Abstract

Context/Obiective:

Laptele crește atât insulina de post cât și factorul de creștere asemănător insulinei 1 (IGF-1) și, prin urmare, creșterea, la băieții prepubertali sănătoși. Cu toate acestea, nu se știe ce componente din lapte sunt responsabile de efectul stimulator al creșterii laptelui.

zerului

Subiecte/Metode:

Pentru a ne apropia de identificarea componentelor din lapte care stimulează creșterea, am efectuat un studiu de intervenție cu 57 de băieți în vârstă de opt ani, în care am examinat efectele celor două fracții majore de proteine ​​din lapte, zer și cazeină și minerale din lapte. (Ca și P) într-un design factorial 2 × 2 pe IGF și metabolismul glucozei-insulină. Cantitățile de zer și cazeină au fost identice cu conținutul din 1,5 l lapte degresat. Cantitățile de Ca și P au fost similare cu 1,5 l lapte degresat în băuturile bogate în minerale, în timp ce cantitățile de Ca și P au fost reduse în băuturile cu conținut scăzut de minerale.

Rezultate:

Nu au existat interacțiuni între grupurile minerale din lapte (ridicate, scăzute) și grupele de proteine ​​din lapte (zer, cazeină). IGF-1 seric a crescut cu 15% (P

Introducere

Multe studii din țările în curs de dezvoltare au arătat că alimentele de origine animală au un efect de stimulare a creșterii la populațiile cu un statut nutrițional marginal (Ruel, 2003). Printre aceste studii, se pare că laptele are un efect mai puternic decât carnea. Cu toate acestea, efectul laptelui apare mai puternic la populațiile cu un statut nutrițional marginal sau slab decât la populațiile bine hrănite, cu aporturi adecvate atât de energie, cât și de proteine ​​(Hoppe și colab., 2006).

Consumul de lapte a fost legat de o serie de boli netransmisibile, inclusiv cancerele hormonale ale sânului, ovarelor și prostatei. Rezultatele sunt echivoce deoarece pozitive, negative și nu au fost raportate asociații (Moorman și Terry, 2004). S-a sugerat că aportul de lapte poate induce potențial (van der Pols și colab., 2007) și proteja împotriva cancerului colorectal (Newmark și colab., 1984; Ma și colab., 2001) și osteoporoză (Kalkwarf și colab., 2003). De asemenea, laptele pare a fi important în sindromul metabolic, inclusiv rezistența la insulină, deoarece un aport ridicat de lapte este asociat cu o prevalență mai mică a sindromului metabolic la vârsta adultă (Pereira și colab., 2002; Azadbakht și colab., 2005; Choi și colab. al. al., 2005). Cu toate acestea, mecanismele de bază nu sunt complet elucidate și diferite componente ale laptelui ar putea avea efecte diferențiale.

Într-un studiu de intervenție cu băieți sănătoși de 8 ani, am arătat anterior că un aport ridicat de lapte, dar nu de carne, a dus la creșterea semnificativă a concentrațiilor de insulină de post, care este un marker al rezistenței la insulină (Hoppe și colab., 2005) și factorul de creștere asemănător insulinei 1 (IGF-1) în ser (Hoppe și colab., 2004a). În conformitate cu acest lucru, am constatat într-un studiu efectuat pe 90 de copii de doi ani și jumătate că a existat o asociere semnificativă între aportul de proteine ​​din lapte și valorile serice ale IGF-1 și înălțimea (Hoppe și colab., 2004b ). În schimb, nu a existat nicio asociere între aportul de carne și IGF-1 sau înălțime.

Cu toate acestea, nu se știe ce componente sau fracții din lapte sunt responsabile pentru stimularea acestor factori de creștere și o posibilitate poate fi ca creșterea insulinei plasmatice să medieze creșterea IGF-1 sau invers.

Pentru a ne apropia de identificarea componentelor din lapte care stimulează creșterea, scopul studiului de față a fost de a examina efectele celor două fracțiuni majore ale proteinelor din lapte, zerul și cazeina și mineralele din lapte (Ca și P) într-un 2 × 2 proiectare factorială a IGF și a metabolismului glucozei - insulinei.

