Yoona Kim

1 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Institutul de Agricultură și Științe ale Vieții, Universitatea Națională Gyeongsang, Jinju 52828, Coreea; [email protected]

produselor

Jennifer B. Keogh

2 Sănătate și inovație biomedicală, științe clinice și ale sănătății, Universitatea din Australia de Sud, Adelaide SA 5000, Australia; [email protected] (J.B.K.); [email protected] (P.D.)

Partea Permal

2 Sănătate și inovație biomedicală, științe clinice și ale sănătății, Universitatea din Australia de Sud, Adelaide SA 5000, Australia; [email protected] (J.B.K.); [email protected] (P.D.)

Peter M. Clifton

2 Sănătate și inovație biomedicală, științe clinice și ale sănătății, Universitatea din Australia de Sud, Adelaide SA 5000, Australia; [email protected] (J.B.K.); [email protected] (P.D.)

Abstract

Se crede că produsele finale de glicație avansată din dietă (AGE) contribuie la patogeneza diabetului și a bolilor cardiovasculare. Obiectivul acestui studiu a fost de a determina dacă o dietă bogată în carne roșie și procesată și cereale rafinate (HMD) ar crește concentrațiile plasmatice ale AGE-urilor legate de proteine, comparativ cu o dietă potrivită energetic, bogată în cereale integrale, lactate, nuci și leguminoase ( HWD). Am efectuat un studiu randomizat încrucișat cu două intervenții dietetice stabile în greutate de 4 săptămâni la 51 de participanți fără diabet de tip 2 (15 bărbați și 36 de femei cu vârsta de 35,1 ± 15,6 ani; indicele de masă corporală (IMC), 27,7 ± 6,9 kg/m 2) . Concentrații plasmatice de Nε- (carboximetil) lizină (CML) legată de proteine ​​(CML), Nε- (1-carboxietil) lizină (CEL) și Nδ- (5-hidro-5-metil-4-imidazolon-2-il) -ornitină MG -H1) au fost măsurate prin cromatografie lichidă - spectrometrie de masă tandem (LC-MS/MS). HMD a crescut semnificativ concentrațiile plasmatice (nmol/ml) de CEL (1.367, 0.78 vs. 1.096, 0.65; p Cuvinte cheie: produse dietetice avansate de glicație, carboximetil-lizină (LMC), carboxietil-lizină (CEL), metilglioxal-hidroimidazalonă (MG-H1)

1. Introducere

Acumularea de produse finale avansate de glicație (AGE) este asociată cu îmbătrânirea accelerată [1] și poate fi implicată în dezvoltarea bolilor degenerative - cum ar fi diabetul, bolile cardiovasculare și boala Alzheimer - prin promovarea rezistenței la insulină, a inflamației și a stresului oxidativ [2,3,4,5,6,7].

AGE-urile pot fi generate endogen și, de asemenea, intră în organism atunci când AGE-urile sunt consumate din alimente [8]. Aproximativ 10-30% din vârstele consumate sunt absorbite în intestin. Aproximativ 1/3 din vârstele consumate sunt excretate prin urină sau fecale și 2/3 se acumulează în organism [9]. Formarea AGE are loc prin reacții neenzimatice între grupările carbonil libere de zaharuri reducătoare și aldehide reactive derivate din grupele amino libere (lizină sau arginină) din proteine, lipide și acizi nucleici din rearanjarea bazei Schiff și a produselor Amadori, cunoscute sub numele de reacția Maillard [ 8.10]. AGE-urile sunt clasificate în AGE fluorescente cu reticulare (pentosidină și crossline), AGE ne-fluorescente cu reticulare (reticule imidazolium dilysine, alchil formil glicozil pirol (AFGP) și reticulări arginină-lisină imidazol (ALI)) ) și AGE care nu au legături încrucișate (piralină, carboximetililină (LMC) și carboxietililină (CEL)) [11]. LMC, un indicator al produsului de reacție Maillard, este un compus major AGE [11]. CML și CEL sunt modificări ale lizinei, întrucât metilglioxal hidroimidazolonă (MG-H1 - generată în principal prin α-dicarbonil foarte reactiv, de exemplu, metilglioxal) este un aduct de arginină [12].

