предметів

реферат

Тому існує гостра необхідність виявлення факторів ризику протягом дитинства для запобігання дисліпідемії в майбутньому та, зрештою, серцево-судинних захворювань у дорослих 8. Метаболоміка виявилася ефективним інструментом для виявлення нових факторів ризику для раннього виявлення різних особливостей здоров’я. Рівні розгалуженого ланцюга (BCAA) та ароматичних амінокислот (АА) у сироватці крові підвищені при ожирінні у людей та тваринних моделей 9, 10 і пов’язані з сучасними та майбутніми процесами розвитку інсулінорезистентності у дорослих та дітей 11, 12, 13. Крім того, нещодавній мета-аналіз підтвердив, що більш високі рівні ВСАА та АА збільшують ризик діабету 2 типу 14. Крім того, амінокислотні профілі пов’язані з дисліпідемією у дорослих 15, 16 років. Таким чином, метою цього дослідження було виявити метаболомічні профілі, пов'язані з ожирінням та метаболічними властивостями у мексиканських дітей, використовуючи як дослідження випадків контролю, так і лонгітюдний підхід, заснований на когортах.

методологія

Учасники дослідження

Це дослідження було закріплено в рамках "Дослідження ожиріння для мексиканських дітей" (ORSMEC), яке є популяційним дослідженням із загальною метою виявлення факторів ризику ожиріння та метаболічних відхилень у дітей шкільного віку. ORSMEC включає 6--12-річних дітей з літнього табору для дітей працівників Міністерства охорони здоров'я Мексики (Convivencia Infantil, Sindicato de la Secretaria de Salud) та лікарні Infantil de Mexico з 2008 по 2015 рік. вільний від хронічних захворювань. Батьки або опікуни кожної дитини підписали інформовану форму згоди та погодились на участь дітей. Дослідження було схвалено Комітетом з етики установ-учасниць; Інститут національної медицини óеноміки, Національний інститут медицини і медицини і харчування у лікарні Інфантиль де Мексика і відповідав Декларації Гельсінкі II.

Було перевірено три різні дослідження. На фазі відкриття було проведено тематичне дослідження ожиріння для пошуку асоціацій метаболічних профілів із ожирінням. Це дослідження включало 1120 здорових непов’язаних дітей [606 нормальної ваги та 514 дітей із ожирінням, класифікованих за критеріями Центрів контролю та профілактики захворювань (CDC) 17]. Стан ожиріння визначали як процентиль індексу маси тіла (ІМТ) ≥ 95 тис. Для віку та статі, тоді як для груп із нормальною вагою були відібрані діти з ІМТ від 15 до 75 процентилів для віку та статі. Було проведено незалежне перехресне дослідження, в якому взяли участь 554 дитини з ORSMEC, прийнятих у період з 2013 по 2014 рік, за винятком тих, хто був частиною початкового контрольного дослідження. Нарешті, поздовжня когорта була розроблена для тестування метаболомічних біомаркерів, що передбачають ожиріння та пов’язані метаболічні ознаки. Сюди входили діти, які відвідували двічі літній табір і у яких були наявні клінічні дані та біологічні зразки з дворічним розділенням (n = 301).

Антропометричні та клінічні параметри

Антропометричні вимірювання визначали відповідно до процедур, рекомендованих Lohman et al. 18 і включав схему ваги, зросту, талії та стегон. Всі прилади були відкалібровані відповідно до стандартних методів виробників. Артеріальний тиск (АТ; мм рт. Ст.) Вимірювали двічі в сидячому положенні за допомогою автоматичного манометра (Microlife), а середнє значення обох вимірювань використовували для аналізів. Відсоток жиру в організмі отримували за допомогою аналізу біоелектричного імпедансу (Quantum X Body Composition Analyzer, RJL Systems). Діаграми зростання Центрів контролю за захворюваннями 2000 використовувались як еталон для визначення процентилю ІМТ. Як зазначалося вище, стан ожиріння визначався як процентиль маси тіла (ІМТ) ≥ 95 000. Хоча надмірна вага визначалася між 85-м та 95-м процентилями, нормальна вага - між 5-м та 85-м процентилями та недостатньою вагою 19. Гіпертригліцеридемія визначалася як рівень тригліцеридів у сироватці крові ≥130 мг/дл, як пропонується Експертною групою з інтегрованих вказівок щодо зменшення серцево-судинних ризиків для здоров'я дітей та підлітків 20 .

