Статии

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

Резюме

Прекомерното натрупване на телесни мазнини може да доведе до затлъстяване, което е сериозна опасност за здравето. Кефирът, пробиотик, наскоро показа възможни ползи за здравето в борбата със затлъстяването. Това проучване изследва инхибиторните ефекти на 0,1 и 0,2% кефир на прах върху натрупването на мазнини в мастните и чернодробните тъкани при индуцирани с високо съдържание на мазнини диети (HFD), предизвикани от затлъстяване. Кефирът намалява телесното тегло и теглото на епидидималната мастна тъкан и намалява диаметъра на адипоцитите при индуцирани от HFD затлъстели мишки. Това се подкрепя от намалена експресия на гени, свързани с адипогенезата и липогенезата, както и намалени нива на възпалителни маркери в епидидималната мазнина. Заедно с намалените чернодробни концентрации на триацилглицерол и активността на серумна аланин трансаминаза и аспартат трансаминаза, гените, свързани с липогенезата и окисляването на мастните киселини, бяха понижени и увеличени съответно в чернодробната тъкан. Кефирът също така намалява серумните концентрации на триацилглицерол, общ холестерол и липопротеин-холестерол с ниска плътност. Като цяло кефирът има потенциала да предотврати затлъстяването.

пълна

Графично резюме

Кефирът предотвратява натрупването на мазнини в мастната тъкан на индуцирани от диета затлъстели мишки.

Въведение

Нарастващата честота на затлъстяване е сериозен проблем за общественото здраве в световен мащаб. Сложността на затлъстяването като болест увеличава податливостта на хората със затлъстяване да развиват други метаболитни заболявания, като диабет, метаболитен синдром и сърдечно-съдови заболявания. 1–3) Въпреки че затлъстяването се появява в отговор на различни фактори, като диета, генетика и социологически и психологически фактори, основният фактор, лежащ в основата на развитието на затлъстяването, е продължителен дисбаланс между енергийния прием и енергийните разходи, което причинява натрупването на излишък телесни мазнини. 1) Този процес води до възпаление, предизвикано от затлъстяване, което е свързано с производството на проинфламаторни маркери като фактор на туморна некроза-алфа (TNF-α) и интерлевкин-6 (IL-6). 1,4) За контрол на натрупването на излишни мазнини са предложени различни стратегии, включително диетични програми, физическа активност, управление на поведението, фармакотерапия и хирургия. 5) Въпреки това делът на населението със затлъстяване продължава да се увеличава. Следователно трябва да се разработят нови методи за предотвратяване на затлъстяването, които могат лесно да се използват от различни популации.

Материали и методи

Кефирен прах

Кефир на прах се доставя от Naturence Co., Ltd. (Chungnam, Корея). Кефирните зърна, използвани за направата на кефирен прах, първоначално са получени от домакинства в Русия. Млечнокисели бактерии, Leuconostoc мезентероиди и Lactobacillus kefri, и маята Kluyveromyces marxianus са идентифицирани в зърната на кефира, използвайки 16S рибозомно РНК секвениране. След това зърната на кефира са регистрирани в Колекцията за типови култури в Корея (№ SD1045). За да се получи кефирен прах, зърната на кефира се инокулират и култивират в пастьоризирано мляко в продължение на 18 часа при 25 ° С. След като зърната бяха отстранени чрез филтриране, ферментиралият бульон беше лиофилизиран при съдържание на влага по-малко от 5% и след това смлян на прах. 17) Въз основа на нашия анализ, кефирният прах съдържа бактериално количество млечна киселина, по-голямо от 10 8 cfu/g, брой на дрождени клетки над 10 2 cfu/g и 50 mg/kg полизахариди.

