Egy új szerves ásványi komplex megakadályozta a magas hím zsírtartalmú étrend okozta hiperglikémiát, endotoxémiát, májkárosodást és endotheliális diszfunkciót fiatal hím Sprague-Dawley patkányokban

Meli’sa S. Crawford

1 Élettudományi Kar, Arizona Állami Egyetem, Tempe, Arizona, Amerikai Egyesült Államok

Eric Gumpricht

2 Isagenix International, LLC, Gilbert, Arizona, Amerikai Egyesült Államok

Karen L. Sweazea

1 Élettudományi Kar, Arizona Állami Egyetem, Tempe, Arizona, Amerikai Egyesült Államok

3 Egészségügyi Főiskola, Arizona Állami Egyetem, Phoenix, Arizona, Amerikai Egyesült Államok

Társított adatok

Minden releváns adat elérhető az Open Science Framework webhelyről a következő címen: https://osf.io/tkdzx/?view_only=673565361c4b480ab239f9b7030d09ef.

Absztrakt

Asztal 1

Mért komponens Koncentráció vagy érték Analitikai módszertan vagy forrás

Összes ásványi anyag	142391 ppm	ICP
Kalcium	49610 ppm	ICP
Kén	28040 ppm	ICP
Kálium	15420 ppm	ICP
Nátrium	14990 ppm	ICP
Magnézium	12630 ppm	ICP
Nitrát (NO3 -)	1230 ppm	Univ. Wisconsini Talaj- és Takarmányelemző Laboratórium
Fulvosavak	14,9%	Lamar és mtsai, 2014 [40]
Huminsavak	–9–10–5 M, lépésenként 3 perc) a szuperfúzióban, majd kalciummentes PSS oldat (mM-ben: 129,8 NaCl, 5,4 KCl, 0,5 NaH2PO4, 19,0 NaHCO3, 5,5 glükóz és 3 EDTA) a méréshez. passzív belső átmérő. Az intraluminális átmérőt (i.d.) folyamatosan figyeltük a fényes mezőképek videomikroszkópiájával, éldetektáló edényátmérő rendszerrel (IonOptix, Milton, MA, USA). A vazodilatációt a PE által közvetített érszűkület százalékos megfordulásaként számoltuk.

Western blot elemzések

statisztikai elemzések

Minden adatot átlag ± SEM-ben fejezünk ki. A több időpontban összegyűjtött adatokat (testtömeg, glükóz, inzulin és endothelium-függő értágulat) kétirányú, ismételt ANOVA-mérésekkel elemeztük diétával és OMC-dózissal. A százalékos adatokat az elemzés előtt a normál eloszlás megközelítőleg normál eloszlására transzformáltuk. Az összes többi adatot kétirányú ANOVA-val elemeztük diétával és OMC-dózissal. Ahol jelentős hatásokat észleltek, Tukey posthoc elemzéseket alkalmaztak. A ≤ 0,05 valószínűséget statisztikailag szignifikánsnak tekintettük.

Eredmények

Morfometria

A HFD patkányok lényegesen nagyobb súlyt nyertek a megfelelő Chow-táplált kontrollokhoz képest (1. ábra). Hasonlóképpen, az epididymális zsírpárna tömege, a derék kerülete és a naso-anális hossza egyaránt szignifikánsan megnőtt a HFD patkányokban a kontrollokhoz képest, bár a farok hossza nem volt különbözõ a csoportok között (2. táblázat). Lee elhízási indexe nem különbözött szignifikánsan a HFD és a Chow táplált patkányok között, jelezve, hogy a patkányok egyszerűen túlsúlyosak, szemben az elhízottakkal (2. táblázat). Az OMC semmilyen morfometriai változót nem befolyásolt (1. ábra, 2. táblázat).

Az adatok ± ± SEM (n) átlagban kifejezve. Kétirányú ANOVA-val elemzett adatok diétával és OMC-dózissal tényezőként.

#p a statisztikai elemzések előtt az adatokat naplózni alakítottuk, hogy közelítsük a normalitást. Lee elhízási indexe = (testtömeg kocka gyökere (g)/nasoanalis hossz (cm)) x 1000 [15, 16].

Glükoregulációs változók

Az adatok ± ± SEM (n) átlagban kifejezve. Az adatokat kétirányú RM ANOVA elemzi.

#p 2A ábra). Ezt a különbséget valószínűleg a Chow állatok SOD aktivitásának növekedése okozta. A SOD aktivitásában egyéb változásokat nem figyeltek meg. Az OMC-kezelés nélküli HFD-vel táplált patkányok vizeletében a H2O2 koncentrációja szignifikánsan megemelkedett a Chow-táplált kezeletlen állatokhoz képest (p = 0,032). A vizelet H2O2 koncentrációját az OMC nem befolyásolta (2B ábra).

