Бун Кий Бех

1 Биотехнологичен изследователски център, Малайзийски институт за селскостопански изследвания и развитие (MARDI), Serdang, Selangor 43400 Малайзия

2 Институт по биология, Университет Путра Малайзия, Серданг, Селангор Малайзия

Нурул Еляни Мохамад

3 Катедра по клетъчна и молекулярна биология, Факултет по биотехнологии и биомолекулярни науки, Universiti Putra Малайзия, Serdang, Selangor 43400 Малайзия

Swee Keong Yeap

2 Институт по биология, Universiti Putra Малайзия, Serdang, Selangor Малайзия

4 China-ASEAN College of Marine Sciences, Xiamen University Malaysia, Jalan Sunsuria, Bandar Sunsuria, 43900 Sepang, Selangor Malaysia

Huynh Ky

5 Катедра по земеделие, генетика и селекция, Колеж по земеделие и приложна биология, Университет Канто, Кан То, 84071 Виетнам

Sook Yee Boo

6 BioEasy Sdn Bhd, Сетия Алам, Шах Алам, Селангор Малайзия

Joelle Yi Heng Chua

6 BioEasy Sdn Bhd, Сетия Алам, Шах Алам, Селангор Малайзия

Шо Уей Тан

2 Институт по биология, Universiti Putra Малайзия, Serdang, Selangor Малайзия

Уан Йонг Хо

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

Шайфус Адзни Шарифудин

1 Биотехнологичен изследователски център, Малайзийски институт за селскостопански изследвания и развитие (MARDI), Serdang, Selangor 43400 Малайзия

Камария Лонг

1 Биотехнологичен изследователски център, Малайзийски институт за селскостопански изследвания и развитие (MARDI), Serdang, Selangor 43400 Малайзия

Noorjahan Banu Alitheen

2 Институт по биология, Universiti Putra Малайзия, Serdang, Selangor Малайзия

3 Катедра по клетъчна и молекулярна биология, Факултет по биотехнологии и биомолекулярни науки, Universiti Putra Малайзия, Serdang, Selangor 43400 Малайзия

Резюме

Напоследък се предлагат биоактивни съставки на основата на храна, като оцет, като потенциално решение за преодоляване на глобалната епидемия от затлъстяване. Въпреки че оцетната киселина е определена като основен компонент в оцета, който допринася за ефекта му срещу затлъстяване, докладите показват, че оцетът, произведен от различни изходни материали, притежава различна степен на биоактивност. Това проучване е проведено, за да се сравнят анти-затлъстяването и противовъзпалителните ефекти на оцет от оцетна киселина и оцет Nipa при мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини. В тази работа мишките са били хранени с високо съдържание на мазнини в продължение на 33 седмици. В началото на седмица 24, затлъстелите мишки бяха хранени през устата със оцетен оцетен оцет или оцет Nipa (0,08 и 2 ml/kg телесно тегло) до края на 33-та седмица. Мишките, хранени със стандартна диета с гранули, служеха за контрол. Въпреки че както оцетът от оцетна киселина, така и оцетът от Nipa ефективно намаляват приема на храна и телесното тегло, високата доза оцет от Nipa по-ефективно намалява отлагането на липиди, подобрява серумния липиден профил, увеличава експресията на адипокин и потиска възпалението при затлъстелите мишки. По този начин, висока доза оцет Nipa може потенциално да облекчи затлъстяването чрез промяна на липидния метаболизъм, възпалението и състава на чревните микроби при индуцирани от диета затлъстели мишки с високо съдържание на мазнини.

Въведение

Затлъстяването, причинено от дългосрочен енергиен дисбаланс, е епидемично заболяване в развитите и развиващите се страни 1. Това хронично заболяване е един от основните критерии за метаболитен синдром и е свързано също с високо кръвно налягане, хиперлипидемия, инсулинова резистентност и проинфламаторен статус 2. За преодоляване на тези проблеми са необходими по-добри възможности за профилактика и лечение с минимални или нулеви странични ефекти в сравнение с наличните в момента лекарства. В допълнение към контрола на дневния прием на калории и по-активен начин на живот, консумацията на диети или храна с биоактивни хранителни вещества е предложена като ефективно решение за борба и дори предотвратяване на затлъстяването 3 .

