abstract

Pentru a investiga efectele grelinei asupra apetitului și a cheltuielilor de energie la subiecții cu săraci, obezi și postgastrectomie.

proiecta:

Un studiu randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo.

pacienți:

Nouă subiecți săraci (indicele mediu de masă corporală (IMC) 23,5 ± 3 kg/m2) și nouă subiecți obezi morbid (IMC mediu 51,4 ± 10 kg/m2) și opt indivizi postgastrectomici (IMC mediu 22,4 ± 1 kg, 0 kg/m2),

intervenții:

Subiecții au fost perfuzați fie cu grelină intravenoasă (5 pmol kg-1 min-1), fie cu soluție salină timp de 270 de minute. Le-a fost oferit un mic dejun energetic solid, urmat de un bufet de prânz gratuit la sfârșitul perfuziei.

Măsuri principale: \ t

Scările analogice vizuale au fost utilizate pentru a înregistra foamea, iar cheltuielile de energie au fost măsurate prin calorimetrie indirectă.

rezultatele:

Grelina a crescut consumul de energie pentru prânz la subiecții săraci (o creștere de 41%, P 1). În plus, s-a constatat că crește aportul de alimente atunci când este administrat periferic la rozătoare și subiecți umani. 2, 3, 4 profiluri serice de 24 de ore la om, date fiind trei mese pe zi au arătat că grelina circulantă a crescut înainte de mese și apoi a scăzut.5 În plus, când subiecții au solicitat voluntar mese fără stimuli de timp, s-a constatat că grelina crește în așteptarea unei mese viitoare și se corelează cu valorile foamei. Aceste studii sugerează că grelina acționează ca un inițiator alimentar la oameni și că grelina și foamea percepută sunt strâns legate.

Grelina afectează, de asemenea, cheltuielile cu energia; Studiile efectuate pe rozătoare au arătat că grelina crește coeficientul respirator (RQ), dar acest lucru nu a fost reprodus la oameni. 3, 7

Se știe că subiecții obezi au niveluri scăzute de grelină circulantă și crește nivelul de grelină cu pierderea în greutate. Aceasta înseamnă că grelina este implicată în controlul greutății pe termen lung. Cu toate acestea, indivizii obezi nu au aceleași profiluri de grelină ca indivizii săraci, iar eliberarea de grelină este atenuată după ce a mâncat într-o stare obeză. Deși multe studii au comentat despre obiceiurile alimentare anormale la persoanele obeze, există puține date publicate care să compare profilurile foamei dintre subiecții săraci și obezi în jurul unei diete cu energie solidă. Este interesant să se determine dacă profilurile anormale de grelină din jurul alimentelor la persoanele obeze se manifestă prin profiluri anormale ale foamei la acești indivizi. Se știe că subiecții obezi au termogeneza postprandială afectată și nu se știe că sunt asociați cu niveluri scăzute de grelină. 9

Două treimi din producția de grelină provine din stomac, iar persoanele care au suferit gastrectomie au redus semnificativ nivelurile de grelină. Astfel, acești subiecți ne oferă un model uman cu o reducere semnificativă a nivelurilor de grelină circulante. Aportul de alimente și aportul de energie au fost deja descrise 12, dar, din câte știm, cheltuielile de energie nu au fost studiate la persoanele care au suferit gastrectomie.

Prin urmare, scopul nostru a fost de a examina efectele grelinei asupra apetitului și a cheltuielilor energetice la trei grupuri de indivizi - săraci, obezi morbid și postgastrectomie - ceea ce ne permite să investigăm două modele diferite cu niveluri reduse de grelină circulantă comparativ cu populația martor.