Az adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki, és kétirányú ANOVA-val elemezzük, n = 6–10 csoportonként. *p 4A ábra). Az OMC magas dózisa jelentősen enyhítette a HFD által kiváltott ALT aktivitás növekedését mind a HFD kontrollhoz képest (p 4A. Ábra). Ezenkívül az OMC alacsony dózisa jelentősen csökkentette a HFD által kiváltott ALT-aktivitás emelkedését az alacsony dózissal kezelt Chow-táplált állatokhoz képest (p 4B ábra).

Plazma ALT (A) és AST (B) aktivitás a 10 hetes diéta után. Az adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki, n = 6–10 csoportonként. Az adatokat kétirányú ANOVA-val elemeztük. #p 5. ábra). Az OMC mindkét dózisban hatásos volt a HFD által kiváltott károsodott értágulat megakadályozásában (5B. Ábra). Ezzel szemben az OMC alacsony dózisa károsította a Chow patkányok ex vivo artériáinak értágulatát, bár a magasabb ACh dózisokra adott válaszok normálisak voltak (5A. Ábra). Az OMC nagy dózisa növelte az értágulatot, összehasonlítva a Chow-vel táplált állatok artériáinak alacsony dózisával (5A. Ábra).

Az izolált mesenterialis rezisztencia artériákat a nyugalmi belső átmérő 50% -ára szűkítettük, majd a szuperfúzióban növekvő ACh koncentrációnak tettük ki, hogy a fenilefrin által közvetített értágulat százalékos megfordulását érjük el. Az adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki. Az adatokat az analízis előtt kétirányú, ismételt ANOVA-mérésekkel transzformáltuk az normális eloszlás megközelítésére. *p 6A. ábra, Kétirányú ANOVA: Diéta p = 0,006; OMC p = 0,122, interakció p = 0,338). A Tukey posthoc elemzések azt mutatják, hogy az eNOS fehérje expressziója szignifikánsan nagyobb volt a mesenterialis artériákban, amelyeket 0 mg/ml OMC-vel (p = 0,018) és 3,0 mg/ml OMC-vel (p = 0,011) kezelt HFD patkányokból izoláltak. azonos dózisú OMC-t. Az eNOS fehérje expressziója szintén magasabb volt a 0,6 mg/ml OMC-vel kezelt Chow táplált patkányokban (p = 0,058). A 0 mg/ml és 0,6 mg/ml OMC-vel kezelt Chow patkányok közvetlen összehasonlítása Student t-tesztekkel szignifikáns növekedést mutatott az eNOS fehérje expresszióban az OMC-vel kezelt állatokban (p = 0,039).

Vita

Jelen tanulmány egy kiegészítő OMC hatását értékelte és jellemezte a MetSyn-asszociált biokémiai és kóros eseményekre HFD patkány modellben. Az OMC-kiegészítő egy talajból származó komplex, amely elsősorban ásványi anyagok, nyomelemek, szerves savak, különösen fulvosav, nitrátok és különféle egyéb növényi és állati eredetű mikrobiális lebomlási termékek kombinációjából áll. E tanulmány eredményei azt mutatták, hogy az OMC gyengítette a HFD által kiváltott hiperglikémiát és az endotheliális diszfunkciót, amelyek a MetSyn azon jellemzői, amelyek további vizsgálatot indokolnak.

A metabolikus szindróma számos kockázati tényező csoportja, amelyek együttesen a szív- és érrendszeri betegségek fokozott prevalenciájához kapcsolódnak [19]. Diagnosztikailag ezen kockázati tényezők közül három vagy több - hasi elhízás, emelkedett éhgyomri glükóz, diszlipidémiák (csökkent HDL és trigliceridszintek) és/vagy magas vérnyomás - meghatározzák a MetSyn-t. Laboratóriumunk korábbi kutatásai megerősítették, hogy a HFD-táplálás elősegíti a MetSyn-asszociált következményekkel összhangban álló tüneteket [11, 12]. Például a 6 hetes hím Sprague-Dawley patkányok etetése a HFD-vel megnövelte a testtömeget és a hasi zsírosságot, károsodott az endothelium-függő értágulat és megemelte az éhomi glükózt. Hasonló megállapításokról számoltak be a Wistar patkányoknál [20, 21], ami alátámasztja a törzsfüggetlen, kóros hasonlóságot a MetSyn étrend által kiváltott modelljében.

