A szezamol-beavatkozás enyhíti az elhízással járó anyagcserezavarokat azáltal, hogy szabályozza a máj lipidanyagcseréjét magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egerekben

Hong Qin

1 Táplálkozástudományi és Élelmiszer-higiéniai Tanszék, Xiangya Közegészségügyi Iskola, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína;

Haiyan Xu

1 Táplálkozástudományi és Élelmiszer-higiéniai Tanszék, Xiangya Közegészségügyi Iskola, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína;

Liang Yu

2 Kutatási és Fejlesztési Hivatal, Hunan First Normal University, Changsha, Kína

Lina Yang

1 Táplálkozástudományi és Élelmiszer-higiéniai Tanszék, Xiangya Közegészségügyi Iskola, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína;

Cui Lin

1 Táplálkozástudományi és Élelmiszer-higiéniai Tanszék, Xiangya Közegészségügyi Iskola, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína;

Jihua Chen

1 Táplálkozástudományi és Élelmiszer-higiéniai Tanszék, Xiangya Közegészségügyi Iskola, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína;

Absztrakt

Háttér

Az elhízás jelenleg komoly megoldandó társadalmi problémává vált. A szezámol, a szezámolajból kivont természetes bioaktív anyag, számos fiziológiai funkcióval rendelkezik, és hatással lehet az elhízás kezelésére.

Célkitűzés

Ezt a vizsgálatot a szezamol terápiás hatásának és lehetséges mechanizmusainak vizsgálatára végezték el az elhízás és az anyagcserezavarok kezelésére magas zsírtartalmú étrend (HFD) okozta elhízott egerekben.

Mód

A C57BL/6J hím egereket 8 hétig HFD-vel etették az elhízás kiváltása érdekében, majd további 4 hétig szezamollal (100 mg/testtömeg kg/nap [d] szondával) egészítették ki. A zsírszövetekben és a májban a lipidfelhalmozódás megfigyelésére hematoxilin és eozin festést alkalmaztunk. Kémiai reagenskészleteket használtunk a szérum lipidek, máj lipidek, szérum alanin aminotranszferáz (ALT) és aszpartát aminotranszferáz (AST) szintek mérésére. ELISA készleteket használtunk a szérum inzulin és szabad zsírsav (FFA) szintjének meghatározására. Western-blot-t alkalmaztunk a máj lipid-metabolizmusában szerepet játszó fehérjeszintek kimutatására.

Eredmények

A szezamol jelentősen csökkentette az elhízott egerek testtömeg-növekedését és elnyomta a zsírszövetben és a májban a lipidfelhalmozódást. A szezamol emellett javította a szérum és a máj lipidprofiljait, valamint fokozta az inzulinérzékenységet. A szezamollal kezelt csoportban a szérum ALT és AST szintje jelentősen csökkent. Ezenkívül a szezamollal végzett kezelés után a máj-szterin szabályozó elem, az protein-1 (SREBP-1c), kötődése csökkent, míg a foszforilezett hormonérzékeny lipáz (p-HSL), a karnitin-palmitoil-transzferáz 1α (CPT1α) és a peroxiszóma-proliferátor-aktivált receptor koaktivátor -1α (PGC1α) növekedett, amelyek felelősek voltak a zsírsavszintézisért, a lipolízisért és a zsírsavak β-oxidációjáért.

Következtetések

A szezamol pozitív hatással volt az elhízásra és javította az elhízott egerek anyagcserezavarait. A szezamol lehetséges mechanizmusa a máj lipid metabolizmusának szabályozása lehet.

Népszerű tudományos összefoglaló

A szezamol szignifikánsan csökkentette a testsúlyt és javította a diszlipidémiát, az inzulinrezisztenciát és a máj steatosisát magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egereknél; és ennek oka lehet a máj lipid metabolizmusának szezamol általi szabályozása.

