Top Banner
GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG MÆTHEDSFREMMENDE INGREDIENSER GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) AND SATIETY PROMOTING INGREDIENTS Ida Krog Nielsen, 201407852 Agrobiologi, Fødevarevidenskab Bachelorprojekt, 15 ECTS Vejleder: Mette Skou Hedemann Aflevering: Juni 2017
27

GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

Aug 13, 2019

Download

Documents

vanthien
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

GLUCAGON-LIKEPEPTIDE1(GLP-1)OGMÆTHEDSFREMMENDEINGREDIENSER

GLUCAGON-LIKEPEPTIDE1(GLP-1)

ANDSATIETYPROMOTINGINGREDIENTS

IdaKrogNielsen,201407852Agrobiologi,FødevarevidenskabBachelorprojekt,15ECTSVejleder:MetteSkouHedemannAflevering:Juni2017

Page 2: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

2

SammendragFedmeer igennemdesenereårtierblevetetstadigstigendeproblempåverdensplan.Dette

skyldesadskilligefaktorer,ogdeteretproblem,somerkomplekstatløse.Dererkommetet

størrefokuspåmæthedsregulerendehormonersbetydning,ogdissekanmuligvisbliveendel

afdefaktorer,somblivervæsentligeiforebyggelseogbehandlingaffedmeogovervægt.Denne

opgave omhandler mæthedshormonet glucagon-like peptide 1 (GLP-1), herunder hvordan

GLP-1 syntetiseres, frigives ognedbrydes.DerudoverbeskrivesGLP-1’s adskillige effekter i

kroppen,herunderisærdensindflydelsepåblodsukker-ogmæthedsregulering.Ibehandling

aftype2-diabetesspillerGLP-1ogsåenrolle,hvorforskelligemedicinerbeskrives.

Idesenereårerderkommetstørrefokuspåforskelligeingredienser,somkanværepotentielt

mæthedsfremmende, og dermed have betydning i forbindelse med behandling af fedme. I

denneopgaveundersøges ikke-næringsstoffetgrøn teekstrakt, sommuligkandidat iatøge

sekretionafGLP-1,ogdermedhavemættendeeffekt.Grønteekstraktbestårhovedsageligtaf

polyphenoler,ogharvistathavepositiveffektpåfedme.Tilsidstbeskriveshvordanstofferne

testes i cellemodeller, hvor der fokuseres på STC-1 og HuTu-80 celler. Cellemodeller skal

anvendesmedomhu,ogderdiskutereshvornårdekanbrugesogikkebruges.

Page 3: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

3

Indholdsfortegnelse

SAMMENDRAG........................................................................................................................................2

INTRODUKTION......................................................................................................................................4

FORMÅL..........................................................................................................................................................4

GLUCAGON-LIKEPEPTIDE1...................................................................................................................5

SYNTESE.........................................................................................................................................................5

SEKRETION.....................................................................................................................................................6

NEDBRYDNING..............................................................................................................................................10

EFFEKTER.....................................................................................................................................................10

MÆTHEDSREGULERING..................................................................................................................................12

BEHANDLINGAFTYPE2DIABETESMEDGLP-1...............................................................................................13

POTENTIELTMÆTHEDSFREMMENDESTOFFER.................................................................................14

GRØNTEEKSTRAKT.......................................................................................................................................15

CELLEMODELLER.................................................................................................................................18

STC-1CELLER..............................................................................................................................................19

HUTU-80CELLER.........................................................................................................................................20

DISKUSSION..........................................................................................................................................21

GRØNTEEKSTRAKT.......................................................................................................................................21

ANVENDELSEAFCELLEMODELLER..................................................................................................................21

KONKLUSION........................................................................................................................................22

PERSPEKTIVERING...............................................................................................................................22

REFERENCER........................................................................................................................................23

Page 4: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

4

IntroduktionOvervægt og fedme er steget markant de sidste år, og betragtes som et alvorligt

sundhedsproblem.Mavetarmkanaleneransvarligforatsendeenrækkemæthedssignaler,som

erudløstviabådekemiskeogmekaniskereceptorerogmedieretafbådesensoriskenerverog

dels af en række appetitregulerende hormoner. Disse hormoner er frigivet fra

mavetarmkanalen og pankreas, og kommer via cirkulation direkte i kontakt med

appetitregulerendecentreihjernen.Derudoverpåvirkerdehjernecentreneviavagusnerven.I

denneopgave fokuserespåmæthedshormonetglucagon-likepeptide1(GLP-1),der frigives

somresponspåetmåltid.EnrækkeforsøgharvistatGLP-1kanøgemæthedenognedsætte

fødeindtag,ogerderforihøjgradinteressantibekæmpelseaf fedme.GLP-1bliverarbejdet

med somkandidat tilmedicin til behandling af fedme.Derudover undersøges faktorer, der

styrerdennaturligeudskillelseafGLP-1.Dissefaktorerkanværebestemteingredienser,som

kanøgemængdenafGLP-1sekretion,ogdervedværepotentieltmæthedsfremmende.

Formål

Opgaven har til formål at beskrive GLP-1’s rolle i mæthedsreguleringen. Der beskrives

forskelligepotentieltmæthedsfremmendestoffer,somøgersekretionenafhormonetGLP-1og

hvorledesdissestoffertestesicellemodeller(bachelorkontrakt).

Page 5: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

5

Glucagon-likepeptide1

Syntese

Glucagon-likepeptide1(GLP-1)eret tarmhormon,somsyntetiseres iL-celler i tarmene.L-

cellernefindeshovedsageligtiileumogtyktarmen,ogeråben-typeepitelceller,someridirekte

kontaktmednæringsstofferneitarmlumen.GLP-1eretkløvningsproduktafproglukagon,som

erudtrykt iL-cellerne.Derudovererproglukagonudtrykt ia-celler ipankreasogneuroner

lokaliseretihjernestammenoghypothalamus.GLP-1eret30aminosyrerpeptidhormon,som

dannesvedposttranslationelbearbejdningafproglukagoniL-cellerne(Holst2007).Derfindes

to aktive former af GLP-1, som kaldes GLP-1 (7-36) amid og GLP-1 (7-37), hvor den

førstnævnteerdominant. I figur1 sesdenposttransitionellebearbejdningafproglukagon i

forskelligevæv,hvorproglukagonbliverkløvetafprohormonconvertase1/3,somerudtrykti

L-cellerne. Her frigives GLP-1, GLP-2 og det glukagon-indeholdende peptid glicentin og

oxyntomodulin.Ia-cellerbliverproglukagonprimærtkløvetafprohormonconvertase2,som

leder til dannelse af glukagon, glicentin-relateret pankreastisk peptid (GRPP) og ’det

overordnede proglukagon fragment’ (Lim & Brubaker 2006). Derudover menes det at

prohormonconvertase1/3ia-cellerkløverproglukagontilGLP-1,dogimindreskalaendiL-

cellerne. Denne pankreas-producerede GLP-1 har muligvis parakrin virkning på de

omkringliggendeb-cellerogfremmergendannelseogformeringafb-cellerne(Whalleyetal.,

2011).

Figur 1: Vævsspecifik posttranslationel bearbejdning af proglukagon danner forskellige proglucagon-afledte peptider.Prohormonconvertase2(PC2)ia-cellerfrigiverglicentin-relateretpankreatiskpeptid(GRPP),glukagon,interventingpeptid1(IP1), og ’major proglucagon fragment’. I L-cellerne kløves proglukagon vha. prohormon convertase 1/3 og dette giverglicentin,oxyntomodulin,GLP-1,IP2,ogGLP-2(Lim&Brubaker2006).

