短期高脂低碳水饮食导致内皮细胞易高血糖引起损害的探索

短期高脂低碳水饮食导致内皮细胞易高血糖引起损害的探索


短期高脂低碳水饮食导致内皮细胞易高血糖引起损害的探索话题

年轻健康男的短期高脂低碳水饮食导致内皮细胞易高血糖引起损害的探索

​​作者:

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Cody Durrer 1,

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Nia Lewis 1,

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Zhongxiao Wan 1

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Philip N. Ainslie 1,

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Nathan T. Jenkins 2和

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Jonathan P. Little 1,*

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1加拿大不列颠哥伦比亚大学欧肯那根大学健康与运动科学学院,卑诗省V1V 1V7,加拿大2美国乔治亚州乔治亚大学,运动学系,乔治亚州30602*应与之联系的作者。收到:2018年12月22日/接受:2019年2月20日/发布:2019年2月26日

摘要

: 餐后高血糖与心血管疾病的风险增加有关。内皮功能障碍和/或损伤可能是发生这种情况的机制之一。在这项探索性研究中,我们确定了急性葡萄糖摄入是否会在旨在引起相对葡萄糖耐受不良的短期低碳水化合物高脂饮食(HFD)之前和之后增加内皮损伤/激活的标志物并损害内皮功能。

九名健康的年轻男性(体重指数23.2±2 kg / m 2)在等能量HFD的7天之前和之后的24小时内消耗了75 g葡萄糖饮料,这些能量包括约70%的脂肪能量,约10%的碳水化合物能量和约20%的蛋白质能量。在空腹,饮用葡萄糖饮料后1小时(1 h)和2小时(2 h)计数CD31 + / CD42b-和CD62E +内皮细胞微粒(EMP)。在空腹状态和葡萄糖摄入后1小时,评估了血流介导的扩张(FMD),动脉僵硬度,直径,速度以及颈总动脉和颈内动脉以及椎动脉的流量。

HFD后,CD31 + / CD42b- EMPs在1小时时比2小时时升高(p = 0.037),有高于禁食的趋势(p= 0.06)仅在HFD之后。CD62E EMPs遵循相同的模式,HFD后2 h浓度增加(1 = 2)(p = 0.005),高于禁食水平(p = 0.078)。FMD在1个小时后的葡萄糖消耗芽前(降低p = 0.01)和后HFD(p = 0.005)。HFD之后,禁食状态的FMD也降低(p = 0.02)。

