Olguin MC, Posadas MD, Revelant GC, Marinozzi D, Labourdette V, et al. (2018) Мононатриевият глутамат влияе върху факторите на риска от метаболитен синдром върху затлъстели възрастни плъхове: Предварително проучване. J Obes Медик за отслабване 4: 023. doi.org/10.23937/2572-4010.1510023

влияе

СТАТИЯ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО | ОТВОРЕН ДОСТЪП DOI: 10.23937/2572-4010.1510023
María Catalina Olguin 1 *, Marta Delia Posadas 2, Gilda Celina Revelant 1, Darío Marinozzi 1, Verónica Labourdette 2 и María Rosa Venezia 1

1 Área Bromatología y Nutrición, Departamento Ciencias de los Alimentos y Medio Ambiente, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario, Аржентина

2 Área Biología, Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario, Аржентина

Мононатриев глутамат, затлъстяване, метаболитен синдром, чернодробна стеатоза, бета плъхове

Подобрителите на вкуса на храната и ароматизиращите агенти са добавки от особено значение, тъй като те могат да подобрят вкусовите качества на хранително важните храни, които не са привлекателни. Свободните аминокиселини и протеиновите хидролизати се използват като естествени ароматизатори в готвенето в продължение на много векове и в различни култури. Петият широко приет вкус -umami- се произвежда в храни, богати на протеини, морски дарове, меса, яхнии и супи, когато се готвят дълго време.

През 1908 г. професор Кикунае Икеда, работещ в Императорския университет в Токио, идентифицира солите на глутаминовата киселина като химични съединения, отговорни за вкуса на умами; по-късно той изолира MSG от водораслите kombu.

Когато MSG се добавя към храни, той осигурява вкус, подобен на естествения свободен глутамат. Използва се за подобряване на естествения вкус на месо, морски дарове, птици, закуски, супи и яхнии [1]. Хранителните добавки, които осигуряват вкус на умами, са категоризирани от Codex Alimentarius като подобрители на вкуса [2]. MSG е един от най-широко използваните подобрители на вкуса на храната, тъй като се добавя към разнообразие от продукти в концентрация, която варира от 0,1-0,8% от теглото; ниво, подобно на концентрацията на естествен свободен глутамат в домати и сирене пармезан [3].

Потреблението на MSG в световен мащаб се е увеличило през последните десетилетия поради неговото действие като стимулатор на вкуса и като невромодулатор във вкусовите пъпки [4]. Той също така е предложен и оценен като заместител на натриевия хлорид, като инициатива за намаляване на съдържанието на натрий, особено в индустриализираните храни, поради свързването на излишния плазмен натрий и развитието на няколко хронични незаразни заболявания [5].

Съществува загриженост за безопасността на MSG по отношение на епидемиите от наднормено тегло и затлъстяване [6]. Няколко проучвания, както при хора, така и при животни, свързват използването на MSG като подобрител на вкуса с появата на затлъстяване и метаболитния синдром [7,8]. Отчетените ефекти обикновено се дължат на преките действия на MSG в мозъка, които биха повлияли на приема на храна, телесното тегло и липидния метаболизъм. MSG също е свързан с гликолитичния процес, особено когато се поглъща с въглехидрати, но ефектите му върху метаболизма на глюкозата са слабо характеризирани [9].

Един от най-противоречивите аспекти на консумацията на MSG е апетитът; докато някои автори твърдят, че чрез увеличаване на вкуса и промяна на сигналната каскада на лептин на ниво хипоталамус, потребителите стават ненаситни, други описват двуфазен ефект: добавянето на MSG би стимулирало апетита по време на поглъщане, но би подобрило постсимптоматичното засищане [8,10, 11]. Загрижеността относно MSG е изразена като рисков фактор, но епидемиологичните проучвания, които се опитват да докажат връзката, дават противоречиви резултати [12,13]. И накрая, ролята на MSG, като хранителна добавка, в глобалната епидемия от затлъстяване все още е неясна.

Безопасността на глутаминовата киселина-глутамати (E 620-625) е преоценена от Европейската агенция за безопасност на храните (EFSA) Панел за хранителни добавки и хранителни източници, добавени към храни (ANS) на юли 2017 г. Ниво от 3.200 mg MSG/kg телесно тегло като NOAEL (без наблюдавано ниво на неблагоприятен ефект) може да бъде установено от проучване за токсичност на невроразвитието. Въз основа на този NOAEL Панелът извежда приемлив дневен прием (ADI) от 30 mg/kg телесно тегло на ден, изразен като глутаминова киселина, за глутаминова киселина и глутамати. Панелът отбеляза, че за някои групи от населението излагането на тези добавки надвишава не само предложената ДДД, но и дозите, свързани с неблагоприятни ефекти върху хората [14].

