Az extra szűz olívaolajban gazdag étrend hosszú távú fogyasztása elhízást és inzulinrezisztenciát eredményez, de védi az endotheliális funkciót patkányokban: előzetes tanulmány

Absztrakt

Háttér

Feltételezik, hogy a magas telített zsírtartalmú étrendből származó zsírsavak negatívabban befolyásolhatják az endothel működését, mint a telítetlen zsírtartalmú étrend; mindazonáltal az egyszeresen telítetlen zsírsavak hosszú távú elfogyasztásának az endoteliális működésre gyakorolt hatásait kevéssé vizsgálták.

Mód

Az egyszeresen telítetlenek (pl., extra szűz olívaolaj (EVOO)) vagy telített (pl., margarin (M) zsírsavakban gazdag étrend patkányok inzulinrezisztenciájának és endotheliális diszfunkciójának kialakulásáról, három patkánycsoportot 20 hétig kontroll, magas EVOO vagy magas M diétával tápláltak. Testtömeg, energiafogyasztás, inzulinrezisztencia, lipidperoxidáció és in vitro a vaszkuláris reaktivitást metforminnal és anélkül a vizsgálati időszak alatt értékeltük.

Eredmények

Mindkét magas zsírtartalmú étrend elhízást és inzulinrezisztenciát váltott ki. Az EVOO-vel táplált patkányok kisebb mértékben növelték az összkoleszterin- és az artériás lipidperoxidációt az M-táplált patkányokkal összehasonlítva. A fenilefrinnel és a nátrium-nitroprussziddal szembeni vaszkuláris reaktivitás nem változott, de a karbachol értágító hatása különösen csökkent az M-vel táplált patkányokban, összehasonlítva az EVOO-vel táplált vagy a kontroll csoportokkal. A metformin inkubációs közeghez való hozzáadása csökkentette a fenilefrinre adott vaszkuláris választ; csökkenés alacsonyabb volt mind a magas zsírtartalmú étrenddel etetett patkányoknál, mind a karbachol- és nitroprussid-hatás fokozódott, de a karbacholra adott metforminnal fokozott válasz alacsonyabb volt az M-csoportban.

Következtetések

Eredményeink azt sugallják, hogy a patkányok nagy mennyiségű EVOO-val történő táplálása, annak ellenére, hogy elhízást és inzulinrezisztenciát vált ki, alacsony keringő koleszterinszintet és artériás lipoperoxidációt eredményez az M-vel táplált patkányokhoz képest, és megőrzött endotheliális választ mutat a karbacholra, ezt a hatást csak a metformin jelentősen fokozza kontroll és EVOO diétával táplált patkányokban.

Háttér

Mód

Állatok és diéták

Reagensek

Az (R) - (-) - fenilefrin-hidrokloridot, izoproterenol-hidrokloridot, nátrium-nitroprusszidot és metformint (1,1-dimetil-biguanid-hidroklorid) a Sigma és a Sigma-Aldrich, a karbacholt pedig a Research Biochemicals International. Patkány/egér inzulin ELISA készleteket a Millipore-tól (Linco Research Inc., St. Charles, MO, USA) szereztünk be.

Vér és szérum mérések

Húsz hetes kísérleti etetés után vérmintákat nyertek a patkányok farkának hegyéből 8: 00-kor, egy éjszakán át tartó 12 órás böjtöt követve. A glükózszinteket a teljes vérben glükózmérővel határoztuk meg (Optium medisense, Abbott Laboratories, Oxford, Egyesült Királyság). A mintákat (0,5 ml) a kísérlet végén összegyűjtöttük, hogy meghatározzuk az összes koleszterin, HDL-koleszterin és triglicerid (TG) szintjét specifikus enzimatikus-kolorimetrikus készletekkel (Randox, Crumlin, Egyesült Királyság). A mintákat 3500 fordulat/perc sebességgel 15 percig 4 ° C-on centrifugáltuk. A plazma LDL-koleszterinszinteket Friedeward et al. [37].

Vércukorszint és szérum inzulinszint az intraperitoneális glükóz tolerancia teszt során

12 órán át tartó éjszakai böjt után patkányokon intraperitoneális (IP) glükóz tolerancia tesztet (GTT) hajtottak végre. Az alap vérmintákat a farok hegyéből vettük, és intraperitoneálisan 35% -os glükózoldatot injektáltunk (3 g/testtömeg-kg). A glükóz beadását követő 15., 30., 60., 120. és 180. percben meghatároztuk a vércukorszintet [38]. Az éhomi vérmintákat (0,25 ml) bazális körülmények között nyertük, és 3500 fordulat/perc sebességgel 15 percig 4 ° C-on centrifugáltuk. A kapott szérumot -70 ° C-on fagyasztva tartották, amíg meg nem határozták az inzulinszintet [39]. Az inzulinrezisztenciát az inzulinrezisztencia (HOMA-IR) homeosztázis-modelljének értékelésével értékeltük, amelyet az éhomi szérum inzulin (μU/ml) és az éhomi vércukorszint (mg/dL) szorzatának hányadosa osztva 2430-mal [40].

