elemeket
absztrakt
Háttér:
Az S-adenozil-metionin (SAM) metil-donor plazmakoncentrációja lineárisan függ a testtömeg-indextől (BMI) és a zsírtömegtől. Mivel a SAM nagy energiájú vegyület és a sejttápláltság állapotának érzékelője, feltételeztük, hogy a SAM a túltáplálással növekszik.
mód:
Negyven normális túlsúlyos férfinak és nőnek napi 1250 kcal adagot adtak 28 napig.
az eredmények:
A szérum SAM 106-ról 130 nmol/l-re nőtt (P = 0,006). A rétegzett elemzésben csak azoknál nőtt a SAM (+ 42%, P = 0,001), akiknél a testsúlygyarapodás nagyobb volt, mint a medián (megnövekedett testtömeg, átlagos súlygyarapodás 3,9 ± 0,3 kg), míg az alacsony testtömegűek (1 súlygyarapodás), 5 ± 0,5). kg) nem (interakció P = 0,018). A túl táplálás nem változtatta meg a SAM prekurzor, a metionin vagy a termékek, az S-adenozil-homocisztein és a homocisztein szérumkoncentrációit. A SAM/SAH (S-adenozilhomocisztein) arány nem változott a teljes populációban, de magas testtömegű betegeknél nőtt (+ 52%, P = 0,006, interakció P = 0,005). A SAM változása kedvezően korrelált a súly (r = 0,33, P = 0,041) és a zsír tömegének (r = 0,44, P = 0,009) változásával, de nem a fehérje bevitel vagy a plazma metionin, glükóz, inzulin változásával vagy alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) koleszterin.
következtetés:
A megnövekedett szérum SAM etetése a kapott zsírhoz viszonyítva. A SAM növekedése hozzájárulhat a metioninszint stabilizálásához, és jelzi a SAM érzékenységét az emberek táplálkozási állapotára. További figyelmet érdemel a SAM szerepe az emberi energia-anyagcserében.
Az S-adenozil-metionin (SAM) nagy energiájú vegyület, amelyet az esszenciális kénes aminosavból metioninból szintetizálnak. A SAM-függő metilációs reakciók magukban foglalják a DNS-metilezést, a transzláció utáni fehérje-módosításokat, valamint a hormonok, a kreatin és a foszfatidilkolin szintézisét. 1 A foszfatidilkolin a máj által exportált lipoproteinek fő foszfolipid komponense. Az S-adenozil-homocisztein (SAH) és az azt követő homocisztein a SAM-függő metilezés termékei. Mivel az SAH magas koncentrációja gátolja a metiltranszferázokat, a SAM/SAH arányt a sejtes metilációs potenciál indexének tekintik. Az emelkedett plazma SAH alacsonyabb plazma SAM/SAH aránnyal és a limfocita DNS hipometilációjával jár emberben. 2
A plazma SAM és SAH pozitív összefüggését a testtömeg-indexdel (BMI) először 2009-ben emelték ki, majd megerősítették. 3, 4 610 idős embernél azt tapasztaltuk, hogy a SAM plazma szorosan összefügg a zsír tömegével, valamint a zsír és az összes zsír arányával. 5 A felső SAM-kvartilis alanyainak átlagosan 6 kg-mal volt nagyobb a zsírtömege többszöri kezelés után, míg a plazma-metionin és az SAH nem volt függetlenül társítva a zsírtömeghez. Megfigyeltük azt is, hogy a SAM csak a túlsúlyban korrelált a zsírtömeggel, normál testsúlyú alanyokban azonban nem. Ez azt sugallta, hogy a SAM és az adipozitás összefüggése a felesleges tápanyagok jelenlétével járt.
A SAM metionin-adenozil-transzferázzal (MAT) történő szintézise egy energiaigényes reakció, amelyben mind a három nagy energiájú ATP-kötés hidrolizálódik. 1 A MAT aktiválásához metionin és ATP jelenléte szükséges. Az in vitro glükóz növeli a MAT-aktivitást és a SAM-koncentrációt, 7 jelezve, hogy a SAM-szintézis a tápanyag-bőséggel növekszik. Az SAM-t az elhízással összekötő keresztmetszeti vizsgálatok azonban nem tudják tisztázni, hogy a SAM-emelkedés elősegíti-e, kíséri-e vagy figyeli-e az elhízás kialakulását. Ennek a kapcsolatnak a dinamikája teszteléséhez megvizsgáltuk az emberekben a rövid távú túlzsúfoltság hatását a szérum SAM-ra és a kapcsolódó metabolitokra.