Целта на това проучване е да се оценят ефектите от добавянето на MSG към търговската храна за плъхове върху телесното тегло, приема на храна, плазмената глюкоза и аминотрансферазите и липидите в плазмата и черния дроб върху 70-дневни възрастни плъхове IIMb/Beta.

Животни и диети

За това проучване бяха използвани 12 мъжки, 70-дневни плъхове IIMb/Beta, отгледани в отдела по биология на Медицинския факултет на Националния университет в Росарио (Република Аржентина). Тази затлъстяла линия на плъхове е получена чрез висока степен на инбридинг и подбор на телесно тегло нагоре; той е международно признат като миши модел за изследване на метаболитен синдром [15].

Гризачите със средно тегло 246,9 ± 34,9 g (средно ± SD) бяха разделени на случаен принцип в две групи. Животните бяха настанени в отделни клетки в продължение на 40 дни и държани при стандартно осветление (12 часа светлина/12 часа тъмнина) и стайна температура (22 ± 2 ℃).

Първоначалните нива на глюкоза, общ холестерол и TAG, определени в кръвни проби на гладно от пункция на опашката, са (средно ± SD): кръвна глюкоза 108,9 ± 34,9 mg/dl; общ холестерол 124,0 ± 12,4 mg/dl; TAG 193,6 ± 40,4 mg/dl.

През целия експериментален период на плъховете беше разрешена храна (Rata/ratón laboratorio; GEPSA Feeds; Grupo Pilar S.A., Ruta Provincial 13 KM 2,5 Córdoba, Аржентина) и вода ad libitum. Съставът на фуража беше: протеин 24 g/100 g; етерен екстракт 6 g/100 g; фибри 7 g/100 g; влага 13 g/100 g; пепел 8 g/100 g. Животните се поддържат в съответствие с Националния здравен справочник за грижи и употреба на лабораторни животни и протоколът е одобрен от Комитета по биоетика на Националния университет в Росарио.

Добавяне на MSG и дневен прием

Приготвя се воден разтвор от 1 g MSG/100 ml. Този разтвор се напръсква върху чау от плъхове в пропорция 100 mg MSG/100 g от чау от плъхове. Като се има предвид средният дневен прием на храна от 30 ± 2 g, дневният прием на MSG е 30 ± 2 mg.

Измервания

Телесното тегло и приема на храна се измерват през ден. Ефективността на превръщането на храната се изчислява съгласно следното уравнение:

Ефективност на преобразуване на храната: (Увеличаване на телесното тегло (g)/Прием на храна (g) × 100).

На четиридесетия ден от експеримента проби от сърдечна кръв на гладно се събират под анестезия (кетамин хидрохлорид 0,1 mg/100 g телесно тегло и ацетопромазин малеат 0,1 mg/100 g/телесно тегло). Количествено се определят гликемия, общ холестерол, HDL и LDL холестерол, TAG, AST, ALT, с ензимни спектрофотометрични методи, използващи комплекти на Wiener Laboratories (Wiener Laboratorios SAIC; Росарио, Аржентина). Животните бяха евтаназирани с предозиране на 18% натриев пентобарбитал (10/12 mg/телесно тегло), инжектирано интраперитонеално [16]. Коремните мастни накладки (ретроперитонеални и епидидимни) и черния дроб бяха изрязани, изплакнати във физиологичен разтвор, изсушени с филтърна хартия и претеглени. Относителните депа на мазнините и чернодробното тегло са изчислени като съотношението между теглото на органа и общото телесно тегло: (Орган тегло/общо тегло × 100).

Черният дроб се съхранява при -18 ℃ до анализи.

Чернодробни анализи

Чернодробните проби се хомогенизират в хомогенатор на Potter-Elvejahn и липидите се екстрахират с хлороформ/метанол съгласно Folch [17]. Общите липиди се определят количествено гравиметрично след изпаряване на разтворителите. TAG на черния дроб и общият холестерол се определят със същите аналитични процедури, използвани за плазмата.

