Effekt af protein på endoplasmatisk retikulumstress

I dag prøver mange mennesker forskellige ernæringsmodeller/diæter for at reducere kropsvægten. En af de mest populære af disse diæter er de diæter, der reducerer kulhydratindtaget. Vestlige samfund undgår generelt højt kulhydrat- og fedtindtag. Af denne grund stiger interessen for højt proteinindtag i diæter dag for dag. Selvom der ikke er generel konsensus om, hvad en højproteindiæt (HPD) er, er HPD anvendt til vægttab en diæt, der indeholder cirka 30 % af energien fra protein. Verdenssundhedsorganisationen (WHO) har defineret fedme som et endemisk offentligt problem og udtalt, at dets udbredelse er stigende. Med stigningen i fedme forsøger individer forskellige kostændringer for at opnå vægttab. Disse omfatter diæter med mere regelmæssige makro- og mikronæringsstoffer, såsom middelhavsdiæten og DASH-diæten, og diæter, der kan forårsage mangler i form af makro- og mikronæringsstoffer såsom Atkins, South Beach, Zone og Stillman, som indeholder højt proteinindhold. De vigtigste årsager til interessen for HPD er, at det giver hurtigt vægttab og giver en mæthedsfornemmelse. Denne positive effekt af HPD'er på vægttab har tiltrukket diætister opmærksomhed og har fået dem til at øge proteinforholdet i diæter.

Det er kendt, at HPD'er giver mere effektive resultater i kropsvægttab sammenlignet med diæter med lavt proteinindhold. Det foreslås, at denne effekt opstår som et resultat af øget termogenese, øget mæthed og undertrykt appetit og nedsat glykæmisk indeks og glykæmisk belastning på grund af udskiftning af raffinerede kulhydrater med proteiner. Ud over denne positive effekt på vægttab har HPD-ernæring også mulige kort- og langsigtede bivirkninger. Kendte komplikationer af langvarig HPD-ernæring omfatter øget risiko for hjerte-kar-sygdomme, blodtryk, blodlipider og nyreinsufficiens. Især hjerte-kar-problemer er en kilde til bekymring, da de vil eliminere den kortsigtede positive effekt af HPD på vægttab og øge byrden af ​​hjerte-kar-sygdomme på længere sigt. Undersøgelser fokuserer generelt på HPD og vægttab; der er begrænsede data om sammenhængen mellem HPD-ernæring og metabolisk dysfunktion såsom endotel dysfunktion, inflammatoriske markører, antioxidantstatus og andre kroniske sygdomme. De fysiologiske, biokemiske og molekylære hændelser, der opstår på grund af kost med højt proteinindhold, er ikke fuldt ud forstået, og deres resultater er ikke blevet forklaret.

Diæter med højt proteinindhold (især diæter med lavt kulhydratindhold) menes at have negative virkninger, fordi de forårsager et fald i frugt- og grøntsagsforbruget. Hos dem, der spiser HPD, især dem med utilstrækkelige vitaminer A, C og E i deres kost, vil dette have en negativ effekt på antioxidantsystemer og vil føre til udvikling af mange kroniske og stofskiftesygdomme på længere sigt. På trods af de positive virkninger af HPD anvendt som vægttabsdiæt på kort sigt, menes det, at den oxidative stress og inflammation, det vil skabe på lang sigt, vil forårsage en stigning i kroniske og metaboliske sygdomme og følgesygdomme. Denne stigning i sygdomsbyrden vil øge sundhedsudgifterne både individuelt og socialt.

Stigende beviser har vist, at ROS og inflammation øger produktionen af ​​reaktive oxygenarter (ROS). Der er en direkte sammenhæng mellem ROS-produktion og cellulære begivenheder såsom proteinoxidation og proteinfoldning. ROS- og ROS-produktion er integrerede komponenter i ERS og er ikke kun konsekvenser af ERS-induktion. Det er blevet rapporteret, at øget ERS udløser ERS og kan forårsage forskellige typer celledød. For det første kan nogle former for ROS forstyrre ER-proteinfoldning og udløse ERS. Eksogene oxidanter såsom ROS-producenter, peroxider, metalioner og lipidoxidationsprodukter kan aktivere nogle aspekter af UPR. 7-ketocholesterol, et væsentligt oxidationsprodukt af kolesterol i aterosklerotisk plak, inducerer UPR i makrofager og vaskulære glatte muskelceller. Den 7-ketocholesterol-aktiverede UPR undertrykkes af antioxidanten N-acetylcystein, hvilket indikerer, at ERS-induktion er afhængig af ERS. Andre former for ROS, såsom hydrophenperoxid (H2O2), kan dog kun stimulere milde eller specifikke komponenter i UPR. En undersøgelse har fastslået, at selenocystein-fri phospholipidhydroperoxid GPx (NPGPx), et medlem af glutathionperoxidase (GPx)-familien, registrerer OS i ER-lumen og derefter danner en disulfidbinding med GRP78, hvilket resulterer i chaperonaktivitet. Desuden har OS induceret under proteinfejlfoldning i ER fået eukaryote celler til at udvikle antioxidative stressresponser for at genoprette cellulær redox-homeostase. PERK-grenen af ​​UPR inducerer to transkriptionsfaktorer, ATF4 og Nrf2, som transaktiverer antioxidative stressresponsgener, herunder SOD'er, HO-1, glutathiontransferase og uncoupler mitokondrielt protein 2. PERK-signalvejen for UPR'en fungerer for at opretholde redoxbalancen under ERS gennem aktivering af ATF4 og Nrf2. Små molekylære antioxidanter såsom butyleret hydroxyanisol (BHA) kan forhindre ERS-induceret apoptose og fremme korrekt proteinfoldning og sekretion, hvilket tyder på en kritisk rolle for ERS i proteinfejlfoldning. Som et andet eksempel har to mitokondrie-målrettede antioxidanter, Mitoquinone og MitoTempol, vist sig at reducere mitokondriel ERS, ERS og celledød i β-celler. Antioxidanter kan undertrykke både ERS og ERS. Derfor kan behandlinger rettet mod begge stressfaktorer være effektive til at forebygge både ERS og metaboliske, neurodegenerative, immun- og neoplastiske sygdomme.

Derfor er formålet med denne planlagte undersøgelse at undersøge effekten af ​​HPD, som har vundet popularitet især med dens stigende brug i vægttabsdiæter, på ERS. Der vil således blive produceret videnskabelig litteratur, der kan forhindre de mulige negative effekter af HPD og samtidig understøtte reduktionen af ​​ERS, som er effektiv i forløbet af forskellige kroniske sygdomme.