Interacciones entre el
proceso inflamatorio y
nutrición de hierro en
sujetos obesos y/o
diabéticos tipo 2
Mónica Andrews, Miguel Arredondo.
Laboratorio de Micronutrientes. INTA. Universidad de Chile
Financiamiento: Beca Ciencias Básicas SOCHED 2010
FONDECYT: 1085173
Factores Ambientales
Factores No Modificables
Factores Genéticos
pO2
Hipoxia
Inflamación
Trayhurn et al, 2004. Br J Nutr. 92:347-355
Hintze KJ et al, 2010. Biol Trace Elemn Res.
1) Trayhurn et al, 2004. Br J Nutr. 92:347-355
2) Hintze KJ et al, 2010. Biol Trace Elemn Res.
3) Aso Y et al, 2010.Diabetes Res Clin Pract. 90(3):250-5
HIPOXIA
NF-kB
INFLAMACIÓN
TNF-ɑ
Resistencia a la insulina
hepática
IL-6
Resistencia periférica a
la insulina
Disminución
adiponectina
Aumento proteínas
fase aguda
Redistribución del hierro corporal
OBESIDAD
FERRITINA
• Sun et al, 2008. Endocrinol Metab.
Elevados niveles de ferritina se asociaron a mayor riesgo de desarrollo de DMT2 en
población China de mediana edad, independiente de la presencia de obesidad.
• Fumeron et al, 2006. Diabetes Care.
Niveles de ferritina sérica fue un factor predictivo independiente del incremento de los
niveles de insulina plasmática en 3 años en población francesa.
• Ford et al, 1999. Diabetes Care.
Datos NHANES reportaron una asociación positiva entre IMC y los niveles de ferritina
sérica en hombres y mujeres.
HEPCIDINA
 Fernández-Real et al, 2009. J Clin Endocrinol Metab.
Reportó niveles aumentados de hepcidina y prohepcidina en sujetos
con intolerancia a la glucosa.
 Jiang et al. 2011. Diabetes Research.
Encontró altos niveles de hepcidina en pacientes DMT2, los que se
correlacionaban positivamente con los niveles de ferritina e IL-6.
HEPCIDINA
Alteración de la movilización del Hierro:
Enterocito
Macrófagos
Disminución de la captación del Hierro
Estado Proinflamatorio Crónico
Ferritina
Anemia de la
Inflamación
Saturación de transferrina
Hipoferremia
Sobrecarga de hierro en
macrófagos
Nemeth et al, 2006. Annu Rev Nutr. 26:323-342
Ganz et al, 2009 Semin Hematol. 46(4):387-393
Ft
Hep
Fe
Hep
Ft
Ft
Ft
Hep
Hep
Ferritina
IL-1
IL-6
TNF-α
IL-6
IL-6
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Hep
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Fe 2+
Ferroportina
Toledano et al. 2009 Am J Emerg Med. 27:761-764
Zafón et al, 2010. Obes rev. 11(4):322-328
Nemeth et al, 2006. Annu Rev Nutr. 26:323-342
Entonces……
pO2
pO2
pO2
Glucosa
pO2
pO2
pO2
pO2
pO2
pO2
Fe 2+
Fe
HIF-1α
Angiogenesis
Fe 2+
Fe 2+
MIF
IL-6
Hepcidina
IL-6
TNF-α
IRS
ROS
Fe 2+
NF-kB
TNF-α
2+
Fos tir
Tir
Ser
GK
Glut-4
ROS
Hep
Mfn2
Mfn2
Ft
OBJETIVO GENERAL
Caracterizar el metabolismo del hierro, del estado
proinflamatorio y de la actividad mitocondrial en Células
Mononucleares Periféricas (CMPs) de sujetos obesos con
y sin diabetes tipo 2 con inflamación crónica leve.
OBJETIVO ESPECÍFICOS
Caracterizar a sujetos obesos y diabéticos tipo 2 con
parámetros bioquímicos (glicemia, perfil lipídico, PCR) y de
nutrición de hierro (hierro sérico, ferritina sérica, receptor de
transferrina).
Determinar el contenido de hierro intracelular en CMPs de
sujetos obesos con y sin diabetes tipo 2 desafiadas con
distintas concentraciones de Fe y/o glucosa.
Medir la abundancia relativa de los RNAm de los genes de HIF-1,
Hepcidina, NFkB, Mitofusina 2, IL-6 y TNFα de CMPs de sujetos
obesos con y sin diabetes tipo 2.
