Мели’са С. Крофорд

1 Училище за науки за живота, Държавен университет в Аризона, Темпе, Аризона, Съединени американски щати

Ерик Гъмприхт

2 Isagenix International, LLC, Gilbert, Аризона, Съединени американски щати

Karen L. Sweazea

1 Училище за науки за живота, Държавен университет в Аризона, Темпе, Аризона, Съединени американски щати

3 College of Health Solutions, Аризонски държавен университет, Финикс, Аризона, Съединени американски щати

Свързани данни

Всички съответни данни са достъпни от Open Science Framework на https://osf.io/tkdzx/?view_only=673565361c4b480ab239f9b7030d09ef.

Резюме

маса 1

Измерена концентрация на концентрация или стойност Аналитична методология или източник
Общо минерали142391 ppmICP
Калций49610 ppmICP
Сяра28040 ppmICP
Калий15420 ppmICP
Натрий14990 ppmICP
Магнезий12630 ppmICP
Нитрат (NO3 -)1230 ppmУнив. Лаборатория за анализ на почвите и фуражите в Уисконсин
Фулвиеви киселини14,9%Lamar et al., 2014 [40]
Хуминови киселини -9 до 10 -5 M, 3 минути на стъпка) в суперфузата, последвано от разтвор без калций PSS (в mM: 129,8 NaCl, 5,4 KCl, 0,5 NaH2PO4, 19,0 NaHCO3, 5,5 глюкоза и 3 EDTA) за измерване на пасивен вътрешен диаметър. Интралуминалният диаметър (i.d.) се наблюдава непрекъснато от видеомикроскопия на изображения с ярко поле, използвайки система за откриване на ръба на съдовете с диаметър (IonOptix, Milton, MA, USA). Вазодилатацията се изчислява като процентно обръщане на ПЕ-медиирана вазоконстрикция.

Western blot анализи

статистически анализи

Всички данни са изразени като средни стойности ± SEM. Данните, събрани в множество точки от време (телесна маса, глюкоза, инсулин и вазодилатация, зависима от ендотел), бяха анализирани чрез двупосочни повторни мерки ANOVA с диета и доза OMC като фактори. Процентните данни бяха преобразувани в арксинус до приблизително нормално разпределение преди анализи. Всички останали данни бяха анализирани чрез двупосочен ANOVA с диета и доза OMC като фактори. Там, където са наблюдавани значителни ефекти, са използвани posthoc анализи на Tukey. Вероятността от ≤ 0,05 се приема като статистически значима.

Резултати

Морфометрия

Плъховете с HFD печелят значително повече тегло в сравнение със съответните контроли, хранени с Chow (Фигура 1). По същия начин масата на епидидималната мастна тъкан, обиколката на талията и дължината на назоанала са значително увеличени при HFD плъхове в сравнение с контролите, въпреки че дължината на опашката не се различава между групите (Таблица 2). Индексът на затлъстяване на Lee не се различава значително между плъхове с HFD и хранене с чау, което показва, че плъховете просто са с наднормено тегло, за разлика от затлъстяването (Таблица 2). OMC не повлиява нито една морфометрична променлива (Фигура 1, Таблица 2).

комплекс

Данни, изразени като средна стойност ± SEM (n). Данни, анализирани чрез двупосочна ANOVA с диета и доза OMC като фактори.

#p a Данните бяха преобразувани в дневник преди статистически анализи до приблизителна нормалност. Индекс на затлъстяване на Lee’s = (кубичен корен от телесна маса (g)/дължина на назоанала (cm)) x 1000 [15, 16].

Глюкорегулаторни променливи

Данни, изразени като средна стойност ± SEM (n). Данни, анализирани от двупосочен RM ANOVA.

#p Фиг. 2А). Тази разлика вероятно се дължи на повишаването на активността на SOD при животните от чау. Не са наблюдавани други промени в активността на SOD. Плъхове, хранени с HFD без лечение с OMC, имат значително повишени концентрации на H2O2 в урината в сравнение с нелекувани животни, хранени с Chow (р = 0,032). Концентрациите на H2O2 в урината не са повлияни от OMC (Фигура 2В).

