історію, реєструвалась у стандартизованій формі даних обстежуваним медичним персоналом під час відвідувань пацієнтів. Ступінь ожиріння, індекс маси тіла (ІМТ), артеріальний тиск, сечова кислота (UA), функція печінки [аланінамінотрансфераза (ALT), аспартатамінотрансфераза (AST), лактатдегідрогеназа (LDH) та γ-глутамілтрансфераза (γ- GTP)], толерантність до глюкози [рівень глюкози в крові натще, інсулін, C-пептид та оцінка моделі гомеостазу - резистентність до інсуліну (HOMA - IR)] та рівень ліпідів у крові [загальний холестерин (T-CHO), холестерин ліпопротеїдів низької щільності ( Оцінювали LDL-CHO), холестерин ліпопротеїдів високої щільності (HDL-CHO) та тригліцериди (TG)]. Зразки крові дітей з ожирінням збирали після голодування протягом 12 год.
Визначення рівня амінокислот та вимірювання товщини інтими середовища
Амінокислоти плазми аналізували за допомогою мас-спектрометра рідинного хроматографа (SRL, Inc., Токіо, Японія). IMT внутрішньої лівої та правої сонних артерій вимірювали за допомогою ультразвукового апарату Aplio XG (Toshiba Medical System Corporation, Точігі, Японія) та переглядали двома техніками. ІМТ вимірювали в трьох точках обох внутрішніх сонних артерій і усереднювали (Додатковий файл 1).
Аналіз якості даних
Два дослідники, які не брали участі у медичному діагнозі, ультразвуковому дослідженні, аналізі крові чи оцінці медичної карти, провели дані та статистичний аналіз у цьому дослідженні.
Статистичний аналіз
Ми порівняли рівень амінокислот у дітей із ожирінням із порушенням толерантності до глюкози та без нього за допомогою t-тесту або U-тесту Манна – Уїтні. Фактори IMT, LDL- і HDL-CHO (співвідношення LDL/HDL), амінокислоти, HOMA-IR та UA аналізували попарно, використовуючи кореляцію Пірсона або кореляцію рангу Спірмена в IBM SPSS Statistics ver. 25. HOMA-IR та UA були залежними змінними для прогнозування значень амінокислот у крові, такими як Val, Leu та Ile, які є незалежними змінними. Співвідношення IMT та LDL/HDL не були залежними змінними для значень амінокислот у крові. Двостороннє значення ймовірності
Результати
Клінічні спостереження
У цьому дослідженні ми оцінили 15 чоловіків (вік: 122,2 ± 4,2 місяця) та 11 жінок (вік: 122,9 ± 4,1 місяця) з ожирінням. Їх висота, вага та ІМТ становили 140,4 ± 6,4 та 140,0 ± 4,2 см, 46,6 ± 7,6 та 45,8 ± 6,9 кг та 23,5 ± 2,5 та 23,3 ± 2,4, відповідно (Додатковий файл 1).
У дев'ятнадцяти відсотків (5/26) дітей із ожирінням у цьому дослідженні розвинулось просте ожиріння без відхилень у даних крові, у 58% (15/26) - гіперхолестеринемія (LDL-CHO ≥ 140 мг/дл), 19% (5/26) розвинулася гіпертригліцеридемія (TG ≥ 120 мг/дл), у 8% (2/26) розвинулася гіпоHDLemia (HDL-CHO 30 МО/л). Жодне з дітей не виявило значних атеросклеротичних уражень ні в одній із своїх внутрішніх сонних артерій. Середнє значення IMT становило 0,54 ± 0,06 мм (ліворуч: 0,55 ± 0,07 мм; праворуч: 0,54 ± 0,07 мм).
Кореляції, що стосуються рівня ліпідів
Рівні T-CHO та LDL-CHO негативно корелювали з ІМТ, HOMA-IR, рівнем інсуліну в крові та γ-GTP (табл. 1). Рівні ЛПВЩ негативно корелювали з IMT ( = 26; = 0,039), а співвідношення ЛПНЩ/ЛПВЩ позитивно корелювали з IMT ( = 26; = 0,023) (таблиця 1). Ми також спостерігали негативну кореляцію між співвідношенням ЛПНЩ/ЛПВЩ та рівнем Tyr у крові. Додатковий файл 1 містить деталі порівняння лабораторних метаболічних даних між ожирілими дітьми із співвідношенням ЛПНЩ/ЛПВЩ ≤ 2,0 та співвідношенням ЛПНЩ/ЛПВЩ> 2,0. Не було суттєвих зв'язків між співвідношенням ЛПНЩ/ЛПВЩ та співвідношенням HOMA-IR або ЛПНЩ/ЛПВЩ та амінокислотами (таблиці 1 та 2, додатковий файл 1). Однак співвідношення ЛПНЩ/ЛПВЩ позитивно корелювало з IMT (Додатковий файл 1).
Кореляції, що включають резистентність до інсуліну
На рисунку 1 показані діаграми розсіювання, що демонструють кореляцію між рівнями HOMA-IR та амінокислотами. HOMA-IR позитивно корелював з Val, Leu, Ile, Phe, триптофаном (Trp), метіоніном (Met), треоніном (Thr), лізином (Lys), Ala, Tyr, глутаматом (Glu), Pro, аргініном (Arg), орнітин (Orn) та загальні вільні амінокислоти (TFAA) (усі Рис. 1