A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Yongbo Wang, Meiju Lin

seleniu

Departamentul de endocrinologie pentru afiliere, primul spital afiliat al Universității medicale Dalian, Dalian, Liaoning, China

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Yongbo Wang, Meiju Lin

Departamentul de afiliere a chirurgiei biliare minim invazive, Spitalul afiliat Zhongshan al Universității Dalian, Dalian, Liaoning, China

Disciplina de Medicină a Afilierii, Facultatea de Medicină, Universitatea Memorială din Newfoundland, St. John’s, Newfoundland, Canada

Disciplina de afiliere a medicinii, Facultatea de Medicină, Memorial University of Newfoundland, St. John’s, Newfoundland, Canada

Departamentul de endocrinologie pentru afiliere, primul spital afiliat al Universității medicale Dalian, Dalian, Liaoning, China

Divizia de afiliere a endocrinologiei, Facultatea de Medicină, Universitatea Memorială din Newfoundland, St. John’s, Newfoundland, Canada

Disciplina de Medicină a Afilierii, Facultatea de Medicină, Universitatea Memorială din Newfoundland, St. John’s, Newfoundland, Canada

Disciplina de Medicină a Afilierii, Facultatea de Medicină, Universitatea Memorială din Newfoundland, St. John’s, Newfoundland, Canada

Disciplina de Medicină a Afilierii, Facultatea de Medicină, Universitatea Memorială din Newfoundland, St. John’s, Newfoundland, Canada

  • Yongbo Wang,
  • Meiju Lin,
  • Xiang Gao,
  • Pardis Pedram,
  • Jianling Du,
  • Chandurkar Vikram,
  • Wayne Gulliver,
  • Hongwei Zhang,
  • Guang Soare.

Cifre

Abstract

Ca un nutrient esențial, seleniul (Se) este implicat în multe activități metabolice, inclusiv imitarea funcției insulinei. Datele privind Se în diferite probe biologice și rezistența la insulină sunt contradictorii, în plus, nu există un studiu amplu disponibil cu privire la relația aportului de Se dietetic cu rezistența la insulină în populația generală. Pentru a investiga asocierea dintre aportul de Se dietetic și variația rezistenței la insulină într-un studiu bazat pe o populație mare, au fost evaluate un total de 2420 de subiecți fără diabet din studiul CODIFICARE (Boli complexe în populația Newfoundland: mediu și genetică). Aportul de Se dietetic a fost evaluat din chestionarul Willett Food Frequency. Probele de sânge de post au fost utilizate pentru măsurarea glucozei și insulinei. Rezistența la insulină a fost determinată prin evaluarea modelului de homeostazie (HOMA-IR). Compoziția corpului a fost măsurată utilizând absorptiometria cu raze X cu energie duală. Analiza covarianței a arătat că grupurile cu HOMA-IR ridicate, atât la bărbați, cât și la femei, au avut cel mai mic aport de Se dietetic (μg/kg/zi) (p Fig. 1. Diagrama de selecție a subiecților pentru analiză.

Măsurători antropometrice

Antropometria a fost efectuată după un post de 12 ore peste noapte. Personalul instruit a obținut aceste măsurători pentru fiecare subiect folosind proceduri standard. Înălțimea în picioare a fost măsurată folosind un stadiometru fix (până la cel mai apropiat de 0,1 cm). După ce și-au golit complet veziculele, subiecții au purtat halate standard de spital pentru toate măsurătorile de greutate, folosind un echilibru manual al platformei (Health O Meter, Bridgeview, IL; cel mai apropiat 0,1 kg). Indicele de masă corporală (IMC) (kg/m 2) a fost calculat ca greutate în kilograme împărțită la înălțimea pătrată în metri. Circumferința taliei (WC) a fost definită ca punctul intermediar între creasta iliacă și coasta inferioară și șoldul prin circumferința maximă peste fese sub creasta iliacă. Raportul talie-șold (WHR) a fost împărțirea WC după circumferința șoldului.