A zöldségből és gyümölcsből származó étrendi nitrátokat egyre inkább elismerték kardioprotektív előnyeik miatt [27]. Ezek az előnyök annak a vérnyomáscsökkentő hatásnak tulajdoníthatók, amely az étkezési nitrátok orális kommenzális baktériumok általi nitritekké történő átalakulásából származik [27]. Valójában úgy gondolják, hogy a magas vérnyomás (DASH) diéta diétás megközelítései részben csökkentik a vérnyomást a megnövekedett gyümölcs- és zöldségfogyasztás révén, ami 174 és 1222 mg közötti étrendi nitrátkoncentrációt eredményez [27]. Noha nem tartalmaz friss gyümölcsöt vagy zöldséget, az OMC elemzései azt mutatják, hogy a talajból származó komplex 1230 ppm (mg/l) nitrátot tartalmaz, ami részben megmagyarázhatja az OMC-vel kezelt HFD-vel táplált állatok értágító válaszainak javulását.

Adataink azonban nem támasztják alá az OMC antioxidáns szerepét, mivel ezeket a szinteket a kiegészítő nem befolyásolta. Érdekes, hogy az OMC nem csillapította az oxidatív stresszt. Ez a megfigyelés arra utalhat, hogy az OMC enyhíti a HFD által kiváltott anyagcserezavarok patofiziológiai zavarait nem antioxidáns-függő mechanizmusok révén. Bár maga a fulvosav in vitro antioxidáns tulajdonságokat mutatott [36], az OMC elemzése alacsony általános ORAC pontszámot mutatott ki.

Az ROS, például a H2O2 megemelkedett szintjét összefüggésbe hozzák a máj steatosisának kialakulásával szabad zsírsav peroxiszomális béta-oxidációval [8]. A ROS generációja kiválthatja a hepatociták apoptózisát, elősegítheti a gyulladásos választ és növelheti az ALT aktivitását, amely a májkárosodás egyik fő mutatója [37]. Sőt, mások beszámoltak a májkárosodás és az endotoxémia közötti asszociatív kapcsolatról. Például Kai és munkatársai [38] megfigyelték, hogy az LPS injekciók súlyosbítják a májkárosodást a HFD-vel táplált patkányokban olyan mechanizmusok révén, amelyek a megnövekedett peroxiszóma proliferátor-aktivált receptorokat (PPAR) és a béta-oxidációs enzimeket idézik elő. Továbbá a gyulladásos gének aktiválódnak az adipocitákban a szabad gyökök létrehozásával [39]. Az OMC májvizsgálati és gyomor-bélrendszeri módosító hatásainak a jelenlegi tanulmányban megfigyelt összesített eredményei arra utalnak, hogy a MetSyn ebben a modelljében sokoldalú mechanizmusok járulnak hozzá annak általános előnyeihez.

A jelenlegi vizsgálat korlátja az egyes csoportok kis mintamérete volt, ami korlátozottan értelmezheti az eredményeket. Az ex vivo vazodilatációs vizsgálatok korlátai között szerepelt az NO-ra adott endothelium-független válaszok mérésének hiánya nitrogén-oxid donor, például nátrium-nitroprussid alkalmazásával, valamint az oxidatív stressz szerepének mérése az értágító válaszban az egyes kezelések során. A jelenlegi vizsgálat egyéb korlátai közé tartozik a válasz csak hím rágcsálóknál történő vizsgálata, valamint a vérnyomásra és az ételbevitelre vonatkozó adatok hiánya.

Összefoglalva, a jelen tanulmány kimutatta, hogy az OMC, egy új és egyedülálló talajból származó termék, megakadályozta a HFD által kiváltott metabolikus diszfunkcióval járó számos szövődményt. Feltételezzük, hogy a szerves savak, nyomelemek, nitrát- és ásványi anyag-összetétel kombinációja együtt működik ebben a védelemben nem antioxidáns mechanizmusok révén.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak William Clarknak, Ashlee Starr-nak és Anthony Basile-nak a technikai és állattenyésztési segítségért. A szerzők köszönetet mondanak Morgan Nelsonnak is a Western blot elemzésekhez nyújtott segítségért.

Finanszírozási nyilatkozat

Ezt a tanulmányt az Isagenix International, LLC (a KLS) támogatásával finanszírozták. A finanszírozó támogatást nyújtott a szerzők fizetése formájában (MSC, EG), de nem volt szerepe a tanulmány megtervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat első tervezetének elkészítésében. Ezeknek a szerzőknek a konkrét szerepei a „szerzői hozzájárulások” részben vannak megfogalmazva.