Повні жінки на низькоенергетичній дієтичній дієтичній дієті лейцину, аргініну або гліцину

Braz J Med Biol Res, жовтень 2001, том 34 (10) 1277-1283

Повні жінки на низькоенергетичній дієті з рису та квасолі: вплив добавок лейцину, аргініну або гліцину на обмін білків

J.S. Марчіні 1, К.Р.Ламбертіні 1, Е.Ферріоллі 2 та Й.Е.Дутра де Олівейра 1

1 Відділ нутрісану клініка та 2 відділ медицини, гериатрика та міжнародна лабораторія еспектрометрії Масса, департамент клініки Медика, факультет медицини Рібейран-Прету, університет Сан-Паулу, Рібейран-Прету, Бразилія

Ключові слова: жінки з ожирінням, білок, гліцин, аргінін, лейцин, стабільний ізотоп

Ожирілі суб’єкти збільшили обмін білка, синтез і окислення білків у всьому тілі порівняно з дорослими худими однолітками (1). Існує припущення, що білковий баланс у осіб із ожирінням не підтримується при споживанні білка нижче 70 г/день, коли енергія обмежена до 1100 ккал/день (4,5 МДж) (2). Гарлік та ін. (3) також показали, що при обмеженні енергії баланс азоту зменшується і покращується за рахунок високого споживання білка.

Добавки самими амінокислотами не перевірені як білкозберігаючий метод під час дієт з низькою енергією при лікуванні ожиріння, однак як джерело азоту можна очікувати, що він буде ефективним. Більше того, деякі амінокислоти мають відомі фармакологічні властивості, які можуть мати потенційну користь для білкового метаболізму (4), і про вплив добавок цими амінокислотами під час дієт з низьким енергоспоживанням на людей із ожирінням не повідомляється.

Дві амінокислоти, аргінін та лейцин, особливо визнані як фармакологічні, крім харчових властивостей. Аргінін (L-2-аміно-5-гуанідиновалерова кислота) - це аліфатична амінокислота, яка відіграє важливу роль в імунній функції та стимулює вивільнення гормону росту гіпофізом (5). Аргінін також є фізіологічним попередником оксиду азоту (релаксуючого фактора, одержуваного ендотелієм), і це пропонується як пояснення його гіпотензивного впливу на здорових людей (6). Лейцин (L-2-аміно-4-метил-валерианова кислота) - незамінна амінокислота з розгалуженим ланцюгом, яка відіграє важливу роль у метаболізмі білка та глюкози, синтезі нейромедіаторів та метаболізмі лімфоїдної тканини (7).

Це дослідження було покликане перевірити, чи доповнення аргініном та лейцином покращує метаболізм білка та амінокислот у пацієнтів із ожирінням, які споживають дієту з низьким енергоспоживанням. Щоб визначити, чи можливі зміни в білковому обміні зумовлені їх фармакологічними властивостями, ми також вивчали період добавок гліцином, амінокислотою без таких ефектів. Всі періоди добавок порівнювали з недоповненими (контрольними).

Матеріал та методи

Було вивчено сім жінок із ожирінням у віці 36 ± 8 років. Кожен суб'єкт проходив детальну клінічну оцінку та аналізи крові (повна кількість гематологічних клітин, рівень глюкози в плазмі крові, рівень креатиніну та сечовини), крім ожиріння, жодних інших гострих та хронічних захворювань не виявлено. Жоден суб'єкт не був вагітним і не годував груддю. Після первинної оцінки було отримано дієтичний анамнез, і кожному досліджуваному було наказано їсти місцеву дієту з рису та квасолі (див. Нижче) та підтримувати свій звичайний рівень активності.

Це дослідження було схвалено місцевим комітетом з питань етики. Письмова інформована згода була отримана від кожного суб’єкта після детальної інформації про цілі та ризики цього дослідження.

Кожен доброволець отримував дієту з низьким енергоспоживанням рисом та квасолею (4,2 МДж) із загальним споживанням білка 0,6 г кг -1 день -1 протягом 8-тижневого періоду дослідження. Ця дієта, яка використовувалась у попередніх аналогічних протоколах дослідження, не має дефіциту амінокислот і відображає типову бразильську дієту (8–10).