Page 6: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

6

Sekretion

GLP-1 udskilles fra L-cellerne i respons på næringsstoffer i et to-fase mønster, hvor den

tidligereresponsnårsithøjeste15minutterefteretmåltid,ogvareriomkring30minutter,

hvordetsene,mindre,responspeakerefter90-120minutter(Rasketal.2001).Ivoksneerden

gennemsnitlige plasmakoncentration af amideret GLP-1 omkring 5-10 pmol/L i fastende

personer,og40-50pmol/L90minutterefterindtagelseafetmåltid(Padidelaetal.2009).Idet

hovedandelenafL-cellerfindesidensidstedelaftyndtarmen,erdetusandsynligtatdenførste

faseafGLP-1udskillelsenskyldesdirektekontaktafnæringsstoffermedL-cellerne.Adskillige

studierharvistatdetautonomenervesystem,specieltvagusnerven,spillerenvigtigrolleiat

medieredentidligeudskillelseafGLP-1.Vagusnervensrolle,somenvigtigmediator,erblevet

vistpåstudierafrotter.Detblevpåvistatvagotomi,hvorvagusnervenerskåretover,blokerer

fedtinduceretGLP-1-sekretion,hvorimoddirekteelektriskstimuleringafvagusnervensceliac-

grene,somindvirkerpåjejunum,ileumogtyktarm,øgersekretionafGLP-1(Rocca&Brubaker

1999).Derudoverbidragerneurotransmitternegastrin-releasingpeptid(GRP)ogacetylcholin

(ACh),oghormonetgastriskinhibitoriskpeptid(GIP)tildenhurtigefrigivelseafGLP-1efter

indtagelseafetmåltid.UdskillelseafGLP-1herskyldesikkedirektekontaktafnæringsstoffer

medL-cellerne,menskerderimodindirektegennemenneuro-endokrinpathway,somkanses

påfigur2.

Figur2:Oversigtoverdenproximale-distaleneuendrokrinepathway,somharindflydelsepåGLP-1sekretionfrailealeL-cellerfrarotter(LimandBrubaker,2006).

Page 7: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

7

TilatpåvisedettidligereresponsafGLP-1,erderlavetenmodelpårotter,hvornæringsstoffer

varforhindretatnåtildendistaletarm,ogdervedundgåkontaktmedL-cellerne.Glukoseeller

fedtblevplaceretiduodenum,hvilketinduceredeenomgåendeoglangvarigstimuleringafL-

celler, som kunne sammenlignes med GLP-1 sekretion niveauer, når næringsstoffer var

placeret direkte i ileum (Roberge & Brubaker 1993). Derudover viste forsøget, at når

næringsstoffervarplaceretiduodenum,blevGIPfrigivetfraK-celler.GIPaktivererafferente

vagusnerver, som stimulerer L-cellerne indirekte. Stimuleringen sker igennem efferente

vagusnerverogenteriskeneuroner,somfrigiverAChogGRP.AChharstimulerendeeffekter,

som L-cellerne er meget følsomme overfor. GRP er et neuropeptid, frigivet fra GRPergic

neuroner i det enteriske nervesystem. Disse stimulatorer forårsager i sidste ende GLP-1

frigivelse.GIPkanogsåvedhøjereniveauerstimulereL-cellernedirekte.(Rocca&Brubaker

1999).

Der findes flere mekanismer for GLP-1 sekretion, hvor sekretionen sker som respons på

fødeindtagafkulhydrater,proteinerogfedt.GlukosestimulererGLP-1sekretionvednatrium

(Na+)kobletoptagviasodium-glucosetransporter1(SGLT1),somtransportereretglukose

molekyle sammen med to natrium-ioner, hvilket forårsager cellemembrandepolarisering.

Depolariseringenaktiverervoltage-gatedecalciumkanaler,ogderstrømmerekstracellulært

calciumind,hvilketaktivererexocytoseafGLP-1.Derudoverskerderogsåoptagafglukosevia

GLUT2,somerelektroneutral.VedoptagafglukosebådegennemGLUT2ogSGLT1skerder

intracellulærmetabolismetilATP,hvilketforårsagerlukningafATP-følsommekalium(KATP)

kanaler.Dette forårsagerogså celledepolarisering,og sammemekanismesomovenfor sker.

FruktosestimulererogsåGLP-1sekretionviaGLUT-5,hvilketskerelektro-neutraltogkunATP-

afhængigt.

FedtsyrerstimulererGLP-1sekretionvedaktiveringafGaq-subunitpå forskelligeG-protein

kobledereceptorer(GPCR).SCFA(short-chainfattyacids)aktivererreceptorerneGPR41og

GPR43, hvor LCFA (long-chain fatty acids) aktiverer receptorerne GPR40 og GPR120. Her

stimuleres sekretionen ved aktivering af phospholipase C (PLC), der omdanner

phosphatidylinositol 4,5-biphosphate (PIP2) til inositol triphosphat (IP3) og diacylglycerol

(DAG). IP3 forårsager mobilisering af calcium fra intracellulære lagre, og DAG aktiverer

proteinkinaseC(PKC).BeggemekanismerforårsagerexocytosisafGLP-1.

Page 8: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

8

Lipidmetabolitterne oleoylethanolamide (OEA) og 2-oleoylglycerol (20G) stimulerer GLP-1

sekretionvedaktiveringafGas-kobledeGPR110-receptor,såledesatderskerenaktiveringaf

adenylylcyclase(AC).HerefterskerderenforøgelseafcykliskAMP(cAMP),hvilketaktiverer

phosphokinaseA(PKA),ogdervedstimulererGLP-1sekretion.GaldesyrekanstimulereGLP-1

sekretion på sammemåde som beskrevet ovenfor, dog ved aktivering af Gas-koblet TGR5-

receptor(Balk-Mølleretal.2014).Mekanismerneersummeretinedenståendefigur3.

Figur3:Næringsstofreceptorererplaceretpådenapikaleoverflade,hvorsekretionskerveddenbasolateralemembran.NårGLP-1frigiveskandenaktiverereceptorerpåvagusnervenellergåindikapillærerneogfølgedensystemiskecirkulation(Balk-Mølleretal.2014).

Page 9: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

9

Proteiner kan lede til GLP-1 frigivelse gennem Ca2+-receptoren (CaSR), hvor bestemte

aminosyrer forårsagerøget intracellulærtCa2+ (Mace et al. 2012).Derudover findespeptid

transporteren, PEPT1, som er en brush-border cotransporter. PEPT1 transporterer di- og

tripeptiderfratarmlumenogindicellensammenmedH+.Detteledertilcelledepolariseringog

efterfølgendeåbningafvoltage-gatedecalciumkanaler,somtilsidstledertilGLP-1frigivelse

(Diakogiannakietal.2013).

Forskellige smage opfanges af smagsreceptorceller (TCR’er), som findes i smagsløgene på

tungen, og derudover udtrykkes smagsreceptorerne i L-cellerne i tarmene. Når TCR’er på

tungenaktiveresvedsmage,senderdesignalervideretilhjerneområder,somerinvolvereti

smagsopfattelse. Ved aktivering af smagsreceptorerne i tarmen frigives GLP-1. TCR’er

klassificeresifiretyper,hvortype-1celleroverførersmagensalt.Type-2cellerudtrykkerG-

protein koblede receptorer (GPCR’er), som opfatter sød, umami og bitter. Type-3 celler

udtrykker receptorer som aktiveres af sure smage, og disse receptorer er cykliske kanaler.