总之,低碳水化合物高脂喂养一个星期会导致健康的年轻人中葡萄糖稳态的相对损害,这可能会使内皮细胞易于发生高血糖引起的损害。

关键字: 高脂饮食 微粒 EMPs 流介导的扩张 FMD

1.简介

糖耐量减低和2型糖尿病(T2DM)与心血管疾病(CVD)的风险增加相关[ 1 ]。越来越多的证据表明,无论是否患有以下疾病,餐后高血糖升高都是CVD和心血管疾病死亡率的独立危险因素。 T2DM [ 2 ]。餐后高血糖升高和心血管风险增加的病因尚未确定[ 3 ],但内皮功能障碍被认为是主要的机械联系[ 4 ]。具体而言,研究表明,急性葡萄糖输注[ 5 ]或摄入[ 6 ]可能会导致人类肱动脉血流介导的扩张(FMD)受损。在葡萄糖失调的情况下,这种由急性葡萄糖偏移引起的内皮功能损害似乎会加剧,从而使葡萄糖耐量受损或T2DM受损的人因摄入葡萄糖而遭受的FMD下降更大[ 7 ]。在人体中进行的实验研究[ 6 ]和在细胞培养中进行的机理研究[ 8 ]表明,血糖波动可能会通过增加氧化应激并促进炎症反应而损害内皮功能。因此,假设随着时间的推移,反复暴露于升高的餐后高血糖会导致累积的内皮损伤,从而增加CVD的风险。尽管FMD是与心血管疾病风险相关的外围血管功能的公认指标[ 9 ],但它并未提供内皮细胞的细胞或分子反应的详细信息。内皮微粒(EMPs)是小分子(直径约100-1000 nm),从内皮细胞的质膜上脱落下来,以响应激活,凋亡或损伤。在动脉粥样硬化,高血压,T2DM和代谢综合征中,EMP的循环水平升高[ 10],因此被视为内皮细胞损伤和功能障碍的生物标记。EMP可以通过与触发其释放的事件相关的表面蛋白来表征。据信CD31 + / CD42b- EMP是从凋亡的内皮细胞中脱落的,而CD62E +(E-选择素)EMP则表明起源的内皮细胞有炎症激活。因此,对循环中的CD31 + / CD42b-和CD62E + EMP的测量可以直接了解血管内皮的损伤和炎症[ 11 ]。这项探索性研究的主要目的是确定急性摄入葡萄糖是否会增加人体内EMP的释放并损害FMD。为了扰乱葡萄糖耐量,我们研究了75克口服葡萄糖耐量测试(OGTT)饮料对年轻健康男性参与者进行7天低碳水化合物高脂饮食(HFD)前后的影响。短期HFDs先前已经显示出促进相对葡萄糖耐受不良健康人参与者[ 1213],因此我们可以使用受试者内部设计确定在餐后高血糖相对增加的情况下,葡萄糖摄入是否影响EMP释放。这种方法的优点是可以限制基线血管功能障碍和内皮损伤的影响,而这种影响可能会使比较不同糖耐量状态个体的横断面研究感到困惑。由于动物模型中的高脂喂养已与内皮损伤和功能障碍有关[ 14 ],因此该设计还提供了确定短期HFD对基础EMP水平和FMD的影响的机会。此外,动物的HFD会改变脑血流量(15)],但是,缺乏有关人类颅外CBF的数据。因此,我们借此机会将CBF评估为探索性结果。

2。材料和方法

2.1。参加者

参与者的跨学科研究,也研究对炎症信号和在外周血单核细胞[免疫功能高脂肪喂养和葡萄糖摄取的效果招收1316]。如果参与者

(1)被诊断出患有代谢紊乱,例如糖尿病,代谢综合征,甲状腺功能减退或其他已知会影响代谢的疾病,则将其排除在研究之外;

(2)有精神健康疾病史,例如抑郁症,药物滥用,注意缺陷多动障碍或已知影响认知功能的任何其他疾病;

(3)有类风湿关节炎,克罗恩病,肠易激综合征等炎症性疾病史;

(4)已有处方在研究期间无法避免的任何消炎药;

(5)已经在食用低碳水化合物饮食(例如“阿特金斯饮食”,“蛋白质能量计划”,“原始饮食”等);

(6)有任何饮食限制会抑制对研究饮食的依从性;

(7)在研究期间无法戒毒(开处方和消遣)或饮酒;

(8)无法前往大学或去大学预约考试;

(9)体重指数(BMI:以千克为单位的质量除以以米为单位的高度的平方)> 30 kg / m2 ;

(10)年龄介于18至30岁之间。

参与基础研究的所有参与者也参加了该探索性研究。招聘是通过大学校园内的海报广告和口口相传完成的。在开始研究之前已向参与者充分解释了该研究,并获得了书面知情同意。该程序已由不列颠哥伦比亚大学临床研究伦理委员会批准。

2.2。学习规划

该研究包括在大约两周的时间内对实验室进行了三次访问。首次访问时,对研究进行了解释,并获得了知情同意书。为参加者提供了为期3天的饮食记录,详细记录了他们在两个工作日和一个周末的日常饮食(表1)。)。在第二次访问之前收集并分析了饮食记录。在第二次访问期间,记录了所有基线测量。参与者禁食过夜(≥8小时)后报告实验室进行此次访问。预测试包括在禁食状态下以及在食用75克口服葡萄糖耐量测试(OGTT)饮料后进行的血液采样和血管功能测试。经过预测试后,将为参与者提供接下来7天的个性化用餐计划和预先包装的食物。参加者在第八天早晨以禁食状态回到实验室,并在一天中的同一时间重复进行预测试。

