Mustapavun (Phaseolus Vulgaris L.) proteiinihydrolysaatit vähentävät akuutteja aterian jälkeisiä glukoositasoja

Johdanto Prediabetes on hyperglykemian välivaihe, jolle on tunnusomaista heikentynyt paastoglukoosi (plasman paastoglukoosipitoisuus 100-125 mg/dl), glukoosinsietokyky (2 tunnin kuluttua kuormituksen jälkeinen plasman glukoosipitoisuus 140-199 mg/dl) tai glykoitunut. hemoglobiini A1c (HbA1c) 5,7-6,4 %. Esidiabeettista kärsivillä potilailla on suhteellisen suuri riski sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin ja tyypin 2 diabetekseen (T2D). Siksi esidiabeteksen hoito on välttämätöntä tämän taudin etenemisen hidastamiseksi. Nykyinen prediabeteksen hoito keskittyy painonpudotukseen, elämäntapojen muutoksiin (ruokavalio ja liikunta) ja farmakologisten aineiden, kuten biguanidien (metformiini), sulfonyyliureoiden, α-amylaasi- ja α-glukosidaasi-inhibiittoreiden sekä inkretiinipohjaisten hoitojen käyttöön. Lisäksi nämä lääkkeet voivat aiheuttaa sivuvaikutuksia, kuten alhaisia ​​verensokeritasoja, painon muutoksia, ateroskleroottista sydän- ja verisuonitautia, kongestiivista sydämen vajaatoimintaa ja munuaissairautta. Viime vuosina diabeteksen hoidossa on tutkittu luonnollisia vaihtoehtoja, joilla on vähäisiä tai olemattomia haittavaikutuksia. Tässä mielessä toiminnalliset ainesosat ja ruoat, jotka on suunniteltu auttamaan potilaita saavuttamaan glukoositasotavoitteet, ovat tärkeitä prediabeteksen ja T2D:n ehkäisyssä tai hoidossa.

Ruokaproteiineja on tutkittu laajasti bioaktiivisten peptidien lähteenä, jotka ovat spesifisiä proteiinifragmentteja, jotka vaikuttavat positiivisesti fysiologisiin toimintoihin ja ihmisten terveyteen. Ruokaproteiinien bioaktiivisuus riippuu niiden peptidien biologisesta saavutettavuudesta ja hyötyosuudesta. Pienillä bioaktiivisilla peptideillä (<1 000-200 Da) on tärkeitä ominaisuuksia, kuten suuri biologinen potentiaali, alhainen toksisuus, alhainen tai nolla-allergeenisuus, suuri rakenteellinen monimuotoisuus ja pieni koko (suhteessa vasta-aineisiin). Nämä ominaisuudet mahdollistavat bioaktiivisten peptidien käytön terapeuttisina aineina useita sairauksia vastaan, mukaan lukien esidiabetes ja T2D.

Mustien papujen (Phaseolus vulgaris L.) proteiineja on tutkittu bioaktiivisten peptidien lähteenä. Entsymaattinen hydrolyysi on suosituin menetelmä bioaktiivisten peptidien tuottamiseksi tavallisista papuista ja muiden palkokasvien lähtöproteiinisekvensseistä.

Lukuisat in vitro -tutkimukset ovat osoittaneet, että mustapavun proteiinihydrolysaatilla (BPH) ja bioaktiivisilla peptideillä on hypoglykeemisiä tai diabetesta estäviä vaikutuksia. Alcalase®:lla luotu BPH esti dipeptidyylipeptidaasi-IV:n (DPP-IV) in vitro -aktiivisuuden, jonka biologinen tehtävä on inaktivoida glukagonin kaltainen peptidi-1 (GLP-1). Lisäksi se esti entsyymejä α-amylaasia ja α-glukosidaasia, jotka osallistuvat tärkkelyksen hajoamisprosessiin. Lisäksi on raportoitu, että BPH voisi vähentää glukoosinkuljettajien, kuten glukoosin kuljettaja-2:n (GLUT2) ja natriumista riippuvan glukoosivälittäjän (SGLT1) ekspressiota ja translokaatiota plasmakalvossa. Sitä paitsi, in vivo, kokeet ovat osoittaneet BPH:n tehokkuuden vähentävän alentunutta aterian jälkeistä glukoosia ei-hyperglykeemisillä (16,9-24,5 %) ja hyperglykeeminen (22,7-47,7 %) Wistar-rotat. In vivo- ja in vitro -koemallien tulokset osoittivat BPH:n potentiaalin estää ruoansulatusentsyymejä ja estää maha-suolikanavan glukoosinkuljettajia (osallistua aterian jälkeisen verensokerin säätelyyn). Myös vaikeasti keitettävistä papuista saadut bioaktiiviset peptidit lisäsivät glukoosisimuloitua insuliinin eritystä (57 %) iNS-1E insulinoomasoluista.

