Impact de l’insuffisance rénale chronique sur les transporteurs de glucose et les effets subséquents sur la résistance à l’insuline

Parmi l’ensemble des désordres métaboliques retrouvés en insuffisance rénale chronique (IRC), la résistance à l’insuline demeure l’un des plus importantes à considérer en raison des risques de morbidité et de mortalité qu’elle engendre via les complications cardiovasculaires. Peu d’études ont considéré la modulation de transporteurs de glucose comme mécanisme sous-jacent à l’apparition et à la progression de la résistance à l’insuline en IRC. Nous avons exploré cette hypothèse en étudiant l’expression de transporteurs de glucose issus d’organes impliqués dans son homéostasie (muscles, tissus adipeux, foie et reins) via l’utilisation d’un modèle animal d’IRC (néphrectomie 5/6e). La sensibilité à l’insuline a été déterminée par un test de tolérance au glucose (GTT), où les résultats reflètent une intolérance au glucose et une hyperinsulinémie, et par les études de transport au niveau musculaire qui témoignent d’une diminution du métabolisme du glucose en IRC (~31%; p<0,05). La diminution significative du GLUT4 dans les tissus périphériques (~40%; p<0,001) peut être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. De plus, l’augmentation de l’expression protéique de la majorité des transporteurs de glucose (SGLT1, SGLT2, GLUT1; p<0,05) au niveau rénal en IRC engendre une plus grande réabsorption de glucose dont l’hyperglycémie subséquente favorise une diminution du GLUT4 exacerbant ainsi la résistance à l’insuline. L’élévation des niveaux protéiques de GLUT1 et GLUT2 au niveau hépatique témoigne d’un défaut homéostatique du glucose en IRC. Les résultats jusqu’ici démontrent que la modulation de l’expression des transporteurs de glucose peut être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. L’impact de la parathyroïdectomie (PTX) sur l’expression du GLUT4 a été étudié étant donné que la PTX pourrait corriger l’intolérance au glucose en IRC. Nos résultats démontrent une amélioration de l’intolérance au glucose pouvant être attribuable à la moins grande réduction de l’expression protéique du GLUT4 dans les tissus périphériques et ce malgré la présence d’IRC. L’excès de PTH, secondaire à l’hyperparathyroïdie, pourrait alors être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC en affectant l’expression du GLUT4. L’IRC partage de nombreuses similitudes avec le prédiabète quant aux défaillances du métabolisme du glucose tout comme l’hyperinsulinémie et l’intolérance au glucose. Aucune étude n’a tenté d’évaluer si l’IRC pouvait ultimement mener au diabète. Nos résultats ont par ailleurs démontré que l’induction d’une IRC sur un modèle animal prédisposé (rats Zucker) engendrait une accentuation de leur intolérance au glucose tel que constaté par les plus hautes glycémies atteintes lors du GTT. De plus, certains d’entre eux avaient des glycémies à jeun dont les valeurs surpassent les 25 mmol/L. Il est alors possible que l’IRC puisse mener au diabète via l’évolution de la résistance à l’insuline par l’aggravation de l’intolérance au glucose.

Effets de plantes réputées antidiabétiques sur un modèle cellulaire hépatique de résistance à l’insuline induite par le palmitate

