F. Hümeyra Yerlikaya

Departamentul de Biochimie, Facultatea de Medicină Meram, Universitatea Necmettin Erbakan, Konya, Turcia

Aysun Toker

Departamentul de Biochimie, Facultatea de Medicină Meram, Universitatea Necmettin Erbakan, Konya, Turcia

Alpay Arıbaș

* Departamentul de Cardiologie, Facultatea de Medicină Meram, Universitatea Necmettin Erbakan, Konya, Turcia

Abstract

Context și obiective:

Relația oligoelementelor cu obezitatea și diabetul este complexă, modificările metabolismului lor pot fi induse de boli și complicații. Pentru a studia rolul oligoelementelor în diabet și obezitate, nivelurile serice ale oligoelementelor (Cr, Se, Fe, Zn, Cu și Mn) au fost măsurate la femeile obeze cu sau fără diabet, precum și la femeile sănătoase. Mai mult, corelația dintre nivelurile de oligoelemente serice și glucoză, insulină, evaluarea modelului de homeostazie (HOMA-IR), hemoglobina glicată (HbA1c), indicele de masă corporală (IMC), circumferințele taliei, raportul talie-coală și sensibilitate înaltă proteinele reactive (hsCRP) au fost, de asemenea, determinate la aceste femei.

Metode:

Acest studiu a fost realizat cu femei obeze morbid (IMC> 40 kg/m 2) cu diabet (n = 41), fără diabet (n = 45) și 50 de femei fără obezitate sănătoase. S-au luat măsurători antropometrice și s-au determinat nivelurile serice de Zn, Cr, Fe Cu și Mn. Parametrii biochimici au inclus glucoza serică, insulina, lipidele, hemoglobina, hsCRP și HbA1C.

Rezultate:

Nivelurile de Zn (P Cuvinte cheie: Crom, diabet, fier, obezitate, seleniu, oligoelement, zinc

Obezitatea este o boală la nivel mondial care afectează populația de toate categoriile de vârstă și nivelurile socio-economice, atât în ​​țările dezvoltate, cât și în țările în curs de dezvoltare. Se știe că este un factor de risc contributiv pentru mai multe stări de boală, inclusiv diabetul zaharat 1, 2. Oligoelementele sunt substanțe nutritive esențiale cu funcții de reglare, imunologice și antioxidante rezultate din acțiunea lor ca componente esențiale sau cofactori ai enzimelor pe tot parcursul metabolismului 3. Oligoelementele și mineralele influențează patogeneza obezității și diabetului și a complicațiilor acestora, în principal prin implicarea lor în peroxidare și inflamație 4 .

Material și metode

Populația studiată: Acest studiu a fost efectuat în Konya, Turcia, între mai și octombrie 2011, la 45 de femei obeze cu diabet zaharat cu vârsta cuprinsă între 20-60 ani (medie 37,9 ± 12,0 ani), 41 de femei obeze cu diabet zaharat cu vârsta cuprinsă între 20-60 ani (medie 43,9 ± 10,0 ani) ) an) și 50 de femei sănătoase cu vârsta cuprinsă între 20-60 de ani (medie 40,64 ± 10,2 ani). Toți pacienții de sex feminin consecutivi diagnosticați cu diabet zaharat de tip 2 și obezitate în clinicile de cardiologie ale școlii medicale Meram, Konya, Turcia, au fost recrutați în studiu. Grupul de control a constat din femei selectate din personalul spitalului despre care se știe că sunt sănătoase. IMC a fost utilizat ca criteriu de obezitate 8. Categoriile au fost definite ca: femei obeze morbid - IMC> 40 kg/m2 și femei sănătoase - IMC 18,5 până la -25 kg/m2. Criteriile de excludere au fost complicațiile cronice diabetice severe (retinopatie proliferativă, albuminurie, neuropatie simptomatică), boli maligne, boli hepatice cronice, hipertensiune arterială, antecedente de boli cardiovasculare, boli infecțioase, sarcină, alcool și fumat și administrarea unui supliment vitaminic, mineral, antioxidant, tableta cu ulei de peste. Protocolul de studiu a fost aprobat de Comitetul de Etică al Școlii de Medicină Meram, Universitatea din Selcuk, Turcia. Toți pacienții au fost informați cu privire la detaliile studiului și a primit acordul scris al fiecărui pacient.

Măsurători antropometrice: Toate măsurătorile antropometrice au fost făcute cu participanții purtând haine ușoare și fără pantofi. IMC a fost măsurat la toți participanții și calculat ca greutate (în kilograme) împărțit la înălțimea (în metri) pătrat, iar taliile participanților au fost măsurate cu o bandă moale la jumătatea distanței dintre coasta inferioară și creasta iliacă. Circumferințele șoldului au fost măsurate în cea mai lată parte a regiunii gluteale.