Животни и диети

Четириседмични мъжки мишки C57BL/6 J са получени от Orient Bio. Inc. (Seongnam-Si, Корея). След едноседмичен период на аклимация, мишките бяха разделени на случаен принцип в четири групи (осем мишки на група), за да получат едно от следните: нормална диета (ND, AIN-93G, 15,8% ккал от мазнини; FEEDLAB, CO., Guri-Si, Корея), диета с високо съдържание на мазнини (HFD, 45% ккал от мазнини; FEEDLAB, CO.), Диета с високо съдържание на мазнини на прах от 0,1% кефир (LK, тегло/тегло) или 0,2% кефир диета с високо съдържание на мазнини на прах (HK, wt/wt). Всички субекти са били на диета в продължение на 8 седмици. LK и HK се приготвят чрез гранулиране на HFD с кефирен прах (DMJ Biotech Co., Jochiwon, Корея) (FEEDLAB, CO.). Диетичният състав е показан в Таблица 1. Телесното тегло и консумацията на храна се измерват седмично през целия период на хранене. След приключване на проучването за хранене, мишките бяха евтаназирани след 14-часов пост. Кръвта се взема от долната куха вена и след това се обработва, за да се получи серум, както е описано по-горе. 18) Епидидималната мастна тъкан и чернодробните тъкани веднага се дисектират и съхраняват при –80 ° C. Протоколите, използвани за грижи за животни, лечение и евтаназия, следват указанията на Корейския университет за етично отношение към лабораторните животни.

Публикувано онлайн:

Таблица 1. Състав на експерименталните диети.

Аналитични техники

Серумните концентрации на общия холестерол, липопротеините с висока плътност (HDL) - холестерол, липопротеините с ниска плътност (LDL) - холестерола и триацилглицерола и активността на серумна аланин трансаминаза (ALT) и аспартат трансаминаза (AST) са измерени с помощта на анализатор Cobas c 111 (Roche Inc, Швейцария). За измерване на чернодробните липидни концентрации чернодробните тъкани се хомогенизират в буфер (0,25 М захароза, 0,001 М етилендиаминтетраоцетна киселина и 0,05 М Tris-HCl (рН 7,4)) и се подлагат на измервания на триацилглицерол и холестерол с помощта на анализатор Cobas c 111 (Roche Inc, Швейцария).

Хистологичен анализ на чернодробни и епидидимни мастни тъкани

Малки парченца епидидимална мастна тъкан и чернодробни тъкани бяха фиксирани в 10% фосфатно буфериран физиологичен разтвор (PBS) формалин и вградени в парафинов восък за оцветяване на хематоксилин и еозин (Н и Е). След това тези тъкани се нарязват на 3-μm секции и се поставят върху предметни стъкла и всяка секция се оцветява с Н и Е. След това хистологичните диапозитиви се изследват с помощта на оптичен микроскоп (Olympus BX 50, Olympus Optical Ltd., Япония), с изображения бива уловена при крайно увеличение от 100x. Средният размер на адипоцитите е измерен с помощта на софтуер за анализ на изображения (Image-Pro® Plus версия 3.01, Media Cyberbetics Inc., Джорджия, САЩ). 18)

Анализ на РНК изолация и обратна транскрипция-полимеразна верижна реакция (RT-PCR)

Общата РНК беше изолирана от епидидимална мастна тъкан и чернодробни тъкани, използвайки реагент TRIzol (Life Technologies, Grand Island, NY, USA), съгласно инструкциите на производителя. След това 4-μg аликвотни части от общата РНК бяха използвани за синтезиране на cDNA, използвайки предварително описания протокол за обратна транскриптаза на M-RT (Chromogen, Сеул, Корея). 17) Условията за PCR бяха както следва: 95 ° C за 5 минути, последвани от 40 цикъла от 95 ° C за 30 s, 52-63 ° C за 30 s и 72 ° C за 30 s. Всички последователности на праймерите са проектирани с помощта на уеб базиран софтуер Primer 3 и са публикувани преди това, с изключение на този срещу активиран от пероксизома пролифератор рецептор алфа (PPARα). 17,19) Праймерните последователности, използвани за амплифициране на гена PPARα, бяха 5′-CTCTGGGCAAGAGAATCCAC-3 ′ (напред) и 5′-AATCGGACCTCTGCCTCTTT-3 ′ (обратно). И накрая, PCR продуктите се обработват върху 2% агарозен гел, съдържащ етидиев бромид (0,5 μg/ml) и се визуализират чрез излагане на ултравиолетова светлина (Gel Doc 2000 и Quantity One, Bio-Rad, Сидни, Австралия). β-актинът е използван като инвариантен ген.

