obiecte

abstract

Fundal:

Concentrația plasmatică a donatorului de metil de S-adenosilmetionină (SAM) este legată liniar de indicele de masă corporală (IMC) și de masa grasă. Deoarece SAM este un compus cu energie ridicată și un senzor al stării de nutriție celulară, am presupus că SAM va crește odată cu supraalimentarea.

metode:

Patruzeci de bărbați și femei supraponderali au fost dozați zilnic la 1.250 kcal timp de 28 de zile.

rezultatele:

SAM seric a crescut de la 106 la 130 nmol/L (P = 0,006). În analiza stratificată, numai cei care au avut o creștere în greutate mai mare decât mediana (greutate corporală crescută, creștere medie în greutate 3,9 ± 0,3 kg) au crescut SAM (+ 42%, P = 0,001), în timp ce pacienții cu greutate mică (creștere în greutate 1, 5 ± 0,5). kg) nu (interacțiune P = 0,018). Supraalimentarea nu a modificat concentrațiile serice ale precursorului SAM, metioninei sau produselor, S-adenosil-homocisteinei și homocisteinei. Raportul SAM/SAH (S-adenosilhomocisteină) nu s-a modificat în populația totală, ci a crescut la pacienții cu greutate mare (+ 52%, P = 0,006, interacțiunea P = 0,005). Modificarea SAM a fost corelată favorabil cu modificarea greutății (r = 0,33, P = 0,041) și a greutății grăsimilor (r = 0,44, P = 0,009), dar nu și cu modificarea aportului de proteine ​​sau a metioninei plasmatice, glucozei, insulinei sau scăzută lipoproteine ​​cu densitate (LDL) colesterol.

concluzie:

Supraalimentarea SAM crescută serică în raport cu grăsimea obținută. O creștere a SAM poate ajuta la stabilizarea nivelurilor de metionină și indică sensibilitatea SAM la starea nutrițională la om. Rolul SAM în metabolismul energetic uman merită o atenție suplimentară.

S-adenosilmetionina (SAM) este un compus cu energie ridicată, care este sintetizat din aminoacidul esențial de sulf metionină. Reacțiile de metilare dependente de SAM includ metilarea ADN-ului, modificări ale proteinelor post-translaționale și sinteza hormonilor, creatinei și fosfatidilcolinei. 1 Fosfatidilcolina este componenta principală fosfolipidică a lipoproteinelor exportate de ficat. S-adenosilhomocisteina (SAH) și ulterior homocisteina sunt produse ale metilării dependente de SAM. Deoarece concentrațiile mari de SAH inhibă metiltransferazele, raportul SAM/SAH este considerat a fi un indice al potențialului de metilare celulară. SAH plasmatic crescut este asociat cu un raport SAM/SAH plasmatic mai mic și cu hipometilarea ADN-ului limfocitelor la om. 2

Asocierile pozitive ale SAM și SAH plasmatice cu indicele de masă corporală (IMC) au fost evidențiate pentru prima dată în 2009 și ulterior confirmate. 3, 4 La 610 persoane în vârstă, am constatat că plasma SAM a fost puternic asociată cu masa grasă și raportul grăsime/grăsime totală. 5 Subiecții din quartila superioară SAM au avut în medie o greutate mai mare de 6 kg după mai multe tratamente, în timp ce metionina plasmatică și SAH nu au fost asociați independent cu masa grasă. De asemenea, am observat că SAM s-a corelat cu masa de grăsime numai la supraponderali, dar nu și la subiecții cu greutate normală. Acest lucru a sugerat că asocierea SAM cu adipozitatea a fost asociată cu prezența excesului de nutrienți.