Subiecte și metode

Voluntarii au fost recrutați prin publicitate, dintr-o clinică locală de control al greutății și dintr-o bază de date chirurgicală. Studiul a fost aprobat de Comitetul de etică al cercetării South Sefton (numărul de înregistrare al proiectului EC.05.03) și a fost realizat în conformitate cu principiile Declarației de la Helsinki. Voluntarii au acordat consimțământul scris în scris și au efectuat o examinare fizică normală și electrocardiograma. Ureea și electroliții de post și glucoza au fost normale la toți subiecții.

obiecte

Protocol

Protocolul este rezumat în Figura 1. Subiecții au fost rugați să bea apă rapidă și numai apă de la 2100 de ore în noaptea dinaintea studiului și să se abțină de la alcool sau exerciții fizice intense 24 de ore înainte de ziua de studiu. Fiecare subiect a fost studiat în două ocazii și a primit două infuzii de -0,9% soluție salină și grelină (5 pmol kg-1 min-1) într-un design randomizat dublu-orb crossover. A fost aleasă o doză de 5 pmol kg -1 min-1 deoarece studiile anterioare au arătat că perfuzia intravenoasă de grelină la această doză duce la o creștere semnificativă a consumului de alimente la persoanele sărace și cu obezitate moderată. 2, 3

înfometate

Protocol pentru ziua studiului perfuziei.

Imagine la dimensiune completă

Grelina umană este furnizată sub formă acilată (octanilată) și fabricată de Clinalfa Products, Merck Biosciences AG, Laufelfingen, Elveția.

Probele de sânge au fost prelevate la momentul inițial, 30, 60, 75, 90, 105, 120 minute și apoi până la sfârșitul studiului. Studiul a fost încheiat la 1630 ore. Probele au fost colectate în tuburi EDTA din plastic conținând 0,07 mg aprotonină (500 Kallikrein Inactivation Units (KIU)), centrifugate imediat și apoi depozitate la -80 ° C până la testare. Subiecții au finalizat, de asemenea, o evaluare vizuală a scalei analogice a foamei și sațietății (VAS) la fiecare loc de prelevare (scor posibil 0-100 mm). VAS au fost măsurate de cercetătorii care au fost orbi la datele de studiu și perfuzie. Cheltuielile cu energia și RQ au fost măsurate prin calorimetrie indirectă (Deltatrac II) la intervale orare în timpul studiului. Subiecții s-au aflat pe spate în timpul calorimetriei indirecte și au fost eliberați, iar măsurătorile au fost mediate în perioada de eșantionare de 20 de minute. Rata metabolismului în repaus (RMR) a fost calculată utilizând formula (5, 5 × V02) + (1,76 × VCO2) -25, 87) și RQ utilizând formula (VCO2/V02).

teste

Grelina plasmatică totală (acilată și deacilată) este determinată de două ori printr-un test radioimuno disponibil comercial (Phoenix Pharmaceuticals, Belmont, CA, SUA). Coeficienții intra și inter-test au fost de 7, 3 și 9,5%.

analize statistice

Grelina plasmatică la subiecții slabi, obezi și cu gastrectomie în timpul ( A ) de soluție salină și ( b ) infuzie de grelină. * Puncte care diferă semnificativ (P

Aportul mediu de energie tip bufet la grupurile sărace, obeze și cu gastrectomie. * Creștere semnificativă a aportului de energie P

Valorile scalei analogice vizuale (HAS) în timpul perfuziei de grelină și soluție salină în ( A ) controale slabe și ( b ) obezi și ( c ) la subiecți cu gastrectomie.

Imagine la dimensiune completă

A existat o interacțiune globală semnificativă între foamete, hormon și grup (MANOVA f (12, 5) = 3,95, P = 0,0335) și foamea s-a schimbat semnificativ cu timpul (MANOVA f (12, 5) = 5,75, P = 0,033). În timpul perfuziei saline, a existat o diferență semnificativă între foamea săracă și cea obeză (f (12, 96) = 6, 61, P

Valorile vederii la scară analogică vizuală (VAS) în timpul perfuziilor cu grelină și soluție salină în ( A ) controale slabe și ( b ) obezi și ( c ) gastrectomie.

