Az aminosavak keveréke csillapítja a glikémiás károsodást, de nem befolyásolja az AGE-ket tartalmazó étrenddel táplált patkányok adipozitásának fejlődését

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

1. Gyakorlási és Egészségtudományi Tanszék, Tajpeji Nemzeti Ápolási és Egészségtudományi Egyetem, Taipei 11219, Tajvan;
2. Testedzés és Egészségtudományi Tanszék, Tajpeji Egyetem, Tajpej 11153, Tajvan;
3. Fizikoterápiás és segédtechnikai tanszék, Orvostudományi és Mérnöki Iskola, Nemzeti Yang-Ming Egyetem, Taipei City 112, Tajvan;
4. Tajpeji Egyetem Sporttudományi Intézete, Tajpej 11153, Tajvan.
* Chen, C.-Y. és Chen, C.-N. egyformán járult hozzá ehhez a munkához.

Idézet:
Liao YH, Chen CY, Chen CN, Wu CY, Tsai SC. Az aminosavak keveréke csillapítja a glikémiás károsodást, de nem befolyásolja az AGE-ket tartalmazó étrenddel táplált patkányok adipozitásának fejlődését. Int J Med Sci 2018; 15 (2): 176-187. doi: 10,7150/ijms.22008. Elérhető a https://www.medsci.org/v15p0176.htm oldalon

Háttér: Az egészségtelen nyugati táplálkozási szokások a zsír és a fejlett glikációs végtermékek (AGE) túlzott fogyasztásához vezetnek, és ezek az elhízás, a cukorbetegség és a kapcsolódó anyagcserezavarok kialakulásához vezetnek. Bizonyos aminosavakról (AA) a közelmúltban bebizonyosodott, hogy javítják a glikémiát és csökkentik az adipozitást. Ezért elsődleges célunk az volt, hogy megvizsgáljuk, hogy az izoleucinnal dúsított AA-keverék (4,5% AA-k; Ile: 3,0%, Leu: 1,0%, Val: 0,2%, Arg: 0,3% az ivóvízben) táplálása befolyásolja-e az adipozitás kialakulását és megakadályozza a glikémiás kontroll károsodását a zsír/AGE-tartalmú táplálékkal (FAD) táplált patkányokban.

Mód: Huszonnégy hím Sprague-Dawley patkányt osztottak be 1) kontroll étrendbe (CD, N = 8), 2) FAD étrendbe (FAD, N = 8) és 3) FAD étrendbe plusz AA (FAD/AA, N = 8) ). 9 hetes beavatkozás után értékelték a glikémiás kontrollkapacitást (glükózszint, ITT és HbA1c szint), a testösszetételt és a spontán mozgásszervi aktivitást (SLA), és az éhomi vérmintákat összegyűjtötték a metabolikus hormonok (inzulin, leptin) elemzéséhez. (adiponektin és kortikoszteron). A zsírszöveteket műtéti úton is összegyűjtöttük és lemértük.

Eredmények: A FAD patkányok a súlygyarapodás, a testzsír%, a vércukorszint, a HbA1c, a leptin és a glükózgörbe alatti terület szignifikáns növekedését mutatták az inzulin tolerancia teszt (ITT-glükóz-AUC) során a CD patkányokhoz képest. A vércukor, a HbA1c, a leptin és az ITT-glükóz-AUC éhomi szintje azonban nem különbözött CD és FAD/AA patkányok között. A FAD/AA patkányoknál a szérum tesztoszteron szintje is nagyobb volt.

Következtetés: Az Ile, Leu, Val és Arg aminosavkeverék egyértelmű védő előnyöket mutatott a FAD által kiváltott elhízás és a csökkent glikémiás kontroll megelőzésében.

Kulcsszavak: Zsigeri zsír, mozgásszervi aktivitás, inzulinérzékenység, leptin, tesztoszteron, HbA1c.

Ezt szem előtt tartva feltételeztük, hogy a hipoglikémiás aminosavak (Leu, Ile, valin és Arg) új keverékének hozzáadása előnyös lehet a szisztémás glikémiás kontroll és a fogyás javításában a zsír/AGE-ket tartalmazó étrendben (FAD) - elhízott patkányok. Ezért a jelen vizsgálat célja annak meghatározása volt, hogy egy új aminosavkeverék, amely leucint, izoleucint, valint és arginint tartalmaz, enyhíti-e az étrend okozta elhízás és anyagcserezavarok kialakulását Sprague-Dawley patkányokban, zsír/AGE-vel dúsított étrend.

