Шуфен Хан

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, Ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

Вей Джанг

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, Ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

2 Център за обслужване на здравето на майките и децата в Суджоу и семейно планиране, Суджоу, Китай

Ru Zhang

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, Ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

Джун Дзяо

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, Ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

Чунлинг Фу

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

Синг Тонг

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, Ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

Уейгуо Джанг

3 Независим учен, Ървинг, Тексас, САЩ

Liqiang Qin

1 Катедра по хранене и хигиена на храните, Ключова лаборатория по превантивна и транслационна медицина за гериатрични заболявания, Училище за обществено здраве, Университет Soochow, Суджоу, Китай

Резюме

Заден план

Съобщава се, че хранителният прием на зърнени влакна благоприятства липидния метаболизъм чрез множество механизми. Настоящото проучване има за цел да открие потенциалните механизми, чрез които зърнените фибри могат да модифицират метаболизма на чревния холестерол.

Дизайн

Мъжки мишки C57BL/6 бяха хранени с референтна диета чау (RC); диета с високо съдържание на мазнини и висок холестерол (HFC); Диета с HFC плюс овесени влакна; или HFC плюс диета с пшенични трици с фибри за 24 седмици. Серумните липиди се измерват по ензимни методи. Western blot се използва за определяне на протеиновите експресии, участващи в метаболизма на чревния холестерол.

Резултати

Нашите резултати показаха, че HFC-индуцираните повишения на серумните триглицериди, общия холестерол и липопротеиновия холестерол с ниска плътност са нормализирани и в двете групи, които са получавали зърнени влакна. На ниво протеин, в сравнение с диетичната група на HFC, двете зърнени влакна, особено овесените влакна, значително повишават протеиновата експресия на активирания от пероксизома пролифератор рецептор алфа, чернодробния Х рецептор алфа, стерол регулаторен елемент, свързващ протеин (SREBP) 2, липопротеинов рецептор с ниска плътност, свързваща аденозин трифосфат (ATP) касета A1 и ATP-свързваща касета G1, като същевременно намалява експресията на протеин на Niemann-Pick C1-подобен протеин 1, SREBP-1, синтаза на мастни киселини и ацетил- коензим А карбоксилаза, които участват в метаболизма на чревния холестерол.

Заключение

Взети заедно, увеличеният прием на зърнени влакна подобрява профилите на холестерола в кръвта и увеличава изтичането на холестерол в червата и клирънса на холестерола при мишки C57BL/6, хранени с HFC диета. Овесените фибри имаха по-силен ефект от фибрите от пшенични трици върху метаболизма на холестерола чрез модулиране на сигналните пътища PPARα, LXRα и SREBP.

Популярно научно обобщение

Зърнените фибри могат да намалят абсорбцията на холестерол в червата и да увеличат изтичането и изчистването на холестерола в червата, като модулират сигналните пътища PPARa, LXRa и SREBP, за да намалят нивата на холестерола в кръвта при мишки C57BL/6, хранени с диета с високо съдържание на мазнини и висок холестерол.

Овесените фибри са по-ефективни за подобряване на метаболизма на холестерола в червата, отколкото фибрите от пшенични трици.

Превенцията на сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) е ключов приоритет за общественото здраве. Повишените нива на общия холестерол (ТК) и липопротеините с ниска плътност (LDL-c) са един от основните рискови фактори за развитие на ССЗ (1). Намаляването на LDL-c е силно свързано с намалени нива на съдови събития, особено когато това намаление се постига със статини, които блокират ограничаващата скоростта стъпка на синтеза на холестерол (2). През последните години диетичните фибри са широко предписвани, самостоятелно или свързани с терапии за понижаване на липидите, с цел намаляване на нивата на холестерола. Няколко проучвания на населението демонстрират, че увеличаването на приема на диетични фибри може да намали плазмените TC и LDL-c (3) и след това да намали риска от ССЗ (4, 5). За съжаление, точният механизъм, чрез който диетичните фибри понижават нивата на LDL-c в кръвта чрез регулиране на метаболизма на чревния холестерол, не е напълно изяснен.