Данните се изразяват като средна стойност ± SEM и се анализират чрез двупосочна ANOVA, n = 6-10 на група. *p Фиг. 4А). Високата доза OMC значително смекчава увеличаването на индуцираната от HFD активност на ALT в сравнение с контрола на HFD (p Фиг. 4А). В допълнение, ниската доза OMC значително намалява HFD-индуцираното повишаване на активността на ALT в сравнение с животни, хранени с чау, лекувани с ниска доза (p Фиг. 4В).

Активност на плазмените ALT (A) и AST (B) след 10-седмична диета. Данните са изразени като средна стойност ± SEM, n = 6-10 за група. Данните бяха анализирани чрез двупосочна ANOVA. #p Фиг. 5). OMC е ефективен и при двете дози за предотвратяване на HFD-индуцирана нарушена вазодилатация (Фигура 5В). За разлика от това, ниската доза OMC нарушава вазодилатацията на ех vivo артерии от плъхове Chow, въпреки че отговорите на по-високите дози ACh са нормални (Фигура 5А). Високата доза OMC увеличава вазодилатацията в сравнение с ниската доза в артериите от животни, хранени с чау (Фигура 5А).

Изолираните мезентериални резистентни артерии бяха предварително свити до 50% от вътрешния диаметър в покой, след което бяха изложени на нарастващи концентрации на ACh в суперфузата, за да се получи процентно обръщане на фенилефрин медиирана вазодилатация. Данните са изразени като средна стойност ± SEM. Данните бяха преобразувани в арксинус преди анализ чрез двупосочни повтарящи се мерки ANOVA за приблизително нормално разпределение. *p Фигура 6A, Двупосочен ANOVA: Диета p = 0,006; OMC p = 0,122, взаимодействие p = 0,338). Анализите на Tukey posthoc показват, че експресията на eNOS протеин е значително по-голяма в мезентериалните артерии, изолирани от HFD плъхове, третирани с 0 mg/ml OMC (p = 0,018) и 3,0 mg/ml OMC (p = 0,031), в сравнение с плъхове, хранени с Chow, лекувани с същите дози OMC. Експресията на eNOS протеин също е с тенденция да бъде по-висока при плъхове, хранени с Chow, третирани с 0,6 mg/ml OMC (p = 0,058). Директното сравнение на плъхове Chow, лекувани с 0 mg/ml и 0,6 mg/ml OMC чрез t-тестове на Student, показва значително увеличение на експресията на eNOS протеин при животни, лекувани с OMC (p = 0,039).

Дискусия

Настоящото проучване оценява и характеризира ефекта на допълнителен OMC върху свързани с MetSyn биохимични и патологични събития в модел на HFD плъх. Добавката OMC е получен от почвата комплекс, състоящ се предимно от комбинация от минерали, микроелементи, органични киселини, особено фулвокиселина, нитрати и различни други микробни продукти за разграждане от растителен и животински произход. Резултатите от това проучване показаха, че OMC атенюира индуцирана от HFD хипергликемия и ендотелна дисфункция, които са характеристики на MetSyn, които налагат допълнително разследване.

Метаболитният синдром е група от няколко рискови фактора, които заедно са свързани с повишено разпространение на сърдечно-съдови заболявания [19]. Диагностично, наличието на три или повече от тези рискови фактори - коремно затлъстяване, повишена глюкоза на гладно, дислипидемии (намален HDL и повишени триглицериди) и/или хипертония - определят MetSyn. Предишно изследване от нашата лаборатория потвърди, че храненето с HFD насърчава симптомите, съответстващи на последствията, свързани с MetSyn [11, 12]. Например, HFD хранене на 6-седмични мъжки плъхове Sprague-Dawley увеличава телесната маса и коремното затлъстяване, нарушава ендотел-зависимата вазодилатация и повишава глюкозата на гладно. Подобни констатации са докладвани при плъхове Wistar [20, 21], като по този начин се поддържа независима от щама патологично сходство в този индуциран от диета модел на MetSyn.

