Чи-Чанг Хуанг

Завършил Институт по спортни науки, Национален тайвански спортен университет, Taoyuan, 33301 Тайван

Ю-Танг Тунг

Завършил Институт по спортни науки, Национален тайвански спортен университет, Taoyuan, 33301 Тайван

Уен-Чинг Хуанг

Институт по лека атлетика и коучинг институт, Национален тайвански спортен университет, Taoyuan, 33301 Тайван

Yi-Ming Chen

Завършил Институт по спортни науки, Национален тайвански спортен университет, Taoyuan, 33301 Тайван

И-Джу Хсу

Завършил Институт по спортни науки, Национален тайвански спортен университет, Taoyuan, 33301 Тайван

Мей-Чич Хсу

Катедра по спортна медицина, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, 80708 Тайван

Свързани данни

Всички данни се съдържат в хартията.

Резюме

Заден план

Какаото, кафето, зеленият чай и гарцинията съдържат големи количества полифеноли. Полифенолите са добре известни фитохимикали и се намират в растенията и имат модулирани физиологични и молекулярни пътища, които участват в енергийния метаболизъм, затлъстяването и затлъстяването.

Методи

За да се оцени ефектът на комбиниран екстракт за намаляване на затлъстяването (включващ какао, кафе, зелен чай и гарциния; CCGG) при плъхове, индуцирани от високоенергийна диета (HED). Мъжки плъхове Sprague Dawley (на възраст 8 седмици) бяха разделени на случаен принцип в четири групи (n = 12 на група): нормална диета с лечение с носител (Control) и HED за получаване на носител или CCGG чрез орален сонда при 129, 258 или 517 mg/kg/ден в продължение на 4 седмици, обозначени съответно с HED, 0.5X, 1X и 1X групи.

Резултати

HED индуцира макровезикуларна мастна тъкан в черния дроб и образуването на мастни тъкани и значително повишава нивата на серумни свободни мастни киселини (FFA), триацилглицерол (TG), общ холестерол (TC), липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL-C) и LDL-C/HDL-C, аспартат аминотрансфераза (AST), аланин аминотрансфераза (ALT) и кетонни тела в серума и нива на TG и TC в черния дроб и намаляват нивата на липопротеинов холестерол с висока плътност (HDL-C) в серума и липазата активност в мастните тъкани. Лечението с CCGG може значително да намали нивата на FFA, TG, TC, LDL-C и LDL-C/HDL-C, AST, ALT и кетонните тела в серума и съдържанието на TG и TC в черния дроб и да увеличи нивата на HDL-C в серумна и липазна активност в мастните тъкани в сравнение с HED групата. Чернодробната хистопатология също показа, че CCGG може значително да намали честотата на чернодробни лезии.

Заключение

Тези резултати предполагат, че CCGG стимулира липидния метаболизъм при HED-индуцирани затлъстели плъхове, което се дължи на мобилизирането на мазнини от мастната тъкан.

Заден план

Затлъстяването е сериозен медицински здравен проблем в света и според Световната здравна организация през 2008 г. над 500 милиона възрастни [1]. Затлъстяването, което представлява дисбаланс между енергийния прием и изразходване, е свързано с повишени разходи за здравеопазване, намалено качество на живот и повишен риск от различни хронични заболявания като сърдечни и сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2, хипертония, хиперхолестеролемия и различни форми на рак [2–4]. Генетичните, физиологичните, психологическите и чревните микробни фактори са отговорни за значителното нарастване на разпространението на затлъстяването и неговите продължения [5–7]. В момента наличните терапевтични подходи за лечение на затлъстяване имат редица странични ефекти. Следователно става все по-интересно за природните продукти като средства против затлъстяване [8, 9].

Наскоро бяха открити естествени биоактивни фитохимикали, присъстващи в естествените продукти, заради потенциалните им ползи за здравето за предотвратяване на хронични заболявания като рак, сърдечно-съдови заболявания, възпалителни и метаболитни заболявания, включително затлъстяване и инсулинова резистентност. Показано е, че полифенолите, клас естествени фитохимикали, модулират физиологични и молекулярни пътища, които участват в енергийния метаболизъм, затлъстяването и затлъстяването [10]. В клетъчните култури и животинските модели на затлъстяване, както и в някои клинични и епидемиологични проучвания при хора са показали, че полифенолите имат благоприятен ефект върху затлъстяването и затлъстяването като допълнителни агенти при регулирането на енергийните разходи [10].