表1. 高脂饮食(HFD)之前和之后的大量营养素和能量摄入。

表表

2.3。饮食

使用FoodWorks Diet Analysis软件(The Nutrition Company,Long Valley,NJ,美国)从3天的食物记录中确定参与者日常饮食的总能量摄入和宏观营养素状况。个性化的低碳水化合物高脂饮食(HFD;从脂肪中提供约70%的能量,从蛋白质中提供约20%的能量,并从碳水化合物中提供约10%的能量)等热量到通常的摄入量(通过3天饮食记录确定) )是为每个参与者设计和准备的。为参加者提供了个性化的饮食计划和预先包装的食物,以进行为期7天的干预,并指示他们仅在研究期间喝水。指示参与者在干预过程中记录饮食,并在HFD之后对这些记录进行分析,以确认依从性(表1)。)。指导参与者在研究过程中保持当前的体育锻炼水平。

2.4。口服葡萄糖耐量试验

禁食过夜后,参与者向实验室报告了血液功和血管功能的测量结果。通过静脉穿刺从肘前静脉中获取基线血液样本(HFD前),并收集到4-mL EDTA真空管中(Becton-Dickinson,Franklin Lakes,NJ,美国)。进行基线禁食血管功能测试(见下文),并为参与者提供75克口服葡萄糖耐量测试(OGTT)饮料(82.5克葡萄糖一水合物溶于250毫升水)。OGTT后60和120分钟通过静脉穿刺采集血样。将试管置于冰上,并在10分钟内离心,在4°C下以1200 g离心15分钟以收集血浆。

2.5。心血管测量

2.5.1。血压和心率

连续测量动脉血压(BP;手指光体积描记器; Finapres Medical Systems,生物医学仪器,荷兰)和心率(HR; 3导联心电图; ML132,ADInstruments,科罗拉多斯普林斯,美国)记录下来。休息时进行手动血压记录,以校准手指的光电容积描记术措施。使用与计算机连接的模数转换器(PowerLab / 4S ML750; ADInstruments,Dunedin,New Zealand)对所有数据进行连续采样,并在测试过程中实时显示。使用商业上可用的软件(Chart v7,ADInstruments,Dunedin,新西兰)存储数据以用于随后的离线分析。仰卧休息15分钟后的1分钟内,平均测量BP和HR的基线水平。

2.5.2。流介导的扩张

根据国际指南,通过内皮依赖性FMD评估肱动脉血管功能[ 17 ]。连接到高分辨率超声仪(Terason 3000 TM,Teratech,伯灵顿,马萨诸塞州,美国)上的10 MHz多频率线性阵列探针用于对右臂中的肱动脉成像。一分钟的直径和流量记录在前臂袖带充气(> 200 mmHg)之前持续5分钟。在袖带放气前30秒恢复直径和流量记录,此后持续3分钟。定制设计的边缘检测和墙壁跟踪软件,这在很大程度上是独立研究者偏倚,被用于分析肱直径和肱血流速度[ 1718 ]。该软件提供连续和同时的直径,速度和剪切速率(SR; 4 x速度/直径)测量,以及FMD和血管扩张剂容量的事后计算。该半自动化软件可提供更高的直径测量重现性,并减少了观察者的误差和偏差,据报道FMD%的观察者内部观察者变异系数(CV)为6.7%[ 18]]。数据以绝对值(毫米)和相对值(百分比)相对于先前的基线直径的形式表示,并根据软件应用的标准化算法进行计算[ 17 ]。按照程序的建议[ 192021 ],我们还测量了剪切速率曲线下的放气后的区域是为了最好地解释在FMD的任何变化。所有FMD分析均以盲法完成。