Після адаптаційного періоду в 4 тижні дієту для рису та квасолі доповнювали лейцином, аргініном та гліцином у випадковому порядку (еквівалентно 0,2 г білка кг -1 день -1) протягом 7 днів кожен, так що кожен суб'єкт брав участь у чотирьох дослідженнях періоди. Між 7-денними періодами прийому добавок суб’єкти отримували дієту без добавок на рисі та бобах протягом 2 днів (період вимивання). Також вивчався період 7 днів без дієти (харчування).

На 7-й день кожного періоду було проведено 9-годинне дослідження з одноразовим введенням 15-N-гліцину для всього тіла (11) після 12-годинного голодування. Кожному досліджуваному давали шість ізоенергетичних, ізонітрогенних страв з інтервалом у 2 години, що забезпечувало половину загальної добової енергії, білка та додаткового споживання лейцину, аргініну або гліцину (тобто 2,2 МДж, 0,3 г білка кг -1 день -1 з рису і квасоля, а також амінокислотна добавка, еквівалентна 0,2 г кг -1 день -1). Через дві години після першого прийому їжі сечовий міхур спорожнили для визначення базового збагачення сечі та дали дозу 15 N-гліцину (200 мг на пацієнта) (0 год). Усю сечу збирали до 9-ї години дослідження на визначення збагачення сечовиною та аміаком 15 N. Дві проби крові були взяті для визначення збагачення 15 N сечовини через 0 год та 9 год (12).

Потік розраховували на основі кількості ізотопу, що виділяється із сечею в кінцевому продукті (сечовина та аміак) протягом 9-годинного періоду дослідження. Крім того, кількість мітки, яка утримувалась у басейні сечовини через 9 годин, використовувалася для регулювання результату потоку на основі мітки, що виділяється із сечею сечовиною (13). Потік розраховували як: Q = dx Ex/ex, де Q - потік, d - кількість введеного ізотопу, Ex - кількість виведеного кінцевого продукту, а ex - кількість виділеного ізотопу як кінцевий продукт протягом досліджуваного періоду . Середній потік кінцевого продукту був прийнятий як середнє гармонічне для оцінок потоку на основі виведення сечовини-N та аміаку-N та був використаний при розрахунку швидкості синтезу та розпаду білка (12). Синтез і деградація білка оцінювались з: Q = Nint + D = Ex + S, де Nint - споживання азоту, D - еквівалент деградації білка, а S - еквівалент синтезу білка.

Сечу збирали в контейнери з 5 мл концентрованої HCl. Зразки зберігали при -20 o C до триразового аналізу. Аліквоти брали для подвійного визначення загального азоту, аміаку-N, сечовини-N, аміаку-15 N, сечовини-15 N (14) та вільних амінокислот (15). Загальний азот вимірювали методом Кельдаля. Сечовину та аміак послідовно екстрагували дифузією і титруванням Конвея для аналізу мас-спектрометрії лужною аерацією. Збагачення ізотопу вимірювали за допомогою мас-спектрометра (Anca 20-20, Europa Scientific, Чешир, Англія). Амінокислоту плазми аналізували за допомогою високоефективної рідинної хроматографії (Shimadzu Corporation, Токіо, Японія) після дериватизації флуоресценції перед колоною орто-фтальдиальдегідом (15).

Дизайн повторних вимірювань використовувався для статистичного аналізу з одностороннім ANOVA (для повторних вимірювань або амінокислотної добавки). Таким чином, коефіцієнт повторного вимірювання мав чотири рівні: відсутність добавки, добавки лейцину, добавки гліцину та добавки аргініну, у випадковому порядку (16). Порівняльні порівняння проводились за допомогою тесту Тукі. Гострий стан порівнювали зі спожитим станом за допомогою парного t-тесту. Значення Р 0,05 або менше вважали значущими.

Антропометричні та біохімічні дані наведені в таблиці 1. Індекс маси тіла та індекс жиру в руці значно зменшились із першого дня до дня 35 (період адаптації), а потім залишалися незмінними до кінця дослідження (таблиця 1). Біохімічні дані крові суттєво не змінились. Екскреція сечовини з сечею була вищою в перший день дослідження порівняно з будь-яким іншим періодом дослідження, і екскреція сечовини з сечею залишалася незмінною з 2 по 8 тиждень.

