Резюме

Заден план

Покълналият кафяв ориз (GBR) е нова функционална храна с високо съдържание на фибри и биоактивни съединения със свойства за укрепване на здравето. Това проучване има за цел да оцени ефектите от затлъстяване на GBR при затлъстели плъхове, хранени с високомаслена диета (HFD).

Методи

Мъжките плъхове Sprague-Dawley са хранени с HFD в продължение на 8 седмици, за да предизвикат затлъстяване. След това на плъховете се прилага GBR, където източникът на диетични въглехидрати на HFD е заменен с 25% GBR, 50% GBR или 100% GBR за още 8 седмици. Измерени са промени в антропометрията, диетичния статус, биохимичните параметри и хистопатологията на черния дроб и мастната тъкан.

Резултати

Плъховете, хранени с HFD, показват повишаване на телесното тегло и масата на бялата мастна тъкан в сравнение с търговската диета, консумирана от плъхове. Прилагането на GBR при 50% GBR и 100% GBR са значително намалени наддавания на телесно тегло и прием на храна, както и подобрени липидни профили при затлъстели плъхове. В допълнение, приложението на GBR е намалило затлъстяването, като е показало отклонение в масата на бялата мастна тъкан, размера на адипоцитите и нивото на лептин едновременно с по-високо съотношение на екскрецията на мазнини във фекалиите. Микро- и макровезикуларната стеатоза очевидно са отслабени при затлъстели плъхове, хранени с GBR.

Заключение

Тези открития демонстрират, че GBR проявява ефекти срещу затлъстяването чрез потискане на наддаването на телесно тегло и приема на храна, подобряване на липидните профили и намаляване на нивото на лептин и бялата мастна тъкан при затлъстели плъхове, хранени с HFD.

Заден план

Затлъстяването е състояние, при което необичайно или прекомерно натрупване на мазнини в тялото може да повлияе на здравето на един човек [1]. Често се счита за основна заплаха за здравето на разстройства като захарен диабет, хипертония, дислипидемия, коронарна болест на сърцето, инсулт и няколко вида рак, както и увеличаване на риска от смъртност [2]. Наскоро около 10,0% от възрастните мъже по света и 14,0% от възрастните жени по света бяха идентифицирани като затлъстели (индекс на телесна маса, ИТМ ≥30) в доклада на World Health Statistics 2014 [3]. В Малайзия разпространението на възрастните със затлъстяване е 15,1% през 2011 г. [4]. Поради сложната етиология на затлъстяването, терапевтичните подходи за дългосрочно управление на затлъстяването са трудни. Намесата в начина на живот включва намаляване на приема на храна и увеличаване на физическата активност, основната терапевтична стратегия за справяне със затлъстяването, обикновено не е толкова обещаваща, не е дълготрайна и изисква много дисциплина от хората [5]. За разлика от това, лекарствата срещу затлъстяване са способни бързо да предизвикат загуба на тегло, но придружават неблагоприятни ефекти и потребителят може да срещне проблема с възстановяването на теглото при прекратяване [6].

Предишни изследвания на метанолов екстракт [9] и воден екстракт [10] на GBR демонстрират потискане на нарастването на телесното тегло при мишки, хранени с HFD. Ho et al. [9] съобщава, че метаноловият екстракт от GBR е успял да намали адипогенезата в адипоцитите на 3T3-L1 чрез регулирана надолу експресия на адипогенни транскрипционни фактори и адипогенни гени. Въпреки че малко проучвания са изследвали различните лечебни свойства на GBR и неговите защитни ефекти при затлъстяване, информацията за използването на GBR като цяло вместо екстракт като хранителен препарат при лечение на затлъстяване остава ограничена. По този начин, това проучване е започнало да изследва терапевтичните ефекти на GBR като цялостна храна при затлъстели мъжки плъхове Sprague-Dawley, предизвикани от диета.