2.5.3。颅外脑血流量

右颈总动脉(CCA),右颈内动脉(ICA)和右椎动脉(VA)的连续直径,速度和血流记录是使用连接到高分辨率的超声仪(美国马萨诸塞州伯灵顿Teratech的Terason 3000)。CCA和ICA距颈动脉分叉处至少1.5–2 cm,同时确保没有湍流或逆行流动的迹象。在C4的横突和锁骨下动脉之间测量右VA,但始终在每个受试者的同一位置进行测量。记录平均直径和血流速度约30秒(请参见下文),并注意确保探头位置稳定,以使声波角度不超过60度。将样品体积放置在容器的中央,并进行调整以覆盖容器直径的宽度。对于所有测量集,将每个个体内每个颅外动脉的测量设置标准化。所有图像都直接存储为AVI文件以进行离线分析。定制设计的边缘检测和壁跟踪软件用于分析CCA,ICA和VA直径,30 Hz处的血流速度[ 17 ]。将平均血流量确定为时间平均最大速度的一半[ 18 ]乘以横截面管腔面积。此方法已被他人先前通过,并用来代替强度加权平均,因为后者是对噪声和其它失真的影响[更易感2223 ]。全局脑血流(CBF)估计假设在ICA和VA [双边对称流2223 ]为:全球CBF =(ICA 流+ VA 流量)×2。

2.5.4。动脉僵硬度

遵循国际指南[ 24 ],使用手持眼压仪(SPT-301 Millar Instruments,休斯敦,美国德克萨斯州)来评估中央(颈股脉搏波速度; PWV)和外周(颈动脉radi动脉PWV)刚性。使用机械换能器同时记录了20个可再现的颈股动脉波形和20个独立的颈car动脉波形,这些传感器直接应用于皮肤并在最大脉动区域使用。使用卷尺沿着身体表面测量从胸骨切迹到颈动脉,股动脉和radial动脉脉搏部位的距离。之所以使用这种技术,是因为它已证明与使用心脏导管术有创测量的主动脉PWV具有最佳的一致性[ 25]。脚到脚方法用于确定脉冲的传输时间,使用带通滤波器(5–30 Hz)来识别颈动脉股骨和-骨波形的脚或“陷波”,以及从R间隔到每个部位的收缩期上扬。通过从从胸骨切迹到股骨和pulse骨脉冲部位测量值的距离中减去从颈动脉测量到胸骨切迹的距离来确定脉搏距离。然后通过将距离除以脉冲传播时间来确定脉搏波速度。

2.6。血浆分析

2.6.1。葡萄糖和胰岛素

如先前报道[ 13 ],整个OGTT均评估了指尖血糖和血浆胰岛素。手指针刺血糖评估过夜以下一个≥8小时快速立即之前和15,30,60,并且使用的OneTouch的75克葡萄糖饮料的消费120分钟后®超小型®米(Lifescan的,米尔皮塔斯,CA,USA) 。根据制造商的指示,通过ELISA(瑞典Mercodia),在禁食,OGTT饮用后60分钟和120分钟收集的血浆样品中评估胰岛素。

2.6.2。电磁脉冲

如前所述,通过流式细胞术(MACSQuant Analyzer,Miltenyi Biotec,Bergisch Gladbach,德国)在贫血小板血浆中测量循环中的EMP [ 26]。将冷冻的血浆样品在室温下解冻20分钟,并在室温下以1500g离心15分钟。然后将血浆的顶部三分之二再次以1500 g离心15分钟,以获得贫血小板血浆。然后将最高100μL的血小板贫血血浆与对CD62E(CD62E-藻红蛋白(PE),BD Biosciences(密西沙加,ON,加拿大)目录号551145),CD31(CD31-V450,BD Biosciences)特异性的荧光染料标记的抗体孵育(目录号561653)和CD42b(CD42b-APC,BD Biosciences,目录号551061)在黑暗中于4°C放置20分钟。然后将样品用93μL的2%多聚甲醛固定,并用无菌的0.2um过滤的磷酸盐缓冲盐水稀释至500μL。使用0.9 um美国国家标准技术研究所的聚苯乙烯珠(Cat。美国宾夕法尼亚州沃灵顿,Polysciences Inc.,第64019号)。未染色和荧光减去一个对照用于区分真实事件和背景/碎片。EMP被鉴定为微粒大小门内的CD62E +和CD31 + / CD42b-事件。

