Aminoácidos y obesidad: relación de los niveles de homocisteína, aminoácidos de cadena ramificada y citrulina con sobrepeso-obesidad y resistencia insulínica en niños prepuberales

Introducción: la obesidad infantil es uno de los problemas de Salud Pública más graves del s.XXI, sobre todo por las complicaciones cardiovasculares y endocrino-metabólicas asociadas. La prevalencia de obesidad se ha multiplicado por más de dos entre 1980 y 2014, estimándose que, a nivel mundial, más de 42 millones de niños tienen sobrepeso. En adultos hay estudios que reportan que la ingesta proteica conlleva efectos beneficiosos aunque altos niveles de determinados aminoácidos se relacionan con obesidad y resistencia insulínica; no obstante, en niños existen escasos estudios que confirmen tal asociación. Objetivos: analizar cómo se relacionan los niveles sanguíneos de los aminoácidos de cadena ramificada, la homocisteína y la citrulina con las variables que se utilizan en la práctica clínica habitual para diagnosticar obesidad en niños y adolescentes, así como estudiar si hay relación de éstos con la resistencia a la insulina. Material y métodos: estudio observacional analítico longitudinal prospectivo de una cohorte. Colaboración entre niveles asistenciales (atención hospitalaria y atención primaria). Se seleccionaron niños en diferentes centros de salud de Málaga entre 6-11 años, prepúberes (estadios de Tanner 1-2). Para conseguir un intervalo de confianza del 95% y siendo la prevalencia de sobrepeso-obesidad del 30%, se estimó que habría que incluir unos 100 sujetos. Criterios de exclusión: obesidad de causa secundaria, enfermedad orgánica añadida, ingesta crónica de medicamentos y antecedentes de diabetes personales o en familiares de primer grado. Se realizó: hoja de recogida de datos clínicos, epidemiológicos, encuesta de hábitos sociales, alimentarios y de ejercicio físico. Se extrajo una analítica sanguínea con bioquímica básica y ampliada (perfil lipídico, vitaminas B9 y B12, transaminasas, insulina…) y se determinaron aminoácidos de interés para el estudio (homocisteína, isoleucina, leucina, valina, citrulina, tirosina, fenilalanina y acilcarnitinas (C3 y C5)). La obesidad se define como IMC ≥2 SDS expresado en Z score (gráficas de Hernández). Para la resistencia insulínica se usó un índice HOMA mayor de 3. De los 100 sujetos de estudio en el momento basal completaron el seguimiento, a los 12 meses, 40 de ellos, repitiéndose todas las mediciones, para determinar si las variaciones clínico-analíticas se relacionaban con variaciones en los aminoácidos. Conclusiones: Los sujetos con exceso de peso presentaron niveles menores de colesterol-HDL y vitamina B12, y mayores niveles de triglicéridos, insulina e índice HOMA. No se observó relación entre el exceso de peso y el ácido fólico. Los factores epidemiológicos más asociados a niños con exceso de peso fueron: la presencia de sobrepeso en el progenitor “padre”; el elevado consumo de zumos, refrescos y snacks; la existencia de una mayor distancia del hogar al colegio; y el exceso de horas viendo la televisión o jugando a la consola. La resistencia insulínica se relacionó inversamente con los niveles plasmáticos de leucina e isoleucina, en el momento basal. Aunque la valina y la citrulina no obtuvieron significación estadística, sus datos fueron similares a los de la leucina e isoleucina. También se evidenció una relación directa entre la resistencia insulínica y el IMC y los TG, e inversa con el HDL, la vitamina B12 y el ácido fólico. La homocisteína no se correlacionó con datos antropométricos ni con resistencia insulínica. Los BCAA (valina, leucina e isoleucina) se relacionaron inversamente con el IMC y el perímetro abdominal, tanto en el momento basal como tras un año de seguimiento. La leucina e isoleucina obtuvieron asociación estadística con la resistencia insulínica, es decir, aquellos con HOMA >3 presentaron menores niveles de estos aminoácidos, a diferencia de los datos contrarios de otras publicaciones. Se constató la ausencia de diferencias, tras un año de evolución, entre los valores medios de los BCAA con respecto al desarrollo de resistencia insulínica. Sólo se apreciaron diferencias estadísticamente significativas para la arginina, siendo menores sus cifras en los que desarrollaron resistencia insulínica. Hay que resaltar que sólo la valina, al año de seguimiento, estuvo ligeramente aumentada en niños con índice HOMA > 3, aunque los datos no fueron significativos. Este hecho podría ser el primer indicio de las consecuencias de la resistencia insulínica en el metabolismo de los aminoácidos. La citrulina se relacionó inversamente con el perímetro abdominal y con el IMC. No hubo diferencias con la resistencia insulínica ni con el IMC al año. Bibliografía: a destacar: WHO. Overweight and obesity. (sitio web). Geneva, Switzerland: World Health Organization, 2006. (citado 5 agosto 2014). Disponible en: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html. Ice CL, Murphy E, Cottrell L, Neal WA. Morbidly obese diagnosis as an indicator of cardiovascular disease risk in children: results from the CARDIAC Project. Int J Pediatr Obes. 2011; 6:113-119. Carrascosa A, Yeste D. Complicaciones metabólicas de la obesidad infantil. An Pediatr (Barc). 2011; 75(2):135.e1-135.e9. De Farias AA, Camêlo A, Almeida GM, Da Silva MO, Teixeira A,Campos C et al. Homocysteine: cardiovascular risk factor in children and adolescents? Rev Assoc Med Bras. 2 0 1 3; 5 9(6):622-628. Lynch CJ, Adams SH. Branched-chain amino acids in metabolic signalling and insulin resistance. Nat. Rev. Endocrinol 2014; 10, 723-736. Fike CD, Summar M, Aschner JL. L-citrulline provides a novel strategy for treating chronic pulmonary hypertension in newborn infants. Acta Paediatr. 2014 Oct; 103(10):1019-26. doi: 10.1111/apa.12707. Epub 2014 Jun 20.

