Udeleženci študije so bili odrasli, stari 20 let in več, vključeni v nacionalno raziskavo o zdravju in prehrani

Prosim kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza več informacij

Povzetek:Protein Klotho je protein proti staranju in ima več vlog pri uravnavanju ionov, antioksidativnem stresu in presnovi energije po različnih poteh. Metabolični sindrom je kombinacija več stanj, ki sestavljajo več dejavnikov tveganja za bolezni srca in ožilja ter sladkorno bolezen tipa 2. Odkrili so, da sta genska regulacija in izražanje beljakovin povezana s presnovnim sindromom. Želeli smo ugotoviti povezavo med proteinom Klotho in presnovnim sindromom pri na splošno zdravih odraslih. Presečna študija 9976 anketirancev, starejših od ali enakih 18 let, iz ameriške Nacionalne raziskave o zdravju in prehrani (2007-2012) z uporabo njihovih koncentracij topnih beljakovin Klotho. Multivariatni linearni regresijski modeli so bili uporabljeni za analizo učinka topnega proteina Klotho na razširjenost presnovnega sindroma. Koncentracija topnega proteina Klotho je bila v obratni korelaciji s prisotnostjo presnovnih sindromov (p=0.013) in številnimi komponentami, ki so ustrezale definiciji presnovnega sindroma (p<0.05).>izvleček cistanche tubulosaKoncentracija topnega proteina Klotho je bila negativno povezana z abdominalno debelostjo in visokimi trigliceridi (TG) v prilagojenem modelu (p<0.05). soluble="" klotho="" protein="" is="" correlated="" with="" changing="" metabolic="" syndrome="" components="" in="" adults,="" especially="" central="" obesity="" and="" high="" tg="" levels.="" despite="" conventional="" function="" as="" a="" co-factor="" with="" fibroblast="" growth="" factor-23="" (fgf23)="" that="" regulates="" phosphate="" and="" vitamin="" d="" homeostasis,="" fgf23-independent="" soluble="" klotho="" protein="" may="" act="" on="" multiple="" signal="" pathways="" in="" different="" organs="" and="" tissue="" in="" roles="" of="" anti-aging="" and="" protection="" from="" metabolic="">

Ključne besede:Klotho; FGF23; presnovni sindrom

1. Uvod

Gen klotho je bil prvotno identificiran kot gen, ki je podedoval sindrom, ki spominja na človeško staranje, kodira protein Klotho in se izraža predvsem v ledvicah, možganih in obščitnicah [1-5]. Proteini Klotho so bistveni sestavni deli receptorskih kompleksov endokrinega fibroblastnega rastnega faktorja (FGF), saj so potrebni za visoko afinitetno vezavo FGF19, FGF21 in FGF23 na njihove sorodne receptorje FGF (FGFR). Obstajajo tri poddružine Klotho∶ -Klotho, -Klotho in -Klotho. -Klotho aktivira FGF23 in -Kotho aktivira FGF19 in FGF21 [6]. Beseda "Klotho" na splošno pomeni c-Klotho. Klotho lahko obstaja v membransko vezani obliki, topni, krožeči ali izločeni obliki, ki lahko deluje kot endokrini dejavnik [3]. Klasično je protein Klotho kofaktor FGF23, ki uravnava homeostazo fosforja in vitamina D [2,3,7-10]. Domneva se, da je zunajcelična domena proteina Klotho prirezana na celično površino in izločena v krvni obtok v obliki topnega proteina Klotho, različno deluje na ciljna tkiva in ima vlogo pri hormonskem delovanju ter uravnava številne presnovne procese pri sesalcih. [2,3,5,7,8,10].