2.7。资料分析

使用R [ 27 ]和lme4包装[ 28 ] 对HFD和葡萄糖消耗对FMD,EMPs,葡萄糖,胰岛素和血管的影响进行了线性混合效应分析。作为固定效应,将HFD和OGTT时间点(葡萄糖消耗)以及相互作用项输入模型。使用对象的随机截距。残差图的目视检查用于评估均方差和正态性。在注意到异方差的情况下,使用数据的对数转换来满足此假设。p-通过具有问题影响的完整模型与没有问题影响的模型的似然比测试获得值。所有个体都包括在分析中。显着的相互作用和葡萄糖消耗的主要影响进行了Fisher事后检验追踪。结果报告为均值和标准差,或均值差(空腹vs.OGTT后或HFD前vs.HFD后),置信区间为95%。科恩的d效果大小分别计算显著成对比较。

3.结果

3.1。饮食干预

九名健康男性受试者(21±3岁,76±4 kg,181±9 cm,BMI 23.2±2 kg / m 2)参加了这项研究。如前所述[ 13 ] ,所有参与者均遵守了HFD干预措施。

3.2。口服葡萄糖耐量试验

先前已经报道了指尖血糖和血浆胰岛素[ 13 ]。HFD的一周导致年轻健康男性受试者的葡萄糖稳态相对受损,这是由HFD 7天后对75 g OGTT饮料的反应曲线下的葡萄糖面积(AUC)明显升高所表明的。与基线相比,在OGTT后30、60和120分钟测量的血糖在HFD后也显着更高[ 13 ]。在OGTT期间,HFD对胰岛素没有影响。时间对血浆胰岛素的主要影响是OGTT摄入后空腹(4.5±1.6 mU / L),60分钟(40.1±26.7 mU / L)和120分钟(22.8±13.3 mU / L)彼此之间都存在显着差异(所有p <0.05)。

3.3。心血管措施

3.3.1。血压和心率

饮食或OGTT对收缩压或舒张压没有影响(表2)。但是,葡萄糖消耗和HFD对平均动脉压有重大的主要影响。与禁食相比,在OGTT后60分钟,平均动脉压降低(-3.2 mmHg,95%CI [-6.3,-0.1],Cohen d = -0.44)(p = 0.044)。与HFD前相比,HFD后平均动脉压也降低(-3.6 mmHg,95%CI [-6.64,-0.47],Cohen d = -0.49)(p = 0.025)。

表2. 空腹一周和OGTT后60分钟(1小时)前后HFD前后的心血管测量。

表表

3.3.2。FMD

HFD前后的基线肱动脉直径相似(HFD之前:0.41 cm,95%CI [0.37,0.44]; HFD之后:0.42 cm,95%CI [0.36,0.47];p = 0.62)。此外,HFD后或葡萄糖消耗后曲线下的剪切速率面积(SRAUC)没有差异(均p > 0.05)。线性混合效应分析显示,条件(p <0.001)和时间(p = 0.002)对FMD 有显着影响(图1)。进行事后测试以比较两个时间点之间的HFD之前和HFD之后,以及每个时间点的HFD之前与HFD之后。FMD显示HFD前显着降低(-0.58%,95%CI [-0.18,-0.98],p = 0.01,科恩d= -1.29)和HFD后(-0.58%,95%CI [-0.23,-0.93],p = 0.005,Cohen d = -1.12),以应对急性葡萄糖摄入。与空腹前的HFD相比,FMD后的FMD也较低(-0.71%,95%CI [-0.16,-1.27],p = 0.02,Cohen d = -0.75),并且倾向于在空腹后-OGTT(-0.72%,95%CI [0.015,-1.45],p = 0.053,Cohen d = -0.99)。

