A kefir megakadályozta a túlzott zsírfelhalmozódást az étrend okozta elhízott egerekben

Cikkek

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

A testzsírok túlzott felhalmozódása elhízást eredményezhet, ami komoly egészségügyi problémát jelent. A kefir, egy probiotikum, nemrégiben megmutatta az egészség elhárításának lehetséges egészségügyi előnyeit. Ez a tanulmány a 0,1 és 0,2% kefirpor gátló hatását vizsgálta a zsírtartalmú étrend (HFD) által kiváltott, elhízott egerek zsír- és májszövetekben történő felhalmozódására. A kefir csökkentette a testtömeget és az epididymális zsírpárna súlyát, és csökkentette a zsírsejt-átmérőket a HFD által kiváltott elhízott egerekben. Ezt támasztotta alá az adipogenezissel és a lipogenezissel kapcsolatos gének csökkent expressziója, valamint az epididymális zsír csökkent gyulladásos proinflammatorikus szintje. A csökkent máj triacil-glicerin-koncentrációk és a szérum alanin-transzamináz- és aszpartát-transzamináz-aktivitások mellett a májszövetben a lipogenezissel és a zsírsav-oxidációval kapcsolatos géneket szabályozták, illetve szabályozták. A kefir csökkentette a szérum triacil-glicerin, az összes koleszterin és az alacsony sűrűségű lipoprotein – koleszterin koncentrációt is. Összességében a kefir képes megakadályozni az elhízást.

Grafikai absztrakt

A kefir megakadályozta a zsír felhalmozódását az étrend okozta elhízott egerek zsírszövetében.

Bevezetés

Az elhízás növekvő előfordulása világszerte komoly közegészségügyi problémát jelent. Az elhízás mint betegség összetettsége növeli az elhízással küzdő egyének hajlandóságát más anyagcsere-betegségek, például cukorbetegség, metabolikus szindróma és szív- és érrendszeri betegségek kialakulására. 1–3) Bár az elhízás különböző tényezőkre, például étrendre, genetikára, valamint szociológiai és pszichológiai tényezőkre reagálva jelentkezik, az elhízás kialakulásának fő tényezője az energiafogyasztás és az energiafogyasztás közötti elhúzódó egyensúlyhiány, amely a felesleg felhalmozódását okozza. testzsír. 1) Ez a folyamat elhízás által kiváltott gyulladást eredményez, amely olyan gyulladásgátló markerek előállításával jár együtt, mint a tumor nekrózis-faktor alfa (TNF-a) és az interleukin-6 (IL-6). 1,4) A felesleges zsír felhalmozódásának szabályozására különféle stratégiákat javasoltak, beleértve az étrend programokat, a fizikai aktivitást, a viselkedéskezelést, a farmakoterápiát és a műtétet. 5) Az elhízott népesség aránya azonban továbbra is növekszik. Ezért az elhízás megelőzésére új módszereket kell kidolgozni, amelyeket a különféle populációk könnyen használhatnak.

Anyagok és metódusok

Kefir por

A kefirport a Naturence Co., Ltd. (Chungnam, Korea) szállította. A kefirpor előállításához használt kefirszemeket eredetileg oroszországi háztartásokból nyerték. Tejsav baktérium, Leuconostoc mesenteroides és Lactobacillus kefri, és az élesztő Kluyveromyces marxianus a kefirszemekben 16S riboszomális RNS szekvenálással azonosítottuk. A kefirszemeket ezután bejegyezték a Koreai Típusú Kultúrák Gyűjteményébe (SD1045 sz.). A kefirpor előállításához a kefirszemeket beoltottuk és pasztörizált tejben tenyésztettük 18 órán át 25 ° C-on. Miután a szemcséket szűréssel eltávolítottuk, az erjesztett levest fagyasztva szárítottuk 5% alatti nedvességtartalom mellett, majd porrá őröltük. 17) Elemzésünk alapján a kefirpor tejsav baktériumszámot nagyobb, mint 10 8 cfu/g, élesztősejt számot nagyobb, mint 102 cfu/g, és 50 mg/kg poliszacharidokat.

