Ruken Esra Demirdogen *

zaharat

Departamentul de Chimie, Facultatea de Științe, Universitatea Cankiri Karatekin, Cankiri, Turcia

* Autor corespondent: Ruken Esra Demirdogen
Departamentul de chimie
Facultatea de Științe, Universitatea Cankiri Karatekin
Cankiri, Turcia
Tel: 905358562705
E-mail: [e-mail protejat]

Data primiriiStk #: 16 noiembrie 2019; Data acceptată: 24 ianuarie 2020; Data publicării: 30 ianuarie 2020

Citare: Relația Demirdogen RE (2020) între nivelul de bor din sânge, diabetul zaharat, metabolizarea lipidelor, metabolismul osos și obezitatea: Borul poate fi un indicator eficient pentru dizazele metabolice? Health Science J 14: 1.

Abstract

Acest studiu a vizat investigarea posibilității de asociere între nivelul de bor din sânge (B) și metabolismul carbohidraților și lipidelor și metaboliții structurați ai oaselor și utilizarea B ca indicator al obezității și a anumitor boli precum diabetul zaharat de tip II. 42 de pacienți clasificați sub control, diabetici și grupuri diabetice obeze de 14 subiecți (7 bărbați și 7 femei) de vârstă diferită s-au prezentat voluntar în studiu. S-a observat o corelație negativă pronunțată între nivelul seric B și nivelul glucozei la subiecții de sex feminin și masculin la diabetici (r = -0,653; -0,567) și obezi (r = -0,715; -0,748) și nivelurile de HbA1c la diabetici (r = -0,452 ); -0.367) și grupuri diabetice obeze (r = -0.648; -0.542), dar nu s-a putut stabili o relație semnificativă nici cu insulina, nici cu nivelurile de HDL. Valorile trigliceridelor au arătat o corelație negativă la grupurile diabetice de sex feminin (r = -0,483) și diabet zaharat masculin (r = -0,612), la fel ca și colesterolul total la diabetic (r = -0,412; -0,541) și diabet obez (r = - 0,578; -0,674) subiecți de sex feminin și masculin. Nivelurile de vitamina D la diabetici (r = 0,350; 0,586) și obezi (r = -0,241; 0,453) subiecți de sex feminin și masculin au prezentat o corelație pozitivă. Rezultatele au indicat faptul că nivelul B poate fi un bun indicator al bolilor legate de metabolismul glucidic, lipidic și osos.

Cuvinte cheie

Bor; Obezitatea; Diabetul zaharat

Introducere

Obezitatea este o boală cronică care rezultă din cantitatea excesivă de energie luată în organism prin dietă, comparativ cu energia utilizată de organism. Astăzi obezitatea nu este doar o problemă estetică, afectează toate organele și sistemele din corp, în special sistemul cardiovascular și endocrin și este acum acceptată ca o boală care provoacă diverse tulburări și chiar morbiditate [1]. Word Health Organization raportează că astăzi 1,6 miliarde de oameni sunt supraponderali și în fiecare an, cel puțin 2,8 milioane de oameni își pierd viața din cauza supraponderalității sau a obezității [2]. Deoarece obezitatea a devenit o problemă de sănătate publică, lupta împotriva obezității a devenit o problemă globală [3]. Una dintre cele mai frecvent utilizate metode în diagnosticul obezității este Indicele de masă corporală (IMC) [4]. Deși, frecvența obezității în rândul femeilor este mai mare decât în ​​rândul bărbaților datorită modificărilor hormonale, care aduc greutate suplimentară în timpul sarcinii, menopauzei și perioadelor de alăptare [5]. Obezitatea determină dezvoltarea DM de tip II datorită efectului lypotoxicității, răspunsului lipolitic și al acizilor grași liberi.

Multe dintre studii au arătat că vitamina D este esențială pentru dezvoltarea osoasă sănătoasă, prevenind multe tipuri de cancer, morți autoimune, cardiovasculare și infecțioase [25]. Deficitul de vitamina D este legat de obezitate și diabet [26,27]. În cazul deficienței sale, mineralizarea osoasă este perturbată și rahitismul se observă la copii la vârste de creștere și la adulți osteomalazie (înmuierea oaselor), la vârste mai târzii se observă osteoporoză.