La pharmacopée Cris est riche en plantes médicinales et plusieurs d’entre elles sont étudiées par notre laboratoire pour leur potentiel antidiabétique. Certaines espèces ont démontré leur capacité à stimuler la protéine kinase activée par l’AMP (AMPK), une enzyme qui favorise la translocation de transporteurs de glucose à la membrane (effet hypoglycémiant). L’AMPK stimule également d’autres fonctions, telle l’oxydation des graisses, dans le but de rétablir l’énergie cellulaire. Ce projet a comme objectifs d’évaluer, premièrement, le stress métabolique induit par huit des extraits dans des cellules musculaires et des hépatocytes, effet qui serait responsable de l’activation de l’AMPK. Ce stress peut être déterminé en mesurant l’acidification du milieu extracellulaire ainsi que la déplétion du contenu en ATP des cellules suite aux traitements. Le deuxième objectif est de mesurer l’efficacité des extraits à réduire le contenu en gras (oxydation des graisses) et à ainsi normaliser la résistance à l’insuline dans des hépatocytes rendus insulino-résistants. Les hépatocytes sont rendus résistants à l’insuline (condition fortement lié à l’obésité) via traitement avec un acide gras saturé, le palmitate. Les résultats montrent que la majorité des extraits semble induire un stress métabolique de courte durée dans les cellules. Parmi les extraits, seul un a réussi à faire diminuer significativement le taux de triglycérides intracellulaire suite au traitement au palmitate sans toutefois améliorer la sensibilité à l’insuline. En conclusion, le potentiel hypoglycémiant des extraits serait du à leur capacité à affecter la respiration mitochondriale (stress métabolique). Toutefois, leur capacité à améliorer la sensibilité à l’insuline n’a pu être établie.

La résistance à l’insuline en insuffisance rénale chronique et le risque de développer un diabète de type 2 : un cercle vicieux

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est caractérisée par de multiples déséquilibres homéostatiques tels que la résistance à l’insuline. Peu d’études se sont intéressées aux mécanismes sous-jacents à cette résistance à l’insuline en IRC. De plus, il est méconnu si cette résistance à l’insuline peut mener au développement d’un diabète de type II chez des patients prédisposés. Dans un modèle d’IRC, le rat Sprague-Dawley (CD) néphrectomisé 5/6e, on observe une corrélation entre la gravité de l’atteinte rénale, évaluée par la créatinine sérique, et l’hyperglycémie, évaluée par la fructosamine sérique (R2 = 0.6982, p < 0.0001). Cependant, cet état hyperglycémique n’est pas observable lors d’une glycémie à jeun. Lors d’un test de tolérance au glucose, on observe une plus grande élévation de la glycémie (AUC 1.25 fois, p < 0.0001) chez le rat atteint d’IRC. Par contre, la sécrétion d’insuline au cours de ce même test n’augmente pas significativement (AUC ≈ 1.30 fois, N.S.) en comparaison aux rats témoins. Malgré une élévation des taux d’insuline en IRC suivant un bolus de glucose, les tissus périphériques ne montrent pas d’augmentation de la captation du glucose sanguin suggérant un défaut d’expression et/ou de fonction des transporteurs de glucose chez ces rats. En effet, on observe une diminution de ces transporteurs dans divers tissus impliqués dans le métabolisme du glucose tel que le foie (≈ 0.60 fois, p < 0.01) et le muscle (GLUT1 0.73 fois, p < 0.05; GLUT4 0.69 fois, p < 0.01). En conséquence, une diminution significative du transport insulinodépendant du glucose est observable dans le muscle des rats atteint d’IRC (≈ 0.63 fois, p < 0.0001). Puisque les muscles sont responsables de la majorité de la captation insulinodépendante du glucose, la diminution de l’expression du GLUT4 pourrait être associée à la résistance à l’insuline observée en IRC. La modulation de l’expression des transporteurs de glucose pourrait être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. Cela dit, d’autres mécanismes peuvent aussi être impliqués. En dépit de cette importante perturbation du transport du glucose, nous n’avons pas observé de cas de diabète de type II chez le rat CD atteint d’IRC. Dans un modèle de rat atteint d’un syndrome métabolique, le rat Zucker Leprfa/fa, l’IRC provoque une forte hyperglycémie à jeun (1.5 fois, p < 0.0001). De plus, l’IRC chez le rat Zucker provoque une réponse glycémique (AUC 1.80 fois, p < 0.0001) exagérée lors d’un test de tolérance au glucose. Une forte résistance à l’insuline est mesurée au niveau des muscles puisque la dose usuelle d’insuline (2mU/mL) n’est pas suffisante pour stimuler la captation du glucose chez le rat Zucker atteint d’IRC. De plus, une modulation similaire des transporteurs de glucose peut être observée chez ces deux espèces. Par contre, environ 30% (p < 0.001) des rats Zucker atteints d’IRC avaient une glycosurie. L’IRC en soi ne mènerait donc pas au développement d’un diabète de type II. Par contre, lorsqu’une résistance à l’insuline est présente antérieurement au développement d’une IRC, cela pourrait précipiter l’apparition d’un diabète de type II chez ces patients prédisposés.

