L-аргінін підвищує рівень циркуляції GLP ‐ 1 та PYY у людей

Секція ендокринології та дослідницької медицини, Медичний факультет, Імперський коледж Лондона, Лондон, Великобританія

Анотація

Об’єктивна

Насичуючий ефект білка порівняно з іншими поживними речовинами був добре описаний, і вважається, що він частково опосередковується виділенням гормонів кишечника. Раніше було показано, що пероральний L-аргінін виконує роль секретагога GLP ‐ 1 в пробірці і в природних умовах у гризунів. Тут досліджували вплив L-аргініну на вивільнення кишкового гормону у людини.

Методи

Гіпотеза була перевірена у двох окремих дослідженнях. Перше дослідження оцінювало переносимість перорального L-аргініну у здорових людей. Друге дослідження оцінило вплив перорального L-аргініну на вивільнення гормону кишечника після ad libitum їжі. Випробовуваним вводили L-аргінін, гліцин (контрольна амінокислота) або контрольний апарат рандомизованим подвійним сліпим.

Результати

У дозі 17,1 ммоль L-аргінін добре переносився і стимулював вивільнення плазмового GLP-1 (P

Висновки

L-аргінін може значно підвищити GLP-1 та PYY у здорових добровольців у поєднанні з прийомом їжі. Потрібна подальша робота, щоб дослідити, чи може L-аргінін бути корисним для придушення апетиту та споживання їжі.

Вступ

Насичуючий ефект білка більший, ніж ефект інших макроелементів (1-4). Дієти з високим вмістом білка зменшують споживання їжі, полегшують втрату ваги та покращують склад тіла у тваринних моделей та людей (5-8). Запропоновано, щоб ці ефекти були опосередковані процесами, включаючи модуляцію енергетичних витрат (9) та печінковий глюконеогенез (10), але точні механізми, що беруть участь, залишаються незрозумілими. Є дані, які свідчать про те, що білок впливає на шлунково-кишкові гормони, змінюючи насичення. Як повідомляється, білок підвищує рівень специфічних аноректичних гормонів кишечника більшою мірою, ніж інші макроелементи (11, 12). Пептид YY (PYY) та глюкагоноподібний пептид-1 (GLP-1) виділяються з ендокринних клітин кишечника у відповідь на споживання їжі та зменшують споживання їжі після периферичного введення тваринам та людям (13, 14). Їжа з високим вмістом білка призводить до більшого збільшення концентрації в циркуляції як PYY, так і GLP ‐ 1 у людей із нормальною вагою в порівнянні з ізокалорійною їжею з високим вмістом жиру або вуглеводами (15). Миші, у яких відсутній PYY, стійкі до зменшення маси тіла ефекту дієти з високим вмістом білка (12) .

Конкретні поживні речовини виявляються в кишечнику та периферичними нервами, щоб перешкоджати споживанню їжі як у людей, так і у тварин (16, 17). Клітини в епітеліальній оболонці кишечника, які мають прямий контакт з внутрішньопросвітним вмістом і включають ентероцити, клітини кисті та ентероендокринні клітини, мають хемосенсорні властивості. Ентероендокринні клітини відіграють особливу роль у просвіті поживних речовин, хоча вони становлять менше 1% епітеліальних клітин в кишечнику. Пептидні гормони виділяються із секреторних гранул, розташованих у базальній цитоплазмі цього типу клітин (18). Зокрема, після прийому їжі ентероендокринні L-клітини секретують пептидні гормони GLP ‐ 1 та PYY1‐36, які згодом переробляються у форму PYY3‐36. І GLP ‐ 1, і PYY3‐36 зменшують споживання їжі і беруть участь у регуляції енергетичного гомеостазу (19) .

