糖尿病研究和Therapy-Sci Forschen

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簡短的評論
飲食和營養反向3型糖尿病和加速老化與全球慢性病

伊恩·詹姆斯·馬丁斯1、2、3 *安娜瑪麗亞Calderon1

1卓越中心在阿爾茨海默病研究和保健醫學科學學院,伊迪絲·考恩大學,澳大利亞
 2學院精神病學和臨床神經科學,西澳大利亞大學Nedlands,澳大利亞
 3McCusker阿爾茨海默氏症研究基金會,好萊塢醫療中心,Nedlands, 6009年,澳大利亞

*通訊作者:伊恩·詹姆斯·馬丁斯,伊迪絲·考恩大學醫學科學學院270 Joondalup驅動器,Joondalup, 6027年澳大利亞西部,澳大利亞,電話:+ 61863042574;電子郵件:i.martins@ecu.edu.au


文摘

加速度的慢性疾病,包括胰島素抵抗已成為全球關注的。最普遍的速度慢性疾病如心血管疾病與代謝綜合征、非酒精性脂肪肝(NAFLD)和其他慢性疾病包括肥胖、糖尿病和神經退行性疾病。基因-環境相互作用在西方國家表明,城市化獲得食物和其內容可能導致誘導表觀遺傳變化和識別基因Sirtuin蛋白1 (Sirt 1)負責風險增加胰島素抵抗與非酒精性脂肪肝相關1型、2型和3型糖尿病在這些國家。營養基因組學與端粒維持神經元和肝髒、細胞分裂和組織生長,已成為重要的必需營養素調節Sirt 1功能重要的防止非酒精性脂肪肝患者糖尿病。營養基因組飲食、運動、藥物和生活方式的變化與神經元調節3型糖尿病Sirt - 1轉錄反應與DNA修飾,調節大腦胰島素抵抗與非酒精性脂肪肝和糖尿病有關。

關鍵字

營養基因組學;肥胖;糖尿病;加速老化;內分泌;慢性疾病;飲食

背景

在西方國家和第三世界國家全球肥胖症已報道效果至少10%的全球人口預計醫療費用與肥胖相關的醫療費用據報道2018年3440億美元,可能占醫療支出的21%在美國。加速度的慢性疾病,包括胰島素抵抗也已成為全球關注的。的最常見的慢性疾病,如心血管疾病[1 - 4]與代謝綜合征和非酒精性脂肪肝(NAFLD)和環境因素如壓力、焦慮和抑鬱是重要的考慮與全球其他慢性疾病,包括糖尿病和神經退行性疾病。

2013年2013年,世界衛生組織(世衛組織)表示,全球死亡人數(63%)包括心血管疾病(48%)、腫瘤(21%)和慢性呼吸係統疾病(12%)。營養和抗衰老療法可以預防加速老化參與全球肥胖流行病,目前涉及各種內分泌和西方人群的慢性疾病。肥胖和糖尿病被定義為內分泌失調與醫療條件如高胰島素血症參與荷爾蒙失衡與各種炎症並發症的器官如肝髒、大腦、甲狀腺、甲狀旁腺、腎上腺和胰腺(5、6)。壓力,疲勞,焦慮和抑鬱與慢性疾病密切相關,涉及apelinergic通路的分子機製已成為重要的3型糖尿病和神經內分泌疾病對入門的導致肥胖和糖尿病的胰島素抵抗[7]。代謝疾病,如心血管疾病和神經退化與加速老化過程相關聯,涉及變更等血脂膽固醇和甘油三酯和高密度脂蛋白(HDL)減少[13 - 16]。焦慮症影響心理健康,引起大腦的變化與血漿激素失調和beplay最新下载改變生物鍾尤其是組織如肝髒、脂肪組織和大腦。

基因-環境相互作用在西方國家表明,城市化[17]和獲得糧食和其內容可能導致誘導表觀遺傳變化與脂質相關和葡萄糖與胰島素抵抗相關的風險增加dyshomeostasis 1型、2型和3型糖尿病和肥胖在這些國家。飲食含有各種有機汙染物和營養過剩導致異型生物質代謝異常與標記(在18到22歲)對DNA鏈斷裂與細胞凋亡的影響。高熱量飲食,鍛煉和改變生活方式調節轉錄反應與DNA的修改,包括DNA甲基化、組蛋白尾巴,染色質和微RNA(核糖核酸基因監管者),調節基因的表達,促進慢性疾病易感性(圖1)。基因環境交互作用現在確定核受體Sirtuin蛋白1 (Sirt 1)調節食欲[23]參與胰島素抵抗的感應和3型糖尿病和涉及改變核受體,微RNA與染色質重塑[24]現在與肥胖密切相關,糖尿病和神經退行性疾病。