La résistance à l’insuline en insuffisance rénale chronique et le risque de développer un diabète de type 2 : un cercle vicieux

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est caractérisée par de multiples déséquilibres homéostatiques tels que la résistance à l’insuline. Peu d’études se sont intéressées aux mécanismes sous-jacents à cette résistance à l’insuline en IRC. De plus, il est méconnu si cette résistance à l’insuline peut mener au développement d’un diabète de type II chez des patients prédisposés. Dans un modèle d’IRC, le rat Sprague-Dawley (CD) néphrectomisé 5/6e, on observe une corrélation entre la gravité de l’atteinte rénale, évaluée par la créatinine sérique, et l’hyperglycémie, évaluée par la fructosamine sérique (R2 = 0.6982, p < 0.0001). Cependant, cet état hyperglycémique n’est pas observable lors d’une glycémie à jeun. Lors d’un test de tolérance au glucose, on observe une plus grande élévation de la glycémie (AUC 1.25 fois, p < 0.0001) chez le rat atteint d’IRC. Par contre, la sécrétion d’insuline au cours de ce même test n’augmente pas significativement (AUC ≈ 1.30 fois, N.S.) en comparaison aux rats témoins. Malgré une élévation des taux d’insuline en IRC suivant un bolus de glucose, les tissus périphériques ne montrent pas d’augmentation de la captation du glucose sanguin suggérant un défaut d’expression et/ou de fonction des transporteurs de glucose chez ces rats. En effet, on observe une diminution de ces transporteurs dans divers tissus impliqués dans le métabolisme du glucose tel que le foie (≈ 0.60 fois, p < 0.01) et le muscle (GLUT1 0.73 fois, p < 0.05; GLUT4 0.69 fois, p < 0.01). En conséquence, une diminution significative du transport insulinodépendant du glucose est observable dans le muscle des rats atteint d’IRC (≈ 0.63 fois, p < 0.0001). Puisque les muscles sont responsables de la majorité de la captation insulinodépendante du glucose, la diminution de l’expression du GLUT4 pourrait être associée à la résistance à l’insuline observée en IRC. La modulation de l’expression des transporteurs de glucose pourrait être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. Cela dit, d’autres mécanismes peuvent aussi être impliqués. En dépit de cette importante perturbation du transport du glucose, nous n’avons pas observé de cas de diabète de type II chez le rat CD atteint d’IRC. Dans un modèle de rat atteint d’un syndrome métabolique, le rat Zucker Leprfa/fa, l’IRC provoque une forte hyperglycémie à jeun (1.5 fois, p < 0.0001). De plus, l’IRC chez le rat Zucker provoque une réponse glycémique (AUC 1.80 fois, p < 0.0001) exagérée lors d’un test de tolérance au glucose. Une forte résistance à l’insuline est mesurée au niveau des muscles puisque la dose usuelle d’insuline (2mU/mL) n’est pas suffisante pour stimuler la captation du glucose chez le rat Zucker atteint d’IRC. De plus, une modulation similaire des transporteurs de glucose peut être observée chez ces deux espèces. Par contre, environ 30% (p < 0.001) des rats Zucker atteints d’IRC avaient une glycosurie. L’IRC en soi ne mènerait donc pas au développement d’un diabète de type II. Par contre, lorsqu’une résistance à l’insuline est présente antérieurement au développement d’une IRC, cela pourrait précipiter l’apparition d’un diabète de type II chez ces patients prédisposés.

