A hosszan tartó, magas zsírtartalmú étrend hatása a patkányvér és -máj zsírsavcseréjére

Absztrakt

Háttér

A hosszan tartó, magas zsírtartalmú étrend következményeinek ellentmondó adatai részletes tanulmányozást igényelnek a magas zsírtartalmú táplálkozási mechanizmusok hatásáról a vér és a máj lipidanyagcseréjének sajátosságaira. Jelen tanulmány a vérplazma, az eritrociták és a máj poláris és semleges lipidjeinek zsírsavösszetételének vizsgálatára készült Wistar patkányokban, hosszan tartó, magas zsírtartalmú étrend mellett.

Mód

A vizsgálatot 60 felnőtt fehér hím Wistar patkányon végezték. Az állatokat magas zsírtartalmú étrendben etették, amely a marhahúszsírból és a koleszterinből állt (a teljes étrend 19, illetve 2% -a) 180 napig. A plazma, az eritrociták és a máj poláros és semleges lipidjeinek zsírsavösszetételét gázkromatográfiával elemeztük. A statisztikai adatfeldolgozást a leíró statisztika módszereivel hajtottuk végre a Statistica 6.0 alkalmazással.

Eredmények

A hosszan tartó, kiegyensúlyozatlan, koleszterinben és telített zsírsavakban gazdag étrend a patkány májának zsírsavainak kompenzációs bioszintézisét, az apoproteinek és lipoproteinek szintézisének gátlását, a zsírsavak szöveti sejtekbe történő aktív transzportjának megzavarását eredményezte. Ez elindította a 20: 4n-6, 20: 5n-3, 22: 5n-3 és 22: 6n-3 felhalmozódását a májban és a vérplazmában, és 18: 2n-6, 20: 5n-3 és 22: 6n-3 az eritrocitákban.

Következtetések

A magas zsírtartalmú étrend lipid-anyagcseréjének adaptív kiigazítása a magas zsírtartalmú étrend körülményei miatt gátolta a lipoproteinek (VLDL-koleszterin) képződését a májban, 18: 1n-9, 20: 5n-3 és 20: 3n-6 kompenzációs szintézisét a PUFA n-3 sorozat elsődleges észterezése semleges lipidekké.

Háttér

Az ellentmondó információk részletes tanulmányozást igényelnek a magas zsírtartalmú táplálkozási mechanizmusok hatásáról a patkányok vérében és májában a lipidanyagcsere sajátosságaira. Jelen munka célja a vérplazma, az eritrociták és a máj poláris és semleges lipidjeinek zsírsavösszetételének vizsgálata Wistar patkányokban, hosszan tartó, magas zsírtartalmú étrend mellett.

Mód

Tárgyak

A kísérleteket 60 Wistar hím patkányon végeztük. A következő állatcsoportokat állítottuk össze: 1. kísérlet patkányokkal, akiket 30 napon keresztül táplálták a kísérleti étrenddel; 2. kísérlet, a kísérleti étrend 90 napig; és a 3. kísérlet, a kísérleti étrend 180 napig. Az 1. kontrollcsoportba 30 ép férfit tartottak, akiket 30 napon át standard vivárium-étrenden tartottak, 90 napig ugyanolyanak (2. kontrollcsoport), és ugyanazok 180 napig (3. kontrollcsoport). Mindegyik tesztcsoportot összehasonlítottuk a megfelelő kontroll csoporttal, és ugyanabban az időben kaptuk az étrendet. A kísérleti étrend marhazsírt (a teljes étrend 19% -a) és koleszterint (a teljes étrend 2% -a) [5] tartalmazott a standard adag mellett.

A marhahús zsírsavösszetétele telített FA-t (12: 0, 14: 0, 16: 0 és 18: 0) tartalmazott az összes FA 66% -áig, egyszeresen telítetlen FA-t (35%) és többszörösen telítetlen zsírsavakat (2%). ). Az állatok eutanáziáját éteres érzéstelenítésben lefejezéssel hajtották végre, a kísérleti állatok védelméről szóló európai egyezmény 86/609/EGK [16] követelményeinek megfelelően. Az eutanázia ütemezése a következő volt: az 1. tesztcsoport és a megfelelő kontroll csoport patkányait eutanizáltuk a 31. napon; a 2. tesztcsoport és a megfelelő 2. kontrollcsoport patkányait eutanizáltuk a 91. napon; a 3. tesztcsoport és a megfelelő 3. kontrollcsoport patkányait eutanizáltuk a 181. napon. A kutatásokhoz reggeli éhomi vért vettünk le a patkányok nyaki vénájából lefejezés után. A zsírsavkutatás máját lefejezés után eltávolították a patkányoktól. A patkányok testtömegét feljegyeztük a kísérlet előtt és után.

