Резюме

[Предназначение]

Това проучване изследва ефектите от упражнения с висока интензивност (Ex) и висок прием на мазнини с храната върху липидния метаболизъм в черния дроб на плъхове.

висока

[Методи]

Мъжки плъхове Sprague-Dawley са разпределени на случаен принцип в една от четирите групи (n = 10 на група), които се поддържат на нормална диета (ND) или диета с високо съдържание на мазнини (HFD), състояща се от 30% мазнини (w/w), със или без упражнения на бягаща пътека при 30 m/min и 8% степен) в продължение на 4 седмици (т.е. групи ND, ND + Ex, HFD и HFD + Ex).

[Резултати]

Телесно тегло (p Ключови думи: Диета с високо съдържание на мазнини, тренировка с висока интензивност, липиден метаболизъм, черен дроб

ВЪВЕДЕНИЕ

Излишъкът от мазнини в диетата води до метаболитни нарушения, включително затлъстяване, хипертония, хиперинсулинемия и диабет, които могат да бъдат изтощителни за хората и също да представляват предизвикателство за общественото здраве [1,2]. Тези заболявания се характеризират с хронично повишена циркулация на свободни мастни киселини (FFAs) и повишена секреция на инсулин, които са свързани с патогенни механизми [3] като променено окисление на различни биомолекули, които могат да нарушат клетъчните функции и да доведат до апоптоза [4,5].

Липидният синтез се регулира от наличието на инсулин и хранителни вещества, като по-високите нива на инсулин стимулират липогенезата и глюконеогенезата в черния дроб [6] и мускулната тъкан [7]. Инсулинът индуцира регулирането на свързаните с липидния метаболизъм гени, което води до повишен синтез на наситени и мононенаситени мастни киселини и триглицериди (TG). Диетата с високо съдържание на мазнини (HFD) увеличава съдържанието на липиди в черния дроб [8,9], с по-високо тегло на мазнините и по-голяма честота на затлъстяване на черния дроб, наблюдавани само 11 дни след започване на HFD, с промени в метаболизма на липидите в черния дроб след 1-2 седмици [ 9,10]. Излишното натрупване на свободни мастни киселини от HFD също подобрява усвояването на глюкозата по гликолитичния път и инсулиновата резистентност в периферните клетки, причиняващи хиперинсулинемия, което следователно може да обясни развитието на мастния черен дроб [11].

Редовното, умерено упражнение може да намали кръвната захар и да подобри плазмените профили на липопротеините след 2 седмици при хора и при животински модели [12,13]. Въпреки това, дори еднократна тренировка с висока интензивност (Ex) може да има отрицателни последици върху функциите на черния дроб, включително метаболитни пътища и детоксикация [8,14], докато някои доклади предполагат, че усилените упражнения могат да предотвратят натрупването на мазнини в черния дроб и мускулите тъкан при плъхове [15]. Предполага се, че комбинацията от HFD и Ex може да повлияе нивата на глюкоза и FFA чрез секреция на инсулин и регулиране на липидния метаболизъм. Настоящото проучване изследва ефектите на Ex и HFD върху липидните профили и експресията на гени, свързани с липидния метаболизъм в черния дроб на плъхове.

МЕТОДИ

Животни, диета и упражнения

Вземане на проби и измерване на кръвни липидни профили

Плъховете се умъртвяват с упойка след гладуване в продължение на 18 часа. От артерията се взема кръвна проба и черният дроб веднага се дисектира, изплаква се с физиологичен разтвор, замразява се бързо в течен азот и се съхранява при -80 ° C до анализ.

Общият холестерол в плазмата (TC), триглицеридите (TG) и нивата на серумния липопротеинов холестерол с висока плътност (HDL-C) са измервани с помощта на търговски ензимно-свързан имуносорбентен анализ (ELI Tech, Сеул, Корея). Серумният липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL-C) се изчислява, използвайки формулата на Friedewald [19]. Концентрациите на глюкоза на гладно се определят по метода на глюкозната оксидаза, използвайки анализатор на глюкоза YSI 2300 STAT Plus (YSI Life Sciences, Springfield, VA, USA). Нивата на серумен инсулин се измерват чрез радиоимуноанализ, като се използва търговски комплект (Millipore, St. Charles, Missouri, USA) с инсулин от плъх като стандарт, който се екстрахира от проби от панкреатична тъкан чрез ултразвукова обработка през нощта при 4 ° C. Изчислява се оценка на хомеостатичния модел на инсулинова резистентност (HOMA-IR) и се измерва нивото на FFA, както е описано по-рано [20]. Съдържанието на TG в черния дроб се изчислява от количеството глицерол, отделено след етанолна KOH хидролиза с помощта на спектрофотометър при 470 nm.