În studiile efectuate anterior s-a menționat că la șobolanii cu deficit de vitamina D apar hiperinsulinemie dacă este însoțită de deficit de bor. Această constatare a creat suspensia că, în cazurile în care nutriția cu magneziu sau vitamina D este perturbată, deficitul de bor ar necesita mai multă insulină pentru a menține nivelul glucozei plasmatice. Cu toate acestea, într-un studiu realizat de N.A. Bakken și colab. la șobolani s-a demonstrat că efectul borului administrat prin dietă asupra nivelului de glucoză plasmatică nu depinde nici de magneziu, nici de vitamina D [34]. Cu alte cuvinte, în acest studiu nu s-a putut stabili o relație netă între scăderea borului și concentrația de insulină plasmatică și nivelurile de vitamina D și magneziu. Un răspuns similar al insulinei din plasmă la gestația atât cu bor cât și cu vitamina D arată că ambii factori alimentari funcționează independent în aceeași regiune în metabolismul insulinei. Cu toate acestea, se crede că borul își arată efectul prin metabolitul vitaminei D, iar borul crește eficiența vitaminei D [35].

S-a arătat că nivelul plasmatic de magneziu este invers legat de sensibilitatea la insulină. Suportul cu magneziu crește atât sensibilitatea la insulină, cât și secreția la pacienții cu DM și scade dezvoltarea diabetului de tip II [36]. Cu toate acestea, mai ales la un deficit de magneziu pe termen lung, concentrațiile de glucoză sau insulină la jeun măresc glucoza bazală fără a modifica concentrațiile de glucoză sau de insulină la jeun [37].

Efectul borului împotriva obezității a fost arătat în diferite modele. S-a demonstrat că borul poate schimba profilul lipidic acționând asupra metabolismului lipidic în mod special asupra trigliceridelor și VLDL [38]. La nivel molecular, borul afectează activitatea a cel puțin 26 de enzime [39], iar majoritatea acestor enzime sunt esențiale pentru metabolismul substratului energetic.

Borul sub formă de borat produce complexe cu 5-fosfat de adenozină (NAD +), piridoxină, acid dehidroxiacorbic și nucleotide piridinice, care au importanță biologică într-un studiu in vitro ca inhibitor competitiv al unei enzime. Complexele de borat și nicotinamidă îl împiedică să funcționeze ca o coenzimă. În timp ce borul poate provoca deficiență de nutrienți atunci când este sub nivelul optim [40], acesta poate fi toxic atât pentru plante, cât și pentru oameni atunci când este la concentrații extrem de ridicate [41]. Cu toate acestea, intervalul dintre deficiența de bor și excesivitatea este foarte mic. Aportul de bor poate diferi în funcție de metabolism și vârstă. De exemplu, pentru bebelușii între 0-6 luni este de 0,75 ± 0,14 mg/zi, pentru bărbații cu vârste cuprinse între 51 și 70 de ani este de 1,34 ± 0,02 mg/zi, iar pentru femeile care alăptează este de 1,39 ± 0,16 mg/zi [28] . La consumul de acid boric este ușor eliminat în fluidele corporale atât ale animalelor, cât și ale oamenilor [42]. Nivelul toxic al borului pentru om nu este încă cunoscut cu precizie, dar în timp ce doza letală pentru copii este de 3000-6000 mg pentru adulți, este de 15.000-20.000 mg. Simptomele clinice ale borului indicate în funcție de vârstă/greutatea corporală sunt cuprinse între 100 și 55.500 mg.

Mecanismul de lucru al borului

Deși mecanismul de lucru al borului nu este cunoscut cu exactitate, se știe că pentru mamifere reglează funcția paratiroidă prin fosfor, magneziu și este strâns legat în special de calciu. Este benefic pentru metabolismul osos prin metabolismul optim al calciului [43]. Borul are un rol important în prevenirea osteoporozei și în utilizarea suplimentelor minerale importante și a vitaminei D. S-a observat că suplimentarea cu bor este un sprijin important în tratamentul eritematozei lupului, candida albicanilor, paraziți, alergii, hormoni sexuali neregulați, menopauză simptome, imbatranire, osteoporoza si artrita.

