Субекти

Обобщение

Заден план:

Плазмената концентрация на донорен метил S-аденозилметионин (SAM) е линейно свързана с индекса на телесна маса (BMI) и мастната маса. Тъй като SAM е високоенергийно съединение и сензор за състоянието на клетъчните хранителни вещества, предположихме, че SAM ще се увеличи с прехранване.

Методи:

Четиридесет нормални мъже и жени с наднормено тегло бяха компресирани с 1250 kcal на ден в продължение на 28 дни.

Резултати:

SAM серумът се увеличава от 106 на 130 nmol/l (P = 0,006). В стратифицирания анализ само тези с наддаване на тегло над медианата (с повишено тегло; средно наддаване на тегло от 3,9 ± 0,3 kg) са имали увеличение на SAM (+ 42%, P = 0,001), докато с ниско тегло (наддаване на тегло) от 1,5 ± 0,2) kg) не (взаимодействие P = 0,018). Прехранването не променя серумните концентрации на предшественика SAM, метионин или продуктите, S-аденозил-хомоцистеин и хомоцистеин. Съотношението SAM/SAH (S-аденозилхомоцистеин) не се е променило в общата популация, но се е увеличило при спечелилите голямо тегло (+ 52%, P = 0,006, взаимодействие P = 0,005). Промяната в SAM е положително корелирана с промяната в теглото (r = 0,33, P = 0,041) и масата на мазнините (r = 0,44, P = 0,009), но не и с промяната в поглъщането на протеини или метионин в плазмата, глюкозата, инсулин или липопротеини с ниска плътност (LDL холестерол.

Завършеност:

Прекомерното хранене увеличава серумния SAM пропорционално на получената мастна маса. Увеличеното SAM може да помогне за стабилизиране на нивата на метионин и означава SAM реакция на хранителния статус при хората. Ролята на SAMe в енергийния метаболизъм на човека заслужава допълнително внимание.

Въведение

S-Adenosylmethionine (SAM) е високоенергийно съединение, което се синтезира от основната сярна аминокиселина метионин. 1 SAM-зависимите реакции на метилиране включват ДНК метилиране, пост-транслационни модификации на протеини и синтез на хормони, креатин и фосфатидилхолин. 1 Фосфатидилхолинът е основният фосфолипиден компонент на липопротеините, изнасяни от черния дроб. S-аденозилхомоцистеинът (SAH) и по-късно хомоцистеинът са продукти на SAM-зависимо метилиране. Тъй като високата концентрация на SAH инхибира метилтрансферазите, съотношението SAM/SAH се счита за индекс на потенциала на клетъчно метилиране. 1 Повишеното ниво на SAH в плазмата е свързано с по-ниско съотношение SAM/SAH в плазмата и хипометилиране на ДНК на лимфоцитите при хората. две

Положителните връзки на SAM и SAH в плазмата с индекса на телесна маса (ИТМ) бяха подчертани за първи път през 2009 г. и впоследствие потвърдени. 3, 4 При 610 възрастни хора открихме, че SAM в плазмата е силно свързан с мастната маса и общото съотношение мазнини/мазнини в багажника. 5 Субектите в горния квартил на SAM са имали средно 6 kg по-висока мастна маса след многократни корекции, докато плазменият метионин и SAH не са свързани независимо с мастната маса. Също така забелязахме, че SAM е в корелация с мастната маса само при пациенти с наднормено тегло, но не и с нормално тегло. 5 Това предполага, че връзката на SAMe с затлъстяването е свързана с наличието на излишни хранителни вещества.

Синтезът на SAM чрез метионин аденозилтрансфераза (MAT) е енергоемка реакция, при която трите високоенергийни ATP връзки се хидролизират. 1 активирането на МАТ изисква наличието на метионин и АТФ. 6 In vitro глюкозата увеличава активността на МАТ и концентрацията на SAM, 7 което предполага, че синтезът на SAM се увеличава с изобилие от хранителни вещества. Изследванията на напречното сечение, свързващи SAMe със затлъстяването, не могат да изяснят дали повишеният SAM предразполага, придружава или следва развитието на затлъстяването. За да тестваме динамиката на тази връзка, ние изследвахме ефекта от краткотрайното прехранване при хора върху SAMe серума и свързаните с него метаболити.

