A koreai fenyőmagolaj hatása a súlygyarapodásra és az immunválaszokra a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egerekben

Soyoung Park

1 Élelmezési és táplálkozási tanszék, Humánökológiai Főiskola, Szöuli Nemzeti Egyetem, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Szöul 151-742, Korea.

Yeseo Lim

1 Élelmezési és táplálkozási tanszék, Humánökológiai Főiskola, Szöuli Nemzeti Egyetem, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Szöul 151-742, Korea.

Sunhye Shin

1 Élelmezési és táplálkozási tanszék, Humánökológiai Főiskola, Szöuli Nemzeti Egyetem, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Szöul 151-742, Korea.

Énekelt Nim Han

1 Élelmezési és táplálkozási tanszék, Humánökológiai Főiskola, Szöuli Nemzeti Egyetem, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Szöul 151-742, Korea.

2 Humánökológiai Kutatóintézet, Szöuli Nemzeti Egyetem, Szöul 151-742, Korea.

Absztrakt

A koreai fenyőmagolajról (PNO) számoltak be, hogy kedvezően befolyásolja a lipidanyagcserét és az étvágykontrollt. Megvizsgáltuk, hogy a PNO-fogyasztás befolyásolhatja-e a súlygyarapodást, és hogy a PNO-indukált hatás javítja-e az immunfunkciót a magas zsírtartalmú étrend (HFD) által kiváltott elhízott egerekben. A C57BL/6 egereket kontroll táplálékkal etették 10% energiazsírral, akár PNO-ból, akár szójaolajból (SBO), vagy HFD-ket, 45% energiazsírban 10% PNO-ból vagy SBO-ból, és 35% zsírból, 20% PNO-ból vagy SBO-ból és 25% zsírból., vagy 30% PNO vagy SBO és 15% sertészsír 12 hétig. A lépsejtek proliferatív válaszai concanavalin A-val (Con A) vagy lipopoliszachariddal (LPS) stimulálva, Con A-stimulált interleukin (IL) -2 és interferon (IFN) -γ termelésével és LPS-stimulált IL-6 termeléssel, Meghatároztuk az IL-1β-t és a prosztaglandin E2-t (PGE2) splenociták által. A PNO-t tartalmazó HFD-k fogyasztása lényegesen kisebb súlygyarapodást eredményezett (17% -kal kevesebb, P Kulcsszavak: Fenyőmagolaj, elhízás, magas zsírtartalmú étrend, immunválasz, gyulladásos citokin

Bevezetés

A fenyőmagot, amely a pinus nemzetség olajos magja, évszázadok óta használják kulináris célokra az egész világon. A Pinus koraiensis, Kelet-Ázsia őshonos növénye, amelyet általában koreai fenyőmagnak neveznek, a kereskedelmi fenyőmagok egyik fő típusa. A koreai fenyőmag lipidtartalma a dió teljes tömegének 62% -át teszi ki [1]. A fenyőmag tartalmaz szokatlan szerkezetű zsírsavakat, például A5-telítetlen polimetilénnel megszakított zsírsavakat (A5-UPIFA-k). Ezek a zsírsavak a tűlevelű magvakból és levelekből nyert lipidek jellemző komponensei [2]. A pinolénsav (18: 3, A5,9,12) a fenyőmagokban található fő A5-UPIFA. A koreai fenyőmagolaj (PNO) 5% palmitinsavat (16: 0), 2% sztearinsavat (18: 0), 27% olajsavat (18: 1, Δ9), 45% linolsavat (18: 2) tartalmaz. Δ9,12), 1% eikozénsav (20: 1, Δ11), 15% pinolénsav és 3% egyéb Δ5-UPIFA [2].

A PNO egészségügyi előnyeit számos tanulmány vizsgálta. Asset és mtsai. [3,4] beszámolt arról, hogy a PNO csökkentette az összes koleszterin- és trigliceridszintet állatmodellekben. Sugano és munkatársai tanulmányában. [5], a PNO (22% energia) fogyasztása enyhítette a magas vérnyomást spontán hipertóniás patkányokban öt hét etetés után. Hughes és mtsai. [6] kimutatta, hogy a PNO kapszula biztosítása ad libitum büféebéd előtt csökkentett táplálékfelvételt eredményezett a túlsúlyos női alanyokban. Pasman és mtsai. [7] megfigyelte, hogy a kolecisztokinin és a glukagon-szerű peptid-I szekréció magasabb volt PNO-kapszulát kapott alanyoknál, mint azoknál, akik placebót kaptak, ezzel alátámasztva Hughes és mtsai. [6].