Методи

приготвяне на пробата

Животни

Четиридесет и шест мъжки плъха Sprague-Dawley (166,02 ± 19,63 g) бяха настанени индивидуално в поликарбонатни клетки (15 cm x 25 cm) с покрития от неръждаема стомана в дома за животни на Факултет по медицина и здравни науки, UPM с контролирани условия (24 ± 2 ° C, 85% относителна влажност и контролиран 12-часов цикъл светлина-тъмнина) през целия експеримент. Мъжките плъхове бяха подбрани, за да премахнат вариациите в приема на храна поради хормони на яйчниците [26], в допълнение към тяхната по-бързо растяща степен от женските, които позволяват по-лесно откриване на промени в телесното тегло [27]. Всички плъхове бяха аклиматизирани за една седмица с търговските хранителни гранули (Gold Coin, Port Klang, Малайзия). Хранителните гранули се състоят от 13% влага, 8% пепел, 50% въглехидрати, 21% протеини, 3% мазнини и 5% фибри. Осигурени бяха диети и дестилирана вода ad libitum на плъхове през целия експеримент. Експерименталните процедури бяха получени по етичен път с референтен номер UPM/IACUC/AUP-R034/2014 и бяха проведени в съответствие с насоките, установени от Институционалния комитет за грижи и употреба на животните на UPM.

Индукция на затлъстяването

Лечение на GBR

След като потвърдиха, че плъховете с HFD са със затлъстяване (8 седмици индукция на затлъстяването), плъховете бяха допълнително подразделени в група с HFD положителен контрол (PC) (н = 8), HFD-индуциран затлъстял плъх, администриран с 25% GBR (25 T) група (н = 8), HFD-индуциран затлъстял плъх, администриран с 50% GBR (50 T) група (н = 8) и индуциран от HFD плъх със затлъстяване, администриран със 100% GBR (100 T) група (н = 8). На всяка от групата бяха предоставени съответните диети за още 8 седмици. NC групата (н = 8) е непрекъснато на търговски хранителни пелети, PC групата е на формулиран HFD, 25 Т група е получена формулирана HFD, в която 25% от търговските хранителни пелети е заместена с GBR, 50 T група е получена формулирана HFD в които 50% от търговските хранителни пелети са заместени с GBR и 100 Т групата е получена формулирана HFD, в която всички търговски хранителни пелети са заместени с GBR. Лечебните диети се изготвят по подобен начин като формулираните HFD. Енергийното съдържание на всяка диета се определя чрез калориметрия на бомба (IKA C5003, IKA Werke, Германия) съгласно протокола на производителя и се изразява като kcal/100 g проба.

Антропометрични и диетични измервания

Телесното тегло на всеки плъх се измерва на седмични интервали и приемът на храна се записва два пъти седмично, като се използва електрически баланс. ИТМ се изчислява като телесно тегло (g), разделено на квадрата на анално-назалната дължина (cm). Ефективността на храненето се изчислява като увеличаване на теглото на ден (g), разделено или на прием на храна на ден (g) или на енергиен прием на ден (kcal).

Събиране на кръв и органи

Кръвни проби бяха събрани след бърза нощ под анестезия с кетамин и ксилазин по време на края на индукцията и края на лечението. Събраната кръв се центрофугира в продължение на 10 минути при 3500 об/мин при стайна температура и супернатантите се събират и се държат при -80 ° С. В края на лечението плъховете бяха обезкървени чрез сърдечна пункция. Черният дроб беше отстранен хирургически, изплакнат с физиологичен физиологичен разтвор и влажните тегла бяха измерени с аналитичен баланс след попиване. Белите мастни тъкани (коремна, епидидимна и перинеална) бяха разрязани и бяха записани мокри тегла.

Биохимичен анализ

Плазмата на общия холестерол, триглицеридите и липопротеините с висока плътност (HDL) се измерват с помощта на ензимен колориметричен метод (Cobas 8000, Roche-Diagnostics, Базел, Швейцария). Нивото на кръвната захар на гладно се анализира чрез UV-тест с референтен метод на хексокиназа (Cobas 8000, Roche-Diagnostics, Базел, Швейцария). Концентрацията на плазмен лептин е количествено определена с помощта на комплекти за ензимно свързан имуносорбентен анализ (ELISA), както е описано в инструкцията на производителя (Каталожен номер CSB-E07433r, CUSABIO BIOTECH CO., LTD, Китай).