Чревният мембранен транспортер Niemann-Pick C1-подобен 1 (NPC1L1) играе ключова роля в чревната абсорбция на диетичен холестерол (6). Проучванията при животни показват, че нокаутираните мишки NPC1L1 са устойчиви на хиперхолестеролемия, предизвикана от диета с висок холестерол, поради значително намаляване на абсорбцията на холестерол в червата (7). Известно е, че активирането на активирания от пероксизома пролифератор алфа (PPARα) инхибира NPC1L1 и индуцира свързваща аденозин трифосфат (ATP) касета A1 (ABCA1) чрез регулиране на холестерол-зависимия чернодробен X рецептор алфа (LXRα) (8), като по този начин намалява чревните абсорбция на холестерол и увеличаване на изтичането на холестерол в червата (9, 10).

Нашето предишно разследване показа, че зърнените фибри могат да предотвратят свързаната със затлъстяването липотоксичност на черния дроб и да подобрят липидните профили чрез модулиране на сигналния път на свързващия протеин 1 (SREBP-1) на стерол (11); тя може да подобри лептиновата резистентност и чувствителност при мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини и висок холестерол (12). Въпреки това, молекулярните механизми на зърнените фибри върху метаболизма на холестерола в червата не са напълно изяснени. Съответно, настоящото проучване има за цел да изследва как (1) метаболизмът на холестерола в червата, включително изтичането на холестерол и клирънсът на холестерола и (2) PPARα, LXRα и SREBP сигналните пътища са модулирани от зърнени влакна при мишки.

Материали и методи

Експериментални животни и диети

Вземане на проби и биохимичен анализ

След 24 седмици от експеримента, мишките гладуват цяла нощ и след това се умъртвяват след събиране на кръвната проба. Серумът се отделя чрез центрофугиране, пакетира се и се съхранява при –80 ° С във фризер, докато се анализира. Тъканите на тънките черва веднага се събират, промиват се три пъти с 0,9% натриев хлорид, дисецират се на три сегмента (дванадесетопръстника, йеюнума и илеума) според анатомичната структура, замразяват се в течен азот и след това се съхраняват при –80 ° C в фризер за допълнителен анализ. Серумните нива на ТС и триглицеридите (TG) бяха определени чрез комплекти за анализ на ензими от Applygen Technologies, Inc. Концентрациите на липопротеини в серума с висока плътност (HDL-c) и LDL-c бяха измерени с помощта на ензимен стандартен колориметричен метод от Института по биоинженерство в Нанкин Джианченг, следвайки инструкциите му.

Western blot анализ

Пробите от тънки черва се лизират в имунопреципитационен лизисен буфер (Beyotime, Nantong, Китай). Лизатите се хомогенизират и центрофугират. Супернатантите се събират и протеиновите концентрации се определят с помощта на BCA Protein Assay Kit (Beyotime). Равни количества (30 μg) ABCA1, ATP-свързваща касета G1 (ABCG1), ATP-свързваща касета G8 (ABCG8), ацетил-коензим А карбоксилаза (ACC), мастна киселинна синтаза (FAS), липопротеинов рецептор с ниска плътност (LDLR ), LXRα, NPC1L1, PPARα, Sar1B GTPase (Sar1B), потискащ рецептор B (SR-B1), SREBP-1 и SREBP-2 бяха определени чрез Western blot анализ. Освен това антителата на ABCA1, ABCG1, ABCG8, ACC, FAS, LDLR, LXRα, NPC1L1, PPARα, Sar1B, SR-B1, SREBP-1 и SREBP-2 са закупени от Abcam (Cambridge, MA, USA), Cell Технология за сигнализиране (Danvers, MA, САЩ), EMD Millipore (Billerica, MA, USA) или Thermo Fisher Scientific, Inc (Waltham, MA, USA). Реактивността на антителата се открива чрез системи за детектиране на хемилуминесценция ECL (EMD Millipore, Billerica, МА, САЩ). Впоследствие интензивността на лентите се определя количествено чрез денситометрия чрез Gene Tool съгласно инструкциите на производителя (SynGene, Chemi Genius2, PerkinElmer, Wesville, САЩ). Като вътрешен контрол се използва бета-актин.