Tantárgyak és módszerek
résztvevők
Negyven egészséges ülő, nem dohányzó felnőtt beteget (20/20 férfit/nőt) vizsgáltunk a fentiekben részletezett túltáplálási protokoll alkalmazásával. 8., 9. A jegyzőkönyvet az Emberi Kutatási és Etikai Bizottság hagyta jóvá St. Vincent Sydney-ben. Minden önkéntes írásbeli, megalapozott beleegyezést adott. A tanulmány a ClinicalTrials.gov NCT00562393 címen van bejegyezve.
túltáplálás
A résztvevőknek 28 napig adagolták az 1250 kcal-ot az alapvető energiaigény felett. A tápanyagösszetétel kezdetben 30% zsír, 15% fehérje és 55% szénhidrát volt, a túltáplálás során pedig 45% zsír, 15% fehérje és 40% szénhidrát volt. A kiinduláskor (D0) és a 28. napon (D28) éhomi vérmintákat nyertünk, és a zsírtömeget, a sovány tömeget és a központi hasi zsírt kettős röntgenabszorpcióval mértük (Lunar DPX-Lunar Radiation, Madison, WI, USA). ).
Hagytuk, hogy a szérum szobahőmérsékleten 15 percig kicsapódjon, majd 4 ° C-on centrifugálták, alikvotákban feltüntették és folyékony nitrogénben lefagyasztották, majd -80 ° C-on tárolták. ° C elemzésig. A szérum metionint, a SAM-ot, a SAH-t és a teljes homociszteint folyadékkromatográfiával, tandem tömegspektrometriával mértük, az előbb leírt módszer módosítását alkalmazva. A módszert úgy módosítottuk, hogy SAM-ot és SAH-t tartalmazzon egy Prominence LC-20ADXR bináris szivattyúval (Shimadzu, Kioto, Japán), QTRAP 5500 hibrid hármas kvadropol tömegspektrométerrel (AB Sciex, Framingham, MA, USA) összekapcsolva. A vizsgálatokat Kinetex Core Shell C18-on (30 x 4,6 mm, 2,6 μm; Phenomenex, Torrance, CA, USA) végeztük. A kvantifikáció az izotóppal jelzett belső standardok jelenlétére korrigált standard görbékkel történő összehasonlításon alapult. A metionin, az összes homocisztein, a SAM és a SAH variációs együtthatói 3 és 8% között voltak.
Az éhomi glükózszinteket glükóz-oxidáz elektróddal (YSI Life Sciences, Yellow Springs, OH, USA) elemeztük, az inzulint pedig radioimmun vizsgálattal (Linco Research, St. Charles, MO, USA) mértük.
Statisztikai analízis
Az adatokat átlag ± félként adjuk meg. Ismételt varianciaanalízist alkalmaztunk a D0 és D28 értékek összehasonlításához az általános populációban, és a kölcsönhatásokat súlygyarapodás alapján teszteltük. A megnövekedett testtömegeket olyan személyekként határozták meg, akiknek súlygyarapodása meghaladja a mediánt. Az életkorhoz és nemhez igazított részleges korrelációkat használtunk a SAM változásainak összefüggéseinek értékeléséhez az érdeklődésre számot tartó paraméterek változásával. Az elemzéshez a PASW Statistics for Mac-et (20, 0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA) használtuk.
az eredmény
A népesség jellemzői
Amint jeleztük, a résztvevők 20 férfi és 20 nő voltak, az átlagéletkor 36,7 ± 1,9 év volt, a D28 átlagos súlygyarapodása pedig 2,8 kg volt. Az 1. táblázat a D0 és D28 kiválasztott jellemzőit mutatja be az általános populációban, külön pedig azokban, akiknél magas és alacsony a súlygyarapodás. A nagy és alacsony tömegű súlygyarapodások átlagos súlygyarapodása 3,9 ± 0,3 és 1,5 ± 0,2 kg volt (P 0,32). A magas alapenergia-bevitel (P = 0,029) és a zsírbevitel (P = 0,019) azonban magas növekedést mutatott.