Статистика

Всички данни са представени като средни стойности със стандартните им отклонения. Статистическите анализи бяха извършени с помощта на версията на програмата Graph Pad Prism 3.02. Данните бяха анализирани с помощта на t-тест на Student. Стойност на P под 0,05 (p Таблица 1: Крайно телесно тегло, увеличение на теглото, прием на фураж, ефективност, относително тегло на ретроперитонеалните (RP) и епидидималните (EP) мастни накладки. Вижте таблица 1

Крайната плазматична глюкоза, общ холестерол и фракции, TAG, AST и ALT не се различават между групите (Таблица 2).

Таблица 2: Крайни кръвни параметри: Гликемия, Т. холестерол, HDL Chol, LDL Chol, TAG, AST, ALT. Вижте таблица 2

Ретроперитонеалните мастни депа и относителното тегло на черния дроб са значително по-високи в групата на MSG (Таблица 1 и Таблица 3).

Таблица 3: Чернодробни параметри: относително тегло на черния дроб, общи чернодробни липиди, общ холестерол и TAG. Вижте таблица 3

Общото съдържание на липиди в черния дроб е значително по-високо в групата на MSG; чернодробните триацилглицероли и общият холестерол не показват разлики между групите.

Многобройни проучвания оценяват евентуалните различни физиологични/метаболитни ефекти на MSG върху лабораторни животни, прилагани перорално, чрез интубация или чрез инжектиране. Възрастта, на която са изследвани ефектите на добавката, варира от развитието на плода до възрастната възраст. Дозите, използвани в експериментите, обхващат широк диапазон, вариращ от обичайната концентрация, използвана от хранителната промишленост, като подобрител на храните, до много високи [18]. MSG често се използва за предизвикване на затлъстяване при новородени лабораторни гризачи, прилагани подкожно в концентрация 2-4 mg/g телесно тегло в продължение на 5-8 дни. MSG унищожава невроните на хипоталамусното дъгообразно ядро, едно от основните места, които регулират енергийната хомеостаза, произвеждайки хиперинсулинемично затлъстяване [19]. Отчетените ефекти от прилагането на MSG върху новородени гризачи включват чернодробни прояви на метаболитен синдром, като стеатохепатит [20].

Целта на това предварително проучване беше да се оценят евентуалните ефекти от пероралния прием на MSG като хранителна добавка върху възрастни плъхове със затлъстяване и диабет IIMb/Beta, като се добави към търговския фураж. Линията IIMb/Beta на плъхове развива спонтанно нехиперфагично перипубертално хипертриацилглицеролемично затлъстяване с прогресивна непоносимост към глюкоза, което еволюира към диабет тип 2 в зряла възраст [21]. Той също така показва зависима от диетата чернодробна стеатоза. Затлъстяването - от умерена степен - засяга и двата пола, въпреки че е по-забележимо при мъжете и се определя както от наднорменото тегло, така и от обема на мастните метлици. Тези характеристики подкрепят използването на този животински модел за оценка на ефектите от различни диети, хранителни вещества и хранителни добавки върху рисковите фактори на метаболитния синдром, които той представя.

Количеството добавен MSG е 1 g/kg фураж, обикновено използвана концентрация [3]. Ежедневният прием на MSG на плъхове (30 ± 2 mg) би представлявал почти 2,6 пъти ADI, установен за хора от EFSA на юли 2017 г. Въпреки това, епидемиологичните данни показват среден дневен прием на MSG от 4,0 ± 2,2 g/ден (диапазон 0,4-14,0 g/ден) в селското население на Тайланд за възрастни. Това представлява средно близо 60 mg/kg телесно тегло на ден и диапазон от 31 до 86 mg MSG/kg телесно тегло на ден [22]. В други страни дневният прием на MSG преминава от 0,58 g на ден в САЩ и Великобритания до 1,2-1,7 g в Япония и Корея [13].

Няма ефекти в общия прием на фураж, който не показва значителни разлики между групите (Таблица 1), поради което можем да предположим, че няма промени в вкуса, получени от подобрителя на вкуса. Подобно поведение се наблюдава от Tordoff, Aleman и Murphy, когато MSG в концентрация от 1% и 3% се добавя към AIN 76 диета или високоенергийна диета и се предлага на мъжки плъхове Sprague Dawley в продължение на 8 седмици [23]. В нашия експеримент не са открити значителни разлики в крайното тегло или в увеличаването на телесното тегло.

