Циркулюючий саліцилової кислоти та метаболічний профіль після 1-річного втручання у харчування та поведінку у дітей із ожирінням

Джулія Віццарі

1 Департамент педіатрії, лікарня Сан-Паоло, Департамент наук про здоров'я, Міланський університет, 20142 Мілан, Італія; [email protected] (Г.В.); [email protected] (M.C.S.); [email protected] (S.V.); [email protected] (G.R.)

Марія К'яра Соммаріва

Мікеле Дей Кас

2 Лабораторія клінічної біохімії та мас-спектрометрії, лікарня Сан-Паоло, Департамент наук про здоров’я, Universita ’degli Studi di Milano, 20142 Мілан, Італія; [email protected] (M.D.C.); [email protected] (R.P.)

Симона Бертолі

3 Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche (DiSTAM), Міжнародний центр оцінки стану поживності (ICANS), Universita ‘degli Studi di Milano, Via G. Colombo, 60, 20133 Мілан, Італія; [email protected] (S.B.); [email protected] (A.B.)

Сара Віззузо

Джованні Радаеллі

Альберто Баттеццаті

Ріта Пароні

2 Лабораторія клінічної біохімії та мас-спектрометрії, лікарня Сан-Паоло, Департамент медичних наук, Університет дельї Студі ді Мілано, 20142 Мілан, Італія; [email protected] (M.D.C.); [email protected] (R.P.)

Ельвіра Вердучі

Анотація

1. Вступ

Саліцилова кислота (СА) - це метаболіт з фенольною структурою, що виробляється рослинами як захисна система проти патогенних мікроорганізмів та екологічного стресу [1,2]. Саліцилати присутні у помітних кількостях у фруктах та овочах, винах, чаї, фруктових соках, травах та спеціях. Завдяки систематичному огляду літератури [3], базі даних про склад харчових продуктів, що описує середні значення саліцилату для 27 різних видів фруктів; 21 овоч; 28 трав, спецій та приправ; 2 супи; та побудовано 11 напоїв. Використовуючи цю базу даних, загальне споживання саліцилату серед населення Шотландії становило 4,42 та 3,16 мг/день для чоловіків та жінок відповідно, а фрукти та овочі - основними джерелами (25%). Однак SA більш відомий як основний метаболіт та активний компонент аспірину, протизапального препарату.

Застосування саліцилатів було введено до того, як був відомий їх механізм дії. Основний механізм представлений інгібуванням циклооксигеназ, що відповідають за біосинтез простагландинів слабкими зв’язками. В іншому випадку ацетилсаліцилова кислота (аспірин) інгібує циклооксигенази через ковалентний зв’язок. Саліцилова кислота відіграє важливу роль у метаболізмі людини та тварин, і хоча у людини більша частина її має екзогенне походження, також продемонстровано ендогенний біосинтез. Основними ефектами саліцилатів є знеболення, жарознижуюча та протизапальна активність. Низькі дози ацетилсаліцилової кислоти при хронічному введенні мають антиагрегаційний ефект проти тромбоцитів. Дослідження показало, що хронічний прийом низьких доз аспірину ефективний для профілактики серцево-судинних захворювань та раку прямої кишки [1], хоча в недавньому метааналізі не повідомлялося про зв'язок між споживанням аспірину та раком [4].

Недавні дослідження також показали, що високі концентрації саліцилату активують білок AMPK (аденозинмонофосфатна кіназа) (активована AMP протеїнкіназа), який відіграє ключову роль у регуляції метаболізму та росту клітин [5].

В останні кілька років зростає інтерес до ролі саліцилової кислоти як біоактивної дієтичної складової з наслідками для здоров'я. Цілком можливо, що сприятливий вплив регулярного вживання фруктів та овочів у здорових осіб також може залежати від низького хронічного впливу СА. Дійсно, у вегетаріанців спостерігається вищий циркулюючий СА, ніж у невегетаріанців, і рівні, подібні до рівня суб'єктів, які приймають низькі дози аспірину (75 мг/день) [6].

На сьогоднішній день для дитячого віку було проведено лише пілотне дослідження з цього питання. Зокрема, було вивчено зв'язок між SA сироваткою та споживанням фруктів та овочів у дітей із ожирінням та дітей із нормальною вагою, показавши, що діти з ожирінням мали нижчий рівень SA в сироватці, ніж діти із нормальною вагою [7].