Type-4cellermenesatværestamceller.DerfindestoklasserindenforsmagsGPCR’er;’taste1

receptor family’ (TAS1R)og ’taste2receptor family’ (TAS2R).Sødogumami fornemmesaf

TAS1R, som er heterodimerisk og består af en familie på tre receptorer; TAS1R1, TAS1R2,

TAS1R3.TAS1R1ogTAS1R3heterodimerereceptorerbliveraktiveretafumamismag,hvor

receptorerafTAS1R2ogTAS1R3aktiveresafsødesmage(Chaudhari&Roper2010).TAS2R

receptorfamilien harmere end 25 undertyper imennesker, og reagerer på bitre fødevarer

(Meyerhofetal.2010).a-gusducin,somera-underenhedenafG-proteinet,dererkoblet til

receptorerne,spillerenrolleisignalvidereførelsenårdetdrejersigomsød,umamiogbitter

smag.DeG-proteinkobledereceptorerstimulerera-gusducin,somaktivererphospholipaseCb2

(PLCb2).PLCb2kløverPIP2tilIP3ogDAG.DannelseafIP3ledertilforhøjetcytoplasmiskCa2+,

ogaktiveringaf’transientreceptorpotentielcation-channelsubfamilyMmember5’(TRPM5),

som leder til membrandepolarisering. Kombinationen af forhøjede Ca2+-niveauer og

membrandepolariseringresultereriåbningafstoreporer(gapjunctions),somfrigiverATP.

FrigivelseafATPaktivererpurinoreceptorerpånervefibre,derledertilsmagsopfattelse.Denne

mekanismeforegårpåsmagsreceptorcellerneismagsløgenepåtungen.(Chaudhari&Roper

2010).Den sammemekanisme sker i smagsreceptorerne i L-cellerne, hvorderdog frigives

GLP-1istedetforATP(Calvo&Egan2015).

Page 10: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

10

Nedbrydning

Når GLP-1 udskilles fra L-cellerne i tarmene nedbrydes det hurtigt af enzymet dipeptidyl

peptidase4(DPP-4),hvilketresultererienmegetkortlevetidforGLP-1.Halveringstidenfor

intaktGLP-1iplasmaer1-2minutter.DDP-4frakløveretdipeptidfraN-terminalen,hvilket

resultereriGLP-1(9-36)amidellerGLP-1(9-37),somerinaktivellervirkersomeninhibitor

vedGLP-1receptoren.Detodannedemetabolitterbliverogsånedbrudthurtigt,hovedsageligt

inyrerne,ogharenhalveringstidpåomkring4-5minutter(Holst2007).DDP-4erudtryktpå

overfladenaftarmepitelceller.DetteresultereriatmegetafGLP-1alleredenedbrydestilden

inaktivemetabolititarmene.Kunomkring25%afnyligtfrigivetGLP-1forladertarmeneien

intakt,aktivform(Hansenetal.2017).Enlignendenedbrydningpåomkring40-50%skeri

leveren, og det kan derfor beregnes at kun 10-15% af nyligt frigivet GLP-1 når ud i den

systemetiskecirkulationiintaktform(Holst,2007).

Effekter

Nårmanspiser,ogmadenkommerneditarmenedannesGLP-1,ogeffektenafGLP-1skerbåde

direktefratarmentilhjerne(vianerver)oggennemblodet.Frablodbanenfordeleshormonet

tilhelekroppen,ogvirkerpåadskilligeområderikroppen.Påfigur4seseffekterneafGLP-1.

Figur4:IllustrationafGLP-1’sfunktionerikroppen(Lundetal.2017).

Page 11: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

11

Ibegyndelsenaf1900’erneblevdetvistatvissefaktorer,somproduceresaftarmslimhinden,

som reaktion på næringsindtagelse, kan stimulere frigivelse af stoffer fra den endokrine

pankreas,ogdervedreducereblodsukkerniveauet.Senereblevbegrebetinkretinbrugttilat

betegne disse glukose-sænkende tarmafledte faktorer. Udviklingen af radioimmunanalyse

hjalpmedatbekræftekommunikationenmellemtarmogdenendokrinepankreas,dadetblev

vist, at oral glukoseadministration giver en langt større stigning i plasma insulinniveauer

sammenlignet med den samme mængde glukose givet intravenøst. Fænomenet at insulin

responsen er større ved oral glukoseindtag, i forhold til intravenøs glukose infusion kaldes

inkretin-effekten.Detanslåsatinkretin-effekteneransvarligforomkring50-70%afdettotale

insulin udskilt efter oral glukoseadministration. (Baggio & Drucker 2007). Inkretiner er

således hormoner, der udskilles fra mave-tarmkanalen til cirkulationen, som reaktion på

næringsindtagelse, som forbedrer glukosestimuleret insulinsekretion. Hormoner der har

denneeffekt erhovedsageligtblevetbestemt til hormonerneGIPogGLP-1 (Nauck&Meier

2016).

GLP-1 virker på pankreas, som består af de langerhanske øer, der indeholder bl.a.

insulinproducerende b-celler og glukagonproducerende a-celler. Disse øer ligger spredt i

pankreas,somenslagskapslerpåblodårer,sådekanmåleblodsukkerniveauetiblodet.GLP-1

hjælper til glukosehomeostase ved at stimulere insulinsekretion (inkretin-effekt), og

derudovervedsinepankreatiskeogekstra-pankreatiskefunktioner.GLP-1erpåvistatvære

medtilatstimulereGIPudskillelse,vækstafb-celler,øgeinsulin-gentransskriptionogmRNA

stabilitet, og inhibere glukagon sekretion via direkte interaktion med GLP-1 receptoren i

pankreatiskea-celler,ogindirekteviastimuleringafsomatostatin-oginsulinsekretion.Dens

ekstra-pankreatiskeeffekter inkluderer inhiberingafmavesyreudskillelse,mavetømningog

bevægelighed, og modificering af raten af næringsstoffer, som kommer ind i

cirkulationssystemet.DermedspillerGLP-1enstor rolle i reguleringafblodsukkerniveauer

(Kim&Egan2008).DerudovererGLP-1blevetkarakteriseretsomenvigtigregulatorafappetit

og fødeindtag ved direkte stimulering anorektiske veje i hypothalamus og hjernestammen

igennemsignaleringafvagusnerven.Detteuddybesyderligereisenereafsnit.

Page 12: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

12

Mæthedsregulering

Hypothalamus og hjernestammen er de vigtigste centralnervesystemregioner, som blandt

andet er ansvarlige for mæthedsreguleringen. Derudover spiller vagusnerven en betydelig

rolle.Figur5visersignalvejeneforGLP-1.

Figur5:Tarm-hjerneakse:reguleringaffødeindtagelse.NæringsstofferaktivererG-proteinkobledereceptorerpådenluminalesideafenteroendokrineceller f.eks.L-celler.Dennestimulering frigiver tarmhormonerheriblandtGLP-1, somkanpåvirkefødeindtagelsepåtrestadier:Vagusnerven,hjernestammenoghypothalamus.Forkortelser:GLP-1(glucagon-likepeptide1),ARC (nukleus arkuatus), AgRP (agouti-relateret peptid), NPY (neuropeptid Y), POMC (propiomelanocortin), PVN(paraventrikulærkerne),PYY(peptidYY)(Sametal.2012).

Nukleusarkuatus (ARC) ihypothalamusanses forat spilleenvigtig rolle iden fysiologiske

appetitregulering. ARC indeholder to populationer af neuroner, som ermodsatvirkende på

fødeindtagelse. De orexgeniske neuroner, som stimulerer appetit, udtrykker neuropeptid Y

(NPY)ogagouti-relateretprotein(AgRP).Derudoverfindesdeanorexigeniskeneuroner,der

hæmmer appetit og udtrykker pro-opiomelanocortin (POMC). ARC støder op til median

eminence,ogblodkarreneidenydrezoneafmedianeminenceerfenestrerede,hvilketgørat

cirkulerendehormonersomf.eks.GLP-1kankommeindivævetogpåvirkeaktivitetenafARC’s

neuronerdirekte (Chaudhri et al.2008).Tarmhormoner,heriblandtGLP-1, som frigives fra

mave-tarmkanalen, signalerer kortsigtet næringsstoftilgængelighed til ARC. Andre

cirkulerende faktorer, som insulin og leptin (et cirkulerende peptid frigivet fra fedtvæv)

videresender information vedrørende langsigtede energilagrer (Porte et al. 2002). Foruden

Page 13: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

13

ARCmodtagerhjernestammensnucleustractussolitarus(NTS)ogareapostrema(AP)signaler

fraafferentevagusnerverogenrækkecirkulerendefaktorer.Dissecentrersamarbejdermed

hypothalamus.Mæthedssignaler,somdannesnårmanindtagerfødeogmavenudspiles,ogder

sker en aktivering af mekanoreceptorer og kemoreceptorer, sendes via vagusnerven til

centralnervesystemet om fylde i maven. Disse signaler samles i NTS, som derefter sender

signalervidere tilhypothalamus.GLP-1ogandre tarmhormonerkanpåvirkeNTS-neuroner

gennemAP,somstøderoptilNTS(Baraboietal.2010).