Imagine la dimensiune completă

Efecte asupra cheltuielilor de energie

RMR nu a diferit semnificativ între cele trei grupuri atunci când s-a corectat greutatea totală a grăsimii (ANCOVA f (16, 30) = 1,5, P = 0,16) și nu s-a observat niciun efect semnificativ al perfuziei de grelină asupra RMR (ANCOVA f (2, 21) = 0,32, P = 0,73). Aceste date sunt prezentate în Tabelul 2. În schimb, grelina a avut un efect general semnificativ asupra RQ, cu date grupate de la toate cele trei grupuri (ANOVA f (1, 21) = 5,6 P = 0,03). RQ preprandial (adică înainte de un mic dejun cu energie fixă), de asemenea, nu a fost modificat de infuzia de grelină în niciunul dintre aceste trei grupuri. Postprandial (după un mic dejun cu energie fixă) RQ a crescut odată cu perfuzia de grelină la subiecții săraci (0,92 ± 0,03 față de 0,90 ± 0,03), dar nu a atins semnificația statistică (P = 0,33). Deși a existat o diferență globală semnificativă în RQ (ANOVA f (8, 62) = 2,81, P = 0,01) între stările de grelină și salină la pacienții obezi, testele ulterioare post hoc au arătat că doar RQ postprandial (după un mic dejun cu energie fixă)) a fost semnificativ mai mare în timpul perfuziei cu grelină (0,86 ± 0,01 vs. 0,93 ± 0,03, P = 0,03).

Tabel în dimensiune completă

Figura 6a prezintă un model caracteristic al creșterii postprandiale a RQ la indivizii săraci. Persoanele slabe au o creștere semnificativă a RQ după o masă cu energie fixă ​​(P = 0,01) în ambele zile ale studiului. În schimb, indivizii obezi nu au o creștere semnificativă a RQ postpartum (P = 0,1) în timpul perfuziei saline, dar există o creștere semnificativă postprandială a RQ (P = 0,03) în timpul perfuziei cu grelină și un profil de timp similar este restabilit ca la cei slabi subiecte. (Figura 6b).

Coeficient respirator în timpul perfuziilor de grelină și ser fiziologic în ( A ) controale asupra săracilor și ( b ) obezi și ( c ) gastrectomie.

Imagine la dimensiune completă

Subiecții cu gastrectomie nu au prezentat nicio schimbare semnificativă în RMR sau RQ între perfuziile cu grelină și soluție salină, utilizând calcule AUC și comparând RQ pre- și postrandial. Profilul timpului RQ ca răspuns la alimente (Figura 6c) și RMR în timpul perfuziei saline nu a diferit semnificativ de profilul subiecților săraci.

Interesant, totuși, a fost efectul semnificativ global al grelinei asupra deplasării față de valoarea inițială în comparație cu perfuzia salină (ANOVA f (8, 168) = 6, 2, P 3 Druce și colab. 2 au arătat că grelina a crescut și consumul de alimente și scorurile foamei în persoanele cu obezitate moderată, cu un IMC mediu de 31,9 kg/m2, cu toate acestea, studiul nostru este primul raport care confirmă faptul că persoanele obeze morbide cu un IMC mediu de 51,4 kg/m2 sunt, de asemenea, sensibile la efectele grelinei asupra poftei de mâncare și consumului de alimente.