Le grenadier tunisien (Punica granatum) stimule le transport de glucose dans les cellules musculaires C2C12 via la voie insulino-dépendante de l’Akt et la voie insulino-indépendante de l’AMPK

Le diabète est reconnu comme un problème majeur de santé publique causant des conséquences humaines et économiques redoutables. La phytothérapie s’offre comme une nouvelle avenue thérapeutique pour le contrôle de la glycémie. Le grenadier, Punica granatum, a servi de remède contre le diabète dans le système Unani de la médecine pratiquée en Inde et au Moyen Orient. Des études ont démontré un effet hypoglycémiant des extraits de grenadier via divers mécanismes notamment par une amélioration de la sensibilité à l’insuline et la régénération des cellules béta-pancréatiques. Cependant, aucune étude n’a démontré à ce jour, l’effet de grenadier sur le transport de glucose dans le muscle, étape cruciale dans la régulation de l’homéostasie glucidique postprandiale. De plus, l’effet de la maturation sur le potentiel antidiabétique du fruit de grenadier n’a pas été étudié. Ainsi, le but de ce projet est d’évaluer l’effet antidiabétique des extraits de grenadier sur le transport de glucose dans les cellules musculaires C2C12 en fonction de la variété et du stade de maturation du fruit et d’élucider les mécanismes d’action. Le choix des variétés du grenadier tunisien (Espagnoule [EP] et Gabsi [GB]) a été orienté pour leur pouvoir antioxydant et leur consommation locale. Deux parties de la plante ont été utilisées, les fleurs et les fruits à 3 stades de maturation soit 2, 4 et 6 mois. Les résultats ont montré que seule la variété du grenadier Gabsi stimule significativement le transport de glucose par rapport au contrôle (DMSO), et ceci sans être toxique. Cet effet est plus prononcé au stade de fruit mûr (à 6 mois) que celui de la fleur. De plus, l’extrait de fleurs stimule la voie insulino-indépendante de l’AMPK et augmente le niveau d’expression des transporteurs spécifiques de glucose (GLUT-4). Par contre, l’extrait de fruits mûrs, en plus de ces deux mécanismes, active fortement aussi la voie insulino-dépendante de l’AKT. En conclusion, cette étude présente un nouveau mécanisme d’action antidiabétique de grenadier (plus particulièrement du fruit mûr) qui est dépendant de la variété.

Continuous intravenous infusion of glucose induces endogenous hyperinsulinaemia and lamellar histopathology in Standardbred horses

Endocrinopathic laminitis is frequently associated with hyperinsulinaemia but the role of glucose in the pathogenesis of the disease has not been fully investigated. This study aimed to determine the endogenous insulin response to a quantity of glucose equivalent to that administered during a laminitis-inducing, euglycaemic, hyperinsulinaemic clamp, over 48. h in insulin-sensitive Standardbred racehorses. In addition, the study investigated whether glucose infusion, in the absence of exogenous insulin administration, would result in the development of clinical and histopathological evidence of laminitis. Glucose (50% dextrose) was infused intravenously at a rate of 0.68 mL/kg/h for 48. h in treated horses (n = 4) and control horses (n = 3) received a balanced electrolyte solution (0.68 mL/kg/h). Lamellar histology was examined at the conclusion of the experiment. Horses in the treatment group were insulin sensitive (M value 0.039 ± 0.0012. mmol/kg/min and M-to-I ratio (100×) 0.014 ± 0.002) as determined by an approximated hyperglycaemic clamp. Treated horses developed glycosuria, hyperglycaemia (10.7 ± 0.78. mmol/L) and hyperinsulinaemia (208 ± 26.1. μIU/mL), whereas control horses did not. None of the horses became lame as a consequence of the experiment but all of the treated horses developed histopathological evidence of laminitis in at least one foot. Combined with earlier studies, the results showed that laminitis may be induced by either insulin alone or a combination of insulin and glucose, but that it is unlikely to be due to a glucose overload mechanism. Based on the histopathological data, the potential threshold for insulin toxicity (i.e. laminitis) in horses may be at or below a serum concentration of ∼200. μIU/mL.