Za več informacij kliknite tukaj

Metabolic syndrome is the combination of several metabolic abnormalities that are highly associated with increased risks of developing diabetes, stroke, and cardiovascular disease (CVD). The components of metabolic syndrome include central obesity (waist circumference over 35 inches or 88 cm of women and over 40 inches or 102 cm of men), insulin resistance(fasting serum glucose over 100 mg/dL or under-treatment of diabetes), hypertension (SBP>130 mmHg or DBP>85 mmHg or under medical treatment of hypertension), high triglycerides(TG>150) in nizki holesterol lipoproteinov visoke gostote (HDL) (HDL<40 in="" men="" or=""><50 in="" women).="" the="" national="" cholesterol="" education="" program's="" adult="" treatment="" panel="" ii="" (ncep="" atp="" iii)="" defines="" metabolic="" syndrome="" as="" having="" three="" or="" more="" of="" the="" above="" traits="">

Cistanche lahko upočasni staranje

S starostjo zmanjšanje količine proteina Klotho vodi do številnih bolezni, s starostjo pa se poslabša tudi zdravstveno stanje. V podganjem modelu so odkrili več kardiovaskularnih dejavnikov tveganja, vključno s hipertenzijo, sladkorno boleznijo, debelostjo in hiperlipidemijo [12]. Po drugi strani pa prevalenca metaboličnega sindroma narašča s starostjo, stopnjo debelosti in nagnjenostjo k sladkorni bolezni tipa 2. Ker je protein Klotho znan kot protein proti staranju, ima veliko opraviti z energijsko presnovo. Namen naše študije je bil ugotoviti povezavo med koncentracijo Klotho in presnovnim sindromom.

2. Materiali in metode

2.1. Zasnova študije in izbor udeležencev

Study participants were adults aged 20 and over enrolled in the National Health and Nutrition Examination Survey(NHANES), which is a nationally representative, complex sampling survey that combines interviews and the results of physical examinations. From the 2007-2008, 2009-2010, and 2011-2012 study cycles, 11,128 respondents were screened, and those with missing data were excluded. Finally, 9976 participants were recruited. All data were acquired from the NHANES website. The use of the NHANES data was approved by the National Center for Health Statistics (NCHS) Research Ethics Review Board, and all participants provided written informed consent. Participants were divided into 2 groups based on the presence or absence of metabolic syndrome. Definition of metabolic syndrome is according to the NCEP ATP IⅢI panels, in the presence of 3 or more of the following criteria: waist circumferences(>102 cm in men or >88 cm in women), hyperglycemia (fasting serum glucose over 100mg/dL or under-treatment of diabetes), hypertension (SBP≥ 130 mmHg or DBP ≥85 mmHg or under medical treatment of hypertension), high triglycerides(TG>150 mg/dl) in nizek holesterol HDL (HDL<40 mg/dl="" in="" men="" or="" hdl=""><50 mg/dl="" in="" women)="">

2.2. Merjenje proteina Klotho

Študija je merila topni protein -Klotho, ki je pleiotropni protein, ki deluje na več tarč. Neokrnjene vzorce seruma je pridobil laboratorij pri Nacionalnem centru za zdravstveno statistiko NHANES, ki vstopa za nadzor in preprečevanje bolezni. Vzorci so bili sprejeti na suhem ledu in shranjeni pri -80 stopinjah Celzija, dokler niso bili posredovani v analizo. Analiza je bila izvedena s komercialnim kompletom ELISA proizvajalca IBL International, Japonska. Za Klotho ni posebne mejne vrednosti, ki bi lahko pokazala biološko starost človeka. V vzorcih z visokimi in zelo visokimi koncentracijami Klotho so bile uporabljene različne razredčine. Pričakovana in dobljena vrednost sta pokazali dobro linearnost v merilnem območju (R2=0.998 oziroma 0.997). Natančnost znotraj preskusa je pokazala koeficient variacije (CV) 3,2 odstotka in 3,9 odstotka za 2 rekombinantna vzorca ter 2,3 odstotka in 3,3 odstotka za 2 človeška vzorca. CV med preskusi 2,8 odstotka in 3,5 odstotka; 3,8 odstotka oziroma 3,4 odstotka. Isti vzorec bo analiziran dvakrat, rezultat pa bo povprečje obeh vrednosti.pregledi cistanche tubulosaVzorci za kontrolo kakovosti z nizkimi in visokimi koncentracijami so bili prav tako analizirani v dvojniku v vsakem kompletu ELISA. Če vrednost vzorca za nadzor kakovosti ni v območju 2SD, bodo celotni rezultati analize zavrnjeni in analize ponovljene. Dobljena občutljivost testa je bila 6 pg/mL. Referenčna vrednost ravni -Klotho je bila od 285,8 do 1638,6 pg/mL (povprečje: 698.0 pg/mL) [13].