Materiale și metode

Acest studiu a avut un design factorial dublu orb randomizat 2 × 2 în care băieții de 8 ani au fost randomizați pentru a primi 540 ml dintr-una dintre următoarele băuturi pe bază de lapte: (1) zer cu conținut redus de lapte mineral (calciu și fosfat) ) (WHEY-LOW); (2) zer cu conținut ridicat de minerale din lapte (WHEY-HIGH); (3) cazeină cu conținut scăzut de minerale din lapte (CASE-LOW) și (4) cazeină cu conținut ridicat de minerale din lapte (CASE-HIGH) zilnic timp de 7 zile. În plus, li s-a cerut să mănânce dieta normală ad libitum. Studiul a fost aprobat de comitetul de etică din Copenhaga și Frederiksberg (J. Nr. KF 01-072/04).

Participanții au fost recrutați prin extracții aleatorii din Registrul civil național danez. Băieții caucazieni cu un aport obișnuit de lapte de ± 500 ml pe zi au fost eligibili pentru studiu. Copiii cu boli cronice și copiii care au suferit de orice afecțiune care ar putea afecta metabolismul sau creșterea proteinelor au fost excluși din studiu. Dintr-un total de 831 de subiecți invitați, 89 au fost de acord să participe și toți au fost eligibili pentru studiu. Cu toate acestea, doar 87 au participat la vizita de introducere și 19 au refuzat să mai participe la studiu, în primul rând pentru că nu le-a plăcut băutura pe bază de lapte. Dintre cei 68 de subiecți rămași, 11 nu au finalizat studiul deoarece nu au venit în vizită (n= 3), nu a considerat că băuturile din lapte sunt acceptabile (n= 5), a suferit de boli acute, inclusiv gripă și răceală obișnuită (n= 2) sau a avut un deces în familien= 1). Doar 57 de subiecți au finalizat studiul de intervenție.

Toate interviurile și examinările au fost efectuate la Departamentul de nutriție umană. Consimțământul scris a fost obținut de la deținătorii custodiei copilului. S-a efectuat randomizarea, iar copilului i s-a permis să guste băutura pe bază de lapte. Copiii s-ar putea retrage în permanență din studiu. Copiii au fost examinați înainte de începerea intervenției și la sfârșitul intervenției 1 săptămână mai târziu.

Cantitățile de componente din lapte din băuturile pe bază de lapte au fost urmărite să fie identice cu conținutul din 1,5 l de lapte degresat. Conținutul de proteine, calciu, fosfat și lactoză din cele patru băuturi pe bază de lapte este prezentat în Tabelul 1, precum și conținutul a 1,5 l de lapte degresat. În toate băuturile cu lapte, cantitățile de zer și cazeină au fost identice cu conținutul de 1,5 l lapte degresat. Cantitatea zilnică a fiecărei băuturi pe bază de lapte a fost de 540 ml, care a fost împărțită în trei cutii din fiecare 180 ml pe care subiecții l-au putut bea pe parcursul zilei.

Înălțimea a fost măsurată la copiii desculți cu o precizie de 0,1 cm folosind un stadiometru. Greutatea corporală a fost măsurată cu o precizie de 0,1 kg pe o scală digitală (Lindeltronic 8000; Samhall Lavi AB, Kristianstad, Suedia). Subiecții purtau doar chiloți atunci când erau cântăriți. Triceps skinfold (TSF) și subscapularis skinfold (SSF) au fost măsurate cu un etrier standard de pliere a pielii (Harpenden; Chasmors Ltd, Londra, Marea Britanie) conform procedurilor standard (Tanner și Whitehouse, 1975). Procentul de grăsime corporală a fost calculat din suma TSF și SSF (Slaughter și colab., 1988). Circumferințele taliei și șoldului au fost măsurate de trei ori cu o măsurătoare cu bandă regulată, în conformitate cu procedura standard.

Majoritatea măsurătorilor au fost făcute de un observator, iar restul de unul dintre cele două stand-in-uri bine antrenate. Toate măsurile antropometrice au fost efectuate în triplu exemplar, iar rezultatele sunt date ca mijloace.

O probă de sânge venos a fost prelevată între 0800 și 0900 de ore de la antebraț după un post peste noapte. Anestezia locală a pielii a fost administrată prin utilizarea plasturelui EMLA (AstraZeneca AB, Södertälje, Suedia), dacă se dorește. Serul a fost depozitat la -20 ° C până la analizare.

