A szinbiotikumokkal kiegészített erjesztett tej szájon át történő adagolása dózis-érzékeny és nem-specifikus módon befolyásolhatja a Wistar patkányok fiziológiai állapotát

Junjie MIAO

1 Közegészségügyi laboratóriumi tanszék, Nyugat-Kína Közegészségügyi Főiskola, Szecsuani Egyetem, Csengdu, Szecsuán 610041, P. R. Kína

Chunhui LANG

2 Táplálkozási és élelmiszer-biztonsági tanszék, Nyugat-Kína Közegészségügyi Főiskola, Szecsuani Egyetem, Csengtu, Szecsuán 610041, P. R. Kína

Zhiyuan KANG

3 Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050221, P. R. Kína

Hong ZHU

3 Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050221, P. R. Kína

Shijie WANG

2 Táplálkozási és élelmiszer-biztonsági tanszék, Nyugat-Kína Közegészségügyi Főiskola, Szecsuani Egyetem, Csengtu, Szecsuán 610041, P. R. Kína

3 Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050221, P. R. Kína

Ming LI

2 Táplálkozási és élelmiszer-biztonsági tanszék, Nyugat-Kína Közegészségügyi Főiskola, Szecsuani Egyetem, Csengtu, Szecsuán 610041, P. R. Kína

Absztrakt

Két probiotikus törzzsel (Bifidobacterium lactis Bi-07 és Lactobacillus acidophilus NCFM) és egy prebiotikummal (izomaltooligoszacharid) kiegészítve erjesztett tejet adtunk be orálisan Wistar patkányoknak 30 napig, három adagban. Kereskedelmi joghurtot alkalmaztak placebóként. A kezelés után az összes fehérje-, hemoglobin- és albuminszint a szérumban szignifikánsan nőtt a nőstény patkányokban, összehasonlítva a kontrollcsoportéval (p Kulcsszavak: erjesztett tej, probiotikum, prebiotikum, tápláltsági állapot, Wistar patkány

BEVEZETÉS

A normál bélmikrobiota fontos a gazdaszervezet egészségének megőrzéséhez, mert energiát szolgáltat rövid láncú zsírsavak [1, 2] és tápanyagok, például K- és B12-vitamin [3] formájában, és védelmet nyújt a betolakodó szervezetek ellen kolonizációs rezisztencia kifejtésével [ 4, 5]. A gyomor-bél traktusban bekövetkező változások, valamint az étrend és a gazdaszervezet immunrendszerének módosításai elkerülhetetlenül befolyásolják a vastagbél mikrobiotáját, ezáltal lehetővé téve a baktériumok populációváltozását. Az idősödő emberek számára terápiás stratégiákat javasoltak e változások ellensúlyozására. Ide tartoznak a probiotikumokat vagy prebiotikumokat tartalmazó étrend-kiegészítők, amelyek kettőjük kombinációját szinbiotikumnak nevezik [6].

Fuller [7] a probiotikumokat „élő mikrobiális takarmány-kiegészítőként határozta meg, amely előnyösen befolyásolja a gazdaállatot a bél mikrobiális egyensúlyának javításával”. Az alábbiakban egy, a Szakértői Konzultációs Bizottság által az Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezet/Egészségügyi Világszervezet által 2001-ben összehívott ülésen tett közzé egy meghatározást: „A probiotikumok élő mikroorganizmusok, amelyek megfelelő mennyiségben alkalmazva egészségügyi előnyökkel járnak a gazdaszervezet számára.” Jelenleg a fő probiotikumok, amelyek képesek kolonizálni az emberi beleket, a Lactobacillus spp. és Bifidobacterium spp. [5]. A legújabb klinikai és állatkísérletek újabb bizonyítékai azt sugallják, hogy a probiotikus laktobacillusok, különösen bizonyos kiválasztott törzsek módosíthatják a gazdaszervezet veleszületett és szerzett immunválaszait, és így védekezhetnek a légúti fertőzésekkel szemben [8,9,10].

