Прийом макроелементів викликає потенційне значення окисного та запального стресу

Пареш Дандона

1 відділ ендокринології, діабету та метаболізму, Державний університет Нью-Йорка в Буффало та Калейда Здоров'я, 3 ворота, коло Буффало, Нью-Йорк, 14209, США.

2 Кафедра біохімії та молекулярної біології (проект BK21), Медичний дослідницький центр біореакції на реакційноздатні кисневі види та біомедичний науковий інститут, Медичний факультет, Університет Кюн Хі, Сеул, 130-701, Корея.

Хусам Ганім

Аджай Чаудхурі

Сандіп Діндса

Сон Су Кім

Анотація

Зі збільшенням глобальної епідемії ожиріння та діабету 2 типу із супутнім збільшенням атеросклеротичних захворювань стало необхідним розслідування впливу різних макроелементів та харчових продуктів. Таке дослідження дозволить нам краще зрозуміти взаємозв'язок між прийомом різних макроелементів та патогенезом механізмів, що лежать в основі регуляції чутливості та резистентності до інсуліну, окисного стресу та запалення, регулювання голоду та ситості та атерогенезу. Цей огляд охоплює перше десятиліття роботи в цій галузі, пов’язану із споживанням звичної їжі та дієти з їх безпосередніми та довгостроковими результатами. Огляд також охоплює захоплюючу нову область протизапальної дії деяких продуктів харчування. Сподіваємось, всебічне розуміння цих дій макроелементів та їх довгострокових наслідків дозволить нам скласти комбінації їжі, що призведе до здорових харчових звичок та поліпшення загального стану здоров’я.

Вступ

Асоціація ожиріння з хронічним запаленням низького ступеня та резистентністю до інсуліну добре відома (Hotamisligil et al., 1993; Festa et al., 2000). Факти, що ожиріння є найпотужнішим фактором ризику розвитку діабету 2 типу, а також те, що підвищена концентрація/експресія медіаторів запалення у людей із ожирінням передбачає появу майбутнього діабету, також добре відомі (Pradhan et al., 2001). Крім того, також відомо, що діабет 2 типу також асоційований із хронічним запаленням (Pickup et al., 1997). Останні дані також демонструють, що медіатори запалення можуть перешкоджати передачі сигналу інсуліну (Hotamisligil et al., 1996; Ghanim et al., 2007a). Ці факти підкреслюють важливість запалення в патогенезі інсулінорезистентності та діабету 2 типу. Отже, який зв’язок між цими фактами і яким є походження цього запалення?

Вживання макроелементів, окислювальний стрес та запалення

Оскільки взаємозв'язок між ожирінням та резистентністю до інсуліну є динамічним, і збільшення ваги призводить до підвищення резистентності, а втрата ваги - до зниження резистентності до інсуліну, можливо, прийом макроелементів може мати вирішальне та центральне значення для цих відносин. Ця концепція змусила нас дослідити, чи прийом макроелементів призводить до посилення запалення, а обмеження калорій - до зменшення запалення. Оскільки окислювальний стрес і генерація активних форм кисню (АФК) призводять до активації окислювально-відновно-відновних факторів прозапальної транскрипції (Woronicz et al., 1997; Wang et al., 1999), ми також вивчали вплив споживання макроелементів та обмеження калорій щодо генерування АФК та окисного стресу.

Підвищений окислювальний стрес при ожирінні та його зворотний розвиток після обмеження калорій та втрати ваги

Дійсно, ожиріння людини пов’язане як із запальним, так і з окислювальним стресом. Концентрації тіобарбітурової кислоти, що реагують у плазмі (TBARS), 9-гідроксиоктадекадієнової кислоти (9-HODES) та 13-гідроксиоктадекадієнової кислоти (13-HODES), а також концентрація орто-тирозину та мета-тирозину в організмі ожиріння підвищена (Dandona et al., 2001a; Ghanim et al., 2004). Ці показники, а також генерування АФК мононуклеарними та поліморфноядерними речовинами різко падають із обмеженням калорій та втратою ваги протягом відносно короткого періоду протягом двох тижнів (Dandona et al., 2001b). Концентрації TNFα у плазмі та експресія TNFα в жировій тканині також збільшуються у людей, що страждають ожирінням, і, як правило, зменшуються із обмеженням калорій та втратою ваги (Dandona et al., 1998). Ці дані додатково підкріплюються тим фактом, що навіть у нормальних суб'єктів швидкість 48 годин призводить до зменшення генерування АФК на> 50%, а зменшення на 35% через 24 години (Dandona et al., 2001c). Це пов'язано з паралельним зменшенням експресії p47phox.

Незапальна та протизапальна їжа

З огляду на ці драматичні гострі ефекти прийому макроелементів для індукції окисного та запального стресу та не менш вражаючі наслідки обмеження калорій та втрати ваги при його скасуванні, піднімається питання про те, чи є якісь запальні продукти. Отримані три набори даних, що підтверджують цю концепцію. По-перше, алкоголь (300 калорій) не викликає окисного та запального стресу (Dhindsa et al., 2004). По-друге, апельсиновий сік (300 калорій) не викликає окисного та запального стресу (Ghanim et al., 2007). По-третє, їжа з високим вмістом клітковини та фруктів, заснована на керівних принципах AHA, не викликає ні окисного, ні запального стресу порівняно з одноколірною їжею HFHC (900 калорій) (Ghanim et al., 2009).

Наші останні дані демонструють, що вживання апельсинового соку з їжею з високим вмістом вуглеводів та високим вмістом жиру призводить до повної нейтралізації прозапальних ефектів їжі (AJCN, у пресі). У цьому дослідженні ми спостерігали, що одночасний прийом апельсина з їжею HFHC призвів до майже повного пригнічення генерування АФК, збільшення зв’язування NFκB, збільшення концентрації MMP-9 та збільшення експресії декількох протизапальних гени. Оскільки два основні флавоноїди, що містяться в апельсиновому соку, нарінгенін та гесперидин, мають потужний пригнічувальний ефект АФК, цілком ймовірно, що вони сприяють цьому ефекту (Ghanim et al., 2007b). Таким чином, можна в принципі вибирати протизапальну або протизапальну їжу, щоб мінімізувати постпрандіальний окислювальний стрес та запалення. Отже, цей пошук повинен продовжуватися і включати такі речовини, як флавоноїди, щоб зменшити оксидаційний та запальний стрес після їжі. Також було показано, що споживання червоного вина під час прийому їжі HFHC нейтралізує його протизапальну дію.