Yi-Hung Liao 1, Chung-Yu Chen 2 *, Chiao-Nan Chen 3 *, Chia-Ying Wu 1, Shiow-Chwen Tsai 4

гликемичното

1. Департамент по физически упражнения и здравни науки, Национален университет в Тайпе за медицински сестри и здравни науки, Тайпе 11219, Тайван;
2. Департамент по физически упражнения и здравни науки, Университет в Тайпе, Тайпе 11153, Тайван;
3. Катедра по физикална терапия и помощни технологии, Училище по биомедицински науки и инженерство, Национален университет Ян-Минг, град Тайпе 112, Тайван;
4. Институт по спортни науки, Университет в Тайпе, Тайпе 11153, Тайван.
* Чен, C.-Y. и Чен, C.-N. допринесе еднакво за тази работа.

Цитат:
Liao YH, Chen CY, Chen CN, Wu CY, Tsai SC. Смес от аминокиселини отслабва гликемичното увреждане, но не влияе върху развитието на затлъстяване при плъхове, хранени с диета, съдържаща AGEs. Int J Med Sci 2018; 15 (2): 176-187. doi: 10.7150/ijms.22008. Достъпно от https://www.medsci.org/v15p0176.htm

Заден план: Нездравословните западни хранителни режими водят до прекомерна консумация на мазнини и напреднали крайни продукти за гликиране (AGEs), а те отчитат развитието на затлъстяването, диабета и свързаните с тях метаболитни нарушения. Наскоро бяха демонстрирани някои аминокиселини (АА), които подобряват гликемията и намаляват затлъстяването. Следователно, нашите основни цели бяха да изследваме дали храненето с обогатена с изолевцин АА смес (4,5% АА; Ile: 3,0%, Leu: 1,0%, Val: 0,2%, Arg: 0,3% в питейната вода) би повлияло на развитието на затлъстяване и предотвратяват нарушенията на гликемичния контрол при плъхове, хранени с диета, съдържаща мазнини/AGE (FAD).

Методи: Двадесет и четири мъжки плъха Sprague-Dawley бяха разпределени в 1) контролна диета (CD, N = 8), 2) FAD диета (FAD, N = 8) и 3) FAD диета плюс AA (FAD/AA, N = 8 ). След 9-седмична интервенция бяха оценени гликемичният контролен капацитет (ниво на глюкоза, нива на ITT и HbA1c), състав на тялото и спонтанна локомоторна активност (SLA) и кръвните проби на гладно бяха събрани за анализ на метаболитни хормони (инсулин, лептин, адипонектин и кортикостерон). Мастните тъкани също бяха събрани хирургически и претеглени.

Резултати: FAD плъховете показват значително увеличение на наддаването на тегло,% телесни мазнини, кръвна глюкоза, HbA1c, лептин и площ под кривата на глюкозата по време на инсулиновия толерантен тест (ITT-глюкоза-AUC) в сравнение с CD плъховете. Въпреки това, нивата на кръвната захар на гладно, HbA1c, лептин и ITT-глюкоза-AUC на гладно не се различават при плъховете CD и FAD/AA. Плъховете FAD/AA също показват по-голямо увеличение на серумния тестостерон.

Заключение: Аминокиселинната смес, състояща се от Ile, Leu, Val и Arg, показа ясни защитни ползи за предотвратяване на FAD-индуцирано затлъстяване и нарушен гликемичен контрол.

Ключови думи: Висцерална мастна тъкан, двигателна активност, инсулинова чувствителност, лептин, тестостерон, HbA1c.

Имайки това предвид, предположихме, че добавянето на нова смес от хипогликемични аминокиселини (Leu, Ile, валин и Arg) може да доведе до ползи за подобряване на системния гликемичен контрол и загуба на тегло при диета, съдържаща мазнини/AGEs (FAD) -индуцирани затлъстели плъхове. Следователно целта на настоящото разследване е да се определи дали предоставянето на нова аминокиселинна смес, съдържаща левцин, изолевцин, валин и аргинин, ще подобри развитието на индуцирано от храната затлъстяване и метаболитни нарушения при плъхове Sprague-Dawley, хранени с диета, обогатена с мазнини/AGEs.