Суб'єкти 2 і 3 були виключені з повторного статистичного аналізу, оскільки з технічних причин зразки одного періоду дослідження були втрачені для обох суб'єктів. Не було значних відмінностей в обміні білків у всьому тілі між періодом споживання дієти з рисом та квасолею, що не вживався, та будь-яким періодом прийому лейцину, аргініну або гліцину (табл. 2). Також не було суттєвих відмінностей у плазмі та сечових амінокислотних профілях між станом голодування або годування, а також між періодами недоповнення та різними добавками (Таблиця 3).

У цьому дослідженні споживання білка в розмірі 0,6 г кг -1 день -1 було достатнім для підтримки обміну білка у жінок з ожирінням на дієті зі зниженою енергією. Під час експериментального протоколу, як і очікувалося, спостерігалося падіння антропометричних вимірювань, але приблизно з четвертого тижня після періоду адаптації відбулася антропометрична та біохімічна стабілізація. Це може відображати зменшення витрат енергії у відповідь на зменшення споживання енергії, явище, продемонстроване іншими авторами (17). Для цього дослідження ця стабілізація фактично представляла перевагу, оскільки усувала можливість неправильної інтерпретації результатів через зміни маси тіла.

Попередні дослідження показали, що 0,6 г білка кг -1 день -1 достатньо, щоб підтримувати рівновагу азоту у здорових бразильських людей, які харчуються рисом та бобами (9,10). Цілком можливо, що люди з ожирінням мають однакові потреби в білках, які залишаються незмінними під час дієти з низьким споживанням енергії, як це пропонували інші. Соліні та ін. (21) не виявили відмінностей у потоці лейцину, окисленні та неокислювальному видаленні між жінками, що страждають ожирінням, що не страждають на діабет, і нормальними жінками. Інші дослідження, проведені на евтрофних суб’єктах, які отримували 0,5 г білка кг -1 день -1 (10,22), виявили кінетичний баланс, близький до балансу цього дослідження. Васкес та співавт. (23) показали, що збільшення білкового складу ізоенергетичних дієт для зменшення ваги (2,5 КДж/добу) з 50 до 70 г/добу не призводить до змін азотного балансу.

У цьому дослідженні потік азоту у всьому тілі (близько 39-58 мг азоту кг -1 год -1) був вищим, ніж отриманий для суб'єктів контролю (близько 17-46 мг азоту кг -1 год -1) (10,13 ) із середнім індексом маси тіла 25 кг/м 2. Синтез і розпад білка також були вищими, ніж у літературі, для осіб із нормальною масою тіла (10,11,22), але подібними до тих, що повідомлялися для підлітків із ожирінням (24). Одне з цих досліджень (10) було проведено з використанням тих самих протокольних/екологічних умов, що і це дослідження. Слід також зазначити, що коливання даних, отриманих тут для пацієнтів із ожирінням, було подібним до тих, що спостерігались в інших дослідженнях білкового обміну (1-3,20,21,24).

Добавки лейцину, аргініну або гліцину (0,2 г кг -1 день -1) не покращили кінетичний баланс або синтез білка порівняно з початковим періодом дієти. Можливо, оскільки у випробовуваних не було змін у білковому обміні, спричинених низькоенергетичною дієтою, можливі наслідки прийому добавок залишалися невизначеними.

Профіль амінокислот у сечі та плазмі не показав значних відмінностей, за винятком високих середніх значень фенілаланіну, лейцину та метіоніну у плазмі порівняно з літературними значеннями для евтрофних жінок (25). Рівні амінокислот у плазмі не змінювались добавками. Кілберг та ін. (19) описали високі рівні фенілаланіну та лейцину, а також ізолейцину, валіну, лізину, тирозину, проліну та глутамінової кислоти у жінок із ожирінням. Ці результати свідчать про те, що жінки з ожирінням можуть мати певний амінокислотний профіль, але це повинно бути підтверджено подальшими дослідженнями.