Măsurători ale compoziției corpului

Compozițiile corporale, inclusiv procentul total de grăsime corporală (BF%), procentul de grăsime din trunchi (TF%), procentul de grăsime android (AF%) și procentul de grăsime ginoidă (GF%) au fost măsurate, în decubit dorsal, utilizând absorptiometria cu raze X cu energie dublă (DXA: Lunar Prodigy; GE Medical Systems, Madison, WI) cu sistemul software Lunar Prodigy. Sistemul software Lunar Prodigy are capacitatea de a distinge fiecare dintre aceste regiuni. Regiunea de grăsime a trunchiului este de la vârful umerilor până la vârful creastei iliace, în timp ce regiunea de grăsime android este partea de sus a celei de-a doua vertebre lombare până la vârful creastei iliace, iar regiunea de grăsime ginoidă se extinde în jos pe creasta iliacă de două ori. înălțimea zonei android. Pachetul software enCORE (Ver 12.2, 2008, GE Medical Systems, Madison, WI) a fost utilizat pentru achiziția de date DXA. Asigurarea zilnică a calității a fost efectuată pe scanerul DXA, iar coeficientul tipic de variație a fost de 1,3% în timpul perioadei de studiu [34-38].

Evaluarea dietetică

Aportul alimentar al fiecărui participant a fost evaluat folosind un chestionar semicantitativ cu frecvență alimentară Willett (FFQ) de 124 de articole [39,40]. Willett FFQ obține de la subiecți numărul de porții săptămânale consumate de produse alimentare obișnuite în ultimele 12 luni. Pachetul software NutriBase Clinical Nutrition Manager (versiunea 8.2.0; Cybersoft Inc, Phoenix, AZ) a fost utilizat pentru a converti valorile săptămânale de servire în valori medii de servire zilnică. Aceste informații au fost apoi utilizate pentru a calcula aporturile zilnice totale de calorii, macro și micro-nutrienți, inclusiv Se pentru fiecare individ [34]. Apoi aportul de Se dietetic (μg/kg/zi) a fost calculat prin împărțirea greutății corporale [34].

Evaluarea activității fizice și alte informații

Toți participanții au completat un chestionar de screening autoadministrat, care a fost utilizat pentru a colecta informații despre istoricul sănătății personale. Modelele de activitate fizică au fost măsurate folosind Chestionarul ARIC Baecke, care constă dintr-un indice de muncă, un indice sportiv și un indice de activitate în timpul liber [34, 41].

Măsurători biochimice

Probele de sânge venos au fost colectate dimineața după un post peste noapte (12 ore). Probele de ser au fost izolate din sânge integral și depozitate la -80 ° C pentru analiză ulterioară. FBG au fost măsurate pe un analizor Lx20 (Beckman Coulter Inc., Fullerton, CA) folosind reactivi Synchron. Insulina de repaus alimentar (FINS) a fost măsurată pe un analizor imunologic de imunitate. Rezistența la insulină și funcția celulelor β au fost determinate cu evaluarea modelului homeostaziei (HOMA-IR și HOMA-β), așa cum este descris de Matthews și colab. [42].

HOMA-IR = (insulină de post [mU/L] × glucoză de post [mmol/L])/22,5

HOMA-β = (20 × insulină de post [mU/L])/(glucoză de post [mmol/L] —3,5)

Analize de date

Toate datele sunt prezentate ca medie ± eroare standard a mediei (SEM). FINS, HOMA-IR, HOMA-β, aportul de calorii și aportul de Se dietetice au fost transformate în log pentru a normaliza distribuțiile de date pentru a efectua analize statistice eficiente. Antropometria, compoziția corpului, aportul alimentar și măsurătorile biochimice au fost comparate între femei și bărbați cu test t independent al studentului.