Какаото, кафето, зеленият чай и гарцинията (CCGG) съдържат големи количества полифеноли, включително проантоцианидини, хлорогенни киселини, катехини и ксантони [11–14]. Сред тях има сериозни доказателства, че дислипидемия, медиирана от какао, кафе, зелен чай и гарциния; инсулинова резистентност, медиирана от какао, кафе и гарциния; възпаление, медиирано от какао, кафе, зелен чай и гарциния [15–19]. Наскоро демонстрирахме, че 6-седмично лечение на добавки CCGG значително намалява съдържанието на серумни липиди (TC, TG и LDL-C) и съдържанието на чернодробни липиди (TC и TG) при хамстери, предизвикани от диета с висок холестерол, и спекулираме, че това се дължи на приемът на полифеноли. Такъв ефект на понижаване на TG представлява интерес за нас, тъй като натрупването на TG в черния дроб е една от основните причини за мастни чернодробни заболявания [20]. За да оценим ефекта на понижаване на TG на диетичния CCGG при затлъстели плъхове, хранехме животни с умерено високоенергийна диета, съдържаща 8% соево масло и 44% подсладено кондензирано мляко и допълнени с три различни дози CCGG в продължение на 4 седмици.

Методи

Материали

Търговска добавка, състояща се от CCGG (зърна от какао Theobroma, зърна от Coffea robusta, листа от Camellia sinensis и плодове от Garcinia mangostana) е предоставена от Sunrider International (Калифорния, САЩ) и използвана като диетично лечение. CCGG съдържа 5,2 kcal/g с 30 ‰ (wt/wt) като протеин, 290 ‰ (wt/wt) като обща мазнина, 4 ‰ (wt/wt) като наситени мазнини, 0 ‰ (wt/wt) като транс мазнини, 610 ‰ (тегло/тегло) като въглехидрати, 0,05 ‰ (тегло/тегло) като натрий, 50 ‰ (тегло/тегло) като диетични фибри, 0,003 ‰ (тегло/тегло) като желязо и 0,02 ‰ (тегло/тегло) като калций. Освен това общият полифенол и EGCG в CCGG са съответно 196 mg/g и 4,0 mg/g. Добавката се съхранява при стайна температура и се съхранява в тъмно и сухо помещение. Лечението беше прясно подготвено за ежедневно приложение.

Животни и лечение

Плъхове мъжки Sprague Dawley (на възраст 8 седмици) със специфични условия, свободни от патогени, са закупени от BioLASCO (A Charles River Licensee Corp., Yi-Lan, Тайван). Експерименталният дизайн е изобразен както на фиг. 1. На експерименталните животни са дадени 2 седмици, за да се аклиматизират към околната среда и диетата. Всички животни са хранени с чау-диета (№ 5001; PMI Nutrition International, Brentwood, MO, USA) и дестилирана вода ad libitum и се поддържат в редовен цикъл (12 часа светлина/тъмнина) при стайна температура (23 ± 2 ° В) и 50

60% влажност. Спалното бельо се сменя и почиства два пъти седмично. Всички експериментални протоколи върху животни са одобрени от Институционалния комитет за грижи и употреба на животните (IACUC) на Националния тайвански спортен университет и проучването е в съответствие с насоките на протокола IACUC-10312, одобрено от комисията по етика на IACUC.

зелен

Експериментален дизайн. След 2-седмична адаптация, 60 плъхове бяха разделени на случаен принцип в пет групи: нормалната група беше хранена със стандартна чау диета (контрол, n = 12) и експерименталната група с високоенергийна диета (HED, n = 48). 48-те затлъстели плъхове бяха разделени на четири групи (n = 12/всяка група): 1) HED със заседнал контрол (HED), 2) HED със 129 mg/kg плъх/ден CCGG (CCGG -0,5X), 3) HED с 258 mg/kg плъх/ден CCGG (CCGG -1X) и, 4) HED с 517 mg/kg плъх/ден CCGG (CCGG -2X)

Всички животни бяха разпределени на случаен принцип в пет групи (12 плъха/група). Дозата CCGG за хора е 2,5 g на ден. Дозата на плъхове (258 mg/kg) се преобразува от човешка еквивалентна доза (HED) въз основа на телесната повърхност по следната формула от Американската администрация по храните и лекарствата: приемайки човешко тегло 60 kg, HED за 2500 (mg )/60 (kg) = 41,67 × 6,2 = 258 mg/kg; коефициентът на преобразуване 6.2 е използван за отчитане на разликите в телесната повърхност между плъхове и хора. Следователно CCGG-0.5X и CCGG-2X биха били съответно 129 mg/kg и 517 mg/kg плъх/ден. CCGG се разтваря в дестилирана вода. Контролът на носителя и HED групите се извършва със същия обем дестилирана вода или CCGG разтвор, съответно, еквивалентни на телесно тегло. Приемът на храна се наблюдава ежедневно и BW се записва ежеседмично. Ефективността на храненето е изчислена като наддаване на тегло/прием на храна × 100%.