Állatok és diéták

Négy hetes C57BL/6 J hím egereket az Orient Bio cégtől szereztünk be. Inc. (Seongnam-Si, Korea). Egy hetes akklimatizációs periódust követően az egereket véletlenszerűen négy csoportra osztották (csoportonként nyolc egér), hogy az alábbiak egyikét kapják: normál étrend (ND, AIN-93G, 15,8% kcal zsírból; FEEDLAB, CO., Guri-Si, Korea), magas zsírtartalmú étrend (HFD, 45% kcal zsírból; FEEDLAB, CO.), 0,1% kefirporral kiegészített magas zsírtartalmú étrend (LK, wt/wt) vagy 0,2% kefir porral kiegészített, magas zsírtartalmú étrend (HK, wt/wt). Valamennyi alanyot 8 hétig tartották étrendjükön. Az LK-t és a HK-t úgy állítottuk elő, hogy egy HFD-t kefirporral (DMJ Biotech Co., Jochiwon, Korea) (FEEDLAB, CO.) Pelletáltunk. Az étrend összetételét az 1. táblázat mutatja. A testtömeget és az élelmiszer-fogyasztást hetente mértük az etetési időszak alatt. Az etetési vizsgálat befejeztével az egereket 14 órás böjt után eutanizálták. Az alsóbb vena cava-ból vért vettek, majd feldolgozták, hogy az előzőekben leírt szérumot kapják. 18) Az epididymális zsír- és májszöveteket azonnal feldarabolták és –80 ° C-on tárolták. Az állatok gondozására, kezelésére és eutanáziára használt protokollok a Koreai Egyetem laboratóriumi állatok etikai kezelésére vonatkozó irányelveit követték.

Online közzététel:

1. táblázat: A kísérleti étrendek összetétele.

Analitikai technikák

A teljes koleszterin, a nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) - koleszterin, az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) - koleszterin és triacil-glicerin szérumkoncentrációit, valamint a szérum alanin-transzamináz (ALT) és az aszpartát-transzamináz (AST) aktivitását Cobas c 111 analizátorral mértük. (Roche Inc., Svájc). A máj lipidkoncentrációjának mérése érdekében a májszöveteket pufferben (0,25 M szacharóz, 0,001 M etilén-diamin-tetraecetsav és 0,05 M Tris-HCl (pH 7,4)) homogenizáltuk, majd triacil-glicerin és koleszterin méréseknek vetettük alá Cobas c 111 analizátorral (Roche Inc., Svájc).

A máj és az epididymális zsírszövetek szövettani elemzése

Kis epididimális zsír- és májszöveteket 10% -os foszfáttal pufferolt sóoldat (PBS) formalinban rögzítettünk, és paraffin viaszba ágyazottuk a hematoxilin és az eozin (H és E) festésére. Ezeket a szöveteket ezután 3 μm-es szeletekre szeleteltük, és tárgylemezekre helyeztük, majd mindegyik részt H és E-vel festettük. A szövettani tárgylemezeket ezután optikai mikroszkóppal (Olympus BX 50, Olympus Optical Ltd., Japán) vizsgáltuk képekkel. 100x-os végnagyítással rögzítik. Az átlagos adipocita méretet képelemző szoftverrel (Image-Pro® Plus ver 3.01, Media Cyberbetics Inc., Georgia, USA) mértük. 18)

RNS izolálás és reverz transzkripció-polimeráz láncreakció (RT-PCR) elemzés

A teljes RNS-t izoláltuk az epididymális zsír- és májszövetekből TRIzol reagens (Life Technologies, Grand Island, NY, USA) felhasználásával, a gyártó utasításainak megfelelően. Ezt követően a teljes RNS 4 μg alikvot részeit használtuk fel a cDNS szintetizálására egy korábban leírt M-RT reverz transzkriptáz protokoll alkalmazásával (Chromogen, Szöul, Korea). 17) A PCR körülmények a következők voltak: 95 ° C 5 percig, majd 40 ciklus 95 ° C 30 másodpercig, 52-63 ° C 30 másodpercig és 72 ° C 30 másodpercig. Valamennyi primer szekvenciát a Primer 3 webalapú szoftverrel terveztük, és korábban publikáltuk, kivéve a peroxiszóma proliferátorral aktivált alfa receptor (PPARα) ellen. 17,19) A PPARα gén amplifikálásához használt primer szekvenciák az 5'-CTCTGGGCAAGAGAATCCAC-3 '(előre) és az 5'-AATCGGACCTCTGCCTCTTT-3' (fordított) voltak. Végül a PCR-termékeket etidium-bromidot (0,5 μg/ml) tartalmazó 2% -os agaróz gélen futtattuk, és UV-fény hatására tettük láthatóvá (Gel Doc 2000 és Quantity One, Bio-Rad, Sydney, Ausztrália). β-aktint használtunk invariáns génként.

