Хром в метаболизме глюкозы
Утверждается, что хром является важным элементом, участвующим в регуляции уровня глюкозы в крови в организме. [1] Однако более поздние обзоры ставят это под сомнение. [2]
Считается, что он взаимодействует с низкомолекулярным хром-связывающим веществом (LMWCr), усиливая действие инсулина . На сегодняшний день вопрос использования хрома в качестве пищевой добавки для лечения сахарного диабета 2 типа остается спорным. Это связано с тем, что большинство клинических исследований , посвященных хрому, проводились только в течение коротких периодов времени на небольших выборках и, в свою очередь, дали разные результаты. Чтобы лучше понять потенциальную роль хрома в лечении диабета II типа, долгосрочные исследования . в будущем необходимо провести [3]
История
[ редактировать ]Представление о хроме как о потенциальном регуляторе метаболизма глюкозы возникло в 1950-х годах, когда Уолтер Мерц и его коллеги провели серию экспериментов по контролю рациона крыс . Экспериментаторы подвергли крыс диете с дефицитом хрома и стали свидетелями неспособности организмов эффективно реагировать на повышенный уровень глюкозы в крови. Затем они включили в рацион этих крыс « кислотно-гидролизованные свиные почки и пивные дрожжи » и обнаружили, что крысы теперь способны эффективно метаболизировать глюкозу. И свиная почка, и пивные дрожжи были богаты хромом, и именно эти открытия положили начало изучению хрома как регулятора уровня глюкозы в крови. [4]
Идея использования хрома для лечения диабета II типа впервые возникла в 1970-х годах. У пациента, получавшего полное парентеральное питание (ППП), развились «серьезные признаки диабета», и ему вводили добавки хрома на основании предыдущих исследований, которые доказали эффективность этого металла в модуляции уровня глюкозы в крови. Пациенту вводили хром в общей сложности в течение двух недель, и к концу этого периода его способность метаболизировать глюкозу значительно увеличилась; им также теперь требовалось меньше инсулина («потребность в экзогенном инсулине снизилась с 45 единиц/день до отсутствия»). Именно эти эксперименты, проведенные в 1950-х и 1970-х годах, заложили основу для будущих исследований хрома и диабета. [3]
В 2005 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило квалифицированное заявление о вреде для здоровья пиколината хрома с требованием к очень конкретной формулировке на этикетке: «Одно небольшое исследование предполагает, что пиколинат хрома может снизить риск резистентности к инсулину и, следовательно, возможно, может снизить риск Однако FDA приходит к выводу, что существование такой связи между пиколинатом хрома и инсулинорезистентностью или диабетом 2 типа весьма сомнительно». [5] В 2010 году пиколинат хрома (III) был одобрен Министерством здравоохранения Канады для использования в пищевых добавках. Утвержденные заявления на маркировке включали: «...обеспечивает поддержку здорового метаболизма глюкозы». [6] В 2010 году Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) одобрило заявления о том, что хром способствует нормальному метаболизму макронутриентов и поддержанию нормальной концентрации глюкозы в крови. [7]
Обзор метаанализа 2016 года пришел к выводу, что, хотя может наблюдаться умеренное снижение уровня глюкозы в плазме натощак или гликозилированного гемоглобина, достигающее статистической значимости, изменения редко были достаточно большими, чтобы можно было ожидать, что они будут иметь отношение к клиническому исходу. [8]
Человеческие исследования
[ редактировать ]Глядя на результаты четырех метаанализов, в одном из них сообщалось о статистически значимом снижении уровня глюкозы в плазме натощак (ГПН) и незначительной тенденции снижения уровня гемоглобина A1C (HbA1C). [9] Второй сообщил то же самое: [10] треть сообщила о значительном снижении обоих показателей, [11] а четвертый сообщил об отсутствии пользы ни для того, ни для другого. [12] В обзоре, опубликованном в 2016 году, перечислены 53 рандомизированных клинических исследования , которые были включены в один или несколько из шести метаанализов . Они пришли к выводу, что, хотя может иметь место умеренное снижение уровня ГПН и/или HbA1C, которое достигает статистической значимости в некоторых из этих метаанализов, в немногих исследованиях было достигнуто снижение, достаточно большое, чтобы можно было ожидать, что оно будет иметь отношение к клиническому результату. [8]
Предлагаемый механизм действия
[ редактировать ]Механизм действия, посредством которого хром способствует регуляции уровня глюкозы в крови, плохо изучен. Недавно было высказано предположение, что хром взаимодействует с низкомолекулярным хромсвязывающим веществом (LMWCr), потенцируя действие инсулина. [3] LMWCr имеет молекулярную массу 1500 и состоит исключительно из четырех аминокислотных остатков глицина , цистеина , аспарагиновой кислоты и глутамата . [13] Это природный олигопептид , который был очищен из многих источников: кролика печени , свиных почек и порошка почек, бычьей печени, молозива , печени собак , крыс и мышей. [14] Широко распространенный у млекопитающих, LMWCr способен прочно связывать четыре иона хрома. Константа связывания этого олигопептида с ионами хрома очень велика (К ≈ 10 21 М −4 ), что позволяет предположить, что оно является сильным и жестко обязывающим. LMWCr существует в неактивной или апо-форме в цитозоле и ядре инсулинчувствительных клеток. [13]
Когда концентрация инсулина в крови повышается, инсулин связывается с внешней субъединицей белков инсулиновых рецепторов и вызывает конформационные изменения. Это изменение приводит к аутофосфорилированию остатка тирозина, расположенного на внутренней β-субъединице рецептора, тем самым активируя киназную активность рецептора. [14] Повышение уровня инсулина также сигнализирует о перемещении рецепторов трансферрина из везикул инсулинчувствительных клеток к плазматической мембране. Трансферрин, белок, ответственный за перемещение хрома по организму, связывается с этими рецепторами и усваивается в процессе эндоцитоза. Затем pH этих везикул, содержащих молекулы трансферрина , снижается (что приводит к повышению кислотности) под действием протонных насосов, управляемых АТФ, и, как следствие, хром высвобождается из трансферрина. Свободный хром внутри клетки затем изолируется LMWCr. [3] Связывание LMWCr с хромом превращает его в голо- или активную форму, и после активации LMWCr связывается с рецепторами инсулина и помогает поддерживать и усиливать тирозинкиназную активность рецепторов инсулина. В одном эксперименте, проведенном на LMWCr бычьей печени, было установлено, что LMWCr может усиливать активность рецепторов протеинкиназы до семи раз в присутствии инсулина. [13] Более того, данные свидетельствуют о том, что действие LMWCr наиболее эффективно, когда он связан с четырьмя ионами хрома. [14]
Когда сигнальный путь инсулина выключается, рецепторы инсулина на плазматической мембране расслабляются и инактивируются. Голо-LMWCr выводится из клетки и в конечном итоге выводится из организма через мочу. [13] LMWCr не может быть переведен обратно в неактивный вид из-за высокой аффинности связывания этого олигопептида с ионами хрома. На данный момент механизм замены апо-LMWCr в организме неизвестен. [14]
См. также
[ редактировать ]- Хром
- Пиколинат хрома : ингредиент пищевой добавки.
