Rev Méd Чили 2006; 134: 279-284

Разследваща статия

Ефект от пероралното приложение на цинк върху инсулиновата чувствителност и серумните нива на лептин и андрогени при мъже със затлъстяване

Ефект на перорално приложение на цинк върху инсулиновата чувствителност, лептин и андрогени при затлъстели мъже

Анел Гомес-Гарсия 1,2,3, а, Едуардо Хернандес-Салазар 2, а, Мануел Гонсалес-Ортис 2, а, б, Есперанса Мартинес-Абундис 2, а, б .

1 Университетски център за здравни науки, Университет в Гуадалахара. 2 Медицинско изследователско звено по клинична епидемиология, медицинско звено с висока специалност, Специализирана болница. Centro Médico Nacional de Occidente, Мексикански институт за социално осигуряване. 3 Център за биомедицински изследвания на Мичоакан, Мексикански институт за социална сигурност.
магистър по наука
b Доктор на науките

(Ключови думи: Хиперинсулинизъм; Инсулин; Лептин.

L Връзката между инсулина и цинка е известна от няколко десетилетия. Цинкът е важен за синтеза, съхранението и секрецията на инсулин: намаляването на концентрациите на цинк е свързано с намаляване на секрецията на инсулин, с тъканна резистентност към действието на този хормон 1-3 и следователно с увеличаване на циркулиращата глюкоза 4 . Проучвания инвитро показват, че при ниски концентрации на цинк има стимулиране на глюконеогенезата и инхибиране на гликолизата 5. Литературата показва противоречия относно серумните концентрации на цинк при пациенти със затлъстяване, тъй като някои проучвания отчитат спад от 6,7, а други увеличение от 8,9 на този елемент.

Затлъстяването при мъжете е свързано с голям брой метаболитни аномалии, включително инсулинова резистентност, хиперинсулинемия, дислипидемия, хиперлептинемия с лептинова резистентност, намалени концентрации на глобулин, свързващ половите хормони (SHBG), общ тестостерон (TT) и свободен тестостерон (TL) 10-14 . Затлъстелите пациенти с повишени концентрации на лептин показват намаляване на SHBG и TT 15. Участието на цинк в действието на инсулина и връзката му с SHBG, TT, TL и лептин не е известно. Целта на настоящото проучване е да идентифицира ефекта от фармакологична интервенция с цинков сулфат върху инсулиновата, лептиновата и андрогенната чувствителност при мъже със затлъстяване.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Проведено е рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо контролирано клинично изпитване при 14 мъже на възраст между 21 и 30 години със затлъстяване [индекс на телесна маса (ИТМ) ³ 27 kg/m 2]. Доброволците са имали роднини от първа степен със захарен диабет тип 2 и са имали стабилно телесно тегло поне три месеца преди проучването. Всички субекти са получили клинична и хранителна история. Включени са тези с кръвно налягане

Рандомизирането на участниците за получаване на цинков сулфат или плацебо беше извършено по проста случайност, с избора на запечатан плик, съдържащ вариант А или Б. Нито изследователят, нито участниците знаеха вида на интервенцията по време на проучването. В края на проучването бяха съставени 2 групи: група от 7 доброволци, които поглъщаха перорално капсула от 100 mg цинков сулфат (Mallinckrodt Backer, Inc. Париж), на всеки 24 часа, за период от 30 дни (GZn) и група от 7 индивида, които са погълнали капсула със 100 mg плацебо на ден, с характеристики, подобни на добавката и през същото време, която е служила като контролна група (CG). Придържането към лечението се проследява чрез преброяване на останалите капсули всяка седмица.

Всеки субект е претърпял евгликемично-хиперинсулинемична скоба в началото и в края на фармакологичната интервенция, след гладуване в продължение на 12 часа, за да се оцени инсулиновата чувствителност, серумния цинк, лептин, инсулин, TT, TL, SHBG и биохимичен профил [глюкоза, общ холестерол, триглицериди, липопротеини с висока плътност (HDL), пикочна киселина и креатинин].

Инсулиновата чувствителност съответстваше на стойността на общия метаболизъм на глюкозата (М), получен чрез метода на евгликемично-хиперинсулинемична скоба, описан преди това от De Fronzo et al. За провеждане на този тест бяха инсталирани два венозни достъпа, първият ретрограден във всяка вена на ръката, посредством 23 G катетър, за да се вземат проби по време на теста; ръката беше обвита с термоматрак, за да се достигне локална температура по-висока от 40 ° C, за да се артериализира кръвта. Вторият венозен достъп е инсталиран в контралатералното рамо с 23 G катетър като инфузионна линия. Инсулин (Humulin R, Eli Lilly, Co. Мексико) се влива непрекъснато с цел постигане на стойности на инсулин в кръвта на

100 µU/ml, така че скоростта на инфузия на инсулина се определя на 40 µU/m 2 min. Концентрацията на кръвната глюкоза се поддържа постоянна (приблизително 90 mg/dL, със затягащ коефициент на вариация, инфузията от 10% глюкоза се поддържа в продължение на още 30 минути, като предпазна мярка за избягване на хипогликемия при доброволеца.