Asztal teljes méretben
28 napos túlfogyasztás után az élelmiszer, a fehérje és a teljes étrendi energiafogyasztás jelentősen megnőtt az általános populációban (P
Az éhomi szérumparaméterek a teljes vizsgálati populációban ( a, c, e, g, én; N = 40), külön pedig alacsony (N = 20) vagy magas (N = 20) súlygyarapodás esetén ( , d, f, h, j ) a kiinduláskor (0. nap) és 28 napos túltáplálás után (28. nap). SAH, S-adenozil-homocisztein; SAM, S-adenozil-metionin; Hcy, teljes homocisztein. ** P, 000, 006 vs. D0. A P kölcsönhatást az idő (0. nap vs. 28. nap) ismételt varianciamértékeinek elemzése jelzi, a csoportok közötti kölcsönhatásnak megfelelően (alacsony vagy magas súly).
Teljes méretű kép
Összefügg a delta SAM-mal
A szérum SAM változása kedvezően korrelált a zsírtömeg (r = 0,44, P = 0,009) és a testtömeg (r = 0,33, P = 0,041) változásával, miután az életkorhoz és a nemhez igazodott. Nem találtak összefüggést a szérum SAM változásainak a sovány súly, a fehérje bevitel (napi g), a szérum metionin, az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) koleszterin, a glükóz, az inzulin vagy a HOMA-IR (P 0,41) változásával).,
vita
A plazma SAM korrelál a BMI-vel és az emberek zsírtömegével. 3, 4, 5 A lehetséges magyarázatok a következők: (1) A SAM dinamikusan változik az energiaegyensúly vagy a zsír felhalmozódásának változásával, ezért a táplálkozási állapot indikátoraként működik más magas energiájú vegyületek mellett; (2) a SAM olyan genetikai vagy epigenetikai aláírást tükröz, amely elhízott fenotípusokkal társul; vagy (3) a tápanyagok által kiváltott inzulin- és glükózszint-növekedés növeli az SAM-szintézist, amint azt in vitro megfigyelték. Megállapításunk, miszerint a SAM rövid ideig tartó, súlyfüggő, inzulintól és glükóztól független túlteljesítés után növekszik, alátámasztja az első magyarázatot.
Ezek a megállapítások több megjegyzéssel párhuzamosan futnak. Monteiro és mtsai. 12 megfigyelte, hogy a magasabb eritrocita SAM-ban szenvedő gyermekeknél a testtömegükre normalizált energiafogyasztás magasabb volt. A Zucker zsíros patkányok, amelyekben a leptin receptor mutációja hiperfágiát és elhízást eredményez, jelentősen megnövelte a SAM értéket a májban 13 és a hasnyálmirigyben. Ezzel szemben a sejtek energiaszintjének fenntartására képtelenséggel jellemzett állapotok, mint például a szeptikus sokk és a hipoxia, a MAT inaktiválását eredményezik (áttekintve: Mato et al. 1). A HepG2 sejtekben az inzulin és a glükóz expozíciót MAT aktivitás és az intracelluláris SAM növekedése indukálta. Azonban nem találtunk összefüggést a szérum inzulin vagy glükóz változása és a SAM változása között. Várható, hogy az LDL-koleszterin, a lipoproteinek helyettesítő markerje, amely SAM-függő metilezéssel szintetizált foszfatidilkolint tartalmaz, korrelálhat a SAM változásával. A szérum SAM változása azonban nem áll összefüggésben az LDL-koleszterinnel, összhangban azzal a megfigyeléssel, hogy a SAM plazma asszociációja az elhízással független az LDL-koleszterintől. Azonban továbbra is lehetséges, hogy az LDL részecskék összetétele másodlagosan változik a SAM változásai miatt. 15