Concentrațiile de azot uree seric (SUN), care este considerat un biomarker valoros al aportului recent de proteine ​​(Axelsson și colab., 1987; Fomon, 1993) și glucoză, au fost analizate cu o metodă UV cinetică în conformitate cu metodele de rutină cu Cobas Mira (Hoffmann-La Roche & Co. AG, Basel, Elveția). Concentrațiile de insulină și peptidă C în ser și concentrațiile IGF-1 și proteinei de legare a factorului de creștere asemănător insulinei 3 (IGFBP-3) în plasmă au fost analizate folosind imunotest chimiluminiscent automat (IMMULITE 1000; DCP Biermann GmbH, Bad Nauheim, Germania) . Am folosit următorii echivalenți pentru conversie: 1 ng/ml IGF-1 = 0,133 n M IGF-1 și 1 ng/ml IGFBP-3 = 0,033 n M IGFBP-3. Coeficienții de variație intra și inter-test (CV) pentru insulină au fost de 2,5 și, respectiv, 7,4%, și pentru peptida C de 5,4 și respectiv 8,0%. Pentru IGF-1 și IGFBP-3, CV-ul intra-test a fost de 2,8 și respectiv 1,9%, iar CV-ul inter-test a fost de 7,8 și respectiv 5,2%.

Un indice de rezistență la insulină a fost obținut utilizând evaluarea modelului homeostaziei (HOMA) pentru calcularea rezistenței relative la insulină și a funcției celulelor beta (Matthews și colab., 1985): rezistența relativă la insulină = glucoză (mmol/l) × insulină (pmol/l ))/135. Funcția celulei beta = (3 1/3 × insulină (pmol/l))/(glucoză (mmol/l) −3,5). Un indice de dispunere a fost calculat ca funcție a celulei beta/rezistență relativă la insulină.

Participanții (împreună cu părinții lor) au ținut un registru alimentar cântărit în 3 zile (2 zile săptămânale și 1 zi de weekend) înainte de intervenție și în ultimele 3 zile ale intervenției. Copiilor și părinților le-a fost subliniată importanța menținerii aportului alimentar obișnuit în prima perioadă de 3 zile. Aporturile zilnice medii de energie și substanțe nutritive au fost calculate pentru fiecare subiect utilizând o bază de date națională de compoziție alimentară (DANKOST 3000; Dansk Catering Center, Herlev, Danemarca).

Normalitatea a fost verificată cu histograme și testul de normalitate Shapiro-Wilk. Toate datele au fost analizate cu SPSS (versiunea 13.0; SPSS Inc., Chicago, IL, SUA) și SAS (versiunea 9.1; Institutul SAS, Cary, NC, SUA). Un nivel de semnificație al P 2 -test.

Rezultate

Deoarece toate variabilele dietetice și biochimice inițiale au fost distribuite în mod normal (cu excepția peptidei C), au fost utilizate statistici parametrice. Majoritatea variabilelor antropometrice de bază au fost înclinate (cu excepția înălțimii și circumferinței șoldului).

Tabelul 2 prezintă caracteristicile antropometrice, dietetice și biochimice ale copiilor la momentul inițial. Întâmplător, au existat diferențe semnificative între grupurile de intervenție în ceea ce privește mai multe dintre variabilele antropometrice. De asemenea, atât aportul de energie, cât și aportul de lapte au fost neintenționat mai mici în grupul WHEY-HIGH și cel mai mare în grupul WHEY-LOW.

Conform valorilor limită internaționale (Cole și colab., 2000), excesul de greutate (indicele de masă corporală pentru adulți (IMC) ⩾ 25) și obezitatea (IMC pentru adulți ⩾ 30) corespund unui IMC de 18,44 și, respectiv, 21,60 în 8- băieți de un an. În acest grup de copii, doi băieți (3,5%) erau supraponderali și doi (3,5%) erau obezi. Relațiile bivariate ale caracteristicilor inițiale selectate sunt prezentate ca coeficienți de corelație Pearson în Tabelul 3. Insulina de post și rezistența relativă la insulină au fost corelate pozitiv cu mai mulți markeri de obezitate la acest grup de băieți sănătoși, prepubertali.