Analiză biochimică: Probele de sânge (5 ml) au fost obținute după un post peste noapte în tuburi curate și fără minerale. Probele de ser au fost obținute după centrifugare și probele au fost depozitate congelate la -80 ° C până în ziua analizei. Lipidele serice, hemoglobina, hsCRP, glucoza, HbA1c și nivelurile de insulină au fost măsurate imediat.

Analize ale oligoelementelor: nivelurile serice de Zn și Cu au fost determinate folosind spectrofotometru de absorbție atomică (Rayleigh WFX-320, China, Mainland). Lățimea fantei a fost de 0,4 nm, debitul lămpii a fost de 3,0 mA, lungimea de undă a fost de 213,9 și respectiv 324,7 nm. Nivelurile serice de Zn și Cu au fost calculate după aplicarea absorbanțelor pe curba de calibrare adecvată pentru fiecare element realizat din soluții standard. Probele de ser au fost diluate de 5 ori cu 1% acid azotic (Merck, Darmstadt, Germania) imediat înainte de test. Toți reactivii au fost de calitate analitică și apa a fost distilată dublu.

Un sistem Agilent 7500 Ce cu spectrometrie de masă cuplată inductiv (ICP-MS) (Tokyo, Japonia) a fost utilizat pentru măsurarea nivelurilor de oligoelemente (Se, Mn, Cr) în ser și folosind o soluție standard multi-element pentru 4 și plasmă cuplată inductiv (ICP) (Sigma-Aldrich, SUA). Parametrii de funcționare ai instrumentului sunt prezentați mai jos: timp de integrare: 0,6 sec; Putere RF (W): 1550; debitul gazului plasmatic (l/min): 15; debit de gaz auxiliar (l/min): 0,90; debitul de gaz de carieră (l/min): 0,93; adâncimea de eșantionare (mm): 7,1; modul de achiziție: spectru; mumber replică: 3, con: octapol. Nivelurile serice de Fe au fost măsurate prin kituri disponibile comercial pe baza metodelor de rutină pe sistemul Synchron LX (Beckman Coulter, SUA).

Analize ale altor analiți: colesterolul total seric, trigliceridele, colesterolul lipoproteic cu densitate ridicată (colesterol HDL), colesterolul lipoproteic cu densitate mică (colesterol LDL), glucoza, hemoglobina și nivelurile hsCRP au fost măsurate prin kituri disponibile comercial pe baza metodelor de rutină de pe Synchron LX System (Beckman Coulter, Fullerton CA, SUA). Insulina serică a fost determinată prin metoda de chemiluminescență de rutină pe analizorul E170 (Roche Diagnostics, Mannheim, Germania). Nivelurile de HbA1c au fost determinate folosind kitul de reactivi gata de utilizat pe Analizatorul Automat de Glicohemoglobină HLC-723G8 (Tosoh; Japonia). HOMA-IR a fost calculat ca insulină (miliunități pe litru) × glucoză (milimoli pe litru)/22,5 9 .

Tabelul II

Corelațiile nivelurilor de oligoelemente serice cu variabilele clinice ale femeilor obeze diabetice, obezelor nediabetice și sănătoase

fără

Nivelurile serice de Zn sunt corelate negativ cu nivelurile de glucoză (P Tabelul III). Nivelurile serice de Zn sunt corelate negativ cu nivelurile de hsCRP la diabetici (P Tabelul IV). Analiza de putere post-hoc a relevat puterea observată (1-β = 0,88) pentru Zn, (1-β = 0,97) pentru Cu, (1-β = 0,61) pentru Mn, (1-β = 0,73) pentru Cr și (1 -β = 0,62) pentru Fe.

Tabelul III

Corelații ale nivelurilor de oligoelemente serice cu variabile biochimice ale obezelor diabetice, obezelor nediabetice și ale femeilor sănătoase.

Tabelul IV

Corelații ale nivelurilor de oligoelemente serice cu nivelurile serice de hsCRP la obezele diabetice, obezele non-diabetice și femeile sănătoase

Discuţie

Starea Zn, în special nivelul circulant, este cunoscută a fi modificată în condiții precum obezitatea și diabetul de tip 2 10. Persoanele obeze au o inflamație cronică asemănătoare cu cea a infecțiilor 11. Studiile au arătat că deficitul de Zn crește concentrația citokinelor inflamatorii 12. În studiul nostru, nivelurile serice de Zn au fost semnificativ mai mici, iar nivelurile serice de hsCRP, care sunt controlate de citokine, au fost semnificativ mai mari la femeile obeze diabetice și non-diabetice decât la femeile sănătoase. În plus, nivelurile serice de hsCRP au fost corelate negativ cu nivelurile de Zn la femeile obeze diabetice și non-diabetice. Se pare că concentrația serică de Zn este modificată de prezența unui răspuns inflamator sistemic.