HED състав

Плъховете са били хранени със стандартна диета с чау или HED, както е описано в предишното ни проучване [21]. Стандартният чау (№ 5001) съдържа 3,35 kcal/g с 28,5% като протеин, 13,4% като мазнини и 58,1% като въглехидрати. HED съдържаше 8% (тегло/тегло) соево масло, 44% (тегло/тегло) подсладено кондензирано мляко (Original, Eagle Brand, Nestle) и 48% (тегло/тегло) стандартна чау, за 3,76 kcal/g с 15,5% като протеини, 33,4% като мазнини и 51,1% като въглехидрати.

Биохимичен анализ на серумни проби

В края на експеримента всички плъхове бяха убити чрез 95% задушаване на СО2 и кръвта беше незабавно събрана. Серумът се приготвя чрез центрофугиране при 1500 х g, 4 ° С за 15 минути. Без серумни мастни киселини (FFA) бяха измерени с помощта на анализатор Siemens Advia 1800 (Siemens Healthcare Diagnostics, IL, САЩ). Общият холестерол в серума (TC), нивата на липопротеините с ниска плътност (LDL-C), нивата на липопротеините с висока плътност (HDL-C) се определят чрез използване на анализатор Hitachi C1600 (Hitachi C1600, Hitachi, Япония). Концентрациите на серумен триацилглицерол (TG), глюкоза, аспартат трансаминаза (AST), аланин трансаминаза (ALT), пикочна киселина (UA), креатинин (CREA), азот в кръвта (BUN), кетонни тела, натрий (Na) и калий (K) бяха анализирани с помощта на Beckman DX 800 (Beckman Coulter, Inc., Fullerton, CA).

Съдържание на липиди в черния дроб

След вземането на кръв чернодробните тъкани бяха изрязани от плъхове. За определяне на чернодробния холестерол и триглицеридите, 20 mg чернодробна тъкан се хомогенизира в 200 μL разтворител (хлороформ: изопропанол: NP40 = 7: 11: 0,1). Центрофугирано при 12 000 × g за 10 минути, аликвотна част от 100 μL се екстрахира и изсушава. Гранулата се възстановява с буфер (1 М калиев фосфат, рН = 7,4, 500 тМ натриев хлорид, 50 тМ холова киселина) и се използва ултразвук с водна баня за разтваряне на утайката. Комплект за флуорометричен анализ на холестерол (Cayman, Ann Arbor, MI, USA) и комплект за колориметричен анализ на триглицериди (Cayman, Ann Arbor, MI, USA) бяха използвани за анализ на съдържанието на холестерол в черния дроб и триглицериди.

Липазна активност на епидидималната мастна подложка

Епидидималната мастна подложка (EFP) беше изрязана от плъхове. За да се определи липазната активност, 100 mg EFP се хомогенизират, центрофугират при 12 000 × g за 10 минути. и супернатантата беше измерена с помощта на комплекта Bioviaion (Biovision, Milpitas, CA, USA) в съответствие със спецификациите на производителя.

Хистологично оцветяване на тъкани

Чернодробните, мастните, бъбречните и сърдечните тъкани бяха събрани и веднага фиксирани в 10% формалин след претегляне. След това тъканта беше вградена в парафин и нарязана на филийки с дебелина 4 μm, след това оцветена с хематоксилин и еозин (H&E) и изследвана под светлинен микроскоп, оборудван с CCD камера (BX-51, Olympus, Tokyo) от клиничен патолог.

