Wpływ białka na stres siateczki śródplazmatycznej

Obecnie wiele osób próbuje różnych modeli/diet żywieniowych mających na celu redukcję masy ciała. Jedną z najpopularniejszych tego typu diet są diety ograniczające spożycie węglowodanów. Społeczeństwa zachodnie na ogół unikają wysokiego spożycia węglowodanów i tłuszczów. Z tego powodu zainteresowanie wysokim spożyciem białka w diecie rośnie z dnia na dzień. Chociaż nie ma ogólnego konsensusu co do tego, czym jest dieta wysokobiałkowa (HPD), HPD stosowana w odchudzaniu to dieta zawierająca około 30% energii dostarczanej przez białko. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) określiła otyłość jako endemiczny problem publiczny i stwierdziła, że ​​jego częstość występowania wzrasta. Wraz ze wzrostem otyłości ludzie próbują różnych zmian w diecie, aby osiągnąć utratę wagi. Należą do nich diety o bardziej regularnych wzorach makro i mikroelementów, takie jak dieta śródziemnomorska i dieta DASH, oraz diety, które mogą powodować niedobory w zakresie makro i mikroelementów, takie jak Atkins, South Beach, Zone i Stillman, które zawierają dużo białka. Do najważniejszych powodów zainteresowania HPD należy to, że powoduje on szybką utratę wagi i zapewnia uczucie sytości. Ten pozytywny wpływ HPD na utratę wagi przyciągnął uwagę dietetyków i skłonił ich do zwiększenia proporcji białka w dietach.

Wiadomo, że HPD dają skuteczniejsze efekty w utracie masy ciała w porównaniu z dietami niskobiałkowymi. Sugeruje się, że efekt ten następuje na skutek wzmożonej termogenezy, zwiększonego uczucia sytości i stłumionego apetytu oraz obniżonego indeksu i ładunku glikemicznego na skutek zastąpienia rafinowanych węglowodanów białkami. Oprócz tego pozytywnego wpływu na utratę wagi, odżywianie HPD ma również możliwe krótko- i długoterminowe skutki uboczne. Znane powikłania długotrwałego odżywiania HPD obejmują zwiększone ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, ciśnienia krwi, lipidów we krwi i dysfunkcji nerek. Szczególne obawy budzą problemy sercowo-naczyniowe, ponieważ wyeliminują one krótkotrwały pozytywny wpływ HPD na utratę wagi i w dłuższej perspektywie zwiększą obciążenie chorobami sercowo-naczyniowymi. Badania zazwyczaj koncentrują się na HPD i utracie wagi; istnieją ograniczone dane na temat związku między odżywianiem HPD a dysfunkcjami metabolicznymi, takimi jak dysfunkcja śródbłonka, markery stanu zapalnego, stan antyoksydacyjny i inne choroby przewlekłe. Zdarzenia fizjologiczne, biochemiczne i molekularne zachodzące w wyniku stosowania diet wysokobiałkowych nie są w pełni poznane, a ich skutki nie zostały wyjaśnione.

Uważa się, że diety wysokobiałkowe (zwłaszcza diety niskowęglowodanowe) mają negatywne skutki, ponieważ powodują zmniejszenie spożycia owoców i warzyw. U osób spożywających HPD, zwłaszcza tych, które mają w diecie niewystarczającą ilość witamin A, C i E, będzie to miało negatywny wpływ na układ antyoksydacyjny i w dłuższej perspektywie doprowadzi do rozwoju wielu chorób przewlekłych i metabolicznych. Pomimo pozytywnych efektów HPD stosowanej jako dieta odchudzająca w krótkim okresie, uważa się, że stres oksydacyjny i stany zapalne, jakie wywoła, w dłuższej perspektywie spowodują wzrost liczby chorób przewlekłych i metabolicznych oraz chorób współistniejących. Wzrost obciążenia chorobami zwiększy wydatki na opiekę zdrowotną, zarówno indywidualne, jak i społeczne.

Coraz więcej dowodów wskazuje, że ROS i zapalenie zwiększają produkcję reaktywnych form tlenu (ROS). Istnieje bezpośredni związek pomiędzy produkcją RFT a zdarzeniami komórkowymi, takimi jak utlenianie i zwijanie białek. ROS i produkcja ROS są integralnymi składnikami ERS, a nie jedynie konsekwencjami indukcji ERS. Donoszono, że zwiększony ERS wyzwala ERS i może powodować różne rodzaje śmierci komórek. Po pierwsze, niektóre formy ROS mogą zakłócać zwijanie białek ER i wyzwalać ERS. Egzogenne utleniacze, takie jak producenci ROS, nadtlenki, jony metali i produkty utleniania lipidów, mogą aktywować niektóre aspekty UPR. 7-ketocholesterol, główny produkt utleniania cholesterolu w blaszce miażdżycowej, indukuje UPR w makrofagach i komórkach mięśni gładkich naczyń. Aktywowany 7-ketocholesterolem UPR jest tłumiony przez przeciwutleniacz N-acetylocysteinę, co wskazuje, że indukcja ERS zależy od ERS. Jednakże inne formy ROS, takie jak nadtlenek hydrofenu (H2O2), mogą jedynie stymulować łagodne lub specyficzne składniki UPR. Badanie wykazało, że wolny od selenocysteiny wodoronadtlenek fosfolipidów GPx (NPGPx), członek rodziny peroksydaz glutationowych (GPx), wyczuwa OS w świetle ER, a następnie tworzy wiązanie dwusiarczkowe z GRP78, co skutkuje aktywnością opiekuńczą. Co więcej, OS indukowany podczas nieprawidłowego fałdowania białek w ER doprowadził komórki eukariotyczne do rozwinięcia odpowiedzi na stres antyoksydacyjny w celu przywrócenia komórkowej homeostazy redoks. Gałąź PERK UPR indukuje dwa czynniki transkrypcyjne, ATF4 i Nrf2, które transaktywują geny odpowiedzi na stres antyoksydacyjny, w tym SOD, HO-1, transferazę glutationową i rozprzęgające białko mitochondrialne 2. Szlak sygnalizacyjny PERK UPR działa w celu utrzymania równowagi redoks podczas ERS poprzez aktywację ATF4 i Nrf2. Małocząsteczkowe przeciwutleniacze, takie jak butylowany hydroksyanizol (BHA), mogą zapobiegać apoptozie indukowanej przez ERS i promować prawidłowe fałdowanie i wydzielanie białek, co sugeruje kluczową rolę ERS w nieprawidłowym fałdowaniu białek. Jako inny przykład wykazano, że dwa przeciwutleniacze skierowane do mitochondriów, Mitochinon i MitoTempol, zmniejszają mitochondrialne ERS, ERS i śmierć komórek w komórkach β. Przeciwutleniacze mogą tłumić zarówno ERS, jak i ERS. Dlatego terapie ukierunkowane na oba stresory mogą być skuteczne w zapobieganiu zarówno ERS, jak i chorobom metabolicznym, neurodegeneracyjnym, immunologicznym i nowotworowym.

Dlatego celem planowanego badania jest zbadanie wpływu HPD, który zyskał na popularności zwłaszcza wraz z coraz częstszym stosowaniem go w dietach odchudzających, na ERS. W ten sposób powstanie literatura naukowa, która będzie w stanie zapobiegać ewentualnym negatywnym skutkom HPD, a jednocześnie wspierać redukcję ERS, co jest skuteczne w przebiegu różnych chorób przewlekłych.