L-аргінін виявився хорошим кандидатом для зменшення апетиту амінокислоти. L-аргінін є умовно незамінною амінокислотою, яка може активувати всі три відомі розбійні рецептори, що сприймають амінокислоти, і, зокрема, рецептор T1R1/T1R3 у гризунів (25). Попередня робота показала, що конкретні амінокислоти можуть впливати на споживання їжі та викид гормонів кишечника. Наприклад, глютамін стимулює секрецію GLP-1 з ентероендокринної клітинної лінії (26), і дослідження показали, що L-глутамін стимулює вивільнення GLP-1 у людей (22, 27, 28). Амінокислота L-аргінін також зменшує споживання їжі та підвищує рівень циркуляції GLP-1 та PYY у гризунів (29-31), тоді як інші L-амінокислоти, включаючи гліцин, не мають ефекту (21). Є дані, що оральний L-аргінін виконує роль секретагога GLP ‐ 1 в пробірці (32) та в природних умовах у гризунів (30). Однак на сьогоднішній день не було доказів цього ефекту у людини. Ми досліджували вплив L-аргініну на циркулюючі рівні модулюючих апетит шлунково-кишкових гормонів у людей та наслідки цього на апетит.

Методи

Учасники дослідження

Дослідження проводились після етичного схвалення (West London Research Ethics Committee 1, Лондон, Великобританія) та відповідно до принципів Гельсінської декларації. Усі учасники дали письмову інформовану згоду до зарахування на навчання.

Пілотне дослідження переносимості L-аргініну (дослідження 1)

Здоровий чоловік (n = 1) та жінки (n = 6) набрано суб'єктів із середнім віком 39,4 (SD 11,4) років та ІМТ 24,6 (SD 4,7) кг/м 2, які мали стабільну вагу протягом 3 місяців до вступу на навчання (Таблиця 1.

Усі предмети

Вік (y)	39,4 ± 11,4
Жінка чоловік	6: 1
Вага (кг)	68,9 ± 17,3
Висота (м)	1,67 ± 0,08
ІМТ (кг/м 2)	24,6 ± 4,7
Артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	112/68 ± 13/8

Вплив L-аргініну на вивільнення гормону кишечника та споживання їжі після ad libitum їжа (дослідження 2)

З урахуванням потужності 80% передбачалося, що для цього дослідження буде потрібно дев’ять суб’єктів на основі різниці у виділенні гормонів кишечника в 30%. Це приблизна величина збільшення вивільнення PYY, що спостерігається після прийому їжі з високим вмістом білка порівняно з їжею з високим вмістом вуглеводів (12, 15). Здоровий чоловік (n = 1) та жінки (n = 8) набрано суб'єктів із середнім віком 36,0 (SD 10,8) років та ІМТ 25,1 (SD 3,5) кг/м 2, які мали стабільну вагу протягом 3 місяців до зарахування до навчання (Таблиця 2.

Усі предмети

Вік (y)	36,0 ± 10,8
Жінка чоловік	8: 1
Вага (кг)	69,4 ± 16,4
Висота (м)	1,65 ± 0,09
ІМТ (кг/м 2)	25,1 ± 3,5
Артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	113/74 ± 6/5

Аналізи

Ацильований у плазмі грелін вимірювали за допомогою комерційно доступного набору імуноферментних аналізів (ELISA) (Merck Millipore, Burlington, Massachusetts). Плазму GLP ‐ 1 та PYY вимірювали за допомогою встановлених внутрішніх радіоімуноаналізів (34, 35). Антитіло до GLP-1 має 100% перехресну реактивність з усіма амідованими формами GLP-1, але не перехресно реагує з розширеними формами гліцину. Антитіло PYY має 100% перехресну реактивність з PYY1‐36 та PYY3‐36. Коефіцієнти варіації внутрішнього аналізу для аналізів GLP ‐ 1 та PYY становили відповідно 5,6% та 5,0%.

Статистичний аналіз

Дані щодо гострого споживання їжі та площі під кривою (AUC) виражаються як середнє значення ± SEM і аналізуються одностороннім дисперсійним аналізом (ANOVA) та пост-хок корекцією Бонферроні. Дані про гормони кишечника та ВАС аналізували шляхом повторних вимірювань ANOVA та постхоц-корекції Бонферроні. Взаємозв'язок між досліджуваними змінними оцінювали за допомогою коефіцієнта кореляції Пірсона Р.. P

Результати

Пілотне дослідження переносимості L-аргініну (дослідження 1)

L-аргінін переносився добре.