Забір крові та біохімічний аналіз

Через 8-12 годин голодування брали проби крові по 5 мл. Для зразків сироватки осадження дозволяли протягом 30 хвилин до поділу сироватки, а потім зберігали при -80 ° C до подальшого аналізу. Рівні глюкози, креатиніну, сечової кислоти, загального холестерину, холестерину ЛПВЩ, холестерину ЛПНЩ, TG, аспартатамінотрансферази (AST), аланінамінотрансферази (ALT), гамма-глутамілтранспептидази (GGT), Apo B та С-реактивного білка (CRP) були в сироватці крові. виміряні комерційно доступними стандартизованими методами (UNICEL DxC600, сошник Бекмана). Інсулін визначали за допомогою системи імунологічного аналізу Access 2 (сошник Бекмана). Чутливість до інсуліну опосередковано оцінювали на основі оцінки моделі інсулінорезистентності в моделі гомеостазу (HOMA-IR).

Аналіз метаболоміки

Статистичний аналіз

У контрольному дослідженні випадку відмінності між групами оцінювали за допомогою критерію Манна-Уітні-Вілкоксона. На фазі відкриття було проведено аналіз основних компонентів (PCA) для 42 метаболітів з використанням пакета Facto-MineR в R. Цей пакет сканує метаболіти в одиничних варіаціях як попереднє коригування даних перед PCA 21. Компоненти із власними значеннями> 1,0 були збережені, а метаболіти зі значеннями завантаження компонентів більше> 0,5 для компонента. Логічні регресійні моделі використовували для тестування впливу основних компонентів (ПК) на ризик ожиріння, тоді як лінійну регресію використовували для перевірки зв'язку з клінічними та біохімічними змінними. Ступінь мультиколінеарності між метаболітами визначали за допомогою коефіцієнта інфляції дисперсії (VIF).

Стіл в натуральну величину

Використовуючи моделі логістичної регресії, ми виявили три компоненти, суттєво пов'язані з вищим ризиком ожиріння [PC1 (OR = 1, 04; 95% CI 1, 0–1, 07, P = 0, 037), PC2 (OR = 1, 57; 95% ДІ 1, 46–1, 70, Р = 3, 8 × 10 −31) та ПК3 (АБО = 1, 21; 95% ДІ 1, 11–1, 33, Р = 4, 46 × 10 -5)], тоді як PC5 (АБО = 0,53; 95% ДІ 0,47-0,60, Р = 7,63 × 10) -25) асоціювався з меншим ризиком ожиріння. PC2, представлений високим рівнем аргініну, лейцину/ізолейцину, фенілаланіну, тирозину, валіну та проліну в сироватці крові, показав найсильнішу асоціацію із ожирінням та пояснив 15,3% дисперсію (табл. 1). Мультиколінеарність між амінокислотами, присутніми в PC2, була низькою та помірною (VIF 1, 5 - 6, 7), а аргінін та пролін мали найнижчі значення VIF (1, 5 та 1, 9 відповідно).

Потім ми перевірили, чи були ці ПК пов’язані з іншими клінічними змінними (Додаткова таблиця 3). Амінокислотний компонент (PC2) виявив найсильніші асоціації з HOMA-IR, сироватковим інсуліном, глюкозою, TG та загальним рівнем холестерину, але не з ApoB (рис. 1). PC2 також був суттєво пов'язаний з вищим систолічним АТ. Крім того, PC3, представлений карнітинами C2 і C16, показав позитивні асоціації з систолічним процентилем АТ, креатиніном, сечовою кислотою, AST та GGT. Компонент РС5, негативно пов'язаний із ожирінням, не виявляв жодних значущих зв'язків з біохімічними змінними (Додаткова таблиця 3). Оскільки амінокислотний компонент (PC2) пояснював найвищий відсоток ожиріння, а також був пов’язаний з біохімічними змінними, ми зосередили увагу на цьому компоненті, щоб перевірити результати у поперечному та поздовжньому дослідженні.