The effect of Tai Chi on health related quality of life in people with elevated blood glucose or diabetes : a randomized controlled trial

Purpose The aim was to assess the effects of a Tai Chi based program on health related quality of life (HR-QOL) in people with elevated blood glucose or diabetes who were not on medication for glucose control. Method 41 participants were randomly allocated to either a Tai Chi intervention group (N = 20) or a usual medical care control group (N = 21). The Tai Chi group involved 3 x 1.5 hour supervised and group-based training sessions per week for 12 weeks. Indicators of HR-QOL were assessed by self-report survey immediately prior to and after the intervention. Results There were significant improvements in favour of the Tai Chi group for the SF36 subscales of physical functioning (mean difference = 5.46, 95% CI = 1.35-9.57, P < 0.05), role physical (mean difference = 18.60, 95% CI = 2.16-35.05, P < 0.05), bodily pain (mean difference = 9.88, 95%CI = 2.06-17.69, P < 0.05) and vitality (mean difference = 9.96, 95% CI = 0.77-19.15, P < 0.05). Conclusions The findings show that this Tai Chi program improved indicators of HR-QOL including physical functioning, role physical, bodily pain and vitality in people with elevated blood glucose or diabetes who were not on diabetes medication.

Epigenetic regulation of glucose transporters in non-small cell lung cancer

Due to their inherently hypoxic environment, cancer cells often resort to glycolysis, or the anaerobic breakdown of glucose to form ATP to provide for their energy needs, known as the Warburg effect. At the same time, overexpression of the insulin receptor in non-small cell lung cancer (NSCLC) is associated with an increased risk of metastasis and decreased survival. The uptake of glucose into cells is carried out via glucose transporters or GLUTs. Of these, GLUT-4 is essential for insulin-stimulated glucose uptake. Following treatment with the epigenetic targeting agents histone deacetylase inhibitors (HDACi), GLUT-3 and GLUT-4 expression were found to be induced in NSCLC cell lines, with minimal responses in transformed normal human bronchial epithelial cells (HBECs). Similar results for GLUT-4 were observed in cells derived from liver, muscle, kidney and pre-adipocytes. Bioinformatic analysis of the promoter for GLUT-4 indicates that it may also be regulated by several chromatin binding factors or complexes including CTCF, SP1 and SMYD3. Chromatin immunoprecipitation studies demonstrate that the promoter for GLUT-4 is dynamically remodeled in response to HDACi. Overall, these results may have value within the clinical setting as (a) it may be possible to use this to enhance fluorodeoxyglucose (18F) positron emission tomography (FDG-PET) imaging sensitivity; (b) it may be possible to target NSCLC through the use of HDACi and insulin mediated uptake of the metabolic targeting drugs such as 2-deoxyglucose (2-DG); or (c) enhance or sensitize NSCLC to chemotherapy. © 2011 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.

A preliminary study of the effects of Tai Chi and Qigong medical exercise on indicators of metabolic syndrome, glycaemic control, health-related quality of life, and psychological health in adults with elevated blood glucose

