Az étrendben gőzölt búzakorpa növeli az étkezés utáni zsír oxidációt, csökkentett vércukorszint-függő inzulininotróp polipeptid válasz esetén egerekben

Yayoi Hosoda

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Fumiaki Okahara

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Takuya Mori

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Jun Deguchi

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Noriyasu Ota

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Noriko Osaki

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Akira Shimotoyodome

Biological Science Laboratories, Kao Corporation, Tochigi, Japán,

Társított adatok

ABSZTRAKT

Bevezetés

Az elhízottak száma világszerte növekszik az ülő életmód és a nyugati stílusú étrend elterjedése következtében. Az elhízás a cukorbetegség, a dyslipidaemia, a magas vérnyomás, az arterioszklerózis és a különböző rákos megbetegedések kockázati tényezője. Ezek az elhízással kapcsolatos rendellenességek kritikusan rontják a beteg életminőségét. Ezért az elhízás megelőzése és javítása világszerte fontos egészségügyi cél. Számos tanulmány arról számolt be, hogy az étrendi makrotápanyagok eloszlási mintái, például az Ornish [1] és az Atkins diéta által támogatottak és a speciális táplálkozási összetevők, például az élelmi rost (DF), hatékonyak e betegségek elsődleges megelőzésében és kezelésében. [3].

Számos epidemiológiai és intervenciós tanulmány kimutatta, hogy a teljes kiőrlésű gabonáknak vagy a különféle magkorpának védő hatása van az elhízás, a metabolikus szindróma, a diabetes mellitus, a szív- és érrendszeri betegségek és a rák ellen [4–9]. A búzakorpa (WB) a búzaszem külső burkolata, és rengeteg vitamint, ásványi anyagot és DF-t tartalmaz [10]. A WB krónikus fogyasztása hatékonyan javítja az egerek elhízását [11,12]. Han és mtsai. [11] kimutatta, hogy a WB-vel való krónikus táplálás indukálja a zsír oxidációjában szerepet játszó fehérjék expresszióját, és elnyomja a zsírsavszintézisben részt vevő fehérjék expresszióját a májban és az epididymális zsírszövetben. Ezenkívül a fehérvérsejt krónikus táplálása egerekben a fehér zsírszövet lipolízisét és barnulását idézi elő [12]. Harding és mtsai. [13] beszámolt arról, hogy az autoklávozott WB elhízás elleni hatással rendelkezik a rágcsálókban. Ezenkívül számos tanulmány azt jelzi, hogy a WB-vel való rövid távú kiegészítésnek jótékony hatása van, mint például a tápanyagok kiválasztódása a székletbe [14], a glükózcsökkentő hatások [15] és a gyomorürülés csökkent hatásai [16,17]. Kevéssé ismert azonban a WB egyszeri bevitelének az energia-anyagcserére gyakorolt hatása.

Ennek megfelelően a jelen tanulmány célja az volt, hogy tisztázza a párolt WB elhízás elleni hatásának mögöttes mechanizmusát és felelős elemét. Megvizsgáltuk az étkezési párolt WB és az arabinoxylan, a WB egyik fő összetevőjének étkezés utáni hatásait az étkezés utáni energia-anyagcserére és az anabolikus hormonok, például a GIP és az inzulin vérreakciójára egerekben.

Anyagok és metódusok

Állatok és diétás anyagok

A hím C57BL/6J egereket (9 hetesek) a Clea Japan-tól (Tokió, Japán) szereztük be, és 23 ± 2 ° C-on tartottuk 12:12 órás világos-sötét ciklus alatt (világítás 7: 00-tól 19: 00-ig). Az egereket külön-külön műanyag ketrecekben helyezték el, és egy hétig laboratóriumi étrendet etettek (CE-2; Clea Japan), hogy az anyagcseréhez igazodjanak.

A WB-t a Nisshin Pharma-tól (Búzakorpa DF; Tokió, Japán) vásárolták. A WB-t ikercsavaros extruderrel (EA-20; Suehiro EPM Corp., Mie, Japán) párolták és „párolt WB” -nek nevezték el. A párolt WB tápanyagtartalmát az 1. táblázat mutatja. Tej kazeint, kukoricaolajat, cellulózot, AIN-76 ásványi keveréket, AIN-76 vitamin keveréket és zselatinizált burgonyakeményítőt az Oriental Yeast Co.-tól (Tokió, Japán) vásároltunk, és a szacharózt a Wako Pure Chemical Industries-től (Osaka, Japán) vásárolták. A lignint a Kanto Chemical Co.-tól (Tokió, Japán) vásárolták.

Asztal 1.

A párolt búzakorpa tápértéke.

