Резюме

Заден план

Традиционната китайска диета смесва свинска мас с растително масло, като поддържа съотношението на прием на баланс на мастните киселини на наситени мастни киселини, мононенаситени мастни киселини и полиненаситени мастни киселини на почти 1: 1: 1. Въпреки това, ефектите на смес от свинска мас и растително масло върху липидния метаболизъм никога не са изследвани. В настоящото проучване, като симулираме китайски хранителни навици с високо съдържание на мазнини, изследвахме ефектите на смес от свинска мас и растително масло върху липидния метаболизъм.

Методи

На случаен принцип разпределихме 50 мъжки мишки C57BL/6 J на ​​5 групи (по 10 във всяка група) и ги хранехме със свинска мас, слънчогледово олио (SFO), соево масло (SBO), свинска мас, смесена със слънчогледово олио (L-SFO) или смесена свинска мас със соево масло (L-SBO) за 12 седмици.

Резултати

Установихме, че крайните телесни тегла на мишки от групата свинска мас са значително по-високи от тези на мишки от групите SFO и SBO. Нормата на телесните мазнини и обемът на мастните клетки от свинската мас са значително по-високи от тези на SFO, SBO и L-SBO групите. Нивото на триглицеридите в черния дроб при свинската мас се е увеличило значително в сравнение с останалите групи. Въпреки че скоростта на телесните мазнини и нивото на триглицеридите в черния дроб в групите SBO и SFO намаляват в сравнение с тези в другите групи, съотношението липопротеин с висока плътност/липопротеин с ниска плътност също значително намалява в групите SBO и SFO.

Заключения

Установихме, че диетата със свинска мас предизвиква натрупване на телесни мазнини, черни дробове и серумни липиди, което може да увеличи риска от затлъстяване, чернодробно заболяване без алкохолни мастни киселини и атеросклероза. Диетата с растителни масла доведе до нарушения на метаболизма на холестерола, въпреки че не доведе до затлъстяване. Смесената маслена диета предизвиква натрупване на мазнини в тялото, но не води до натрупване на липиди в черния дроб и серума. По този начин диференцираните диети с масло/мазнини оказват влияние върху диференциалните аспекти в липидния метаболизъм на мишки.

Графично резюме

ефекти

Заден план

Затлъстяването се превърна в проблем за общественото здраве в световен мащаб. Затлъстяването е силно свързано с развитието на хиперлипидемия, неалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD) и сърдечно-съдови заболявания (CVD) [1]. Затлъстяването води до повишено натрупване на свободни мастни киселини (FFAs) и триацилглицерол (TG) в серума, които са рискови фактори за развитието на ССЗ [2]. Прекомерното натрупване на TG в хепатоцитите е ключова характеристика в развитието на NAFLD [3].

Западните диетични навици обикновено включват консумация на високо съдържание на мазнини. Поради уестърнизацията през последните няколко години, типичната китайска диета сега съдържа и високо съдържание на мазнини [4, 5]. Според проучването на хранителния и здравния статус на китайските жители средният дневен прием на масло за готвене или мазнини сред жителите на Китай е бил 42,1 g/ден (37,3 g растително масло, 4,8 g свинска мас) и 41,4 g/ден (32,7 g растително масло и 8,7 g свинска мас) съответно през 2012 г. и 2002 г. [6]. Диетичните насоки за жители на Китай (2016 г.) показват, че над 5% от жителите на Китай имат дневна консумация на мазнина/олио за готвене, която надвишава 95 g/ден, с диетична енергия до 35

40% [7, 8]. Нещо повече, приемът на свинска мас намалява поради негативните съобщения относно свинската мас.

Според Световната здравна организация (СЗО) дневният прием на енергия, получена от мазнини/масло, трябва да бъде по-малък от 30%, а този от наситени мастни киселини (SFA) - по-малък от 10% [9].

Методи

Животни, диети и експериментален дизайн

Петдесет мъжки мишки на възраст C57BL/6 J на ​​6 седмици са закупени от Hunan Silaike Laboratory Animal Co., Ltd. (Чанша, Китай). SBO и слънчогледовото олио (SFO) са закупени от China Oil & Foodstuffs Co. Ltd. (Пекин, Китай), FuLinMen и First Degree Press Oil. Свинска мас е закупена от местен супермаркет TangRenShen Co., Ltd. Всички мишки са снабдени с храна и вода ad libitum и са държани под 12-часови цикли светлина-тъмнина при температура 22 ± 1 ° C и относителна влажност 65 ± 5%. След 1 седмица на аклиматизация, мишките бяха разделени на случаен принцип в пет групи и хранени с различни диети: свинска мас, SFO, SBO, свинска мас, смесена със SFO (L-SFO), и свинска мас, смесена със SBO (L-SBO) в продължение на 12 седмици. Съставът на диетите е показан в таблица S1, докато съставът на мастните киселини на мазнините/маслата е показан в таблица S2. В края на периода на хранене всички мишки бяха гладувани в продължение на 12 часа и обезболени преди да бъдат умъртвени. След това бяха събрани кръвта и органите, необходими за процедурите за изследване.