язана

Вивчення контрольного випадку. Кореляція між амінокислотами PC2 (аргінін, лейцин/ізолейцин, фенілаланін, тирозин, валін та пролін) та інсуліном у сироватці крові ( a ), HOMA-IR ( b ), сироваткова глюкоза ( c ), тригліцериди сироватки крові d ), рівень загального холестерину в сироватці крові e ) та сироватка ApoB ( f ). Модель лінійної регресії була скоригована для віку, статі, процентиля ІМТ та календарного року відбору проб. Значення P коригували за допомогою FDR.

Повнорозмірне зображення

Дослідження поперечного перерізу

У перехресному дослідженні взяли участь 554 дитини з наявними даними метаболоміки натще з таким розподілом ваги: ​​7,4% недостатньої ваги, 51,4% нормальної ваги, 31,9% надмірної ваги та 9,2% ожиріння. Їх клінічні характеристики узагальнені в Додатковій таблиці 4. Відповідно до спостережень у контрольному дослідженні у цьому дослідженні PC2-Z асоціювався із ожирінням (OR = 1, 18; 95% ДІ 1, 05–1, 34, P = 9, 3 × 10-3), процентиль ІМТ, відсоток жиру, інсулін та TG та рівні (усі Р 0, 16; додаткова таблиця 6).

Поздовжня когорта

Поздовжнє дослідження. Зв'язок між z-оцінкою суми основних амінокислот з PC2-Z (аргінін, лейцин/ізолейцин, фенілаланін, тирозин, валін та пролін) та тригліцеридами через 2 роки. a ) Усі особи. ( b ) Особи без гіпертригліцеридемії (HTG) на вихідному рівні. ( c ) Модель логістичної регресії, що відображає ризик HTG (з 95% ДІ) згідно PC2-Z та без дітей з HTG на вихідному рівні (n = 224). Багатовимірна модель була скоригована відповідно до статі та календарного року відбору проб, а також базового віку, процентилю ІМТ та тригліцеридів у сироватці крові.

Повнорозмірне зображення

У дослідженні поперечного перерізу PC2-Z асоціювався з вищим ризиком ожиріння та вищим рівнем процентилю ІМТ та рівня TG. Цікаво, що амінокислотна ознака була суттєвою або як тенденція (Р 27, ймовірно, сприяючи мітохондріальній дисфункції печінки 28. Враховуючи, що неінвазивні біомаркери захворювань печінки все ще потрібні дітям 29 років, і хоча ми не оцінювали НАЖХП у наших дітей, було б цікаво перевірити, чи може ця амінокислотна сигнатура PC2 сприяти покращенню прогнозних результатів щодо НАЖХП та інших захворювань печінки.

Рівні BCAA та АА в сироватці крові також були пов'язані з майбутньою резистентністю до інсуліну та дисліпідемією 13, 16, 30, 31. Наша поздовжня когорта показала, що амінокислотна ознака пов’язана не тільки з майбутнім процентилем ІМТ, але і з майбутнім ризиком гіпертригліцеридемії, незалежно від статі та базового процентилю ІМТ, віку та рівня ТГ. Ці результати узгоджуються з недавнім 7-річним подальшим дослідженням 396 дівчат, де рівень лейцину в сироватці крові передбачав гіпертригліцеридемію в ранніх зрілих віках32. Цікаво, що в нашому довгостроковому дослідженні гіпертригліцеридемія розвинулась у 14% дітей лише за 2 роки, на відміну від 13% у фінських дівчат за сім років, що вказує на необхідність ранніх біомаркерів для профілактики захворювання. Наші результати показують, що не тільки лейцин, а й кластер амінокислот може передбачити гіпертригліцеридемію у значно коротший проміжок часу як у хлопчиків, так і у дівчаток.