Оцетът Nipa обикновено се използва като хранителна добавка и в народната медицина за лечение на диабет и високо кръвно налягане 15. Въпреки това, ползите от оцета за здравето на Nipa, особено неговите ефекти срещу затлъстяването, не са били оценявани по-рано. Освен това промяната на чревната микробиота и регулирането на експресията на гени, свързани с метаболитния синдром чрез оцет от оцетен киселина и оцет Nipa, остават неизвестни. Следователно, това проучване е проведено, за да се сравнят анти-затлъстяването и противовъзпалителните ефекти на оцет от синтетична оцетна киселина и оцет Nipa при индуцирани с високо съдържание на мазнини диети (HFD), предизвикани от затлъстяване.

Резултати

Високата доза оцет намалява телесното тегло (BW) и съотношението мазнини/BW на затлъстелите мишки

Оцетът Nipa е стандартизиран до 4% оцетна киселина, съдържа галова киселина (143 µg/ml) и протокатехуева киселина (61 µg/ml), които допринасят за повишаването на чернодробната супероксиддисмутаза (SOD), глутатион (GSH) и железен редуциращ антиоксидант мощност (FRAP) и потискане на ядрения фактор kappa-усилвател на лека верига на активирани В клетки (NF-κB) 16. Мишките C57BL/6, хранени с HFD, имат регистрирано тегло> 50 g/мишка (фиг. 1А) и съотношение на мазнина/BW от 4% (фиг. 1В). Мишките, хранени с нормална диета, имат BW от

30 g/мишка (фиг. 1А), съотношение мазнина/BW от

2% (фиг. 1Б) и дневен прием на храна от

4,8 g/мишка (фиг. 1С) след 33 седмици инкубация, които са значително по-ниски от нелекуваните затлъстели мишки. След 10 седмици лечение, затлъстелите мишки, лекувани с 2 ml/kg BW синтетичен оцетен оцет (SH) и 2 ml/kg BW оцет Nipa (NH), показват статистически значимо по-ниско телесно тегло и съотношение на мастна тъкан/BW (p 1А и Б). От друга страна, лечението с 0,08 ml/kg BW синтетичен оцетен киселинен оцет (SL) не намалява значително телесното тегло и съотношението на мастната тъкан/BW спрямо нелекуваната група със затлъстяване (фиг. 1А и В). В допълнение, лечението с 0,08 ml/kg BW Nipa оцет (NL) само значително (p 1C), тъй като лечението доведе до значително потискане на приема на храна от синтетичен оцет или нипа оцет (p 2A), лептин, глюкоза и инсулин (Таблица 1) от нормалните мишки. Затлъстелите мишки, лекувани както с концентрация на оцет от синтетична оцетна киселина, така и с оцет nipa, са показали статистически значимо (p 1). Този резултат беше силно подкрепен от хистопатологичните анализи на черния дроб и мастната тъкан, при които затлъстелите мишки, лекувани с SH и NH, показват по-малки размери на адипоцитните клетки и по-малко капчици липиди в черния дроб в сравнение с нелекуваните затлъстели мишки (фиг. 2В). Тези ефекти се наблюдават по-рядко при SL- и NL-лекувани затлъстели мишки.

анти-затлъстяване

Високите концентрации и на двата оцета регулират експресията на чернодробен глюкозен транспортер тип 2 (GLUT2) и мастен GLUT4, адипонектин (AD) и експресия на mRNA, свързващ елемент на стерол регулаторен елемент (SREBP1)

Високите концентрации и на двата оцета променят чревния микробиотен състав на затлъстелите мишки

Фирмикутите бяха най-доминиращата популация от тип в чревната микробиота на нелекувани мишки със затлъстяване. Както SH, така и NH водят до значителни (рЗА). Относителното изобилие на Bacteroides, Lactobacillus, Parabacteroides, Akkermansia, Flavobacterium и Oscillospira се увеличи значително (p 3B).

