David S. Weigle, P. Barton Duell, William E. Connor, Robert A. Steiner, Michael R. Soules, Joseph L. Kuijper, Efectul postului, alimentării și restricției dietetice ale grăsimilor asupra nivelurilor de leptină plasmatică, Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, volumul 82, numărul 2, 1 februarie 1997, paginile 561-565, https://doi.org/10.1210/jcem.82.2.3757

efectul

Abstract

Factorii responsabili de variabilitatea nivelurilor plasmatice de leptină observate la indivizii cu compoziții corporale similare rămân neclare. Pentru a examina impactul variabilelor dietetice, am comparat modificările nivelurilor de leptină induse de restrângerea postului și a grăsimilor dietetice cu scăderea așteptată după o pierdere semnificativă a masei adipoase. O scădere în greutate de 21,4 ± 3,7% a dus la o scădere de 76,3 ± 8,1% a nivelului mediu de leptină plasmatică (25,2 ± 9,3 până la 6,1 ± 3,4 ng/ml, P = 0,0001) la un grup de 9 bărbați obezi. În ciuda unei pierderi în greutate de numai 2,6 ± 0,8%, nivelurile medii de leptină plasmatică au scăzut cu 61,9 ± 25,2% (8,5 ± 4,5 până la 2,4 ± 0,5 ng/ml, P

Subiecte și metode

Subiecte

Măsurătorile de leptină au fost făcute cu un kit RIA disponibil comercial pe baza unui antiser policlonal ridicat împotriva leptinei umane recombinante de lungime completă (Linco, St. Charles, MO). Coeficientul de variație între teste a fost de 11,9%, iar coeficientul de variație între teste a fost de 4,8%. Recuperarea leptinei recombinante adăugate la serul uman a fost de 91,7 ± 5,1% la 2 ng/ml, 97,6 ± 4,2% la 4 ng/ml și 105,5 ± 4,9% la 10 ng/ml.

Analize statistice

Fiecare subiect a servit drept propriul control al efectelor pierderii în greutate, postului sau manipulării dietei asupra nivelului plasmatic de leptină. ANOVA, testele t asociate și coeficienții de corelație Pearson au fost folosiți pentru a compara nivelurile medii de leptină și alte măsuri continue prin intervenție. Toate datele sunt exprimate ca medie ± sd, cu excepția cazului în care se menționează altfel, cu un nivel de semnificație de 0,05.

Rezultate

Reduceri semnificative ale masei corporale totale și masei adipoase au fost realizate la cei nouă subiecți de sex masculin care au participat la această porțiune a studiului (Tabelul 1). Această modificare a compoziției corpului a fost însoțită de o reducere de 76,3 ± 8,1% a nivelului mediu de leptină plasmatică (P = 0,0001). Schimbarea medie a greutății zilnice a fiecărui subiect a fost calculată în timpul perioadelor de stabilizare a greutății la pacientul inițial și a greutății corporale reduse pentru a verifica dacă echilibrul energetic a fost de fapt atins în momentul determinării leptinei. Așa cum se arată în Tabelul 1, modificările medii zilnice ale greutății în grup nu au fost semnificativ diferite de zero sau una de cealaltă în starea inițială și stările reduse.

Comparația subiecților înainte și după pierderea în greutate (n = 9)

. De bază. Redus. Reducere (%). Valoarea P .
Greutate (kg) 117,0 ± 15,3 91,9 ± 12,5 21,4 ± 3,7 0,0001
IMC (kg/m) 35,7 ± 2,9 28,0 ± 2,3 21,4 ± 3,7 0,0001
Procent de grăsime 33,0 ± 4,8 23,9 ± 6,5 28,5 ± 11,5 0,0001
Stabilitate (g/zi) 1 −14,4 ± 33,8 −17,2 ± 19,1 NS
Leptină (ng/ml) 25,2 ± 9,3 6.1 ± 3.4 76,3 ± 8,1 0,0001
. De bază. Redus. Reducere (%). Valoarea P .
Greutate (kg) 117,0 ± 15,3 91,9 ± 12,5 21,4 ± 3,7 0,0001
IMC (kg/m) 35,7 ± 2,9 28,0 ± 2,3 21,4 ± 3,7 0,0001
Procent de grăsime 33,0 ± 4,8 23,9 ± 6,5 28,5 ± 11,5 0,0001
Stabilitate (g/zi) 1 −14,4 ± 33,8 −17,2 ± 19,1 NS
Leptină (ng/ml) 25,2 ± 9,3 6.1 ± 3.4 76,3 ± 8,1 0,0001

Valorile afișate sunt media ± sd .