Sinteza SAM de metionină adenosiltransferază (MAT) este o reacție cu consum intensiv de energie în care toate cele trei legături ATP de mare energie sunt hidrolizate. 1 Activarea MAT necesită prezența metioninei și ATP. 6 Glucoza in vitro crește activitatea MAT și concentrația SAM, 7 indicând faptul că sinteza SAM crește odată cu abundența nutrienților. Cu toate acestea, studiile transversale care leagă SAM de obezitate nu pot clarifica dacă creșterea SAM predispune la, însoțește sau monitorizează dezvoltarea obezității. Pentru a testa dinamica acestei relații, am investigat efectul supraaglomerării pe termen scurt la oameni asupra SAM seric și a metaboliților asociați.

Subiecte și metode

participanți

Patruzeci de pacienți adulți sănătoși cu fumat sedentar (20/20 bărbați/femei) au fost studiați folosind protocolul de supraalimentare, așa cum este detaliat mai sus. 8, 9 Protocolul a fost aprobat de Comitetul pentru cercetare și etică umană de la St. Vincent la Sydney. Toți voluntarii au oferit consimțământul scris și informat. Studiul este înregistrat la ClinicalTrials.gov NCT00562393.

supraalimentarea

Participanții au fost dozați timp de 28 de zile la 1250 kcal pe zi peste necesarul de energie de bază. Compoziția de nutrienți la început era de 30% grăsimi, 15% proteine ​​și 55% carbohidrați și în timpul supraalimentării era 45% grăsimi, 15% proteine ​​și 40% glucide. La momentul inițial (D0) și ziua 28 (D28), s-au obținut probe de sânge în repaus, iar masa de grăsime, masa slabă și grăsimea centrală abdominală au fost măsurate utilizând absorbția dublă cu raze X (Lunar DPX-Lunar Radiation, Madison, WI, SUA). ).

Serul a fost lăsat să precipite la temperatura camerei timp de 15 minute înainte de a fi centrifugat la 4 ° C, alicotat și congelat rapid în azot lichid înainte de depozitare la -80 ° C. ° C până la analiză. Metionina serică, SAM, SAH și homocisteina totală au fost măsurate prin cromatografie lichidă cu spectrometrie de masă tandem utilizând o modificare a metodei descrise anterior. Metoda a fost modificată pentru a conține SAM și SAH, folosind o pompă binară Prominence LC-20ADXR (Shimadzu, Kyoto, Japonia) cuplată la un spectrometru de masă hibrid QTRAP 5500 triplu quadropol (AB Sciex, Framingham, MA, SUA). Testele au fost efectuate pe un Kinetex Core Shell C18 (30 x 4,6 mm, 2,6 μm; Phenomenex, Torrance, CA, SUA). Cuantificarea s-a bazat pe comparația cu curbele standard corectate pentru prezența standardelor interne etichetate izotopic. Coeficienții de variație pentru metionină, homocisteină totală, SAM și SAH au fost între 3 și 8%.

Nivelurile de glucoză în repaus alimentar au fost analizate folosind un electrod de glucoză oxidază (YSI Life Sciences, Yellow Springs, OH, SUA) și insulina a fost măsurată utilizând un test radioimuno (Linco Research, St. Charles, MO, SUA).

analize statistice

Datele sunt prezentate ca medie ± sem. Analiza repetată a varianței a fost utilizată pentru a compara valorile D0 și D28 în populația generală și pentru a testa interacțiunile prin creșterea în greutate. Creșterea greutății corporale a fost definită ca fiind persoanele cu creștere în greutate peste medie. Corelațiile parțiale, ajustate în funcție de vârstă și sex, au fost folosite pentru a evalua asocierile modificărilor în SAM, cu modificări ale parametrilor de interes. Statisticile PASW pentru Mac (20, 0; SPSS Inc., Chicago, IL, SUA) au fost utilizate pentru analiză.