Грижи и поддръжка на животни

Двадесет и четири мъжки плъха Sprague-Dawley (на 7 седмици) са закупени от Lasco Biotechnology Company (град Тайпе, Тайван). След пристигането, плъховете бяха настанени индивидуално в стая за животни с контролирана температура и влажност с изкуствен 12-12 часа цикъл тъмно/светлина (температура, 22-24 ° C; относителна влажност, 35-45%). През първата седмица на аклимация на всички плъхове беше осигурена стандартна лабораторна чау (LabDiet® 5LL2; PMI Хранене International, Сейнт Луис, Мисури, САЩ) и вода ad libitum, и диетите им след това бяха променени или на стандартна чау, или на диета с високо съдържание на мазнини/с висока възраст (FAD) в съответствие с експерименталния дизайн. Преди провеждането на експеримента всички процедури за грижи за животните бяха одобрени и следваха насоките, предоставени от Институционалния комитет за грижи и употреба на животните (IACUC) към Университета в Тайпе (номер на одобрение на IACUC: UT104002).

Експериментален дизайн

Изчисленият прием на АА за плъхове с добавка на аминокиселинна смес

Смес на аминокиселини Количество прием на аминокиселини (mg/kg/ден)
Доза (% във вода за пиене)0 седмица3 седмици6 седмица9 седмица
Аминокиселини (4,5% AA)Неприложимо3375 ± 4252706 ± 2492445 ± 276
Изолевцин (Ile: 3,0%)Неприложимо2250 ± 2831804 ± 1661630 ± 184
Левцин (лев: 1,0%)Неприложимо750 ± 94601 ± 55543 ± 61
Валин (Вал: 0,2%)Неприложимо150 ± 19120 ± 11109 ± 12
Аргинин (Арг: 0,3%)Неприложимо225 ± 28180 ± 17163 ± 18

Изчисленото количество прием на аминокиселини (mg/kg/ден) се изчислява в съответствие с количеството дневен прием на вода на плъховете с добавка на аминокиселинна смес (група FAD/AA; n = 8). Аминокиселинната смес, състояща се от Ile (3.0%), Leu (1.0%), Val (0.2%) и Arg (0.3%), беше разтворена в питейната вода и предоставена на животните ad labium, и разтворът се приготвя ежедневно в прясно състояние, за да се гарантира качеството на добавката. N/A: Не е приложимо (Не е предоставена смес от аминокиселини на седмица 0). Стойностите се изразяват като Средно ± S.E.М.

Експериментална процедура

След 8 седмици диетична интервенция, ние използвахме двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (DEXA), за да определим телесния състав на животното, а също така беше направен тест за толерантност към инсулин (ITT), за да се оцени тяхната системна чувствителност към инсулин. В края на 9-седмичното лечение плъховете гладуват в продължение на 12 часа и се събират кръвни проби на гладно през нощта (0,5 ml). След това проби от цяла кръв се събират в епруветка, съдържаща 50 μl EDTA (24 mg/ml, рН 7,4) и се използват незабавно за измерване на кръвната глюкоза с помощта на преносим анализатор на кръвната захар (One Touch Ultra 2; LifeScan Inc., Milpitas, CA). Останалата кръв се центрофугира при 3000 × ж за 10 минути при 4 ° C с центрофуга Eppendorf ™ Model 5810 (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA) и плазмата се аликвотира и съхранява при -80 ° C, докато се анализира за по-късни биохимични анализи. След бързо вземане на кръвна проба, плъховете бяха евтаназирани чрез интраперитонеална инжекция на натриев пентобарбитал (40 mg/kg), а висцералните мастни тъкани (ретроперитонеални и епидидимни части) бяха хирургично събрани и претеглени с помощта на електронен микромащабен баланс.