Borul la concentrații netoxice borul este absorbit prin tractul gastro-intestinal și nu este depozitat în țesuturile sănătoase. În câteva ore, acesta este excretat prin urină. Timpul de înjumătățire al acidului boric la om este de aproximativ 1 zi [34]. Borul afectează și metabolismul substratului energetic. Deși studiile privind efectul oligoelementelor asupra pacienților diabetici nu au dat încă rezultate clare în studii recente, arată că borul are un efect pozitiv al obezității și DM de tip II care se dezvoltă datorită obezității. Cu toate acestea, nu se înțelege bine modul în care deficiența de bor perturbă metabolismul energetic atunci când se administrează alți nutrienți în cantitate suboptimală. Se știe că atunci când dietele de magneziu și vitamina D sunt la un nivel suficient de bor, în cantitate fiziologică scade greutatea corporală. Se subliniază faptul că borul poate schimba profilul lipidic jucând un rol mai ales în secreția trigliceridelor și VLDL în metabolismul lipidic. Se arată că amina carboxi boranii sunt agenți hipolipidemici puternici la rozătoare.

Materiale și metode

Prelevarea de probe

Probele de sânge au fost colectate de la pacienții care au vizitat Çankà ? â ? à ?  ± rà ? â ? à ?  ± Spitalul privat Karatekin, Clinica de boli interne, Cankiri, Turcia, în 2013 Pacienții au fost aleși dintre voluntari, care au fost acceptați în studiu după completarea formularului de acceptare a pacienților, au fost la vârsta de 40 de ani și peste au fost diagnosticați ca fiind sănătoși, diabetici și obezi.

10 mL probe de sânge au fost prelevate de la pacienți de către experții în prelevarea de sânge la spital, conform tehnicii de analiză de la unitatea de prelevare a sângelui din spital. Probele au fost separate în ser și plasmă. În urma acestei analize biochimice au fost făcute. În acest studiu, parametrii glucozei, insulinei, HbA1c, colesterolului, trigliceridelor, HDL, LDL, ALT, AST, GGT, Vitamina D, Mg, Ca și P au fost analizați prin intermediul kiturilor comerciale TRIMARIS ready în echipamentele biochimice RANDOX. După digestia probei, analiza borului a fost făcută de ICP-MS.

Determinarea IMC

IMC se calculează conform formulei de mai jos prin împărțirea greutății corporale la pătratul înălțimii:

IMC = (greutate în kilograme)/(înălțime în metri) 2

Determinarea nivelului de glucoză

Măsurarea glicemiei se bazează pe principiul oxidării glucozei la acid gliconic și H2O2 în prezența enzimei glucoză oxidază prin trusa comercială TRIMARIS din echipamentele Randox. H2O2 este oxidat până la un compus colorat prin efectul enzimei peroxidazei cromogene. Acest compus atinge o culoare roșie permanentă prin efectul H2SO4. Măsurarea colorimetrică se face la 540 nm.

Metoda de măsurare a trigliceridelor

Măsurarea trigliceridelor se face prin trusa comercială TRIMARIS în echipamentele Randox. Se realizează prin reacțiile catalizate de enzimele glicerol kinază, glicerol, fosfat oxidază și peroxidază după conversia trigliceridelor în glicerol și acizi grași de lipoproteină lipază.

Peroxidul de hidrogen reacționează cu 4-aminofenazonă și 4-cloropenol prin efectul enzimei peroxidază și formează un produs de culoare roz. Intensitatea culorii este direct proporțională cu concentrația trigliceridelor și este determinată prin măsurare spectrofotometrică la 505 nm.

Metoda de măsurare a colesterolului total

Măsurarea colesterolului total se face în probe de ser prin trusa comercială TRIMARIS din echipamentele Randox.

Nivelul colesterolului total este determinat enzimatic folosind colesterol esteraza și colesterol oxidaza. Esterii colesterolului sunt descompuși în colesterol liber și acizi grași prin efectul enzimei colesterol esterază. Colesterolul este transformat în cholest-4-en-3-on și peroxid de hidrogen prin efectul enzimei colesterol oxidază. Peroxidul de hidrogen reacționează cu 4-aminofenazonă și fenol prin efectul enzimei peroxidază și formează un produs de culoare roz. Intensitatea culorii este direct proporțională cu concentrația de colesterol și este determinată prin măsurare spectrofotometrică la 505 nm.