Rezultatul

Caracteristicile populației

După cum sa indicat, participanții au fost 20 de bărbați și 20 de femei, vârsta medie a fost de 36,7 ± 1,9 ani, iar creșterea medie în greutate pe D28 a fost de 2,8 kg. Tabelul 1 prezintă caracteristicile selectate pentru D0 și D28 în populația generală și separat în cele cu creștere în greutate mare și mică. Creșterile în greutate ridicate și scăzute au avut o creștere medie în greutate de 3,9 ± 0,3 și 1,5 ± 0,2 kg (P 0,32). Cu toate acestea, o creștere ridicată a avut un aport de energie de bază mai mare (P = 0,029) și un aport de grăsimi (P = 0,019).

Tabel în dimensiune completă

După 28 de zile de supraalimentare, alimentele, proteinele și aportul total de energie din dietă au crescut semnificativ în populația generală (P

metionina

Parametrii serici ai postului în populația generală studiată ( A, c, e, g, eu; N = 40) și separat pentru creșterea în greutate mică (N = 20) sau mare (N = 20) ( b, d, f, h, j ) la momentul inițial (ziua 0) și după 28 de zile de supraalimentare (ziua 28). SAH, S-adenosil homocisteină; SAM, S-adenosilmetionina; Hcy, homocisteină totală. ** P .000, 006 vs. D0. Interacțiunea P este indicată prin analiza măsurilor repetate ale varianței timpului (ziua 0 față de ziua 28) în funcție de interacțiunea dintre grupuri (greutate scăzută versus greutate mare).

Imagine la dimensiune completă

Se corelează cu delta SAM

Modificarea SAM serică s-a corelat favorabil cu modificarea greutății grase (r = 0,44, P = 0,009) și a greutății corporale (r = 0,33, P = 0,041) după ajustarea în funcție de vârstă și sex. Nu s-au găsit asociații de modificări ale SAM serice cu modificări ale greutății slabe, aportului de proteine ​​(g zilnic), metionină serică, lipoproteine ​​cu densitate mică (LDL) -colesterol, glucoză, insulină sau HOMA-IR (P  0,41 pentru toți).).,

discuţie

SAM plasmatic se corelează cu IMC și masa de grăsime la om. 3, 4, 5 Explicațiile posibile includ: (1) SAM se schimbă dinamic cu modificări ale bilanțului energetic sau ale acumulării de grăsime și, prin urmare, acționează ca un indicator al stării nutriționale împreună cu alți compuși cu energie ridicată; (2) SAM reflectă o semnătură genetică sau epigenetică care este asociată cu fenotipuri obeze; sau (3) creșterea indusă de nutrienți a nivelurilor de insulină și glucoză mărește sinteza SAM așa cum se observă in vitro. Constatarea noastră că SAM crește după umplerea excesivă pe termen scurt într-un mod dependent de greutate, independent de insulină și glucoză, susține prima explicație.

Aceste descoperiri se desfășoară în paralel cu mai multe comentarii. Monteiro și colab. 12 au observat că copiii cu SAM eritrocitar mai mare au avut un aport energetic mai mare normalizat la greutatea corporală. Șobolanii grași Zucker, în care o mutație a receptorului leptinei produce hiperfagie și obezitate, au crescut semnificativ SAM în ficat 13 și pancreas. În schimb, condițiile caracterizate de incapacitatea de a menține nivelurile de energie celulară, cum ar fi șocul septic și hipoxia, duc la inactivarea MAT (revizuită în Mato și colab. 1). În celulele HepG2, expunerea la insulină și glucoză a fost indusă de activitatea MAT și a crescut SAM intracelular. Cu toate acestea, nu am găsit nicio corelație între modificarea insulinei sau glucozei serice și modificarea SAM. Se așteaptă ca LDL-colesterolul, un marker surogat al lipoproteinelor care conțin fosfatidilcolină sintetizată prin metilare dependentă de SAM, să se coreleze cu o modificare a SAM. Cu toate acestea, modificarea SAM serică nu este legată de colesterolul LDL, în concordanță cu observația că asocierea plasmatică a SAM cu obezitatea este independentă de colesterolul LDL. Cu toate acestea, rămâne posibil ca compoziția particulelor LDL să se schimbe secundar modificărilor SAM. 15