MATERIALES
Y
MÉTODOS
Metodología: Estudio Clínico
30 Controles (CN)
Tamaño muestral:
Frecuencia de obesidad y diabetes
30 Obesos (OB)
Poder de 80%
α = 0.05
30 Obesos diabéticos
(DMOB)
Criterios de Inclusión
Individuos de sexo masculino, > 40 años, sin ingesta de suplementos de hierro.
IMC < 28 kg/mt2
Circunferencia Abdominal < 100 cm,
Glicemias en ayunas < 100 mg/dl
IMC mayor a 30 kg/mt2
Circunferencia Abdominal > 102 cm
Obesos: glicemia en ayunas < a 126 mg/dl
Criterios de exclusión
Sujetos vegetarianos, bajo tratamiento farmacológico para
disminuir de peso, tratamiento con IECAs o bloqueadores de
los canales de calcio o aspirina, poseer más de 3 criterios de
síndrome metabólico según ATP III, y PCRhs > 3 mg/l
Diabéticos: Uso de insulina
Diabéticos y Obesos: Uso de IECAs, bloqueadores de los
canales de calcio o aspirina. Poseer antecedentes de IAM,
angina pectoris o by pass coronario.
En ambos grupos ser vegetarianos
30 ml de sangre
Cultivos de
CMPs
(18 ml)
Parámetros Bioquímicos
y nutrición de hierro
(12 ml )
Glicemia
Insulina
Perfil lipídico:
VLDL, LDL,
HDL, TG
PCR
Fe sérico
Actividad Hem oxigenasa
Ft sérica
RNA
RTf
Contenido de hierro
Obtención de CMPs
Gradiente de Ficoll
Medio RPMI por 20 horas
Hierro
5 µM
Hierro
40 µM
Determinación
de Fe
Glu 20 mM +
Fe 5 µM
RNA
Resultados
Objetivo 1: Caracterizar a sujetos obesos y diabéticos tipo 2 con parámetros bioquímicos (glicemia,
perfil lipídico, PCR) y de nutrición de hierro (hierro sérico, ferritina sérica, receptor de transferrina).
Tabla N°1
Características generales de la población estudiada.
ANOVA de una vía * p< 0.05; ** p<0.01
Controles
n= 30
Obesos
n= 30
Diabéticos
n= 30
P
Edad (años)
51.6 ± 8.7
52.7 ± 8.1
54.7± 5.9
NS
Peso (Kg)
72.7 ± 5.7
99.1 ± 17.3 **
92.3 ± 6.7 **
p< 0.0001
IMC (Kg/mt2)
25.8 ± 1.6
34.2 ± 4.5 **
31.9 ± 1.8 **
p< 0.01
Cir. Abdominal (cm)
91.6 ± 4.3
110.9 ± 11.7**
106.6 ± 6.9**
p< 0.0001
Presión sistólica (mmHg)
128.4 ± 16.6
132.8 ± 17.2
148.1 ± 27.5 *
p< 0.05
Presión diastólica (mmHg)
84.3 ± 15.9
83.0 ± 8.5
84.5 ± 10.2
NS
Glicemia basal (mg/dl)
85.2 ± 9.8
99.9 ± 13.9
183.4 ± 85.6 **
p< 0.01
Glicemia pp (mg/dl)
87.7 ± 26.9
129.4 ± 65.1
Insulina basal (ng/dl)
6.5 ± 2.9
20.2 ± 30.4**
20.8 ± 10.9**
p< 0.01
183.5 ± 34.6
189.9 ± 35.7
198.3 ± 51.8
NS
HDL (mg/dl)
33.9 ± 9.7
30.9 ± 5.9
31.1 ± 9.2
NS
LDL (mg/dl)
116.7 ± 24.8
120.7 ± 23.9
124.9 ± 54.8
NS
Triglicéridos (mg/dl)*
164.7 (59.9356.0)
191.1
(55.9-856.7)
243.6
(86.7-968.9)
NS
Colesterol Total (mg/dl)
*
Datos expresados como promedio geométrico, entre paréntesis los rangos
p<0.01
Tabla N°2
Caracterización de la nutrición de hierro y del estado pro-inflamatorio de
controles, DMOB y obesos.
ANOVA de una vía * p<0.05; ** p<0.01.