Серумният цинк се определя количествено чрез атомно-абсорбционна спектрометрия. Глюкозата се определя чрез техниката на глюкозната оксидаза и липидите (общ холестерол, HDL-холестерол и триглицериди), креатинин и серумна пикочна киселина, чрез колориметрични ензимни методи в автоматизирано оборудване (Dimension Chemistry System, Dade Behring). Холестеролът на липопротеините с ниска плътност (LDL) се оценява, като се използва формулата на Friedewald (LDL-холестерол = общ холестерол - HDL-холестерол - TG/5) и липопротеинът с много ниска плътност (VLDL) се изчислява като триглицериди/5 Инсулинът, TT, TL и SHBG се определят количествено чрез радиоимуноанализ и лептин от IRMA (Diagnostic Products Corporation, Лос Анджелис, Калифорния, САЩ). Всяко определяне с коефициенти на вариация на интра- и между теста, съответно под 3 и 5%.

Размерът на пробата се изчислява, като се използва формула за клинични изпитвания 17 с ниво на достоверност 95%, мощност на теста 80%, стандартно отклонение на М на евгликемично-хиперинсулинемичната скоба от 0,8 mg/kg.min и очаквана разлика от най-малко два пъти стандартното отклонение (1,6 mg/kg.min), което води до резултат от 6 пациенти на група. В групата бяха включени 7 пациенти поради възможността за загуба от проследяване. Тестът на Wilcoxon се използва за анализ между, преди и след фармакологичната интервенция. Тестът на Mann-Whitney U е използван за сравняване на промените между двете групи. Нивото на значимост се разглежда при стойност p

За да има референтна стойност на серумни концентрации на цинк при лица без наднормено тегло (ИТМ 2), за да послужи за сравнение, неговото определяне е направено при 15 мъже на възраст между 21 и 30 години, които отричат ​​фамилната анамнеза. степен на захарен диабет тип 2 и артериална хипертония и на която останалите лабораторни определяния, предвидени в проучването, не са били извършени за лица със затлъстяване.

Участниците подписаха формуляр за информирано съгласие, проучването отговаря на изискванията за провеждане на изследвания при хора и е одобрено от болничния комитет за изследвания и етика.

Възрастта на доброволците е била съответно 21,8 ± 2,8 и 25,1 ± 4,5 години за GZn и CG; (р = 0,318). И двете групи имат сходен ИТМ (30,7 ± 2,6 срещу 30,5 ± 3,9 kg/m 2; p = 0,710, съответно за GZn и CG).

Установена е по-ниска концентрация на серумен цинк и в двете групи [11,8 (8,3-13,7) за GZn и 12,9 (7,7-17,4) µmol/L за GC], в сравнение със стойността от 21,8 (15,9-26,7) µmol/L, която получихме в популацията от млади мъже (24,3 ± 2,7 години), без затлъстяване (ИТМ от 23,1 ± 1,2 kg/m 2).

Инсулиновата чувствителност, изчислена по стойността на М, получена чрез техниката на евгликемично-хиперинсулинемична скоба, е била сходна и в двете проучвани групи преди фармакологична интервенция, както при лептина, андрогените и останалата част от биохимичния профил (Таблица 1).


цинк

След прилагане на добавка от цинков сулфат е установено повишаване на серумните концентрации на цинк (фигура 1) и лептин (фигура 2). LT показва тенденция към увеличаване след фармакологична интервенция с цинков сулфат (9,8 ± 2,3 срещу 12,3 ± 4,7 nmol/L; p = 0,082). Инсулиновата чувствителност и биохимичният профил не се променят с приложението на цинков сулфат (вж. Стойностите в таблица 1). Плацебото не променя чувствителността към инсулин, лептин, андрогени или биохимичния профил на доброволците (вж. Стойностите в таблица 1). ИТМ не се различава между двете групи в края на интервенцията (31,3 ± 2,6 срещу 30,3 ± 4,3 kg/m 2, съответно за GZn и CG; p = 0,535).

ФИГУРА 1. Серумни концентрации на цинк преди и след интервенцията в контролната група (CG) [12.9 (7.7-17.4) срещу 13.2 (8.7-19.9) µmol/L]; р = 0,310 и в групата с цинков сулфат (GZn) [11,8 (8,3-13,7) срещу 16,9 (15,6-18,7) µmol/L]; p = 0,0001, при мъже със затлъстяване.