营养素11 00489 g001 550营养素11 00489 g001 550

图1. 在7天高脂饮食(HFD)之前和之后摄入75克葡萄糖饮料后,在禁食状态(Fasting)和1小时(1 h)评估的血流介导的扩张(FMD)。数据表示为平均值±标准偏差(灰色线和大圆圈),单独表示(实线和虚线黑线和小圆圈)。从禁食到1 h的显着差异表示为*(p <0.05),HFD前后的显着差异表示为#(p <0.05)。

3.3.3。颅外脑血流量

CCA,ICA或VA的血流没有差异(所有p > 0.05)。因此,饮食干预或急性OGTT也未改变总体CBF(p > 0.05)。时间对ICA直径(p = 0.01),VA直径(p = 0.005)和CCA直径(p = 0.044)有显着影响,这表明ICA,VA和CCA直径都较大(ICA:0.017 cm,95%CI [0.0044,0.029],Cohen d = 0.52; VA:0.015 cm,95%CI [0.0049,0.026],Cohen's d = 0.60; CCA:0.012 cm,95%CI [0.00031,0.024],Cohen's 相对于禁食60分钟时d = 0.18)。HFD对任何血管直径均无影响(所有p> 0.05)。CCA或VA速度无差异,但是ICA速度对时间有主要影响,与禁食相比,在60分钟时速度较慢(−3.33 cm / s,95%CI [−5.98,-0.69 ];p = 0.015,科恩(Cohen)d = -0.08)。

3.3.4。动脉僵硬度

有饮食外围PWV(的显著主效应p = 0.027),具有较低PWV后HFD(-0.47米∙小号-1,95%CI [-0.89,-0.06],Cohen的d = -0.48)。饮食未改变中枢性PWV(p = 0.15),OGTT未改变中枢性PWV(p > 0.05)。

3.4。电磁脉冲

对于CD31 + / CD42b-(时间:p = 0.03;饮食:p = 0.003)和CD62E(时间:p = 0.02;饮食:p <0.001),时间和饮食都有显着影响。事后分析显示,与禁食相比,CD31 + / CD42b- EMP在60分钟时有升高的趋势(95%CI [-1.10,6.71],p = 0.06,Cohen d = 0.68),而CD31 + /仅在HFD后的情况下,与OGTT后的120分钟相比,CD42b- EMP显着高于120分钟(95%CI [1.10,9.70],p = 0.037,Cohen d = 0.72)(图2)一种)。CD62E EMPs遵循相同的模式,与禁食相比在60分钟时有更高的水平(95%CI [-1.21,16.5],p = 0.078,Cohen d = 0.59),而在60分钟时则明显高于120分钟(95%CI [2.77,57.85],p = 0.005,Cohen d = 0.84;图2 B)。与禁食相比,HFD之前(95%CI [-1.21,-5.89],p = 0.02,Cohen d = -0.54)和HFD之后(95%CI [- ]的禁食,CD62E EMPs在120分钟时也显着降低。1.13,10.37],p = 0.03,科恩d= -0.8)条件。FMD的变化与CD31 + / CD42b-或CD62E EMP的变化之间没有相关性(数据未显示,所有p > 0.05)。

营养素11 00489 g002 550营养素11 00489 g002 550

图2.A )CD31 + / CD42b-内皮微粒(EMPs)和(B )CD62E + EMPs在禁食(禁食),1小时(1小时)和2小时(2小时)后评估为禁食状态7天高脂饮食(HFD)前后75克葡萄糖饮料。数据表示为平均值±标准偏差(灰色线和大圆圈),单独表示(实线和虚线黑线和小圆圈)。HFD后1 h至2 h的显着差异表示为*(p <0.05),HFD后禁食至2 h的显着差异表示为†(p <0.05)。