Анализ на съдържанието на мазнини във фекалиите

Фекалии се събират от плъхове в 7 последователни дни в последната седмица на индуциране на затлъстяването и в последната седмица в края на лечението. Те бяха лиофилизирани и смлени от хаван и пестик, преди да бъдат анализирани с помощта на екстракционен апарат soxhlet (Soxtec Avanti 2050, Foss Tecator AB, Hoganas, Швеция) с петролен етер. Съдържанието на мазнини във фекалиите се изразява като процент на мазнини.

Хистопатологични изследвания на черния дроб и бялата мастна тъкан

Черният дроб и белите мастни тъкани се фиксират в буферен разтвор на 10% формалин. Фиксираните тъкани се обработват рутинно за влагане на парафин, след което се приготвят срезове 4-5 микрометра и се оцветяват с хематоксилин и еозин (H&E). След това оцветените участъци бяха разгледани с помощта на оптичен микроскоп.

Статистически анализ

Данните са изразени като средни стойности ± стандартни отклонения (SD). Анализите бяха извършени чрез еднопосочен дисперсионен анализ (ANOVA), последван от тест с множество обхвати на Дънкан, използвайки софтуера на IBM SPSS версия 21.0. Сдвоена проба т-е направен тест (две опашки), за да се сравнят резултатите, получени преди лечението и след лечението в същите групи, докато Независима проба т-е извършен тест (две опашки), за да се сравнят получените резултати между две групи. Стойностите се считат за статистически значими, когато стр

Резултати

Разпределение на енергията на всяка диета

Таблица 1 показва разпределението на енергията в процента на различни диети, хранени с плъхове. HFD показва най-високото енергийно съдържание (560,13 ± 4,17 kcal/100 g) и се използва за предизвикване на затлъстяване сред групата с HFD в продължение на 8 седмици. Енергията, допринесена от източници на мазнини в диетата с HFD, е 52,0 kcal% и е с 43% увеличава състава на мазнините в сравнение с нормалната диета (9,0 kcal%). Енергийното съдържание на нормалната диета е само 389,74 ± 1,11 kcal/100 g, при което въглехидратите допринасят с най-висока енергия с 64,0 kcal%. За групите на лечение енергийното съдържание е 532,58 ± 9,91 kcal/100 g за 25 T (HFD + 25% GBR), 528,63 ± 4,51 kcal/100 g за 50 T (HFD + 50% GBR) и 544,30 ± 4,03 kcal/100 g за 100 T (HFD + 100% GBR). Енергията, допринесена от мазнините, е 52,0 kcal% във всички диети за лечение.

Антропометрия, диетичен статус и тегло на органите и измерване на бялата мастна тъкан по време на периода на индукция на затлъстяването

Антропометрията, диетичният статус и теглото на органите и бялата мастна тъкан по време на периода на индукция на затлъстяването са показани в Таблица 2. Повишаването на телесното тегло от групата с HFD е значително по-високо (стр Таблица 2 Антропометрия, хранителен статус и тегло на органите и белите мастни тъкани по време на периода на индукция на затлъстяването чрез диета с високо съдържание на мазнини при плъхове

Не се наблюдава значителна разлика в теглото на черния дроб и бъбреците, нормализирано до 100 g телесно тегло между HFD групата и NC групата. По отношение на бялата мастна тъкан обаче теглото на корема, епидидима и периренала при плъхове, хранени с HFD, са значително по-високи (стр Фиг. 1

ориз

Ефекти на GBR върху телесното тегло и приема на храна на плъхове през 8-седмичния период на лечение. а Промени в телесното тегло. б Промени в приема на храна. Стойностите се изразяват като средни стойности ± SD (н = 8). NC, нормална диета; PC, диета с високо съдържание на мазнини; 25 T, диета с високо съдържание на мазнини + 25% GBR; 50 T, диета с високо съдържание на мазнини + 50% GBR; 100 T, диета с високо съдържание на мазнини + 100% GBR