Lipid- és zsírsav-elemzés

A vérszérum lipidprofilját FP-901 biokémiai analizátorral («Labsistems», Finnország) vizsgálták. Meghatároztuk az összes koleszterinszintet, a triacil-gliceridet (TAG) és a nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) koleszterint. Az LDL-koleszterin és a nagyon alacsony sűrűségű lipoprotein (VLDL) koleszterin koncentrációját Friedwald-képlettel számoltuk. Az eredményeket mmol/l-ben fejezzük ki.

Az atherogenitás (IA) indexét IA = (összes koleszterin - HDL)/HDL koleszterin számításával határoztuk meg.

A lipideket kloroform/metanol 1: 2 (v/v) oldószeres rendszerrel extraháltuk, majd kloroform - metanol (1: 1 v/v) és 0,9% -os nátrium-klorid oldatot adtunk hozzá, amíg a teljes fáziselválasztást el nem érjük [17]. . A foszfolipidek és a triacil-glicerinek elválasztását a máj lipidjeitől vékonyréteg-kromatográfiával (TLC) végezzük szilikagélen oldószerrendszer alkalmazásával, amely hexán/dietil-éter/ecetsav (80: 20: 1, v/v) elegyből áll. . A zsírsav-metil-észtereket (FAME) az összes lipid egymás utáni kezelésével kaptuk 1% nátrium-metilát/metanol és 5% HCl/metanol eleggyel Carreau és Dubacq [18] szerint, majd preparatív szilikagél vékonyréteg-kromatográfiával tisztítottuk. a szilikagéllemezek benzolban fejlődtek ki. A MEFA-t lángionizációs detektorral felszerelt Shimadzu GC-2010 (Japán) gázkromatográfon elemeztük, kondenzált szilícium-dioxid-kapilláris oszlopon (Supelcowax-10, 30 m × 0,25 mm, i. D. Supelco, Bellefonte, PA). Héliumot vivőgázként alkalmaztunk 30 cm-1 lineáris sebességgel. Az oszlop hőmérséklete 210 ° C, az injektor és a detektor hőmérséklete 250 ° C volt. A zsírsavakat összehasonlítva standard keverékekkel és ekvivalens lánchossz-értékekkel [19]. Az eredményeket az összes FA relatív% -ában fejeztük ki.

Statisztikai analízis

A statisztikai adatfeldolgozás az alkalmazott programstatisztikák felhasználásával, a Statistica 6.1 alkalmazásával történt. A zsírsavak tartalmának különbségeit a kontrollcsoportok és a patkányok kísérleti csoportjai között Student's segítségével teszteltük t-teszt. A különbségeket statisztikailag szignifikánsnak tekintették P

Eredmények és vita

Biometria

Az 1. kísérleti csoportba tartozó patkányok testsúlya, amelyek 30 napig fogyasztották a magas zsírtartalmú étrendet, 151 ± 11 g-mal nőtt, ami 84% -kal magasabb a kezdeti súlyhoz képest. A kísérlet 90 napja után a 2. kísérleti csoportba tartozó állatok testtömege 182 ± 6 g-mal nőtt. A 3. kísérleti csoport patkányaiban (a magas zsírtartalmú étrend 180 napja) a testtömeg a kezdeti tömeg 295 ± 65 g-mal (2,6-szor) nőtt. Minden érték jelentős a P Asztal 1 Patkányok vérszérumának lipidjei magas zsírtartalom mellett

Ismeretes, hogy a vér lipidtartalmának növekedése az élelmiszer fogyasztása után az emésztőrendszer és a lipidszállítás rendszerének normális fiziológiai folyamata. A zsírban gazdag étel fogyasztása után a vér lipidszintje 30 perc alatt éri el a legnagyobb koncentrációt. Vizsgálatunk során az éhomi vért a patkányoktól vették reggel. A kísérleti állatok utolsó táplálékfogyasztása és a vérvétel közötti minimális időtartam 12 óra volt. Ennek megfelelően ezzel az időintervallummal a vér szérumában az aterogén lipoproteinek tartalmában bekövetkezett változások, amelyeket a kísérlet 90. és 180. napján regisztráltak, az apoproteinek szintézisének és a májban a VLDL együttesének csökkenésének eredménye. Telített zsírokban gazdag adag gátolhatja a máj VLDL szintézisét [21, 22]. Mivel a VLDL szállítja a TAG-ot a májból a test szerveibe és szöveteibe, az elégtelen VLDL-szintézis a TAG felhalmozódását okozza a zsír- és parenchimális szövetekben, valamint a májban.