Az étrendi zsírsavaknak, különösen a többszörösen telítetlen zsírsavaknak (PUFA-k), nagy szerepük van az immunműködés szabályozásában azáltal, hogy modulálják a különféle jelátviteli utakban részt vevő lipid mediátorok termelését. Általánosságban elmondható, hogy az n-6 PUFA-k elősegítik a hiperaktív immunválaszokat azáltal, hogy szubsztrátumokat biztosítanak a gyulladásgátló lipid mediátorok számára; mivel az n-3 PUFA-k fogyasztása enyhíti a gyulladásgátló válaszokat [8]. Azonban a y-linolénsavról (18: 3, Δ6,9,12), amely n-6 PUFA, beszámoltak arról, hogy elnyomja a krónikus gyulladást azáltal, hogy növeli a dihomo-γ-linolénsav sejtszintjét (20: 3, Δ8), 11,14) [9]. A dihomo-γ-linolénsav versenyezhet az arachidonsavval (20: 4, Δ5,8,11,14), mint a ciklooxigenáz és a lipoxigenáz szubsztrátja.

A pinolénsav, amely a γ-linolénsav pozicionális izomerje, szintén felvehető és meghosszabbítható eikosatriénsavvá (20: 3, A7, 11, 14). [10]. Chuang és mtsai. [11] beszámolt arról, hogy a sejtek által felvett pinolénsav módosította a sejtes foszfolipidek zsírsav-összetételét, ami az egér makrofág sejtvonalában csökkent gyulladásgátló eikozanoidok termelését eredményezte. Az in vitro eredményekkel ellentétben a PNO-val etetett állatokban megemelkedett a proinflammatorikus lipid mediátorok termelése [5,12]. Egy tanulmányban, amely egy öthetes PNO diéta (22% energia) hatását vizsgálta az immunparaméterekre [12], a lép CD4 + T limfociták relatív arányát, az immunglobulin G és E léptermelését és a felszabadult leukotrién B4-et. A peritonealis exudátum sejtjeinek aránya magasabb volt PNO-val etetett patkányokban, mint a sáfrányolajjal (linolsavforrás; n-6, 18: 2, Δ9,12) vagy a ligetszépeolajjal (y-linolénforrás). sav; n-6, 18: 3, A6,9,12). Ezért a pinolénsav képes modulálni az immunválaszt egy olyan mechanizmus révén, amely in vivo eltérhet a többi n-6 PUFA-tól. A PNO immunfunkcióra gyakorolt hatásával kapcsolatos információk azonban korlátozottak.

Az elhízás az immunfunkció károsodásával járt. Beszámoltak arról, hogy az elhízott betegeknél fokozott a fertőzés kockázata [13], és az oltásra adott gyenge antitest-válasz [14]. Felvetették, hogy a keringő hormonok és tápanyagok, például glükóz és lipidek megváltozott szintje hozzájárulhat az immunsejtek diszregulációjához [15]. Számos tanulmány kimutatta, hogy a megfelelő súlycsökkentés kijavíthatja a megváltozott immunválaszt [16,17], ami arra utal, hogy az elhízott személyek súlycsökkentésével javítható az immunválasz.

Ferramosca és mtsai tanulmánya. [18] kimutatta, hogy a PNO-fogyasztás kevesebb súlygyarapodáshoz vezetett azoknál az egereknél, amelyeket PNO-t tartalmazó (17% energia) 29% -os energiatartalmú étrenddel tápláltak. Itt megvizsgáltuk, hogy a PNO csökkentette-e a súlygyarapodást a magas zsírtartalmú étrend (HFD) által kiváltott elhízott egerekben, és hogy ez a hatás javította-e az immunfunkciót. A dózisfüggő hatás teszteléséhez az energia 10% -át, 20% -át és 30% -át biztosította a PNO HFD-kben (45% energiazsír). Vizsgálták a kontroll étrendben lévő PNO-helyettesítés (10% energiazsír) immunválaszra gyakorolt hatását is. Legjobb tudomásunk szerint ez az első olyan vizsgálat, amely egy állatmodellben vizsgálja a PNO hatását mind a kontroll étrendben, mind a HFD-ben az immunfunkcióra.