Behandlingaftype2diabetesmedGLP-1

Type 2 diabetes er karakteriseret ved insulinresistens, og relativ dysfunktion af b-celler i

pankreas,somførertilinsulinmangel.Sygdommenskyldes,atb-cellerneikkekanproducere

nok insulin i forbindelse med insulinresistensen. Insulinresistens vil sige, at cellerne ikke

reagerernokpåetnormaltinsulinniveau.Dettemedfører,atleverensendersukkerudiblodet,

somisidsteendeforårsageretkroniskforhøjetblodsukker(Ferrannini1998).Derudoverer

GLP-1 sekretion lavere end normalt ved type 2 diabetikere (Lugari et al. 2000). Disse

observationergørdetinteressantatbehandletype2diabetesmedGLP-1receptoragonister

ellerGLP-1analoger,pågrundafdensinkretin-effekt,ogatdenerlavtudtryktvedpatienter

med type 2 diabetes. Den hurtige nedbrydning af GLP-1 ved enzymet DPP-4 har ledt til

udvikling af nedbrydningsresistente GLP-1 receptor agonister og DPP-4 inhibitorer til

behandlingaftype2diabetes.

Indenfor nedbrydningsresistente GLP-1 receptor agonister findes Exendin-4 og Liraglutid.

Exendin-4eretnaturligtforekommendeGLP-1efterligning,someret39aminosyrerpeptid.

Deteroprindeligtisoleretfragiftetafgilaøglen,Helodermasuspectum,ogdenudviseromkring

53%aminosyreidentitetmeddetoprindeligeGLP-1,ogerenstærkagonisttilGLP-1receptoren

ipattedyr.Exendin-4indeholderenglyciniposition2,ogerderforikkesubstratforDPP-4,

hvilket forårsager en længere halveringstid end det oprindelige GLP-1 efter subkutan

administration.Exendin-4sænkerbloksukkersignifikantiprækliniskestudier,ogserudtilat

være10til100gangestærkereenddetoprindeligeGLP-1invivo,pga.afdenmegethurtigere

nedbrydningafdetoprindeligeGLP-1peptid.Exendin-4måinjicerestogangedagligt.(Baggio

&Drucker2007).Opdagelsenafexendin-4harledttiludviklingafensyntetiskversionkaldt

Page 14: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

14

exentatid.Exentatidharenmeget længere invivohalveringstidendGLP-1ogerden første

inkretinefterligninggodkendttilbehandlingaftype2diabetes(Drucker&Nauck2006).Den

ermedtileffektivtatstimulere insulinsekretion,hæmmeglukagonogsænkeblodsukkeret.

Kliniskeforsøgharvist,atexentatiderbrugbartilbehandlingaftype2diabetes.Derudoverhar

exentatidvist,atværemedtilatreducerekropsvægtibehandledediabetikereifaseIIIkliniske

forsøg(Buseetal.2004;DeFronzoetal.2005;Kendalletal.2005).Detsessomenstorfordel,

atexentatidermedtilatgivevægttab,idetmangebehandlingeraftype2diabetesoftegiver

vægtforøgelse.Derudovererkvalmeofteenafsideeffekternevedbehandling(Murphy&Bloom

2006). Liraglutid er en human GLP-1 receptor analog, som er DPP-4 resistent og

langtidsvirkende. I kontrast til exendin-4harLiraglutid97%aminosyrerhomologimeddet

oprindeligeGLP-1.DenhartoaminosyreerstatningerogtilføjelseafenC16fedtsyrekæde,som

gørdetmuligtatbindenon-kovalenttilalbumin,ogdervedforlængedensfarmakokinetiske

profil.Liraglutidinjicereskunéngangdagligt,ogharsammeeffektersomdetoprindeligeGLP-

1(Degnetal.2004).DerudoverfindesogsåGLP-1receptoragonisten,Albiglutide,somkunskal

tageséngangugeligt(Rosenstocketal.2009).InhibitorerafGLP-1nedbrydningsenzymetDPP-

4kanværeSitagliptinellerlignendemedicin.Detkanindtagesmedføden,hvilketermedtilat

øgeplasmaniveauerneafGLP-1ogandrepeptider,somnedbrydesafDPP-4(Wagetetal.2011).

PotentieltmæthedsfremmendestofferDeterinteressant,atundersøgeomnæringsstofferellerikke-næringsstofferkanhjælpemed

atbehandlefedmevedmålrettetatstimulerenæringsstof-receptorerpåendokrineceller/L-

celler,ogdervedøgefrigivelseafGLP-1såkroppentror,atdenharindtagetetmåltid.Derer

undersøgt mange typer stoffer, som kan være potentielt mæthedsfremmende. Glukose,

proteinerogfedternæringsstoffer,somermegetundersøgtefordereseffekterpåmadindtag.

Derudover findes ikke-næringsstoffer,somogsåkanværepotentieltmæthedsfremmende. I

undersøgelsen af potentielt mæthedsfremmende stoffer tages der udgangspunkt i ikke-

næringsstoffet,grønteekstrakt,somhovedsageligtbestårafpolyphenoler.

Page 15: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

15

GrønteekstraktBrugenafplanteekstraktertilvægttaberethurtigvoksendeterapeutiskområde,somerunder

stor undersøgelse. Grøn te brygges af tørrede blade fra planten Camellia senesis. Grøn te

indeholderstoremængderpolyphenoler,somrepræsenterer30%aftørvægtenaffriskeblade.

60-80% af disse polyphenoler er flavan-3-oler, kendt som catechiner. Hovedgrupperne af

catechinerer;(-)-epigallocatechingallate(EGCG),(-)-epigallocatechin(EGC),(-)-epicatechin

(EC)og(-)-epicathechingallat(ECG).GrønteindeholdermestafcatechinenEGCG,svarendetil

50-80% af det totale catechinindhold. Denne catechin er også kendt som den mest

sundhedsfremmende(Rainsetal.2011).

EGCGharvistathaveenreducerendeeffektpåmadindtag,ogdermedforebyggefedme(Kaoet

al.2000).EnundersøgelseafSongetal.(2015)viser,atEGCGstimulererfrigivelseafGLP-1.

Undersøgelsen havde til formål at undersøge, om polyphenoler kan stimulere sekretion af

mæthedsfremmendetarmhormoner.HertilblevderanvendtCaco-2celler,somstammerfra

humane tyktarms-cancer celler. Caco-2 cellerne blev behandlet direkte med polyphenoler,

efterfulgt af måling af frigivet hormoner i en buffer. De anvendte koncentrationer af

polyphenolerblevbestemtudfraderesopløselighedoggiftighedoverforCaco-2celler.Blandt

detestedepolyphenolerstimuleredeEGCGsignifikantGLP-1frigivelsefraCaco-2celler(p=

0,0001,figur6).