Плазменият глюкозен и липиден профил не показват разлики между групите; и двете изразяват обичайните високи нива на гликемия и TAG, характерни за характеристиките на метаболитния синдром в тази линия на плъхове. Не са открити разлики при чернодробните аминотрансферази, които са в нормални нива (Таблица 2). В проучване върху възрастни плъхове Wistar (100-150 g телесно тегло), хранени с търговска храна от плъхове и получаващи интраперитонеално дневна доза от 4 g/kg телесно тегло и 8 g/kg телесна маса в продължение на 28 дни, Inyang, Ojewunmi и Ebuchi открива значително увеличение на нивата на AST и ALT, както и на общия холестерол и TAG концентрации в групата с високи дози [24].

Публикувани са противоречиви резултати относно ефектите на MSG върху наддаването на тегло и отлагането на мазнини. Колисън и колеги установяват, че мишките C57BL/6J са хранели диета с високо съдържание на транс-мастни киселини и получавали 0,064% MSG разтвор за пиене, имали по-голямо увеличение на коремната обиколка, отколкото контролите [25]. Kondoh и Tori изследват ефектите от спонтанното поглъщане на 1% MSG воден разтвор върху приема на храна и телесното тегло при мъжки плъхове Sprague Dawley, хранени с диети с различна калорийна плътност и съдържание на мазнини и въглехидрати. Групата, която пиеше разтвора MSG, показа значително по-ниско наддаване на тегло, намалени коремни мастни накладки в сравнение с групата, която пиеше само вода [26]. Ефектът на MSG за намаляване на телесното тегло е съвпадащ с доказателствата, че MSG стимулира термогенезата, което при липса на компенсаторно увеличаване на приема на фураж би довело до загуба на тегло [27].

В нашия експеримент, важна констатация е значително по-високото относително тегло на ретроперитонеалните мастни накладки, регистрирано в групата на MSG. Това коремно мастно депо обикновено се счита за един от рисковите параметри, определящи метаболитния синдром и може да се разглежда като отрицателен ефект от добавянето на MSG.

Друг открит релевантен проблем е по-високото относително тегло на черния дроб и значително по-високото общо съдържание на чернодробни липиди в групата на MSG. В експеримент върху възрастни плъхове, лекувани с 0,6-1,6 mg/g телесно тегло MSG в продължение на 2 седмици, Thawfik и Al-Badr показват повишени нива на ALT и γ-глутамилтрансфераза (GGT), както и значително увеличение на относителното тегло на черния дроб и бъбреците [28 ].

Според Onyema, et al. плъхове, лекувани с MSG 0,6 mg/g телесно тегло в продължение на 10 дни, изразени симптоми на чернодробно увреждане; увеличаване на липидната пероксидация и се наблюдават повишени активности на ALT, AST и GGT в серума [29]. В съвпадение с нашите резултати при бета плъхове, Nakanishi и колеги откриха развитието на стеатохепатит при 12-месечни мишки, лекувани с MSG [30].

Важният и оригинален принос на нашето изследване се крие във факта, че работихме с нива на MSG, често достигани в човешката диета, когато се използва като хранителна добавка, за разлика от докладите на други изследователи, при които приложените дози MSG надвишават сензорни и технологични граници [28].

В заключение, в това проучване групата плъхове, получили чау с MSG, не показва вредните ефекти, за които се съобщава за повишен прием на храна и телесно тегло, както и ефекти върху липидния профил или чернодробните аминотрансферази. Независимо от това, негативните ефекти на MSG се изразяват като по-големи коремни мастни депа и относително тегло на черния дроб, както и в чернодробната им стеатоза; два рискови фактора за метаболитния синдром. Необходими са по-нататъшни изследвания, както при животински модели, така и при хора, както и за по-дълги експериментални периоди, използващи дози MSG, подобни на дневния прием при различни популации, за да се проверят и проверят различните ефекти върху здравето, съобщени в това предварително проучване.

Авторите биха искали да благодарят на Wiener Laboratories за предоставяне на диагностични комплекти за анализи на кръв и черен дроб.

Всички автори прочетоха и одобриха окончателната версия на ръкописа.

Авторите нямат финансови или лични конфликти, които да декларират. От името на всички автори съответният автор заявява, че няма конфликт на интереси.

Настоящото проучване е финансирано от секретаря на науката и технологиите на Националния университет в Росарио (Med 445).