Összetevő	Tartalom (%)
Fehérje	18.9
Zsír	4.2
Szénhidrát	20.2
Élelmi rost	47.9
Nedvesség	2.3
Hamu	6.5

Arabinoxilán-frakció előállítása és jellemzése párolt WB-ből

Az arabinoxilán frakciót a korábban ismertetett módszerekkel állítottuk elő [30–32]. Röviden, a párolt WB-t hexánnal, 99,5% etanollal és desztillált vízzel mossuk, majd 0,4 M vizes NaOH-oldattal melegítjük. 80 ° C-on 1,5 órán át, majd szűrjük. A szűrletet 2,0 M vizes sósavval semlegesítettük. és inkubáljuk a-amilázzal, proteázzal és amiloglükozidázzal (Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA). Az elegyet leszűrjük, majd 65% (v/v) etanolra állítjuk be, és 1 órán át 4 ° C-on állni hagyjuk. A kapott csapadékot 3000 g-vel 15 percig, 5 ° C-on végzett centrifugálás után összegyűjtöttük, kétszer 70% (v/v) etanollal mostuk, 99,5% etanollal őröltük és acetonnal mostuk. A csapadékot ezután megszárítjuk, így a szénhidrát-izolátumokat arabinoxilán-frakcióként kapjuk. Megállapítást nyert, hogy 60 g párolt WB körülbelül 12 g arabinoxilán-frakciót eredményezett.

Az arabinoxilántartalmat az arabinóz és a xilóz teljes mennyiségeként határoztuk meg a frakció hidrolízise után, nagy teljesítményű folyadékkromatográfiai rendszerrel, törésmutató detektorral (HPLC-RI detektor, Elite Lachrom; Hitachi, Tokió, Japán) és nagy teljesítményű anioncserélő kromatográfia (DX-500; DIONEX, Sunnyvale, CA, USA). A fehérjetartalmat 6,25-ös nitrogén-fehérje konverziós faktor alkalmazásával számítottuk ki, hogy a nitrogén-tartalmat (%) fehérjévé (%) alakítsuk át. A nitrogént SUMIGRAPH NCH-22F elemi mikroanalizátorral (Sumika Chemical Analysis Service, Osaka, Japán) mértük. A molekulatömeget méretkizárásos HPLC-RI detektorral határoztuk meg a pullulan molekuláris standardjainak felhasználásával. A fitinsavat anioncserélő oszlopkromatográfiával határoztuk meg vezetőképesség-detektor segítségével. Az arabinoxilán-frakció összetételét a 2. táblázat mutatja.

2. táblázat.

Az arabinoxilán-frakció összetétele.

Összetevő	Tartalom (%)
Arabinóz/xilóz	58.5
Fitinsav	19.4
Fehérje	7.1
Egyéb	15.0

Kísérleti étrendek és állatkísérletek

Helyeztünk egy kupola típusú fedelet az etetőedényre (Roden CAFE; Oriental Yeast Co.), hogy elkerüljük a porított étrend szétszóródását a ketrecben. Az egereket először 3 napig táplálták alacsony zsírtartalmú étrenddel (3. táblázat), hogy minden kísérlet előtt akklimatizálódjanak a porétrendhez.

3. táblázat.

Az 1. és 2. kísérletben alkalmazott étrend tápanyagtartalma.

Tápanyagtartalom (mg/g étrend)
Hozzávaló	Zsírszegény étrend	Kontroll étrend	WB diéta
Zselatinizált burgonyakeményítő	665	419	286
Szacharóz	0	130	130
Kukoricaolaj	50	81.	69
Tej kazein	200	183	126.
Cellulóz	40	142	44.
AIN-76 ásványi keverék	35	35	35
AIN-76 vitamin keverék	10.	10.	10.
Párolt WB	0	0	300
Arabinoxylan	0	0	89.4
Teljes energia (kJ/g)	16.4	15.3	15.3
Zsír (% energia)	11.5	60.1	60.1
Fehérje (% energia)	20.5	20	20
Szénhidrát (% energia)	68.0	19.9	19.9

A 2. kísérletben az éjszakán át éheztetett egereket két csoportra osztottuk (n = 16 csoportonként): kontroll és WB csoportokra. A BW átlagát és SD-jét, valamint az éhomi vércukor-koncentrációt a csoportok között beállítottuk. Az egereket azonos mennyiségű (3,83 kJ) táplálékkal etettük 30 percig. Heparinizált kapilláris cső segítségével (Kimble Chase, Rochester, NY, USA) a kísérleti étrend biztosítása után 0, 30, 60 és 120 percen belül altatásban, orbitális orrmelléküregből vettünk vérmintákat 2,5% izoflurán inhalációval. A vérmintákat jégen tartottuk a plazma elkészítéséig. Miután 10000 g-vel 6 percig 4 ° C-on centrifugáltuk (MIKRO 22R, Hettich), a plazmát –80 ° C-on tároltuk az elemzésig.

