A csíráztatott barna rizs javítja az elhízást a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott patkányokban

Absztrakt

Háttér

A csíráztatott barna rizs (GBR) egy új funkcionális élelmiszer, amely magas rosttartalmú és bioaktív vegyületeket tartalmaz, egészséget elősegítő tulajdonságokkal. A tanulmány célja a GBR elhízásellenes hatásainak értékelése elhízott, magas zsírtartalmú étrenddel táplált patkányokban (HFD).

Mód

A hím Sprague-Dawley patkányokat 8 hétig HFD-vel etették az elhízás kiváltása érdekében. Ezután a patkányokat GBR-vel adtuk be, ahol a HFD táplálkozási szénhidrátjának forrását további 8 hétig 25% GBR, 50% GBR vagy 100% GBR helyettesítette. A máj és a zsírszövet antropometriájának, táplálkozási állapotának, biokémiai paramétereinek és hisztopatológiájának változását mértük.

Eredmények

A HFD-vel táplált patkányoknál a testtömeg-növekedés és a fehér zsírszövet-tömeg növekedése volt megfigyelhető a kereskedelmi táplálékkal fogyasztott patkányokhoz képest. A GBR 50% GBR-ben és 100% GBR-ben történő beadása jelentősen csökkentette a testtömeg-növekedést és az élelmiszer-bevitelt, valamint javította a lipidprofilokat elhízott patkányokban. Ezenkívül a GBR beadása csökkentette az adipozitást azáltal, hogy kimutatta a fehér zsírszövet tömegének, az adipociták méretének és a leptin szintjének a csökkenését, egyidejűleg a székletbe juttatott zsír nagyobb arányával. A mikro- és makrovezikuláris steatózist nyilvánvalóan gyengítették elhízott patkányokban, akiket GBR-vel tápláltak.

Következtetés

Ezek az eredmények azt mutatták, hogy a GBR elhízásellenes hatást fejtett ki a testtömeg-gyarapodás és a táplálékfelvétel elnyomásával, a lipidprofilok javításával, valamint a leptinszint és a fehér zsírszövet tömegének csökkentésével HFD-vel táplált elhízott patkányokban.

Háttér

Az elhízás olyan állapot, amikor a kóros vagy túlzott zsírfelhalmozódás a testben befolyásolhatja egy ember egészségét [1]. Gyakran úgy tekintik, hogy jelentős egészségi veszélyt jelent az olyan betegségekre, mint a cukorbetegség, a magas vérnyomás, a diszlipidémia, a szívkoszorúér-betegség, a stroke és a rák több típusa, valamint növeli a halálozás kockázatát [2]. A közelmúltban a világ felnőtt férfinak körülbelül 10,0% -át és a világ felnőtt nőjének 14,0% -át állapították meg elhízottnak (testtömeg-index, BMI ≥30) a World Health Statistics 2014 jelentésében [3]. Malajziában az elhízott felnőttek prevalenciája 15,1% volt 2011-ben [4]. Az elhízás összetett etiológiája miatt a hosszú távú elhízás kezelésének terápiás megközelítése nehéz. Az életmódbeli beavatkozás magában foglalja az ételbevitel csökkentését és a fizikai aktivitás növelését, amely az elhízás elleni küzdelem fő terápiás stratégiája, általában nem annyira ígéretes, nem hosszú távú, és sok fegyelmet igényel az egyének részéről [5]. Az elhízás elleni gyógyszerek ezzel szemben gyorsan képesek súlycsökkenésre, de káros hatásokkal járnak, és a felhasználó a fogyás visszaszerzésének problémájával találkozhat, ha abbahagyja [6].

A GBR metanol-kivonatának [9] és vízkivonatának [10] korábbi vizsgálata a HFD-vel táplált egerek testtömeg-növekedésének szuppresszióját mutatta. Ho és mtsai. [9] beszámolt arról, hogy a GBR metanol-kivonata csökkenteni tudta az adipogenezist a 3T3-L1 adipocitákban az adipogén transzkripciós faktorok és az adipogén gének lefelé szabályozott expressziója révén. Bár kevés tanulmány vizsgálta a GBR különböző gyógyászati tulajdonságait és annak elhízási védőhatásait, az elhízás kezelésében továbbra is korlátozott az információ a GBR egészének kivonat helyett táplálékként történő felhasználásáról. Így ennek a tanulmánynak a megkezdése a GBR mint teljes táplálék terápiás hatásainak vizsgálata volt étrend okozta elhízott hím Sprague-Dawley patkányokon.