* Тест на Уилкоксън.

Придържането, както за добавката, така и за плацебо, беше по-голямо от 95%. Цинковият сулфат и плацебо се понасят добре и доброволците нямат нежелани ефекти през цялото проучване.

ФИГУРА 2. Концентрации на серумен лептин преди и след фармакологична интервенция в контролната група (CG) [20.3 (10.2-27.6) срещу 20.2 (10.3-23.0) ng/mL]; р = 0,612 и в групата с цинков сулфат (GZn) [15,2 (20,3-30,9) срещу 27,7 (20,3-30,9) ng/mL]; p = 0,029, при мъже със затлъстяване.

* Тест на Уилкоксън.

Известно е, че цинкът играе важна роля в регулирането на апетита и енергийните разходи; споменатата регулация може да бъде медиирана чрез апетитния хормон лептин 21,22. В настоящото проучване беше демонстрирано, че след фармакологична интервенция с цинк при индивиди със затлъстяване, лептин значително повишава циркулиращите си концентрации, без да е документирал промяна в ИТМ.

Необходими са допълнителни проучвания, за да се изяснят патофизиологичните пътища, по които цинкът може да регулира апетита и енергийните разходи чрез лептин.

Затлъстяването обикновено се проявява при ниски концентрации на TT и TL и едно от действията на цинка е модулацията на андрогените при човека 23. В нашето проучване е установена тенденция към увеличаване на TL само при прилагане на цинк, без модификация на TT. Това отсъствие на увеличаване на андрогените може да се дължи на потискащия ефект на лептина върху TT и LT 24,25 и на намаляването на стимулиращия ефект на инсулина върху тези хормони 13 .

Трябва да се отбележи, че неуспехът да се намерят значителни промени при прилагането на цинк в някои от изследваните лабораторни променливи може да се дължи на факта, че размерът на пробата е изчислен само за да се видят резултати в инсулиновата чувствителност, оценена с М на евгликемичния -хиперинсулинемична скоба, така че това трябва да се приеме като ограничение на изследването.

В заключение, нашето проучване демонстрира ниска серумна концентрация на цинк при млади затлъстели лица и прилагането на цинков сулфат за един месец повишава концентрациите на лептин при тези индивиди, без да променя чувствителността към инсулин или андрогени. Необходими са повече проучвания инвитро и in vivo за идентифициране на потенциални цинкови механизми, които обясняват тези открития.

ПРЕПРАТКИ

1. MD Chen, Lin PY, Chen PS, Cheng V, Lin WH. Затихването на цинка на БВП, свързващо се с митохондриите на кафявите адипоцити, е генетично затлъстели (ob/ob) мишки. Biol Trace Elem Res 1997; 57: 139-45. [Връзки]

2. Hendricks DG, Mahoney AW. Глюкозен толеранс при плъхове с дефицит на цинк. J Nutr 1972; 102: 1079-84. [Връзки]

3. Huber AM, Gershoff SN. Ефект на недостиг на цинк при плъхове върху освобождаването на инсулин от панкреаса. J Nutr 1973; 103: 1739-44. [Връзки]

4. Chausmer AB. Цинк, инсулин и диабет. J Am Coll Nutr 1998; 17: 109-15. [Връзки]

5. Марка IA, Kleineke J. Вътреклетъчно движение на цинк и неговият ефект върху въглехидратния метаболизъм на изолирани хепатоцити на плъхове. J Biol Chem деветнадесет и деветдесет и шест; 271: 1941-9. [Връзки]

6. Щам J. Нарушения на микроелемента и антиоксидантния статус при диабет. Proc Nutr Soc 1991; 50: 591-604. [Връзки]

7. Faure P, Benhamou Py, Perard A, Halimi S, Roussel AM. Липидна пероксидация при инсулинозависими пациенти с диабет с ранни дегенеративни лезии на ретината: ефекти от перорално добавяне на цинк. Eur J Clin Nutr деветнадесет и деветдесет и пет; 49: 282-8. [Връзки]

8. Groff JL, Gropper SS. Микроминерали. В: Groff JL, Gropper SS, изд. Разширено хранене и човешко метаболизъм. 3-то изд. Белмонт, Калифорния: Уодсуърт/Томсън Learning, 2000; 401-69. [Връзки]

9. Hunt J, Matthys L, Johnson L. Абсорбция на цинк, минерален баланс и липиди в кръвта при жени, консумиращи контролирани лактоовегетариански и всеядни диети в продължение на 8 седмици. Am J Clin Nutr 1998; 67: 421-30. [Връзки]

