A gabona rost javítja a vér koleszterin profilját és modulálja a bél koleszterin anyagcseréjét a magas zsírtartalmú és magas koleszterinszintű étrendben táplált C57BL/6 egerekben

Shufen Han

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

Wei Zhang

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

2 Suzhou anyai és gyermek egészségügyi és családtervezési szolgáltató központ, Suzhou, Kína

Ru Zhang

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

Jun Jiao

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

Chunling Fu

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

Xing Tong

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

Weiguo Zhang

3 Független Tudós, Irving, TX, USA

Liqiang Qin

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Jiangsu Geriátriai Betegségek Megelőző és Transzlációs Orvostudományi Laboratóriuma, Soochow Egyetem Közegészségügyi Iskola, Suzhou, Kína

Absztrakt

Háttér

Beszámoltak arról, hogy a gabona rostok étrendi bevitele számos mechanizmus révén elősegíti a lipid anyagcserét. Jelen tanulmány célja annak a potenciális mechanizmusnak a felfedezése volt, amellyel a gabona rost módosíthatja a bél koleszterin metabolizmusát.

Tervezés

A hím C57BL/6 egereket referencia-chow (RC) táplálékkal etettük; magas zsírtartalmú, magas koleszterinszintű (HFC) étrend; HFC plusz zabrost diéta; vagy HFC plusz búzakorpa rosttartalmú étrend 24 hétig. A szérum lipideket enzimatikus módszerekkel mértük. Western blot-t használtunk a bél koleszterin metabolizmusában szerepet játszó fehérje expresszió meghatározására.

Eredmények

Eredményeink azt mutatták, hogy a szérum trigliceridek, az összkoleszterin és az alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin HFC által indukált emelkedése normalizálódott mindkét gabona rostot kapott csoportban. Fehérje szinten, összehasonlítva a HFC diétacsoporthoz, a két gabonarost, különösen a zabrost, jelentősen megnövelte a peroxiszóma proliferátorral aktivált alfa, máj X receptor alfa, szterin szabályozó elemet megkötő fehérje (SREBP) 2 fehérje expresszióját, alacsony sűrűségű lipoprotein receptor, adenozin-trifoszfát (ATP) -kötő A1 kazetta és ATP-kötő G1 kazetta, miközben csökkenti a Niemann-Pick C1-szerű 1-es fehérje, az SREBP-1, a zsírsav-szintáz és az acetil- koenzim A karboxiláz, amelyek részt vettek a bél koleszterin metabolizmusában.

Következtetés

Összességében a megnövekedett gabonarostbevitel javította a vér koleszterinszintjét és növelte a bél koleszterin kiáramlását és a koleszterin clearance-ét a HFC-étrenddel táplált C57BL/6 egerekben. A zabrost erősebb hatással volt a búzakorpa-rostnál a koleszterin anyagcserére a PPARα, LXRα és SREBP jelátviteli utak modulálásával.

Népszerű tudományos összefoglaló

A gabona rostok csökkenthetik a bél koleszterin felszívódását, és növelhetik a bél koleszterin kiáramlását és kiürülését a PPARa, LXRa és SREBP jelátviteli utak modulálásával, annak érdekében, hogy csökkentsék a vér koleszterinszintjét a C57BL/6 egerekben, amelyek magas zsírtartalmú, magas koleszterinszintű étrendet fogyasztanak.

A zabrost hatékonyabban javította a bél koleszterin anyagcseréjét, mint a búzakorpa rost.

A szív- és érrendszeri betegségek (CVD) megelőzése a közegészségügy egyik legfontosabb prioritása. A megnövekedett összkoleszterin (TC) és az alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin (LDL-c) szint az egyik fő kockázati tényező a CVD kialakulásában (1). Az LDL-c csökkenése szorosan összefügg a csökkent vaszkuláris események arányával, különösen akkor, ha ezt a csökkenést olyan sztatin szerekkel érik el, amelyek blokkolják a koleszterinszintézis sebességkorlátozó lépését (2). Az utóbbi években az étkezési rostokat önmagában vagy lipidcsökkentő terápiákkal társítva írták fel a koleszterinszint csökkentése érdekében. Számos populációs vizsgálat kimutatta, hogy az étkezési rostok növekvő bevitele csökkentheti a plazma TC és LDL-c (3) értékét, majd csökkentheti a CVD kockázatát (4, 5). Sajnos a bél koleszterin anyagcseréjének szabályozása révén az élelmi rostok pontos mechanizmusa nem csökkenti a vér LDL-c szintjét.