Figur6:FrigivelseafGLP-1fraCaco-2cellerstimuleretafpolyphenoler.Frigivelseblevmåltefter2timersinkubationmedpolyphenolerne. Koncentrationerne af polyphenolerne var; quercetin, apigenin, hesperidin og genistein, 100 µM; EGCG,cyanidinogresveratrol,300µM,chlorogenicacidogferulicacid,1mM,emodinogcurcumin,50µM.Kontrolerenprøve,hvorderkunertilsatassaybuffer.StatistisksignifikansblevbestemtvedDunnet’stestvedp<0,05(n=3)(Songetal.2015).

Page 16: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

16

GLP-1 sekretionen viste sig at være dosisafhængigt. Caco-2 cellerne blev stimuleret af

forskellige doser af EGCG fra 100mM til 500mM, hvor GLP-1 sekretion viste sig at blive

induceretaf300mMsomminimumkoncentration,hvilketkansespåfigur7.

Figur7:EndosisafhængigresponsafGLP-1sekretionfraCaco-2cellerstimuleretafEGCG.StatistisksignifikansblevbestemtvedDunnet’stestvedp<0,05(n=3)(Songetal.2015).

Derudover blev det undersøgt, om EGCG stimulerede frigivelse af tarmhormoner på

vævsniveau.Detteblevudførtvedetexvivoassay,hvorduodenum,ileumogtyktarmframus

blevbrugt.Musetarmeneblevbehandleti45min.med1mMEGCG.Resultatetvistetydeligtat

GLP-1blevudskiltfraileum(p=0,006,figur8).Disseresultaterermedtilatvise,atEGCGeri

standtilatstimuleresekretionafGLP-1fradyr(Songetal.2015).

Figur8:SekretionafGLP-1framusetarmesomresponspåEGCG.Målingerblevtaget45minefterbehandlingmed(mørksøjle)elleruden(hvidsøjle)1mMEGCG.StatistisksignifikansblevbestemtvedStudentst-testvedp<0,05(n=3)(Songetal.2015).

Undersøgelsenviseraltialt,atEGCGstimulerersekretionafGLP-1fraCaco-2celler(invitro)

ogframusetarme(exvivo).DermedviserresultaterneatEGCGkanhaveenpotentielrollefor

appetitregulering og kontrol af energibalance. Dog skal resultaterne opnået fra Caco-2

cellelinjenfortolkesmedforsigtighed.Caco-2cellerstammeroprindeligt fraenkræftsvulst i

Page 17: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

17

tyktarmen (human), men funktionelt ligner de tyndtarmsceller. Når cellerne dyrkes under

specifikke betingelserændrer de sig, så de ligner enterocytter i tyndtarmen (Hidalgo et al.

1989). Derfor kan det være en usikker cellelinje, da dyrkningen af cellerne kan påvirke,

hvordancellerneudartersig,ogdederfor ikke lignerceller franormaltvæv.Forsøgenebør

derfor formentligt gentages på andre cellelinjer, således at det er mere sandsynligt, at

resultaternekangenskabespånaturligtvæv.

Det er blevet vist at nogen ikke-næringsstoffer f.eks. polyphenoler, virker på

bittersmagsreceptorer, som hører under TAS2R (Meyerhof et al. 2010). Her er det blevet

demonstreret,atEGCGaktivererreceptorernehTAS2R14oghTAS2R39(Yamazakietal.2013;

Narukawa et al. 2011). Da disse bittersmagsreceptorer er blevet vist at inducere GLP-1

sekretion, stemmer det overens med, at EGCG kan stimulere GLP-1 sekretion, og dermed

muligvishaveindvirkningpåmæthedsreguleringogmadindtag.

IenundersøgelseafLiuetal.(2014),bleveffektenafgrønteekstrakt(GTE)testetpåpatienter

med type 2 diabetes og lipid-abnormaliteter i et randomiseret, dobbeltblindet, og placebo-

kontrolleret klinisk forsøg. Forsøgsresultater er baseret på 77 deltagere, somblev delt i to

grupper.Denenegruppe(39deltagere)indtog500mgGTE,tregangeomdagen,imensden

andengruppe(38deltagere)indtogcellulose(placebo)isammedoseroghyppighed.GTE’en

brugt til studiet var koffeinfri, og over 50% af indholdet var af catechinen EGCG. Forsøget

varedei16uger,ogniveauetafGLP-1blevmåltommorgenenefter8-9timersfaste.GLP-1

niveauetiEGCG-gruppenstegfra1.4±1.2til2.6±1.6medstatistisksignifikans(p=0.001).Der

blevikkevistnogensignifikantforskeliGLP-1niveauiplacebo-gruppen;1.9±2.3til2.2±1.8,(p

=0,60).Derudoverblevderikkeopnåetsignifikantforskelmellemgrupperne.Udoveratmåle

GLP-1niveauer,blevderbl.a.ogsåmåltpå insulinniveauerog insulinresistens. Insulin faldt

markantfra15.6±10.4til9.3±4.2(p=0.00)iEGCG-gruppen,ogfra17.0±14.8til12.3±7.5(p=

0.039) i placebo-gruppen, men der var ingen signifikant forskel mellem grupperne.

Insulinresistens-niveauer blevmålt af ’homeostatis model assessment of insulin resistance

index”(HOMA-IR).HOMA-IRindeksfaldtfra5.4±3.9til3.5±2.0medstatistisksignifikans(p=

0.004) i gruppen der indtog EGCG, hvor indekset også faldt i placebo-gruppen, men ikke

signifikant. Studiet viste altså øget GLP-1, lavere insulin og nedsat insulinresistens i EGCG-

Page 18: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

18

gruppen.Disseresultatervardogkunsignifikanteigrupper,somhavdeværetsygeimindre

end5år.Derforkræverdetyderligeundersøgelse,hvorderbehøvesetstørreantaldeltagere,

foratundersøgedekliniskekaraktererafpatientermedbedreGLP-1responstilGTE.

Josic et al. (2010) har undersøgt om grøn te har mættende effekt i raske personer.

Undersøgelsenerbaseretpå14sundeograskedeltagereietcrossoverdesign,hvordeltagerne

tilfældigtentenfik300ml.grønteellervand.Detblevindtagetsammenmedenmorgenmad

beståendeafhvidtbrødogkalkun.Tilmålingafmæthedsfornemmelsehosdeltagernebleven

valideretvisuelanalogscore(VAS)brugt,somerbaseretpåetscorings-system.Derudoverblev

der brugt et omfattende spørgeskema, som vurderede forskellige følelser af mæthed.

Resultaterne fra undersøgelsen viste, at deltagerne oplevede signifikant højere

mæthedsfornemmelse, mindre trang til at spise deres yndlingsmad, og fandt det mindre

behagelig at spise endnu en mundfuld af den samme mad efter at have drukket grøn te

sammenlignetmedvand.Forskellige faktorerkanhave indflydelseog forklare resultaterne.

Smagsoplevelsenafgrøntekanhavehaftbetydningfordenøgedemæthedsfølelse.Deltagerne

føltehellerikkemeremisbehagvedindtagelseafgrønteendreferencemåltidet(vand),ogde

føltesighellerikkemeresygeigennemforsøgetmedgrønte.Derforkandenhøjerefølelseaf

mæthedikkeforklaresvedubehagafindtagelsenafgrønte.Desudenoplevededeltagerneen

stærkerefølelseaflysttilatindtagederesyndlingsmadellerendnuenmundfuldafdensamme

madefterreferencemåltidet.Ændringerihormonniveauerf.eks.GLP-1,kanværeårsagtilgrøn

te’s mæthedsfremmende effekt, men hormonniveauerne blev ikke målt i dette forsøg.

Undersøgelsen har alt i alt nogle begrænsninger, og resultaterne bør behandles med

forsigtighed. Forsøget var ikke blindet, og den øgede mæthedsfornemmelse kan være

forudindtaget. Et større antal deltagere, og derudover at inkludere overvægtige deltagere

kunnehaveindflydelsepåresultaterne.