Aportul mediu zilnic de proteine ​​(inclusiv proteine ​​din băuturile din lapte) a crescut cu 17%, de la 58 g pe zi (2,23 g/kg pe zi, 12,98 PE%) la 68 g pe zi (2,56 g/kg pe zi, 15,42 PE %)P Tabelul 4 Răspunsuri la intervenția de 7 zile cu zer (n= 28) sau cazeinăn= 29), respectiv, la băieții prepubertali

Discuţie

Am arătat anterior că un aport zilnic de 1,5 l de lapte degresat a crescut atât IGF-1 (Hoppe și colab., 2004a), cât și insulina de post (Hoppe și colab., 2005) considerabil după 1 săptămână. În acest studiu, am împărțit conținutul de proteine ​​din 1,5 l lapte degresat în zer și cazeină. Am constatat că aceeași cantitate de zer ca în 1,5 l lapte degresat (10,5 g pe zi) a crescut insulina de post cu mult mai mult decât 42 g pe zi de cazeină. De asemenea, rezistența la insulină și funcția celulelor beta au fost semnificativ crescute în grupul din zer și nu în grupul cu cazeină, dar creșterile nu au diferit semnificativ între grupuri. În schimb, IGF-1 și raportul molar IGF-1/IGFBP-3 au crescut semnificativ mai mult după 1 săptămână cu cazeină decât cu zer. Mai mult, consumul obișnuit de lapte a fost corelat pozitiv cu IGF-1 și IGFBP-3 circulante, așa cum se vede și la copiii danezi de 2½ ani (Hoppe și colab., 2004b) și la copiii britanici de 7-8 ani. (Rogers și colab., 2006).

Efectul observat asupra concentrației de insulină ar putea fi de la carbohidrații simpli din băuturile din lapte. Cu toate acestea, conținutul de lactoză a fost identic în toate băuturile din lapte. Mai mult, dintr-un studiu bazat pe produse lactate obișnuite sau fermentate, în care s-a constatat o discrepanță între indicele glicemic și insulinemic, s-a ajuns la concluzia că efectul insulinotrofic nu a fost legat doar de componenta carbohidrată a laptelui, ci și de o componentă alimentară încă neidentificată. (Ostman și colab., 2001).

Găsirea hiperinsulinemiei și rezistenței la insulină după administrarea zerului poate fi atribuită fie că zerului crește în principal secreția de insulină și, în mod secundar, induce rezistența la insulină ca cauză a hiperinsulinemiei, fie, alternativ, că zerul induce în primul rând rezistența la insulină, iar secreția de insulină este crescută în mod secundar. Astfel, nu este posibil din aceste date să se concluzioneze dacă efectul zerului asupra nivelului de insulină este pozitiv, adică protector împotriva dezvoltării diabetului zaharat de tip 2 (T2DM) sau negativ din cauza rezistenței la insulină și a riscului crescut de dezvoltare a insulinei. sindromul metabolic și T2DM. Cu toate acestea, faptul că indicele de dispoziție a rămas neschimbat prin aportul de zer denotă faptul că secreția de insulină a fost perfect echilibrată în raport cu rezistența la insulină. Astfel, celula beta nu a suferit în aceste circumstanțe „semiacute” sau „subacute” și acesta este motivul pentru care nivelul de glucoză plasmatică a rămas neafectat.

La momentul inițial, insulina la post și rezistența relativă la insulină au fost corelate pozitiv cu mai mulți markeri de obezitate la acest grup de băieți sănătoși, la care doar 3,5% erau supraponderali și 3,5% erau obezi. Acest lucru ar putea fi indicativ pentru faptul că există o asociere între adipozitate și rezistență la insulină, chiar și la copiii neobezi, sănătoși, așa cum se vede în alte studii (Hoppe și colab., 2004a). În plus, faptul că insulina de post și IGF-1 au fost strâns corelate ar putea fi explicată prin hiperinsulinemia relativă, deoarece unele date sugerează că insulina stimulează producția hepatică de IGF-1 la subiecții tineri cu T1DM (Amiel și colab., 1984) la diabetici șobolani (Olchovsky și colab., 1990) și la hepatocitele de șobolan (Johnson și colab., 1989). De asemenea, la copiii de 9 ani cu statură scurtă, IGF-1 și IGFBP-3 au fost asociați cu rezistența la insulină (Bleicher și colab., 2002). Important, efectele diferențiale documentate ale zerului față de cazeină asupra insulinei și IGF-1 din acest studiu indică cu tărie că creșterea IGF-1 de lapte (și cazeină) nu este mediată de o creștere a nivelului de insulină plasmatică.