2.3. Biokemijski profili

Standardni biokemični profili so bili vzorčeni iz baze podatkov 2007-2008 NHANES. Vključno z ravnmi aspartat aminotransferaze (AST), kreatinina (Cr), holesterola in glukoze je 21 analitov sestavljalo rutinski biokemijski profil. Vzorec seruma je bil shranjen pri -30 stopinjah C do testiranja v Nacionalnem centru za zdravje okolja. Sistem DxC800 uporablja metodo encimske hitrosti za določanje AST, metodo stopnje Caffe za kreatinin in metodo hitrosti kisika za merjenje glukoze v serumu. Univerza v Minnesoti, Minneapolis, MN, je izvedla teste ravni lipidov v krvi, vključno z HDL-holesterolom in trigliceridi. Za določanje HDL-holesterola in TG z encimsko metodo z reakcijo končne točke smo uporabili kemijski analizator Roche Modular P. Linearni obseg metode: 0-120 mg/dL za HDL-holesterol. Analitično merilno območje za TG je bilo 0-1000 mg/dL.

2.4. Druge spremenljivke

Kospremenljivke so vključevale: starost, spol, raso/etnično pripadnost, indeks telesne mase, pridobljen iz demografske spremenljivke, in pregled telesnih mer. Diagnoze, o katerih ste poročali sami, so bile identificirane z vprašanjem "ali vam je zdravnik ali drug zdravstveni delavec kdaj povedal, da imate (koronarno srčno bolezen in angino/angino pektoris)" (da/ne).cistanche UKUdeleženci z zdravili, ki se uporabljajo za visok krvni tlak in sladkorno bolezen, so bili identificirani iz podatkov vprašalnika o predpisanih zdravilih. Podatki o kajenju so bili pridobljeni iz vprašalnika o uporabi cigaret.

2.5. Statistična analiza

Neprekinjene spremenljivke so bile izražene kot povprečje ± SD. Poleg tega so bile spremenljivke kategorije izražene kot številke in odstotki. Statistično pomembnost smo analizirali s t-testi ali hi-kvadrat testi z uporabo SPSS 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, ZDA) za Windows. Multivariantna linearna regresijska analiza je bila uporabljena za koncentracije proteina Klotho in neprekinjene spremenljivke za vsako komponento (obseg pasu, krvni tlak, glukoza in lipidni profili). Model1 ni bil prilagojen, medtem ko je bil model2 prilagojen glede na starost, spol, rasno etnično pripadnost, ITM, serumski AST, serumski kreatinin, koronarno arterijsko bolezen, angino/angino pektoris in kajenje. str<0.05 indicates="" a="" statistically="" significant="">

3. Rezultati

3.1. Značilnosti udeležencev študije

V študijo je bilo vključenih skupno 9976 odraslih, ki so bili razdeljeni v skupino z metaboličnim sindromom (N=3906) in skupino z nemetaboličnim sindromom (N=6070). Med obema skupinama so bile pomembne razlike glede osnovnih značilnosti (tabela 1). Povprečna starost skupine z metaboličnim sindromom na začetku je bila 58,93 leta (SD 10,84) in 56,64 leta (SD 10,83) v skupini z nemetaboličnim sindromom. Glede na porazdelitev po spolu je bilo v skupini z metaboličnim sindromom in skupini z nemetaboličnim sindromom 48,1 odstotka in 50,3 odstotka moških.