Pentru a analiza variația aportului de Se dietetic în diferite stări de rezistență la insulină, participanții au fost împărțiți în terțile (scăzute, medii și ridicate) de rezistență la insulină pe baza HOMA-IR. Aportul de Se dietetic a fost comparat între cele trei grupuri cu analize de varianță și covariabile (ANCOVA) care controlează vârsta, aportul de calorii și activitatea fizică. Variațiile rezistenței la insulină în diferite aporturi de Se dietetice au fost analizate după ce participanții au fost împărțiți în terțile (aport scăzut, mediu și ridicat de Se dietetic). FBG, FINS, HOMA-IR și HOMA-β au fost comparate între grupurile care utilizează ANCOVA care controlează vârsta, aportul de calorii, activitatea fizică, calciu seric, magneziu seric și BF%. Calciul și magneziul seric au fost luate în considerare, de asemenea, deoarece studiile noastre anterioare au arătat că erau asociate cu rezistența la insulină [35, 43].

Aportul de Se dietetic sub 0,4 μg/kg/zi este considerat deficit de Se [44]. Relațiile dintre aportul de Se dietetic și HOMA-IR, HOMA-β au fost analizate în continuare, după ce subiecții au fost împărțiți în 10 grupuri cu un interval de 0,4 μg/kg/zi (≤0,4, 0,4-0,8, 0,8-1,2, 1,2-1,6, 1,6-2,0, 2,0-2,4, 2,4-2,8, 2,8-3,2, 3,2-3,6, 3,6-4,0 μg/kg/zi). Numărul subiecților cu aport alimentar de Se> 4,0 μg/kg/zi a fost prea mic (n = 38, femeie/bărbat = 27/11) pentru a efectua o analiză statistică eficientă. Prin urmare, au fost excluși din analiză.

Analiza parțială a corelației, care controlează vârsta, aportul de calorii, activitatea fizică, calciu seric, magneziu seric și% BF, a fost ulterior aplicată pentru a confirma în continuare constatările de la ANCOVA. Pentru a controla posibila influență a fumatului, a consumului de alcool, a consumului de medicamente pentru starea bolii și a menopauzei, au fost efectuate analize la participanții cu și fără acești factori confuzi.

Toate analizele statistice au fost efectuate folosind SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL). Toate testele au fost pe două fețe și p Tabelul 1. Caracteristicile clinice și aportul de Se dietetic în funcție de sex.

Compararea aportului de Se dietetic între grupurile cu rezistență scăzută, medie și ridicată la insulină

Diferențe semnificative ale aportului alimentar de Se au fost relevate între cele trei grupuri cu rezistență diferită la insulină după controlul vârstei, al aportului total de calorii și al activității fizice (Tabelul 2). În comparație cu grupul HOMA-IR scăzut, aporturile de Se dietetice în grupurile HOMA-IR medii și ridicate au fost de 6%, 11% mai mici la bărbați și 8%, 18% mai mici în mod corespunzător la femei. Diferențele semnificative au fost confirmate în comparații perechi (p Tabelul 2. Comparația aportului de Se pe baza nivelurilor de rezistență la insulină.

Comparația rezistenței la insulină la subiecți cu diferite grupuri de aport alimentar de Se

Când subiecții au fost grupați în terțe în funcție de aportul de Se dietetic (scăzut, mediu și ridicat), nivelurile FINS, HOMA-IR, HOMA-β au prezentat un declin dependent de doză (ridicat, mediu și scăzut) odată cu creșterea aportului de Se dietetic după controlul vârstei, aportul total de calorii, activitatea fizică, calciu seric, magneziu seric și% BF la femei (p Tabelul 3. Rezistența la insulină în funcție de aportul de Se dietetic.