4。讨论

本研究的主要发现是,为期一周的低碳水化合物高脂饮食会引起相对的葡萄糖耐受不良(如我们先前所报道; [ 13]),与空腹状态下以及摄取葡萄糖后FMD降低相吻合。此外,在生理性高血糖发作期间,食用HFD一周会导致内皮损伤标志物(CD31 + / CD42b-和CD62E + EMPs)水平升高。这些发现表明,年轻健康男性的短期HFD可降低FMD。(ii)可能使内皮易受高血糖诱导的损害。我们还报告了葡萄糖摄入对颅外CBF的影响的发现,主要发现表明,高血糖的急性漂移导致ICA,VA和CCA直径增加,ICA速度相应降低,但血流没有统计学上的显着变化在任何这些船只中。我们的结果表明,健康的年轻男子在进入高血糖症发作后以及食用HFD一周后,FMD降低。然而,尽管用HFD诱导了相对的葡萄糖不耐症,但两者之间没有协同作用(即相互作用),因为食用75 g葡萄糖会导致HFD前后的FMD降低。据公认,FMD被一个OGTT的消费饮料[后减少729 ]和人类中的单个高脂肪膳食[ 30 ]。此外,动物研究中经常使用短期高脂饮食来诱发内皮功能障碍[ 31]。但是,缺乏在年轻健康人群中进行短期低碳水化合物高脂饮食干预后检查口蹄疫的研究。长期低碳水化合物高脂饮食干预措施显示增加[ 32 ],减少[ 33 ],并且没有变化[ 34]),但这些研究包含混杂因素,最重要的是体重减轻和热量限制并存。文献中的这种不一致使得难以解释在没有体重减轻的情况下重复高脂喂养对口蹄疫的影响。我们的发现表明,短期HFD会导致FMD降低,类似于单吃高脂餐后对FMD的影响。以前曾有人提出,食用高脂膳食后FMD的损害可能归因于氧化应激的增加和一氧化氮(NO)生物利用度的降低[ 35 ]。据公认,急性高血糖损害血管内皮功能[ 729 ],其也建议通过增加氧化应激介导的和降低的生物利用度NO [ 36 ]。最近的一项荟萃​​分析调查了进餐对口蹄疫的急性影响,报告表明餐后口蹄疫平均减少约2%[ 37]。]。我们的发现尽管表明餐后口蹄疫减少幅度较小(0.58%),但在这方面与文献相似。在HFD之后,OGTT后血糖水平更高,但高血糖引起的FMD降低并没有加剧(即无相互作用)。这也许暗示了导致HFD后FMD禁食减少和导致FMD的急性高血糖引起的抑郁的分离机制。尽管目前的研究无法确定年轻健康男性中FMD的这些小幅降低的临床意义,但对于已经处于高风险的人群,风险的增加甚至可能更大。重要的是要注意,在整个研究中基线肱动脉直径和SRAUC均未改变,微粒(MP)定义为响应激活,损伤和/或凋亡而从各种细胞类型的质膜脱落的亚微米囊泡[ 10 ]。尽管最初被认为是细胞碎片[ 38 ],但现在人们公认MPs起着重要的生理作用,例如信号分子(在[ 39 ]中进行了综述)。MP(包括EMP)可以包含各种生物活性分子,例如蛋白质,细胞因子,mRNA或microRNA [ 40]。在MP的表面表达的是其亲代细胞的大多数膜相关蛋白,这使流式细胞术成为检测和区分这些颗粒的可行方法。有人提出EMPs是损伤的标志物,CD62E + EMPs指示炎症激活,CD31 + / CD42b- EMPs指示细胞凋亡[ 10 ]。鉴于在T2DM患者中报道的水平升高,高血糖症与循环EMP之间似乎存在联系[ 41 ]。动物模型表明,在高葡萄糖条件下产生的EMP可以诱导血管炎症并损害内皮功能,而从健康的内皮细胞产生的EMP却不能[ 42]。出于这个原因,我们假设在人类进入高血糖症后,EMPs会增加,并且这可能与FMD测量的内皮功能有关。虽然我们确实观察到HFD前后HFD消耗后,FMD减少,循环EMP增加,但EMP和FMD之间没有相关性。此外,高脂膳食还显示出增加循环EMP [ 43]。]; 然而,尽管FMD降低了,但我们并未观察到HFD后基础EMP的增加。这表明EMP并不是造成口蹄疫损害的直接原因,而是两者均由其他可能独立的机制介导。还似乎只有结合高血糖才能显示出HFD的内皮损伤标志物的影响。这表明在短期内摄入HFD会使内皮易于发生高血糖引起的损害。我们观察到食用75克葡萄糖饮料后ICA,VA和CCA的直径显着增加,而这些容器中的任何流量均没有显着增加。以前有报道显示ICA直径随循环胰岛素浓度的升高而增加[ 44]。]。实际上,当测量直径的增加时,OGTT期间胰岛素浓度增加了10倍。在ICA中检测到速度降低,这说明了ICA流量一致。但是,我们没有发现VA或CCA或它们各自的血流速度在统计学上显着降低。这可能是由于相对较小的样本大小以及由此产生的不足以检测此类变化的功率。但是,短期HFD对年轻健康男性的基础CBF似乎没有直接影响。葡萄糖和胰岛素的更多慢性变化对脑血管健康和重塑的影响需要进一步研究。我们还观察到葡萄糖摄入后60分钟平均动脉压适度降低,HFD后空腹状态降低。葡萄糖消耗后的减少可能与内脏血库有关,这在餐后状态很常见[ 45 ]。HFD后出现的平均动脉压降低可能是由于交感神经张力降低所致。在HFD之后发现周围PWV降低的观点支持了这种观点,但是,在这种情况下,如果没有直接测量交感神经的能力,这仍然是推测。