Mód

A minta előkészítése

Állatok

Negyvenhat hím Sprague-Dawley patkányt (166,02 ± 19,63 g) külön-külön elhelyeztek rozsdamentes acél borítású polikarbonát ketrecekben (15 cm x 25 cm) az UPM Orvostudományi és Egészségtudományi Kar állatállatában (24 ± 2 ° C, 85% relatív páratartalom és kontrollált 12 órás világos-sötét ciklus) a kísérlet során. Hím patkányokat választottak ki, hogy kiküszöböljék a petefészek hormonok miatti táplálékfelvétel változásait [26], a nőstényeknél gyorsabban növekvő mértékük mellett, amelyek lehetővé teszik a testtömeg változásának könnyebb felismerését [27]. Valamennyi patkányt egy hétig akklimatizáltuk a kereskedelmi forgalomban kapható élelmiszer-pelletekkel (Arany érme, Port Klang, Malajzia). Az étkezési pellet 13% nedvességet, 8% hamu, 50% szénhidrátot, 21% fehérjét, 3% zsírt és 5% rostot tartalmazott. Diétákat és desztillált vizet biztosítottak ad libitum patkányoknak a kísérlet során. A kísérleti eljárásokat etikai engedélynek vetettük alá az UPM/IACUC/AUP-R034/2014 hivatkozási számmal, és azokat az UPM Intézményi Állattenyésztési és Felhasználási Bizottsága által megállapított irányelveknek megfelelően hajtottuk végre.

Elhízás kiváltása

A GBR kezelése

Miután megerősítették, hogy a HFD patkányok elhízottak (8 hetes elhízás indukció), a patkányokat tovább osztották HFD pozitív kontroll (PC) csoportba (n = 8), HFD által kiváltott elhízott patkány 25% GBR (25 T) csoporttal beadva (n = 8), HFD által kiváltott elhízott patkány 50% GBR (50 T) csoporttal beadva (n = 8), és a HFD által kiváltott elhízott patkányokat 100% GBR (100 T) csoporttal beadva (n = 8). A csoport mindegyikének további 8 hétig ellátták a megfelelő étrendet. Az NC csoport (n = 8) folyamatosan kereskedelmi élelmiszer-pelleteken volt, a PC-csoport a megfogalmazott HFD-n volt, a 25 T-csoport kapott HFD-t, amelyben a kereskedelmi élelmiszer-pelletek 25% -át helyettesítették GBR-rel, az 50 T-csoportot pedig HFD-vel amely a kereskedelmi élelmiszer-pelletek 50% -át helyettesítette GBR-rel, és a 100 T-csoport kapott HFD-t, amelyben az összes kereskedelmi élelmiszer-pelletet GBR-rel helyettesítették. A kezelési étrendeket hasonló módon készítették el, mint a HFD-t. Az egyes étrendek energiatartalmát bomba kalorimetriával (IKA C5003, IKA Werke, Németország) határoztuk meg a gyártó protokollja szerint, és kcal/100 g mintában fejeztük ki.

Antropometriai és étrendi mérések

Minden patkány testtömegét heti időközönként mértük, és a táplálékfelvételt hetente kétszer regisztráltuk elektromos egyensúly alkalmazásával. A BMI-t a testtömeg (g) és az anális-orr hosszának négyzetével (cm) osztva számoltuk. A takarmány hatékonyságát a napi súlygyarapodás (g) és a napi táplálékfelvétel (g) vagy a napi energiafogyasztás (kcal) hányadosaként számítottuk ki.

Vér- és szervszövet-gyűjtés

A vérmintákat egy éjszakán át tartó böjt után vettük ketamin és xilazin altatásban az indukció végén és a kezelés végén. Az összegyűjtött vért 10 percig szobahőmérsékleten 3500 fordulat/perc sebességgel centrifugáljuk, a felülúszókat összegyűjtjük és -80 ° C-on tartjuk. A kezelés végén a patkányokat szívszúrás útján exsanguálták. A májat műtéti úton eltávolítottuk, fiziológiás sóoldattal öblítettük, és a nedves tömegeket analitikai mérleggel mértük a blotolás után. A fehér zsírszöveteket (hasi, epididymális és perirenalis) feldaraboltuk és nedves súlyokat regisztráltunk.