Objectives To evaluate the feasibility, acceptability and effects of a Tai Chi and Qigong exercise programme in adults with elevated blood glucose. Design, Setting, and Participants A single group pre–post feasibility trial with 11 participants (3 male and 8 female; aged 42–65 years) with elevated blood glucose. Intervention Participants attended Tai Chi and Qigong exercise training for 1 to 1.5 h, 3 times per week for 12 weeks, and were encouraged to practise the exercises at home. Main Outcome Measures Indicators of metabolic syndrome (body mass index (BMI), waist circumference, blood pressure, fasting blood glucose, triglycerides, HDL-cholesterol); glucose control (HbA1c, fasting insulin and insulin resistance (HOMA)); health-related quality of life; stress and depressive symptoms. Results There was good adherence and high acceptability. There were significant improvements in four of the seven indicators of metabolic syndrome including BMI (mean difference −1.05, p<0.001), waist circumference (−2.80 cm, p<0.05), and systolic (−11.64 mm Hg, p<0.01) and diastolic blood pressure (−9.73 mm Hg, p<0.001), as well as in HbA1c (−0.32%, p<0.01), insulin resistance (−0.53, p<0.05), stress (−2.27, p<0.05), depressive symptoms (−3.60, p<0.05), and the SF-36 mental health summary score (5.13, p<0.05) and subscales for general health (19.00, p<0.01), mental health (10.55, p<0.01) and vitality (23.18, p<0.05). Conclusions The programme was feasible and acceptable and participants showed improvements in metabolic and psychological variables. A larger controlled trial is now needed to confirm these promising preliminary results.

Methanesulfonic acid-catalyzed conversion of glucose and xylose mixtures to levulinic acid and furfural

Methanesulfonic acid (MSA) was compared with sulfuric acid for the conversion of glucose and xylose mixtures to produce levulinic acid and furfural. The interactions of glucose and xylose, the predominant sugars found in biomass, were found to influence product yields with furfural degradation reactions enhanced under higher reactant loadings. Fast heating rates allowed maximal yields (>60 mol%) of levulinic acid and furfural to be achieved under short reaction times. Under the range of conditions examined, sulfuric acid produced a slight increase in levulinic acid yield by 6% (P = 0.02), although there was no significant difference (P = 0.11) between MSA and sulfuric acid in levulinic acid formed from glucose alone. The amount and type of the solid residue is similar between MSA and sulfuric acid. As such, MSA is a suitable alternative because its use minimizes corrosion and disposal issues associated with mineral acid catalysts. The heating value of the residue was 22 MJ/kg implying that it is a suitable source of fuel. On the basis of these results, a two-stage processing strategy is proposed to target high levulinic acid and furfural yields, and other chemical products (e.g., lactic acid, xylitol, acetic acid and formic acid). This will result in full utilization of bagasse components.

The impact of prolonged hyperinsulinaemia on glucose transport in equine skeletal muscle and digital lamellae

REASONS FOR PERFORMING STUDY An increased incidence of metabolic disease in horses has led to heightened recognition of the pathological consequences of insulin resistance (IR). Laminitis, failure of the weight-bearing digital lamellae, is an important consequence. Altered trafficking of specialised glucose transporters (GLUTs) responsible for glucose uptake, are central to the dysregulation of glucose metabolism and may play a role in laminitis pathophysiology. OBJECTIVES We hypothesised that prolonged hyperinsulinaemia alters the regulation of glucose transport in insulin-sensitive tissue and digital lamellae. Our objectives were to compare the relative protein expression of major GLUT isoforms in striated muscle and digital lamellae in healthy horses and during hyperinsulinaemia. STUDY DESIGN Randomised, controlled study. METHODS Prolonged hyperinsulinaemia and lamellar damage were induced by a prolonged-euglycaemic hyperinsulinaemic clamp (p-EHC) or a prolonged-glucose infusion (p-GI) and results were compared to electrolyte-treated controls. GLUT protein expression was examined with immunoblotting. RESULTS Lamellar tissue contained more GLUT1 protein than skeletal muscle (p = 0.002) and less GLUT4 than the heart (p = 0.037). During marked hyperinsulinaemia and acute laminitis (induced by the p-EHC), GLUT1 protein expression was decreased in skeletal muscle (p = 0.029) but unchanged in the lamellae, while novel GLUTs (8; 12) were increased in the lamellae (p = 0.03), but not skeletal muscle. However, moderate hyperinsulinaemia and subclinical laminitis (induced by the p-GI) did not cause differential GLUT protein expression in the lamellae vs. control horses. CONCLUSIONS The results suggest that lamellar tissue functions independently of insulin and that IR may not be an essential component of laminitis aetiology. Marked differences in GLUT expression exist between insulin-sensitive and insulin-independent tissues during metabolic dysfunction in horses. The different expression profiles of novel GLUTs during acute and subclinical laminitis may be important to disease pathophysiology and require further investigation.