Хоча функціонально не визначено, чи вищі сироваткові амінокислоти біологічно беруть участь у розвитку гіпертригліцеридемії у людей. Недавнє дослідження на гризунах припускає, що підвищений рівень амінокислот у сироватці крові може відігравати причинну роль 33. Це дослідження показало, що печінкова амінокислотна сигналізація регулює системний ліпідний обмін за допомогою нейронального шляху, зменшує експресію жирової ліпопротеїнової ліпази, пригнічуючи тим самим активність TG при гідролізі плазми та збільшуючи рівень TG в циркуляції. У цьому дослідженні відсутність асоціації амінокислотної сигнатури з сироваткою ApoB, основним аполіпопротеїном, що міститься в частинках ЛПНЩ, відповідає зменшенню кліренсу ТГ у периферичних тканинах, а не вищому експорту ТГ із печінки. Хоча для повного з’ясування механізму цього ефекту необхідні подальші дослідження, ці амінокислоти можуть представляти нові цілі у профілактиці дисліпідемії у дітей і, зрештою, у майбутньому на серцево-судинні захворювання.

Циркулюючий рівень BCAA раніше був пов'язаний з майбутньою резистентністю до інсуліну у дітей 12, 32. Незважаючи на те, що ми спостерігали зв'язок амінокислот (PC2-Z) з HOMA-IR у випадках контролю та дослідження поперечного перерізу, у довгостроковому дослідженні зв'язок з майбутніми HOMA-IR не досяг статистичної значущості. Цей результат може бути сплутаний наслідками пубертатного росту, оскільки постановка Таннера у дітей у віці 9-11 років пов'язана зі зниженням чутливості до інсуліну 34. Обмеження нашого дослідження полягає в тому, що виробництво Таннера не оцінювалось, тому цей результат слід інтерпретувати з обережністю.

Наше дослідження має інші обмеження, які слід визнати. Дієта більшості учасників не оцінювалась, і тому неможливо було оцінити, чи сприяють певні поживні речовини змінам рівня амінокислот у сироватці крові. Крім того, вважається, що мікрофлора кишечника також може впливати на рівень 35 амінокислот у сироватці крові, і тому її слід включити до плану подальших досліджень. Нарешті, у нашому дослідженні використовувався цілеспрямований підхід метаболоміки, і нецільові підходи все ще необхідні для виявлення нових метаболітів, пов’язаних із ожирінням та ускладненнями, пов’язаними з ожирінням.

Основна сила цього дослідження полягає в тому, що, наскільки нам відомо, воно першим включає велику вибірку дітей, що використовують конструкції дерев, включаючи перевірку в поздовжній групі. Крім того, цей підхід виявив ознаку метаболоміки, пов'язану з ожирінням, що також показало прогностичне значення гіпертригліцеридемії у мексиканських дітей. Важливо зазначити, що перед спробою перевести ці результати в точну або персоналізовану медицину; потрібно вирішити деякі моменти. На додаток до досліджень реплікації, попередньо аналітичні методи необхідно стандартизувати та визначити нормальний рівень окремих метаболітів у різних біорідинах, включаючи цільну кров, плазму та сироватку.

На закінчення це дослідження показує, що амінокислотна ознака, що складається з аргініну, лейцину/ізолейцину, фенілаланіну, тирозину, валіну та проліну, пов'язана з ожирінням і є незалежним фактором ризику та провісником майбутньої гіпертригліцеридемії у дітей.

Дякую

Дякуємо Уго Товару за допомогу в цифрах та Лузу Е. Гілену за технічну допомогу. Цю роботу підтримали гранти CONACYT # 248765 для SM-R, 113861 для SC-Q та програма Apoyo a Proyectos de Investigación Tecnológica (PAPIIT-UNAM IA202413) для SC-Q.

Електронний додатковий матеріал

Додаткова інформація

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватися наших Загальних положень та умов та Правил спільноти. Якщо ви вважаєте, що це образливий вчинок, який не відповідає нашим умовам чи інструкціям, повідомте про це як про недоречний.