Media variațiilor zilnice de greutate ale subiecților determinată de analiza de regresie în timpul admiterilor pentru stabilizarea greutății.

Comparația subiecților înainte și după pierderea în greutate (n = 9)

. De bază. Redus. Reducere (%). Valoarea P .
Greutate (kg) 117,0 ± 15,3 91,9 ± 12,5 21,4 ± 3,7 0,0001
IMC (kg/m) 35,7 ± 2,9 28,0 ± 2,3 21,4 ± 3,7 0,0001
Procent de grăsime 33,0 ± 4,8 23,9 ± 6,5 28,5 ± 11,5 0,0001
Stabilitate (g/zi) 1 −14,4 ± 33,8 −17,2 ± 19,1 NS
Leptină (ng/ml) 25,2 ± 9,3 6.1 ± 3.4 76,3 ± 8,1 0,0001
. De bază. Redus. Reducere (%). Valoarea P .
Greutate (kg) 117,0 ± 15,3 91,9 ± 12,5 21,4 ± 3,7 0,0001
IMC (kg/m) 35,7 ± 2,9 28,0 ± 2,3 21,4 ± 3,7 0,0001
Procent de grăsime 33,0 ± 4,8 23,9 ± 6,5 28,5 ± 11,5 0,0001
Stabilitate (g/zi) 1 −14,4 ± 33,8 −17,2 ± 19,1 NS
Leptină (ng/ml) 25,2 ± 9,3 6.1 ± 3.4 76,3 ± 8,1 0,0001

Valorile afișate sunt media ± sd .

Media variațiilor zilnice de greutate ale subiecților determinată de analiza de regresie în timpul admiterilor pentru stabilizarea greutății.

Efectul unui post de 3 zile urmat de realimentare asupra nivelurilor plasmatice de leptină este prezentat în Fig. 1. Conformitatea cu postul rapid a fost stabilită prin scăderi ale nivelului de insulină plasmatică de la 0800 h de la 9,9 ± 4,8 la 5,1 ± 2,2 μU/mL (P Figura 1 demonstrează în mod clar o variație diurnă a nivelurilor plasmatice de leptină cu valorile 1900-2000 h Depășind semnificativ valorile 0800-0900 h de pe control (13,2 ± 5,3 față de 8,5 ± 4,5 ng/mL, P = 0,0037), post (3,1 ± 1,0 față de 2,4 ± 0,5 ng/mL, P = 0,047), și realimentarea 12,5 ± 6,5 față de 8,5 ± 5,6 ng/ml, P = 0,0057) zile.

Nivelurile de leptină plasmatică vs. timpul de ceas la șapte subiecți de sex feminin studiați în timpul controlului (□), a 3-a zi de post (○) și a zilelor de reîncărcare (▵). Barele reprezintă se .

Nivelurile de leptină plasmatică vs. timpul de ceas la șapte subiecți de sex feminin studiați în timpul controlului (□), a 3-a zi de post (○) și a zilelor de reîncărcare (▵). Barele reprezintă se .

Toți subiecții au tolerat reducerea grăsimilor dietetice de la 37-10% din caloriile totale pe toată durata acestei porțiuni a studiului. Greutatea corporală și IMC la sfârșitul fazei dietetice cu conținut scăzut de grăsimi au fost doar puțin mai mici decât la sfârșitul fazei cu conținut ridicat de grăsimi (87,5 ± 13,7 vs. 88,5 ± 13,9 kg, P = 0,04; 29,4 ± 3,6 vs. 29,7 ± 3,5 kg/m 2, P = 0,04). Nivelul mediu de leptină plasmatică la jeun la sfârșitul fazei cu conținut scăzut de grăsimi (14,5 ± 14,9 ng/ml) a fost nesemnificativ mai mic decât cel observat la sfârșitul fazei cu conținut ridicat de grăsimi (15,6 ± 15,2 ng/ml, P = 0,15) . Mesele testate la sfârșitul fazelor dietetice cu conținut scăzut și ridicat de grăsimi au produs creșteri semnificative ale nivelurilor de insulină plasmatică peste valorile postului (grăsimi reduse: 10,6 ± 5,9 față de 180 ± 84 μU/mL, P Fig. 2A) demonstrează lipsa efectului reducerii cronice a grăsimilor dietetice într-o gamă largă de niveluri inițiale de leptină. Comploturi similare ale postului vs. nivelurile de leptină postprandială atât pentru mesele de test cu conținut scăzut (Fig. 2B), cât și cu conținut ridicat de grăsimi (Fig. 2C) relevă absența completă a efectului consumului de masă asupra leptinei circulante.

