Наука за храните и храненето

  • Пълен член
  • Цифри и данни
  • Препратки
  • Допълнителни
  • Цитати
  • Метрика
  • Препечатки и разрешения
  • PDF

Резюме

Изследвахме ефектите върху потомството от поглъщането на японската диета от 1975 г. по време на бременност и кърмене и след отбиване при мишки. Бременните язовири бяха разделени на групи, които бяха хранени с японска диета или контролна диета и отглеждани до отбиването на потомството. Потомството след отбиването беше допълнително разделено на групи, отгледани на японската диета или на контролната диета. Поглъщането на японската диета след отбиване потиска натрупването на висцерална мазнина при потомството и намалява количеството липиди в серума и черния дроб. Този ефект е отслабен, ако японската диета се приема само по време на бременност и кърмене. Ето защо се предполага, че поглъщането на японската диета на майките по време на бременност и кърмене отслабва липидния инхибиращ ефект на японската диета при деца.

диета

Поглъщането на японската диета на майки по време на бременност и кърмене отслабва липидния инхибиращ ефект на японската диета при деца.

Предотвратяването на затлъстяването и метаболитния синдром се превърна в глобален проблем и има по-голямо разбиране за важността на превенцията на причините за затлъстяването, като прекомерен прием на енергия и липса на упражнения. През последните години се предлага теорията DOHaD (Развитие на произхода на здравето и болестите), според която недохранването или прекомерното хранене на майката по време на бременност и кърмене може да доведе до поява на метаболитен синдром при потомството след растеж и няколко проучвания показват, че хранителните навици на майката влияят рискът от затлъстяване при потомството [1–3]. Например затлъстяването и затлъстяването на черния дроб се наблюдават с по-висока честота при потомството от затлъстели майки, след като потомството погълне диета с високо съдържание на мазнини [4,5], а диетата с високо съдържание на мазнини на майката променя метаболизма на захарта при потомството и увеличава риска от развитие на инсулинова резистентност [6]. При плъхове прилагането на ограничение на калориите при майките по време на кърмене причинява недохранване на потомството и повишен риск от затлъстяване и инсулинова резистентност след растеж [7,8]. По този начин стана ясно, че диетата, приета от майката, може да окаже голямо влияние върху бъдещото здраве на потомството.

В предишното ни проучване, което се основаваше на забележимите промени в японската диета през последните 50 години, ние създадохме едноседмични менюта на японските диети от 1960, 1975, 1990 и 2005, използвайки данни от Националното проучване на здравето и храненето (NHNS). Ястията за всеки период бяха приготвени, лиофилизирани, хомогенизирани чрез смилане и разбъркване и подадени на мишки. Резултатите показаха, че диетата от 1975 г. намалява затлъстяването и има високи ползи за здравето [9] Въпреки това, в проучване, изследващо ефектите от приема на храна по време на кърмене върху потомството, в което се изготвят седмични менюта от диетите от 1960, 1975, 1990 и 2005 г. прахообразни храни и дадени на язовири по време на кърмене, диетата от 1975 г. насърчава натрупването на мазнини в черния дроб на потомството, хранено с диета с високо съдържание на мазнини след отбиването [10]. Това може да се е случило, защото съставките от диетата от 1975 г., дадени на язовира, са повлияли неблагоприятно на потомството или защото голямата енергийна разлика между диетата с високо съдържание на мазнини след отбиването и диетата от 1975 г. е имала лош ефект върху потомството.

В това проучване ние изследвахме дали японската диета от 1975 г., хранена на язовири, е имала лош ефект върху потомството, като е хранела потомството след отбиване с контролна диета, а не от диета с високо съдържание на мазнини, за да се премахне възможният ефект от енергийната разлика. Освен това децата са силно засегнати от хранителния статус по време на бременност, както и по време на кърмене. Следователно в това проучване ние се фокусирахме върху периода на бременност и кърмене и след отбиването и хранехме язовири с японската диета от 1975 г. или контролната диета през тези два етапа, за да изследваме ефектите върху потомството. Нашите резултати показват, че поглъщането на диетата от 1975 г. след отбиването потиска натрупването на мазнини при потомството, но че този ефект се отслабва, когато същата диета се поглъща само по време на бременност и кърмене.

Материали и методи

Изготвяне на тестови диети

Публикувано онлайн:

Таблица 1. Карта на менюто от 1975 г. японска диета.