Am arătat că persoanele cu obezitate morbidă au un curs modificat al nivelului de foame în jurul unei mese cu energie solidă, comparativ cu controalele slabe. Prin urmare, persoanele cu obezitate morbidă nu raportează o creștere preprandială și o scădere a foamei postprandiale, după cum sa raportat în controalele slabe. Au fost raportate mai multe rapoarte de comportament alimentar anormal în obezitate14, dar am găsit un singur raport recent care compara scorurile VAS cu energie fixă ​​cu o energie fixă ​​între subiecții săraci și obezi. Interesant este faptul că anchetatorii au analizat apetitul la diferite grupuri de indivizi obezi morbid și, spre deosebire de datele noastre, au găsit oscilații clare ale foamei și satietății cu mâncarea. Cu toate acestea, grupul lor subiect a avut un IMC mediu de 41,3 ± 0,9 comparativ cu grupul nostru, care a avut un IMC mediu de 51,4 ± 3. Este probabil ca grupul nostru să reprezinte categoria de obezitate „super obeză” și poate prezenta un model complet diferit de scoruri VAS în jurul alimentelor solide.

Absența unui maxim preprandial identificabil și a unui minim de foame postprandial la persoanele obeze poate fi asociată cu obiceiuri alimentare anormale care apar adesea la acești indivizi. 14 Cu toate acestea, atunci când grelina exogenă este administrată persoanelor obeze, se restabilește tipul tipic de foame „flămând”. Se știe că nivelurile plasmatice de grelină sunt mai mici la persoanele obeze și nu prezintă aceeași suprimare a eliberării de grelină în alimente. 8, 16 Studiul nostru confirmă aceste constatări la indivizi obezi morbid, ceea ce pare să reflecte foamea lor. Prin urmare, administrarea de grelină la pacienții cu grelină circulantă redusă restabilește un model fiziologic normal al foamei. Desigur, foamea poate fi subestimată la persoanele obeze, dar la subiecții studiați aici, când se administrează grelină, foamea pare să fie raportată în mod adecvat. Grelina pare a fi un puternic stimulator al foamei în acest grup, deoarece scorul foametei este mai mare la fiecare moment comparativ cu ziua perfuziei saline.

Nivelurile scăzute de grelină în obezitate, care inițial par a fi benefice, pot fi de fapt dezadaptative și răspândesc obiceiuri alimentare anormale, ceea ce înseamnă că nivelurile scăzute constante de grelină și profilurile hormonale aplatizate din jurul alimentelor tradiționale pot fi un factor în „pășunatul” continuu. observată la indivizii obezi. Faptul că indivizii obezi răspund atât de puternic la grelina exogenă susține acest lucru și sugerează din nou că grelina și foamea sunt strâns asociate la acești indivizi. Cu toate acestea, acceptăm că reglarea poftei de mâncare și a consumului de alimente este complexă și că este puțin probabil ca modificările nivelurilor plasmatice ale oricărui hormon sau peptidă să corespundă în sine cu numeroasele modificări fiziologice și psihologice care însoțesc adesea obezitatea morbidă.

La persoanele obeze, sațietatea a fost, de asemenea, mai mică cu grelină, dar nu s-a modificat în ceea ce privește controalele de slăbire sau subiecții cu gastrectomie. Motivul pentru acest lucru nu este clar și poate fi faptul că pacienții obezi prezintă sațietate într-un mod diferit față de alte grupuri. Este posibil să fi constatat că masa cu energie fixă ​​este mai puțin saturată decât celelalte grupuri17, deși nu au raportat-o ​​în soluție salină (Figura 5a). Deși peptida YY (PYY) și glucagon-like-peptide-1 (GLP-1) sunt raportate a fi mai mici la subiecții obezi 18, 19, subiecții noștri au prezentat un profil de sațietate foarte similar cu subiecții săraci (Figurile 5a și b), în ciuda faptului că foame anormală. În special, modelul de timp al sațietății la subiecții obezi (Figura 5b) rămâne neschimbat în timpul perfuziei cu grelină, dar scade semnificativ și revine rapid la normal la finalizarea perfuziei. Alternativ, poate fi o explicație hormonală; Este posibil ca grelina să aibă efect asupra semnalelor de satietate pe termen scurt la persoanele obeze? Le Roux și colab. nu au găsit efecte ale grelei exogene asupra hormonilor de saturație GLP-1 și PYY la martorii sănătoși și la subiecții vagotomizați, dar este de remarcat faptul că nu au investigat starea obeză. 12