A bélmembrán transzporter, a Niemann-Pick C1-szerű 1 (NPC1L1) kulcsfontosságú szerepet játszik az étrendi koleszterin bélfelszívódásában (6). Állatkísérletek kimutatták, hogy az NPC1L1 knockout egerek ellenállnak a magas koleszterinszintű étrend által kiváltott hiperkoleszterinémiának a bél koleszterin felszívódásának jelentős csökkenése miatt (7). A peroxiszóma-proliferátor által aktivált alfa-receptor (PPARα) aktivációja ismert módon gátolja az NPC1L1-et és adenozin-trifoszfát (ATP) -kötő A1 kazettát (ABCA1) indukál a koleszterin-függő máj X-receptor alfa (LXRα) (8) szabályozásával, csökkentve ezzel a bélrendszert. a koleszterin felszívódása és a bél koleszterin kiáramlásának növekedése (9, 10).

Korábbi vizsgálatunk kimutatta, hogy a gabonarost megakadályozhatja az elhízással összefüggő máj lipotoxicitást és javíthatja a lipidprofilokat a szterin szabályozó elemet megkötő protein 1 (SREBP-1) szignál útvonalának modulálásával (11); javíthatja a leptinrezisztenciát és az érzékenységet magas zsírtartalmú és magas koleszterinszintű étrenddel táplált egerekben (12 A gabona rost molekuláris mechanizmusai a bél koleszterin anyagcseréjében azonban nem teljesen ismertek. Ennek megfelelően a jelen tanulmány azt a célt tűzte ki célul, hogy (1) a bél koleszterin metabolizmusát, beleértve a koleszterin kiáramlását és a koleszterin clearance-ét, és (2) miként modulálják a gabona rost egerekben a PPARα, LXRα és SREBP szignálpályákat.

Anyagok és metódusok

Kísérleti állatok és étrendek

Mintagyűjtés és biokémiai elemzés

24 hetes kísérlet után az egereket egy éjszakán át éheztetett, majd a vérminta összegyűjtése után feláldozta. A szérumot centrifugálással elválasztották, alcsomagolták, és a vizsgálatig –80 ° C-on fagyasztóban tárolták. A vékonybél szöveteit azonnal összegyűjtöttük, háromszor 0,9% -os nátrium-kloriddal mostuk, anatómiai szerkezet szerint három szegmensre (a duodenumra, a jejunumra és az ileumra) boncoltuk, folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, majd –80 ° C-on tároltuk. fagyasztó a további elemzéshez. A TC és a trigliceridek (TG) szérumszintjét enzim vizsgálati készletekkel határoztuk meg az Applygen Technologies, Inc.-től. A szérum nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin (HDL-c) és az LDL-c koncentrációit a Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute enzim standard kolorimetriás módszerével mértük., követve annak utasításait.

Western blot elemzés

A vékonybél szövetmintákat immunprecipitációs lízis pufferben (Beyotime, Nantong, Kína) lizáltuk. A lizátumokat homogenizáltuk és centrifugáltuk. A felülúszókat összegyűjtöttük, és a fehérje koncentrációkat BCA Protein Assay Kit (Beyotime) segítségével határoztuk meg. Egyenlő mennyiségű (30 μg) ABCA1, ATP-kötő G1 kazetta (ABCG1), ATP-kötő G8 kazetta (ABCG8), acetil-koenzim A karboxiláz (ACC), zsírsav szintáz (FAS), alacsony sűrűségű lipoproteinek receptor (LDLR) ), Az LXRa, az NPC1L1, a PPARa, a Sar1B GTPáz (Sar1B), a megkötő receptor B (SR-B1), az SREBP-1 és az SREBP-2 meghatározása Western-blot-analízissel történt. Az ABCA1, ABCG1, ABCG8, ACC, FAS, LDLR, LXRα, NPC1L1, PPARα, Sar1B, SR-B1, SREBP-1 és SREBP-2 antitesteket az Abcam-től (Cambridge, MA, USA), a Cell-től vásároltuk. Jelzőtechnika (Danvers, MA, USA), EMD Millipore (Billerica, MA, USA) vagy Thermo Fisher Scientific, Inc. (Waltham, MA, USA). Az antitestek reakcióképességét Chemiluminescence ECL Detection Systems (EMD Millipore, Billerica, MA, USA) detektálta. Ezt követően a sávok intenzitását denzitometriával meghatároztuk a Gene Tool segítségével a gyártó utasításai szerint (SynGene, Chemi Genius2, PerkinElmer, Wesville, USA). Béta-aktint használtunk belső kontrollként.