A, Nivelurile de leptină plasmatică în repaus alimentar la subiecții studiați la sfârșitul perioadelor de intervenție în grăsimi dietetice de 37% (cu conținut ridicat de grăsimi) și 10% (cu conținut redus de grăsimi). Panta de regresie = 1.000 (r = 0.979, P = Fig. 3. Rezultatele singurului studiu comparabil de scădere în greutate publicat anterior sunt de asemenea incluse în Fig. 3. Se poate observa că reducerea nivelului de leptină plasmatică postită peste noapte după o intervenția a fost proporțională cu modificarea greutății induse. În schimb, reducerea nivelului plasmatic de leptină după 3 zile de post a depășit scăderea așteptată pe baza scăderii în greutate observate.

Modificarea nivelurilor plasmatice de leptină vs. scăderea în greutate procentuală a subiecților a postit peste noapte (□) sau a 7 subiecți a postit 3 zile ((). Punctul A reprezintă diferența medie a nivelului de leptină măsurată după o reducere a conținutului de grăsimi din dietă de la 37% la 10% din caloriile totale la 19 subiecți. Punctul B reprezintă diferența medie a nivelului de leptină după o pierdere în greutate de 10% la 7 subiecți (6). Punctul C reprezintă diferența medie a nivelului de leptină după o pierdere în greutate de 21,4% la 9 subiecți. Barele reprezintă se .

Modificarea nivelurilor plasmatice de leptină vs. scăderea în greutate procentuală a subiecților a postit peste noapte (□) sau a 7 subiecți a postit 3 zile ((). Punctul A reprezintă diferența medie a nivelului de leptină măsurată după o reducere a conținutului de grăsimi din dietă de la 37% la 10% din caloriile totale la 19 subiecți. Punctul B reprezintă diferența medie a nivelului de leptină după o pierdere în greutate de 10% la 7 subiecți (6). Punctul C reprezintă diferența medie a nivelului de leptină după o pierdere în greutate de 21,4% la 9 subiecți. Barele reprezintă se .

Discuţie

Dacă leptina circulantă acționează ca un indicator primar al conținutului total de energie al SNC, nivelul de leptină plasmatică ar trebui să scadă după o reducere majoră a masei adipoase, așa cum indică datele noastre și ale celorlalți (5, 6). Am observat o scădere de 76,3 ± 8,1% a nivelului mediu de leptină plasmatică cu o scădere de greutate de 21,4 ± 3,7% la nouă bărbați obezi, comparativ cu scăderea de 53% observată de Considine și colegii (6), cu o scădere de 10% în greutate într-un grup comparativ obez compus din șase femei și un bărbat (Fig. 3). Aceste rezultate stabilesc că reducerea nivelului de leptină este proporțională cu reducerea masei adipoase și sugerează că sistemul se comportă în mod similar la bărbați și femei. Scăderea mai mare a nivelului mediu de leptină plasmatică pe care am observat-o nu a fost cauzată de echilibrul energetic negativ continuu, deoarece subiecților noștri li s-a solicitat stabilizarea corectă a greutății corporale timp de 10-12 zile înainte de măsurarea nivelului lor de leptină.

Capacitatea postului progresiv de a suprima nivelurile de leptină plasmatică, în ciuda unei modificări minime a masei adipoase, sugerează că deficiența calorică continuă înlocuiește rezerva totală de energie în stabilirea nivelurilor cronice de sațietate și termogeneză. Acest mecanism de reglementare ar fi putut conferi un avantaj de supraviețuire în medii caracterizate de schimbări rapide în disponibilitatea alimentelor. Prin extrapolare din studiile pe animale, scăderea indusă de post a leptinei ar trebui să crească foamea, posibil permițând o creștere a producției de neuropeptidă Y a nucleului arcuit (20, 21) și scăderea termogenezei (2). Abilitatea binecunoscută a postului de a deprima termogeneza a fost atribuită scăderii conversiei periferice a T4 în T3. S-a demonstrat, totuși, că înlocuirea levotiroxinei la subiecții care consumă diete hipocalorice nu reușește să corecteze complet ratele metabolice mai mici de odihnă (22). Poate că corectarea completă a termogenezei afectate cu postul este imposibilă în prezența nivelurilor subnormale de leptină.