A májról ismert, hogy részt vesz a lipidanyagcserében, beleértve a lipidfelvételt, a lipidszintézist és a lipidkatabolizmust. A szezamol csökkentette a máj lipogenezisét, fokozta a lipolízist és a zsírsavak β-oxidációját, amelyek viszont csökkentik a testben a lipid felhalmozódást, hogy enyhítsék az elhízást és az elhízással összefüggő anyagcserezavarokat.

Az elhízás komoly közegészségügyi problémává vált, amely világszerte veszélyezteti az emberi egészséget (1, 2). Az elhízással összefüggő anyagcsere-betegségek, például a magas vérnyomás, a 2-es típusú cukorbetegség és a máj steatosis előfordulása gyorsan növekszik (3–5). Ezért az elhízás kialakulásának megállításához hatékony megelőzési és kezelési stratégiákra van szükség.

Az elhízás kezelésében a lipid anyagcsere elősegítése vonzó módszer (6–8). Köztudott, hogy a máj az egyik fő szerv, amely felelős a lipidanyagcseréért, ideértve a lipidfelvételt, a lipidszintézist és a lipidkatabolizmust (9–12). Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a máj lipidanyagcseréjéért felelős tényezők szabályozása megvédheti a testet az elhízástól (13–15).

A szezámolról, a szezámolajból kivont természetes bioaktív anyagról (16) számoltak be, hogy több biológiai hatást mutat (17–20). Nemrégiben arról számoltak be, hogy a szezamol beadása jelentősen csökkentette a testtömeget a HFD által kiváltott elhízott egerekben, és csökkentette a lipidcseppek felhalmozódását a 3T3-L1 adipocitákban (21, 22). Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a szezamol potenciálisan elhízásellenes hatást fejt ki. A részletes mechanizmus azonban továbbra sem tisztázott, különösen a szezamol máj lipid metabolizmusra gyakorolt hatását nem határozták meg egyértelműen. Ebben a tanulmányban a szezamol hatásait vizsgáltuk a máj lipidanyagcseréjére HFD által kiváltott elhízott egerekben, hogy tisztázzuk a szezamol mögöttes mechanizmusát az elhízás és az elhízással összefüggő anyagcserezavarok kezelésében.

Anyagok és metódusok

Állatok és étrend

Intraperitoneális glükóz tolerancia teszt (IPGTT), éhomi vércukorszint (FBG), szérum inzulin és inzulinrezisztencia index (HOMA-IR)

Az IPGTT-t a 12. héten végeztük, és az egereket 12 órán keresztül éheztettük a kísérlet előtt. Az FBG-t farokvénás vérrel mértük glükózanalizátorral (Contour TS, Bayer, Németország). Ezután az egereknek intraperitoneálisan injektáltunk 2 g/testtömeg-kg glükózt, majd a vércukorszintet farokvénás vérrel mértük 15, 30, 60 és 90 percnél. ELISA vizsgálatot alkalmaztunk a szérum inzulin koncentrációjának mérésére (cusabio, WuHan, Kína). A HOMA-IR homeosztázis-modelljének értékelését az alábbiak szerint számítottuk: éhomi inzulin koncentráció (mU/L) × éhomi glükóz koncentráció (mmol/L)/22,5.

Szérum- és szövetgyűjtés

12 hét elteltével az egereket éterrel altattuk. A vérmintákat a comb artériájából vettük, szobahőmérsékletre helyeztük 30 percig, és 10 percig 2500 × 1/perc fordulatszámmal centrifugáltuk, és az elválasztott szérummintákat -80 ° C-on tároltuk. Ezután az egereket méhnyak diszlokációval megölték. A májat és a zsírszöveteket (epididymális, perirenalis és inguinalis fehér zsírszövet [WAT]) boncoltuk, öblítettük és lemértük. Ezután a májat és a zsírszöveteket két részre osztottuk: az egyiket gyorsan rögzítettük 4% -os formalinos oldatban szövettani elemzés céljából, a másikat gyorsan folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, és használatig azonnal -80 ° C-on tároltuk.