- Хлорид хрома : ингредиент пищевой добавки.
- Дефицит хрома
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Герреро-Ромеро, Ф; Родригес-Моран, М (2005). «Дополнительная терапия диабета: аргументы в пользу хрома, магния и антиоксидантов». Архивы медицинских исследований . 36 (3): 250–257. doi : 10.1016/j.arcmed.2005.01.004 . ПМИД 15925015 .
- ^ Лэй, Питер А. (2012). «Хром: биологическая значимость». «Хром: биологическая значимость» в «Энциклопедии неорганической и биоинорганической химии» . John Wiley & Sons. doi : 10.1002/9781119951438.eibc0040 . ISBN 9781119951438 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Чефалу, Западная Каролина; Ху, ФБ (2004). «Роль хрома в здоровье человека и при диабете» . Уход при диабете . 27 (11): 2741–2751. дои : 10.2337/diacare.27.11.2741 . ПМИД 15505017 .
- ^ Шварц, К; Мерц, В. (1959). «Хром (III) и фактор толерантности к глюкозе». Архив биохимии и биофизики . 85 : 292–295. дои : 10.1016/0003-9861(59)90479-5 . ПМИД 14444068 .
- ^ Квалифицированные претензии FDA в отношении здоровья: письма о принудительном исполнении по усмотрению, письма об отказе Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, протокол № 2004Q-0144 (август 2005 г.).
- ^ «Монография: Хром (из пиколината хрома)» . Здоровье Канады. 9 декабря 2009 года . Проверено 24 марта 2015 г.
- ^ «Научное заключение по обоснованию утверждений о пользе хрома для здоровья и его вкладе в нормальный метаболизм макронутриентов (ID 260, 401, 4665, 4666, 4667), поддержании нормальной концентрации глюкозы в крови (ID 262, 4667), вкладе в поддержание или достижение нормальной массы тела (ID 339, 4665, 4666) и снижения усталости и усталости (ID 261) в соответствии со статьей 13(1) Регламента (ЕС) № 1924/2006» . Журнал EFSA . 8 (10). Октябрь 2010 г. doi : 10.2903/j.efsa.2010.1732 . ISSN 1831-4732 .
- ^ Перейти обратно: а б Костелло Р.Б., Дуайер Дж.Т., Бэйли Р.Л. (2016). «Добавки хрома для контроля гликемии при диабете 2 типа: ограниченные доказательства эффективности» . Нутр. Преподобный . 74 (7): 455–468. дои : 10.1093/nutrit/nuw011 . ПМК 5009459 . ПМИД 27261273 .
- ^ Сан-Мауро-Мартин I, Руис-Леон AM и др. (2016). «[Прием добавок хрома у пациентов с диабетом 2 типа и высоким риском развития диабета 2 типа: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований]» . Нутр Хосп (на испанском языке). 33 (1): 27. дои : 10.20960/nh.27 . ПМИД 27019254 .
- ^ Абдоллахи М, Фарши А, Никфар С, Сейдифар М (2013). «Влияние хрома на профиль глюкозы и липидов у пациентов с диабетом 2 типа; метаанализ-обзор рандомизированных исследований» . J Pharm Pharm Sci . 16 (1): 99–114. дои : 10.18433/J3G022 . ПМИД 23683609 .
- ^ Суксомбун Н., Пулсуп Н., Юванакорн А. (2014). «Систематический обзор и метаанализ эффективности и безопасности добавок хрома при диабете» . Джей Клин Фарм Тер . 39 (3): 292–306. дои : 10.1111/jcpt.12147 . ПМИД 24635480 .
- ^ Бэйли CH (январь 2014 г.). «Усовершенствованные метааналитические методы не показывают влияния добавок хрома на уровень глюкозы натощак». Биол Трейс Элем Рес . 157 (1): 1–8. дои : 10.1007/s12011-013-9863-9 . ПМИД 24293356 . S2CID 255445741 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Винсент, JB (2000). «Выяснение биологической роли хрома на молекулярном уровне». Отчеты о химических исследованиях . 33 (7): 503–510. дои : 10.1021/ar990073r . ПМИД 10913239 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Винсент, JB (2000). «Биохимия хрома» . Журнал питания . 130 (4): 715–718. дои : 10.1093/jn/130.4.715 . ПМИД 10736319 .