Az állatok gondozása és gondozása

Huszonnégy hím Sprague-Dawley patkányt (7 hetes) vásároltunk a Lasco Biotechnology Company-tól (Taipei City, Tajvan). Megérkezésük után a patkányokat egyedileg, hőmérsékleten és páratartalommal szabályozott állatszobában helyezték el, mesterséges 12-12 órás sötét/világos ciklusban (hőmérséklet 22-24 ° C; relatív páratartalom, 35-45%). Az akklimatizálás első hetében valamennyi patkánynak standard laboratóriumi chow-t biztosítottunk (LabDiet® 5LL2; PMI Táplálás International, St Louis, MO, USA) és a víz ad libitum, étrendjüket ezután standard chow vagy magas zsírtartalmú/magas AGE étrendre (FAD) változtatták a kísérleti tervnek megfelelően. A kísérlet elvégzése előtt az összes állatgondozási eljárást jóváhagyták és betartották a Taipei Egyetem Intézményi Állatgondozási és Felhasználási Bizottságának (IACUC) útmutatásait (IACUC jóváhagyási szám: UT104002).

Kísérleti terv

A patkányok számított AA bevitele aminosav-keverék kiegészítéssel

Aminosav-keverék Aminosav-bevitel mennyisége (mg/kg/nap)

Dózis (% ivóvízben)	0 hét	3 hét	6 hét	9 hét
Aminosavak (4,5% AA)	N/A	3375 ± 425	2706 ± 249	2445 ± 276
Izoleucin (Ile: 3,0%)	N/A	2250 ± 283	1804 ± 166	1630 ± 184
Leucin (Leu: 1,0%)	N/A	750 ± 94	601 ± 55	543 ± 61
Valin (Val: 0,2%)	N/A	150 ± 19	120 ± 11	109 ± 12
Arginin (Arg: 0,3%)	N/A	225 ± 28	180 ± 17	163 ± 18

Az aminosavbevitel számított mennyiségét (mg/kg/nap) a patkányok napi vízfogyasztásának mennyiségével összhangban számítottuk aminosav-keverék kiegészítéssel (FAD/AA csoport; n = 8). Az aminosav-keveréket, amely Ile-ből (3,0%), Leu-ból (1,0%), Val-ból (0,2%) és Arg-ból (0,3%) áll, feloldjuk az ivóvízben, és az állatok elé juttatjuk. ad labium, és az oldatot naponta frissen készítették a kiegészítő minőségének biztosítása érdekében. N/A: Nem alkalmazható (a 0. héten nem biztosítottak aminosav-keveréket). Az értékeket úgy fejezzük ki Átlagos ± S.E.M.

kísérleti eljárás

8 hetes étrendi beavatkozás után kettős energiájú röntgenabszorpciós (DEXA) módszert alkalmaztunk az állat testösszetételének meghatározására, és az inzulin tolerancia tesztet (ITT) is elvégeztük szisztémás inzulinérzékenységük felmérésére. A 9 hetes kezelés végén a patkányok 12 órán át éheztek, és egy éjszakán át éheztetett farok vérmintákat (0,5 ml) gyűjtöttek. Ezt követően a teljes vérmintákat 50 μl EDTA-t (24 mg/ml, pH 7,4) tartalmazó csőbe gyűjtöttük, és hordozható vércukor-analizátorral (One Touch Ultra 2; LifeScan Inc., Milpitas, CA). A megmaradt vért 3000 × -en centrifugáltuk g 10 percig, 4 ° C-on, Eppendorf ™ Model 5810 centrifugával (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA), és a plazmát alikvotáljuk és -80 ° C-on tároljuk, amíg a későbbi biokémiai analízisig meg nem vizsgáljuk. Gyors vérmintagyűjtés után a patkányokat nátrium-pentobarbitál (40 mg/kg) intraperitoneális injekciójával eutanizálták, majd a zsigeri zsírszöveteket (retroperitoneális és epididymis részek) műtéti úton összegyűjtötték és megmérték elektronikus mikroszkála mérleg segítségével.

