Grassi saturi contro grassi monoinsaturi e azione dell'insulina

L'acido palmitico (PA) compromette la sensibilità all'insulina nel muscolo scheletrico e può essere utile sostituire il PA nella dieta con acido oleico (OA), un acido grasso monoinsaturo (FA). Il primo obiettivo di questo progetto è comprendere gli effetti sul metabolismo lipidico e sulla composizione lipidica del muscolo scheletrico, sulla segnalazione dell'insulina e sulla segnalazione infiammatoria di due variazioni comuni nella composizione di AF della dieta: (1) L'assunzione tipica del Nord America dove PA e OA sono presenti in proporzioni uguali (dieta HI PA). (2) La composizione mediterranea di FA in cui PA è molto più bassa e OA molto più alta (dieta HI OA). La PA può indurre insulino-resistenza nelle cellule muscolari scheletriche attraverso il suo accumulo nei lipidi all'interno delle cellule muscolari e attraverso l'attivazione della segnalazione infiammatoria. Il secondo obiettivo di questo progetto è valutare l'ipotesi che un'elevata assunzione di PA ridurrà la propria ossidazione di un carbonio (iniziale), portando ad un aumento della segnalazione infiammatoria e ad una diminuzione della segnalazione insulinica. Tuttavia, esistono prove in letteratura che l'AF può indurre difetti nella segnalazione dell'insulina, se l'AF non è completamente ossidato; pertanto, il terzo obiettivo è valutare l'ipotesi che una dieta ricca di PA possa ridurre l'ossidazione completa di FA e possibilmente accelerare l'ossidazione iniziale di FA. Verrà condotto uno studio incrociato in doppio cieco sugli effetti di una dieta ad alto contenuto di PA rispetto a una dieta ad alto contenuto di OA/basso contenuto di PA in 16 soggetti in sovrappeso o obesi e 16 soggetti magri (di età compresa tra 18 e 40 anni) per studiare i seguenti Obiettivi:

1. Testare l'ipotesi che l'aumento dell'assunzione di PA causerà una diminuzione del tasso di ossidazione di [1-13C]-PA e sarà associato a: (a) aumento della segnalazione infiammatoria, all'interno del muscolo e da parte delle cellule mononucleate del sangue periferico; (b) Diminuzione della segnalazione dell'insulina caratterizzata da ridotta sensibilità all'insulina periferica in tutto il corpo (morsetto euglicemico/iperinsulinemico) e, nel muscolo scheletrico, diminuzione del fosfo-AKT (Ser473), aumento del fosfo-IRS-1 (Ser636/Ser639), diminuzione fosforilazione in tirosina di IRS-1 e diminuzione del contenuto di membrana di GLUT4.
2. Testare l'ipotesi che un aumento dell'assunzione di PA causerà un'ossidazione degli acidi grassi mitocondriale meno completa, forse associata a disfunzione del ciclo TCA e aumento della formazione di specie reattive dell'ossigeno. Questa ipotesi sarà verificata misurando i tassi relativi di ossidazione di tutto il corpo e dei muscoli (arto superiore) di [13-13C]-PA e [1-13C]-PA e determinando il profilo sierico delle acilcarnitine, le concentrazioni urinarie di acidi organici e concentrazioni muscolari di carbonili proteici.
3. Per testare l'ipotesi che una dieta ad alto contenuto di PA porterà a un'ossidazione meno completa di AF, a una minore segnalazione di insulina nel muscolo scheletrico in risposta a un pasto di prova, a una minore sensibilità all'insulina di tutto il corpo, a una maggiore disfunzione del ciclo TCA e a una maggiore formazione di specie reattive dell'ossigeno rispetto ai risultati ottenuti negli esseri umani obesi rispetto a quelli magri.