Anyagok és metódusok

Állatok és diéták

Asztal 1

A kísérleti étrendek összetétele (g) 1)

1) Forrás: Dyets, Inc., Bethlehem, PA, USA.

2) A dyetrose (Dyets) egy dextrinizált kukoricakeményítő, amely 90-94% tetra-szacharidokat tartalmaz.

3) A PNO a Dubio Co., Ltd. (Gyeonggi-do, Korea) ajándéka volt.

4) Harmincöt gramm ásványi keverék (Dyets, # 210099) 5,1 g kalciumot, 4 g foszfort, 3,6 g káliumot, 1 g nátriumot, 1,6 g kloridot, 0,5 g magnéziumot, 0,3 g ként, 59 mg mangánt, 46 mg vas, 25 mg cink, 5 mg réz, 0,2 mg szelén, 0,2 mg jód és 4,2 g szacharóz.

5) Tíz gramm vitaminkeverék (Dyets, # 300050) 4000 NE A-vitamint, 1000 NE D3-vitamint, 50 NE E-vitamint, 30 mg niacint, 16 mg pantoténsavat, 7 mg B6-vitamint, 6 mg B1-vitamint, 6 mg B2-vitamin, 2 mg folsav, 0,8 mg menadion, 0,2 mg biotin, 10 µg B12-vitamin és 9,8 g szacharóz.

2. táblázat

Kísérleti étrend zsírsavösszetétele (zsírsavak% -a) 1)

ÉN, nem észlelt.

1) A zsírsavösszetételt gázkromatográfiás módszerrel határoztuk meg.

Splenociták izolálása

A lépeket a mikroszkóp tárgylemezének (Fisher Scientific, Waltham, MA) matt végeivel aprítottuk, teljes RPMI-ben. Centrifugálás után a vörösvérsejteket Gey-oldatával lizáltuk, és a fennmaradó leukocitákat kétszer mostuk teljes RPMI-vel. Az életképes sejteket tripánkék kizárással számoltuk meg hemacitométeren (Fisher Scientific). Az izolált splenocitákat 10% hő-inaktivált szarvasmarha-magzati szérumban (Gibco) tartalmazó teljes RPMI-ben szuszpendáltuk.

A limfociták szaporodása

A limfocita proliferációt [3H] timidin beépülési vizsgálattal határoztuk meg. A splenocitákat (4 × 105 sejt/mélyedés) három példányban tenyésztettük concanavalin A (Con A) (Sigma Aldrich) 0,5 vagy 1,5 mg/L (végső koncentráció) vagy lipopoliszacharid (LPS) (Sigma Aldrich) 5, 15, vagy 30 mg/l (végső koncentráció) 96 lyukú, lapos fenekű lemezen (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ) 72 órán át 37 ° C-on, 5% CO2 jelenlétében. Mindegyik üregbe 18,5 kBq [3H] timidint (Perkin Elmer, Boston, Massachusetts) pulzáltunk az inkubáció utolsó 4 órájában. A sejteket szűrőpapírra gyűjtöttük sejtgyűjtővel (FilterMate; Perkin Elmer), és a radioaktivitást folyadék szcintillációs számlálóval (MicroBeta; Perkin Elmer) mértük. Az eredményeket korrigált percenkénti szétesésekként (dpm) jelentik, amely a mitogén-stimulált üregek átlagos dpm-je mínusz a mitogének nélküli üregek átlagos dpm-je.