CellemodellerIvoressøgenefter fødevarekomponenter, somkanstimuleresekretionafGLP-1,ogderved

ændre fødeindtag ved at give større mæthedsfornemmelse, bruges cellemodeller.

Enteroendokrine cellelinjer fra pattedyr bruges som udgangspunkt til at måle

tarmhormonresponspånæringsstofferogikke-næringsstoffer.Detervanskeligtatudviklein

Page 19: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

19

vitromodeller af enteroendokrine cellelinjer, hovedsageligt fordi enteroendokrine celler er

sparsomt fordelt overmave-tarmkanalen, og lokaliseret sammenmed rigeligemængder af

enterocytter. Det er dog lykkedes for adskillige at succesfuldt danne in vitro screenings

bioassays (Verhoeckx, K., Cotter, P., López-Expósito, I., Kleiveland, C., Lea, T., Mackie, A.,

Requena, T., Swiatecka, D.,Wichers 2015). Blandt de enteroendokrine cellemodeller findes

STC-1ogHUTU-80,somderfokuserespåividereafsnit.

STC-1celler

TilatstudereGLP-1sekretionersekretiontumorcellelinjen(STC-1)megetbrugt.Denbesidder

mangeegenskabersomoprindeligeenteroendokrineceller,ogderforerdenmegetbrugttilat

identificereingredienser,derstimulerersekretionaftarmhormonerinvitro.Denerudviklet

fraproksimaletarmtumorerimus.STC-1cellelinjenerenheterogenenteroendokrincellelinje,

somudtrykkeradskilligemætheds-oginkretinhormoner,heriblandtCCK,GIP,PYY,pankreas

polypeptid, neurotensin og proglukagon-afledte peptider: GLP-1, GLP-2 og oxyntomodulin.

Egenskaben,atkunnefrigiveenstorvarietetaftarmhormoner,erogsåmedtilatgøreSTC-1

cellemodellenmegetbrugtogpopulær(Rindietal.1990).

Nårstofferneskaltestesfor,omdestimulererGLP-1sekretion,børfølgendeprocedureudføres.

Devalgtetestkomponenteropløsesiopvarmetbuffer.Bufferenskaltestesinden,foratsikreat

denpassersammenmeddetbestemteimmunoassay.TestopløsningenspHskaltilpassestil7.0-

7.4.Tilmåling af hormonsekretion, skal STC-1 cellernepodes i 6brøndsplader i suppleret

DMEM-medier(indeholderaminosyrerogvitaminer).Herstårcellerneietbestemtantaltimer

vedenbestemttemperatur,hvoreftermedierneaspireresogcellemonolagetvaskesmedden

valgtebuffer.Cellerneskaltilpassesdetnyeiklimaibuffereninogettid,oghereftertilsættes

testopløsningtilbrøndene.Cellerinkuberesi1-4timer,hvorerfaringerviser,atenperiodepå

3-4timereroptimaltforhormonsekretion.Derbøraltidinkluderespositivekontrollerkendt

for at stimulere tarmhormonsekretion og negative kontroller (buffer alene) i hver

forsøgsenhed.Efterinkubationtilsættesproteaseogphosphataseinhibitorforatbeskyttemod

hormonnedbrydning.Medietovercellerneopsamles,overførestilrørogcentrifugeresforat

fjernecellerester.Supernatanterneopsamlesogopbevares indenydereligeanalyse.Derbør

udføresmindst trebiologiskereplikater. Intracellulæreniveaueraf sekundæremessengere

(cAMP,IP3ogCa2+)brugesoftesomhurtigeindirekteindikatorerforhormonsekretion.Der

Page 20: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

20

findesadskilligemetodertilmålingafdisse.TilpåvisningaftarmhormonerneCCK,PYYogGLP-

1findesenrækkefølsommeognøjagtigeimmunoassays(ELISAogRIA)(Verhoeckx,K.,Cotter,

P., López-Expósito, I., Kleiveland, C., Lea, T.,Mackie, A., Requena, T., Swiatecka, D.,Wichers

2015).

HuTu-80celler

HuTu-80erenhumancellelinje,somkommerfraen53årigkaukasiskmand.Cellernestammer

fraduodenum,ogudtrykkerreceptorerforbombesin(G-proteinkobledereceptorer).HuTu-

80cellerdyrkesisuppleretEMEMmedie(Eagle’sMinimumEssentialMedium)(CLScelllines

service,7/6-17).HuTu-80cellelinjener ikkeenoftebrugtcellelinje,hvilkenkanskyldes,at

erfaringerviser,atcellerneersværereathåndtereendforeksempelSTC-1celler.Dekanvære

sværeatdyrke,ogpludseligoplevesatværedøde(personligsamtale).

HuTu-80cellelinjener ikkenærsåbrugtsomSTC-1cellelinjen,ogderforfindesderikkeen

generel fremgangsmåde på, hvordan forskellige stoffer testes i denne cellemodel. HuTu-80

cellelinjenblevbrugtietforsøgafOhtsuetal.(2014).Sød-smagsreceptorerregulererGLP-1

sekretioniL-celler,hvorsignalsystemetaktiveretafdennereceptorblevundersøgtvha.HuTu-

80celler.Datestkomponenterneskulletestes,blevHuTu-80cellernepodetibrøndspladerog

inkuberetførmålingafGLP-1sekretion.Herefterblevcellernevaskettogangemedenbuffer,

og herefter inkuberet i bufferen. Efter blev de inkuberet i samme buffer, og derudover

forskelligekoncentrationeraftestkomponenterne.Supernatantenblevtilsidstiinkubationen

opsamletogcentrifugeretforatfjernecellerester.GLP-1koncentrationenisupernatantenblev

måltvedradioimmunoassay(RIA).Hverprøveblevanalyseretitoeksemplarer.

HuTu-80cellelinjenharderudovereksempelvisværebrugtietforsøg,hvorderblevundersøgt

omsteroidglycosidH.g.-12kunnestimulerehormonsekretion(CCK)fraenteroendokrineceller

(LeNevé et al. 2010). Cellelinjen har også været brugt i et forsøg, hvor de undersøgte om

liganderforTAS2R38receptor,kanstimulereGLP-1sekretion(Phametal.2016).

Page 21: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

21

Diskussion

Grønteekstrakt

Omgrønteekstraktermæthedsfremmendeellerej,kanikkesvarespåendegyldigt. I første

undersøgelsevisteEGCGatstimulereGLP-1sekretionfraL-celler,hvilketblevpåvistpåCaco-

2cellerogimusetarme(Songetal.2015).IdetderervisusikkerhedvedCaco-2cellelinjen,bør

detogsåtestespåenandencellemodel.DerudoverblevEGCGtestetpåpatientermedtype2

diabetesoglipidabnormaliteter,hvorGLP-1sekretionblevøgetsignifikant(Liuetal.2014).I

densidsteundersøgelseblevdetmåltomEGCGvarmæthedsfremmende,ogdetblevtestetpå

raskemennesker.UndersøgelsenvisteatEGCGvarmedtilatøgemæthedsfornemmelsen(Josic

etal.2010).Iundersøgelsenvarderkun14deltagere,såienandenundersøgelsekrævesen

størreantaldeltagere, ogderudoverbørovervægtigedeltagere inkluderes.Pådenene side

tyder det på at grøn te ekstrakt kan øge GLP-1 sekretion og være potentielt

mæthedsfremmende,menpådenandensidekrævesderyderligerestudierogundersøgelser.

Anvendelseafcellemodeller

Cellemodeller bliver i høj grad anvendt i undersøgelsen af potentielt mæthedsfremmende

ingredienser, og spørgsmålet om, hvornår de kan bruges eller ikke bruges, er komplekst.

