Effect of low calorie diet on myostatin plasma level in obese patients.

Wprowadzanie: Występowanie otyłości wiąże się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju zaburzeń metabolicznych, prowadzących do rozwoju chorób cywilizacyjnych. Do powstania tych zaburzeń przyczynia się zachwianie równowagi między tkanką tłuszczową a tkanką mięśniową, które pełnią funkcje sekrecyjne, wydzielając substancje odpowiedzialne za regulację metabolizmu. Jedną z miokin wytwarzanych w komórkach mięśniowych i działającą w sposób auto/parakrynny jest miostatyna, znana również jako czynnik wzrostu i różnicowania 8 (GDF-8). Ma ona silny wpływ na wzrost i rozwój mięśni szkieletowych, ale bierze też udział w rozwoju tkanki tłuszczowej i regulacji homeostazy glukozy. Sugeruje się, że miostatyna może być również związana z rozwojem otyłości, oporności na insulinę i cukrzycy typu 2.Cel pracy: Celem niniejszej pracy była ocena wpływu stosowania 3- miesięcznej diety niskokalorycznej na stężenie miostatyny we krwi u pacjentów otyłych.Materiał i metodyka: Badanie objęło 73 osoby otyłe (BMI ≥ 30) w tym 56 kobiet, i 17 mężczyzn, w wieku od 25 do 67 lat. Wszystkich uczestników badania początkowo poddano dwutygodniowej diecie adaptacyjnej (2000- 2400 kcal). Po okresie adaptacyjnym, przez następne 3 miesiące, 24 pacjentów pozostało na diecie normo kalorycznej, kontrolnej (2000- 2400 kcal), pozostałych 49 pacjentów zastosowało dietę niskokaloryczną (kobiety 1200 kcal, mężczyźni 1500 kcal). Wszystkie pomiary antropometryczne i biochemiczne (stężenie miostatyny, glukozy, insuliny oraz lipidogram) wykonane zostały wyjściowo po upływie okresu adaptacyjnego oraz po 3-miesięcznej interwencji dietetycznej.Wyniki: Po trzech miesiącach stosowania diety niskokalorycznej odnotowano znamienne obniżenie masy ciała, zawartości tkanki tłuszczowej, stężenia cholesterolu całkowitego, stężenia trójglicerydów oraz obniżoną odpowiedź insulinową, podczas gdy zmian tych nie obserwowano w grupie stosującej dietę kontrolną. Natomiast nie stwierdzono istotnego wpływu diety na stężenie miostatyny. Wykazano znamienną zależność między stężeniem miostatyny, a wskaźnikami metabolizmu węglowodanów, a po zastosowaniu diety niskokalorycznej wielkość zmiany parametrów gospodarki węglowodanowej była związana z wielkością zmiany stężenia miostatyny. Zastosowanie diety niskokalorycznej u osób z wyjściowo wysokim poziomem miostatyny wywoływało podobny efekt w zmniejszeniu masy ciała, jednak jedynie u tych pacjentów doszło do istotnej poprawy metabolizmu węglowodanów oraz do obniżenia stężenia miostatyny. Wnioski: Otyli pacjenci z wysokimi stężeniami miostatyny, mają większe powikłania metaboliczne niż otyli pacjenci z niskimi stężeniami miostatyny. Jedynie u pacjentów charakteryzujących się wysokim wyjściowym poziomem miostatyny, zastosowanie diety niskokalorycznej prowadzi do obniżenia stężenia miostatyny. Zastosowanie diety niskokalorycznej u otyłych pacjentów z wysokimi stężeniami miostatyny, prowadzi do podobnej redukcji masy ciała, ale do większej poprawy zaburzeń metabolicznych, niż zastosowanie tej samej diety u otyłych pacjentów z niskimi stężeniami miostatyny.

Introduction: The occurrence of obesity is associated with an increased risk of metabolic disorders leading to the development of civilization diseases. The imbalance between adipose tissue and muscle tissue, both secreting substances responsible for metabolism regulation, is thought to be important in the pathogenesis of these disorders. One of miokines produced in muscle cells and acting auto / paracrine is myostatin, also known as growth and differentiation factor (GDF-8). It has a huge impact on skeletal muscle growth and development, but is also involved in adipose tissue proliferation and regulation of glucose homeostasis. Miostatin is suggested to be associated with obesity, insulin resistance and type 2 diabetes.Aim: Evaluation of the effect of 3-month low calorie diet on myostatin plasma level in obese patients.Material and methods: The study included 73 obese people (BMI ≥ 30) including 56 women and 17 men, aged between 25 to 67 years. All participants included into the study were initially subjected to a two-week adaptive diet (2000- 2400 kcal). After the adaptive period, 24 patients used a normocaloric diet (2000- 2400 kcal), and 49 patients used a low calorie diet (women 1200 kcal, men 1500 kcal) for 3 months. All anthropometric and biochemical measurements (myostatin, blood glucose, insulin and lipids) were made initially after the admission period and after a 3-month dietary intervention.Results: After three months of low-calorie diet, significant weight loss, body fat, total cholesterol, triglyceride levels and a decreased insulin response were observed. No significant effect of low-calorie diet on myostatin plasma level was noticed. Significant correlation between myostatin concentration and carbohydrate metabolism was observed, and after the use of low calorie diet, the amount of changes in carbohydrate metabolism was related to the change in myostatin concentration. The use of low-calorie diets in subjects with baseline high levels of myostatin resulted in a similar effect in weight loss, but significantly better improvement in carbohydrate metabolism and decreased myostatin concentrations in comparison to group with low plasma miostatin levels.Conclusions: Obese patients with high plasma myostatin levels have higher metabolic complications than obese patients with low plasma myostatin levels. After 3-months of low calorie diet, the myostatin levels decreased only in patients with a high baseline myostatin levels. The use of low-calorie diets in obese patients with high plasma myostatin levels leads to similar weight reductions but to a greater improvement of insulin sensitivity than the use of the same diet in obese patients with low plasma myostatin levels.