Судинні ефекти дієти з низьким вмістом вуглеводів з високим вмістом білка

Ши Інь Фу

відділ серцево-судинних захворювань Інституту серцево-судинної медицини Бет Ізраїль при дияконесах та Медична школа Гарварда, Бостон, Массачусетс 02215;

b Масачусетська загальна лікарня та Гарвардська медична школа, Бостон, Массачусетс 02114; і

Ерік Р. Хеллер

b Масачусетська загальна лікарня та Гарвардська медична школа, Бостон, Массачусетс 02114; і

Йоанна Викшиковська

Крістофер Дж. Салліван

Дженніфер Дж. Меннінг-Тобін

b Масачусетська загальна лікарня та Гарвардська медична школа, Бостон, Массачусетс 02114; і

Кетрін Дж. Мур

b Масачусетська загальна лікарня та Гарвардська медична школа, Бостон, Массачусетс 02114; і

Роберт Е. Герстен

b Масачусетська загальна лікарня та Гарвардська медична школа, Бостон, Массачусетс 02114; і

Ентоні Розенцвейг

c Гарвардський інститут стовбурових клітин, Кембридж, Массачусетс 02138

Внески автора: S.Y.F. та А.Р. розроблені дослідження; E.R.H., J.W., C.J.S., J.J.M.-T. та K.J.M. виконані дослідження; R.E.G. внесли нові реагенти/аналітичні інструменти; S.Y.F., K.J.M., R.E.G. та A.R. проаналізовані дані; та S.Y.F. та А.Р. написав роботу.

Пов’язані дані

Анотація

Судинні захворювання залишаються основною причиною захворюваності та смертності у більшості країн світу. Найпоширенішою формою судинних захворювань є атеросклероз, хронічний розлад, що відзначається накопиченням ліпідного та волокнистого матеріалу в стінці судини, що може завершитися ішемічним пошкодженням тканин (1). Вважається, що атеросклероз формується як запальна реакція на різноманітні подразники, включаючи ліпіди в сироватці крові, які індукують дисфункцію ендотелію та призводять до рекрутування судин лейкоцитів (2). Подібні ураження були створені на різних моделях тварин за рахунок збільшення жиру та холестерину (3, 4). Недавня робота підняла можливість того, що клітини-попередники ендотелію (ЕРК) можуть допомогти відновити нормальну функцію судин (5, 6). Відповідно до цієї гіпотези, клінічні дослідження припускають, що кількість ЕРС корелює з реактивністю плечової артерії (7) і, навпаки, з проспективно оціненим серцево-судинним ризиком (8). Однак точна роль ЕРС в атерогенезі залишається недостатньо визначеною. На відміну від цього, ЕПК більш чітко причетні до посилення неоваскуляризації у відповідь на ішемію тканин у дорослих (6, 9), ключовий компонент процесу загоєння після такої травми.

Зростаюча епідемія ожиріння та стурбованість його ускладненнями, включаючи атеросклеротичні судинні захворювання, викликали інтерес до таких заходів, як дієти з низьким вмістом вуглеводів. Як правило, зменшення дієтичних вуглеводів супроводжується збільшенням жиру та білків, що, як вважають прихильники, може мати оздоровчий ефект завдяки чистому зменшенню глікемічного навантаження. Дійсно, рандомізовані дослідження показують, що дієти з низьким вмістом вуглеводів можуть пришвидшити втрату ваги з дивно незначним негативним впливом на сироваткові маркери серцевого ризику, такі як холестерин (10, 11). Більше того, нещодавнє дослідження на мишах продемонструвало, що надзвичайно вуглеводна, кетогенна дієта спричиняє втрату ваги, непропорційну зменшенню споживання калорій через індукцію печінкового FGF21 (12). На відміну від цього, недавнє клінічне випробування продемонструвало, що дієта з низьким вмістом вуглеводів порушує опосередковану потоком реактивність судин у порівнянні з дієтою з низьким вмістом жиру, навіть в умовах подібної втрати ваги та зниження артеріального тиску (13). Однак центральне клінічне питання - як такі дієти впливають на довгострокове здоров'я судин - залишається в основному невирішеним, і ми розглянули це питання на мишачих моделях.

Результати

Вплив дієт LCHP на атерогенез.

Низьковуглеводні високобілкові дієти посилюють атеросклероз у мишей ApoE -/-. (A) На лицьовій просвітній поверхні аорти миші від кореня аорти до середньо спадаючої грудної аорти, включаючи праву безіменну, ліву сонну та ліву підключичні артерії. Аорти забарвлювали на Олійно-червоний О, щоб виділити багаті ліпідами ураження на 6 та 12 тижнях на дієтах. (B) Площа атероми у відсотках від загальної площі просвіту аорти (роздвоєння кореня аорти до клубової кістки) за 6 та 12 тижнів за вказаних дієт. n через 6 тижнів: SC = 4, WD = 11, LCHP = 11; через 12 тижнів: SC = 3, WD = 7, LCHP = 7. Результати показані як середнє значення ± SD. Двосторонні порівняння за допомогою критерію t Стьюдента. (C) Гістологічні зрізи коренів аорти на рівні аортальних клапанів, забарвлених Олійним Червоним O на 6 та 12 тижні. (D) Кількісне визначення площі поперечного перерізу атероматозних уражень на рівні аортального клапана за 6 та 12 тижнів на дієтах. SC, стандартна чау; WD, «західна дієта»; LCHP, низьковуглеводний, високобілковий. n через 6 тижнів: SC = 3, WD = 6, LCHP = 6; через 12 тижнів: SC = 5, WD = 7, LCHP = 7. Результати показані як середнє значення ± SD. Двосторонні порівняння за допомогою критерію t Стьюдента.

Вплив дієт LCHP на маркери серцево-судинного ризику.

Щоб зрозуміти основу збільшення атеросклерозу у мишей, що харчуються LCHP, ми досліджували сироватки на наявність визнаних маркерів серцево-судинного ризику (табл. 1). Як і очікувалося, ВД призвів до збільшення загального рівня холестерину в сироватці крові (1470 ± 171 мг/дл) порівняно з дієтою СК (359 ± 28 мг/дл, Р Таблиця 1). Відповідно до клінічних спостережень (10, 11), загальний рівень холестерину в сироватці крові не відрізнявся за LCHP (1 408 ± 251 мг/дл) порівняно з ВД, але був значно вищим, ніж контроль СК (P Рис. 2 A). Подібним чином рівні тригліцеридів, інсуліну та глюкози натще не відрізнялись у мишей, що годували WD та LCHP (табл. 1).

Таблиця 1.

Сироваткові маркери серцево-судинного ризику через 6 тижнів на дієтах

Концентрація в сироватці крові SCWDLCHP

Загальний холестерин (мг/дл)	358,7 ± 28,3	1470 ± 170,7 *	1408 ± 251,2 *
Тригліцериди (мг/дл)	108,0 ± 6,9	95 ± 27,8	155 ± 60,7
Нестерифіковані жирні кислоти (мЕкв/дл)	0,55 ± 0,16	0,86 ± 0,16	1,40 ± 0,26 , *
Глюкоза (натще; мг/дл)	136 ± 6,9	185 ± 20,5	142 ± 17,7
Глюкоза (не натще; мг/дл)	НС	406,9 ± 58,9	274,2 ± 51,0 **
Інсулін (нг/мл)	307,5 ± 322,2	432,9 ± 477,9	308,5 ± 205,4