Forsøgsresultaterfracellemodellerskalanalyseresmedforsigtighed,idetatdetnetopforegår

på celleniveau. Resultaterne viser ikke resultater for en hel organisme. Resultater fra en

cellemodel,erresultatervistpåspecifiktdenenecelle,ogdettekangodtændresigogmåske

sletikkevirke,nårdetkommeroverpåenhelorganisme.Deteroftecellemodellerfradyrsom

bliveranvendt,menhumanecellemodellerbliverogsåihøjgradanvendt.Oftetestermanførst

på cellelinjer fra dyr, og derefter på humane cellelinjer. Dette er med til at gøre

forsøgsresultatermerebrugbare,idetdetnetopkommertætterepåenhelorganisme.Manskal

dogaltidvælgesincellelinjemedomhu,ogkiggepåhvorvalideretdener.

Udover cellemodeller bliver testkomponenterne også testet på dyr. Anvendelsen af

cellemodellerermedtilatsænkeanvendelsenafdyreforsøg,hvilketsessomenpositivting.

Grundentilatcellemodellerbegynderatkunneerstattedyreforsøg,skyldesblandtandetat

manharfåetbedremetoder,blevetbedretilatstandardisereforsøgene,ogfårmerevidenud

afdeenkelteforsøg.Pådenandensidenskalmanhuske,atcelleraltidkommerfraendonor,

Page 22: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

22

hvilket har begrænsninger. Anvendelsen af dyr er med til at teste og fuldt ud forstå

behandlinger,somkanhaveindvirkningpåmenneskerogdyrssundhedpåenheltandenmåde,

endhvisderkunblevbrugt cellemodeller.Cellemodellervil altsåaldrigheltkunneerstatte

anvendelseafdyrtilforsøgafkropssystemer.

KonklusionOpgaven havde til formål at beskrive GLP-1’s rolle i mæthedsreguleringen, og derudover

potentieltmæthedsfremmende stoffer, som øger sekretionen af GLP-1, og til sidst hvordan

disse stoffer testes i cellemodeller. GLP-1 frigives fra L-celler i tarmen, og påvirker

appetitregulerendecentreihjernenviablodetogvagusnerven.Bådenæringsstofferogikke-

næringsstoffer er med til at stimulere sekretionen af GLP-1, og dermed virke potentielt

mæthedsfremmende. Grøn te ekstrakt, som fokuseres på i opgaven, viste sig at øge GLP-1

sekretionogøgemæthedsfornemmelsenienrækkeundersøgelser.Detkræverdogyderligere

undersøgelser af grøn te ekstrakt, for at kunne sige mere endegyldigt, om det er

mæthedsfremmende eller ej. Potentielt mæthedsfremmende stoffer testes i cellemodeller,

hvilketerenmegetbrugtmetode,sombådeharsinefordeleogulemper.

PerspektiveringFedmeogovervægteretstigendeproblemiverdenen,ogderarbejdesihøjgradpåatfinde

løsningertildette.Ændringerilivsstil,somatdyrkemeremotionogspisesundterenselvfølge,

menyderligeretiltagkanværenødvendige.Derfindesmegetmedicintilbehandlingaffedme,

mendetvilleværeenstorfordel,hvisnaturligesupplementerkunneanvendesibehandlingen

mod fedme, og på denne måde undgå anden form for medicinering. I opgaven er grøn te

ekstraktundersøgtfordenspotentieltmæthedsfremmendeeffekt.Grønteerbådeetsimpelt

ognaturligtsupplement,ogharpotentieltmæthedsfremmendeeffekter,hvordetkanværemed

tilatsnydekroppentilattroatdenermæt.Fremtidigtvilledetværeenstorfordel,hvisenpille

ellerkapselmedgrøn teekstraktkunnevirkesomfedmebehandling,ogmandervedkunne

undgåandenformformedicin.Udoveratkunnebrugestilbehandlingatfedme,kunnegrønte

ekstraktogsåværeenmuligkandidattilbehandlingaftype2diabetes.

Page 23: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

23

ReferencerBaggio,L.L.&Drucker,D.J.,2007.BiologyofIncretins:GLP-1andGIP.Gastroenterology,

132(6),pp.2131–2157.

Balk-Møller,E.,Holst,J.J.&EhrenreichKuhre,R.,2014.Incretinsecretion:directmechanisms.

Baraboi,E.D.etal.,2010.Effectsofalbumin-conjugatedPYYonfoodintake:Therespective

rolesofthecircumventricularorgansandvagusnerve.EuropeanJournalof

Neuroscience,32(5),pp.826–839.

Buse,J.B.etal.,2004.Effectsofexenatide(exendin-4)onglycemiccontrolover30weeksin

sulfonylurea-treatedpatientswithtype2diabetes.DiabetesCare,27(11),pp.2628–2635.

Calvo,S.S.-C.&Egan,J.M.,2015.Theendocrinologyoftastereceptors.NatureReviews

Endocrinology,11(4),pp.213–227.Availableat:

http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nrendo.2015.7.

Chaudhari,N.&Roper,S.D.,2010.Reviewseries:Thecellbiologyoftaste.TheJournalofCell

Biology,190(3),pp.285–296.Availableat:

http://www.jcb.org/cgi/doi/10.1083/jcb.201003144.

Chaudhri,O.B.,Field,B.C.T.&Bloom,S.R.,2008.Gastrointestinalsatietysignals.International

journalofobesity(2005),32Suppl7,pp.S28–S31.

CLScelllinesservice:http://www.clsgmbh.de(7/6-17)

DeFronzo,R.A.etal.,2005.Effectsofexenatide(exendin-4)onglycemiccontrolandweight

over30weeksinmetformin-treatedpatientswithtype2.DiabetesCare,28(5),pp.1092–

1100.

Degn,K.B.etal.,2004.OneWeek’sTreatmentWiththeLong-ActingGlucoseReleasein

PatientswithType2Diabetes.Diabetes,53(10),pp.1187–1194.

Diakogiannaki,E.etal.,2013.Oligopeptidesstimulateglucagon-likepeptide-1secretionin

micethroughproton-coupleduptakeandthecalcium-sensingreceptor.Diabetologia,

56(12),pp.2688–2696.

Drucker,D.J.&Nauck,M.A.,2006.Theincretinsystem:glucagon-likepeptide-1receptor

agonistsanddipeptidylpeptidase-4inhibitorsintype2diabetes.Lancet(London,

England),368(9548),pp.1696–1705.

Ferrannini,E.,1998.InsulinResistanceversusInsulinDeficiencyinNon-Insulin-Dependent

DiabetesMellitus:ProblemsandProspects.EndocrRev,19(4),pp.477–490.Availableat:

Page 24: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

24

http://edrv.endojournals.org/cgi/content/abstract/19/4/477.

Hansen,L.etal.,2017.PeptidaseIVintheCapillariesSupplyingtheLCellsofthePorcine

Intestine*.,140(January),pp.5356–5363.

Hidalgo,I.J.,Raub,T.J.&Borchardt,R.T.,1989.Characterizationofthehumancoloncarcinoma

cellline(Caco-2)asamodelsystemforintestinalepithelialpermeability.

Gastroenterology,96(3),pp.736–49.Availableat:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2914637.

Holst,J.J.,2007.ThePhysiologyofGlucagon-likePeptide1.PhysiologicalReview,(225),

pp.1409–1439.

Josic,J.etal.,2010.Doesgreenteaaffectpostprandialglucose,insulinandsatietyinhealthy

subjects:arandomizedcontrolledtrial.NutritionJournal,9(1),p.63.Availableat:

http://nutritionj.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2891-9-63.

Kao,Y.-H.,Hiipakka,R.A.&Liao,S.,2000.ModulationofEndocrineSystemsandFoodIntake

byGreenTeaEpigallactachinGallate.Endocrinology,141(3),pp.980–987.