Pentru fiecare creștere de 1 μg/kg/zi a aportului de Se dietetic, greutatea medie, IMC, WC și WHR a scăzut cu 8,39 kg, 2,98 kg/m 2, 8,03 cm și 0,02 la femei și cu 8,85 kg, 2,34 kg/m 2, 7,39 cm și, respectiv, 0,02 la bărbați. De asemenea, TF%, AF%, GF% și BF% au fost reduse cu 4,58%, 5,56%, 3,05% și 4,16% la femei și, respectiv, cu 5,43%, 5,94%, 4,19% și 4,45% la bărbați (Tabelul 3 ). Doar aportul de Se dietetic (μg/kg/zi) a reprezentat 9-27% din variațiile grăsimii corporale.

Subiecții au fost împărțiți în 10 grupuri pe baza aportului de Se dietetic cu un interval de 0,4 μg/kg/zi, iar variațiile FINS, HOMA-IR și HOMA-β cu aportul de Se dietetic au fost analizate cu covariabile (Fig. 2). Deoarece aportul de Se alimentar a crescut de la 0,4 la 1,6 μg/kg/zi, FINS, HOMA-IR, HOMA-β au scăzut corespunzător într-un model apropiat de relația liniară pentru ambele sexe. Cu toate acestea, acest model liniar a ajuns la un platou și a dispărut de la nivelul de 1,6 până la 4,0 μg/kg/zi la ambele sexe.

HOMA-IR, evaluarea modelului de homeostazie a rezistenței la insulină; HOMA-β, evaluarea modelului homeostaziei funcției celulelor β.

Corelații între aportul alimentar de Se și rezistența la insulină după sex

Corelațiile dintre aportul de Se din dietă și FINS, HOMA-IR și HOMA-β sunt prezentate în Tabelul 4. Când aportul de Se din dietă a fost ≤ 1,6 μg/kg/zi, atât la subiecții de sex masculin, cât și la cei de sex feminin, aportul de Se din dietă (μg/kg/zi) a fost semnificativ corelată negativ cu FINS, HOMA-IR și HOMA-β (r0 a fost de la -0.107 până la -0.227, p Tabelul 4. Corelarea aportului de Se dietetic cu rezistența la insulină.

Pentru a exclude în continuare influența covariabilelor suplimentare, au fost analizate datele despre participanții care erau nefumători, nefumători, fără medicamente și altfel sănătoși. În tabelul 5, pentru fiecare subgrup, s-au efectuat analize de corelație parțială controlând vârsta, aportul total de calorii, activitatea fizică, calciu seric, magneziu seric și% BF. Aportul de Se dietetic a rămas corelat negativ cu HOMA-IR.

Discuţie

În studiul de față, am analizat asocierile dintre aportul de Se dietetic și rezistența la insulină în studiul larg CODING, cu o gamă largă de aport de Se dietetice în rândul a 2.420 de persoane din Newfoundlanders. Din câte știm, acesta este primul mare studiu transversal special conceput pentru a analiza asocierea dintre aportul de Se dietetic și rezistența la insulină în populația generală. Cea mai importantă constatare este că aportul de Se din dietă a fost semnificativ asociat negativ cu rezistența la insulină la femei și bărbați după controlul tuturor factorilor majori de confuzie, când aportul de Se din dietă a fost ≤ 1,6 μg/kg/zi, majoritatea subiecților au căzut în acest interval. Cu toate acestea, când aportul de Se alimentar a fost> 1,6 μg/kg/zi, această relație inversă nu mai era semnificativă. Constatările sugerează că relația negativă benefică dintre aportul de Se dietetic și rezistența la insulină poate avea un plafon al dozei.

