A szintetikus ecetsav- és a Nipa-ecet elhízás- és gyulladáscsökkentő hatása a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egerekre

Boon Kee Beh

1 Biotechnológiai Kutatóközpont, Malajziai Agrárkutatási és Fejlesztési Intézet (MARDI), Serdang, Selangor 43400 Malajzia

2 Biológiai Tudományok Intézete, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor Malaysia

Nurul Elyani Mohamad

3 Sejt- és molekuláris biológiai tanszék, Biotechnológiai és Biomolekuláris Tudományi Kar, Putiti Malajzia, Serdang, Selangor 43400 Malajzia

Swee Keong Yeap

2 Biológiai Tudományok Intézete, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor Malaysia

4 Kína-ASEAN Tengerészeti Tudományok Főiskolája, Xiamen University Malajzia, Jalan Sunsuria, Bandar Sunsuria, 43900 Sepang, Selangor Malaysia

Huynh Ky

5 Mezőgazdasági Genetikai és Tenyésztési Tanszék, Mezőgazdasági és Alkalmazott Biológiai Főiskola, Cantho Egyetem, Can Tho, 84071 Vietnam

Sook Yee Boo

6 BioEasy Sdn Bhd, Setia Alam, Shah Alam, Selangor Malajzia

Joelle Yi Heng Chua

6 BioEasy Sdn Bhd, Setia Alam, Shah Alam, Selangor Malajzia

Sheau Wei Tan

2 Biológiai Tudományok Intézete, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor Malaysia

Wan Yong Ho

7 Biomedical Sciences School, The University of Nottingham Malaysia Campus, Jalan Broga, 43500 Semenyih, Selangor Malaysia

Shaiful Adzni Sharifuddin

1 Biotechnológiai Kutatóközpont, Malajziai Agrárkutatási és Fejlesztési Intézet (MARDI), Serdang, Selangor 43400 Malajzia

Kamariah Long

1 Biotechnológiai Kutatóközpont, Malajziai Agrárkutatási és Fejlesztési Intézet (MARDI), Serdang, Selangor 43400 Malajzia

Noorjahan Banu Alitheen

2 Biológiai Tudományok Intézete, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor Malaysia

3 Sejt- és molekuláris biológiai tanszék, Biotechnológiai és Biomolekuláris Tudományi Kar, Putiti Malajzia, Serdang, Selangor 43400 Malajzia

Absztrakt

A közelmúltban élelmiszer alapú bioaktív összetevőket, például ecetet javasoltak a globális elhízási járvány legyőzésére. Bár az ecetet az ecet fő összetevőjeként azonosították, amely hozzájárul az elhízás elleni hatásához, a jelentések kimutatták, hogy a különböző kiindulási anyagokból előállított ecet különböző fokú bioaktivitással rendelkezik. Ezt a vizsgálatot a szintetikus ecetsavecet és a Nipa-ecet elhízás- és gyulladáscsökkentő hatásainak összehasonlítására végezték magas zsírtartalmú étrendet fogyasztó egerekben. Ebben a munkában az egereket magas zsírtartalmú étrenddel etették 33 hétig. A 24. hét elején az elhízott egereket orálisan szintetikus ecetsav- vagy Nipa-ecettel (0,08 és 2 ml/testtömeg-kg) etették a 33. hét végéig. Kontrollként normál pellet-étrendet etettek. Bár a szintetikus ecetsav- és a Nipa-ecet egyaránt hatékonyan csökkentette a táplálékfelvételt és a testsúlyt, a Nipa-ecet nagy dózisa hatékonyabban csökkentette a lipidlerakódást, javította a szérum lipidprofilját, fokozta az adipokin expressziót és elnyomta az elhízott egerek gyulladását. Így nagy dózisú Nipa-ecet potenciálisan enyhítheti az elhízást azáltal, hogy megváltoztatja a zsírtartalmú étrend által kiváltott, elhízott egerek lipidanyagcseréjét, gyulladását és bélmikrobájának összetételét.

Bevezetés

A hosszú távú energia-egyensúlyhiány okozta elhízás járványos betegség a fejlett és a fejlődő országokban 1. Ez a krónikus betegség az egyik fő kritériuma a metabolikus szindrómának, és társul magas vérnyomással, hiperlipidémiával, inzulinrezisztenciával és gyulladás előtti státussal 2. E problémák leküzdéséhez jobb megelőzési és kezelési lehetőségekre van szükség, minimális vagy nulla mellékhatással, a jelenleg rendelkezésre álló gyógyszerekhez képest. A napi kalóriabevitel és az aktívabb életmód kontrollja mellett diéták vagy bioaktív tápanyagok fogyasztását javasolták hatékony megoldásként az elhízás leküzdésére, sőt megelőzésére 3 .

