Gesättigtes Fett versus einfach ungesättigtes Fett und Insulinwirkung

Palmitinsäure (PA) beeinträchtigt die Insulinsensitivität im Skelettmuskel, und der Ersatz von PA in der Nahrung durch Ölsäure (OA), eine einfach ungesättigte Fettsäure (FA), kann vorteilhaft sein. Das erste Ziel dieses Projekts ist es, die Auswirkungen auf den Lipidstoffwechsel und die Lipidzusammensetzung der Skelettmuskulatur, die Insulinsignalisierung und die Entzündungssignalisierung von zwei häufigen Variationen der FA-Zusammensetzung der Ernährung zu verstehen: (1) Die typische Aufnahme von Nordamerika, wo PA und OA sind zu gleichen Teilen vorhanden (HI PA-Diät). (2) Die mediterrane FA-Zusammensetzung, bei der PA viel niedriger und OA viel höher ist (HI-OA-Diät). PA kann über seine Akkumulation in Lipiden in Muskelzellen und über die Aktivierung von Entzündungssignalen eine Insulinresistenz in Skelettmuskelzellen induzieren. Das zweite Ziel dieses Projekts ist die Bewertung der Hypothese, dass eine hohe Aufnahme von PA seine eigene (anfängliche) Ein-Kohlenstoff-Oxidation herunterreguliert, was zu einer erhöhten Entzündungssignalisierung und einer verringerten Insulinsignalisierung führt. Es gibt jedoch Hinweise aus der Literatur, dass FA Defekte in der Insulinsignalisierung hervorrufen kann, wenn FA nicht vollständig oxidiert wird; Daher besteht das dritte Ziel darin, die Hypothesen zu bewerten, dass eine Diät mit hohem PA-Gehalt die vollständige Oxidation von FA verringern und möglicherweise die anfängliche FA-Oxidation beschleunigen kann. Eine doppelblinde Crossover-Studie zu den Wirkungen einer Ernährung mit hohem PA im Vergleich zu einer Ernährung mit hohem OA/niedrigem PA bei 16 übergewichtigen oder fettleibigen Probanden und 16 schlanken Probanden (im Alter von 18 bis 40 Jahren) wird durchgeführt, um die folgenden Besonderheiten zu untersuchen Ziele:

1. Um die Hypothese zu testen, dass eine erhöhte Aufnahme von PA eine verringerte Rate der [1-13C]-PA-Oxidation verursacht und verbunden ist mit: (a) einer erhöhten Entzündungssignalisierung innerhalb des Muskels und durch periphere mononukleäre Blutzellen; (b) Verringerte Insulinsignalisierung, gekennzeichnet durch verringerte periphere Ganzkörper-Insulinsensitivität (euglykämische/hyperinsulinämische Klammer) und im Skelettmuskel verringertes Phospho-AKT (Ser473), erhöhtes Phospho-IRS-1 (Ser636/Ser639), verringert Tyrosinphosphorylierung von IRS-1 und verringerter Membrangehalt von GLUT4.
2. Um die Hypothese zu testen, dass eine erhöhte Aufnahme von PA eine weniger vollständige mitochondriale Fettsäureoxidation verursacht, die möglicherweise mit einer Dysfunktion des TCA-Zyklus und einer erhöhten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies verbunden ist. Diese Hypothese wird getestet, indem die relativen Oxidationsraten von [13-13C]-PA und [1-13C]-PA im gesamten Körper und in den Muskeln (obere Extremität) gemessen werden und indem das Serumprofil von Acylcarnitinen und die Urinkonzentrationen organischer Säuren bestimmt werden und Muskelkonzentrationen von Proteincarbonylen.
3. Um die Hypothese zu testen, dass eine Diät mit hohem PA zu einer weniger vollständigen Oxidation von FA, weniger Insulinsignalen in der Skelettmuskulatur als Reaktion auf eine Testmahlzeit, einer geringeren Ganzkörper-Insulinsensitivität, einer erhöhten Dysfunktion des TCA-Zyklus und einer stärkeren Bildung reaktiver Sauerstoffspezies führt verglichen mit den Ergebnissen, die bei fettleibigen gegenüber schlanken Menschen erzielt wurden.