За разлика от лептина, AD е отговорен за регулирането на окисляването на глюкозата и мастните киселини в организма. Ниското ниво на AD, което е антагонист на адипогенезата от адипоцитите, е придружено от развитието на инсулинова резистентност и затлъстяване 24. Освен това, мастният GLUT4 и чернодробният GLUT2 са инсулиново регулирани глюкозни транспортери, които помагат за поддържане на глюкозната хомеостаза. Постоянно е установено, че инсулиновата резистентност на затлъстели мишки е свързана с регулирането надолу на мастния GLUT4 и свръхекспресията на чернодробния GLUT2, което предполага, че нарушената регулация на хомеостазата на глюкозата и повишеното отделяне на чернодробна глюкоза, съответно, играят роля в развитието на това условие 25. NH води до повишаване на регулацията на експресията на AD и GLUT4 на мастната тъкан и регулиране на GLUT2 в черния дроб на затлъстели мишки. По този начин оцетът Nipa сенсибилизира транспорта и метаболизма на глюкозата в черния дроб, което е свързано с по-ефективно управление на теглото в сравнение със синтетичния оцетен оцет.

Продължителното леко възпаление винаги е свързано с HFD-индуцирано затлъстяване 26 и в крайна сметка с чернодробно заболяване, както се посочва от повишаване на нивата на серумните чернодробни ензими и натрупване на чернодробна мазнина 18. Свръхекспресията на възпалителни маркери, включително NF-κB и iNOS, и производството на прекомерно NO се наблюдават при затлъстели мишки 26. Плодовите оцети, като оцет от ананас, са определени като добри източници на антиоксиданти и съединения с противовъзпалителни ефекти 6. В това проучване оцетът Nipa успява да потисне експресията на възпалителните маркери NF-κB и iNOS, което води до по-ниски нива на NO както в черния дроб, така и в мастните накладки. Този резултат може да се дължи на фенолните киселини, присъстващи в оцета Nipa. Освен това, регулирането на AD с оцет Nipa може също да допринесе за противовъзпалителния ефект, тъй като AD инхибира възпалението, като потиска активирането на NF-kB 27 .

Въз основа на горните резултати, 2 ml/kg BW оцет Nipa превъзхожда оцет от оцетна киселина при намаляване на BW, хиперлипидемия и хепатопротективни ефекти, вероятно поради наличието на метаболити, като галова киселина и протокатехуева киселина, които преди са били открити в Оцет Nipa, използван в това проучване 16. Наличието на тези фенолни киселини корелира с противовъзпалителния ефект на лечението с оцет с Nipa, който допринася за възстановяване от индуцирано от парацетамол увреждане на черния дроб 16. Тези фенолни киселини може също да са допринесли за възстановяването от свързан със затлъстяването оксидативен стрес, възпаление и увреждане на черния дроб на лекувани с оцет Nipa затлъстели мишки. За разлика от тях, само леки подобрения в тези параметри се наблюдават при затлъстелите мишки, третирани със синтетичен оцетен оцет, който съдържа само оцетна киселина. Съобщава се също, че галовата киселина 32 и протокатехуевата киселина 33 притежават ефекти срещу затлъстяването и хиперлипидемията върху мишки, хранени с HFD. Тези полифенолни киселини, които присъстват в оцет Nipa във високи концентрации, могат да помогнат за по-нататъшно подобряване на серумния липиден профил и намаляване на BW в сравнение със синтетичния оцетен оцет.

В обобщение, както оцетът от оцетна киселина, така и оцетът от Nipa намаляват приема на храна от затлъстели мишки и променят чревната им микробиота, допринасяйки за значителна загуба на тегло сред затлъстелите мишки. Освен това, висока доза оцет Nipa постига значително намаляване на BW, подобрява серумния липиден профил и намалява чернодробното окисление и възпаление при затлъстелите мишки спрямо нелекувани мишки. По този начин, активните съставки, присъстващи в оцет Nipa, по-специално полифенолите, допълнително усилват противовъзпалителния, хиполипидемичен ефект и загубата на тегло при затлъстели мишки спрямо тези на оцет от синтетична оцетна киселина. Следователно, оцетът Nipa във високи концентрации е потенциална функционална хранителна съставка с ефекти срещу затлъстяването.