Ca și în alte studii, am arătat că pacienții cu gastrectomie au niveluri plasmatice scăzute de grelină. 20 Pekic și colab. 21 au arătat recent că, spre deosebire de persoanele sănătoase, subiecții cu gastrectomie nu prezintă suprimarea eliberării de grelină plasmatică după administrarea orală de glucoză. În concordanță cu descoperirile lor, pacienții noștri cu gastrectomie au avut un răspuns aplatizat cu grelină la o masă calorică solidă, iar grelina plasmatică nu a diferit semnificativ față de valoarea inițială. Grelina este, de asemenea, cunoscută ca având efecte acute de eliminare a glucozei și crește eliberarea hormonului de creștere la subiecții cu gastrectomie, sugerând că acești indivizi sunt sensibili la efectele metabolice acute ale grelinei. 22, 23

În concordanță cu studiile pe rozătoare care arată că grelina crește RQ, 7, 31, am arătat că grelina are un efect general asupra RQ și crește RQ postprandial la persoanele obeze. Grelina pare, de asemenea, să crească RQ postprandial în controalele sănătoase, dar nu a atins semnificația statistică. Interesant este că indivizii obezi nu au o creștere semnificativă postprandială a RQ comparativ cu indivizii slabi în timpul perfuziei saline. Scăderea RQ indică o utilizare mai mare a grăsimilor și acest lucru este în concordanță cu alte studii care sugerează că utilizarea substratului postprandial poate fi modificată în obezitate. Creșterea globală a RQ observată în timpul perfuziei de grelină la indivizi sănătoși și obezi înseamnă că la subiecții umani, cum ar fi rozătoarele, grelina promovează adipozitatea.

O altă constatare interesantă a fost că grelina periferică are un efect general asupra variabilității RQ în timp comparativ cu soluția salină. Acest efect a fost prezent la toate cele trei grupuri, în ciuda efectului minim aparent asupra grupului cu gastrectomie. Este posibil ca grelina la doze farmacologice să promoveze oscilații mai mari atunci când se utilizează un substrat legat de alimente. Acest lucru nu a fost raportat pe scară largă în literatură și, în mod interesant, s-au găsit recent diferite descoperiri la șoarecii knock-out ai receptorilor de grelină; Se pare că au o variabilitate crescută a RQ comparativ cu controalele. Prin urmare, în studiul nostru, grelina poate restabili un model de timp „slab” de utilizare a substratului atât la persoanele obeze, cât și la cele cu gastrectomie, pur și simplu promovând o variabilitate mai mare a RQ în timpul meselor.

Principala limitare a acestui studiu a fost că perfuzia de grelină a atins niveluri plasmatice suprafiziologice de grelină totală. Aceste niveluri au fost de aproximativ 5-10 ori mai mari decât nivelurile fiziologice după masă. Pe măsură ce am măsurat grelina totală și grelina acilată perfuzată, nivelurile de grelină acilată pot fi subestimate comparativ cu eliberarea fiziologică; acest lucru poate fi speculat doar pentru că nu am măsurat grelina acilată. În plus, se știe că grelina acilată reprezintă doar aproximativ 10% din grelina totală circulantă, iar administrarea dozelor suprafiziologice de grelină acilată poate depăși efectul grelinei necilate. 34, 35

În concluzie, aceste descoperiri sugerează că grelina crește foamea și consumul de alimente și afectează utilizarea substratului la indivizii săraci și obezi morbid, dar nu la subiecții cu gastrectomie. Cu toate acestea, efectele subtile ale grelinei periferice sunt posibile prin creșterea variabilității RQ în toate cele trei grupuri. Administrarea de grelină la persoanele obeze restabilește un tip „slab” de apetit și utilizarea substratului, deși acest lucru ar trebui văzut în contextul unei creșteri globale a consumului de foame și de calorii la persoanele obeze.