A hosszú távú ketogén étrend metabolikus acidózist, vérszegénységet és oxidatív stresszt vált ki egészséges Wistar patkányokban
1 Fizikai Tanszék, Orvostudományi Kar, Hasanuddin Egyetem, Makassar, Indonézia
2 Orvostudományi Tanulmányi Program, Posztgraduális Iskola, Hasanuddin Egyetem, Makassar, Indonézia
3 Fizioterápiás tanszék, Egészségtudományi Kar, Muhammadiyah Malang Egyetem, Malang, Indonézia
4 Táplálkozási Tanszék, Orvostudományi Kar, Hasanuddin Egyetem, Makassar, Indonézia
5 Biokémiai Tanszék, Orvostudományi Kar, Hasanuddin Egyetem, Makassar, Indonézia
6 klinikai gyógyszerészeti laboratórium, Gyógyszerésztudományi Kar, Hasanuddin Egyetem, Makassar, Indonézia
Absztrakt
Háttér. A ketogén étrendet szupportív terápiában számos állapotban alkalmazták, beleértve az epilepsziát, a cukorbetegséget és a rákot. Célkitűzés. Ennek a tanulmánynak a célja a ketogén étrend hosszú távú fogyasztásának a vérgázra, a hematológiai profilokra, a szervfunkciókra és a szuperoxid-diszmutázszintre gyakorolt hatásainak vizsgálata patkánymodellben. Anyagok és metódusok. Tizenöt hím Wistar patkányt osztottunk kontroll (n = 8) és ketogén (n = 7) csoportok. A kontroll étrendben kapott standard étrend 52,20% szénhidrátot, 7,00% zsírt és 15,25% fehérjét tartalmazott; közben a ketogén csoport magas zsírtartalmú, alacsony szénhidráttartalmú étrendet kapott, amely 5,66% szénhidrátot, 86,19% zsírt és 8,15% fehérjét tartalmazott. Valamennyi patkányt külön-külön ketrecbe tettük, és 30 g normál vagy magas zsírtartalmú, alacsony szénhidráttartalmú pelletet kapott. A kísérletet 60 napig végezték, mielőtt a vérmintákat vették és elemezték, hogy megkapják a vérgáz, a sejtszám, a szervi biomarkerek és a plazma antioxidáns szuperoxid-diszmutáz (SOD) szintjét. Eredmények. A ketogén tápláléknak alávetett patkányoknál a testtömeg, a vércukorszint és a vér ketonszintje jelentősen csökkent (
). Az átlagos vér pH 7,36 ± 0,02, a bázistöbblet pedig –5,57 ± 2,39 mOsm/L volt, amelyek lényegesen alacsonyabbak voltak, mint a kontrolloké (). A hematológiai elemzés szignifikánsan alacsonyabb vörösvértest-, hemoglobin- és hematokritszintet mutatott. Nem találtak szignifikáns változást az alanin-aminotranszferáz, az aszpartát-aminotranszferáz, a karbamid és a kreatinin szintjén, ami normális máj- és veseműködésre utal. Ennek ellenére a plazma SOD szintje jelentősen csökkent a ketogén étrenddel. Következtetés. A hosszú távú ketogén étrend metabolikus acidózist, vérszegénységet és csökkent antioxidáns enzimszintet vált ki patkányokban a magas zsír- és alacsony szénhidráttartalmú étrend 60 napos fogyasztását követően.
1. Bemutatkozás
A ketogén étrend olyan étkezési rend, amely magas zsírkoncentrációból áll, közepes/alacsony fehérjetartalmú és nagyon alacsony szénhidráttartalmú. Ez a fajta étrend a ketontestek magas termelését váltja ki, amely a zsír lebontásából származik energiatermelés céljából [1]. Egyes tanulmányok azt mutatják, hogy a ketogén étrend számos betegségben terápiás előnyökkel jár. Kiegészítő terápiaként policisztás petefészek-szindróma, pattanások, rák és légzési distressz esetén ajánlották [2]. Antikonvulzív terápiaként is hasznos csökkenteni a rohamok gyakoriságát az epilepsziában szenvedőknél [3, 4]. A ketogén diéta segíthet csökkenteni a HbA1C szintet a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedőknél, fenntarthatja a bipoláris rendellenességben szenvedők hangulati stabilitását és csökkentheti az elhízott betegek koleszterinszintjét [5].