Biokémiai elemzés

Az összes koleszterin, triglicerid és nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) koleszterin plazmáját enzimatikus kolorimetriás módszerrel mértük (Cobas 8000, Roche-Diagnostics, Basel, Svájc). Az éhomi vércukorszintet UV-teszttel analizáltuk hexokináz referencia módszerrel (Cobas 8000, Roche-Diagnostics, Basel, Svájc). A plazma leptin-koncentrációt az enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) készletek segítségével határoztuk meg a gyártó utasításainak megfelelően (katalógusszám: CSB-E07433r, CUSABIO BIOTECH CO., LTD, Kína).

A széklet zsírtartalmának elemzése

Az elhízás indukciójának utolsó hetében és a kezelés utolsó hetének végén 7 egymást követő napon gyűjtötték a patkányoktól a székletet. Fagyasztva szárítottuk és mozsárban őröltük, majd petróleum-éterrel (Soxtec Avanti 2050, Foss Tecator AB, Hoganas, Svédország) elemeztük. A széklet zsírtartalmát a zsír százalékában fejezik ki.

A máj és a fehér zsírszövet szövettani vizsgálata

A májat és a fehér zsírszöveteket 10% -os formalin pufferoldatban rögzítettük. A rögzített szöveteket rutinszerűen dolgozták fel a paraffin beágyazásához, majd 4-5 μm metszeteket készítettek és festettek hematoxilinnal és eozinnal (H&E). A festett területeket ezután optikai mikroszkóppal néztük meg.

Statisztikai analízis

Az adatokat átlag ± standard eltérések (SD) formájában fejezzük ki. Az elemzéseket egyirányú varianciaanalízissel (ANOVA) végeztük, majd ezt követte Duncan több tartományú tesztje, az IBM SPSS 21.0 verziójának felhasználásával. Páros minta T-tesztet (két farok) végeztünk, hogy összehasonlítsuk a kezelés előtt és a kezelés után kapott eredményeket ugyanazon csoportokon belül, míg a független minta T-tesztet (két farok) hajtottunk végre, hogy összehasonlítsuk a kapott eredményeket két csoport között. Az értékeket statisztikailag szignifikánsnak tekintették, amikor o

Eredmények

Az egyes étrendek energiaeloszlása

Az 1. táblázat az energiaeloszlást mutatja a patkányokkal etetett különböző étrendek százalékos arányában. A HFD jelezte a legmagasabb energiatartalmat (560,13 ± 4,17 kcal/100 g), és 8 hétig elhízás kiváltására használták a HFD csoportban. A HFD étrend zsírforrásokból származó energiája 52,0 kcal% volt, és a normál étrendhez képest (9,0 kcal%) 43% -kal növelte a zsír összetételét. A normál étrend energiatartalma csak 389,74 ± 1,11 kcal/100 g volt, amelyben a szénhidrát járult hozzá a legnagyobb energiához, 64,0 kcal% -kal. A kezelési csoportok energiatartalma 532,58 ± 9,91 kcal/100 g volt 25 T (HFD + 25% GBR), 528,63 ± 4,51 kcal/100 g 50 T (HFD + 50% GBR) és 544,30 ± 4,03 kcal/100 g 100 T-ra (HFD + 100% GBR). A zsír által nyújtott energia 52,0 kcal% volt minden kezelési étrendben.

Antropometria, étrendi állapot és szervek súlya, valamint a fehér zsírszövet mérése az elhízás indukciójának ideje alatt

Az elhízás indukciójának idején a szervek és a fehér zsírszövet antropometriáját, táplálkozási állapotát, súlyát és súlyát a 2. táblázat mutatja. A HFD csoport testtömeg-növekedése szignifikánsan nagyobb volt (o 2. táblázat: A szervek és a fehér zsírszövetek antropometriája, táplálkozási állapota és súlya elhízás-indukciós időszakban, magas zsírtartalmú étrend mellett patkányokban

Nem figyeltünk meg szignifikáns különbséget a máj és a vese súlyában, normalizálva 100 g testtömegre a HFD és az NC csoport között. A fehér zsírszövetet tekintve azonban a HFD-vel táplált patkányok hasi, epididymális és perirenalis tömege szignifikánsan magasabb volt (o 1. ábra

A GBR hatása a patkányok testtömegére és táplálékfelvételére a 8 hetes kezelési időszak alatt. a A testtömeg változásai. b Az élelmiszer-bevitel változása. Az értékeket átlag ± SD (n = 8). NC, normál étrend; PC, magas zsírtartalmú étrend; 25 T, magas zsírtartalmú étrend + 25% GBR; 50 T, magas zsírtartalmú étrend + 50% GBR; 100 T, magas zsírtartalmú étrend + 100% GBR