Kendall,D.M.etal.,2005.Effectsofexenatide(exendin-4)onglycemiccontrolover30weeks

inpatientswithtype2diabetestreatedwithmetforminandasulfonylurea.Diabetes

Care,28(5),pp.1083–1091.

Kim,W.&Egan,J.M.,2008.Theroleofincretinsinglucosehomeostasisanddiabetes

treatment.Pharmacologicalreviews,60(4),pp.470–512.Availableat:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19074620%5Cnhttp://www.pubmedcentral.nih.

gov/articlerender.fcgi?artid=PMC2696340.

Lim,G.E.&Brubaker,P.L.,2006.Glucagon-LikePeptide1SecretionbytheL-Cell:TheView

FromWithin.Diabetes,55(Supplement2),pp.S70–S77.Availableat:

http://diabetes.diabetesjournals.org/cgi/doi/10.2337/db06-S020.

Liu,C.-Y.etal.,2014.EffectsofGreenTeaExtractonInsulinResistanceandGlucagon-Like

Peptide1inPatientswithType2DiabetesandLipidAbnormalities:ARandomized,

Double-Blinded,andPlacebo-ControlledTrial.PLoSONE,9(3),p.e91163.Availableat:

http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0091163.

Lugari,R.etal.,2000.Effectofnutrientingestiononglucagon-likepeptide1(7-36amide)

secretioninhumantype1andtype2diabetes.Hormoneandmetabolicresearch=

Hormon-undStoffwechselforschung=Hormonesetmétabolisme,32,pp.424–8.

Availableat:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11069208.

Page 25: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

25

Lund,A.,K.Knob,F.&Vilsbøll,T.,2017.GLP-1-receptoragonistertilbehandlingaftype2-

diabetes–kliniskeforskelleogligheder.,4,p.4.

Mace,O.J.,Schindler,M.&Patel,S.,2012.TheregulationofK-andL-cellactivitybyGLUT2and

thecalcium-sensingreceptorCasRinratsmallintestine.TheJournalofphysiology,

590(Pt12),pp.2917–36.Availableat:

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3448156&tool=pmcentrez

&rendertype=abstract.

Meyerhof,W.etal.,2010.TheMolecularReceptiveRangesofHumanTAS2RBitterTaste

Receptors.ChemicalSenses,35(2),pp.157–170.Availableat:

https://academic.oup.com/chemse/article-lookup/doi/10.1093/chemse/bjp092.

Murphy,K.G.&Bloom,S.R.,2006.Guthormonesandtheregulationofenergyhomeostasis.

Nature,444(7121),pp.854–859.Availableat:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17167473.

Narukawa,M.etal.,2011.Evaluationofthebitternessofgreenteacatechinsbyacell-based

assaywiththehumanbittertastereceptorhTAS2R39.BiochemicalandBiophysical

ResearchCommunications,405(4),pp.620–625.

Nauck,M.A.&Meier,J.J.,2016.Theincretineffectinhealthyindividualsandthosewithtype2

diabetes:physiology,pathophysiology,andresponsetotherapeuticinterventions.The

LancetDiabetes&Endocrinology,8587(15),pp.1–12.Availableat:

http://dx.doi.org/10.1016/S2213-8587(15)00482-9.

LeNevé,B.etal.,2010.ThesteroidglycosideH.g.-12fromHoodiagordoniiactivatesthe

humanbitterreceptorTAS2R14andinducesCCKreleasefromHuTu-80cells.American

journalofphysiology.Gastrointestinalandliverphysiology,299(6),pp.G1368-75.

Availableat:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20930049.

Ohtsu,Y.etal.,2014.Diversesignalingsystemsactivatedbythesweettastereceptorin

humanGLP-1-secretingcells.MolecularandCellularEndocrinology,394(1–2),pp.70–79.

Availableat:http://dx.doi.org/10.1016/j.mce.2014.07.004.

Padidela,R.etal.,2009.Elevatedbasalandpost-feedglucagon-likepeptide1(GLP-1)

concentrationsintheneonatalperiod.EuropeanJournalofEndocrinology,160(1),

pp.53–58.

Pham,H.etal.,2016.Abitterpillfortype2diabetes?Theactivationofbittertastereceptor

TAS2R38canstimulateGLP-1releasefromenteroendocrineL-cells.Biochemicaland

Page 26: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

26

BiophysicalResearchCommunications,475(3),pp.295–300.

Porte,D.,Baskin,D.G.&Schwartz,M.W.,2002.Leptinandinsulinactioninthecentralnervous

system.Nutritionreviews,60(10Pt2),pp.S20-9-84,85–7.Availableat:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12403080.

Rains,T.M.,Agarwal,S.&Maki,K.C.,2011.Antiobesityeffectsofgreenteacatechins:A

mechanisticreview.JournalofNutritionalBiochemistry,22(1),pp.1–7.Availableat:

http://dx.doi.org/10.1016/j.jnutbio.2010.06.006.

Rask,E.etal.,2001.Impairedincretinresponseafteramixedmealisassociatedwithinsulin

resistanceinnondiabeticmen.DiabetesCare,24(9),pp.1640–1645.

Rindi,G.etal.,1990.Developmentofneuroendocrinetumorsinthegastrointestinaltractof

transgenicmice.Heterogeneityofhormoneexpression.TheAmericanjournalof

pathology,136(6),pp.1349–63.Availableat:

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1877573&tool=pmcentrez

&rendertype=abstract.

Roberge,J.N.&Brubaker,P.L.,1993.Regulationofintestinalproglucagon-derivedpeptide

secretionbyglucose-dependentinsulinotropicpeptideinanovelenteroendocrineloop.

Endocrinology,133(1),pp.233–240.

Rocca,A.S.&Brubaker,P.L.,1999.Roleofthevagusnerveinmediatingproximalnutrient-

inducedglucagon-likepeptide-1secretion.Endocrinology,140(4),pp.1687–1694.

RosenstockJ,ReuschJ,BushM,YangF,S.M.,2009.PotentialofAlbiglutide,aLong-ActingGLP-

1ReceptorAgonist,inType2Diabetes.DiabetesCare,32(10)(10),pp.1880–6.

Sam,A.H.etal.,2012.Theroleofthegut/brainaxisinmodulatingfoodintake.

Neuropharmacology,63(1),pp.46–56.Availableat:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0028390811004631[AccessedMay

6,2017].

Song,W.-Y.etal.,2015.(-)-Epigallocatechin-3-gallateinducessecretionofanorexigenicgut

hormones.,57,pp.164–169.

Verhoeckx,K.,Cotter,P.,López-Expósito,I.,Kleiveland,C.,Lea,T.,Mackie,A.,Requena,T.,

Swiatecka,D.,Wichers,H.,2015.TheImpactofFoodBioactivesonHealthK.Verhoeckxet

al.,eds.,Cham:SpringerInternationalPublishing.Availableat:

http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-

84945157886&partnerID=tZOtx3y1.

Page 27: GLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 (GLP-1) OG ... - library.au.dklibrary.au.dk/fileadmin/ · Depolariseringen aktiverer voltage-gatede calcium kanaler, og der strømmer ekstracellulært calcium

27

Waget,A.etal.,2011.PhysiologicalandpharmacologicalmechanismsthroughwhichtheDPP-

4inhibitorsitagliptinregulatesglycemiainmice.Endocrinology,152(8),pp.3018–3029.

Whalley,N.M.etal.,2011.ProcessingofproglucagontoGLP-1inpancreaticalfa-cells:Isthisa

paracrinemechanismenablingGLP-1toactonbeta-cells?JournalofEndocrinology,

211(1),pp.99–106.

Yamazaki,T.etal.,2013.ActivationofthehTAS2R14humanbitter-tastereceptorby(-)-

epigallocatechingallateand(-)-epicatechingallate.Bioscience,Biotechnology,and

Biochemistry,77(9),pp.1981–1983.Availableat:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Cit

ation&list_uids=24018685.