Se poate afecta rezistența la insulină pe mai multe căi, inclusiv acțiune asemănătoare insulinei, citokine inflamatorii și stres oxidativ. Studiile timpurii au arătat că selenatul de sodiu poate imita insulina pentru a stimula absorbția glucozei [7-9]. În plus, Se poate reduce rezistența la insulină prin inhibarea activității și producției de citokine inflamatorii, incluzând factorul de necroză tumorală-a (TNF-a), factorul nuclear-kappa B (NF-κB) și interleukina (IL-1 și IL-18) [45-49]. Pe de altă parte, rolul speciilor reactive de oxigen (ROS) în semnalizarea insulinei depinde de echilibrul producției de ROS și de apărarea antioxidantă [50]. Atât ROS excesiv [51-53], cât și consumul excesiv de ROS [32, 33] sunt implicate în rezistența la insulină. Aportul adecvat de Se ca antioxidant puternic poate reduce ROS și poate îmbunătăți rezistența la insulină. Cu toate acestea, un aport mai mare de Se poate crește expresia selenoproteinelor, inclusiv GPx, care poate induce rezistența la insulină prin eliminarea peroxidului de hidrogen [54-57]. Fenomenul plafon al consumului de Se dietetic descoperit în prezentul studiu poate furniza dovezi suplimentare care să demonstreze efectul schimbător asupra rezistenței la insulină cu o creștere a aportului de Se dietetic.

Studiile anterioare au raportat rezultate contradictorii pentru relațiile dintre Se în diferite probe biologice și rezistența la insulină. S-a raportat că Se părul a fost corelat negativ cu HOMA-IR controlat pentru vârstă și sex într-un mic studiu coreean [28]. O corelație negativă slabă între nivelul seric de Se și HOMA-IR a fost găsită la rudele de gradul întâi ale pacienților diabetici din Turcia [29]. Cu toate acestea, într-un studiu suedez care a inclus 1024 de bărbați vârstnici, nivelul serului de Se nu a fost asociat cu rezistența la insulină după ajustarea în funcție de vârstă, IMC, fumatul țigării, activitatea fizică și educația timpului liber [23]. Au fost raportate corelații pozitive între nivelul seric de Se și HOMA-IR la bărbații vârstnici polonezi cu SM [30] și copiii egipteni obezi [31]. Administrarea a 200 μg/zi de suplimente de Se timp de 6 săptămâni a dus la o scădere semnificativă a nivelului seric de insulină și HOMA-IR la femeile cu obezitate centrală [32] și PCOS [33]. Cu toate acestea, nu există un studiu amplu disponibil care să se concentreze pe aportul de Se dietetic și rezistența la insulină în populația generală. Prezentul studiu a umplut golul de cunoștințe și a relevat că aportul de Se dietetic este într-adevăr asociat cu o rezistență scăzută la insulină, sugerând un efect benefic al Se dietetice asupra sensibilității la insulină.

Concluzii

În concluzie, constatările noastre au relevat o asociere semnificativ negativă a aportului de Se dietetic cu rezistența la insulină în studiul mare de CODIFICARE cu mulți factori majori de confuzie ajustați, atunci când aportul de Se alimentar a fost sub 1,6 μg/kg/zi. Având în vedere marja îngustă dintre deficiența de Se, adecvarea, supra-nutriția și toxicitatea, determinarea corectă a acestui punct de decupare este importantă din punct de vedere clinic. Persoanele cu un statut adecvat sau ridicat de Se au primit deja beneficiul maxim din Se și nu trebuie să ia supliment suplimentar de Se, din cauza riscurilor potențiale, cum ar fi riscul crescut de diabet de tip 2. În cele din urmă, acest studiu își propune să adauge la cunoștințele noastre actuale despre constituirea optimă a unei diete ideale pentru a reduce rezistența la insulină și riscul de diabet de tip 2 în ceea ce privește compoziția specifică a macronutrienților și a micronutrienților.

Mulțumiri

Dorim să mulțumim tuturor voluntarilor care au participat la acest studiu. Declarăm că nu avem conflicte de interese.

Contribuțiile autorului

  1. Conceptualizare: GS.
  2. Arhivarea datelor: HZ.
  3. Analiza formală: YW ML.
  4. Achiziție de finanțare: GS.
  5. Investigație: YW XG PP HZ.
  6. Administrarea proiectului: GS.
  7. Resurse: HZ.
  8. Scriere - schiță originală: YW ML.
  9. Scriere - recenzie și editare: XG PP JD CV WG.