Kuten todisteet osoittavat, BPH:sta peräisin olevat bioaktiiviset peptidit voivat aiheuttaa diabetesta estäviä vaikutuksia useiden mekanismien kautta. Kaikki tutkimukset, jotka osoittavat BPH:n ja bioaktiivisten peptidien antidiabeettisen potentiaalin, on suoritettu käyttämällä in silico-, biokemiallisia määrityksiä, in vitro ja in vivo -tutkimuksia. Mustapavun proteiinihydrolysaattien hypoglykeemisen vaikutuksen vahvistamiseksi tarvitaan kuitenkin kliinisiä tutkimuksia. Siksi tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida BPH:n akuuttia vaikutusta glukoosi- ja insuliinitasoihin aikuisilla, joilla on normaali glukoosinsietokyky tai esidiabetes.

Metodologia Satunnaistetut kliiniset kokeet Koehenkilöt ja tutkimussuunnitelma Satunnaistettu, lumekontrolloitu kliininen tutkimus suoritettiin 28 aikuisella (65 % naisia), jotta arvioitiin 5 g:n BPH:n vaikutus aterian jälkeisiin glukoosi- ja insuliinitasoihin. Kaikki toimenpiteet suoritettiin Meksikon Guanajuaton yliopiston lääketieteellisten tieteiden osaston tutkimuslaitoksissa. Guanajuaton yliopiston institutionaalinen etiikkakomitea hyväksyi protokollan (CIBIUG-P53-2018), ja kaikki koehenkilöt allekirjoittivat tietoisen suostumuksen ennen minkään menettelyn suorittamista.

Tämän tutkimuksen osallistujat rekrytoitiin suoraan paikallisilta terveysmessuilta Leónissa, Guanajuatossa, Meksikossa. Osana seulontaprosessia osallistumiskelpoisuuden määrittämiseksi mitattiin kapillaariglukoosi, paino, pituus ja verenpaine. Osana tätä tutkimusta 25–50-vuotiaat aikuiset, jotka ovat ylipainoisia tai lihavia, painoindeksinsä (BMI) mukaan (25–34,9). kg/m2) olivat oikeutettuja ilmoittautumaan. Tutkimukseen ei osallistunut osallistujia, jotka ilmoittivat diabeteksesta, syövästä, sydän- ja verisuonitaudeista tai muista kroonisista sairauksista omatoimisesti. Raskaana olevia tai imettäviä naisia ​​ei otettu mukaan. Heti kun osallistujat todettiin kelpoisiksi, heille määrättiin kliiniset, antropometriset ja metaboliset arvioinnit lääketieteen laitoksella.

Aineenvaihduntaarviointi sisälsi oraalisen glukoositoleranssitestin (OGTT) 250 ml:lla dekstroosia 75 g (vedetöntä glukoosiliuosta, 75 g) ja verinäytteitä 0 ja 120 minuutin kohdalla sekä lipidiprofiilin. Aineenvaihduntatila (normaali glukoositoleranssi (NGT) tai esidiabetes) määriteltiin seuraavasti: Normaali glukoositoleranssi paastoglukoositasoina <100 mg/dl ja aterian jälkeinen (2 h) glukoositaso <140 mg/dl ja Prediabetes paastoglukoositasoina 100-125 mg/dl, aterian jälkeiset (2 h) glukoositasot 140-199 mg/dl tai molemmat. Osallistujien metabolisen tilan määrittämisen jälkeen koehenkilöt luokiteltiin joko NGT:ksi (n=14) tai esidiabetekseksi (n=14).