Предмети и методи

Участници

Четиридесет здрави заседнали възрастни непушачи (20/20 мъже/жени) бяха проучени с помощта на протокол за прехранване, както е описано по-горе. 8, 9 Протоколът е одобрен от Комитета за човешки изследвания и етика на болница "Сейнт Винсент", Сидни. Всички доброволци са дали своето информирано съгласие в писмена форма. Изследването е регистрирано с ClinicalTrials.gov NCT00562393.

Нагнетяване

Участниците бяха заредени за 28 дни с 1250 kcal на ден, надвишаващи базовите енергийни нужди. Хранителният състав на изходното ниво е 30% мазнини, 15% протеини и 55% въглехидрати, а по време на прехранването е 45% мазнини, 15% протеини и 40% въглехидрати. На изходно ниво (D0) и на 28-ия ден (D28) се вземат кръвни проби на гладно и се измерва мастната маса, чистата маса и основната коремна мазнина, като се използва двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (Lunar DPX-Lunar Radiation, Madison, WI, САЩ )).

Серумът се оставя да се съсирва при стайна температура в продължение на 15 минути, преди да се центрофугира при 4 ° С, да се аликвотира и да се замрази бързо в течен азот, преди да се съхранява при -80. ° С до анализ. Серумният метионин, SAM, SAH и общият хомоцистеин се измерват с течна хроматография в тандемна масспектрометрия, като се използва модификация на преди описания метод. 10 Методът е модифициран, за да включва SAM и SAH, като се използва бинарна помпа Prominence LC-20ADXR (Shimadzu, Киото, Япония), свързана с QTRAP 5500 хибриден масспектрометър с троен квадропол (AB Sciex, Framingham, MA, USA). Аналитите бяха разделени на Kinetex Core Shell C18 (30 × 4.6 mm, 2.6 μm; Phenomenex, Torrance, CA, USA). Количественото определяне се основава на сравнения със стандартни криви, коригирани за наличието на изотопно маркирани вътрешни стандарти. Коефициентите на вариация за метионин, общ хомоцистеин, SAM и SAH са между 3 и 8%.

Серумната глюкоза на гладно се анализира с глюкозооксидазен електрод (YSI Life Sciences, Yellow Springs, OH, USA) и инсулинът се измерва с радиоимуноанализ (Linco Research, St Charles, MO, USA).

статистически анализ

Данните са представени като средно ± sem. Дисперсионният анализ на повтарящите се мерки беше използван за сравняване на стойностите на D0 и D28 в общата популация и за оценка на взаимодействията за увеличаване на теглото. Печелившите с тежко тегло се определят като тези с наддаване над средното. Частични корелации, коригирани за възраст и пол, бяха използвани за оценка на асоциациите на промените в SAM, с промени в интересуващите параметри. За анализ беше използвана PASW статистика за Mac (20.0; SPSS Inc., Чикаго, IL, САЩ).

Резултати

Характеристики на населението

Както се съобщава, участниците са 20 мъже и 20 жени, имат средна възраст 36,7 ± 1,9 години и имат средно наддаване на тегло от 2,8 kg при D28. Таблица 1 показва характеристиките, избрани в D0 и D28 в общата популация и отделно в тези с високо и ниско наддаване на тегло. Печелившите с високо и ниско тегло са имали средно наддаване на тегло съответно от 3,9 ± 0,3 и 1,5 ± 0,2 kg (P 0,32). Въпреки това, гейнерите с високо тегло са имали по-висок изходен енергиен прием (P = 0,029) и прием на мазнини (P = 0,019).

Таблица в пълен размер

След 28 дни преяждане, хранителните мазнини, протеини и общият енергиен прием се увеличиха значително в общата популация (P

прехранване

Параметри на гладно в общата популация на изследването ( да се, ° С, и, ж, i; N = 40) и отделно при хора, които печелят малко (N, 20) или високи (N = 20) ( б, д, F, з, j ) на изходно ниво (ден 0) и след 28 дни прехранване (ден 28). HSA, S-аденозил хомоцистеин; SAM, S-аденозил-метионин; tHcy, общ хомоцистеин. ** P  0,006 срещу D0. P взаимодействието се показва чрез повтарящи се дисперсионни мерки по време (ден 0 срещу ден 28) за група (ниско спрямо високо тегло).