Статистически анализ

Управление, управление на превозното средство; HED, високоенергиен контрол на диетата; 0,5X, HED със 129 mg/kg/d CCGG; 1X, HED с 258 mg/kg/d CCGG; 2X, HED с 517 mg/kg/d CCGG. Данните са средни ± SD (n = 12 плъхове/група). Стойностите с различни букви (a, b, c) се различават значително при P 3. Диетата с HED, хранена с SD плъхове, значително повишава серумните нива на FFA, TG, TC, LDL-C и LDL-C/HDL-C с 28,6% (P 3). След добавянето на CCGG, третираните групи показват значително намаляване на серумните нива на FFA (12,9, 15,2 и 25,2% намаление съответно в групите CCGG-0,5X, CCGG-1X и CCGG-2X), TG (30,7, 40,3 и 42,5% намаление съответно в групите CCGG-0,5X, CCGG-1X и CCGG-2X), TC (18,0, 22,4 и 25,7% намаление в CCGG-0,5X, CCGG-1X и CCGG Съответно -2X групи), LDL-C (30,5, 30,7 и 32,8% намаление съответно в групите CCGG-0,5X, CCGG-1X и CCGG-2X), HDL-C (22,9, 25,7 и 35,9% увеличение в групите CCGG-0.5X, CCGG-1X и CCGG-2X, съответно) и съотношение LDL-C/HDL-C (44.6, 46.1 и 50.7% намаление на CCGG-0.5X, CCGG-1X, и CCGG-2X групи, съответно), в сравнение с HED групата. Наблюдавани са силно зависими от дозата ефекти при серумните нива на FFA, TG, TC, HDL-C и LDL-C/HDL-C.

Хистопатология на чернодробните тъкани. (H & E петно, увеличение: 200 ×, скала: 40 μm). Контрол; контрол на превозното средство, HED; високоенергиен контрол на диетата, 0,5Х; HED със 129 mg/kg/d CCGG, 1X; HED с 258 mg/kg/d CCGG, 2X; HED с 517 mg/kg/d CCGG

Дискусия

Затлъстяването причинява натрупване на излишен TG в мастната тъкан и води до неблагоприятни здравословни проблеми, включително сърдечни заболявания, мозъчно-съдови заболявания, диабет, хипертония, хиперхолестеролемия и други хронични заболявания. [1]. Въпреки че етиологията на затлъстяването е сложна, хранителните фактори, особено консумацията на HED, се считат за рисков фактор за развитието му. Многобройните проучвания показват, че консумацията на HED води до затлъстяване и след това плъхове, хранени с HED, тежат повече от нормалните диетични плъхове и те развиват значително повече мастна тъкан от нормалните плъхове и придобиват хиперлипидемични ефекти, типично свързани със затлъстяването [32]. HED-индуцираният плъх е широко използван като модел за оценка на хиперлипидемичната профилактика и има много прилики между метаболитните заболявания, наблюдавани при HED-индуцирани плъхове и при хората. Целта на това проучване е да се изследват систематично ефектите на CCGG върху HED-индуцираното затлъстяване при плъхове.

Какаото, кафето, зеленият чай и гарцинията (CCGG) съдържат изобилие от полифеноли, особено проантоцианидини, хлорогенови киселини, катехини и ксантони, съответно [11–14]. През последните години нараства интересът към полифенолите от голямо разнообразие от традиционни билкови растения за защита срещу липиди в кръвта и свързаните с тях възпалителни реакции [33–36]. Xu et al. [37] разкрива, че полизахаридите значително намаляват експресията на лептин в бялата мастна тъкан, а серумните нива на лептин при пациенти със затлъстяване са значително по-високи от нормалната група.

Заключение

Ние демонстрирахме хиполипидемични ефекти на 6-седмична хранителна добавка, използвайки комбиниран екстракт (състоящ се от CCGG) при HED-хранени SD плъхове. CCGG подчертано атенюира серумните и чернодробните липидни профили с дозозависими ефекти и повишен HDL-C. Следователно се предполага, че CCGG може да представлява нов тип хиполипидемични средства и те могат да имат мощни ефекти от подобряване на хиперлипидемията, инсулинова резистентност, чернодробна стеатоза и свързано с това възпаление.

Наличност на данни и материали

Всички данни се съдържат в хартията.

Благодарности

Настоящото проучване беше подкрепено от Фонд за сътрудничество между университетите и промишлеността № S102019 до Mei-Chich Hsu (Медицински университет Гаосюн, Гаосюн, Тайван). Sunrider International няма роля в дизайна, анализа или писането на тази статия. Също така благодарим на д-р Chien-Chao Chiu за патологичния анализ.

Бележки под линия

Конкуриращи се интереси

Авторите заявяват, че нямат конкуриращи се интереси.

Принос на авторите

CCH и MCH са проектирали експериментите. CCH, YTT, YJH, WCH и YMC извършиха лабораторните експерименти. CCH, YTT и MCH анализираха данните, интерпретираха резултатите, изготвиха фигури и написаха ръкописа. Всички автори прочетоха и одобриха окончателния ръкопис.