3.2. Povezava med proteinom Klotho in komponentami metaboličnega sindroma

Tabela 2 prikazuje koncentracije proteina Klotho in prisotnost presnovnega sindroma. V prilagojenem modelu je bila koncentracija proteina Klotho obratno povezana s prisotnostjo presnovnega sindroma (p=0.013). Tabela 3 prikazuje korelacijo med koncentracijo proteina Klotho in komponentami presnovnega sindroma. V prilagojenem modelu je bila koncentracija proteina Klotho v obratni korelaciji s številom komponent presnovnega sindroma (3:p<0.001 and="" 4-5:p="0.002).In" statistical="" analysis="" of="" each="" component,="" klotho="" protein="" concentrations="" were="" inversely="" correlated="" with="" abdominal="" obesity=""><0.001) and="" high=""><0.001). a="" positive="" correlation="" was="" noted="" between="" klotho="" protein="" concentration="" and="" high="" glucose.="" (p="">

4. Razprava

To je prva študija, ki je pokazala povezavo med presnovnim sindromom in koncentracijo topnega proteina Klotho pri na splošno zdravih odraslih. Glede na naše rezultate obstaja pomembna negativna povezava med razširjenostjo presnovnega sindroma in koncentracijo proteina Klotho. Med komponentami presnovnega sindroma so bile negativne povezave razkrite za abdominalno debelost, pa tudi za visoke trigliceride.

4.1. Osnovna biološka vloga proteina Klotho

Z naraščajočo starostjo se z leti povečuje zmanjšanje količine proteina Klotho in vivo, kar vodi do številnih bolezni in zdravstvenih stanj. V modelu podgan z več kardiovaskularnimi dejavniki tveganja, vključno s hipertenzijo, sladkorno boleznijo, debelostjo in hiperlipidemijo, lahko dostava gena Klotho in vivo izboljša vaskularno endotelijsko disfunkcijo [12]. Prispevek zdravila Klotho vodi do zmanjšanja endotelijske funkcije z zmanjšanjem dušikovega oksida (NO) in povečanjem vazokonstrikcije. Kalcifikacija žilnih sten in zmanjšanje žilne elastičnosti sta lahko pomembna razloga za pojav hipertenzije pri starejših [14]. Izražanje in proizvodnja Klotho sta bila pri podganah s spontano hipertenzijo zavrta in učinki zaščiteni na ledvicah [15]. Proteini c-Klotho, -Klotho, FGF21 in FGF23 se izražajo v kardiomiocitih. Če primerjamo subjekte, razvrščene glede na srčno-žilna tveganja, so vzorci biopsije srčnega atrija razkrili zmanjšano izražanje srčnega Klotho, povečano izražanje srčnih FGF pa je bilo povezano z večjim srčno-žilnim tveganjem [16].

4.2. Protein Klotho ter metabolizem glukoze in lipidov

Staranje je povezano z oslabljeno toleranco za glukozo in sladkorno boleznijo tipa 2. Klotho mutantna miška je nov živalski model brez debelosti za zmanjšano izločanje in proizvodnjo insulina |17]. - Klotho knock-out miši doživljajo atrofijo v številnih presnovnih organih, vključno z maščobnim tkivom in jetri [18]. Poleg tega izločitev gena Klotho pri miših s pomanjkanjem leptina zmanjša debelost in poveča občutljivost za insulin [10]. Debelost velja za enega glavnih dejavnikov tveganja za metabolični sindrom. Čeprav ni bilo sprememb v vnosu hrane, telesni teži ali ravni glukoze v krvi, so imele miši, zdravljene z -Klotho, zmanjšano debelost, večjo pusto maso in večjo porabo energije. korelacije s telesno težo in zmožnostjo povečanja porabe energije [20]. Topni Klotho izboljša homeostazo glukolipidov v jetrih za izboljšanje diabetičnih fenotipov in kopičenja lipidov v modelu miši z diabetesom mellitusom tipa 2 pri primerjavi divjega tipa, topne heterozigotne Klotho in topne transgenske skupine Klotho [21]. Histološka preiskava kaže, da imajo miši Klotho manj shranjevanja energije kot miši divjega tipa glede glikogena v jetrih in lipidov v rjavem maščobnem tkivu [22]. Pozitivna povezava med visoko glukozo v krvi in ​​Klotho je bila v naši študiji pomembna. V pregledu literature je ena od hipotez predlagala, da lahko protein Klotho, če je podvržen prekomerni prehrani, inducira insulinsko rezistenco, da se zoperstavi posledicam lipotoksičnosti in lipoapoptoze, ki skrajšajo življenje [23]. Klotho moti fosforilacijo, ki jo posreduje insulin, blokira privzem glukoze, ki ga spodbuja insulin, in zmanjša malonil CoA, s čimer spodbuja oksidacijo maščobnih kislin, zmanjša vsebnost znotrajceličnih lipidov, zviša apoptotični prag in podaljša življenjsko dobo celic [24]. Ravnovesje Klotho regulacije inzulinske rezistence ali inzulinske občutljivosti je ostalo nejasno, medtem ko signalni mehanizem, odgovoren za o-Klotho posredovane spremembe v izražanju genov, povezanih z lipidi, še ni znan. Trenutno so potrebne nadaljnje raziskave za raziskovanje vloge proteina Klotho v različnih terminalnih organih in razmerja med metabolizmom glukoze in lipidov.