Животни

Публикувано онлайн:

Фигура 1. Протокол за изследване. Язовирите получиха контролната диета или японската диета по време на бременност и кърмене и потомството от всяка група беше разделено на две групи, като се вземе контролната диета или японската диета от 1975 г. след отбиване на 3 седмици.

Фигура 1. Протокол за изследване. Язовирите получиха контролната диета или японската диета по време на бременност и кърмене и потомството от всяка група беше разделено на две групи, като се вземе контролната диета или японската диета от 1975 г. след отбиване на 3 седмици.

Биохимични анализи в серума и черния дроб

Нивата на липидите в серума и черния дроб са измерени, както е описано по-горе [16]. Триацилглицеролът (TG) и общият холестерол (TC) в серума и черния дроб и фосфолипидите (PL) и глюкозата в серума са измервани с помощта на търговски ензимни комплекти (Wako Pure Chemical, Осака, Япония). Инсулинът в серума се определя с помощта на ELISA комплект (Morinaga Institute of Biological Science, Kanagawa, Japan). Албуминът в серума се определя с помощта на ELISA комплект (Shibayagi, Gunma, Япония). PL в черния дроб се определя по метода, описан от Rouser [17]. Тъй като количеството на серума е малко при 18-дневни мишки, серумна глюкоза и инсулин се измерват чрез смесване на всички проби от всяка група в равни количества.

Хистологичен анализ

Хистологичен анализ на черния дроб и бялата мастна тъкан са наблюдавани, както е описано по-горе [16,18]. Чернодробната и епидидималната мастна тъкан са фиксирани в 10% формалин и вградени в парафин. Вертикалните срезове (5 μm) бяха изрязани, монтирани на стъклен предмет, оцветени с хематоксилин и еозин и наблюдавани с помощта на микроскоп (BZ-9000; Keyence, Осака, Япония). Изчислена е средната площ на адипоцитите във всяка група [17,19].

анализ на експресията на иРНК

За количествена PCR с обратна транскриптаза в реално време (qRT-PCR), общата РНК се изолира от черния дроб с помощта на RNeasy Mini Kit (Qiagen, Валенсия, Калифорния, САЩ) [16,18] и се съхранява при -80 ° C, докато не се извършат анализи . cDNA е направена с помощта на PrimeScript® RT Master Mix (Takara Bio, Otsu, Japan) и нивата на mRNA са определени с помощта на Thermal Cycler Dice System в реално време (Takara Bio, Otsu, Japan) за количествено определяне на нивата на експресия на гените [16,18] . Праймери с последователности, базирани на минали доклади, бяха подготвени от Sigma-Aldrich (Токио, Япония) (Таблица 2) [19–21]. Съотношението между съдържанието на β-актин в стандартни и тестови проби се определя като нормализиращ фактор.

Публикувано онлайн:

Таблица 2. Двойки праймери, използвани за количествения RT-PCR анализ.

Статистически анализ

Резултатите се изразяват като средна стойност ± стандартна грешка (SE). За експеримент 1, тъй като имаше два фактора на майчината диета и диетата след отбиване, данните бяха анализирани с помощта на двупосочен дисперсионен анализ (ANOVA). За елементи със значителни разлики беше извършена еднопосочна ANOVA, последвана от тест на Tukey-Kramer за множество сравнения между 4 групи. За експеримент 2 данните са анализирани чрез тест на Student за множество сравнения между 2 групи. Разликата се счита за значителна при стр Ефект на японската диета по време на бременност и кърмене или след отбиване от риска от метаболитен синдром при потомството

Публикувано онлайн:

Таблица 3. Хранителни състави на тестовите диети.

Броят и съотношението на мъжки и женски потомство на язовир

Броят на потомството на язовир е 13,1 ± 1,1 (н = 6) при язовир, хранени с контролната диета и 13,9 ± 1,2 мишки (н = 8) в язовир хранени японската диета. Няма значими ефекти от майчината диета върху броя на потомството на язовир. Съотношението на мъжкото към женското потомство на язовир (мъж/жена) е 1,16 ± 0,27 (н = 6) при язовир, хранени с контролната диета и 1,07 ± 0,22 мишки (н = 8) в язовир хранени японската диета. Няма значителни ефекти от майчината диета върху съотношението на мъжете към жените на потомството на язовир.

Параметри на растежа

Публикувано онлайн:

Таблица 4. Параметри на растежа.

Публикувано онлайн:
Публикувано онлайн:

Таблица 5. Биохимични параметри.