A 3. kísérletben az éjszakán át éheztetett egereket három csoportra osztottuk (csoportonként n = 8): étkezési rostmentes (DF-mentes), alacsony dózisú arabinoxilán (L-AX) és nagy dózisú arabinoxilán (H-AX) ) csoportok. A testtömeg és az éhomi vércukor-koncentráció átlagai és SD-je egyensúlyban voltak a csoportok között. A DF-mentes, L-AX és H-AX csoportba tartozó egereket 0%, 5,3% vagy 9,8% arabinoxilánt tartalmazó étrenddel etették (4. táblázat). A 2. kísérletben leírtak szerint a kísérleti étrendeket etettük az egereknek, és étkezés utáni vérmintákat gyűjtöttünk.

4. táblázat.

A 3. és 4. kísérletben alkalmazott étrend tápanyagtartalma.

Tápanyagtartalom (mg/g étrend)
Hozzávaló	DF-mentes étrend	L-AX diéta	H-AX diéta
Zselatinizált burgonyakeményítő	510	464	425
Szacharóz	130	118	108.
Kukoricaolaj	97	88	81.
Tej kazein	218	198	182
AIN-76 ásványi keverék	35	32	29.
AIN-76 vitamin keverék	10.	9.	8.
Arabinoxilan frakció	0	91.	167
Arabinoxylan	0	53.2	97.6
Teljes energia (kJ/g)	18.0	16.4	15.0
Zsír (% energia)	20.3	20.3	20.3
Fehérje (% energia)	20.3	20.3	20.3
Szénhidrát (% energia)	59.4	59.4	59.4

DF, élelmi rost; L-AX, alacsony dózisú arabinoxilán; H-AX, nagy dózisú arabinoxilán.

A 4. kísérletben az egereket két csoportra osztottuk (n = 8 csoportonként): DF-mentes és H-AX. A BW átlagai és SD-i kiegyenlítették a csoportok között. Az 1. kísérletben leírtak szerint a kísérleti étrendeket etettük az egereknek, és megmértük az egerek étkezés utáni légúti metabolikus teljesítményét.

Az összes állatkísérletet a Kao Tochigi Intézet kísérleti állatfenntartó létesítményében végezték. A Kao Corporation Állatgondozási Bizottsága jóváhagyta a vizsgálatokat. Minden kísérlet szigorúan követte a bizottság útmutatásait.

Vérelemzés

A plazma inzulint egér inzulin enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) készlettel határoztuk meg (Morinaga Institute of Biological Science, Kanagawa, Japán). A plazma teljes GIP-t patkány/egér GIP (összes) ELISA-val (Millipore, Németország) mértük. A plazma glükózszintjét a glükóz C-tesztkészlettel határoztuk meg (Wako Pure Chemical Industries, Osaka, Japán). A görbe alatti inkrementális területet 0 és 120 perc között (iAUC 120 perc) a trapéz szabály szerint számítottuk.

Statisztikai analízis

Minden adatot átlag ± standard hiba (SE) formájában adunk meg. A diéták etetése után a szerológiai eredmények időfüggő változásait kétirányú varianciaanalízissel (ANOVA) hasonlítottuk össze az étrendenkénti interakció, az időhatás és a diétahatás értékelése céljából. Amikor szignifikáns étrendenkénti interakciót detektáltunk, az analitikai periódus minden egyes időpontjában csoportok közötti összehasonlítást végeztünk Bonferroni-korrekcióval, többszöri összehasonlítás céljából, egyirányú ANOVA után. Az összes többi statisztikai tesztet a Student t tesztjével (két csoport) vagy a Bonferroni post hoc teszt alkalmazásával hajtottuk végre egyirányú ANOVA után (három csoport felett). A dózisfüggőséget a Jonckheere trendteszt alkalmazásával értékelték. Az adatelemzéseket a Graph Pad Prism program (GraphPad Software, San Diego, Kalifornia, USA) és az SPSS (IBM Corp., Armonk, NY, USA) segítségével végeztük. Különbségek a p-n (668K, zip)

Finanszírozási nyilatkozat

Jelen tanulmányt a Kao Corporation pénzügyileg támogatta.

Közzétételi nyilatkozat

Potenciális összeférhetetlenségről a szerzők nem számoltak be. A szerzők mindegyike a Kao Corporation alkalmazottja.

Kiegészítő adatok

A cikk kiegészítő adatai itt érhetők el.