Побічних ефектів, про які повідомляли самостійно, при застосуванні перорального Л-аргініну не було. Крім того, не було суттєвих змін щодо VAS щодо нудоти.

Сам по собі L-аргінін не мав значного впливу на рівень циркулюючого греліну, GLP-1 або PYY.

L-аргінін не мав значного впливу на грелін у плазмі крові (малюнок 1A-1B), що відповідало дослідженням на тваринах, проведених у нашій групі (неопубліковані дані). Існувала тенденція до збільшення плазмового GLP ‐ 1 після прийому L ‐ аргініну, хоча цей ефект не досяг статистичної значущості (рис. 1C ‐ 1D). Після прийому L-аргініну не було значного збільшення рівня PYY у плазмі крові (рис. 1E ‐ 1F).

L-аргінін не робив істотного впливу на суб'єктивні показники апетиту.

Суттєвої різниці в суб’єктивних показниках апетиту при застосуванні ВАС після прийому носія, 17,1 ммоль аргініну або 17,1 ммоль гліцину не було.

Після спостережень за тим, що L-аргінін добре переноситься, не повідомляється про побічні ефекти і що це призводить до тенденції до збільшення вивільнення GLP-1 у плазмі, ми досліджували, чи може L-аргінін збільшити вивільнення гормонів кишечника та впливати на споживання їжі.

Вплив L-аргініну на вивільнення гормону кишечника та споживання їжі після ad libitum їжа (дослідження 2)

L-аргінін стимулював GLP-1 та PYY у плазмі крові після прийому їжі ad libitum.

L-аргінін значно підвищував рівень GLP-1 у плазмі крові після прийому ad libitum їжі порівняно з рівнями після лікування транспортним засобом (P

L-аргінін не зменшував гострого споживання їжі та не впливав на суб'єктивні показники апетиту.

Не було різниці в споживанні енергії або суб’єктивних показниках апетиту при застосуванні ВАС після прийому носія, 17,1 ммоль аргініну або 17,1 ммоль гліцину (n = 9). Споживання їжі в ad libitum їжа становила 929 ± 87,6 ккал (середнє значення ± SEM) у групі транспортного засобу порівняно з 1154 ± 156,9 ккал у групі гліцину та 992 ± 93,4 ккал у групі L-аргініну (P = 0,26).

Вплив L-аргініну на подальше споживання енергії та споживання жиру.

Оцінка подальшого споживання енергії за допомогою самостійних звітів про харчові щоденники показала тенденцію до зниження споживання енергії та особливо споживання жиру (рис. 3), хоча ці ефекти не досягли статистичної значущості.

Обговорення

Ці дані показують, що в поєднанні з ad libitum їжі, L-аргінін значно підвищує GLP-1 та PYY у здорових добровольців, порівняно з лікуванням носієм. L-аргінін у введених дозах не призвів до серйозних побічних ефектів.

Бюджетні агентства:

Ця стаття представляє незалежні дослідження, що фінансуються Радою з досліджень біотехнологій та біологічних наук (BBSRC), Радою з медичних досліджень (MRC) та Товариством ендокринології та за підтримки Національного інституту досліджень здоров’я (NIHR) Клінічних досліджень (CRF) та біомедичних досліджень Центр (BRC) при Трасті Національної служби охорони здоров’я (NHS) Імперського коледжу. AA підтримується стипендією MRC Clinical Training Research Fellowship. Секція ендокринології та дослідницької медицини фінансується за рахунок грантів MRC, BBSRC, NIHR, Премії з розбудови потенціалу інтегративної біології ссавців (IMB) та гранту EuroCHIP FP7‐ HEALTH‐ 2009‐ 241592, а також за підтримки Схеми фінансування BRI НІПЛ . Висловлені думки - це думки автора (авторів) і не обов’язково погляди спонсорів, NHS, NIHR або Міністерства охорони здоров’я.

Розкриття інформації:

Автори не заявили про конфлікт інтересів.