Подготовка за високомаслена/ВЪЗРАСТНА диета (FAD)

Стандартната комерсиализирана диета с високо съдържание на мазнини (HFD: PRO 20%, CHO 35%, FAT 45%, общо 4.73 kcal/g; D12451, Research Diet) беше избрана за подготовка за диетата с високо съдържание на мазнини/AGE при гризачи (FAD) в това учение. Диетата с високо съдържание на мазнини/AGE за гризачи (FAD) е приготвена съгласно предишното проучване на Feng et al. [8]. Накратко, диетата с високо съдържание на мазнини при гризачи беше изложена на топлинния цикъл (180 ° C за 45 минути) и подсилена с добавка за компенсиране на изчерпаните от топлината микроелементи. Освен това, за целите на диетичното качество, този FAD се приготвя в тридневен интервал и се съхранява в хладилник при 4 ° C, преди да бъде изнесен за хранене. Нивото на AGEs в образци на диети за гризачи (CD и FAD) е измерено чрез определяне на количеството на съдържанието на AGE в диетата на гризачи чрез използване на флуороспектрометричен метод [26]. В това проучване съдържанието на AGEs в приготвената диета с високо съдържание на мазнини/AGEs е приблизително

3,41 пъти по-голяма от тази при контролната стандартна диета за гризачи (FAD: 5,59 ng/g протеин спрямо CD: 1,64 ng/g протеин; съдържа FAD

341% от AGE над нивото на CD).

Анализи на състава на тялото на плъхове и теглото на тъканите

След 8 седмици лечение, ние измерихме състава на тялото на плъхове, използвайки двуенергиен метод на рентгенова абсорбциометрия (DEXA), както беше описано по-горе [27, 28]. Накратко, преди измерването на DEXA, инструментът DEXA (Lunar PIXImus, GE Lunar, Madison, WI, USA) е калибриран със стъпало с акрилни пластмасови и алуминиеви профили, симулиращи меките тъкани и костите, съответно в съответствие с оперативните насоки на производителя . След това всички плъхове бяха анестезирани чрез интраперитонеално инжектиране на натриев пентобарбитал (40 mg/kg) и след това те бяха поставени в легнало положение на платформата на плъхове във всички DEXA сканирания. Жизнените показатели на животните се наблюдават непрекъснато чрез зрение по време на сканиране с DEXA и след това те се поставят в клетки с интензивно наблюдение на жизнените показатели до събуждане. Резултатите от сканирането бяха анализирани с помощта на софтуера, предоставен от производителя, и процентите телесни мазнини и процента маса без мазнини бяха записани в електронна таблица. Когато диетичната интервенция приключи, плъховете бяха евтаназирани чрез интраперитонеална инжекция на натриев пентобарбитал (40 mg/kg), а интраабдоминалните висцерални мастни тъкани (ретроперитонеални и епидидимни части) бяха хирургично отстранени и претеглени с помощта на електронен микромащабен баланс.

Измервания на кръвната глюкоза и HbA1c

В завършване на 9-седмичната диетична интервенция, кръвна проба на гладно (0,5 ml) се събира в епруветка, съдържаща 40 μl EDTA (24 mg/ml, pH 7,4) и след това се използва за измерване на кръвната глюкоза и хемоглобина А1с (HbA1c). Концентрацията на глюкоза в кръвта се измерва с помощта на преносим глюкозен анализатор с тестова лента на базата на глюкоза дехидрогеназа (GD) и на глюкоза оксидаза (GO) (One Touch Ultra 2; LifeScan Inc., Milpitas, CA, USA). Нивото на HbA1c в кръвта се открива с помощта на биохимичен анализатор на HbA1c с тест лента за имунна реакция HbA1c (Eclipse A1c Analyzer, ApexBio Inc., град Тайпе, Тайван). Освен това анализаторът на глюкозата и анализаторът на HbA1c бяха калибрирани преди всеки експеримент в съответствие с инструкциите на производителя.

Тест за инсулинова толерантност (ITT)

Тестът за толерантност към инсулин се извършва три дни преди завършване на 9-седмичната диетична интервенция и протоколът на ITT се провежда, както е описано по-горе [29]. За ITT, след еднодневно гладуване (10 часа), плъховете бяха интраперитонеално инжектирани с 0,75 U човешки инсулин/kg телесно тегло (редовно Humulin, Eli Lilly, Indianapolis, IN, USA). Взети са кръвни проби от опашката преди инжектиране на инсулин (0 минути) и след 30 и 60 минути. По същия начин се измерва концентрацията на глюкоза в кръвта по време на ITT, като се използва преносим глюкозен анализатор, както е описано по-горе (One Touch Ultra 2; LifeScan Inc., Milpitas, CA, USA), и се изчислява площта под кривата (AUC) на отговора на кръвната глюкоза по време на ITT използвайки правилото на трапеца.