Материали и методи

Приготвяне на оцет Nipa

Пресният сок Nipa (събран от Pasar Borong Selangor, Малайзия) се филтрира, пастьоризира и инокулира със Saccharomyces cerevisiae 7013 INRA (DSM, Холандия) за 10 дни. След това алкохолът Nipa се инокулира с европейците Acetobacter acetiivar (център за събиране на култури на MARDI, Малайзия) в продължение на 40 дни. След това ферментиралият оцет Nipa се филтрира, титрува се до 4% оцетна киселина и се съхранява при 4 ° C. Оцет от синтетична оцетна киселина е закупен от местен магазин (Tesco, Малайзия), титруван е до 4% оцетна киселина и е съхраняван при 4 ° C 10 .

Животни, хранени с HFD, лечение с Nipa и определяне на телесно тегло и тегло на мазнините

Таблица 2

Основни компоненти на стандартната диета и HFD.

Стандартна пелета (gm%) (златна монета, Малайзия) D12492 (gm%) (изследователска диета, САЩ)
Протеин22.26.2
Фибри56
Въглехидрати4926.3
Дебел334.9
Други21.6.6

Количествен анализ на полимеразна верижна реакция (PCR) в реално време

Диференциалната експресия на гени GLUT4, AD и SREBP1 в подложките на мастните жлези и GLUT2, NF-κB и iNOS в черния дроб на третирани с оцет мишки Nipa или нормални мишки в сравнение с тези на нетретирани мишки бяха количествено определени с помощта на количествена PCR в реално време (qRT-PCR) анализ. Глицералдехид 3-фосфат дехидрогеназа (GAPDH) и β-актин са използвани като домакински гени за нормализиране на нивата на експресия на горните целеви гени. РНК от подложки на мастните жлези и черен дроб се извлича с помощта на RNeasy Mini Kit (Qiagen, Германия) и cDNA се синтезира с помощта на iScript ™ Reverse Transcription Supermix (Bio-Rad, USA). qRT-PCR беше извършена с помощта на iTaq Universal SYBR Green Supermix (Bio-Rad, USA) на CFX-96 (Bio-Rad, USA). Последователностите на праймерите на целевите и домакински гени са изброени в допълнителна таблица 1. Условията на PCR за стандартната крива и анализи на проби са както следва: 1 цикъл от 50 ° C/2 минути за активиране на урацил-ДНК гликозилаза (UDG), 1 цикъл от 95 ° C/2 минути за активиране на ДНК полимераза, 40 цикъла от 95 ° C/2 s за денатурация и 52 ° C за 30 s за отгряване и удължаване.

Профилиране на състава на чревния микроб чрез секвениране на метагеномиката на 16S рРНК на Illumina

Фекалии от нетретирани мишки и тези, третирани със оцет от синтетична оцетна киселина или оцет Nipa (2 ml/kg BW) бяха събрани на 33-та седмица, преди края на експеримента. ДНК беше извлечена с помощта на мини комплект за ДНК изпражнения на QIAamp (Qiagen, Германия). Популациите от микробиота на фекалиите бяха оценени с помощта на метагеномно секвениране Illumina 16S с 16S Amplicon PCR Forward Primer (5′-TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG-3 ′) и 16S Amplicon PCR Reverse Primer (5G-GTGGGGGGTGGTGTGTGGGTGGTGGGTGTGGTGGGTGGGTG Данните за секвениране бяха подложени на предварителна обработка на данни за качеството със стойност на качеството 20 (Q20), като се използва сливане за четене на двойки. Обработените данни бяха подложени на таксономична анотация чрез хомологично търсене на 16S микробна база данни (ftp://ftp.ncbi.nih.gov/blast/db/). Резултатите от взрива бяха допълнително анализирани с помощта на MEGAN за таксономична класификация 34 - 37 .

Статистически анализ

Всички експериментални резултати са изразени като средно ± стандартно отклонение (SD). Еднопосочен вариационен анализ (ANOVA), последван от теста на Dunnett (p Bhurosy T, Jeewon R. Епидемия от наднормено тегло и затлъстяване в развиващите се страни: Проблем с диетата, физическата активност или социално-икономическия статус? The Scientific World Journal. 2014; 2014: 964236. doi: 10.1155/2014/964236. [PMC безплатна статия] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]