Niveluri mai ridicate de AGE sunt produse în alimentele procesate termic în condiții uscate, cum ar fi la grătar, fierbere, prăjire și prăjire, comparativ cu alimentele procesate lent la temperaturi mai scăzute sau în apă [13]. Alimentele conțin niveluri ridicate de AGE atunci când sunt expuse procesării de scurtă durată cu căldură uscată (de exemplu, coacere, grătar, grătar, fierbere, coacere, prăjire, prăjire și prăjire), temperatură ridicată și pH crescut în comparație cu prelucrarea pe termen mai lung cu temperatura și apa (de exemplu, fierberea și aburirea) [14].

Formarea AGE-urilor poate fi redusă atunci când carnea roșie este consumată cu alimente vegetale abundente neprelucrate (condimente, ierburi, fructe și legume) [15,16,17,18,19,20]. Nu este sigur dacă AGE-urile dietetice pot juca un rol în etiologiile diabetului zaharat de tip 2 (T2DM) și bolilor cardiovasculare (BCV) sau dacă doar AGE-urile generate endogen contribuie la aceste boli. Cu toate acestea, consumul ridicat de carne roșie (în special carnea procesată), ca parte a unei diete occidentale standard de amidon cu conținut redus de antioxidanți, cu conținut scăzut de fibre, poate crește vârstele alimentare [21]. Efectul AGE dietetice asupra markerilor de risc de boală poate diferi în funcție de starea de sănătate a unei persoane (sănătoasă, cu sau fără T2DM sau cu BCV) [2,22,23].

O meta-analiză a 17 studii randomizate controlate (ECA), comparând dietele cu vârstă scăzută AGE cu dietele cu vârstă ridicată AGE a indicat faptul că dietele cu vârstă scăzută AGE ar putea reduce markerii de risc ai bolilor cardiometabolice, cum ar fi insulina, colesterolul LDL, CRP și moleculele de aderență markeri inflamatori [22]. O a doua meta-analiză mai mică a găsit efecte similare și a observat că o dietă bogată în vârstă de vârstă a crescut vârstele circulante în majoritatea studiilor (dar nu în toate) (așa cum a fost evaluată utilizând ELISA) [2].

După cum am raportat anterior [24,25], o dietă bogată în carne roșie și procesată și cereale rafinate (HMD) a atenuat semnificativ indicele de sensibilitate la insulină (ISI) și a crescut semnificativ nivelul de insulină și glucoză numai la subiecții relativ rezistenti la insulină (insulină de post > 56 pmol/L, n = 25), dar acest lucru nu a fost cazul la subiecții sensibili la insulină (insulina 2) și cu vârsta> 18 ani au fost recrutați după cum este descris în detaliu în altă parte [16,17,19]. Medicamentul sau suplimentele care influențează metabolismul glucozei, alergia alimentară sau intoleranța la lactoză, antecedente de boli metabolice - cum ar fi afecțiunile hepatice sau renale - sarcina sau alăptarea, creșterea semnificativă în greutate sau pierderea în greutate (± 3 kg) în ultimele 3 luni au fost criterii de excludere. La persoanele în vârstă și persoanele cu T2DM, nivelurile de AGE legate de proteine ​​sunt ridicate și ar fi dificil să se vadă vreo influență a modificărilor dietetice pe termen scurt asupra AGE legate de proteine. Astfel, am sperat că, cu o populație cu vârsta medie de 35 de ani, vom avea mai multe șanse să vedem influențe dietetice. Singurul studiu anterior care a examinat AGE dietetice și sensibilitatea la insulină a folosit persoane mai tinere, fără diabet, cu vârste cuprinse între 18 și 50 de ani [26].

2.3. Intervenție dietetică

2.4. Evaluări ale sensibilității la insulină

Datele pentru ISI din testul de perfuzie cu insulină și glucoză în doze mici (LDIGIT; n = 47) și evaluarea modelului de homeostazie a rezistenței la insulină (HOMA-IR; n = 49) au fost obținute din studiul anterior [16].