Статистически анализ

Всички статистически анализи бяха проведени с помощта на пакета за статистически анализ SPSS версия 17.0 (SPSS Inc., Чикаго, IL, САЩ). Данните са представени като средни стойности ± SD. Значимостта на разликата между четирите диетични групи беше оценена чрез анализ на еднопосочната дисперсия (ANOVA), последван от post hoc тест на Tukey. Статистическа значимост е установена при P-стойности. Фиг. 1, в сравнение с RC групата, HFC групата показва повишение в серумния TC (с 48,6%), TG (с 27,3%) и LDL-c (с 209,3%) и намаляване на серумния HDL-c (с 29,5%) (P Фиг. 1). Серумното ниво на HDL-c показва нарастваща тенденция в двете групи зърнени влакна (H-овес, 0.96 ± 0.16 mmol/L; H-пшеница, 1.00 ± 0.16 mmol/L), в сравнение с групата HFC (0.86 ± 0.19 mmol/L), но нямаше статистически значими разлики между трите групи (P> 0,05). Освен това се наблюдава значително по-ниско серумно ниво на TC в групата с Н-овес (1,82 ± 0,39 mmol/L), отколкото в групата с H-пшеница (2,21 ± 0,50 mmol/L) (P 0,05).

фибри

Зърнените фибри намаляват серумните нива на TC, TG и LDL-c, без да променят нивата на HDL-c при мишки, хранени с HFC диета. Стойностите са средни стойности ± SD (n = 10–12). a P b P c P Фиг. 2а). Диетата с HFC увеличава експресията на LXRα и SREBP-2 в дванадесетопръстника, в сравнение с RC групата (P Фиг. 2b), особено в дванадесетопръстника и йеюнума. В сравнение с групата HFC, групата H-пшеница има повишена протеинова експресия на LXRα, SREBP-2 и LDLR в йеюнума (P Фигура 3 показва ефектите на зърнените фибри върху липогенезата в тъканите на тънките черва. експресията на протеин на SREBP-1, FAS и ACC в илеума и свръхекспресията се инхибира чрез добавяне на зърнени влакна. В сравнение с групата HFC, както групите H-овес, така и H-пшеницата имат намалена експресия на протеин на FAS и ACC в дванадесетопръстник, йеюнум и илеум (P 0,05).

Зърнените фибри подобряват метаболизма на холестерола чрез увеличаване на експресията на PPARα, LXRα, SREBP-2 и LDLR в тънките черва на мишки, хранени с HFC диета. Стойностите са средни стойности и SD (n = 6). a P b P c P a P b P c P Фиг. 4, в сравнение с RC групата, диетата на HFC увеличава експресията на NPC1L1 в йеюнума и илеума (P a P b P c P Фигура 5 показва ролята на зърнените фибри върху изтичане на холестерол в тънките черва. В сравнение с групите HFC и RC, групата H-oat има повишени протеинови експресии на ABCG1, ABCA1 и ABCG8 (P a P b P c P Национална програма за обучение по холестерол (NCEP), Откриване, оценка и лечение на висок холестерол в кръвта при възрастни (Панел за лечение на възрастни III). Трети доклад на експертната група на Националната програма за обучение по холестерол (NCEP) за откриване, оценка и лечение на висок холестерол в кръвта при възрастни (Панел за лечение на възрастни III ) окончателен доклад. Тираж 2002; 106: 3143–421. doi: 10.1161/circ.106.25.3143. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]