Az intraabdominális zsírpárna súlyai

A 20. héten a patkányokat dietil-éterrel altattuk és lefejezéssel eutanizáltuk. A mellkasi régiót azonnal feldaraboltuk, és az aorta egy szakaszát, az ív és a rekeszizom között eltávolítottuk az endotheliális funkció vizsgálatához. Ezután a hasi régiót boncolgattuk, és az intraabdominális zsírlerakódásokat kivágtuk és lemértük. Pontosan lemért mintákat vettünk az aortából, a májból és a szívből is a lipoperoxidációs vizsgálathoz.

Lipid-peroxidációs vizsgálat

Az artéria, a szív és a máj lipidperoxidációját a malondialdehid (MDA) tartalom mérésével értékeltük Buege és Aust [41] leírása szerint, de kisebb módosításokkal. Röviden, 50 mg szövetet homogenizáltunk 0,5 ml hideg foszfátpufferben (pH 7,4), majd azonnal hozzáadtunk 1 ml triklór-ecetsavat, tiobarbitursavat és HCl-ot tartalmazó reagenset [15% (w/v), 0,375%). (w/v), illetve 0,25 N] a homogenátumhoz. Ezt az oldatot 60 percig forraljuk forrásban lévő vízfürdőben. Lehűlés után a pelyhes csapadékot 1000 g-vel 10 percig végzett centrifugálással eltávolítottuk. Spektrofotométer segítségével határoztuk meg az abszorbanciát 532 nm-en. Csak reagenset tartalmazó mintát használtunk vakként. Az MDA-tartalmat 1,56 × 10 -5 M -1 cm-1 extinkciós együtthatóval számoltuk. A fehérjetartalmat Coomassie kék módszerrel [42] határoztuk meg, szarvasmarha szérum albumint használva standardként.

Izometrikus erő mérése

A mellkasi aorta szegmensét oxigénnel módosított, módosított Krebs-Hanseleit oldatba (KHS) helyeztük (NaCl, KCl, NaHCO3, CaCl2, NaHPO4, MgSO4, dextróz és EDTA). A mellkasi aortát megtisztítottuk a lazán tapadó zsírtól és a kötőszövettől. 3 mm széles gyűrűkre vágtuk, majd oxigénnel telített (95% O2, 5% CO2) fürdőbe helyeztük 10 ml KHS-sel, a minta egyik vége szövettartóval, a másik pedig egy jelátalakítóval volt összekötve ( TSD125C-50 g, BIOPAC Systems Inc. Santa Barbara Kalifornia, MP100 modell). Először az aorta gyűrűt 45 percig egyensúlyoztuk 2,0 g nyugalmi feszültség alatt. Az egyensúly kiegyenlítése után az aorta gyűrűket előkontraktáljuk fenilefrinnel (1x10-6 M), majd a stabil platófázis elérése után karbachollal (1x10-6 M) tesszük ki az endothelium működőképességének ellenőrzése céljából. A kontrakciót ismét fenilefrinnel (1x10-6 M) váltottuk ki, majd a relaxációs vizsgálatokhoz meghatároztuk a nátrium-nitroprussidra vagy karbacholra adott kumulatív koncentráció-válasz görbéket 1x10-8 és 1x10-4 M között. Egy másik kísérletsorozatban kumulatív koncentráció-válasz görbéket hoztak létre a fenilefrinnel (1 × 10 -8 - 1 × 10 -4 M).

A metformint széles körben alkalmazták a glükóz és a lipid anyagcseréjének fokozására a betegeknél, valamint a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő rágcsáló-modellekben és az inzulinrezisztenciában a glikémiás kontroll javítása és a vérnyomás csökkentése érdekében. Az érrendszeri betegségek előfordulásának növelését szolgáló inzulinrezisztencia-mechanizmusok azonban nem teljesen ismertek [43]. Továbbá, mivel a metforminról beszámoltak arról, hogy nitrogén-oxidtól függő mechanizmuson keresztül ellazítja az izolált artériás készítményeket [43], feltételeztük, hogy a metformin inkubációs közeghez való hozzáadásának javítania kell a vaszkuláris hatóanyagokra adott választ, különbözõ hatásokat mutatva a zsírdiéta összetételéhez viszonyítva. . Így az előző kísérletek elvégzése után az aorta gyűrűszegmenseket eléggé megmostuk, hogy visszanyerjük az alapkontrakciót (2,0 g), és 40 percig inkubáltuk metforminban (10–4 M), végül az első kísérletet megismételtük ugyanazzal az inkubációval. közepes.

statisztikai elemzések

Az eredményeket átlagként ± SEM-ként mutatjuk be, és egyutas ANOVA, kétirányú RM-ANOVA vagy háromutas RM-ANOVA elemzéseket alkalmaztunk az átlagértékek összehasonlítására a különböző csoportok között, majd további elemzés történt a Student- Newman – Keuls post hoc teszt. Minden esetben a 0,05 vagy annál kisebb (kétfarkú) P-értéket tekintettük statisztikailag szignifikánsnak.