Чернодробното тегло на HFD групите (PC, 25, 50 и 100 T) е значително по-високо в сравнение с NC групата. Плъховете, прилагани с GBR, показват по-ниско чернодробно тегло в сравнение с PC групата, въпреки че не се наблюдава значителна разлика сред тях. Бъбречните тегла са сравними между HFD групите и NC групата. Плъховете, хранени с HFD, показват значително увеличение (стр Таблица 4 Промени в плазмения липиден профил, нивото на глюкозата и нивото на лептин между индукцията и периода на лечение при плъхове

Анализ на съдържанието на мазнини във фекалиите

Фигура 2 показва съдържанието на фекални мазнини при плъхове по време на периода на индукция на затлъстяването и периода на лечение. Не се наблюдава значителна разлика в съдържанието на фекални мазнини при плъхове между индукцията и периода на лечение за NC групата и PC групата. Установено е обаче, че съдържанието на фекални мазнини се е увеличило значително (стр Фиг. 2

Хистопатологични изследвания на черния дроб и белите мастни тъкани

Както е показано на фиг. 3 (а), черният дроб от NC група показва нормална лобуларна архитектура с нормални хепатоцити, разположени в една клетъчна плака, разделена от синусоиди. Прилагането на GBR намалява микро- и макровезикуларната стеатоза в сравнение с нелекувани плъхове със затлъстяване. Черният дроб от PC групата проявява тежка и дифузна микро- и макровезикуларна стеатоза (фиг. 3 (b)), докато лека и фокална микро- и макровезикуларна стеатоза се наблюдават при затлъстели плъхове, прилагани с GBR (фиг. 3 (c – e )). Некроза също е доказана в PC групата, но нито една от GBR, прилагани от GBR, затлъстели плъхове. Не са наблюдавани хепатит, кръвоизлив и перинуларна фиброза при всички плъхове. Като цяло хистопатологичният анализ и тяхното качествено оценяване са обобщени в Таблица 5.

Белите мастни тъкани на различните групи плъхове са показани на фиг. 4 (a – e). Рутинните методи за обработка за микроскопия обикновено извличат липид от тъканите, оставяйки липидните капчици в клетките да изглеждат като неоцветени вакуоли. Бялата мастна тъкан показва по-големи адипоцити в PC групата (Фиг. 4 (b)), докато NC групата показва нормално разпределение на адипоцитите с редовни размери на клетките (Фиг. 4 (a)). Мазнините, съхранявани в адипоцити при плъхове със затлъстяване, особено неприлаганите плъхове, се натрупват като липидни капчици, които се сливат, образувайки една голяма капчица, която се разширява и заема по-голямата част от цитоплазмата. Въпреки това, адипоцитите на затлъстели плъхове, лекувани с GBR, показват по-малки размери и подобна хистология на NC групата, особено при плъховете от 100 Т група (Фиг. 4 (д)). Не са наблюдавани остри и хронични възпалителни инфилтрати или некроза при всички плъхове.

Дискусия

Заключения

В заключение, това проучване предоставя доказателства, че GBR подобрява затлъстяването, като потиска наддаването на телесно тегло и приема на храна, като същевременно подобрява липидните профили и намалява нивото на лептин и бялата мастна тъкан при затлъстели плъхове, хранени с HFD. Благоприятното въздействие на GBR върху затлъстяването изглежда отчасти се дължи на синергичните ефекти на високите му диетични фибри, витамини, минерали и други биоактивни съединения като GABA, γ-оризанол, фитостероли, полифеноли, токотриеноли и α-токоферол. Необходими са обаче допълнителни проучвания, за да се провери ефективността на GBR в борбата със затлъстяването в проучвания при хора и да се препоръча дозата за използване на GBR в ежедневната диета.

Съкращения

HFD-индуциран затлъстял плъх, администриран с 25% GBR

Индуциран от HFD плъх със затлъстяване, прилаган с 50% GBR