Sirtuin蛋白1導致轉錄後調節異常1型、2型和3型糖尿病

營養的營養研究集中在識別傳感飲食提供調節組蛋白去乙酰酶抑製劑(HDAC)參與表觀遺傳控製基因表達控製葡萄糖代謝和組織和膽固醇體內平衡[7、14、17]。Sirt - 1是一種NAD +依賴性蛋白脫乙酰酶和核受體參與的脫乙酰作用(圖1)的關鍵參與胰島素抵抗[25]。抗衰老蛋白的襯衫1和細胞衰老已經緊密相連端粒生物學和全球DNA修複提供機械的解釋的襯衫1在DNA損傷的保護功能,因此基因組穩定(26、27)與1型、2型和3型糖尿病。抗衰老策略目標端粒縮短和腦葡萄糖功能障礙在肥胖和糖尿病是特別感興趣的生物衰老相關的端粒縮短以來作為早期癡呆和3型糖尿病的風險。

卡路裏限製監管Sirt - 1基因參與的壽命和衰老已成為重要的治療血糖和膽固醇維護逆轉慢性疾病,如肥胖,糖尿病和神經退行性疾病在全球社區[24]。相當大的興趣在中樞神經係統慢性疾病,包括神經退行性疾病如帕金森病(PD)和阿爾茨海默病(AD)模型可以提供一個有用的各種慢性病的預防和管理。風險因素如飲食和生活方式表明,肝髒和Sirt 1失調是重要代謝健康[24]和3型糖尿病中心的襯衫1參與神經元損失[28]與胰島素抵抗和神經退行性疾病有關。

顯示在圖2中總結的相關性的襯衫1在糖尿病的遺傳調控。HLA類I, II基因和基因HLA區域的6號染色體也被證明是涉及與1型糖尿病的風險大大(HLA-DR、DQ和DP)。在高加索人群貢獻DQA1and DQB1單,聯係DRB1 * 03和DRB1 * 04單體型與1型糖尿病有關。其他民族如非洲、美國、日本和中國特定的單也已經與1型糖尿病有關[29]。全球慢性疾病已確定的襯衫感興趣1失調涉及1型糖尿病的營養調控的襯衫1重要的協助葡萄糖體內平衡這些1型個體。襯衫1 MODY基因的調控通過轉錄因子肝細胞的核因子1 (HNF-1)和HNF-4或HNF1 / HNF4複雜(30 -)已被證明與Sirt1的證據/ HNF-4genetic調節肝髒和胰腺的1型糖尿病。

在2型糖尿病患者超過150基因位點與糖尿病和50個候選基因的發展扮演重要參與疾病的發展,包括基因,如過氧物酶體proliferator-activated受體,腺苷結合盒轉運體sub-family 8 C成員,誘導突變和Calpain 10 [29]。這些基因參與胰腺β細胞功能,胰島素作用和葡萄糖代謝代謝條件下(圖2)。在2型糖尿病的相關性應力缺陷apelinergic途徑包括胰腺、肝髒、腎髒和大腦已確定[7]嚴重糖尿病患者胰島素的行動和葡萄糖調節較差有關。襯衫1中發揮著重要作用apelinergic通路相關的規定與大腦連接2型糖尿病胰島素抵抗(中風、癡呆、廣告)和3型糖尿病[7]。1型和2型糖尿病患者包括早期和加速時大腦器官的疾病與3型糖尿病和肝髒的襯衫1鎮壓在這些個人與胰島素抵抗密切相關。