Диетичните нитрати, получени от зеленчуци и плодове, все повече се признават за техните кардиопротективни ползи [27]. Тези ползи се дължат на понижаващите кръвното налягане ефекти, произтичащи от превръщането на хранителните нитрати в нитрити от перорални коменсални бактерии [27]. Всъщност се смята, че диетичните подходи за спиране на хипертонията (DASH) намаляват кръвното налягане отчасти чрез повишена консумация на плодове и зеленчуци, което води до концентрация на нитрати в храната между 174 и 1222 mg [27]. Въпреки че не се състои от пресни плодове или зеленчуци, анализите на OMC показват, че полученият от почвата комплекс съдържа 1230 ppm (mg/L) нитрати, което отчасти може да обясни подобрените реакции на вазодилатация при животни, хранени с HFD, третирани с OMC.

Нашите данни обаче не подкрепят антиоксидантната роля на OMC, тъй като добавките не са повлияли на тези нива. Интересно е, че оксидативният стрес не е смекчен от OMC, наблюдение, което може да предположи, че OMC подобрява патофизиологичните нарушения на индуцираните от HFD метаболитни нарушения чрез неантиоксидантно-зависими механизми. Въпреки че самата фулвокиселина демонстрира in vitro антиоксидантни свойства [36], нашият анализ на OMC разкри нисък общ резултат на ORAC.

Повишените нива на ROS като H2O2 са свързани с развитието на чернодробна стеатоза чрез пероксизомно бета-окисление на свободни мастни киселини [8]. Генерирането на ROS може да индуцира апоптоза на хепатоцитите, да стимулира възпалителен отговор и да увеличи активността на ALT, ключов показател за чернодробно увреждане [37]. Освен това, асоциативна връзка между чернодробно увреждане и ендотоксемия е съобщена от други. Например, Kai et al [38] наблюдават LPS инжекции, които влошават увреждането на черния дроб при плъхове, хранени с HFD, чрез механизми, повлияващи повишени рецептори, активирани с пероксизомен пролифератор (PPARs) и бета-окислителни ензими. Освен това, възпалителните гени се активират в адипоцитите чрез генерирането на свободни радикали [39]. Нашите колективни резултати както на хепатопротективния, така и на стомашно-чревния модифициращ ефект на OMC, наблюдавани в настоящото проучване, предполагат многостранни механизми, допринасящи за цялостните му ползи в този модел на MetSyn.

Ограничение на настоящото проучване бяха малките размери на пробите във всяка група, които може да имат ограничена интерпретация на резултатите. Ограниченията на ex vivo вазодилатационните проучвания включват липсата на измерване на независими от ендотел реакции на NO, като се използва донор на азотен оксид като натриев нитропрусид, както и измервания на ролята на оксидативен стрес в съдоразширяващия отговор при всяко лечение. Други ограничения на настоящото проучване включват изследване на отговорите само при мъжки гризачи и липса на данни за кръвното налягане, както и приема на храна.

В обобщение, настоящото проучване демонстрира OMC, нов и уникален извлечен от почвата продукт, предотвратява няколко от усложненията, свързани с метаболитна дисфункция, индуцирана от HFD. Предполагаме, че комбинацията от органични киселини, микроелементи, нитрати и минерален състав на добавката функционират колективно в тази защита чрез анти-антиоксидантни механизми.

Благодарности

Авторите благодарят на Уилям Кларк, Ашли Стар и Антъни Базил за техническа и животновъдна помощ. Авторите също така благодарят на Morgan Nelson за съдействието при анализа на Western blot.

Отчет за финансиране

Това проучване е финансирано от безвъзмездна финансова помощ от Isagenix International, LLC (на KLS). Финансистът предостави подкрепа под формата на заплати за автори (MSC, EG), но няма роля в дизайна на изследването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на първия проект на ръкописа. Конкретните роли на тези автори са формулирани в раздела „авторски приноси“.