A prebiotikumok nem emészthető élelmiszer-összetevőkként határozhatók meg, amelyek kedvezően befolyásolják a gazdaszervezetet azáltal, hogy stimulálják a vastagbélben egy vagy korlátozott számú kívánt baktérium, például bifidobaktériumok szaporodását és/vagy aktivitását, amelyeket az emberi egészség szempontjából előnyösnek tekintenek [11]. A prebiotikumoknak tulajdonított egyes hatások magukban foglalják a legfontosabb fiziológiai funkciók modulálását, például a kalcium felszívódását, a lipid anyagcserét és a glikémiát; a bél mikrobiota összetételének modulálása, amely elsődleges szerepet játszik a gyomor-bél fiziológiájában; és csökkent a vastagbélrák kockázata [12]. A szbibiotikumok, a probiotikumok és a prebiotikumok kombinációi javíthatják a gyomor-bél traktus felső részét keresztező baktériumok túlélését, ezáltal fokozva a vastagbélben kifejtett hatásukat. Ezenkívül hatásuk additív vagy akár szinergikus is lehet [12]. További vizsgálatokra van szükség azonban a probiotikumok és a prebiotikumok együttes hatásának megértéséhez szükséges további információk megszerzéséhez.

A jelen tanulmányban két probiotikus törzzsel, a Bifidobacterium lactis Bi-07-vel és a Lactobacillus acidophilus NCFM-mel, valamint egy prebiotikus izomaltooligoszachariddal (IMO) kiegészített erjesztett tejet adtak be 100 egészséges Wistar patkánynak. Megmértük a vér és a biokémiai indexeket és a testparamétereket, valamint megvizsgáltuk a nem és az adagolás hatásait.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Erjesztett tej és placebo joghurt elkészítése

A vizsgált szinbiotikummal kiegészített erjesztett tejet (SSFM) friss tej, cukor és stabilizátor felhasználásával készítettük el, amelyet Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus és Streptococcus thermophilus (Danisco, Koppenhága, Dánia). Az SSFM-et kiegészítettük az L. acidophilus NCFM és a B. lactis Bi-07 (Danisco) probiotikus törzsekkel és az IMO prebiotikummal (Shandong Tianmei Biotechnology Co., Ltd., Heze, Shandong, Kína).

Az SSFM előállításához a cukrot, a stabilizátort és az IMO-t először feloldottuk friss tejben (2,8% fehérje, 3,0% tejzsír), és a tejkeveréket 41 ° C-ra melegítettük, majd homogenizáltuk (60 ° C, 20 MPa). ) és sterilizáljuk (95 ° C, 5 perc), mielőtt lehűtjük 42 ° C-ra. Az SSFM-et beindítottuk az indító kultúrával és a probiotikus baktériumokkal, és körülbelül 5 órán át 42 ° C-on teljesen fermentáltuk. A végső készítmény B. lactis 8,0 × 107 7 telepképző egységet (cfu)/g, S. thermophilus-t (1,5 x 108 cfu/g), Lactobacillus-t (6,6 × 107 cfu/g), IMO-t (0,6%), fehérje (2,5%), zsír (2,7%) és oldható szilárd anyagok (13%).

Az állatkísérletekhez az SSFM-et módosították az ajánlott mennyiség (480 g/nap) felhasználásával, és 20-szor funkcionálisabb összetevők (probiotikus baktériumok és IMO) hozzáadásával nagy dózisú kezelés céljából. Közepes dózisú (10-szeres) kezelést készítettünk úgy, hogy a nagy dózisú kezelést közönséges kereskedelmi joghurttal hígítottuk, amelyet L. delbrueckii ssp. bulgaricus és S. thermophilus. Ez a kereskedelmi joghurt a L. delbrueckii ssp. bulgaricust és S. thermophilust is alkalmazták placebóként.

Vizsgálati állatok

Száz (50 nőstény és 50 hím) négyhetes SPF minőségű Wistar patkányt (60–82 g tömegű) vásároltunk a Népi Felszabadító Hadsereg (Peking, Kína) Katonai Orvostudományi Akadémiájának kísérleti állatközpontjából. A patkányokat egyetlen ketrecekben tartottuk és etettük állandó körülmények között (hőmérséklet, 20,0–20,9 ° C; páratartalom, 40,1-49,9%), 12 órás világos sötét ciklus mellett. A patkányoknak szabad hozzáférést biztosítottak steril vízhez és általános por takarmányhoz, amelyet a Népi Felszabadító Hadsereg Katonai Orvostudományi Akadémiáján (Peking, Kína) a Kísérleti Állatközpontból vásároltak.