A nagy mennyiségű metionin és a metioninban gazdag állati eredetű fehérje elhízással jár, 16, 17, míg a plazma metionin nem függ a BMI-től vagy a zsírtömegtől. Az a megállapítás, hogy a szérum-metionint nem változtatja meg a túlcsordulás, arra utal, hogy a metionin-koncentrációkat szorosan szabályozzák a SAM-ra való átalakulás fokozott felvétele mellett. Ennek alátámasztására a SAM plazma a metionin alkalmazásával többszörösére nő. Vizsgálatunk korlátja, hogy a homocisztein metioninná történő metilezéséhez szükséges szérum-folát- és B12-adatok nem állnak rendelkezésre, bár a B-vitaminok nem voltak a SAM plazma fő meghatározói. 4
Számos metabolikus és létfontosságú determinánsról számoltak be a SAM plazmában, beleértve a plazma metionint és kolint (pozitív), dohányzást (negatív), valamint bizonyos alcsoportokban a MAT1A polimorfizmusokat. A plazma SAM számos klinikai állapotban megemelkedik, beleértve a szív- és érrendszeri betegségeket, az Alzheimer-kórt és a májbetegségeket is. Emberben korlátozott adatok állnak rendelkezésre az SAH és a SAM plazmaszintjének és ezen metabolitok szöveti szintjének kapcsolatáról, amelyek általában több nagyságrenddel magasabbak. A metionin-ciklus ismert kinetikáján alapuló matematikai modellezés megmutatja a SAM és az SAH plazmakoncentrációját a májból és a perifériás szövetekből történő export függvényében, kiegyensúlyozva a vizeletürítéssel, anélkül, hogy a SAM vagy az SAH a plazmából a szövetekbe mozogna. Valóban, a plazma SAH csökkenő glomeruláris szűrési sebességgel nő az embereknél. Mind a farmakológiai folsav-kiegészítés 24, mind a metionin-adagolás18 a plazma SAM egyértelmű növekedését okozza, ami valószínűleg a májban megnövekedett SAM-termelésnek köszönhető. Ezért a rendelkezésre álló bizonyítékok arra utalnak, hogy a megnövekedett plazma SAM az egyének feleslegében tükrözheti a máj és/vagy a perifériás szövetek SAM metabolizmusának változását.
Adataink felvetik azt a kérdést, hogy vajon a SAM dinamikus reakciója az emberek tápanyag-állapotára epigenetikai következményekkel jár-e. Egy humán vizsgálatban a B-vitamin kezelés, amely növelte a plazma SAM értékét, nem volt hatással a globális DNS metilációra. Azonban a szérum SAM/SAH arány, amely ebben a vizsgálatban is növekedett, összefüggésben állt a globális DNS-metilációval emberben. 2 A globális DNS-metiláció és az elhízás összefüggéseinek bizonyítékai nem következetesek, a tanulmányok pozitív, negatív vagy semmilyen összefüggést mutatnak (áttekintve: Van Dijk et al. 25). Az elhízott egyéneknél azonban kimutatták a génspecifikus metilációs minták változását, 25 és súlycsökkenéssel helyreállíthatók. Az embereknél a rövid távú túltáplálás a vázizom génspecifikus metilációs változásainak széles változásával társult. Érdekes kérdés a további vizsgálat szempontjából, hogy az ebben a vizsgálatban megfigyelt SAM-változások összefüggenek-e a túltáplálás és az elhízás során megfigyelt génspecifikus metilációs profilokkal.
Röviden: a SAM szérum rövid távú túletetéssel nőtt a kapott zsírhoz képest. Ez a megállapítás kiterjeszti a SAM korábban beszámolt keresztmetszeti összefüggéseit a BMI-vel és a zsírtömeggel (3, 4, 5), és tovább dokumentálja a kén aminosav út és az energiacsere kölcsönhatását. A szérum metionin a megnövekedett fehérjebevitel ellenére sem változott, ami arra utal, hogy a SAM-ra történő átalakulás stabilizálhatja a magas bevitelű metioninszintet. Érdekes kérdés a további tanulmányok szempontjából, hogy a SAM túltáplálódással járó változásainak vannak-e epigenetikus következményei, különösen azokban a génekben, amelyek metilációs mintázata a BMI-vel társul, 25, 27, 28.