Statisztikai analízis

Az adatokat átlag ± szórásként (SD) mutatjuk be. A jelentős különbségeket egyirányú ANOVA és Tukey többszörös összehasonlító tesztje határozta meg. A különbségeket jelentősnek tekintették a o A kefir megakadályozta a túlzott zsírfelhalmozódást az étrend okozta elhízott egerekben

Online közzététel:

1. ábra: A kefir hatása a testtömegre és az epididymális zsír- és májtömegre egerekben. (A) Az egerek testtömege. Az egerek normál étrendet (ND: nyitott kör), magas zsírtartalmú étrendet (HFD: zárt négyzet), magas zsírtartalmú étrendet tápláltak 0,1% kefirporral (LK: nyitott háromszög) vagy magas zsírtartalmú étrendet 0,2 % kefirpor (HK: zárt gyémánt) 8 hétig. (B) Mellékhártya zsírpárna súlyok (ND: nyitott sáv, HFD: fekete sáv, LK: szürke sáv, HK: kikelt sáv). (C) Májsúlyok (ND: nyitott sáv, HFD: fekete sáv, LK: szürke sáv, HK: kikelt sáv).

1. ábra: A kefir hatása a testtömegre és az epididymális zsír- és májtömegre egerekben. (A) Az egerek testtömege. Az egerek normál étrendet (ND: nyitott kör), magas zsírtartalmú étrendet (HFD: zárt négyzet), magas zsírtartalmú étrendet tápláltak 0,1% kefirporral kiegészítve (LK: nyitott háromszög) vagy magas zsírtartalmú étrendet 0,2 % kefirpor (HK: zárt gyémánt) 8 hétig. (B) Mellékhártya zsírpárna súlyok (ND: nyitott sáv, HFD: fekete sáv, LK: szürke sáv, HK: kikelt sáv). (C) Májsúlyok (ND: nyitott sáv, HFD: fekete sáv, LK: szürke sáv, HK: kikelt sáv).

Megjegyzések: Az adatokat átlag ± SD-ként fejezzük ki. N = 8/csoport. a – c Különböző feliratokkal rendelkező eszközök jelentősen eltérnek egymástól (o

A kefir hatása az epididymális zsír adipocita méretére

A HFD-vel táplált egerek megnövekedett epididymális zsírtartalmának megfelelően ezek az egerek megnövekedett adipocita méretet is mutattak (2. ábra (A)). Ezzel szemben az LK-vel táplált egerek hasonló zsírméretet mutattak, mint az ND-vel táplált egerek. Ezenkívül a HK-vel táplált egerek epididimális zsírja lényegesen kisebb méretű adipocitákat mutatott, mint az ND-vel táplált egerekben (2. ábra (A)). Ezeket a megfigyeléseket kvantitatív módon megerősítettük az epididymális zsír zsírsejtjeinek átmérőjének mérésével (2. ábra (B)). A 2. (B) ábra azt mutatja, hogy a HFD által kiváltott elhízott egerek epididimális zsírjában lévő adipocyták átmérője nagyobb, mint az LK-vel táplált egerekben. Az LK-vel táplált egerek epididimális zsírjában lévő adipociták átmérője azonban még mindig nagyobb, mint az ND-vel táplált egerekben. A 2. ábra (A) képeivel összhangban a HK-val táplált egerek epididymális zsírjának átmérője kisebb volt, mint az ND-vel táplált egerekben.

Online közzététel:

A kefirpor-kiegészítés proinflammatorikus citokinek termelésére gyakorolt hatásának meghatározásához a TNFα és az IL-6 gének expresszióját epididimális zsírban mértük (2. ábra (K) és (L)). A HFD indukálta a TNFα gén expresszióját, amelyet kefirpor kiegészítéssel csökkentettek (2. ábra (K)). Ezzel szemben az IL-6 gén expressziója változatlan maradt (2. ábra (L)).