2.5. Analiza biochimică

Datele pentru glucoză, insulină, TC, trigliceride (TG), HDL-C, hs-CRP, IL-6, CML (măsurate prin ELISA) și AGE fluorescente totale (măsurate într-un cititor de microplacă multi-mod) au fost anterior publicat [24.25].

2.6. LC-MS/MS

2.6.1. Materiale

Lizină, CML, [2H2] -lizină (Lys), [2H2] -CML, [4H2] -CEL și [3H2] -MG-H1 au fost achiziționate de la Iris Biotech (Adalbert-Zoellner-Str 1, Marktredwitz, Germania). Acid nonafluoropentanoic (NFPA; 396575), o-ftaldialdehidă (P0657), N-acetil-L-cisteină (A7250), acid boric (B7901) și hidroxid de sodiu (55881) au fost obținute de la Sigma-Aldrich (Sigma, St. Louis, MO, SUA). Acetonitrilul (BDH) a fost achiziționat de la Prolabo. Toți acești reactivi au fost de calitate analitică. Acetonitrilul de calitate HPLC a fost de la BDH. D și l-lizină-4,4,5,5-2H4 · 2 HCI (99% 2H4) provin din izotopi CDN.

2.6.2. Pregătirea probei de sânge

Plasma a fost centrifugată la 4000 RPM la 4 ° C timp de 10 minute (Universal 32R, Hettich Zentrifugen, Germania). Nivelurile de CML, CEL și MG-H1 legate de proteine ​​în fiecare probă au fost măsurate așa cum s-a descris anterior în altă parte [30,31,32]. Pe scurt, 100 μL de probe de plasmă au fost alicotate pentru reducere cu 20 μL de borohidrură de sodiu 1 M în hidroxid de sodiu 0,1 M. Proteina glicată a fost precipitată cu 20% acid tricloracetic (TCA) și, apoi, proteina a fost hidrolizată cu acid clorhidric 6 M (HCL) timp de 24 de ore la 100 ± 1 ° C. Hidrolizatele au fost înțepenite cu [2H2] -lizină (Lys), [2H2] -CML, [4H2] -CEL și [3H2] -MG-H1 înainte de extracția în fază solidă (SPE). Coloanele Sep-Pak (RP C18) au fost utilizate pentru extracția în fază solidă. Analitul de interes a fost eluat cu 3 ml de acid trifluoroacetic 1% v/v (TFA) (în 20% v/v metanol) și uscat sub azot și reconstituit în 1 ml de 20% v/v metanol înainte de injectare.

2.6.3. LC-MS/MS

Metoda LC-MS/MS a fost utilizată pentru a determina concentrațiile plasmatice legate de proteine ​​de Nε- (carboximetil) lizină (CML), Nε- (1-carboxietil) lizină (CEL) și Nδ- (5-hidro-5-metil- 4-imidazolon-2-il) -ornitină (MG-H1) utilizând un cromatografie lichidă Sciex QTRAP 6500+ - spectrometru de masă (Sciex, Framingham, MA, SUA) cu detectare în modul ESI pozitiv de monitorizare a reacțiilor multiple (MRM). Derivatizarea probelor a fost efectuată pe o coloană C18 în fază inversă (dimensiunea particulelor Phenomex Synergi hidro-4 μm, dimensiunea porilor de 80 Å, 150 × 4,6 mm (Phenomenex, Torrance, CA, SUA)) cu un gradient liniar de 0,1% acid formic și 100% acetonitril. Probele derivate au fost injectate (1 uL) la un debit de 0,4 ml/min timp de 6 minute. Lys (147,4> 83,9), CML (205,1> 84), CEL (219,2> 130), MG-H1 (229,2> 116,1), [2H2] -Lys (151,2> 87,9), [2H2] -CML (207,1> 129,9 ), [4H2] -CEL (222,9> 134,2) și [3H2] -MG-H1 (232,2> 116,1) au fost utilizate pentru tranzițiile MRM. O curbă de calibrare standard a fost pregătită printr-un grafic al ariei vârfului analitului împărțit la aria vârfului standard intern (raportul ariei) față de concentrație (raportul cantității). Rezultatele sunt prezentate ca nmol/ml.

2.7. Analize statistice