Datele noastre confirmă variația diurnă a nivelurilor plasmatice de leptină raportate de Sinha și colegii săi (23). O creștere a leptinei seara a fost observată la toți subiecții și a fost prezentă, deși foarte atenuată, în a 3-a zi de post. Datele noastre nu ne permit să abordăm posibilitatea ca nivelurile de leptină să crească la valoarea maximă după debutul somnului (23).

Considine și colegii săi (6) au raportat că consumul de alimente nu a crescut nivelul plasmatic de leptină. Datele noastre confirmă această observație atât pentru mesele de testare cu conținut scăzut de grăsimi, cât și pentru cele cu conținut ridicat de grăsimi, administrate subiecților la post peste noapte, în ciuda faptului că nivelurile de insulină plasmatică postprandială au fost de 11 până la 18 ori mai mari decât valorile postului. Această lipsă de efect contrastează cu capacitatea unei singure mese de a readuce nivelurile de leptină la normal după suprimarea indusă de 3 zile de post și sugerează o diferență fundamentală în mecanismele care reglementează secreția de leptină în stările de hrănire și de post cronic.

S-a raportat că subiecții umani plasați pe o dietă cu conținut scăzut de grăsimi fără restricții calorice evidente aleg să consume mai puține calorii și să piardă în greutate (10-12). Într-adevăr, atunci când subiecții au fost tratați cu o dietă de 10% grăsimi în prezentul studiu, aceștia au raportat că se simt inconfortabil de plini atât înainte, cât și după mese și au trebuit încurajați să consume un număr suficient de calorii pentru a preveni pierderea excesivă în greutate. Deoarece s-a dovedit că leptina acționează ca un semnal de sațietate (1-4), ar fi rezonabil să postulăm că reducerea cronică a grăsimilor din dietă crește fie secreția de leptină pentru o anumită masă adipoasă, fie crește sensibilitatea SNC (24) la leptina circulantă. Prin urmare, s-ar fi putut aștepta ca nivelurile plasmatice de leptină să crească (secreție crescută) sau să scadă (sensibilitate crescută) după o schimbare majoră susținută a conținutului de grăsimi din dietă de la 37% la 10% din caloriile totale. Descoperirea noastră că reducerea isocalorică a grăsimilor din dietă nu a fost asociată cu o modificare semnificativă a nivelului plasmatic de leptină sugerează că alte variabile, cum ar fi creșterea fibrelor alimentare, sunt responsabile de efectul sățios al hrănirii cu conținut scăzut de grăsimi.

În concluzie, nivelurile plasmatice de leptină par să urmărească în principal masa totală adiposă a corpului și nu sunt afectate de manipularea isocalorică a grăsimilor din dietă sau de consumul de masă. Lipsa unui efect al meselor sugerează că leptina are o funcție foarte diferită de semnalele de întrerupere a meselor gastrointestinale cu acțiune rapidă, cum ar fi colecistochinina (25). Un rol pentru leptină ca semnal aferent major către SNC pentru modularea echilibrului energetic pe termen lung nu este incompatibil cu observația noastră că postul de 3 zile determină scăderea leptinei plasmatice la niveluri mult sub cele așteptate pentru masa totală adiposă. Această capacitate de post susținut de a disocia leptina circulantă din depozitele de grăsime ar putea reflecta un efect permisiv al insulinei asupra secreției de leptină și ar fi putut conferi un avantaj de supraviețuire în timpul evoluției. Implicația practică a acestor observații este că determinările plasmatice ale leptinei în scopuri de cercetare ar trebui efectuate după cel mult un post de 12 ore.

Mulțumiri

Dorim să mulțumim lui David L. Wheaton și Gretchen Davis pentru asistența lor tehnică de specialitate.

Această lucrare a fost susținută parțial de NIH Grants HD 27142, HD 16798 și RR00334, Collins Medical Trust și Medical Research Foundation din Oregon.