Биохимични показатели в черния дроб

Диетата след отбиването повлиява нивата на TG и TC в черния дроб (Таблица 5). Чернодробният TG е значително по-нисък в групата CO-JD, отколкото в групата CO-CO и по-висок в групата JD-JD, отколкото в групата CO-JD (NS). TC на черния дроб е по-висок в групата CO-JD, отколкото в групата CO-CO (NS) и по-нисък в групата JD-JD, отколкото в групата CO-JD (NS). Няма значими ефекти върху PL в черния дроб. За да се потвърди промяната в чернодробната TG, е извършен хистологичен анализ чрез оцветяване на чернодробна тъкан с H&E (Фигура 2в). Има малко натрупване на липиди в хепатоцитите в групите CO-JD и JD-JD. Тези резултати показват, че поглъщането на японската диета след отбиване потиска натрупването на липиди в черния дроб на потомството и че този ефект се отслабва от поглъщането на тази диета по време на бременност и кърмене.

анализ на експресията на иРНК в черния дроб

Публикувано онлайн:

Таблица 6. Нива на експресия на иРНК за гени, свързани с липидния метаболизъм в черния дроб.

Параметри на растежа на 18-дневна възраст

Тъй като приемът на японска диета по време на бременност и кърмене отслабва ефекта на потискане на натрупването на липиди в потомството след растеж, ние изследвахме телесния състав на потомството на възраст 18 дни, за да проучим дали това явление вече се е появило при потомството преди отбиването (Експеримент 2). Резултатите не показват значителна разлика между CO и JD групите за телесно тегло, тегло на черния дроб и тегло на бялата мастна тъкан на 18 дни (Таблица 7). Следователно консумацията на японска диета по време на бременност и кърмене не е повлияла значително на телесния състав на потомството преди отбиването.

Публикувано онлайн:

Таблица 7. Параметри на растеж на 18 дни потомство.

Биохимични параметри в серума и черния дроб на 18-дневна възраст

Нивата на TG, TC и PL в серума на възраст 18 дни не се различават значително между групите CO и JD (Таблица 8). Тъй като количеството на серума е малко, нивата на глюкоза и инсулин се определят в смесени проби с равни количества от всяка мишка от всяка група. Нивото на глюкозата в серума е било по-ниско в групата с JD (6.79 mmol/L), отколкото в групата на CO (7.27 mmol/L), но нивото на инсулин е било 0.06 nmol/L и в двете групи. TG в черния дроб е значително по-нисък в JD групата, отколкото в CO групата, но TC и PL в черния дроб не се различават значително между двете групи. Тези резултати показват, че поглъщането на японската диета по време на бременност и кърмене потиска натрупването на липиди в черния дроб на потомството преди отбиването.

Публикувано онлайн:

Таблица 8. Биохимични параметри на 18 дни потомство.

анализ на експресията на иРНК в черния дроб на 18-дневна възраст

За да се изследва механизмът на промените в съдържанието на липиди в черния дроб, измерването на гени, свързани с липидния метаболизъм в черния дроб на 18-дневна възраст, се измерва чрез количествена RT-PCR. Нивата на mRNA на Acc и Fasn, които участват в синтеза на мастни киселини, са значително по-ниски в групата JD, отколкото в групата CO (Таблица 9). Няма значителни разлики в нивата на иРНК на G6pdx, Me и Srebp1c. Нивата на иРНК на Aco, Cpt1, Cpt2 и Ppara, които участват в β-окисляването на мастните киселини, също не се различават значително между двете групи. Нивата на тРНК на Hmgcoar и Sqle, които участват в синтеза на холестерол, са били значително по-ниски в групата JD, отколкото в групата CO. Нивата на mRNA на Abcg5, Acat3 и Cyp7a1, които са свързани с катаболизма на холестерола, не се различават значително между групите, но нивото на mRNA на Lxra е значително по-ниско в групата JD. Тези резултати показват, че поглъщането на японската диета по време на бременност и кърмене потиска натрупването на липиди в черния дроб, като потиска синтеза на мастни киселини и холестерол в черния дроб на потомството преди отбиването.

Публикувано онлайн:

Таблица 9. Нива на експресия на иРНК за гени, свързани с липидния метаболизъм в черния дроб на 18 дни потомство.