Статистически анализ

Данните са представени като средно ± стандартно отклонение (SD). Значителни разлики бяха определени чрез еднопосочен ANOVA и тест за множество сравнения на Tukey. Разликите се считат за значителни за стр Кефирът предотвратява натрупването на излишни мазнини при индуцирани от диета затлъстели мишки

Публикувано онлайн:

Фиг. 1. Влияние на кефира върху телесното тегло и теглото на епидидима и черния дроб при мишки. (А) Телесно тегло на мишки. Мишки, хранени с нормална диета (ND: отворен кръг), диета с високо съдържание на мазнини (HFD: затворен квадрат), диета с високо съдържание на мазнини, допълнена с 0,1% кефир на прах (LK: отворен триъгълник) или диета с високо съдържание на мазнини, допълнена с 0,2 % кефирен прах (HK: затворен диамант) за 8 седмици. (B) Тежести на епидидимални мазнини (ND: отворена лента, HFD: черна лента, LK: сива лента, HK: излюпена лента). (C) Чернодробни тежести (ND: отворена лента, HFD: черна лента, LK: сива лента, HK: излюпена лента).

Фиг. 1. Влияние на кефира върху телесното тегло и теглото на епидидима и черния дроб при мишки. (А) Телесно тегло на мишки. Мишки, хранени с нормална диета (ND: отворен кръг), диета с високо съдържание на мазнини (HFD: затворен квадрат), диета с високо съдържание на мазнини, допълнена с 0,1% кефир на прах (LK: отворен триъгълник) или диета с високо съдържание на мазнини, допълнена с 0,2 % кефирен прах (HK: затворен диамант) за 8 седмици. (B) Тежести на епидидимални мазнини (ND: отворена лента, HFD: черна лента, LK: сива лента, HK: излюпена лента). (C) Чернодробни тежести (ND: отворена лента, HFD: черна лента, LK: сива лента, HK: излюпена лента).

Забележки: Данните са изразени като средна стойност ± S.D. н = 8/група. a – c Средствата с различни индекси са значително различни (стр

Ефект на кефира върху размера на адипоцитите в епидидималната мазнина

В съответствие с увеличеното тегло на епидидималната мастна тъкан при мишки, хранени с HFD, тези мишки също показват увеличен размер на адипоцитите (фиг. 2 (А)). За разлика от това, LK-хранените мишки показват сходен размер на адипоцити като ND-хранените мишки. Освен това, епидидималната мазнина при мишки, хранени с HK, показва адипоцити със значително по-малки размери, отколкото при мишките, хранени с ND (фиг. 2 (А)). Тези наблюдения бяха потвърдени количествено чрез измерване на диаметрите на адипоцитите в епидидималната мазнина (фиг. 2 (Б)). Фигура 2 (В) показва, че адипоцитите в епидидималната мазнина на HFD-индуцирани затлъстели мишки са имали по-голям диаметър от тези при LK-хранени мишки. Обаче адипоцитите в епидидималната мазнина на LK-хранени мишки все още са имали по-голям диаметър от тези в ND-хранените мишки. В съответствие с изображенията на фиг. 2 (А), епидидималната мазнина при мишки, хранени с HK, има адипоцити с по-малък диаметър, отколкото при мишки, хранени с ND.

Публикувано онлайн:

За да се определи влиянието на добавката на кефирен прах върху производството на възпалителни цитокини, е измерена експресията на гените TNFα и IL-6 в епидидимална мазнина (фиг. 2 (K) и (L)). HFD индуцира експресията на гена TNFα, който беше намален чрез добавяне на кефирен прах (Фиг. 2 (К)). За разлика от това експресията на гена IL-6 остава непроменена (Фиг. 2 (L)).