Изображение в пълен размер

Корелати на делтата на SAM

Промяната в серумния SAM е положително корелирана с промяната в мастната маса (r = 0,44, P = 0,009) и в телесното тегло (r = 0,33, P = 0,041) след корекция по възраст и пол. Няма асоциации на промяна в серумния SAMe с промени в чистата маса, приема на протеини (g на ден), серумен метионин, липопротеин с ниска плътност (LDL), холестерол, глюкоза, инсулин или HOMA-IR (P 0,41 за всички) ) .

Дискусия

SAM плазмата корелира с ИТМ и мастната маса при хората. 3, 4, 5 Възможните обяснения включват следното: (1) SAM се променя динамично с промени в енергийния баланс или натрупването на мазнини и следователно действа като маркер за хранителен статус, заедно с други високоенергийни съединения; 11 (2) SAM отразява генетичен или епигенетичен подпис, свързан със затлъстели фенотипове; или (3) повишено от хранителните вещества повишаване на концентрациите на инсулин и глюкоза подобрява синтеза на SAM, както се наблюдава in vitro. 7 Откритието ни, че SAM се увеличава след краткотрайно преяждане в зависимост от наддаването на тегло, независимо от инсулина и глюкозата, подкрепя първото обяснение.

Високата консумация на метионин и протеини от животински произход, богати на метионин, се свързва със затлъстяването, 16, 17, докато плазменият метионин не е свързан с ИТМ или мастна маса. 5 Констатацията, че серумният метионин не се променя при прекомерно хранене, предполага, че концентрациите на метионин са строго регулирани с повишен прием чрез превръщане в SAMe. В подкрепа на това плазмата SAM се увеличава няколко пъти с натоварването с метионин. 18 Ограничение на нашето проучване е, че няма данни за серумния фолат и витамин В12, необходими за реметилирането на хомоцистеин до метионин, въпреки че витамините от група В не са основните фактори, определящи плазмените SAMe. 4

Нашите данни повдигат въпроса дали динамичният отговор на SAMe към хранителния статус при хората има епигенетични последици. В проучване при хора, лечението с витамин В, което повишава SAMe в плазмата, не оказва ефект върху общото метилиране на ДНК. 24 Съотношението SAM/SAH в серума, което също се е увеличило в настоящото проучване, е свързано с цялостното метилиране на ДНК при хората. 2 Доказателствата за асоциации на глобално метилиране на ДНК със затлъстяване са противоречиви, като проучванията отчитат положителни, отрицателни или не асоциации (прегледани от Van Dijk et al. 25). Въпреки това, промени в моделите на метилиране на специфични гени са показани при затлъстели индивиди, 25 и могат да бъдат възстановени чрез загуба на тегло. 26 Освен това, краткосрочното преяждане при хората е свързано с генерализирани генно-специфични промени в метилирането в скелетните мускули. 27 Дали промените в SAM, наблюдавани в настоящото проучване, са свързани със специфични модели на метилиране на гените, наблюдавани при преяждане и затлъстяване, е интересен въпрос за по-нататъшни проучвания.

В обобщение, SAM серумът се увеличава с краткотрайно прехранване, пропорционално на получената мастна маса. Това откритие разширява съобщените по-рано асоциации на напречното сечение на SAM с BMI и мастна маса, 3, 4, 5 и допълнително документира взаимодействието на пътя на сярна аминокиселина с енергийния метаболизъм. Серумният метионин остава непроменен, въпреки увеличения прием на протеин, което предполага, че превръщането в SAMe може да стабилизира нивата на метионин при висок прием. Дали промените в SAM, свързани с преяждането, имат епигенетични последици, особено в гени, чийто модел на метилиране е свързан с ИТМ, 25, 27, 28 е интересен въпрос за по-нататъшно проучване.