4.3. Protein Klotho in znotrajcelično signaliziranje

Prejšnji podatki kažejo, da ravni topnega Klotha niso prizadete pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 2 z makrovaskularno boleznijo in brez nje [25]. Poleg tega hiperglikemija ne vpliva na proizvodnjo Klotho v ledvicah. Ravni topnega Klotha niso povezane s poslabšanim delovanjem ledvic pri bolnikih s kronično ledvično boleznijo in imajo slabo napovedno vrednost za smrtnost zaradi vseh vzrokov po 2-letnem spremljanju [25]. Vloga -Klotho pri uravnavanju mitohondrijske funkcije mišičnih matičnih celic in vpletenost -Klotho s starostjo upada kot gonilo oslabljene regeneracije mišic [26]. Analize ekspresije genov in beljakovin kažejo, da se -Klotho pri glodavcih in ljudeh obilno izraža v ledvicah in horoidnem pleksusu možganov ter v manjši meri na področjih, kot so obščitnica, ščitnica, trebušna slinavka in spolni organi[7]. ]. Signalizacija Wnt zavira kopičenje lipidov, spodbuja lizosomsko delovanje in znotrajcelični promet s holesterolom ter uravnava krvni tlak in krepi insulinski signal [27, 28]. -Klotho se veže na različne vrste Wnt ligandov, da zavre prenos signalizacije navzdol, in -Klotho knock-out poveča signalizacijo Wnt pri miših [4,29,30]. Protein Klotho uravnava aktivnost več glikoproteinov na celični površini, vključno z ionskimi kanali in receptorji rastnega faktorja, kot so receptorji insulina/insulinu podobnega rastnega faktorja-1(IGF-1), kar ima za posledico zaviranje oksidativnega stresa [2,7]. Topni Klotho bi lahko zaviral signalizacijo PI3K/AKT/mTORC1 za uravnavanje ekspresije receptorja, aktiviranega s proliferatorjem peroksisoma (PPARo), z neposredno interakcijo z receptorjem insulinu podobnega rastnega faktorja (IGF1) tipa 1 pri miših s sladkorno boleznijo tipa 2, hranjenih z visoko vsebnostjo maščob [10]. ].