Aportul ridicat de metionină și proteine ​​de origine animală bogate în metionină este asociat cu obezitatea, 16, 17, în timp ce metionina plasmatică nu este legată de IMC sau de masa grasă. Descoperirea că metionina serică nu este modificată prin revărsare sugerează că concentrațiile de metionină sunt strâns reglementate în fața absorbției crescute prin conversie în SAM. Pentru a susține acest lucru, plasma SAM crește de mai multe ori odată cu aplicarea metioninei. O limitare a studiului nostru este că datele despre folatul seric și B12 necesare pentru metilarea homocisteinei în metionină nu erau disponibile, deși vitaminele B nu erau determinanți majori ai SAM plasmatic. 4

Au fost raportați mai mulți factori determinanți metabolici și vitali ai plasmei SAM, inclusiv metionina și colina plasmatică (pozitivă), fumatul (negativ), precum și polimorfismele MAT1A în anumite subgrupuri. SAM plasmatic este, de asemenea, crescut într-o varietate de afecțiuni clinice, inclusiv boli cardiovasculare, boala Alzheimer și boli hepatice. La om, există date limitate despre relația nivelurilor plasmatice de SAH și SAM cu nivelurile tisulare ale acestor metaboliți, care tind să fie cu câteva ordine de mărime mai mari. Modelarea matematică bazată pe cinetica cunoscută a ciclului metioninei arată concentrația plasmatică a SAM și SAH ca funcție de export din ficat și țesuturi periferice, echilibrată prin excreție urinară, fără mișcare netă a SAM sau SAH din plasmă în țesuturi. Într-adevăr, SAH plasmatic crește cu o rată de filtrare glomerulară redusă la om. Atât suplimentarea farmacologică cu acid folic 24, cât și dozarea metioninei18 determină o creștere clară a SAM plasmatic, care se datorează probabil creșterii producției de SAM în ficat. Prin urmare, dovezile disponibile sugerează că creșterea SAM plasmatică în exces de indivizi poate reflecta modificări ale metabolismului SAM în ficat și/sau țesuturi periferice.

Datele noastre ridică întrebarea dacă răspunsul dinamic al SAM la starea nutrienților la om are consecințe epigenetice. Într-un studiu la om, tratamentul cu vitamina B, care a crescut SAM-ul plasmatic, nu a avut niciun efect asupra metilării ADN-ului global. Cu toate acestea, raportul seric SAM/SAH, care a crescut și în acest studiu, a fost asociat cu metilarea globală a ADN-ului la oameni. 2 Dovezile asocierilor de metilare globală a ADN-ului cu obezitatea sunt inconsistente, studiile arătând asociații pozitive, negative sau deloc (revizuite în van Dijk și colab. 25). Cu toate acestea, modificările modelor de metilare specifice genei au fost demonstrate la persoanele obeze 25 și pot fi restabilite prin pierderea în greutate. Supraalimentarea pe termen scurt la om a fost asociată cu modificări ample în modificările de metilare genetice specifice ale mușchilor scheletici. Dacă modificările SAM observate în acest studiu sunt legate de profilurile de metilare specifice genei observate în timpul supraalimentării și obezității este o întrebare interesantă pentru un studiu ulterior.

Pe scurt, serul SAM a crescut odată cu supraalimentarea pe termen scurt în raport cu grăsimea obținută. Această constatare extinde asocierile transversale raportate anterior de SAM cu IMC și masa de grăsime, 3, 4, 5 și documentează în continuare interacțiunea căii aminoacizilor cu sulf cu metabolismul energetic. Metionina serică nu s-a modificat în ciuda aportului crescut de proteine, sugerând că conversia la SAM poate stabiliza nivelurile ridicate de metionină. Dacă modificările în SAM asociate cu supraalimentarea au consecințe epigenetice, în special la gene ale căror tipare de metilare este asociată cu IMC, 25, 27, 28 este o întrebare interesantă pentru studii ulterioare.