Az LDL koncentrációja a vérben a VLDL lipoproteinekből történő képződésük aktivitásától és az apoB-100 receptorok általi LDL-befogás hatékonyságától függ. Következésképpen az LDL-koleszterin felhalmozódása a vérben és az interstitialis folyadékban az LDL apoB-100 receptor által közvetített endocitózisának blokkolásakor és a VLDL-ben található TAG hidrolízisének gátlásakor következik be [23]. Az ilyen rendellenességek mutatója az LDL-koncentráció növekedése a vérben. Az LDL elsődleges szerepe, hogy a PUFA-t a koleszterin nem poláros észterei formájában továbbítja a sejtekhez. Az aktív LDL-sejtek sejtek általi blokkolása PUFA-hiány kialakulásához vezethet a sejtekben. Az ilyen rendellenesség közvetlen bizonyítéka lehet a telítetlen FA-ban gazdag lipidek fokozott vérkeringése a sejthártyák egyidejű hiányában. Ennek a feltételezésnek a megerősítése és a lipidcsere jellemzőinek megállapítása az elhúzódó táplálkozási terhelés során a poláris és semleges lipidek zsírsavösszetételét vizsgáltuk a vérplazmában és a patkányok vörösvértestjeiben a magas zsíros étrend.

A vérplazma és az eritrociták zsírsavai

Megállapították, hogy a patkányok vérében a foszfolipidek (PL), a TAG és a szterin-észterek (ES) 14: 0 és 15: 0 szintje a magas zsírtartalmú terhelés 30. napján megnőtt (2. táblázat ). A kontroll csoporthoz képest a 18: 0 aránya csökkent a TAG-ban és nőtt a PL-ben. Az eritrocitákban 18: 1n-9 tartalom növekedése mutatkozott. A 18: 2n-6 relatív tartalmának szignifikáns csökkenését találtuk a TAG-ban és a PL-ben (P 2. táblázat Zsírsavtartalom (tömeg%) magas zsírtartalmú patkányok plazmájában és vörösvértestjeiben

A kísérlet 90. napján a vérplazmában a PL és ES 15: 0 és 20: 3n-9 zsírsavtartalma csökkent. A 18: 0 szint emelkedett a vérplazma és az eritrociták PL-jében és TG-jében. A 18: 1n-9 aránya nőtt az eritrocitákban és a vérplazma ES-jében. Csökkent 20: 4n-6 tartalmat azonosítottak a plazma ES-ben, míg a vérsejtekben a 20: 4n-6 és elődje 20: 3n-6 szintje emelkedett. Az eritrocitákban a 20: 5n-3 szint csökkenése mutatkozott a vérplazma ES és TG növekedésének hátterében. A vérplazma lipidjeinek 22: 5n-3 és 22: 6n-3 relatív tartalma nem különbözött a kontrollcsoportétól. A vérsejtekben a 22: 5n-6 és a 22: 6n-3 szintje csökkent, míg a 22: 4n-6 szint emelkedett. Ezért a plazma lipidek és vörösvértestek PUFA összetételében bekövetkezett változások vektorának a kísérlet 90. napján kölcsönös iránya volt. A vérplazmában a 20: 5n-3, 22: 6n-3 és 22: 5n-6 mennyiségének növekedését mutatták ki ezen zsírsavak egyidejű hiányával a sejtmembránokban.

180 napos magas zsírtartalmú étrend után a plazma lipidek FA-profilját patkányokban 14: 0 és 15: 0 mennyiségének csökkenésével jellemezték. A PUFA medence (a PL kivételével) 18: 2n-6 arányban kimerült. A 18: 1n-9 szint továbbra is magas maradt. 20: 4n-6 hiányt észleltek ES-ben. A TAG 20: 5n-3 és 22: 4n-6 tartalmát megnövelték. A 22: 6n-3 szint változatlan maradt a PL-ben, emelkedett a TAG-ban és csökkent a plazma ES-jében. Első pillantásra paradox jelenség, hogy a vérplazma lipidjeiben növekvő C20 és C22 PUFA szintek egyértelműen illeszkednek az FA transzportjának rendellenességéhez. A lipoproteinek receptorok általi megkötésének megsértése a sejteknél PUFA-hiányhoz vezet a sejtmembránokban, és a telített FA-k passzív transzportjának kompenzációs aktivációjához vezet. Valójában az eritrociták FA-összetételének módosítását a magas zsírtartalmú étrend-fogyasztás 180. napján a telített savak megnövekedett szintje (14: 0, 16: 0, 18: 0), alacsonyabb 18: 2n-6 tartalom jellemezte 20: 5n-3 és 22: 6n-3. Azt javasolhatjuk, hogy az n-6 és n-3 zsírsavak hiányának mutatója a sejtekben a megnövekedett Mead savszint (20: 3n-9) lehet az eritrociták membránjaiban.