Citokin és prosztaglandin E2 (PGE2) termelés

A splenocitákat (5x106 sejt/üreg) 5 mg/l Con A-val 48 órán át vagy 10 mg/l LPS-vel 24 órán át stimuláltuk 24 lyukú lemezeken, 37 ° C-on, 5% CO2-atmoszférában. A sejtmentes felülúszókat összegyűjtöttük és -80 ° C-on tároltuk. Az interleukin (IL) -2, az interferon (IFN) -y, az IL-6 és az IL-1β szintjét ELISA-val (BD OptEIA készlet; BD Pharmingen, San Diego, Kalifornia) mértük a gyártó utasításainak megfelelően. A PGE2 szintjét kompetitív ELISA kit segítségével (PGE2 EIA kit; Cayman Chemicals, Ann Arbor, MI) mértük.

Szérum leptin

A szérum leptinszinteket ELISA módszerrel határoztuk meg (Quantikine® ELISA kit; R&D Systems, Minneapolis, MN).

Statisztikai analízis

3. táblázat

PNO vagy SBO tartalmú kontroll étrenddel vagy HFD-vel etetett egerek testsúlya, súlygyarapodása, fehér zsírszövet súlya, táplálékfelvétele és energiafogyasztása

Az értékeket átlag ± SE-ként mutatjuk be. Kétirányú ANOVA-t alkalmaztak a zsírmennyiség és -típus hatásainak meghatározásához, majd LSD utólagos tesztet végzett. A közös felső index nélküli sorban lévő eszközök jelentős különbségeket képviselnek (P 1) A fehér zsírszövet súlya az epididymális, a szubkután és a perirenal-retroperitoneális depók súlyának összege.

2) Átlagos napi energiafogyasztás (kcal/d) = Átlagos napi táplálékfelvétel (g/d) × Kalória per g étrend (kcal/g étrend).

4. táblázat

PNO-t vagy SBO-t (× 10 3 dpm) tartalmazó kontroll étrenddel vagy HFD-vel etetett egerek lépsejtjeinek proliferatív válaszai

Az értékeket átlag ± SE-ként mutatjuk be. Kétirányú ANOVA-t használtak a zsírmennyiség és -típus hatásainak meghatározására.

A splenocitákat (4x105 sejt/üreg) Con A-val vagy LPS-sel stimuláltuk 96 üregű, lapos fenekű lemezeken 72 órán át 37 ° C-on, 5% CO2 jelenlétében. A mitogének végső koncentrációja a Con A esetében 0,5 és 1,5 mg/L, az LPS esetében az 5, 15 és 30 mg/L volt. A limfociták proliferációját a [3H] timidin beépülésének értékelésével mértük az inkubáció utolsó 4 órájában. Az eredményeket dpm-ben adjuk meg, ami a mitogén-stimulált üregek átlagos dpm-je mínusz a mitogének nélküli üregek átlagos dpm-je.

Citokin és PGE2 termelés

Összességében a splenociták által termelt IL-1β termelése 10 mg/l LPS-sel stimulálva szignifikánsan magasabb volt PNO-val etetett egerekben (P = 0,04); míg a zsír mennyiségének nem volt szignifikáns hatása (5. táblázat). A zsír mennyiségének vagy típusának nem volt jelentős hatása az IL-2, IFN-γ, IL-6 vagy PGE2 termelésére.

5. táblázat

A citokinek és a PGE2 termelése splenociták által kontroll étrenddel vagy PNO-t vagy SBO-t tartalmazó HFD-vel táplált egerekből

Az értékeket átlag ± SE-ként mutatjuk be. Kétirányú ANOVA-t alkalmaztak a zsírmennyiség és -típus hatásainak meghatározásához, majd LSD utólagos tesztet végzett. A közös felső index nélküli eszközök jelentős különbségeket képviselnek (P 6 sejt/üreg) 48 órán át Con A-val (5 mg/L, végső koncentráció) vagy 24 órán át LPS-sel (10 mg/L, végső koncentráció) stimuláltuk. 24 lyukú lemezek 37 ℃ -on, 5% CO2-atmoszférában. Sejt nélküli felülúszókat gyűjtöttünk, és az IL-2, IFN-y, IL-6, IL-1β és PGE2 szintjét ELISA-val mértük.