На закінчення, дане дослідження не підтримує використання лейцину, аргініну або гліцину під час дієт з низьким енергоспоживанням для людей із ожирінням з метою зменшення швидкості розпаду білка та/або збільшення швидкості синтезу білка. Ожирілі суб’єкти здатні підтримувати стабільний білковий обмін на дієті, що містить 0,6 г білка кг -1 день -1 та забезпечуючи споживання енергії 4,2 МДж/день. Потрібні подальші випробування з більш тривалими періодами спостереження, щоб визначити, чи підтримується кінетичний баланс азоту під час режимів лікування з дуже низьким рівнем енергії (або навіть медикаментозного лікування). Крім того, ми підтверджуємо, що дослідження оборотності білка в одній дозі є надійними, швидкими, недорогими та простими для проведення у госпіталізованих пацієнтів. Вони можуть бути використані в коротких дослідженнях обороту білків у всьому тілі у пацієнтів, для яких тривала, безперервна інфузія ізотопів із забором газу та крові буде важкою або навіть неможливою.

1. Welle S, Barnard RR, Statt M & Amatruda JM (1992). Підвищений обмін білка у жінок із ожирінням. Метаболізм, 41: 1028-1034. [Посилання]

2. Oi Y, Okuda T, Koishi H, Waki M, Kurata M & Nambu S (1987). Вплив дієт з низьким енергоспоживанням на дослідження метаболізму білка з [N-15] гліцином у пацієнтів із ожирінням. Журнал харчової науки та вітамінології, 33: 227-237. [Посилання]

3. Garlick PJ, Clugston GA & Waterlow JC (1980). Вплив дієт з низьким енергоспоживанням на обмін білка у всьому тілі у людей із ожирінням. Американський фізіологічний журнал, 238: E235-E244. [Посилання]

4. Шах О.Й., Ентоні Дж. К., Кімбалл С.Р. і Джефферсон Л.С. (2000). 4E-BP1 та S6K1: сайти поступальної інтеграції для харчової та гормональної інформації в м’язах. Американський журнал фізіології, 279: E715-E729. [Посилання]

5. Brittenden J, Heys SD, Miller I, Sarkar TK, Hutcheon AW, Needham G, Gilbert F, McKean M, Ah-See AK & Eremin O (1994). Дієтичні добавки з L-аргініном у пацієнтів з раком молочної залози (> 4 см), які отримують мультимодальне лікування: звіт про техніко-економічне обґрунтування. Британський журнал раку, 69: 918-921. [Посилання]

6. Хісікава К, Накакі Т, Сузукі Н, Сарута Т & Като Р (1991). Індукована L-аргініном гіпотензія. Ланцет, 337: 683-684. [Посилання]

7. Schauder P, Wahren J, Paoletti R, Bernardi R & Rinetti M (1992). Амінокислоти з розгалуженими ланцюгами. Біохімія, фізіопатологія та клінічна наука. 1-е вид. Raven Press, Нью-Йорк. [Посилання]

8. Vannucchi H, Duarte RMF & Dutra de Oliveira JE (1981). Харчова цінність дієти на основі рису та квасолі для сільськогосподарських робітників-мігрантів у Південній Бразилії. Nutrition Reports International, 24: 129-134. [Посилання]

9. Vannucchi H, Duarte RMF & Dutra de Oliveira JE (1983). Дослідження щодо потреб у білках у бразильських сільських робітників ("bóias-frias") отримували дієту з рису та квасолі. Міжнародний журнал з досліджень вітамінів та харчування, 53: 338-344. [Посилання]

10. Marchini JS, Moreira EAM, Moreira MZ, Hiramatsu T, Dutra de Oliveira JE & Vannucchi H (1996). Обмін метаболізму білків у всьому тілі у чоловіків на високо- або низькокалорійній бразильській дієті з рису та квасолі. Дослідження харчування, 16: 435-441. [Посилання]

11. Fern EB, Garlick PJ, McNurlan MA & Waterlow JC (1981). Виведення ізотопу з сечовиною та аміаком для оцінки білкового обміну у людини з [15N] гліцином. Клінічна наука, 61: 217-228. [Посилання]

12. Fern EB, Garlick PJ & Waterlow JC (1985). Очевидне розділення азоту в організмі людини: його наслідки при вимірюванні швидкості синтезу білка у всьому тілі за допомогою 15N. Клінічна наука, 68: 271-282. [Посилання]