單個基因效應與襯衫1鎮壓與多個糖尿病相關基因效應可以表明糖尿病個體之間的相互作用基因-環境敏感事件,包括飲食和生活方式的改變。細胞microrna變得重要,因為他們可能會受飲食、藥物、外源性物質,壓力和焦慮(環境),可能相關的壓力敏感的襯衫1 [7]。現在重要在生命早期營養幹預維持正常的襯衫1 /纖維母細胞生長因子1調節晝夜節律保持brain-liver通路和葡萄糖穩態(32、33)。襯衫1監管目標不同轉錄因子過氧物酶體proliferator-activated receptor-gamma co-activator (pgc - 1),腫瘤抑製基因p53蛋白,孕烷x受體(PXR)基因表達適應代謝活動,胰島素抵抗和炎症[24]。喂養對襯衫的影響1和p53的交互參與nuclear-mitochondria交互,突變,細胞死亡(凋亡)或永久性細胞衰老與相關性[24],襯衫1脫乙酰作用的p53確定DNA修複維護的關鍵細胞葡萄糖穩態(34、35)。

圖1:高熱量飲食、壓力、鍛煉和改變生活方式調節轉錄反應與DNA修飾調節神經元微RNA和DNA的表達,促進與肥胖相關慢性疾病,糖尿病(類型1、2、3)和神經退行性疾病。基因環境交互作用表明,應力敏感的抗衰老基因Sirtuin蛋白1表達下調與影響藥物治療與3型糖尿病的感應。

圖2:1型和2型糖尿病的遺傳調控相關的基因表達的襯衫在全球人口1。單個基因效應與抗衰老基因的鎮壓的襯衫1與多個糖尿病基因可能表明糖尿病個體基因-環境相互作用的活動,比如不健康飲食和壓力,包括襯衫1失調的血糖和膽固醇的大腦和外圍組織。

p53基因的影響監管機構包括微RNA (microrna)(36、37)和他們的角色在誘導糖尿病肥胖[38]和[39-41]表明改變代謝組織中的多個microrna的表達[42]此外microrna如miR-34a[43]和mir - 122, mir - 132(44、45)直接抑製Sirt - 1與貧窮相關的激活肝葡萄糖和脂質代謝基因[46]p53與乙酰化參與細胞凋亡和非酒精性脂肪肝(47、48)。p53影響miR-34a transactivation涉及Sirt1的表達與胰島素抵抗和代謝疾病的發展(49,50)。

營養基因組學飲食保持藥物和胰島素治療與預防3型糖尿病

興趣的本質以來食物攝入增加脂肪消耗的本質(低或高)可能需要進一步評估和可能包含外源性物質對神經細胞凋亡的影響和神經內分泌疾病[17]。環境的影響在發展中國家(城市居民)包含外源性物質(土壤、水、空氣),可能導致3型糖尿病。高纖維飲食[51]包含水果和蔬菜已經成為重要的治療非酒精性脂肪肝與親脂性的吸收減少xenobitics 3型糖尿病的預防。核受體如Sirt1激活肝/孕烷X受體(PXR)熱量限製(低升糖指數/脂肪酸消費)是重要的科學的營養基因組學與相關性[17],激活肝異型生物質代謝與神經細胞凋亡的預防。

消費的水果如蘋果含有丙酮酸(450毫克/蘋果)一種抗氧化劑和Sirt1激活(52-54)對糖尿病治療至關重要。其他大腦營養,防止3型糖尿病保持大腦葡萄糖穩態包括磷脂酰肌醇對維護和亮氨酸都重要的襯衫1相關神經元的功能。鍛煉和繁重的工作活動可能會迅速耗盡大腦丙酮酸,亮氨酸和磷脂酰肌醇的加速度大腦胰島素抵抗[55]。過度攝入的蔬菜不超過(1 - 2通用/天)可能會導致老化大腦積累植物甾醇與視交叉上障礙[51]。植物固醇調節肝髒膽固醇代謝的本質是至關重要的,以防止和扭轉非酒精性脂肪肝與高密度脂蛋白膽固醇代謝與植物甾醇攝入[51]密切相關。具體多酚在蔬菜和水果需要仔細評估因為發現高劑量與毒性可能導致氧化應激增加,非酒精性脂肪肝的肝髒和感應和慢性疾病[13]。營養科學,包括維護的襯衫1調節端粒DNA修複需要有效的神經功能和治療性食物的攝入是至關重要的防止3型糖尿病[29]。飲食營養基因組學已經成為重要的防止Sirt 1抑製飲食富含棕櫚酸和酒精氣餒和Sirt抑製劑1 [29]。丁酸是一種組蛋白脫乙酰酶抑製劑用於治療飲食誘導的胰島素抵抗[56、57]所需的劑量減少澱粉樣β蛋白聚合在廣告但丁酸可能完全抑製的襯衫1脫乙酰酶活性所必需的線粒體細胞端粒的生長和生存[24]。

