Wpływ dietetycznego sitosterolu na poziom cukru we krwi i cholesterol

Względne rozmieszczenie różnych ilości lipidów w błonach adipocytów odgrywa ważną rolę w metabolizmie lipidów i homeostazie energetycznej. Sitosterolemia, rzadka choroba genetyczna, spowodowana jest wadliwym transporterem ABC w jelicie i drogach żółciowych, co skutkuje zwiększonym wchłanianiem i zmniejszonym wydalaniem steroli roślinnych, co ostatecznie prowadzi do przyspieszonej miażdżycy i przedwczesnej śmierci.

Bardzo niedawno mutację genu ABCG8, bardzo rzadką w populacji ogólnej, opisano u 4% Amiszów Starego Zakonu, dobrze scharakteryzowanej populacji założycieli w hrabstwie Lancaster w Pensylwanii. Wstępne dane wskazują, że skądinąd zdrowi nosiciele (heterozygoty) mutacji wykazywali, w porównaniu z grupą kontrolną, obniżony wskaźnik masy ciała, większy wyporny cholesterol LDL, zmniejszoną grubość błony środkowej tętnicy szyjnej (IMT) oraz tendencję w kierunku niższych poziomów insuliny i glukozy, zgodne z ulepszonym profilem zespołu metabolicznego. Dane te sugerują, że łagodny nadmiar steroli roślinnych może odgrywać rolę w modulowaniu metabolizmu energetycznego, a sitosterol w diecie może poprawić profil lipidowy i inne aspekty zespołu metabolicznego u genetycznie zdrowych osobników.

W celu mechanicznego scharakteryzowania wpływu sitosterolu, najobficiej występującego w diecie sterolu roślinnego, na rozwój zespołu metabolicznego, proponujemy bardziej szczegółowe zbadanie nosicieli mutacji genu ABCG8; które zapewnią możliwość przeanalizowania nowych spostrzeżeń na temat sitosterolu w diecie i jego roli w metabolizmie lipidów i energii. Stawiamy hipotezę, że sitosterol w diecie będzie miał inny wpływ na wskaźniki zespołu metabolicznego u nosicieli mutacji w porównaniu z osobami niebędącymi nosicielami.

Przeprowadzimy interwencję nutrigenomiczną na 15 nosicielach mutacji ABCG8 i dobranych płciowo osobach zdrowych (wiek +/- 5 lat). Będą leczeni dietami izokalorycznymi o wysokiej i niskiej zawartości sitosterolu. Osoby badane zostaną następnie ocenione w Centrum Klinicznym NIH pod kątem zmian następujących parametrów: krążące lipidy i wolne kwasy tłuszczowe, usuwanie glukozy, spoczynkowy wydatek energetyczny i RQ oraz czynność śródbłonka naczyniowego. Oddział Endokrynologii, Cukrzycy i Żywienia Szkoły Medycznej Uniwersytetu Maryland przeprowadzi genotypowanie, rekrutację ochotników do badań, analizę zawartości lipidów w błonie komórkowej oraz analizę adipocytów ex vivo.

Stawiamy hipotezę, że nosiciele mutacji genu ABCG8 jeszcze bardziej poprawią wskaźniki zespołu metabolicznego, gdy zostaną poddani prowokacji dietą o wysokiej zawartości sitosterolu, i cofną się w kierunku kontroli niebędących nosicielami, gdy będą leczeni dietą o niskiej zawartości sitosterolu. Kontrole niebędące nosicielami pozostaną niezmienione lub wykażą niewielką poprawę wskaźników zespołu metabolicznego po prowokacji dietą o wysokiej zawartości sitosterolu, która pogorszy się w porównaniu z rodzeństwem wyjściowym i nosicielem, gdy zostanie potraktowana dietą o niskiej zawartości sitosterolu.

Te dane kliniczne, w połączeniu z analizą in vitro wpływu sitosterolu na błony komórkowe i metabolizm adipocytów, poszerzą wiedzę w dziedzinie metabolizmu lipidów na temat związku składu lipidów z powszechnymi zaburzeniami, takimi jak zespół metaboliczny. Dane uzyskane w ramach tego projektu mogłyby następnie potencjalnie zostać przełożone na interwencje żywieniowe i terapeutyczne w populacji ogólnej.