Nu a existat niciun efect al intervenției minerale din lapte. Acest lucru s-ar putea datora diferențelor neintenționate în conținutul de Ca și P, în special în băuturile cu lapte cu conținut scăzut de minerale. Cu toate acestea, efectele mineralelor asupra IGF-1 nu sunt complet elucidate. Nivelurile IGF-1 ar putea fi influențate de potasiu, magneziu și zinc (Devine și colab., 1998), dar aceste date provin în principal din experimente pe animale și studii despre copii subnutriți (Dorup și colab., 1991; Ninh și colab., 1996; Estivariz și Ziegler, 1997), iar funcția lor la copii bine hrăniți este, după cunoștințele noastre, în mare parte ne studiată. În unele studii observaționale la bărbați (Giovannucci și colab., 2003) și femei (Holmes și colab., 2002), IGF-1 circulant și raportul molar IGF-1/IGFBP-3 au avut tendința de a crește odată cu aportul mai mare de mai multe minerale. ., inclusiv zinc și calciu. Cu toate acestea, distincția efectelor definite ale mineralelor individuale este dificilă, deoarece acestea tind să provină din aceleași surse și acționează probabil pe căi comune. Rezultatele studiului nostru sugerează că nu există o interacțiune semnificativă între fracțiunile de proteine ​​din lapte și mineralele din lapte și că efectul atât asupra IGF-urilor, cât și asupra metabolismului insulinei-glucozei este mai puternic decât fracțiunile de proteine ​​din lapte decât mineralele din lapte.

Studiul are unele limitări. În primul rând, subiecților li sa permis să mănânce dieta obișnuită ca de obicei, ceea ce înseamnă că ar putea exista și alți factori din dietă care să contribuie la constatări. Cu toate acestea, dieta a fost înregistrată în mod corespunzător și acest lucru a fost controlat în analiză. În al doilea rând, din cauza constatărilor noastre anterioare, am ales să formulăm băuturi din zer și cazeină cu conținut de proteine ​​similar cu conținutul de proteine ​​din 1,5 l lapte degresat. Deoarece raportul zer/cazeină din laptele de vacă este de 20:80, aportul de proteine ​​a fost mai mare în grupul cazeină. Prin urmare, s-ar putea argumenta că constatarea IGF-1 și IGF-1/IGFBP-3 a crescut mai mult în grupa cazeină decât în ​​grupa zerului ar putea fi cauzată de un aport mai mare de proteine. Cu toate acestea, acest lucru nu explică cealaltă constatare principală, și anume, că insulina de post a crescut mai mult în grupul cu zer decât în ​​grupul cu cazeină. Mai mult, rezultatele nu au fost modificate în mod semnificativ după controlul aportului de energie, aportului de proteine, SUN, care este un marker pentru aportul recent de proteine ​​(Axelsson și colab., 1987; Fomon, 1993) sau aportul de lapte.

Implicațiile rezultatelor acestui studiu ar putea fi mai multe. Deoarece atât insulina cât și IGF-1 au o funcție într-o serie de boli netransmisibile, aceasta ar putea oferi o mai bună înțelegere a funcției laptelui în prevenirea și dezvoltarea bolilor netransmisibile. Mai mult, identificarea componentelor din laptele de vacă responsabile pentru stimularea creșterii este importantă pentru proiectarea alimentelor pe bază de lapte pentru reabilitarea nutrițională în țările în curs de dezvoltare (Hoppe și colab., 2008) și în nutriția clinică.

Concluzie

Proteina din zer stimulează insulina de post și cazeina stimulează IGF-1 circulant. Ambele fracții de proteine ​​din lapte par a fi importante, dar diferite, în efectul stimulator al creșterii laptelui.