Metoda de măsurare pentru HDL

Măsurarea HDL se face în probe de ser prin intermediul kitului comercial TRIMARIS din echipamentele Randox. Nivelul HDL este determinat enzimatic folosind polietilenglicol (PEG) colesterol esterază și PEG. Colesterol esteraza modificată PEG și colesterol oxidaza prezintă activitate selectivă împotriva fracțiilor lipoproteice. Esterii colesterolului sunt descompuși în colesterol liber și acizi grași prin efectul enzimei PEG colesterol esterază. Colesterolul este transformat în D4-colestenonă și peroxid de hidrogen prin efectul colesterol oxidazei. Prin efectul enzimei peroxidază, peroxidul de hidrogen reacționează cu 4-aminofenazonă și N- (2-hidroxi-3-sulfopropil) -3,5-dimetoxianilină (HSDA) pentru a da o culoare albastră. Intensitatea culorii este direct proporțională cu concentrația HDL și este determinată spectrofotometric la 600 nm.

Metoda de calcul pentru concentrația LDL

Nivelul LDL seric este calculat conform formulei Friedewald. LDL = colesterol total - [(HDL) + (trigliceridă/5)]

Metoda de determinare a borului

Borul a fost determinat prin spectrofotometrie cu masă plasmatică cuplată inductiv (ICP-MS) (Thermo Jarrell Ash-VG Elemental, SUA). Sticlăria nu a fost utilizată în mod deliberat la prepararea probelor pentru determinarea borului. Probele de ser de sânge de 100 mg au fost plasate în vase de politetrafluoretilenă (PTFE) sub presiune și au fost reacționate cu 2,5 mL acid azotic concentrat și 0,5 mL peroxid de hidrogen în prezența a 10 μg/L Be standard intern. Probele au fost digerate în sistem de digeție cu microunde (Milestone 1200, Mega) la 200 ° C timp de 30 de minute. Apoi probele au fost scoase din cuptor și s-au adăugat 10 ml de apă pură pe fiecare probă. Probele au fost ulterior plasate în recipiente din polipropilenă (PP) și au fost păstrate până la analiza cu ICP-MS. Toate soluțiile standard au fost, de asemenea, preparate în 1% HNO3 și s-a adăugat 10 ng/g Be ca standard intern. Probele de ser de sânge au fost diluate ca raport 1: 100 cu HNO3 1% și s-a adăugat 10 ng/g Be. Soluțiile de calibrare au fost obținute prin diluarea soluției standard de bor certificată (Reageco Diagnostics). Pentru fiecare probă, semnalul de bor a fost măsurat utilizând trei integrări, fiecare dintre ele a durat 1 minut. Concentrația de bor a fost determinată prin intermediul nebulizatorului V-groove și VG Plasma Quad + 2 (VG Elemental) care conținea eșantionator automat Gilson.

Înainte de a continua cu analiza puterii probelor, debitul nebulizatorului, înălțimea de observare peste plasmă au fost ajustate cu atenție utilizând 1 ppm (1 μg/mL) standard B. Condițiile de lucru ale echipamentului au fost ajustate conform indicațiilor din tabelul 1 astfel încât atunci când se analizează 1% (v/v) probe HNO3 care conțin 10 ng/g Be s-ar da sensibilitatea maximă în parametrii echipamentului și coeficientul de variație ar fi minim. Acești parametri optimizați au fost utilizați în toate analizele. Pentru a obține plasmă stabilă, echipamentul a fost rulat cu 1 oră înainte de analiză (Tabelul 1).

Tabelul 1: Parametrii echipamentului ICP-MS.

R.F. gücü 1,15 Kw
Debitul argonului
Nebulizator cu gaz 0,8 L/dk.
Suport gaz 0,5 L/dk
Gaz plasmatic 15,0 L/dk
Gaz de răcire 14 L/dk
Adâncimea de eșantionare 8 mm
Con de eșantionare 1,0 mm
Con de maturat 0,7 mm
Aspirarea probei 1,0 Ml/dk
Colectarea în masă Puls/analogi
Lentila 2 5 V
Lentila 3 6 V
Lentila 4 -87 V
Colector -8,7 V
Gamă -60,6 V
Extractor 390 V
Abaterea polului 3 V
Perioada de integrare 2 S
Numărul de măturat 10
Număr/Amu 16
Punct de scanare 3
Punct de investigație 3
Analizați concentrația 10 ng/ml
Rata de eșantionare 1 ml/dk
Perioada de măsurare 10 sec. (modul de numărare a pulsului)
Perioada de asteptare 0,32 ms
Lungimi de undă de emisie
B 249,772 nm
Fi 234,861 nm
Ca 317.933 nm

Soluția de HNO3 1% a fost utilizată ca soluții de spălare între probe. Tipul și concentrația matricei utilizate atât pentru soluția de spălare, cât și pentru digestia probei au fost menținute la fel, astfel încât plasma să-și mențină stabilitatea. Pentru a preveni contaminarea din probă în probă, soluția de spălare a fost păstrată în recipiente de plastic care au fost pre-spălate cu soluție de HNO3 și au fost menținute la o înălțime mai mare decât cea a probei.