4.4. Protein Klotho in družina FGF

Transmembranski protein Klotho je kofaktor s FGF23, ki uravnava presnovo fosforja in vitamina D. Nekatere študije so podprle hipotezo, da je staranje posledica nereguliranega metabolizma fosfatov, kar ima za posledico veliko kalcifikacijo v večini tkiv in organov [9]. Prečna kohortna študija je izmerila kroženje FGF23 in odkrila korelacijo med FGF23 ter telesno sestavo in lipidnim profilom. Ravni FGF23 so bile višje pri osebah s presnovnim sindromom v primerjavi s tistimi brez in so bile povezane s povečanim tveganjem za metabolični sindrom [31]. Serumske ravni FGF23 so povišane pri debelih posameznikih, zlasti tistih z abdominalno debelostjo. Prisotnost abdominalne debelosti in zvišanje serumskih ravni FGF23 pri moških in ženskah po menopavzi [32]. FGF receptor (FGFR) bi lahko neposredno aktiviral FGF23 v odsotnosti Klotha [33]. Kloto neodvisna vezava FGF23 na FGFR4 stimulira kaskado PLCy/kalcinevrin/NFAT, ki je povezana z indukcijo izražanja vnetnih citokinov v jetrnih in srčnih celicah [34,35]. Neodvisno od družine FGF izražanje proteina Klotho v kardiovaskularnem (CV) sistemu in imunskih celicah vključuje moduliranje vnetja, vključno z inhibicijo aktivnosti NF-kB, supresijo biološke aktivnosti Wnt in regulacijo intrinzičnega nastajanja reaktivnih kisikovih vrst. (ROS) [29,30,33,36,37]. Po drugi strani pa Klotho izkazuje aktivnost -glukuronidaze in sialidaze ter spreminja delovanje prenašalcev v ledvicah in črevesju [38]. Ker je FGF23 lahko indikator tveganja za presnovni sindrom, protein Klotho nakazuje njegovo vlogo proti presnovnim boleznim. Trenutno ni bilo najdenih nobenih dokazov o specifičnem receptorju proteina Klotho. Potrebni so nadaljnji podatki in vivo za podporo fiziološkim prispevkom topnega proteina Klotho, neodvisnega od FGF23, v mehanizmu presnovnega sindroma.

4.5 Omejitev

Kot pri večini študij je zasnova trenutne študije predmet omejitev. Prvič, to je presečna študija, ni mogla dostopati do vzročnosti med Klothom in presnovnim sindromom. Čeprav se NHANES pripravlja na rekrutiranje randomiziranega reprezentativnega vzorca prebivalstva ZDA, se lahko tisti, ki so sodelovali pri raziskovalnem obisku, na subtilne načine razlikujejo od tistih, ki niso, kar lahko vpliva na rezultate te študije. Drugič, vrednost proteina Klotho v tej študiji je merljiva topna beljakovina x-Klotho. Serum Klotho kaže cirkadiane variacije in vzorci krvi niso bili pridobljeni ob določenem času. Delovanje različnih podtipov proteina Klotho, transmembranskega proteina Klotho, igra vlogo pri različnih signalnih poteh, kar je v študiji miši bolj pomembno pri razvoju kot topni Klotho. Vendar pa naša študija ni mogla izmeriti učinkov transmembranskega Klotha. Poleg tega bi lahko omejene informacije o odstotku topnega Klotha predstavljale skupne ravni Klotho. Tretjič, učinek družine FGF in pomanjkanje vitamina D sta bila povezana s presnovnim sindromom. V študijskih ciklih NHANES je bilo mogoče pridobiti omejene podatke [39]. Tako ne moremo zagotoviti rezultatov s popravkom za koncentracijo FGF in vitamina D pri anketirancih.

5. Sklepi

Naša študija je pokazala obratno korelacijo med proteinom Klotho in prisotnostjo nekaterih komponent presnovnega sindroma (abdominalna debelost in visok TG pri na splošno zdravi odrasli populaciji. Prevalenca metaboličnih sindromov narašča s starostjo. Znano je, da je protein Klotho anti- starajoči se protein, prvič odkrit v ledvičnem tubulu in za katerega je bilo ugotovljeno, da vpliva na številne organe in tkiva.Biološke vloge proteinov Klotho vključujejo antioksidativni stres, zatiranje signala vnetnih procesov, uravnavanje presnove fosfatov in vitamina D ter presnovo energije Rezultat te študije krepi potencial zaščitne vloge proteina Klotho in možnost neodvisnosti družin FGF pri presnovnem sindromu in nadaljnji terapevtski strategiji.

Ta članek je izvleček iz Biomolecules 2022, 12, 70. https://doi.org/10.3390/biom12010070 https://www.mdpi.com/journal/biomolecules