1 hét elteltével az összes patkányt hím és nőstény csoportra osztottuk. Mindegyik csoportot véletlenszerűen öt alcsoportra osztották (n = 10/alcsoport) a testtömeg alapján annak biztosítására, hogy a csoportok közötti átlagos testtömegben ne legyenek szignifikáns különbségek. Ezután a patkányokat ioncserélt vízzel (kontroll), közönséges kereskedelmi joghurttal (placebo) vagy a vizsgálati minta SSFM-ét etették 1-szeres (alacsony dózisú), 10-szeres (közepes dózisú) vagy 20-szoros (nagy dózisú) dózisokkal. ) csoportosítás alapján. A kezeléseket gyomorcsövön keresztül 30 napig adtuk, 1 ml/100 g testtömeg mellett. A vizsgálat során a kezeletlen ételeket és vizet szabadon szállították. Valamennyi kísérlet összhangban volt a Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd. etikai bizottságának a laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó irányelveivel.

A táplálkozási állapot elemzése

A patkányok általános teljesítményét, viselkedését, mérgezési tüneteit és pusztulását naponta ellenőrizték és rögzítették. Feljegyeztük a testsúlyt és az élelmiszer-bevitelt, és az élelmiszer-felhasználási arányt hetente számoltuk.

A végső beadás után a patkányokat 16 órán át éheztettük, dietil-éterrel érzéstelenítettük és a nyaki artériából történő kivéreztetéssel eutanizáltuk. Vérüket a hemoglobin szint, a vörösvérsejtek számának, a fehérvérsejtek (WBC) számának és a WBC osztályainak meghatározásához gyűjtötték. A szérumot alanin-aminotranszferáz, aszpartát-aminotranszferáz, karbamid-nitrogén, kreatinin, glükóz, triglicerid, összkoleszterin, összes fehérje és albumin elemzésére HITACHI 7020 automatikus biokémiai analizátorral végeztük.

A patkányokat boncoltuk, és a szívet, a májat, a lépet, a gyomrot, a vesét, a heréket és a petefészkeket összegyűjtöttük, megfigyeltük és lemértük; ezután kiszámolták a szerv/test arányt.

statisztikai elemzések

Az adatokat átlag ± SEM értékként fejeztük ki, és az összes elemzést az SPSS 17.0 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA) alkalmazásával hajtottuk végre. A csoportok közötti különbségeket varianciaanalízissel elemeztük, miután az adatok variancia-homogenitását F-teszt segítségével megerősítettük. Az F-érték kiszámítása nem mutatott ki szignifikáns különbséget a csoportok között. A csoport átlagának F ≥0,05 és p≤0,05 összehasonlítását és páronkénti összehasonlítást végeztünk. A variancia-heterogenitással vagy rendellenes eloszlásokkal rendelkező adatokat a változó átmenet után elemeztük. A rang-összeg tesztet alkalmaztuk, ha a változó átmenet alkalmatlan volt. A különbségeket 5,0% -os és 1,0% -os valószínűségi szinten tekintették szignifikánsnak.

EREDMÉNYEK

30 napos kezelés után nem figyeltek meg halálos vagy mérgezési tüneteket, és nem figyeltek meg rendellenes viselkedést vagy teljesítményt. A testsúly és a kezelés nélküli táplálékfelvétel normális volt, és a heti élelmiszer-felhasználási arány nem különbözött szignifikánsan a kezelési alcsoportok között.

Jelentős különbségeket figyeltek meg a csoportok közötti szérum összes fehérje, hemoglobin, albumin, szérum glükóz és szérum triglicerid szintekben. A többi paraméter nem különbözött szignifikánsan.