Statisztikai analízis

Az összes statisztikai elemzést az SPSS 17.0 változatú statisztikai elemző csomag (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) segítségével végeztük. Az adatokat átlag ± SD-ként mutatjuk be. A négy étrendi csoport közötti különbség jelentőségét az egyirányú variancia (ANOVA) elemzésével értékelték, amelyet Tukey post hoc tesztje követett. A statisztikai szignifikanciát a P-értékeknél állapítottuk meg. Az 1. ábra, összehasonlítva az RC csoporttal, a HFC csoport emelkedett a szérum TC-ben (48,6% -kal), a TG-ben (27,3% -kal) és az LDL-c-ban (209,3% -kal) és a szérum HDL-c csökkenése (29,5% -kal) (P 1. ábra). A szérum HDL-c szintje növekvő tendenciát mutatott a két gabonarost-csoportban (H-zab, 0,96 ± 0,16 mmol/L; H-búza, 1,00 ± 0,16 mmol/L), összehasonlítva a HFC-csoporthoz (0,86 ± 0,19 mmol)/L), de a három csoport között nem volt statisztikailag szignifikáns különbség (P> 0,05). Továbbá szignifikánsan alacsonyabb szérum TC-szintet figyeltek meg a H-zab csoportban (1,82 ± 0,39 mmol/L), mint a H-búza csoportban (2,21 ± 0,50 mmol/L) (P 0,05).

javítja

A gabonarost csökkentette a szérum TC, TG és LDL-c szintjét anélkül, hogy megváltoztatta volna a HDL-c szintet HFC étrenddel etetett egerekben. Az értékek átlag ± SD (n = 10–12). a P b P c P 2a. ábra). A HFC-diéta fokozta az LXRα és az SREBP-2 expresszióját a duodenumban az RC csoporthoz képest (P 2b. Ábra), különösen a duodenumban és a jejunumban. A HFC csoporthoz képest a H-búzacsoport fokozta az LXRα, SREBP-2 és LDLR fehérje expresszióját a jejunumban (P A 3. ábra a gabona rostok hatását mutatja a vékonybél szövetének lipogenezisére. A HFC diéta főleg növelte a A SREBP-1, FAS és ACC fehérje expressziója az ileumban, és a túlzott expressziót gátolta a gabona rost-kiegészítés A HFC-csoporthoz képest mind a H-zab, mind a H-búza csoportban csökkent a FAS és az ACC fehérje expressziója duodenum, jejunum és ileum (P 0,05).

A gabonarost javította a koleszterin anyagcserét azáltal, hogy növelte a PPARα, LXRα, SREBP-2 és LDLR expressziót a HFC-étrenddel táplált egerek vékonybél szöveteiben. Az értékek átlagok és SD (n = 6). a P b P c P a P b P c P 4. ábra, összehasonlítva az RC csoporttal, a HFC diéta növelte az NPC1L1 expresszióját a jejunumban és az ileumban (P a P b P c P Az 5. ábra megmutatta a gabona rost szerepét koleszterin kiáramlás a vékonybél szövetében. A HFC és RC csoportokkal összehasonlítva a H-zab csoportban megemelkedett az ABCG1, az ABCA1 és az ABCG8 fehérje expressziója (P a P b P c P Nemzeti Koleszterin Oktatási Program (NCEP) szakértői testülete Magas vér koleszterinszint kimutatása, értékelése és kezelése felnőtteknél (Felnőtt Kezelő Testület III.) A Nemzeti Koleszterin Oktatási Program (NCEP) szakértői testületének harmadik jelentése a magas koleszterinszint kimutatásáról, értékeléséről és kezeléséről felnőtteknél (Felnőtt Kezelő Testület III.) ) zárójelentés. Circulation 2002; 106: 3143–421. doi: 10.1161/circ.106.25.3143. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]