Вземане и подготовка на проби

Кръвни проби се събират от ретро орбиталния сплит и се оставят да престоят една нощ при 4 ° С. Серумът се изолира чрез центрофугиране при 3500 g в продължение на 10 минути при 4 ° С и веднага се съхранява при - 80 ° С до допълнителен анализ. Черният дроб, епидидималните мастни тъкани и периреналните мастни тъкани бяха събрани и претеглени. Чернодробната и епидидималната мастна тъкан се нарязват на пет части и се промиват с физиологичен разтвор. Една част беше фиксирана в 10% неутрален буфериран формалин, докато останалите части бяха незабавно замразени при - 80 ° С до анализ.

Измервания на липиди в плазмата и черния дроб

Нивата на серумен TG, общ холестерол (TC), липопротеинов холестерол с висока плътност (HDL-C) и липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL-C) са измерени с помощта на Mindray Biochemical Analyzer BS-190 (Шенжен, Китай). Серумните FFAs, TG и TC се определят с помощта на комплект за анализ, получен от Института по биоинженерия в Нанкин Jiancheng (Нанкин, Китай).

Хистологичен анализ

Епидидималните бели мастни тъкани (WAT) и левият страничен лоб на черния дроб се фиксират в 4% параформалдехид за 24 часа. След това WAT се оцветява с хематоксилин и еозин (H&E), а чернодробната тъкан се оцветява с Oil Red O (Sigma, САЩ). Оцветени области бяха наблюдавани с помощта на фотомикроскоп на Olympus (Olympus Inc., Токио, Япония) при увеличение 400 × за WAT и 200 × за чернодробната тъкан. Площта на епидидималната адипоцит беше измерена с помощта на пет полета от пет отделни мастни клетки, а площта на напречното сечение на епидидималната адипоцит (CSA) беше изчислена с помощта на Image-Pro Plus 5.1 (Media Cybernetics, Inc. Silver Spring, Maryland, USA). Черно чернодробно оцветена зона с чернодробно масло също беше измерена с помощта на пет полета от пет отделни проби във всяка група и беше изчислена с помощта на Image-Pro Plus 5.1.

Уестърн блотинг анализ

Използваният метод на вестерн-блотинг анализ на черния дроб е подобен на този, използван в предишно проучване [22]. Този метод използва антитела, включително протеини на стерол-регулаторни елементи (SREBP) -1c (Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Пекин, Китай), синтаза на мастни киселини (FAS) (Epitomics, Inc. САЩ), активиран от пероксизома пролифератор рецептор алфа (PPARα) (Epitomics, Inc. USA), хормоночувствителна липаза (HSL) (Santa Cruz, Inc. USA) глицералдехид 3-фосфат дехидрогеназа (Proteintech, Inc. USA) и конюгирани вторични антитела срещу хрян пероксидаза (Proteintech, Inc . САЩ).

Статистически анализ

Съотношението на ефективността на подаване (FER) се изчислява чрез разделяне на общото увеличение на теглото (g) на приема на храна (g) × 100. Събраните дати са изразени като средна стойност ± стандартна грешка на средната стойност (SEM). Средните разлики между групите бяха анализирани с помощта на еднопосочен дисперсионен анализ (ANOVA), последван от най-малко значима разлика (LSD) post hoc анализ, използващ SPSS 17.0 (SPSS Inc., Чикаго, САЩ) софтуер. A P-стойност

Резултати

Телесно тегло, съотношение на ефективност на храненето и натрупване на телесни мазнини

Няма значителна разлика в първоначалното телесно тегло между групите (фиг. 1б). След 12 седмици от експерименталната диета крайните телесни тегла на групите SFO и SBO са значително по-ниски от тези в групата свинска мас (Фиг. 1в). Групите L-SFO и L-SBO показват значително по-високо крайно телесно тегло в сравнение с групите SFO и SBO (фиг. 1в). Съотношението на ефективността на хранене обаче не се различава между групите (фиг. 1а). Приемът на свинска мас значително увеличава теглото на епидидимния WAT, периненалния WAT, телесната мастна маса и скоростта на телесните мазнини в сравнение с приема на SFO и SBO (фиг. 1d-g). SFO и SBO групите показаха значително по-нисък епидидимен адипоцитен CSA от групата, хранена само със свинска мас (фиг. 1h). SFO и SBO групите показаха значително по-нисък епидидимен адипоцитен CSA от L-SFO и L-SBO групите (Фиг. 1h).