5。结论

总之,一周的高脂低碳水化合物饮食会导致健康的年轻成年人的葡萄糖稳态相对受损,这可能使他们易患高血糖介导的内皮损伤以及内皮功能降低。研究结果还表明,短期HFD和急性葡萄糖偏移可能通过单独的非协同机制降低FMD。内皮对高血糖引起的损伤的敏感性增加,提供了证据表明,HFD与葡萄糖摄入的结合可能对血管健康有害。这些新发现表明,如果年轻健康的男性采用这种低碳水化合物高脂肪饮食,这些发现特别相关。

作者贡献

概念化:JPL,CD,ZW和PNA;方法:CD,NL,JPL,PNA,ZW和NJ;形式分析:CD和NL;调查:CD,NL,ZW和JPL;资源:JPL和PNA;数据管理:CD和NL;写作—原始草案准备:CD,JPL和NL;写作—审查和编辑:CD,JPL,NL,PNA,ZW和NTJ;可视化:CD;监督:JPL,PNA和NTJ;项目管理:CD和JPL;资金获取:JPL

资金

这项研究由加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)资助,由加拿大健康研究所(CIHR)新研究人员薪金奖(MSH-141980)和迈克尔史密斯健康研究基金会(MSFHR)学者奖(16890)。

致谢

作者在此感谢研究参与者的时间和精力。

利益冲突

JPL是个性化治疗营养研究所(IPTN)的联合首席科学官,该研究所是一个非营利性组织,致力于倡导以食物为先的方法来治疗和预防慢性病。JPL是科学顾问,并持有Metabolic Insights Inc.的股份,Metabolic Insights Inc.是一家从事非侵入性代谢监测设备开发的盈利性公司。​​​​​

· 2019/11/20 15:47