Изолация на РНК и обратна транскрипция (RT) -PCR

Общата РНК се екстрахира от 40-50 mg чернодробна тъкан, като се използва реактив Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) и се пречиства с помощта на система Micro-to-Midi Total RNA за пречистване (Bioneer, Daejeon, Корея). Чистотата на РНК се потвърждава чрез гел електрофореза и концентрацията се определя с помощта на спектрофотометър при абсорбция от 260 nm. Експресията на стерол регулаторен елемент свързващ протеин (SREBP) -1C, ацетил коензим А карбоксилаза (ACC), синтаза на мастни киселини (FAS), реагиращ на въглехидрати елемент, свързващ протеин (ChREBP), стеароил коензим А десатураза (SCD) -1, и карнитин палмитоилтрансфераза (CPT) -1α иРНК се оценява чрез полуколичествена RT-PCR на термичен циклер (Thermo Hybaid, Middlesex, UK), като се използват предните и обратните набори праймери, както е показано в Таблица 1, която се използва за нормализиране на нива на експресия на другите гени. След горещ старт при 94 ° C за 2 минути, условията на циклиране бяха следните: 94 ° C за 45 s, 55-65 ° C за 45 s и 72 ° C за 30 s, последвани от 72 ° C за 5 мин. Реакционните продукти се отделят чрез гел електрофореза и се визуализират с помощта на UV осветител/система за изображения (UNOCK-800, Сеул Корея); количественото определяне на интензивността на сигнала се извършва чрез денситометрия с помощта на софтуера Image J (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA).

маса 1.

Грунд напред назад
SREBP-1C5'-GGA GCC ATG GAT TGC ACA TT-3 '5'-AGG AAG GCT TTC AGA GAG GA-3 '
ACC5'-GTT TGG CCT TTC ACA TGA GGT C-3 '5'-GTG GGG ATA CCT GCA GTT TGA G-3 '
FAS5'-TGT CAA CCG TGT CAG CCT G-3 '5'-GTG CAA GGC TCA AGG ATG T-3 '
ChREBP5'-CGG GAC ATG TTT GAT GAC TAT GTC-3 '5'-AAT AAA GGT CGG ATG AGG ATG CT-3 '
SCD-15'-ACT GCC TAT GAG CAC TTC AC-3 '5'-GAT GGC ATT GTG AGA CAT CC-3 '
CPT-1α5'-GGA GAC AGA CAC CAT CCA ACA TA-3 '5'-AGGTGATGGACCTTGTCAAACC-3 '
β-актин5'- CGT AAA GAC CTC TAT GCC AA-3 '5'- AGC CAT GCC AAA TGT GTC AT-3 '

SREBP-1C, протеин, свързващ елемент на регулацията на стерола; ACC, ацетил коензим А карбоксилаза; FAS, синтаза на мастни киселини; ChREBP, протеин, свързващ въглехидратните елементи; SCD-1, стеароил коензим А десатураза; и CPT-1α, карнитин палмитоилтрансфераза

Уестърн блотинг

Пробите от чернодробна тъкан се хомогенизират в ледено студен хомогенизационен буфер и се разтварят чрез електрофореза в полиакриламиден гел, прехвърлят се в мембрани от поливинилиден флуорид и се инкубират при стайна температура във фосфатно буфериран физиологичен разтвор в продължение на 12 часа с антитяло срещу ACC1 (1: 500; BD Transduction Laboratories, Lexington, KY, USA), последвано от анти-заешко вторично антитяло (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA). Сигналът е открит чрез засилена хемилуминесценция (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA) и денситометрията е извършена с помощта на софтуерна програма Image J (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA).

Статистически анализ

Таблица 2.

Група † NDND + ExHFDHFD + Ex
Телесно тегло (g)289,44 ± 3,52277,25 ± 3,15306,94 ± 4,47 a *** b *** 285,51 ± 7,95
Прием на храна (g/ден)114,70 ± 11,78123,40 ± 2,17123,20 ± 2,17133,10 ± 5,98
Тегло на черния дроб (g)2.276 ± 0.0992,399 ± 0,1172,831 ± 0,095 a ** 2,520 ± 0,073
TC (mg/dl)91.70 ± 5.5791,75 ± 3,50110,82 ± 2,98 a *** b *** 109,22 ± 4,52
TG (mg/dl)47,21 ± 2,5245,22 ± 1,4652,90 ± 2,81 a * b * 48,78 ± 1,90
HDL-C (mg/dl)38,21 ± 2,3847,85 ± 1,80 a ** 50,68 ± 1,66 a *** 53,07 ± 1,74 а ***
LDL-C (mg/dl)44,05 ± 7,8334,86 ± 4,1749,56 ± 3,8346,39 ± 3,69
Глюкоза (mmol/l)233,96 ± 44,22208,28 ± 15,78248,09 ± 30,50 b * 234,06 ± 26,46
Инсулин (ng/ml)1.336 ± 0.2330,615 ± 0,0822.041 ± 0.287 b * 1,612 ± 0,29
HOMA-IR14,92 ± 5,375,63 ± 1,1222,65 ± 5,52 b ** 17,47 ± 6,27
FFA (mmol/l)0,241 ± 0,0210,397 ± 0,022 a * c * 0,270 ± 0,0120,483 ± 0,019 a ** c **
Чернодробна TG (mg/wwg)20,88 ± 3,1018,92 ± 1,1632,90 ± 3,18 a * b ** 24,88 ± 2,76

Стойностите се изразяват като средна стойност ± SEM (n = 10 на група). Експерименталните групи бяха ND, нормална диета; ND + Ex, нормална диета с упражнения с висока интензивност; HFD, диета с високо съдържание на мазнини; HFD + Ex, диета с високо съдържание на мазнини с упражнения с висока интензивност: HDL-C, липопротеинов холестерол с висока плътност; LDL-C, липопротеинов холестерол с ниска плътност; TC, общ холестерол; TG, триглицериди: а срещу ND; b, срещу ND + Ex; c, срещу HFD;