TC натрупване в серума и черния дроб

Нивата на серумни TC и HDL-C са значително по-ниски в групите L-SFO и L-SBO в сравнение с групата, хранена само със свинска мас (Фиг. 2а, b). Когато се сравняват групите „смесено масло“ с групите „растително масло“, серумните нива на LDL-C са значително по-ниски в групите L-SFO и L-SBO от тези в останалите три групи; обаче не се наблюдава разлика при сравняване на групите SFO и SBO с групата свинска мас (Фиг. 2в). Тези резултати показват, че приемът на маслена смес може да намали нивата на серумни TC и LDL-C в сравнение с приема на само свинска мас. В допълнение, забележимо намаляване на нивото на TC, както се наблюдава при мишките, хранени с растително масло, се дължи главно на намаленото ниво на HDL-C. По този начин съотношението HDL-C/LDL-C в SFO и SBO групите е значително по-ниско от останалите три групи (фиг. 2г). Нивата на TC в черния дроб в групите L-SFO и L-SBO също са по-ниски от тези в групите SFO и SBO (Фиг. 2д).

Натрупване на TG в серума и черния дроб

Нивата на серумен TG, FFA и чернодробен TG в групата, хранена само със свинска мас, са значително по-високи от тези в останалите четири групи, което показва, че диетата със свинска мас може да доведе до натрупване на TG както в серума, така и в черния дроб (Фиг. 3а-c ). Не се наблюдава значителна разлика в стойностите на TG в черния дроб между групите SFO, SBO, L-SFO и L-SBO (фиг. 3в). Резултатът от оцветяването с маслено червено O потвърждава съдържанието на TG в черния дроб (фиг. 3d). По този начин нашите резултати показват, че смесената маслена диета не причинява натрупване на липиди в серума и черния дроб, въпреки увеличаването на телесното тегло.

Експресия на сродни протеини в черния дроб на мишки, хранени с експериментални диети

В сравнение с диетата със свинска мас, смесената маслена диета увеличава експресията на протеините SREBP-1c и FAS, като едновременно с това регулира експресията на протеини PPARα и HSL. В сравнение с диетата със свинска мас, диетата с растителни масла регулира експресията на протеините SREBP-1c и FAS и увеличава експресията на PPARα и HSL протеините. Тези открития илюстрират, че синтезът на мастни киселини е бил инхибиран и хидролизата на TG се е насърчавала от растително масло, допринасяйки за по-ниско натрупване на липиди в сравнение с диетата със свинска мас (Фиг. 4).

Дискусия

В това проучване, като симулираме китайски хранителни навици с високо съдържание на мазнини, изследвахме ефектите на маслена смес (свинска мас и растително масло) върху липидния метаболизъм при мишки. Нашите резултати показаха, че диетата със свинска мас води до най-високата мастна маса, последвана от сместа от свинска мас и растително масло и след това растително масло. От друга страна, диетата с растителни масла доведе до нарушения на метаболизма на холестерола дори с най-ниска мастна маса.

Резултатите от това проучване обаче противоречат на предишните ни изводи [22]. Това може да се дължи на разликите в енергията на мазнините, тъй като предишното ни проучване доставяше 25% мастна енергия в сравнение с 35% мастна енергия, предоставена в настоящото проучване. Като цяло, при модел на мишка с високо съдържание на мазнини се наблюдава енергиен състав на мазнини до 50–60%. Повечето изследователи използват тези стойности, за да установят модел на затлъстяване [33] или модел на диабет [34]. Според Catta-Preta et al. [23], при 60% маслена енергийна диета (свинска мас, зехтин, SFO и масло от рапица), само свинската мас допринася за мастната маса (10% мастна енергия); В нашето проучване мишките са били снабдени с 35% мазнини, което съответства на този доклад. Bargut et al. показа, че телесната мастна маса на мишките варира, ако мишките се хранят с различни видове диети с високо съдържание на мазнини (50% мастна енергия), като най-високата телесна мастна маса се получава от свинска мас и най-ниска от рибено масло [35]. По същество основните хранителни вещества трябва да се консумират над минимално ниво, за да се избегне дефицит и под максимално ниво, за да се избегне токсичност. U-образната връзка е логична между хранителните вещества и здравето. Въпреки това екстремният прием на масло винаги се прилага в научните изследвания, когато се оценява неговият здравен ефект [36].

Скоростта на натрупване на телесни мазнини в групата L-SBO е по-ниска, отколкото в групата L-SFO. Делът на n-3/n-6 PUFAs е важен фактор за липидния метаболизъм. Проучванията показват, че високото съотношение n-3/n-6 PUFA в диетичното масло може да подобри силата на оксидативен стрес чрез намаляване на серумното съдържание на FFA [37]. Делът на n-3/n-6 PUFA в L-SBO е по-висок от този в L-SFO.