Structural and functional interaction between polyamine related molecules and biological membranes

Changes induced by PA on nucleic acid (NA) conformation and synthesis is proven to be a major reason for PA essentiality (1-3). However, PA interactions with other polyanions, for instance polyanionic membrane lipid bilayers and glyosaminoglycans have received less attention (3-4). The functional importance of these interactions still is an obscure but interesting area of cell and molecular biology, especially in mammalian cells for which specific PA transport systems are not fully characterized (5). In mammals, activity and turnover of the polyamine (PA) synthesis key enzyme is controlled by a set of proteins: Antizymes (OAZ1-3) and antizyme inhibitors (AZIN1 and 2). It is demonstrated that AOZ modulate polyamine uptake (6), and that PA transport to mitochondria is linked to the respiratory chain state and modulates mitochondrial permeability transition (7). Antizyme expression variants have been located in mitochondria, being proposed as a proapoptotic factor (7-8). AZIN 2 is only expressed in a reduced set of tissues that includes mast cells, where it is associated to mast cell granules membrane (9). This fact, together to the abnormalities observed in bone marrow derived mast cell granules when they are differentiated under restricted PA synthesis conditions (10 and unpublished results), point out to important roles of PA and their related proteins in structure and function of mast cell granules. We will also present novel biophysical results on tripartite interactions of PA that remark the interest of the characterization of PA interactions with lipid bilayers for biomedicine and biotechnology. Thus, the information reported in this paper integrates previously reported information with our still unpublished results, all indicating that PA and their related proteins also are important factors for structure and dynamics of biological membranes and their associated functions essential in human physiology; for instance, solute interchange with the environment (uptake and secretion), oxidative metabolism and apoptosis. The importance of these involved processes for human homeostasis claim for further research efforts. 1. Ruiz-Chica J, Medina MA, Sánchez-Jiménez F and Ramírez FJ (2001) Fourier Transform Raman study of the structural specificities on the interaction between DNA and biogenic polyamines. Biophysical J. 80:443-454. 2. Lightfoot HL, Hall J (2014) Endogenous polyamine function--the RNA perspective. Nucleic Acids Res. 42:11275-11290. 3. Igarashi K, Kashiwagi K (2010) Modulation of cellular function by polyamines. Int J Biochem Cell Biol. 42:39-51. 4. Finger S, Schwieger C, Arouri A, Kerth A, Blume A (2014) Interaction of linear polyamines with negatively charged phospholipids: the effect of polyamine charge distance. Biol Chem. 395:769-778. 5. Poulin R, Casero RA, Soulet D. (2012) Recent advances in the molecular biology of metazoan polyamine transport. Amino Acids. 42:711-723. 6. Kahana C (2009) Regulation of cellular polyamine levels and cellular proliferation by antizyme and antizyme inhibitor. Essays Biochem. 4:47-61. 7. Agostinelli E, Marques MP, Calheiros R, Gil FP, Tempera G, Viceconte N, Battaglia V, Grancara S, Toninello A (2010) Polyamines: fundamental characters in chemistry and biology. Amino Acids 38:393-403. 8. Liu GY, Liao YF, Hsu PC, Chang WH, Hsieh MC, Lin CY, Hour TC, Kao MC, Tsay GJ, Hung HC (2006) Antizyme, a natural ornithine decarboxylase inhibitor, induces apoptosis of haematopoietic cells through mitochondrial membrane depolarization and caspases' cascade. Apoptosis 11:1773-1788. 9. Kanerva K, Lappalainen J, Mäkitie LT, Virolainen S, Kovanen PT, Andersson LC (2009). Expression of antizyme inhibitor 2 in mast cells and role of polyamines as selective regulators of serotonin secretion. PLoS One 31:e6858. 10. García-Faroldi G, Rodríguez CE, Urdiales JL, Pérez-Pomares JM, Dávila JC, Pejler G, Sánchez-Jiménez F, Fajardo I (2010) Polyamines are present in mast cell secretory granules and are important for granule homeostasis. PLoS One 30:e15071.