Felkészülés a magas zsírtartalmú/AGE diétára (FAD)

A szokásos kereskedelmi forgalomba hozott magas zsírtartalmú étrendet (HFD: PRO 20%, CHO 35%, FAT 45%, összesen 4,73 kcal/g; D12451, Research Diet) választották ki a magas zsírtartalmú/AGE rágcsálók étrendjének (FAD) előkészítésére. ez a tanulmány. A magas zsírtartalmú/AGE rágcsáló-étrendet (FAD) Feng és munkatársai előző tanulmányának megfelelően készítették el. [8]. Röviden, a magas zsírtartalmú rágcsálók étrendjét hőciklusnak tettük ki (180 ° C 45 percig), és kiegészítettük a hőhiányos mikroelemek ellensúlyozásához. Az étrend minőségének érdekében ezt a FAD-ot három napos időközönként készítettük el, és hűtőszekrényben tartottuk 4 ° C-on, mielőtt kihoztuk volna etetésre. Az AGE-k szintjét rágcsáló-étrendi mintákban (CD és FAD) fluorospektrometriás módszerrel mértük a rágcsáló-étrendben lévő AGE-tartalom számszerűsítésével [26]. Ebben a vizsgálatban az előkészített magas zsírtartalmú/AGE étrendben az AGE-tartalom hozzávetőleges volt

3,41-szer nagyobb, mint a standard rágcsáló-étrendben (FAD: 5,59 ng/g fehérje vs. CD: 1,64 ng/g fehérje; a FAD tartalmazta

Az életkor 341% -a meghaladja a CD szintjét).

A patkány testösszetételének és szöveti tömegének elemzése

8 hetes kezelés után mértük a patkány testösszetételét kettős energiájú röntgenabszorpciós módszerrel (DEXA), az előzőekben leírtak szerint [27, 28]. Röviden, a DEXA mérés előtt a DEXA műszert (Lunar PIXImus, GE Lunar, Madison, WI, USA) egy akril műanyag és alumínium szakaszokkal ellátott lépcsősorral kalibráltuk, amely a lágyrészeket és a csontokat szimulálta a gyártó működési irányelvei szerint. . Ezt követően az összes patkányt nátrium-pentobarbitál (40 mg/kg) intraperitoneális injekciójával érzéstelenítettük, majd az összes DEXA-vizsgálat során hajlamos helyzetbe helyeztük a patkányplatformon. Az állatok létfontosságú jeleit folyamatosan figyelték látás közben a DEXA-vizsgálat során, majd ébredésig intenzív monitorozással ellátott ketrecekbe helyezték őket. A vizsgálat eredményeit a gyártó által biztosított szoftverrel elemeztük, és a testzsír százalékát és a zsírmentes tömeg százalékát táblázatba rögzítettük. Az étrendi beavatkozás befejeztével a patkányokat nátrium-pentobarbitál (40 mg/kg) intraperitoneális injekciójával eutanizálták, és az intraabdominális visceralis zsírszöveteket (retroperitoneális és epididymis részek) műtéti úton eltávolították és elektronikus mikroszkála mérleg segítségével lemérték.

A vércukorszint és a HbA1c mérése

A 9 hetes étrendi beavatkozás befejeztével éhomi vérmintát (0,5 ml) gyűjtöttünk egy 40 μl EDTA-t (24 mg/ml, pH 7,4) tartalmazó kémcsőbe, majd a vércukorszint és a hemoglobin A1c (HbA1c). A vércukor-koncentrációt hordozható glükózanalizátorral mértük glükóz-dehidrogenáz (GD) és glükóz-oxidáz (GO) alapú tesztcsíkokkal (One Touch Ultra 2; LifeScan Inc., Milpitas, CA, USA). A vér HbA1c szintjét HbA1c biokémiai analizátorral detektáltuk HbA1c immunreakció tesztcsíkkal (Eclipse A1c Analyzer, ApexBio Inc., Taipei City, Tajvan). Ezenkívül a glükózelemzőt és a HbA1c analizátort minden kísérlet előtt kalibráltuk a gyártó utasításainak megfelelően.

Inzulin tolerancia teszt (ITT)

Az inzulin tolerancia tesztet három nappal a 9 hetes étrendi beavatkozás befejezése előtt végezték el, és az ITT protokollját a korábban leírtak szerint hajtották végre [29]. Az ITT esetében egy éjszakán át tartó éhezés (10 óra) után a patkányoknak intraperitoneálisan 0,75 E humán inzulint/testtömeg-kg-ot injektáltunk (szokásos Humulin, Eli Lilly, Indianapolis, IN, USA). A farok vérmintáit inzulininjekció (0 perc), valamint 30 és 60 perc után vettük. Hasonlóképpen, a vércukor-koncentrációt az ITT alatt mértük egy hordozható glükóz-analizátorral az előzőekben leírtak szerint (One Touch Ultra 2; LifeScan Inc., Milpitas, CA, USA), és kiszámítottuk az ITT alatti vércukor-válasz görbe alatti területét (AUC). a trapéz szabályt alkalmazva.