В това проучване се наблюдава значително увеличение на SREBP-1c при мишки, хранени с растително масло. Tao Jiang et al. [40] установи, че SREBP-1c е регулиран нагоре при мишки, които са били хранени със свинска мас с 60% мастна енергия, докато при нокаутираните мишки SREBP-1c, бъбречното натрупване на липиди се е подобрило. SREBP са преобладаващите изоформи, експресирани в повечето тъкани и те контролират липогенната генна експресия [41]. Освен това те контролират транскрипцията на синтаза на мастни киселини (FAS), която е ключов компонент в пътя на липидния синтез [42]. Ендогенните мастни киселини се синтезират главно от FAS, който синтезира ацетил-КоА и малонил-КоА в дълговерижни мастни киселини [43]. Тези открития предполагат, че свинската мас насърчава синтеза на мастни киселини.

PPARα е транскрипционен фактор, който принадлежи към суперсемейството на ядрените хормонални рецептори и се съобщава, че индуцира експресия на HSL и мастна триглицеридна липаза, като и двете допринасят за мобилизирането на TG [44]. В литературата чернодробният протеин PPARα се увеличава при мишки, хранени със свинска мас [45]. При мишките, хранени със свинска мас обаче, има спад в сравнение с останалите четири групи; по този начин, HSL протеинът е най-нисък при мишки, хранени със свинска мас, което показва, че способността за хидролиза на свинска мас е най-ниска.

Проучванията показват, че хиперхолестеролемията се причинява главно от необичайно повишени нива на серумен LDL-C [46]. Високите нива на LDL-C и ниските нива на HDL-C са свързани с увеличаване на риска от ССЗ [47]. Съотношението HDL-C/LDL-C е важен показател за оценка на риска от ССЗ и е по-чувствително от TG и TC при прогнозиране на риска от ССЗ. Съотношението HDL-C/LDL-C на мишки, хранени с растително масло, е значително по-ниско от това на мишките, хранени с маслена смес. Тези резултати показват, че приемът на растително масло увеличава риска от ССЗ в сравнение с приема на други масла. Делът на MUFAs може да е фактор, който влияе върху метаболизма на холестерола. Duavy и сътр. (2017) показа, че приемът на богато на MUFA зехтин намалява серумните нива на LDL-C в сравнение с SFO диета [48]. Въпреки че подобни резултати са наблюдавани в настоящото проучване, механизмите, лежащи в основата на тези резултати, все още трябва да бъдат проучени допълнително. Приемът на свинска мас води до по-високи серумни нива на TG и FFA в сравнение с приема на растителни масла в изолация или в маслена смес. Високите серумни нива на TG и FFA увеличават риска от атеросклероза. Това може да е свързано с високо съдържание на палмитинова киселина в позицията Sn-2 в свинската мас, което води до нейното директно усвояване от червата [49].

В настоящото проучване приемът на свинска мас засилва синтеза на мастни киселини и отслабва мобилизацията на TG и в сравнение с растителното масло допринася за най-голямо натрупване на мазнини. Диетата с маслена смес също подобрява синтеза на мастни киселини в сравнение с растителното масло; обаче не се наблюдават разлики в скоростта на мобилизация на TG между мишките, консумирали маслената смес, и тези, консумирали диети с растително масло. Това може да се дължи на по-ниско съдържание на чернодробен TG в диетата на мишките, хранени с растително масло и маслена смес, отколкото тези, хранени със свинска мас.

Това проучване обаче сравнява само пет вида маслени диети, без контролна група. По този начин ние обсъдихме ефектите от различните маслени диети върху метаболизма на липидите въз основа на 35% консумация на мазнини в настоящото проучване.

Заключение

Като цяло, след симулиране на хранителни навици с високо съдържание на мазнини на жители на Китай, приемът на смес от свинска мас и растително масло не е имал ефекти срещу затлъстяването в сравнение с растителните масла. Освен това установихме, че приемът на свинска мас предизвиква натрупване на телесни мазнини и натрупване на липиди в черния дроб и серума и повишен риск от затлъстяване и атеросклероза. Приемът на растително масло води до нарушения, свързани с метаболизма на холестерола, което повишава риска от ССЗ, въпреки че не води до затлъстяване. Приемът на маслена смес, въпреки че не води до натрупване на липиди в черния дроб и серума, неизбежно предизвиква натрупване на телесни мазнини. По този начин диференцираните диети с масло/мазнини оказват влияние върху диференциалния аспект при липидния метаболизъм на мишките.

Наличност на данни и материали

Всички генерирани или анализирани данни са включени в тази статия.