Henkilökunnan jäsen, jolla ei ollut yhteyttä heihin, jakoi kaikki osallistujat (n=28) satunnaisesti joko BPH-hoitoa (5 g) saavaan ryhmään tai lumelääkeryhmään. Näin ollen jokaiseen hoitoryhmään (BPH tai lumelääke) sisällytettiin seitsemän koehenkilöä, joilla oli NGT ja seitsemän potilasta, joilla oli esidiabetes. Tässä tutkimuksessa osallistujat sokeutuivat hoitoon ja saivat joko BPH:ta (5 g jauhetta) liuotettuna 120 ml:aan kaupallista kaloritonta juomaa tai lumelääkettä (120 ml kaloritonta kaupallista juomaa).

Toinen oraalinen glukoositoleranssitesti suoritettiin BPH:n aterian jälkeisen vaikutuksen arvioimiseksi. Ensin osallistujat joivat joko liuotettua BPH:ta tai lumelääkettä, minkä jälkeen 250 ml dekstroosia 75 g, ja verinäytteitä otettiin 0, 60, 120 ja 150 minuutin kohdalla heidän glukoosi- ja insuliinitasonsa määrittämiseksi.

Kliininen arviointi ja antropometrinen arviointi Tässä tutkimuksessa koulutetut ammattilaiset suorittivat kyselylomakkeen kliinisen tiedon keräämiseksi. Verenpaine mitattiin puoliautomaattisella digitaalisella verenpainemittarilla (Omron HEM-7200) osallistujan oikeasta käsivarresta istuma-asennossa ja vähintään 10 minuutin levon jälkeen.

Kehon paino ja pituus mitattiin koehenkilöillä avojaloin ja kevyissä vaatteissa digitaalisella vaa'alla (Seca 769) ja stadionimittarilla (Seca 213-I). Vyötärön ympärysmitta mitattiin viimeisen kylkiluun ja suoliluun harjanteen välisestä välipisteestä käyttämällä metalliteippiä (Lufkin W606PM). Painoindeksi (BMI) laskettiin jaettuna ruumiinpainolla (kg) pituuden neliöllä (m) Maailman terveysjärjestön mukaan.

Biokemialliset määritykset Biokemiallisten määritysten suorittamiseksi verinäytteet kerättiin vähintään 8 tunnin paaston jälkeen. Glukoosille (Spinreact, Girona, Espanja) ja lipidiprofiilille (kokonaiskolesteroli, TG ja HDL-c) (Spinreact, Girona, Espanja) käytettiin entsymaattisia kolorimetrisiä määrityksiä. LDL-kolesteroli laskettiin käyttämällä Friedewaldin yhtälöä. Seerumin glukoosi- ja lipidiprofiiliarvot (triglyseridit, kokonaiskolesteroli, HDL-kolesteroli) määritettiin kansainvälisesti standardoiduilla menetelmillä Lääketieteen laitoksen kliinisessä laboratoriossa puoliautomaattisella biokemian analysaattorilla SPINLAB (Spinreact, Girona, Espanja).

Lisäksi insuliinitasot suoritettiin seerumin sandwich-muotoisella entsyymi-immunosorbenttimäärityksellä (ELISA) käyttämällä ELISA-pakkausta (ALPCO, Inc., Salem, NH, USA). Insuliiniresistenssin indekseinä laskettiin insuliiniresistenssin homeostaattinen malliarvio (HOMA-IR) ja Matsuda-indeksi.

Tilastollinen analyysi Kuvaavat tiedot ilmaistiin keskiarvona ja keskihajonnana tai mediaani- ja kvartiilivälinä. Ryhmien välinen vertailu suoritettiin käyttämällä itsenäistä tai parillista Studentin t-testiä. Tilastollinen merkitsevyys p˂0,05 hyväksyttiin ja käytettiin tilastoohjelmaa SPSS 20.0 for Windows.