A nipaecetet gyakran használják élelmiszer-adalékanyagként és a népi gyógyászatban a cukorbetegség és a magas vérnyomás kezelésére 15. A Nipa ecet egészségügyi előnyeit, különösen annak elhízás elleni hatásait azonban korábban nem értékelték. Emellett a bél mikrobiotájának változása és a metabolikus szindrómához kapcsolódó gének expressziójának szabályozása szintetikus ecetsav- és Nipa-ecettel továbbra sem ismert. Ezért ezt a tanulmányt a szintetikus ecetsav- és a Nipa-ecet elhízás- és gyulladáscsökkentő hatásainak összehasonlítására végezték magas zsírtartalmú étrend (HFD) által kiváltott elhízott egerekben.

Eredmények

Nagy adag ecet csökkenti az elhízott egerek testtömegét (BW) és a zsírpárna/BW arányát

A Nipa-ecetet 4% ecetsavvá standardizálták, gallusavat (143 µg/ml) és protokatehetsavat (61 µg/ml) tartalmaz, amelyek hozzájárulnak a máj szuperoxid-diszmutáz (SOD), glutation (GSH) és vas-redukáló antioxidáns fokozásához hatalom (FRAP) és az aktivált B-sejtek kappa-könnyűlánc-fokozójának (NF-KB) nukleáris faktorának elnyomása 16. A HFD-vel táplált C57BL/6 egerek regisztrált tömege> 50 g/egér (1A. Ábra) és a zsírpárna/testtömeg arány 4% (1B. Ábra). A normál étrenddel etetett egerek testtömege

30 g/egér (1A. Ábra), zsírpárna/BW aránya

2% (1B. Ábra) és napi táplálékfelvétel

4,8 g/egér (1C. Ábra) 33 hetes inkubálás után, amelyek szignifikánsan alacsonyabbak voltak, mint a kezeletlen elhízott egerek. 10 hetes kezelés után az elhízott egerek 2 ml/ttkg szintetikus ecetsav-ecettel (SH) és 2 ml/ttkg Nipa-ecettel (NH) kezeltek statisztikailag szignifikánsan alacsonyabb testtömeg- és zsírpárna/testtömeg-arányt (p (1A. És B. Ábra). Másrészt a 0,08 ml/kg testtömeg-szintetikus ecetsav-ecet (SL) kezelés nem csökkentette szignifikánsan a testtömeg és a zsírpárna/testtömeg-arányt a kezeletlen elhízott csoporthoz képest (1A. És B. Ábra). Ezenkívül a 0,08 ml/kg testtömegű Nipa ecet (NL) kezelés csak szignifikánsan (p 1C) volt, mivel a kezelések eredményeként jelentősen elnyomták az élelmiszer-felvételt szintetikus ecet vagy nipaecet (p 2A), leptin, glükóz és inzulin szintek (1. táblázat), mint a normál egereknél. A szintetikus ecetsav- és a nipaecet-koncentrációval kezelt elhízott egerek statisztikailag szignifikánsnak bizonyultak (p 1). Ezt az eredményt erősen alátámasztották a máj- és zsírpárnák hisztopatológiai elemzései, amelyek során az SH és NH-val kezelt elhízott egerek kisebb adipocita sejtméretet és kevesebb lipidcseppet mutattak a májban, mint a kezeletlen elhízott egerek (2B ábra). Ezeket a hatásokat ritkábban figyelték meg SL- és NL-kezelt elhízott egereknél.

Mindkét ecet magas koncentrációja szabályozta a 2-es típusú máj glükóz transzporter (GLUT2) és a zsír zsír GLUT4, az adiponektin (AD) és a szterin szabályozó elemhez kötődő protein 1 (SREBP1) mRNS expresszióját

Mindkét ecet magas koncentrációja megváltoztatta az elhízott egerek bél mikrobiotájának összetételét

A kezeletlen elhízott egerek bélmikrobiotájában a firicutes volt a legdominánsabb populáció. Az SH és az NH egyaránt szignifikáns eredményt adott (p 3A). A Bacteroides, Lactobacillus, Parabacteroides, Akkermansia, Flavobacterium és Oscillospira relatív bősége jelentősen megnőtt (p 3B).