13. Grove G & Jackson AA (1995). Вимірювання обороту білка у нормальної людини за допомогою методу кінцевого продукту з пероральним [N-15] гліцином - порівняння режимів одноразової та інтермітуючої доз. Британський журнал харчування, 74: 491-507. [Посилання]

14. Waterlow JC, Garlick PJ & Millward DJ (1978). Оборот білка в тканинах ссавців та в усьому тілі. Видавництво Північної Голландії, Амстердам, Голландія. [Посилання]

15. Lindroth P & Mopper K (1979). Високоефективне рідинно-хроматографічне визначення субпікомольних кількостей амінокислот шляхом дериватизації флуоресценції перед колонками орто-фтальдіальдегідом. Аналітична хімія, 51: 1667-1674. [Посилання]

16. StatSoft (1994). Статистика для Windows: Статистика II. Вип. 3. StatSoft, Inc., Талса, ОК. [Посилання]

17. Робертс С.Б., Фюс П., Гейман М.Б., Даллал Г.Є. & Янг В.Р. (1996). Вплив віку на витрату енергії та окислення субстрату під час експериментального недоїдання у здорових чоловіків. Журнали геронтології. Серія A, Біологічні науки та медичні науки, 51A: B158-B166. [Посилання]

18. Soares MJ, Piers LS, Shetty PS, Jackson AA & Waterlow JC (1994). Обмін білків у всьому тілі у хронічно недоїдаючих осіб. Клінічна наука, 86: 441-446. [Посилання]

19. Kihlberg R, Bark S & Hallberg D (1982). Пероральний тест на завантаження амінокислот до та після операції шунтування кишечника на патологічне ожиріння. Acta Chirurgica Scandinavica, 148: 73-86. [Посилання]

20. Winterer J, Bistrian BR, Bilmazes C, Blackburn GL & Young VR (1980). Обмін білків у всьому тілі, вивчений за допомогою 15 N-гліцину, і розпад білків м’язів у суб’єктів з легким ожирінням під час дієти, що щадить білок, і короткий загальний піст. Метаболізм, 29: 575-581. [Посилання]

21. Соліні А, Бонора Е, Бонадонна Р, Кастелліно П і Дефронцо РА (1997). Метаболізм білка при ожирінні людини: взаємозв'язок з метаболізмом глюкози та ліпідів та з вісцеральною жировою тканиною. Журнал клінічної ендокринології та метаболізму, 82: 2552-2558. [Посилання]

22. Dichi I, Dichi JB, Papini-Berto SJ, Angeleli AYO, Bicudo MH, Rezende TA & Burini RC (1996). Білково-енергетичний статус та кінетичне дослідження N-15-гліцину у хворих на цироз печінки А, які харчуються дієтами з низьким та високим вмістом білка. Харчування, 12: 519-523. [Посилання]

23. Васкес Ж.А., Казі У & Мадані Н (1995). Метаболізм білка під час зниження ваги при дієтах з дуже низькою енергією: оцінка незалежного впливу білка та вуглеводів на щадіння білка. Американський журнал клінічного харчування, 62: 93-103. [Посилання]

24. Pencharz PB, Motil KJ, Parsons HG & Duffy BJ (1980). Вплив дієти з обмеженим енергоспоживанням на білковий обмін підлітків із ожирінням: баланс азоту та обмін азоту у всьому тілі. Клінічна наука, 59: 13-18. [Посилання]

25. Lentner C (1984). Наукові таблиці Geigy. Том 3. Фізична хімія. Склад крові. Гематологія, соматометричні дані. 8-е перероблене видання. Ciba-Geigy Limited, Базель, Швейцарія, 82-83. [Посилання]

Листування та виноски

Адреса для листування: J.S. Marchini, Divisão de Nutrição Clínica, FMRP, USP, Av. Bandeirantes, 3900, 14049-900 Ribeirão Preto, SP, Brasil. Факс: + 55-16-633-6695. Електронна пошта: [email protected]

Дослідження, підтримані FAPESP (№ 97/09577-4). Отримано 10 серпня 2000 р. Прийнято 28 червня 2001 р.

Весь вміст цього журналу, за винятком випадків, коли зазначено інше, ліцензовано за ліцензією Creative Commons Attribution