În metabolismul oligoelementelor, cea mai cunoscută interacțiune este antagonismul raportat între zinc și cupru 13. Prezentul studiu a demonstrat că nivelurile serice de Cu la femeile obeze diabetice și non-diabetice au fost semnificativ mai mari decât cele din grupul martor sănătos. Studiile anterioare pe subiecți obezi au constatat că nivelurile serice de Cu au fost semnificativ mai mari în grupul obez decât subiecții martori 2, 14. Niveluri mai mari de Cu seric au fost, de asemenea, arătate de alți anchetatori 15-17 .

În studiul nostru, a fost evaluată asocierea oligoelementelor cu parametrii de control al glicemiei, în special valorile HOMA-IR. HOMA-IR este o metodă convenabilă și benefică pentru evaluarea rezistenței la insulină, în special la subiecții obezi, și reflectă rezistența la insulină obținută prin clemă euglicemică mai precis decât nivelurile de insulină plasmatică de post singure 9. S-au găsit corelații negative între nivelurile serice de Zn și HbA1c și HOMA-IR la femeile obeze non-diabetice și, de asemenea, între nivelurile serice de Zn și HOMA-IR la femeile obeze diabetice. Studiile anterioare au arătat că nivelurile serice de Zn sunt mai scăzute la pacienții diabetici decât cele ale subiecților non-diabetici, creșterea excreției urinare de Zn fiind principalul motiv 18. Zn este esențial pentru sinteza și eliberarea insulinei, iar deficiența sa pare să afecteze eliberarea insulinei 3. Zn ar putea avea efecte directe asemănătoare insulinei, care se pot datora inhibării importantei enzime de reglare a glicogenului GSK3. Alte mecanisme includ stimularea proteinelor post-receptor Akt și fosfatidilinozitol 3-kinaze. Zn poate reduce, de asemenea, citokinele, cum ar fi Interleukin-1β, precum și factorul nuclear kappa-amplificator al lanțului ușor al celulelor B activate 19 .

Manganul acționează ca un catalizator în descompunerea grăsimilor și a colesterolului. Este necesar în esență pentru metabolismul vitaminelor B1, C și E și pentru activarea diferitelor enzime importante pentru digestia și utilizarea corectă a alimentelor 24. În studiul nostru, nivelurile serice de Mn au fost semnificativ mai mici la femeile obeze diabetice decât cele din grupul sănătos. De asemenea, nivelurile serice de Mn au fost corelate negativ cu nivelurile serice de insulină la femeile diabetice obeze. S-a raportat că persoanele cu diabet pot avea adesea un deficit serios de Mn 25. Sunt necesare niveluri adecvate de Mn pentru dezvoltarea sintezei și secreției normale de insulină 26. S-a demonstrat că persoanele cu diabet au niveluri semnificativ mai mici de Mn în ser decât cele la persoanele sănătoase 27, 28 .

Rezultatele noastre nu au indicat nicio asociere între nivelurile serice de Cr și obezitate. S-a demonstrat că suplimentarea cu crom reduce greutatea corporală, reglează foamea și, de asemenea, reduce grăsimea corporală 30, 31. Astfel de diferențe se pot datora rasei, stilului de viață, influenței geografice și chiar metodelor analitice. Rezultatele noastre au arătat o asociere între nivelurile serice de Cr și diabetul zaharat. Deficiența alimentară de Cr se crede că este asociată pozitiv cu riscul de diabet și complicațiile sale 32. Tratamentul cronic cu un complex Cr de D-fenilalanină a îmbunătățit toleranța la glucoză și rezistența la insulină într-un model obez de șoarece cu diabet de tip 2 29. Kazi et al 28 au raportat că nivelurile de Cr au fost semnificativ reduse la pacienții cu diabet zaharat.

În studiul nostru, scăderea semnificativă a nivelurilor de Fe în ser atât la femeile cu diabet zaharat cât și la cele cu diabet zaharat net decât cele din grupul sănătos au fost de acord cu rezultatele multor alte investigații 13, 33 .

În concluzie, constatările noastre au arătat asocieri între deficiențele de Zn și Fe și obezitate. De asemenea, au existat asociații negative între nivelurile serice de Cr și Mn și diabet. Femeile obeze cu diabet pot prezenta un risc mai mare de a dezvolta dezechilibre și deficiențe ale oligoelementelor în comparație cu femeile obeze, fără diabet. Mai mult, trebuie efectuate studii cu un eșantion mare pentru a elucida relația dintre aceste oligoelemente și obezitate și diabet.