10. Чефалу WT. Инсулинова резистентност: клетъчни и клинични концепции. Proc Soc Exp Biol Med 2001; 226: 13-26. [Връзки]

11. Zumoff B, щам GW, Miller LK, Rosner W, Senie R, Seres DS et al. Безплазмен и свързан с полови хормони тестостерон, свързан с глобулин, намалява при затлъстелите мъже пропорционално на степента на затлъстяване. J Clin Endocrinol Metab 1990; 71: 929-31. [Връзки]

12. Abate N, Haffner SM, Garg A, Peshock RM, Grundy SM. Полови стероидни хормони, затлъстяване в горната част на тялото и инсулинова резистентност. J Clin Endocrinol Metab 2002; 87: 4522-7. [Връзки]

13. Pasquali R, Casimirri F, De Lasio R, Mesini P, Boschi S, Chierici R et al. Инсулинът регулира концентрациите на тестостерон и глобулин, свързващ половите хормони при възрастни с нормално тегло и затлъстели мъже. J Clin Endocrinol Metab деветнадесет и деветдесет и пет; 80: 654-8. [Връзки]

14. Tsai E, Matsumoto A, Fujimoto W, Boyko E. Асоциация между нисък тестостерон и инсулинова резистентност, независимо от глобулина, свързващ половите хормони: влияние на разпределението на телесните мазнини. Диабет 2003; 52 (Suppl 1): A231. [Връзки]

15. Castrogiovanni D, Perello M, Gaillard RC, Spinedi E. Модулираща роля на тестостерона в плазмения обмен на лептин при плъхове. Ендокринни 2003; 22: 203-10. [Връзки]

16. De Fronzo R, Tobin JD, Andres R. Техника на глюкозна скоба: метод за количествено определяне на инсулиновата секреция и резистентност. Am J Physiol 1979; 237: E214-E223. [Връзки]

17. Jeyaseelan L, Rao PSS. Методи за определяне на размера на пробите в клинични изпитвания. Индийски Pedriatr 1989; 26: 115-21. [Връзки]

18. Bessesen D. Затлъстяването като фактор [фактори, допринасящи за инсулиновата резистентност като IIsi Северна Америка Семинар: Проектна комисия по инсулинова резистентност]. Nutr Rev 2000; 58: S12-S15. [Връзки]

19. Chen MD, Lin PY, Lin WH. Изследване на връзките между цинк и затлъстяване. Kao Hsuing I Hsueh Ko Hsueh Tsa Chih [Резюме] 1991; 7: 628-34. [Връзки]

20. Розов JL. Недостигът на цинк и неговите функционални последици. Обществено здраве Mex 1998; 40: 181-8. [Връзки]

21. Prasad AS. Цинк: биологията и терапията на йон. Ann Inter Med деветнадесет и деветдесет и шест; 125: 142-4. [Връзки]

22. Mantzoros CS, Prasad AS, Beck FWJ, Grabowski S, Kaplan J, Adair C et al. Цинкът може да регулира серумните концентрации на лептин при хора. J Am Coll Nutr 1998; 17: 270-5. [Връзки]

23. Prasad AS, Mantzoros CS, Beck FWJ, Ress JW, Brewer GJ. Цинков статус и серумни нива на тестостерон при здрави възрастни. Хранене деветнадесет и деветдесет и шест; 12: 344-8. [Връзки]

24. Tsai EC, Matsumoto AM, Fujimoto WY, Boyko EJ. Асоциация на бионаличен, свободен и общ тестостерон с инсулинова резистентност: влияние на глобулина, свързващ половите хормони и телесните мазнини. Грижа за диабета 2004; 27: 861-8. [Връзки]

25. Laaksonen DE, Niskanen L, Punnonen K, Nyyssönen K, Tuomainen TP, Valkonen VP et al. Тестостеронът и глобулинът, свързващ половите хормони, предсказват метаболитния синдром и диабета при мъжете на средна възраст. Грижа за диабета 2004; 27: 1036-41. [Връзки]

Кореспонденция на: Дра. В C. Esperanza Martínez Abundis. Монтес Уралес 1409, Колония Индепенденсия. 44340. Гуадалахара, Мексико. Тел. +52 (33) 38267022. Факс: +52 (33) 36161218. E-mail: [email protected]

Получено на 4 август 2004 г. Прието на 22 август 2005 г.

Работа, частично финансирана от Фонда за насърчаване на научните изследвания (FOFOI) на Мексиканския институт за социално осигуряване.

Цялото съдържание на това списание, с изключение на случаите, когато е идентифицирано, е под лиценз Creative Commons

Бернарда Морин 488, Провиденсия,
Клетка 168, поща 55
Сантяго, Чили

Тел .: (56-2) 2753 5520


[email protected]