Controles
n= 30
Obesos
N= 30
Diabéticos
n= 30
P
Hemoglobina (g/dl)
16.3 ± 1.0
16.1 ± 1.0
15.0 ± 1.8
NS
Hematocrito (%)
45.7 ± 2.3
46.6 ± 2.5
41.8 ± 6.6
NS
Ferritina sérica (µg/L)1
42.8
(10.7-102.2)
67.5
(35.6-111.7)
Fe total (µg/dl)
99.7.0 ± 26.7
108.0 ± 25.0
80.2 ± 31.1
NS
TIBC (µg/dl)
327.4 ± 42.1
332.5 ± 42.3
343.9 ± 54.9
NS
30.4 ± 8.0
31.9 ± 6.8
23.3 ± 7.9 *
p<0.05
Receptor Transferrina (µg/dl)
2.7
(0.5-5.4)
3.1
(2.8-4.5)
4.1
(2.2-5.9)
NS
TBI (mg/Kg)
4.0 ± 1.2
7.4 ± 1.0**
7.4 ± 0.5**
p<0.01
1.1
( 0.0 – 6.1)
3.0
(0.0-11.8)
4.1
(2.2-11.9) **
p<0.01
Saturación transferrina (%)
PCR hs (µg/dl)1
1
Datos expresados como promedio geométrico, entre paréntesis los rangos
95.5
p<0.01
(45.8-150.3)**
Objetivo 2: Determinar el contenido de hierro intracelular en CMPs de sujetos obesos con y sin diabetes
tipo 2 desafiadas con distintas concentraciones de Fe y/o glucosa.
Figura Nº 1
Concentración de hierro intracelular de CMPs de controles, pacientes DMT2 y obesos, expuestas
a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa.
A) Controles; B) Pacientes obesos; C) Pacientes DMOB.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05. **P<0.01)
Figura Nº 2: Expresión del RNAm de HIF en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos basales;
H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 3: Expresión del RNAm de Hepcidina en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos
basales; H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 4: Expresión del RNAm de NF-kB en CMPs
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos basales;
H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 5: Expresión del RNAm de IL-6 en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos basales;
H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 6: Expresión del RNAm de TNF-α en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos
basales; H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 7: Expresión del RNAm de Mfn-2 en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos
basales; H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 8: Expresión del RNAm de TLR-2 en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos basales;
H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 9: Expresión del RNAm de TLR-4 en CMPs.
A) controles; B) Obesos; C) Diabéticos expuestas a distintas concentraciones de hierro y/o glucosa;
D) condiciones basales; E) CMPs con 40 μM Fe; F) CMPs con 20 mM Gluc; G) Db Anémicos basales;
H) Db Anémicos 40 μM Fe; I) Db Anémicos 20 mM Gluc.
(ANOVA de una vía, *denotan diferencias significativas p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001);
T test para diferencias entre DM anémicos y no anémicos
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Figura Nº 10
Correlación entre los niveles plasmáticos de PCR (μg/dl) y ferritina (μg/L)
A) diabéticos, B) Obesos, C) Controles
Figura Nº 11
Correlación entre IMC (Kg/mt2) y niveles plasmáticos de ferritina (μg/L)
A) diabéticos, B) Obesos, C) Controles
Figura Nº 12
Correlación entre HOMA y ferritina (μg/L) en sujetos obesos
Tabla Nº3
Correlación entre IMC, PCR y Ferritina y la abundancia relativa de los RNAm de
Hepcidina, Nf-Kb, IL-6 y Mfn-2 de sujetos DMT2
Tabla Nº4
Correlación entre IMC, PCR y Ferritina y la abundancia relativa de los RNAm de
Hepcidina, Nf-Kb, IL-6 y Mfn-2 de sujetos Obesos
Diabetes
H de C
AGS
TLR-2
TLR-4
ROS
Nf-Kb
IL-6
IL-1
TNF-α
TNF-α
IL-6
Hepcidina
NFkB
P
ROS
Fe
Fe
Fe
Fe
Fe
Fe
Fe
Inflamación
ROS
Fosforilación
Oxidativa
Mfn-2
AGEs
Mfn-2
Mfn-2
Mfn-2
Conclusiones
1. En los pacientes diabéticos obesos se observó un perfil
inflamatorio dado por PCRus mayor que en los obesos y en
controles. Esto fue reafirmado por la mayor expresión de
genes asociados a la inflamación.
2. Tanto el estímulo con Fe como con glucosa produjo una
mayor expresión de Nf-Kb y de TLR-2 en diabéticos obesos
y en obesos, lo que indujo a una mayor abundancia que
genes efectores como IL-6, TNF-α y Hepcidina.
3. Tanto en diabéticos obesos como en obesos se encontró
una disminuida expresión de Mfn-2, lo que podría sugerir
alteraciones en la actividad mitocondrial de estos sujetos
GRACIAS
Descargar

Ver Presentación