A patkány máj zsírsavai

A magas zsírtartalmú terhelés után a patkánymáj FA összetételében 16: 0 és 18: 0 tartalom csökkenést mutattak ki (3. táblázat). A májban az emelkedett 16: 0 szint annak a kísérleti étrendnek volt a sajátossága, amelyet ezzel az FA-val dúsítottak. Az étrendben telített FA és a koleszterin, azaz a transzkripciós faktorok expressziójának effektorai (szterin szabályozó elemhez kötődő fehérje, SREBP) indukálják a 16: 0 és a TAG szintézisét, és gátolják a VLDL termelést, és ezáltal a máj steatosisát okozzák [7] . A megnövekedett 18: 1n-9 tartalom a koncentráció 18: 0 csökkenésével járt; ez a Δ9-deszaturáz aktiválódását jelezheti, amely metabolikus átalakítást hajt végre a 18: 0 → 18: 1n-9 reakcióban. Ezenkívül a 18: 3n-6 és 18: 4n-3 tartalmának egyidejű növekedése és a 20: 4n-6, 20: 5n-3, 22: 5n-3 és 22: 6n tartalmának csökkenése következett be. -3.

90 napos kísérlet után a máj ES 14: 0-tartalma megnőtt. A 16: 0 szint minden lipidfrakcióban csökkent (4. táblázat). A 18: 0 szint emelkedett PL-ben és csökkent ES-ben. A PUFA metabolikus átalakulása a kísérlet 90 napja után 18: 1n-9 tartalom növekedését eredményezte PL, TAG és ES esetében; 18: 3n-3 a TAG-ban és az EC-ben; 18: 2n-6 TAG-ban, ES-ben és PL-ben; 20: 5n-3 ES-ben és 20: 3n-6 PL-ben és TAG-ban. Csökkent 20: 4n-6 és 20: 3n-9 mennyiségek mutatkoztak a patkánymáj összes lipidfrakciójában. A 22: 5n-3 mennyiségét megnövelték a TAG-ban. A C20 és C22 PUFA n-3 és n-6 szintjének fenntartása fontos szerepet játszik a szervezet átmeneti táplálékkorlátozáshoz való alkalmazkodásában.

Ismeretes, hogy a TAG, PL és ES szintézisei a testben a két fő medencéből következnek be: a plazma szabad FA-jából és a szintetizált FA-ból de novo a májban [9]. Az esszenciális PUFA táplálékhiánya a magas zsírtartalmú étrendben elindítja az endogén FA kompenzációs szintézisét [8, 9]. Az étkezési lipidek hatása a génexpresszióra adaptív választ jelent az elfogyasztott zsír mennyiségének és típusának változására. A telített FA közvetlen hatása a transzkripciós faktorokkal való kölcsönhatásnak köszönhető. A telített zsírsavakban gazdag zsírtartalmú étrend (14: 0, 16: 0 és 18: 0) indukálja a lipogenetikai gének (PGC-1β, SREBP 1c és egyéb) expresszióját, amelyek felelősek a de novo az FA szintézise és megnyúlása, de az mRNS apo-fehérjék szintézisének elnyomása révén gátolja a VLDL-TAG összeállítását is [6–8]. Ennek megfelelően a máj magas zsírtartalma két fiziológiailag ellentétes folyamatot indít el; exogén telített FA felhalmozódása és egyszeresen telítetlen FA és PUFA endogén bioszintézise.

Így a tartósan kiegyensúlyozatlan, koleszterinben és telített FA-ban gazdag étrend elősegíti a többszörösen telítetlen zsírsavak kompenzációs szintézisét; ezt megerősíti a dihomo-γ-linolénsav 20: 3n-6, az eikozapentaénsav 20: 5n-3 és az arachidonsav 20: 4n-6, valamint a 18: 1n-9 olajsav koncentrációinak növekedése a lipidekben. a vérplazma és a máj. Ugyanakkor az LDL-ben található zsírsavak aktív apoB-100 receptor transzportjának zavara miatt többszörösen telítetlen zsírsavak szintetizálódnak de novo a májban a perifériás szervek sejtjei nem fogják el. Ezt a tényt bizonyítja az n-3 és n-6 PUFA-k kísérleti úton igazolt hiánya az eritrocitákban a lipidfrakcióknak a vérplazmában való egyértelmű felhalmozódása esetén. A lipoproteinek blokádjának rendellenességei, amelyek a többszörösen telítetlen zsírsavakat szállítják a májból más szervekbe, az LDL-koleszterin szintjének emelkedése a vérszérumban. A kísérletünk során nyert adatok lehetőséget kínálnak a táplálkozási tényezők fiziológiai szerepének és számos táplálékfüggő betegség, köztük az érelmeszesedés, a cukorbetegség és a steatohepatitis kialakulásának mechanizmusainak megértésére.