Vita

Beszámoltak arról, hogy a PNO kedvező hatással van a lipidanyagcserére [10,19], a vérnyomásra [5], az étvágyszabályozásra [6,7] és az eikozanoidtermelésre [11]. Néhány tanulmányt végeztek azonban a PNO immunfunkcióra gyakorolt hatásainak meghatározására [12]. Arra összpontosítottunk, hogy a PNO-fogyasztás befolyásolhatja-e a súlygyarapodást, és hogy a PNO hatása a csökkent súlygyarapodásnak javította-e az immunfunkciót a HFD által kiváltott elhízott egerekben. Kimutattuk, hogy a PNO-tartalmú HFD-vel táplált egerek kevesebb testtömeget és kevesebb zsírszövetet kaptak, mint az SBO-tartalmú HFD-vel tápláltak. Azonban a PNO dózisfüggő hatását a súlygyarapodásra és a fehér zsírszövet tömegére nem figyelték meg az ebben a vizsgálatban tesztelt különböző PNO dózisok között.

A PNO-fogyasztás általában fokozta a limfociták proliferációját, amikor a sejteket 0,5 mg/l Con A-val stimulálták; azonban nem volt szignifikáns hatása a limfocita proliferációra, amikor a sejteket 1,5 mg/l Con A-val vagy 5, 15 vagy 30 mg/l LPS-sel stimulálták. Így nem meggyőző, hogy a PNO fogyasztása javítja-e a limfociták proliferációját. Továbbá nem következtethetünk arra, hogy a PNO-val táplált egerek 0,5 mg/l koncentrációjú Con A stimulációjánál tapasztalt magasabb limfocita proliferáció a kisebb súlygyarapodásnak és a zsírszövet alacsonyabb tömegének volt köszönhető, mert az elhízott egereknek a kontroll egerekhez képest általában magasabb volt a limfocitája proliferáció a Con A-val végzett 0,5 mg/l koncentráció mellett is.

Ahmed és mtsai. [16] beszámolt arról, hogy a 10% -os, illetve a 30% -os energia korlátozás után 7% -os és 10% -os súlycsökkenés fokozta a T-sejtek által közvetített immunválaszokat elhízott személyeknél. Tanaka és mtsai. [17] beszámolt arról, hogy az elhízott alanyoknál megfigyelt megváltozott T-sejt funkció 26% -os súlycsökkenés után korrigálódott. A jelenlegi vizsgálatban PNO-val HFD-vel táplált egerek 4% -kal kevesebb energiát fogyasztottak és 10% -kal kevesebbek voltak, mint az SBO-t tartalmazó HFD-vel tápláltak. A csökkent súlygyarapodás azonban nem eredményezte a limfocita proliferatív válaszainak általános javulását a T-sejt mitogénekre. Az állatmodelleket használó legtöbb tanulmányban az energia korlátozásának az immunválaszokra gyakorolt jótékony hatásait figyelték meg, amikor az állatokat 20–60% -kal kevesebb táplálékkal etették [25]. Az energiafogyasztás és a súlygyarapodás csökkenésének nagysága ebben a tanulmányban elégtelennek tűnt ahhoz, hogy jelentősen befolyásolja a limfocita proliferációt.

A jelenlegi vizsgálatban kimutattuk, hogy a 12 héten át részben PNO-val helyettesített HFD fogyasztása csökkent súlygyarapodáshoz vezetett, ami elsősorban az egerek kevesebb fehér zsírszövetének volt köszönhető. Az alacsonyabb súlygyarapodás hatása nem eredményezte a splenocyták proliferatív válaszainak általános fokozódását. Mivel a splenociták által termelt IL-1β nagyobb volt PNO-val etetett egereknél, fennáll annak a lehetősége, hogy a PNO aktiválja az immunválaszt; további vizsgálatokra van azonban szükség a PNO IL-1β termelésre gyakorolt hatásának mechanizmusainak meghatározásához, valamint arra, hogy a PNO befolyásolja-e más gyulladásos markerek termelését.

Lábjegyzetek

Ezt a munkát a Koreai Nemzeti Kutatási Alapítvány (NRF) támogatásával támogatták, amelyet az Oktatási, Tudományos és Technológiai Minisztérium finanszírozott (támogatás száma: 2010-0024878).