Епідемія ожиріння серед дітей стрімко зростала у всьому світі і на сьогодні є однією з найсерйозніших глобальних проблем охорони здоров'я. Ожиріння часто асоціюється з хронічним системним запаленням низького ступеня [8] та супутніми захворюваннями [9].

Метою цього дослідження було оцінити вплив однорічного вживання їжі та поведінки на рівень СА в сироватці крові та вивчити можливу зв'язок між рівнями СА та змінами метаболічного профілю у дітей із ожирінням.

2. Експериментальна секція

Це було інтервенційне поздовжнє, нерандомізоване, неконтрольоване дослідження (https://clinicaltrials.gov/). Група з 51 дитини із ожирінням (28 хлопчиків та 23 дівчинки) була послідовно набрана серед тих, хто був госпіталізований з діагнозом ожиріння педіатрами первинної медичної допомоги до відділення педіатрії лікарні Сан-Паоло, Мілан, Італія, з жовтня 2016 року по вересень 2018 року, згідно з наступними критеріями прийнятності: вік ≥6 років, вага при народженні ≥2500 г та 2 у віці 18 років [10]. Батьки відповідних дітей або їх законний опікун отримали детальне пояснення мети дослідження та підписали форму згоди. Комітет з питань лікарні з питань етики затвердив протокол дослідження та дав етичний дозвіл.

2.1. Антропометрія та артеріальний тиск

При прийомі на роботу, анамнез хвороби збирали у батьків за допомогою стандартизованої анкети під час особистого опитування, проведеного тим самим педіатром, який відповідав за загальний огляд дітей.

Педіатр проводив антропометричні вимірювання та артеріальний тиск у дітей, як під час прийому на роботу, так і в кінці втручання, за допомогою досвідченого оператора. Вага та зріст тіла вимірювали за допомогою механічної колонної шкали (seca 711; seca GmbH & KG, Гамбург, Німеччина) з інтегрованим вимірювальним стрижнем (seca 220; seca GmbH & KG). ІМТ розраховували із відношення ваги до квадрату висоти (кг/м 2). Z-бали ІМТ розраховували та коригували для віку та статі за допомогою методу LMS Коула [11] та італійських довідкових даних [12].

Окружність талії (WC) вимірювали за допомогою вимірювальної стрічки seca 203 (seca GmbH & KG) з точністю до 0,1 см в середині точки між гребінем клубової кістки і нижнім краєм ребер в кінці нормального видиху. Товщину шкірної складки трицепса вимірювали з лівого боку тіла, використовуючи штангенциркуль Harpenden (Chasmors Ltd., Лондон, Великобританія) на півдорозі між процесом акроміона та процесом олекранона [13]. Співвідношення талії та висоти (WHtR) розраховували як окружність талії (см), поділену на висоту (см).

Для визначення FM (жирової маси) та FFM (вільної жирової маси) була використана шкала Tanita для оцінки імпедансу тіла. Аналізатор сегментарного складу тіла Tanita BC 418 MA (Таніта, Японія) - це одночастотний пристрій BIA (біоімпедентіометрія), який використовує вісім полярних електродів. Цей пристрій використовує одноточкову систему зважування тензодатчиків на платформі ваги і може забезпечувати окремі показники маси тіла для різних сегментів тіла, таких як права рука, ліва рука, тулуб, права нога та ліва нога. Для оцінки% FM та% FFM був використаний алгоритм, який включає імпеданс, вік та висоту [14].

Артеріальний тиск вимірювали та оцінювали відповідно до рекомендацій Національної робочої групи з питань підвищення рівня артеріального тиску [15].