Egy klinikai tanulmány kimutatta, hogy rövid ideig tartó, 14 napos ketogén étrend növelheti a ketontestek koncentrációját a vérben, de javította a vér antioxidáns képességét is, amely hozzájárul az oxidatív stressz csökkentéséhez [6]. Egy másik klinikai vizsgálat kimutatta, hogy a ketogén étrend 20 napig történő fogyasztása jelentősen csökkentette a szervezet szén-dioxid-lerakódásait, ami klinikai előnyöket jelenthet azoknál a betegeknél, akiknél a légzési elégtelenség miatt megnövekedett a PaCO2 [2].
Népszerű használata ellenére bizonyos aggályok merülnek fel azzal kapcsolatban, hogy a ketogén étrend milyen hatással lesz az egész test rendszerére. Mivel a ketogén étrend a glükózt zsírral helyettesíti, mint fő energiaforrást, a test kénytelen egy sor zsíranyagcsere-folyamatot aktiválni az energia megszerzése érdekében [7]. A zsíranyagcsere-folyamatok fő termékként az acetil-koenzim A-t (acetil-CoA) képezik, amely ezután belép a citromsav-körforgásba, és oxidálódva ATP-t termel [8]. Az acetil-CoA, amely meghaladja az oxaloacetát rendelkezésre állását és/vagy a citromsav-ciklus aktivitását, a ketontestek növekedéséhez vezet (acetoacetát), β-hidroxi-butirát és aceton). Ezt a folyamatot ketogenezisnek nevezzük [9]. A ketogén étrendből képződő ketontestek savasak; ezért ezen savak túlzott kiválasztása a vesén keresztül lúgos tartalékok vagy hidrogén-karbonát-ionok (HCO3 -) csökkenését okozhatja [10]. Ennek eredményeként a ketogén étrend következményei csökkentették a vér pH-értékét, ami ketoacidózishoz vezetett [11].
Számos állatmodellt használtak a magas zsírtartalmú étrendnek a létfontosságú szervek, például a vese és a máj működésére gyakorolt hatásának megismerésére [12, 13]. A magas zsírtartalmú étrend nagyobb valószínűséggel váltja ki a mitokondriális kinonkészlet csökkenését, és a patkány májban megnövekedett mitokondriális reaktív oxigénfajok (ROS) képződésével jár együtt [14]. A magas zsírtartalmú étrend kimutatta, hogy megváltoztatja az egerek vese lipidanyagcseréjét, különösen a lipogenezis és a lipolízis egyensúlyát, ami lipid felhalmozódáshoz vezet a vesében, és következésképpen veseműködési zavarhoz vezet [15].
Átfogóbb adatok megszerzésére arról, hogy a ketogén étrend hogyan befolyásolhatja az egész test rendszerét, ez a tanulmány célja a ketogén étrend hosszú távú fogyasztásának a vérgázprofilokra, a hematológiai paraméterekre, a szervfunkciókra és az antioxidáns szintre gyakorolt hatásainak vizsgálata patkányokban. modell.
2. Anyagok és módszerek
2.1. Normál és ketogén étrend elkészítése
A szokásos táplálékot a gyártóktól kapták standard rágcsálóként (AD2®, Indonézia), míg a ketogén táplálékot laboratóriumunkban egy táplálkozási szakember bevonásával készítették el. A ketogén pelletek 30% nem tiszta zsírt tartalmaznak 70% kecske zsírral keverve (1. táblázat), amelyet a NutriSurvey® szoftver alapján állítottak össze, hogy kiszámítsák a kalóriabevitelt, valamint a makro- és mikrotápanyagok százalékát egy gramm pelletre számítva. Az összes összetevőt kézi keverővel cseppfolyósítottuk és összekevertük, majd 24 órán át -20 ° C hőmérsékleten fagyasztottuk. A megszilárdult anyagot ezután porítottuk és pelletekké formáltuk. Ezután megvizsgálták a standard és ketogén pelletek zsír-, fehérje- és szénhidráttartalmát az Universitas Hasanuddin Állattudományi Kar Állat-élelmiszer-kémiai laboratóriumában.
2.2. Kísérleti protokollok
200–330 g súlyú hím Wistar patkányok, 3-4 hónaposak (n = 15) a kísérlet megkezdése előtt 7 napig akklimatizálták a laboratóriumban. Ebben a szakaszban az összes patkány standard pelletet és vizet kapott ad libitum. A patkányokat a laboratóriumi állatok gondozásának szabványa szerint gondozták, és az összes állati protokollt jóváhagyta az Universitas Hasanuddin Orvostudományi Kar Állatetikai Bizottsága. A patkányokat két csoportra osztották. Az első csoport (n = 8) normál étrendet kapott, míg a második csoport ketogén étrendet kapott 60 napig. A felnőtt patkányok életének ez a 60 napos időszaka egyenlő az emberi élet ~ 4 évével [17]. Minden patkányt külön-külön ketrecben tartottak, és napi 30 g ételt kínáltak nekik ad libitum és nem vonatkozik rá a kalória korlátozása. A maradék ételt minden reggel lemérték, hogy rögzítsék az egyes patkányok kalóriabevitelét. A vérmintákat 60 napos kezelés után kivették és további elemzésre előkészítették.