A leptintől eltérően az AD felelős a glükóz és a zsírsav oxidációjának szabályozásáért a szervezetben. Az AD alacsony szintje, amely az adipociták adipogenezisének antagonistája, inzulinrezisztencia és elhízás kialakulásával járt 24. Sőt, a zsír GLUT4 és a máj GLUT2 az inzulin által szabályozott glükóz transzporterek, amelyek segítenek fenntartani a glükóz homeosztázisát. Az elhízott egerek inzulinrezisztenciája következetesen megállapításra került, hogy összefügg a zsír GLUT4 lefelé történő szabályozásával és a máj GLUT2 túlzott expressziójával, ami arra utal, hogy a glükóz homeosztázis diszregulációja és a máj máj glükóztermelésének megnövekedése szerepet játszik a ez a feltétel 25. Az NH a zsírszövet AD és GLUT4 expressziójának felfelé és a GLUT2 lefelé történő szabályozását eredményezte elhízott egerek májában. Így a Nipa ecet érzékenyítette a máj glükóztranszportját és anyagcseréjét, amely hatékonyabb testsúly-szabályozással jár, összehasonlítva a szintetikus ecetsavecettel.

A hosszan tartó enyhe gyulladás mindig társul a HFD által kiváltott elhízással 26 és végül májbetegséggel, amit a szérum májenzimszintek emelkedése és a máj zsírfelhalmozódása jelez 18. A gyulladásos markerek, köztük az NF-κB és iNOS, túlzott expresszióját és a túlzott NO termelését kövér egereknél figyelték meg 26. A gyümölcseceteket, például az ananászecetet jó antioxidáns és gyulladáscsökkentő vegyületek forrásaként azonosították 6. Ebben a vizsgálatban a Nipa ecet képes volt elnyomni az NF-κB és iNOS gyulladásos markerek expresszióját, ami alacsonyabb NO-szinthez vezetett mind a májban, mind a zsírpárnákban. Ez az eredmény a Nipa-ecetben jelenlévő fenolsavaknak tulajdonítható. Ezenkívül az AD Nipa-ecettel történő szabályozása szintén hozzájárulhat a gyulladáscsökkentő hatáshoz, mivel az AD gátolja az NF-kB aktivációjának elnyomásával a gyulladást 27 .

A fenti eredmények alapján a 2 ml/kg testtömegű Nipa-ecet a testtömeg-csökkentés, a hiperlipidémia és a hepatoprotektív hatások terén felülmúlta a szintetikus ecetsavat, valószínűleg metabolitok, például galluszsav és protokatehsav jelenléte miatt, amelyeket korábban a A tanulmányban használt nipaecet 16. Ezen fenolsavak jelenléte korrelált a Nipa-ecetes kezelés gyulladáscsökkentő hatásával, amely hozzájárult a paracetamol okozta májkárosodás helyreállításához 16. Ezek a fenolsavak hozzájárulhatnak az elhízáshoz kötött oxidatív stressz, gyulladás és a Nipa ecettel kezelt elhízott egerek májának károsodásához is. Ezzel szemben csak szintetikus ecetsav-ecettel kezelt elhízott egereknél, amelyek csak ecetsavat tartalmaztak, csak enyhe javulást figyeltek meg ezekben a paraméterekben. Beszámoltak arról, hogy a 32-es gallus és a 33 protokatehinsav elhízásellenes és hiperlipidémiás hatást gyakorolnak a HFD-vel táplált egerekre. Ezek a polifenolsavak, amelyek nagy koncentrációban vannak jelen a Nipa ecetben, tovább javíthatják a szérum lipidprofilt és csökkenthetik a testtömeg mennyiséget a szintetikus ecetsav ecettel összehasonlítva.

Összefoglalva, mind a szintetikus ecetsav-, mind a Nipa-ecet csökkentette az elhízott egerek táplálékfelvételét és megváltoztatta a bél mikrobiotáját, hozzájárulva az elhízott egerek jelentős súlyvesztéséhez. Ezenkívül nagy dózisú Nipa-ecettel jelentősen csökkent a testtömeg, csökkent a szérum lipidprofilja, és csökkent a máj oxidációja és gyulladása az elhízott egerekben a kezeletlen egerekhez képest. Így a Nipa-ecetben jelen lévő hatóanyagok, különösen a polifenolok, tovább fokozták a gyulladáscsökkentő, hipolipidaémiás hatást és a fogyást elhízott egerekben, összehasonlítva a szintetikus ecetsav-ecettel. Ezért a Nipa ecet nagy koncentrációban potenciális funkcionális élelmiszer-összetevő, elhízás elleni hatással.