2.2. Біохімія

Біохімічні вимірювання планувалось проводити протягом 3 ± 1 днів від набору (базовий рівень) та через 12 місяців втручання. Зразки крові натще приймали через 8 год ± 30 хв і негайно аналізували в лікарняній лабораторії біохімії на вміст загального холестерину, холестерину ЛПВЩ (ліпопротеїдів високої щільності), холестерину ЛПНЩ (ліпопротеїдів низької щільності), тригліцеридів, інсуліну та глюкози на кобасі. Модулі аналізаторів ® 6000, модулі c501 та e601 (Roche Diagnostics GmbH, Hoffmann-La Roche ltd, Мангейм, Німеччина), які були визнані надійними в галузі хімії та імунохімії [16]. Оцінка гомеостатичної моделі інсулінорезистентності (HOMA-IR), індекс кількісної перевірки чутливості до інсуліну (QUICK), функція β-клітин підшлункової залози, оцінена за допомогою HOMA-β%, індекс тригліцеридів-глюкози (індекс TyG) та атерогенний індекс плазми розраховували відповідно як: продукт глюкози натще (ммоль/л) та інсуліну натще (Од/мл), поділений на 22,5 [17]; 1/(log10 інсулін у плазмі натще (U/мл) + log10 глюкоза (мг/дл)) [18]; (20 інсуліну натще у (Од/мл)/(глюкоза натще (ммоль/л) - 3,5) [17]; ln (тригліцериди натще (мг/дл) глюкоза натще (мг/дл)/2) [19,20] і log10 відношення тригліцеридів плазми до ЛПВЩ-холестерину [21,22].

2.3. Визначення саліцилової кислоти в сироватці крові

Зразки крові натще приймали на наступний день після завершення дієтичного обліку, через 8 год ± 30 хв ранку, оскільки було помічено, що циркулюючий СА значно пов'язаний як із щоденним споживанням фруктів та овочів (ФВ) протягом усього попереднього тижня, так і останнього дня [23]. Вимірювання концентрації SA в сироватці проводили за допомогою тандемної мас-спектрометрії рідинної хроматографії з розведенням ізотопів (ID-LC-MS-MS), оптимізуючи метод, описаний Sirok et al. [24]. Коротше кажучи, інструментом була ВЕРХ Dionex 3000 UltiMate (Thermo Fisher Scientific, Родано (Мічиган), Італія), підключена до AB Sciex 3200 QTRAP LC-MS/MS з електророзпилювальною іонізацією (ESI) TurboIonSpray ™ джерело (AB Sciex Srl, Мілано, Італія). Зразки аналізували в режимі негативного моніторингу багаторазових реакцій (MRM), використовуючи SA-d4 як внутрішній стандарт, і розділяли ізократично на Inertsil ODS3, 150 × 3,0 мм ідентифікатора, колонка розміром частинок 3 мкм (GL Sciences, Токіо, Японія) з суміш ацетонітрилу та 0,1% мурашиної кислоти (80:20, об/об). Рухливу фазу подавали зі швидкістю 0,3 мл/хв, а автозабірник та колонку підтримували при 5 ° C та 20 ° C відповідно. Ця процедура забезпечує високу чутливість (нижня межа кількісної оцінки, LLoQ 18 нл) і є адекватною для популяційних досліджень, оскільки потрібна лише невелика кількість сироватки (≈100 мкл).

2.4. Дієтичне споживання

Дієтичне споживання дітей оцінювали після набору за допомогою 7-денної дієти. Батьки отримали повні усні та письмові вказівки щодо зважування їжі та запису таких даних. Їх навчив дієтолог зважувати кожну їжу, запропоновану дитині перед споживанням та залишками їжі, та щоразу реєструвати ці ваги. Кількість овочів була визначена кількісно, за винятком картоплі та бобових. 24-годинне згадування про дієту також було записано в кінці інтерв'ю, щоб стандартизувати звичайний обсяг порції та оцінити споживання фруктів та овочів за день до забору крові. Кількісне визначення та аналіз споживання енергії та складу поживних речовин проводили за допомогою спеціальної програмної програми для ПК (MetadietaVR, 2013; METEDAsrl, через S.Pelllico 4, Сан-Бенедетто-дель-Тронто, AP, Італія). Індивідуальний прийом саліцилату, отриманий з ФВ, останньої доби перед зразком крові оцінювали за допомогою дієтичної бази даних, що містить середній вміст саліцилату в 27 видах фруктів та 21 овочів [3], а щодо тих предметів, які відсутні, базу даних розроблений у 1985 р. Суейном та співавт. (1985) [25].

2.5. Втручання

Таблиця 2

Метаболізм глюкози та ліпідний профіль на початку та після 12 місяців втручання. Значення середні (SD) та медіана (25–75-й сантиль).