A HFD csoportok (PC, 25, 50 és 100 T) máj súlya szignifikánsan magasabb volt az NC csoporthoz képest. A GBR-vel beadott patkányok kisebb májtömeget mutattak, mint a PC-csoport, bár szignifikáns különbséget nem figyeltek meg közöttük. A vese súlya összehasonlítható volt a HFD és az NC csoport között. A HFD-vel táplált patkányok jelentős növekedést mutattak (o 4. táblázat A plazma lipidprofil, glükózszint és leptinszint változásai patkányokban az indukció és a kezelési periódus között

A széklet zsírtartalmának elemzése

A 2. ábra a patkányok széklet zsírtartalmát mutatja az elhízás kiváltása és a kezelési periódus alatt. A patkányok széklet zsírtartalmában nem figyeltek meg szignifikáns különbséget az NC és a PC csoport indukciója és kezelési periódusa között. Megállapították azonban, hogy a széklet zsírtartalma jelentősen megnőtt (o 2. ábra

A máj és a fehér zsírszövetek kórszövettani vizsgálata

Amint a 3. (a) ábrán látható, az NC csoport májának normál lebenyrészes architektúrája volt, normális hepatocitákkal, amelyek egy szinuszoidákkal elválasztott sejtlemezbe kerültek. A GBR beadása csökkentette a mikro- és makrovesicularis steatózist a kezeletlen elhízott patkányokhoz képest. A PC-csoport májában súlyos és diffúz mikro- és makrovesicularis steatosis mutatkozott (3. ábra (b)), míg a GBR-vel kezelt elhízott patkányokban enyhe és fokális mikro- és makrovesicularis steatózist figyeltek meg (3. ábra (c – e) )). A nekrózist a PC-csoportban is bizonyították, de a GBR-vel kezelt elhízott patkányokban egyik sem. Nem észleltek hepatitist, vérzést és perivenuláris fibrózist minden patkánynál. Összességében a hisztopatológiai elemzéseket és azok minőségi pontozását az 5. táblázat foglalja össze.

A különböző patkánycsoportok fehér zsírszöveteit a 4. ábra (a – e) mutatja. A mikroszkópia rutinszerű feldolgozási módszerei általában a lipideket vonják ki a szövetekből, így a sejtekben lévő lipidcseppek nem festett vakuolokként jelennek meg. A fehér zsírszövet nagyobb zsírsejteket mutatott a PC-csoportban (4. ábra (b)), míg az NC csoport normális zsírsejt-eloszlást mutatott, szabályos méretű sejtekkel (4. ábra (a)). Az elhízott patkányokban az adipocitákban tárolt zsír, különösen a nem beadott patkányok lipidcseppekként halmozódtak fel, amelyek összeolvadva egyetlen nagy cseppet képeznek, amely a citoplazma nagy részét elterjeszti és elfoglalja. Azonban elhízott patkányok GBR-vel kezelt adipocitái kisebb méreteket és hasonló szövettani adatokat mutattak, mint az NC csoport, különösen a 100 T csoportos patkányokban (4. ábra (e)). Nem találtak patkányokban akut és krónikus gyulladásos infiltrátumokat vagy nekrózist.

Vita

Következtetések

Összefoglalva, ez a tanulmány bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy a GBR enyhíti az elhízást azáltal, hogy elnyomja a testtömeg-növekedést és a táplálékfelvételt, miközben javítja a lipidprofilokat és csökkenti a leptinszintet és a fehér zsírszövet tömegét a HFD-vel táplált elhízott patkányokban. A GBR elhízásra gyakorolt jótékony hatása részben a magas élelmi rostok, vitaminok, ásványi anyagok és egyéb bioaktív vegyületek, például a GABA, a y-oryzanol, a fitoszterolok, a polifenolok, a tokotrienolok és az a-tokoferol szinergikus hatásainak tulajdonítható. További vizsgálatokra van szükség azonban a GBR hatékonyságának igazolásához az elhízás elleni küzdelemben humán vizsgálatokban, és ajánlani kell az adagolást a GBR napi étrendben történő alkalmazásához.

Rövidítések

HFD-indukált elhízott patkány 25% GBR-rel beadva

HFD-indukált elhízott patkány 50% GBR-rel beadva