A kefir hatása a szérum lipidekre

A kefir a szérum triacil-glicerin és koleszterin koncentrációját is befolyásolta a HFD által kiváltott elhízott egerekben (2. táblázat). Pontosabban, a HFD-vel táplált egereknél a szérum triacil-glicerin koncentrációja 18% -kal nőtt, de a változás statisztikailag nem volt szignifikáns. A HK 27% -kal csökkentette a szérum triacil-glicerin koncentrációit a HFD-vel táplált egerekben mérthez képest. A HFD emelte a szérum összkoleszterin-koncentrációját is 27% -kal, összehasonlítva az ND-vel táplált egerekben mért értékkel. A HFD-vel táplált egerekhez képest az LK-vel táplált egerek 27% -kal csökkenték a szérum összes koleszterin-koncentrációját. Továbbá a HFD növelte az LDL-koleszterinszintet és csökkentette a HDL-koleszterin koncentrációt. Amint a 2. táblázat mutatja, az LK-vel táplált egerek alacsonyabb szérum LDL-koleszterin-koncentrációt mutattak, mint az ND-vel táplált egerek. Ezenkívül a szérum HDL-koleszterin koncentrációja kissé megnőtt az LK-vel táplált egerekben a HFD-vel táplált egerekhez képest, de nem volt szignifikáns különbség. A HK- és LK-táplált egerek között a szérum teljes, LDL- vagy HDL-koleszterin-koncentrációja nem változott.

Online közzététel:

2. táblázat: Szérum biokémiai elemzés.

A kefir gátló hatása a máj zsírfelhalmozódására

Online közzététel:

Az elhízás lipid felhalmozódást okoz a zsírszöveten túli más szövetekben. 21) Az alkoholmentes zsírmáj steatosis általában megtalálható az elhízott populációban, és a zsírszövet felesleges felhalmozódása jellemzi a májszövetekben, különösen a hepatocita citoszolban. 21) Vizsgálatunk során a kefir megakadályozta a máj steatózist HFD által kiváltott elhízott egerekben. Ezt egyértelműen megerősítette a májban csökkent triacil-glicerin-koncentráció és a szérum AST- és ALT-aktivitásának csökkenése. A csökkent máj triacil-glicerin-koncentrációk az SREBP1c, FAS és ACC gének csökkent expressziójának és a PPARα és CPT1α gének fokozott expressziójának voltak köszönhetők. Ez azt jelzi, hogy a kefir a lipogenezis gátlásával és a mitokondriális zsírsav β-oxidációjának fokozásával megakadályozta a máj steatosisát. Eredményeinkkel összhangban egy leptinhiányos (ob/ob) egerek felhasználásával végzett vizsgálat kimutatta, hogy a kefir csökkentette az SREBP1, FAS és ACC gének expresszióját a májban, míg a PPARα és CPT1α gének expressziója változatlan maradt. 16) Ez az eltérés különböző kefirszemek, egér törzsek vagy kefirpótlási időtartamok alkalmazásából adódhat; tanulmányunk valóban egy 8 hetes kefir-kiegészítést használt, míg Chen és mtsai. 4 hetes időszakot használt. 16)

Következtetések

A kefir jelentősen csökkentette a testtömeg-növekedést és gátolta a zsír felhalmozódását az epididymális zsír- és májszövetekben. A kefir csökkentette a C/EBPα, PPARγ, aP2, FAS és ACC gének expresszióját az epididymális zsírban, jelezve, hogy az adipogenezis és a lipogenezis csökkent. A májban bekövetkezett csökkent lipogenezissel együtt, amelyet a FAS és az ACC génexpresszió szintje támogatott, a kefir növelte a PPARα és CPT1α gének expresszióját, ami mitokondriális zsírsav β-oxidáció indukcióját eredményezte, ami végül megakadályozta a máj steatosisát. Ezenkívül a kefir enyhítette az étrend által kiváltott szérum lipidprofilokat a triacil-glicerin, a teljes és az LDL-koleszterin koncentrációjának csökkentésével. A kefirfogyasztás együttesen előnyös lehet a szervezetben a felesleges zsírfelhalmozódás csökkentésében, és végső soron megakadályozhatja az elhízást.

Szerző hozzájárulás

Jae-Woo Choi és Won-Chul Lim kísérleteket végzett. Hong-Yon Cho, Jae-Woo Choi és Hye Won Kang elemezte és értelmezte az eredményeket. Hye Won Kang írt egy kéziratot. Hong-Yon Cho, In-Yong Lee és Mi-Kyoung Kim kísérleteket tervezett. Minden szerző jóváhagyta a kézirat végleges változatát.

Finanszírozás

Ezt a munkát egy Koreai Egyetem támogatta [KU-12-0322 támogatásszám].