100 mg probe de ser din sânge au fost digerate cu 2,5 mL acid azotic concentrat și 0,5 mL mediu peroxid de hidrogen în prezența a 10 μg/L Fiți standard intern în recipiente PTFE sub presiune prin sistemul de digestie cu microunde (Milestone 1200, Mega) la 200 oC timp de 30 de minute . 10 mL de apă pură au fost adăugate probelor după ce au fost luate din sistem. Toate soluțiile standard de bor au fost, de asemenea, preparate în soluții 1: 100 HNO3, la fel ca probele și s-a adăugat 10 ng/g Be ca standard intern.

Așa cum este dat în tabelul 1 când au fost analizate 1% (v/v) probe HNO3 care conțin 10 ng/g Be, condițiile de lucru ale echipamentului au fost ajustate astfel încât sensibilitatea echipamentului să fie maximă și coeficientul de variație să fie minim. S-au făcut studii de sensibilitate, selectivitate și precizie a metodei de determinare a borului care a fost utilizată în acest studiu.

Fiecare probă a fost citită de trei ori și valorile medii au fost raportate. La sfârșitul fiecărui ciclu, pentru a asigura stabilitatea ICP și pentru a preveni contaminarea, care ar proveni din alte eșantioane, soluția standard a fost rulată. Valorile au scăzut în concentrația teoretică de 1%. Limita de detectare (LOD) a fost determinată în conformitate cu Agenția pentru Protecția Mediului din Statele Unite (US-EPA). S-au făcut șapte măsurători în condițiile date în tabelul 1 prin 0,050 μg/mL standard B.

LOD, care a fost 0,05 μg/g, a fost obținut prin înmulțirea abaterii standard a acestor șapte măsurători cu trei. În unele dintre probele de ser de sânge, concentrația de bor a fost sub LOD (BLD). Proba goală a fost obținută prin diluarea probei de ser, care a fost prelevată de la pacient înainte de perfuzie, în același mod. Toată analiza a fost făcută folosind probe goale cu vârf B, ca valoare de control. Analiza standardului de 1 μg/mL B a fost făcută prin analiza frunzelor NIST Citrus 1572, Departamentul SUA. of Commerce, Institutul Național de Standarde și Tehnologie, Gaithersburg, MD. Pentru analiza B în serul de sânge, probele de plasmă au fost înțepenite cu 0,5 μg/ml bor anorganic. Analizele tuturor probelor albe au fost făcute după ce au fost înțepenite cu bor anorganic în intervalul de concentrație 0,5 și 0,05 μg/ml. Mai mult, pentru a verifica acuratețea dintre ciclurile din fiecare ciclu, a fost de asemenea analizată plasma sanguină cu vârfuri. În concentrația de bor 10-40 μg/g pentru (n = 3) analiza borului, s-a constatat că acuratețea, LOD și domeniul de măsurare liniar sunt% 4,1, 0,05 μg/g și respectiv 0,100-150 μg/g.

Analize statistice

În acest studiu, toate analizele statistice au fost făcute prin intermediul programului pachet SPSS-13 și rezultatele au fost date ca medie aritmetică ± deviație standard. Pentru semnificația diferențelor dintre mediile testului Student-t și în mai multe grupuri au fost utilizate testul ANOVA cu un singur sens. Testele de corelație au fost făcute prin testul de corelație Pearson și pentru testul dintre grupul martor și grupurile diabetice și obeze s-a folosit testul t-asociat. p 30. Cu toate acestea, nu s-a observat nicio diferență semnificativă în ceea ce privește greutatea și IMC-ul diferitelor grupuri sexuale. În toate grupurile de studiu, s-a observat că înălțimea persoanelor de sex masculin a fost mai mare decât a femeilor (P