Оценка на нивото на спонтанна двигателна активност

Нивата на спонтанна локомоторна активност (SLA) на животните бяха измерени на 8-та седмица от лечението, като се използва системата за анализ на видео проследяване на локомоторните животни в съответствие с предишен доклад [30]. Накратко, тествахме нивото на локомоторната активност на животните по време на техния тъмен цикъл в 2100 часа поради нощното поведение на плъхове. За измерване на нивото на активност плъховете бяха поставени индивидуално в отворената кутия, изработена от черна пластмаса (Д: 50 см; Ш: 50 см; и В: 50 см), и това измерване беше извършено в изолиран тъмен запис стая без никакви външни смущения, за да се гарантира точността. Нивото на SLA на плъховете в рамките на 10-минутен престой беше проследено и анализирано с помощта на софтуера LocoScan (LocoScan, CleverSys Inc., VA, USA) в съответствие с инструкциите на производителя.

Измервания за серумни метаболитни хормонални нива

В края на интервенцията пробите от кръв на глад от плъх се събират в епруветки и след това се центрофугират при 3000 × ж за 10 минути и супернатантите се съхраняват и използват за по-късните хормонални анализи. Супернатантата беше използвана за измерване на инсулин при плъхове (CV-тест в теста = 3,7%, Mercodia Ultra-чувствителен инсулин за плъхове ELISA, Mercodia AB, Uppsal, Швеция), лептин от плъхове (CV-тест в теста = 1,9%, BioVendor, Чехия Република), адипонектин на плъхове (CV-тест в рамките на анализа = 4,4%, AssayMax TM, Assaypro LLC., St. Charles, MO, USA), кортикостерон на плъхове (CV-тест в рамките на анализа = 7,4%, Immuno-Biological Laboratories Inc., IBL-America, Минеаполис, MN, САЩ) и тестостерон (CV-тест в рамките на анализа = 8,8%, Cayman Chemicals, Ann Arbor, MI, USA) чрез налични в търговската мрежа ензимно-свързани имуносорбентни комплекти (ELISA) според производителите инструкции. След приключване на всеки анализ, оптичната плътност и хормоналната концентрация на пробите бяха измерени и изчислени с помощта на ELISA система за откриване на четец (Tecan GENios Microplate Reader, Швейцария).

статистически анализи

Всички данни бяха представени като средна стойност ± стандартна грешка на средната стойност (Средно ± S.E.M.). Периодичният темп на растеж се изчислява в интервал от 3 седмици за измерване на нарастването на телесното тегло на всеки 3 седмици. Данните в това проучване са анализирани и графирани с помощта на софтуера SPSS 20.0 (IBM SPSS статистика за Windows, Ню Йорк, САЩ) и GraphPad Prism 5.0 (GraphPad software Inc., La Jolla, CA, USA), съответно. Преди да извършим статистически анализи, използвахме теста за нормалност на Shapiro-Wilk, за да анализираме нормалността на всички променливи. Двупосочен дисперсионен анализ (ANOVA) с многократно измерване, последвано от последната значима разлика (LSD) post-hoc, беше използван за сравняване на промените в телесното тегло, приема на енергията от храната и глюкозния отговор по време на ITT с течение на времето. Един от начините ANOVA, последван от LSD post-hoc, се използва за сравняване на разликите в телесните състави (маса без мазнини, процент телесни мазнини и висцерална мастна маса), биомаркери на гликемичния контролен капацитет (кръвна глюкоза, инсулин и HbA1c) и циркулиращи хормонални концентрации (инсулин, лептин, адипонектин, кортикостерон и тестостерон) едновременно сред експерименталните групи. Тестът на корелационния коефициент на Пиърсън е приложен за оценка на корелацията между хормоните. Алфа нивото беше зададено на 0,05 (стр

Получено 2017-7-20
Приети 18.11.2017г
Публикувано 2018-1-1