2.3. A vérgáz, a hematológiai paraméterek, a szervi biomarkerek és a szuperoxid-diszmutáz szint elemzése
A vérgázelemzést patkány teljes véren végezték el közvetlenül a vérvétel után, az i-Stat® analizátor (Abbott®) alkalmazásával. A hematológiai elemzéshez vérmintákat vettünk EDTA-val ellátott BD® vakutainerrel, 20 percig 3000 rpm sebességgel centrifugáltuk, majd hematológiai elemzővel (Thermo Scientific®) elemeztük. A szervi biomarkereket, például az alanin-aminotranszferázt (ALT), az aszpartát-aminotranszferázt (AST), a kreatinint és a karbamidot a Humalyzer 3500 (Human Global Diagnostic®) alkalmazásával mértük a reagenskészletek (Human®) utasításainak megfelelően. A plazma szuperoxid-diszmutáz (SOD) szintjének mérésére a plazmát az ELISA kit (Abbexa®) Patkány SOD utasításai alapján állítottuk elő, és az enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) olvasóval (Thermo Scientific®) elemeztük.
2.4. A máj és a vese szövetek lipidperoxidációs aktivitásának elemzése
A kísérlet végén a patkányokat altattuk, eutanizáltuk és laparotómiát hajtottunk végre. A patkányok máját és veséit eltávolítottuk, és azonnal folyékony nitrogénbe merítettük. A szerveket 400 mg-mal mérjük és homogenizáljuk, mielőtt hozzáadunk 2 ml foszfátpufferoldatot (pH = 7,4). Az elegyet 3000 fordulat/perc sebességgel 20 percig centrifugáljuk. A felülúszót (0,5 ml) összekevertük 1 ml 1% tiobarbitursavval és 1 ml 1% triklór-ecetsavval, és 20 percig 100 ° C-ra melegítettük. Az elegyet ezután 3000 fordulat/perc sebességgel 10 percig centrifugáljuk a maradék elválasztására. A szerv lipid peroxidációját malondialdehid (MDA) szintként mértük (λ = 530 nm) UV-VIS spektrofotométerrel (Agilent®).
2.5. Statisztikai analízis
A kapott adatokat az SPSS IBM 23 szoftver segítségével elemeztük. Az adatok eloszlását Kolmogorov – Smirnov segítségével vizsgáltuk, hogy megállapítsuk, az adatok normális eloszlásúak-e vagy sem. A normálisan elosztott adatokat ezt követően egy független segítségével elemezték t-tesztet, míg a normálisan nem elosztott adatokat a Mann – Whitney segítségével elemeztük U teszt. Jelentős különbséget értek el, ha igen szignifikáns különbséget értek el
. Az összes adatot átlag ± SEM-ben adtuk meg.
3. Eredmények
3.1. A patkányokon végzett hosszú távú ketogén étrend jelentős súlyvesztést, csökkent vércukorszintet és megnövekedett vérketonszintet okoz.
A ketogén pellet élelmiszer-összetétele jóval kevesebb szénhidrátot tartalmaz (5,66% vs 52,20%) és jóval magasabb a zsírtartalma (86,19% vs 7,00%) a standard étrendhez képest (2. táblázat). A standard chow kalóriája 5,85 kCal/g, míg a ketogén pelleté 8,29 kCal/g. Patkányonként a napi kalóriabevitel átlagát minden héten a 3. táblázat mutatja be. Megállapítást nyert, hogy a standard csoport nagyobb mennyiségű ételt fogyasztott, mint a ketogén csoport; ennélfogva mindkét csoport kalóriabevitele meglehetősen hasonló, annak ellenére, hogy különbözik az egy grammos étel kalória.
- A metionin és a kolin szabályozza a ketogén étrend metabolikus fenotípusát - ScienceDirect
- Az ózonterápiában szerepet játszó hatásmechanizmusok A gyógyulást enyhe oxidatív stressz indukálja
- Méz és fahéj egészséges, de nem fogyókúrás csodaszer - Diétás kaptár
- Az orvosi ózonterápia csökkenti az oxidatív stresszt és a bélkárosodást a
- Orvosi ketogén étrend az epilepszia ellen Vs