Anyagok és metódusok

Nipa ecet készítése

A friss Nipa nedveket (Pasar Borong Selangortól, Malajziából gyűjtöttük) leszűrtük, pasztörizáltuk és Saccharomyces cerevisiae 7013 INRA-val (DSM, Hollandia) oltottuk be 10 napig. Ezután a Nipa alkoholt 40 napig beoltottuk Acetobacter acetiivar Europeans-szal (MARDI kultúragyűjtő központja, Malajzia). A fermentált Nipa-ecetet ezután leszűrjük, 4% -os ecetsavra titráljuk és 4 ° C-on tároljuk. A szintetikus ecetsavat egy helyi boltból (Tesco, Malajzia) vásárolták, 4% -os ecetsavra titrálva 4 ° C-on tárolták. .

HFD-vel táplált állatok, Nipa-kezelés, valamint a testtömeg és a zsírpárna tömegének meghatározása

2. táblázat

A standard étrend és a HFD fő összetevői.

Normál pellet (gm%) (arany érme, Malajzia) D12492 (gm%) (kutatási étrend, USA)

Fehérje	22.	26.2
Rost	5.	6.
Szénhidrát	49	26.3
Zsír	3	34.9
Mások	21	6.6

Kvantitatív valós idejű polimeráz láncreakció (PCR) elemzés

A GLUT4, AD és SREBP1 gének differenciális expresszióját az ivarmirigy zsírpárnáiban és a GLUT2, NF-κB és iNOS expresszióját a Nipa ecettel kezelt egerek vagy normál egerek májában a kezeletlen egerekéhez viszonyítva kvantitatív, valós idejű PCR-rel számoltuk (qRT-PCR) vizsgálat. Gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenázt (GAPDH) és β-aktint használtak háztartási génekként a fenti célgének expressziós szintjének normalizálására. Az ivarmirigy zsírpárnáiból és a májból származó RNS-t RNeasy Mini Kit (Qiagen, Németország) alkalmazásával extraháltuk, és a cDNS-t szintetizáltuk az iScript ™ Reverse Transcription Supermix (Bio-Rad, USA) alkalmazásával. A qRT-PCR-t iTaq Universal SYBR Green Supermix (Bio-Rad, USA) segítségével végeztük CFX-96-on (Bio-Rad, USA). A cél- és a háztartási gének primer szekvenciáit az 1. kiegészítő táblázat sorolja fel. A standard görbe és a mintaelemzések PCR-körülményei a következők voltak: 1 ciklus 50 ° C/2 perc az uracil-DNS-glikoziláz (UDG) aktiválásához, 1 95 ° C/2 perc ciklus a DNS-polimeráz aktiválásához, 40 ciklus 95 ° C/2 s a denaturáláshoz, és 52 ° C 30 másodpercig a hevítéshez és a meghosszabbításhoz.

A bél mikroba összetételének profilozása Illumina 16S rRNS metagenomikai szekvenálással

A kezeletlen egerek és a szintetikus ecetsav- vagy Nipa-ecettel (2 ml/testtömeg-kg) kezelt egerek székletét a 33. héten, a kísérlet vége előtt gyűjtöttük össze. A DNS-t QIAamp DNS széklet mini kit (Qiagen, Németország) alkalmazásával extraháltuk. A széklet mikrobiotapopulációit Illumina 16S metagenomikus szekvenálással értékeltük 16S Amplicon PCR Forward Primer (5′-TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG-3 ′) és 16S Amplicon PCRGTGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGTGTGTGTVVTVTVTV-TÁTTÁT-TÁTTÁTTÁTTÁTból. A szekvenálási adatokat minőségi adatok 20-as (Q20) értékű előzetes feldolgozásának vetettük alá, páros végű olvasási fúzióval. A feldolgozott adatokat rendszertani annotációnak vetettük alá a 16S mikrobiológiai adatbázis homológiai keresésével (ftp://ftp.ncbi.nih.gov/blast/db/). A robbanás eredményeit tovább elemeztük a MEGAN alkalmazásával a 34–37-es taxonómiai osztályozáshoz .

Statisztikai analízis

Valamennyi kísérleti eredményt átlag ± szórásként (SD) fejezzük ki. Egyirányú varianciaanalízis (ANOVA), majd Dunnett-teszt (p Bhurosy T, Jeewon R. Túlsúly- és elhízási járvány a fejlődő országokban: Probléma az étrenddel, a fizikai aktivitással vagy a társadalmi-gazdasági állapottal? The Scientific World Journal. 2014; 2014: 964236. doi: 10.1155/2014/964236. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]