Szövettani elemzés

A rögzített májat és zsírszövetet eltávolítottuk a formalin oldatból, és paraffin viaszba ágyazottuk. A paraffinba ágyazott szakaszokat (5 μm) hematoxilinnal és eozinnal (HE) festettük. Ezután a metszeteket optikai mikroszkóppal elemeztük (EVOSTM Auto2, Thermo Fisher Scientific, WA, USA). Az adipocita méretét úgy határoztuk meg, hogy megfestettük 100 adipocita területét festett szakaszokban, és elemeztük Image J szoftverrel.

Szérum biokémiai elemzések

A teljes koleszterin (TC), az alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin (LDL-C), a nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin (HDL-C), a szérummentes zsírsavak (FFA), az ALT és az AST szintjét kémiai reagenskészletek segítségével mértük (Nanjing Jiancheng, Nanjing, Kína).

Máj lipidkoncentráció

A májmintákat normál sóoldattal (1: 9, w/v) homogenizáltuk, és 10 percig 2500 fordulat/perc sebességgel centrifugáltuk. A máj trigliceridek (TG), a TC és az LDL-C szintjét a szérumanalízishez használt ugyanazokkal a készletekkel vizsgáltuk.

Western blot elemzés

A májszöveteket proteináz-gátlót tartalmazó hideg RIPA pufferben gyűjtöttük be (Ding Guo Changsheng Biotechnology Co., Ltd., Peking, Kína). Az összes fehérjekivonatot ezután 12 000 fordulat/perc sebességgel, 4 ° C-on 15 percig centrifugáltuk. A felülúszók fehérjekoncentrációját BCA Protein Assay Kit-rel (Beyotime Biotechnology, Shanghai, Kína) mértük.

A fehérjét nátrium-dodecil-szulfát poliakrilamid gélelektroforézissel (SDS-PAGE) választottuk el, és polivinilidén-fluorid (PVDF) membránokra vittük át (Bioleader, Maine, USA). Miután 5% sovány tejben blokkoltuk 0,1% Tween-20-ot (TBST) tartalmazó Tris-pufferolt sóoldatban 1 órán át szobahőmérsékleten, a membránokat éjszakán át 4 ° C-on inkubáltuk primer antitestekkel és szekunder antitestekkel 1 órán át szobahőmérsékleten. ECL módszerrel a fehérje sávokat detektáltuk a kemilumineszcencia képalkotó segítségével (Tanon-5500, Tanon Science & Technology Co., Ltd., Shanghai, Kína). Az ebben a vizsgálatban alkalmazott elsődleges antitestek az SREBP-1c (A15586), a CPT1α (A5307), a PKA-C (A7715) és a β-aktin (AC026) voltak, amelyeket az Abclonal-tól (Wuhan, Kína) vásároltunk; és a HSL-t (AF6403) és a Phospho-HSL-t (p-HSL, AF8026) az Affinite-től (OH, USA) vásároltuk. A másodlagos antitest az Abclonal cégtől vásárolt HRP Goat Anti-Rabbit IgG (AS014) volt.

Statisztikai analízis

A szezamol hatása a testtömegre HFD által kiváltott elhízott egerekben. (a) testtömeg, (b) testtömeg-növekedés és (c) táplálékfelvétel az egérenkénti napi élelmiszer-fogyasztás alapján. Az adatokat átlag ± SD (n = 8) formájában mutatjuk be. * P 2a. Ábra). A zsírszövetek megjelenése szempontjából kisebbek voltak a szezamollal végzett kezelés után, és a metszetek azt mutatták, hogy az adipociták méretei is kisebbek voltak a HFD + szezamol csoportban, mint a HFD csoportban (2b – d. Ábra). Ezenkívül meghatároztuk a reprezentatív WAT sejtméret-eloszlásait. Megállapítottuk, hogy a szezamollal kezelt egerekben a zsírszövetekben nagyobb sejtterületről kisebb sejtterületre történt elmozdulás (2e., F. Ábra). Ezek az eredmények azt mutatták, hogy a szezamol csökkentheti a zsírszövetekben a lipid tárolódást a HFD által kiváltott elhízott egerekben.