Eredmények

Élelmiszer-fogyasztás, energiafogyasztás és testtömeg

Az extra szűz olívaolajjal és margarinnal táplált patkányok lényegesen kevesebb táplálékot fogyasztottak, mint a kontroll étrend patkányok P 1. ábra

Glikémia és glükóz tolerancia

Az étrendi kezelés 20. hetén egy glükózoldat (3 g/kg) IP-injekcióval 15 perc múlva minden állatnál jelentősen megnőtt a glikémia. 30 perc múlva a vércukorszint csak a kontroll patkányokban csökkent, és ezeknél a patkányoknál szignifikánsan alacsonyabb volt a HF-vel táplált patkányokhoz képest. 180 perc múlva a kontroll étrend csoport felépült a kiindulási vércukorszintre, de a HF diéta csoportok nem (2A. Ábra). A glükózgörbe alatti terület szignifikánsan nagyobb volt a HF-diéta csoportokban, mint a kontroll csoportban (2B. Ábra). A megfelelő inzulinszintek éhomi körülmények között azonban nem különböztek a csoportok között. A HOMA-IR elemzés szignifikáns különbségeket tárt fel az inzulinrezisztenciában a HF-diéta csoportok és a kontrollcsoport között (2. táblázat).

Szérum összes koleszterin, lipoprotein koleszterin (HDL és LDL) és trigliceridek (TG)

A teljes koleszterin-, HDL-, LDL- és TG-plazmakoncentráció 20 hetes étrendi kezelés után változott a kísérleti csoportok között. Az M-vel táplált patkányok magasabb össz- és LDL-koleszterin-plazmaszintet mutattak, mint a kontroll vagy az EVOO-val táplált patkányok (P 3. táblázat A szérum összes koleszterin-, HDL-, LDL- és TG-koncentrációja, valamint az intraabdominális zsír

Az intraabdominális zsírpárna súlyai

A retroperitoneális, epididymális és mesenterialis zsírpárnák együttes súlya a testtömeg százalékában kifejezve nagyobb volt a HF-diétás patkányoknál, mint a kontroll patkányoknál (3. táblázat).

Lipidperoxidáció

Az M-diéta csoport mellkasi aortáiban, szívében és májában a malondialdehid szintje szignifikánsan magasabb volt, mint a kontroll vagy az EVOO csoportban (P 4. táblázat Malondialdehidszint az aortában, a szívben és a májban

In vitro aorta válasz a fenilefrinre metformin hiányában és jelenlétében

A fenilefrin koncentráció-válasz görbék előállításakor nem észleltünk szignifikáns különbségeket az étrendcsoportok között (P> 0,05) (3A. Ábra). Az aorta gyűrűk metforminnal (10-4 M) történő inkubálása azonban jelentősen csökkentette az érszűkítő választ (P 3. ábra

Karbacholra vagy nátrium-nitroprusszidra adott relaxációs válasz metformin hiányában vagy jelenlétében

A fenilefrin (1 × 10-6 M) hozzáadása az inkubáló táptalajhoz maximális összehúzódást váltott ki, amely elérte a fennsíkot. Ezt követően meghatároztuk a nátrium-nitroprusszid koncentráció-válasz görbéjét mindegyik csoportnál (1x10-8 és 1x10-4 M), mind metformin jelenlétében, mind annak hiányában. A karbachol relaxáló hatása szignifikánsan alacsonyabb volt az M-vel táplált patkányokban, mint az EVOO-táplált vagy a kontroll csoportokban (3C. Ábra). A metformin növelte a karbachol által termelt relaxációt az összes étrendi csoportban, de a metformin-hatás kevésbé volt kifejezett az M-táplált csoportban (3D ábra). Nem voltak szignifikáns különbségek a kísérleti csoportok nátrium-nitroprusszidra adott relaxációs reakciójában, sem metformin jelenlétében, sem annak hiányában (P> 0,05), de az egyes csoportokon belül szignifikáns különbség volt a nátrium-nitroprusszidra adott válaszaikban a vizsgálat előtt és után. metformin hozzáadása az inkubációs közeghez (3E. és 3F. ábra).

Vita

Következtetések

Összegzésként megállapítottuk, hogy a magas zsírtartalmú tartós bevitel elhízáshoz és inzulinrezisztenciához vezet, függetlenül a zsír összetételétől (telített vagy egyszeresen telítetlen). Mindazonáltal az EVOO nem növelte az összkoleszterin vagy az LDL-koleszterin plazmaszintjét, és nem növelte az artériás lipidperoxidációt sem, ami hozzájárulhat a karbacholra adott endotheliális válasz megőrzéséhez. Ezt a hatást a metformin csak a kontroll és az EVOO-val etetett patkányokban szignifikánsan fokozza. diéták. Ezen előzetes vizsgálat után hosszabb távú állat- és in vitro tanulmányokra van szükség az extra szűz olívaolajban gazdag étrend bevitelének mechanizmusainak jobb megértéséhez, hogy elhízás és inzulinrezisztencia alakuljon ki, de megvédje az endothel funkciót.