Weight-related differences in glucose metabolism and free fatty acid production in two South African population groups

OBJECTIVE The effects of free fatty acids (FFA), leptin, tumour necrosis factor (TNF) alpha and body fat distribution on in vivo oxidation of a glucose load were studied in two South African ethnic groups. DESIGN AND MEASUREMENTS Anthropometric and various metabolic indices were measured at fasting and during a 7h oral glucose tolerance test (OGTT). Body composition was measured using bioelectrical impedance analysis and subcutaneous and visceral fat mass was assessed using a five- and two-level CT-scan respectively. Glucose oxidation was evaluated by measuring the ratio of (13)CO(2) to (12)CO(2) in breath following ingestion of 1-(13)C-labelled glucose. SUBJECTS Ten lean black women (LBW), ten obese black women (OBW), nine lean white women (LWW) and nine obese white women (OWW) were investigated after an overnight fast. RESULTS Visceral fat levels were significantly higher (P < 0.01) in obese white than black women, despite similar body mass indexes (BMIs). There were no ethnic differences in glucose oxidation however; in the lean subjects of both ethnic groups the area under the curve (AUC) was higher than in obese subjects (P < 0.05 for both) and was found to correlate negatively with weight (r = -0.69, P < 0.01) after correcting for age. Basal TNF alpha concentrations were similar in all groups. Percentage suppression of FFAs at 30 min of the OCTT was 24 +/- 12% in OWW and - 38 +/- 23% (P < 0.05) in OBW, ie the 30 min FFA level was higher than the fasting level in the latter group. AUC for FFAs during the late postprandial period (120 - 420 min) was significantly higher in OWW than OBW (P < 0.01) and LWW (P < 0.01) and correlated positively with visceral fat mass independent of age (r = 0.78, P < 0.05) in the OWW only. Leptin levels were higher (P < 0.01) both at fasting and during the course of the OCTT in obese women from both ethnic groups compared to the lean women. CONCLUSIONS Glucose oxidation is reduced in obese subjects of both ethnic groups; inter- and intra-ethnic differences were observed in visceral fat mass and FFA production and it is possible that such differences may play a role in the differing prevalences of obesity-related disorders that have been reported in these two populations.

A comprehensive mechanistic kinetic model for dilute acid hydrolysis of switchgrass cellulose to glucose, 5-HMF and levulinic acid

Switchgrass was treated by 1% (w/w) H₂SO₄in batch tube reactors at temperatures ranging from 140–220°C for up to 60 minutes. In this study, release patterns of glucose, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), and levulinic acid from switchgrass cellulose were investigated through a mechanistic kinetic model. The predictions were consistent with the measured products of interest when new parameters reflecting the effects of reaction limitations, such as cellulose crystallinity, acid soluble lignin–glucose complex (ASL–glucose) and humins that cannot be quantitatively analyzed, were included. The new mechanistic kinetic model incorporating these parameters simulated the experimental data with R² above 0.97. Results showed that glucose yield was most sensitive to variations in the parameter regarding the cellulose crystallinity at low temperatures (140–180°C), while the impact of crystallinity on the glucose yield became imperceptible at elevated temperatures (200–220 °C). Parameters related to the undesired products (e.g. ASL–glucose and humins) were the most sensitive factors compared with rate constants and other additional parameters in impacting the levulinic acid yield at elevated temperatures (200–220°C), while their impacts were negligible at 140–180°C. These new findings provide a more rational explanation for the kinetic changes in dilute acid pretreatment performance and suggest that the influences of cellulose crystallinity and undesired products including ASL–glucose and humins play key roles in determining the generation of glucose, 5-HMF and levulinic acid from biomass-derived cellulose.