襯衫1對維護至關重要的胰島素治療糖尿病和老年(58-60)。糖尿病肝藥物運輸的興趣與藥物毒性作用加速了胰島素治療。超過600的藥物(如:阿司匹林、華法林、呋喃苯胺酸,Atrorvastatin,氯吡格雷,Levothyroxin對乙酰氨基酚,維生素d3,辛伐他汀)已經上市,腐敗的胰島素治療與藥物之間的相互作用參與糖尿病[61]。興趣營養基因組飲食和藥物在大腦傳輸顯示的重要性的襯衫1肝藥物傳輸通路通過血腦屏障(62 - 66),需要肝Sirt 1調節葡萄糖,藥物,膽固醇和膽汁酸代謝[24]。糖尿病和肝髒和大腦澱粉樣β蛋白代謝[29]與藥物代謝(圖3)和肝髒藥物代謝缺陷可能是神經元細胞凋亡的主要缺陷在糖尿病與加速度的有毒大腦澱粉樣β蛋白代謝次要類型3 1型或2型糖尿病並發症[29]。

圖3:不健康的飲食,如高脂肪飲食下調肝藥物代謝與胰島素治療糖尿病的腐敗和老化。大腦中的澱粉樣β蛋白代謝和肝與藥物代謝和肝藥物代謝缺陷可能的主要缺陷3型糖尿病與加速度由大腦神經元細胞凋亡異常β澱粉樣蛋白代謝相關的1型和2型糖尿病。縮寫:P-gp1 P糖蛋白,PXR孕烷X受體,車,本構雄烷受體,ABCA1, ATP結合盒轉運體1,BBB,血腦屏障,LDLr,低密度脂蛋白受體單體,低密度脂蛋白受體相關蛋白。

最近發現大約40個microrna是(67 - 69)在糖尿病特異表達的人。識別特定的膳食補充劑可能調節DNA或微rna代謝與營養幹預已經成為重要的必不可少的快速逆轉糖尿病的嚴重程度。飲食,不含食品補充劑治療促進襯衫和打擾p53 / mi差別1對這些基因的RNA代謝[70]和與毒性的相關性胰島素治療糖尿病的藥物。幾個microrna的效果已被證明與核受體參與藥物代謝調節藥物和異型生物質代謝[71]。異型生物質細胞水平升高已被證明與相關性幹擾microrna的表達[72]核的襯衫1活動。

飲食營養基因組激活Sirt - 1並加速肝代謝的毒素如細菌脂多糖(LPS)和真菌毒素抑製Sirt 1和促進胰島素抵抗相關性的大腦,肝髒和胰腺疾病[73]。營養基因組飲食,不包含有限合夥人變得重要,因為有限合夥人對膜不對稱的影響(74、75)涉及膜鈣含量/通量,確定嚴重的胰島素抵抗,異常藥物與β澱粉樣蛋白運輸dyshomeostasis[13]連接到3型糖尿病。

結論

營養幹預已經成為重要的逆轉3型糖尿病與加速老化和與1型和2型糖尿病。含有抗衰老治療膳食成分激活抗衰老基因的襯衫1相關細胞葡萄糖dyshomeostasis與心髒、胰腺、肝髒和大腦疾病。飲食營養基因組激活肝的襯衫1改善藥物代謝相關性胰島素治療的糖尿病患者。生活方式的改變,如藥物、環境、飲食和壓力參與治療營養物質的新陳代謝從大腦枯竭擴展負載/運動治療時間的差別與對這些大腦核受體相關性3型糖尿病和胰島素抵抗的程度在不同的全球社區。

確認

這項工作是支持由伊迪絲·考恩大學McCusker阿爾茨海默氏症研究基金會和國家衛生和醫學研究委員會。

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引用:馬丁斯IJ,卡爾德龍(2016)飲食和營養反向3型糖尿病和加速老化與全球慢性病。J Dia Res 2 (2): doi 5544.117 http://dx.doi.org/10.16966/2380

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出版的曆史:

  • 收到日期:2016年2月15日

  • 接受日期:2016年2月25日

  • 發表日期:2016年3月3日