A spontán mozgásszervi aktivitás szintjének értékelése

Az állatok spontán mozgásszervi aktivitásának (SLA) szintjét a kezelés 8. hetében mértük egy állati mozgásszervi videomegfigyelő elemző rendszerrel egy korábbi jelentésnek megfelelően [30]. Röviden, teszteltük az állatok mozgásszervi aktivitásának szintjét sötét ciklusuk alatt 2100 órakor a patkányok éjszakai viselkedése miatt. Az aktivitás szintjének mérésére a patkányokat egyenként helyezzük a fekete műanyagból készült nyitott iktatott dobozba (hosszúság: 50 cm; szélesség: 50 cm; és magasság: 50 cm), és ezt a mérést izolált sötét felvételen hajtjuk végre. helyiség külső zavarok nélkül a pontosság biztosítása érdekében. A patkányok SLA szintjét a 10 perces tartózkodás alatt a LocoScan szoftver (LocoScan, CleverSys Inc., VA, USA) segítségével követtük és elemeztük a gyártó utasításainak megfelelően.

A szérum anyagcserével kapcsolatos hormonális szintjének mérése

A beavatkozás végén a patkány farok éhomi vérmintáit kémcsövekbe gyűjtöttük, majd 3000 × -en centrifugáltuk g 10 percig, és a felülúszókat tároltuk, és felhasználtuk a későbbi hormonális elemzésekhez. A felülúszót használtuk patkány inzulin (intra-assay CV% = 3,7%, Mercodia Ultra-Sensitive Rat Insulin ELISA, Mercodia AB, Uppsal, Svédország), patkány leptin (intra-assay CV% = 1,9%, BioVendor, cseh) mérésére. Köztársaság), patkány adiponektin (vizsgálaton belüli CV% = 4,4%, AssayMax TM, Assaypro LLC., St. Charles, MO, USA), patkány kortikoszteron (vizsgálaton belüli CV% = 7,4%, Immuno-Biological Laboratories Inc., IBL-America, Minneapolis, MN, USA) és tesztoszteron (intra-assay CV% = 8,8%, Cayman Chemicals, Ann Arbor, MI, USA) a kereskedelemben kapható enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) készlettel a gyártók szerint. utasítás. Minden vizsgálat befejezése után a minták optikai sűrűségét és hormonális koncentrációját megmértük és ELISA olvasó detektáló rendszerrel (Tecan GENios Microplate Reader, Svájc) számítottuk ki.

statisztikai elemzések

Valamennyi adatot átlag ± standard hiba átlagként adtuk meg (Átlagos ± S.E.M.). Az időszakos növekedési sebességet 3 hetes időközönként számoltuk, hogy megmérjük a testtömeg növekedését 3 hetente. A tanulmány adatait SPSS 20.0 szoftver (IBM SPSS Statistics for Windows, New York, USA) és GraphPad Prism 5.0 (GraphPad software Inc., La Jolla, CA, USA) segítségével elemeztük és ábrázoltuk. A statisztikai elemzések elvégzése előtt Shapiro-Wilk normalitás tesztet használtunk az összes változó normalitásának elemzésére. Kétirányú varianciaanalízist (ANOVA) ismételt méréssel, majd post-hoc utolsó szignifikáns különbséggel (LSD) alkalmaztunk a testtömeg, az élelmiszer-bevitt energia és a glükózválasz ITT során bekövetkezett változásainak összehasonlítására. Az ANOVA és az LSD post-hoc egyik módját alkalmazták a testösszetételek (zsírmentes tömeg, testzsírszázalék és zsigeri zsírtömeg), a glikémiás kontrollképesség biomarkereinek (vércukorszint, inzulin és HbA1c) és a különbségek összehasonlítására. keringő hormonális koncentrációk (inzulin, leptin, adiponektin, kortikoszteron és tesztoszteron) egyidejűleg a kísérleti csoportok között. A hormonok közötti korreláció értékelésére Pearson-féle korrelációs együtthatót alkalmaztak. Az alfa szintet 0,05-re állítottuk (o

Beérkezett 2017-7-20
Elfogadva 2017-11-18
Megjelent 2018-1-1