Дискусия

В това проучване японската диета от 1975 г. или контролна диета са били погълнати от майката по време на бременност и кърмене и от потомството след отбиването. Резултатите са използвани за изследване на ефектите от приема на японска диета през 1975 г. върху липидния метаболизъм при потомството. Поглъщането на японската диета след отбиване потиска натрупването на мазнини при потомството и този ефект е отслабен от приема на японската диета по време на бременност и кърмене. Поглъщането на японската диета по време на бременност и кърмене потиска натрупването на липиди в черния дроб на потомството преди отбиването. Японската диета, използвана в това проучване, е приготвена чрез сушене чрез замразяване и прахообразни ястия, които възпроизвеждат меню с 21 ястия за една седмица въз основа на данните от NHNS за 1975 г., както в предишните ни проучвания [10,11]. Характеристиките на японската диета от 1975 г. включват високи нива на соеви продукти като тофу и пържен тофу, плодове и водорасли. Неотдавнашното ни проучване ясно показа, че благоприятният ефект от японската диета от 1975 г. върху здравето на възрастни мишки не зависи от баланса на PFC [11]. Следователно резултатите от настоящото проучване се дължат на разликите в съставките, включени в японската диета от 1975 г.

Ефекти от японската диета по време на бременност и кърмене и/или след отбиване върху системата за липиден метаболизъм на потомството също са наблюдавани на генетично ниво. При 7-седмично потомство нивата на тРНК на Acc [26] (синтез на мастни киселини) и Acox1 [27], Cpt1 [28], Cpt2 [29] и Ppara [30] (окисление на мастна киселина β) в черния дроб са били ниско съдържание на потомство, погълнало японската диета след отбиване. Следователно приемът на японска диета след отбиване потиска натрупването на липиди в черния дроб чрез потискане на системата за синтез на мастните киселини в черния дроб, а системата за бета-окисление на мастните киселини в черния дроб след това се потиска поради ниското ниво на липидите. Нивото на мРНК на Hmgcoar [31] (синтез на холестерол) обикновено е по-високо при потомството, погълнало японската диета след отбиване, но това на Sqle [32], разположено надолу по течението, обикновено е по-ниско. Нивото на мРНК на Abcg5 [33] (емисия на холестерол) също е значително по-високо при потомството, погълнало японската диета след отбиването. Следователно японската диета след отбиване потиска синтеза на холестерол в черния дроб и насърчава катаболизма, като по този начин потиска натрупването на холестерол.

Това проучване показа, че поглъщането на японската диета по време на бременност и кърмене отслабва потискащия ефект на японската диета върху натрупването на липиди след отбиването при потомството. Това предполага, че поглъщането на японската диета от 1975 г. по време на отбиване без прием на същата диета по време на бременност и кърмене дава по-висока полза за здравето. В допълнение, поглъщането на японската диета по време на бременност и кърмене не е повлияло неблагоприятно на растежа на потомството, с изключение на отслабването на ефекта от диетата след отбиването. Всъщност приемът на язовири от японската диета не е повлиял на броя и съотношението на мъжете към жените на потомство на язовир, а нивото на серумен албумин в неговото потомство не е било значително повлияно. Приемът на храна от потомство след отбиване определя тяхното бъдещо метаболитно състояние в по-голяма степен от ядената от майката храна [37], което предполага, че изборът на храна, погълната след отбиването, е важен за здравословните условия на потомството.

Поглъщането на японската диета след отбиване потиска натрупването на висцерална мазнина при потомството и намалява нивата на липидите в серума и черния дроб. Този ефект е отслабен, когато диетата е погълната по време на бременност и кърмене. Интересното е, че поглъщането на японската диета по време на бременност и кърмене потиска натрупването на липиди в черния дроб на потомството преди отбиването.

Принос на автора

Концепция и дизайн на проучването: Tsuyoshi TSUDUKI. Придобиване на данни: Haruna ISHIKAWA, Xiaoxu GUO, Saeko SUGAWARA, Yui IWAGAKI и Kazushi YAMAMOTO. Анализ и интерпретация на данни: Haruna ISHIKAWA, Xiaoxu GUO, Saeko SUGAWARA, Yui IWAGAKI, Kazushi YAMAMOTO и Tsuyoshi TSUDUKI. Изготвяне на ръкописа: Haruna ISHIKAWA, Xiaoxu GUO и Tsuyoshi TSUDUKI. Всички автори прегледаха и одобриха окончателния ръкопис.

Декларация за оповестяване

Авторите не съобщават за потенциален конфликт на интереси.