A szérum összes fehérje, hemoglobin és albumin

30 napos kezelés után semmilyen dózisban nem figyeltek meg szignifikáns különbséget a hím patkányok fehérje-, hemoglobin- és albuminszintjeiben a kontroll és a joghurt csoportokhoz viszonyítva. Ez a három paraméter azonban szignifikánsan magasabb volt a nőstény patkányokban a kezelési csoportokban (1., 2., 2., 3. ábra).

Az SSFM hatása az összes fehérjére a Wistar patkányok hematológiájában.

Az SSFM hatása a glükózra a Wistar patkányok hematológiájában.

Az SSFM hatása a trigliceridre a Wistar patkányok hematológiájában.

Az SSFM hatása a trigliceridre a Wistar patkányok hematológiájában 30 napos beavatkozás után. Az eredményeket átlag ± SE (mmol/l) értékben fejezzük ki. Jelentős különbséget figyeltek meg mind nőstény, mind hím patkányokban. A nagy dózisú csoportba tartozó nőstény patkányoknál szignifikánsan alacsonyabb volt (* p # összehasonlítva a joghurt csoporttal (p ## Összehasonlítva a joghurt csoporttal (p egerek a cukorbetegség kialakulása előtt és a KK-A y egereknél, amelyeknél súlyos cukorbetegség alakult ki) [ 30]. Ezek az eredmények hasonlóak a [30] által közöltekhez. Javasoljuk, hogy az LGG csökkenti az étkezés utáni vércukorszintet a glükózfelszívódás elnyomása révén azáltal, hogy csökkenti a szacharóz és keményítő emésztéséből rendelkezésre álló glükózt az ICR egerekben. Más vizsgálatokban a tesztelt kimutatták, hogy az L. acidophilus NCFM és a B. lactis Bi-07 baktériumok képesek sikeresen átjutni az emberi bélbe és megtelepíteni, és ezáltal megváltoztatni a bél mikrobiotáját [13]. Ezért a glükóz felszívódásának elnyomása a a kolonizált L. acidophilus NCFM és a B. lactis Bi-07 által okozott emésztésből rendelkezésre álló glükóz lehet a vizsgált erjesztett tej szérum glükóz változásának lehetséges mögöttes mechanizmusa.

Az inzulin válaszok pozitívan korrelálnak a plazma leucin, fenilalanin és tirozin koncentrációival [31, 32]. Fermentált tejtermékek fogyasztása esetén az aminosavszint in vivo nő. Más szavakkal, az inzulinszint növekedésével az aminosavszint emelkedik, ezáltal elősegítve a vércukorszint szövetbe vagy izomba történő transzportját; ennek eredményeként a vércukorszint is csökken [31]. Ezenkívül a fehérje növekedése a vázizmok fokozott működését eredményezi, amely az inzulinrezisztenciát és az inzulinérzékenyítő hatásokat szabályozhatja a Wnt jelátviteli út szabályozása alatt, ezáltal csökkentve a vércukorszintet [32]. Egy másik vizsgálatban azonban a Lactobacillusszal kezelt egércsoportok lényegesen kevesebb testtömeget nyertek, mint a kontroll egerek; emellett a szérum inzulinszintje alacsonyabb volt azoknál, akiket Lactobacillusreuteri ATCC PTA 4659-vel kezeltek, de a glükóz- vagy inzulin-tolerancia tesztekben nem figyeltek meg szignifikáns hatást [33].

Összefoglalva, eredményeink azt sugallják, hogy a szinbiotikumokkal kiegészített erjesztett tej megváltoztathatja a gazdaállat egyes táplálkozási indexeit, és hogy ennek a fermentált tejnek az egészségét elősegítő tulajdonságai nemre jellemzőek, és függenek a probiotikumok és a prebiotikumok adagjától. A nőstény patkányokban azonban szignifikáns különbségeket figyeltek meg a szérum összes fehérje-, hemoglobin-, albumin-, szérumglükóz- és szérum trigliceridszintjeiben a kontroll csoporthoz képest, de a joghurtcsoporthoz képest nem. Ezért az ebben a vizsgálatban megfigyelt változásokat nem csak a probiotikumok és a prebiotikumok indukálják, és a probiotikus törzsek és az IMO szinbiotikus hatásai további vizsgálatra szorulnak.