Ефекти на кефира върху серумните липиди

Кефирът също повлиява серумните концентрации на триацилглицерол и холестерол при индуцирани от HFD затлъстели мишки (Таблица 2). По-конкретно, мишките, хранени с HFD, показват 18% увеличение на серумните концентрации на триацилглицерол, но промяната не е статистически значима. HK причинява 27% намаление на серумните концентрации на триацилглицерол спрямо измереното при HFD-хранени мишки. HFD също повишава общите серумни концентрации на холестерол с 27% в сравнение с измерените при ND-хранени мишки. В сравнение с мишките, хранени с HFD, мишките, хранени с LK, показват 27% намаление на общите серумни концентрации на холестерол. Освен това, HFD повишава LDL-холестерола и намалява концентрацията на HDL-холестерол. Както е показано в таблица 2, хранените с LK мишки показват по-ниски серумни концентрации на LDL-холестерол, отколкото мишките, хранени с ND. Освен това, серумните концентрации на HDL-холестерол са леко повишени при LK-хранени мишки в сравнение с HFD-хранени мишки, но няма значителна разлика. Няма промени в серумните концентрации на LDL- или HDL-холестерол между мишките, хранени с HK и LK.

Публикувано онлайн:

Таблица 2. Биохимичен анализ на серума.

Инхибиращи ефекти на кефира върху натрупването на мазнини в черния дроб

Публикувано онлайн:

Затлъстяването причинява натрупване на липиди в други тъкани извън мастната тъкан. 21) Безалкохолната мастна чернодробна стеатоза се среща често при затлъстела популация и се характеризира с натрупване на излишни мазнини в чернодробните тъкани, особено в хепатоцитния цитозол. 21) В нашето проучване кефирът предотвратява чернодробната стеатоза при HFD-индуцирани затлъстели мишки. Това беше ясно потвърдено от намалените концентрации на триацилглицерол в черния дроб и намалените серумни активности на AST и ALT. Намалените чернодробни концентрации на триацилглицерол са резултат от намалена експресия на гените SREBP1c, FAS и ACC и повишена експресия на гените PPARα и CPT1α. Това показва, че кефирът предотвратява чернодробната стеатоза чрез инхибиране на липогенезата и увеличаване на β-окисляването на митохондриалните мастни киселини. В съответствие с нашите открития, проучване, използващо мишки с дефицит на лептин (ob/ob), показва, че кефирът намалява експресията на гените SREBP1, FAS и ACC в черния дроб, докато експресията на гените PPARα и CPT1α остава непроменена. 16) Това несъответствие може да е възникнало от използването на различни зърна кефир, щамове на мишки или продължителност на добавяне на кефир; наистина, нашето проучване използва 8-седмичен период на добавяне на кефир, докато изследването, докладвано от Chen et al. използва 4-седмичен период. 16)

Заключения

Кефирът значително намалява наддаването на телесно тегло и инхибира натрупването на мазнини в епидидималната мастна тъкан и чернодробните тъкани. Kefir намалява експресията на гените C/EBPα, PPARy, aP2, FAS и ACC в епидидималната мазнина, което показва, че адипогенезата и липогенезата са намалени. Заедно с намалената липогенеза в черния дроб, което се поддържа от нивата на експресия на гена FAS и ACC, кефирът увеличава експресията на гените PPARα и CPT1α, което води до индуциране на β-окисление на митохондриалните мастни киселини, което в крайна сметка предотвратява чернодробната стеатоза. Освен това кефирът облекчава индуцираните от диетата серумни липидни профили чрез намаляване на концентрациите на триацилглицерол, общ и LDL-холестерол. Взети заедно, консумацията на кефир може да бъде от полза за намаляване на натрупването на излишни мазнини в тялото и в крайна сметка може да предотврати затлъстяването.

Принос на автора

Jae-Woo Choi и Won-Chul Lim извършиха експерименти. Hong-Yon Cho, Jae-Woo Choi и Hye Won Kang анализираха и интерпретираха резултатите. Хай Уон Канг написа ръкопис. Hong-Yon Cho, In-Yong Lee и Mi-Kyoung Kim са проектирали експерименти. Всички автори одобриха окончателната версия на ръкописа.

Финансиране

Тази работа беше подкрепена от Корейски университет [номер на гранта KU-12-0322].