Дієтичне какао полегшує запалення, пов’язане з ожирінням, у мишей з високим вмістом жиру

Єї Гу

Центр вдосконалення рослинної та грибної їжі та здоров'я, Департамент харчових наук, Університет штату Пенсильванія, 332 Будівництво харчових продуктів, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802, США

язане

Шань Ю.

Департамент ветеринарних та біомедичних наук, Вища програма з фізіології міжвузівського університету, Пенсильванський державний університет, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802, США

Джошуа Д. Ламберт

Центр вдосконалення рослинної та грибної їжі та здоров'я, Департамент харчових наук, Університет штату Пенсильванія, 332 Будівництво харчових продуктів, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802, США

Пов’язані дані

Анотація

Призначення

Дослідити вплив добавок какао-порошку на запалення, пов’язане з ожирінням, у мишей із ожирінням, що харчуються жиром (HF).

Методи

Самці C57BL/6J (n = 126) годувались дієтою з низьким вмістом жиру (LF, 10% ккал від жиру) або HF (60% ккал від жиру) протягом 18 тижнів. Через 8 тижнів мишей із групи ВЧ рандомізували на ВЧ-дієту або ВЧ-дієту, доповнену 8% какао-порошком (група ВЧ – ГФУ) протягом 10 тижнів. Для біохімічного аналізу збирали зразки крові та тканин.

Результати

Добавки какао-порошку значно знизили швидкість приросту маси тіла (15,8%) та збільшили вміст ліпідів у калових масах (55,2%) порівняно з контрольними мишами, які годувались ВЧ. Крім того, добавки какао послаблювали резистентність до інсуліну, як свідчить покращений HOMA-IR, та зменшували тяжкість ожиріння, пов’язаного з ожирінням (зниження рівня аланінамінотрансферази плазми та тригліцеридів печінки) порівняно з групою СН. Добавки какао також суттєво знизили рівні прозапальних медіаторів інтерлейкіну-6 (ІЛ-6, 30,4%), білка-хемоаттрактанта моноцитів (МСР-1, 25,2%) та підвищили адипонектин (33,7%) у порівнянні з HF- годували мишей. Експресія прозапальних генів (Il6, Il12b, Nos2 та Emr1) у стромальній судинній фракції (SVF) епідидимальної білої жирової тканини (WAT) була значно знижена (37-56%) у мишей з добавкою какао.

Висновки

Дієтичні добавки какао покращують запалення, пов’язане з ожирінням, резистентність до інсуліну та жирову хворобу печінки у мишей із ожирінням, що харчуються ВЧ, головним чином завдяки зниженню регуляції експресії прозапальних генів у ВАТ. Ці ефекти, як видається, частково опосередковані модуляцією поглинання жиру в їжі та інгібуванням інфільтрації макрофагів у ВАТ.

Вступ

Ожиріння визначається як фенотиповий прояв аномального або надмірного накопичення жиру, що змінює стан здоров'я та збільшує смертність [1]. Сьогодні понад 35% американців страждають ожирінням, і якщо поточна траєкторія продовжиться, то рівень досягне 51% до 2030 року [2]. Дійсно, ожиріння є мультифакторним розладом, який є значним фактором ризику розвитку діабету 2 типу, серцево-судинних захворювань, ожиріння, пов’язаного з ожирінням, та деяких видів раку [1, 3, 4]. Ожиріння та пов'язані з цим метаболічні патології є найпоширенішими та шкідливими метаболічними захворюваннями, що вражають понад 50% дорослого населення [5]. Стає все більш очевидним, що ожиріння є хронічним запальним станом, також відомим як низькоякісне або системне запалення, яке представляє важливий зв'язок між ожирінням та його супутніми захворюваннями [1, 3, 4].

Запалення, пов’язане з ожирінням, характеризується інфільтрацією макрофагів у жирову тканину, аномальним виробленням цитокінів та активацією сигнальних шляхів запалення [5–7]. Порівняно з білою жировою тканиною (WAT) у худих особин, WAT у людей з ожирінням виражає підвищену кількість прозапальних медіаторів, включаючи фактор некрозу пухлини-α (TNF-α), інтерлейкін-6 (IL-6), індуковану синтазу оксиду азоту ( iNOS, також відомий як NOS2), і білок-хемоаттрактант моноцитів-1 (MCP-1), а також знижений рівень адипонектину [8, 9]. Асоційовані з жировою тканиною макрофаги (АТМ) відповідають за майже весь TNF-α, що виділяється WAT, та приблизно 50% IL-6, що походить від WAT, у мишей із ожирінням [8, 10]. Більшість цитокінів, що продукуються WAT, тісно пов'язані з індукованою ожирінням резистентністю до інсуліну та стеатозом печінки (жирова печінка), надмірним накопиченням тригліцеридів у гепатоцитах [11], що зазвичай відображається аномальними концентраціями циркулюючих печінкових ферментів (наприклад, аланінамінотрансферази ( ALT)).

Нещодавно все більше досліджень повідомляють про корисні наслідки для здоров’я какао (Theobroma cacao) та поліфенолів какао, включаючи модуляцію атеросклерозу та гіпертонії [12, 13]. Для цих ефектів було запропоновано ряд потенційних механізмів, включаючи пригнічення агрегації тромбоцитів, а також антиоксидантну та протизапальну дію [14, 15]. Порівняно небагато досліджень досліджували профілактичні або терапевтичні ефекти какао та його компонентів проти ожиріння та метаболічного синдрому [16–20]. Наприклад, обробка щурів із високим вмістом жиру (HF) 12,5% какао-порошку протягом 3 тижнів суттєво зменшила кінцеву масу тіла, вагу брижі WAT та модулювала експресію генів, пов’язаних з метаболізмом жирних кислот [17]. Томару та ін. [18] та Ямасіта та ін. [20] обидва повідомили, що дієтичні добавки з проантоціанідинами какаового ліквору (ПАК) пригнічують гіперглікемію, спричинену ВЧ дієтою, непереносимість глюкози та накопичення жиру у ВАТ у мишей із ожирінням діабету.

Кілька досліджень in vitro показали, що деякі виділені флаван-3-оли та ПАК з какао мають протизапальну активність, модулюючи транскрипцію та секрецію прозапальних цитокінів в мононуклеарних клітинах периферичної крові людини та макрофагах, хоча ефекти цих сполук різняться залежно від ступеня полімеризації (ДП) досліджуваної сполуки [21–25]. Наприклад, встановлено, що PAC епікатехіну та какао зменшують секрецію TNF-α, MCP-1 та оксиду азоту (NO) у макрофагах in vitro [24]. Раніше ми повідомляли, що отримані з какао ПАК сильно пригнічують активність секретованої фосфоліпази А2 у безклітинній системі [26]. Інгібуюча потенція зростала як функція DP із сполуками з більшою молекулярною масою (DP> 7), що мають найбільш потужну активність. Ці дослідження дозволять припустити, що какао має протизапальну дію in vivo, проте потрібні додаткові експериментальні дані для встановлення ефективних рівнів дози, демонстрації ефективності та встановлення основних механізмів дії.

У цьому дослідженні ми досліджували вплив добавок какао-порошку на маркери запалення, пов’язаного із ожирінням, та супутніх патологій у мишей із ожирінням C57BL/6J, які годувались ВЧ. Тут ми повідомляємо результати наших досліджень.

Матеріали і методи

Дієти та хімікати

Несолодкий какао-порошок щедро постачав Blommer Chocolate Co. (Чикаго, Іллінойс). Склад порошку какао, включаючи вміст поліфенолу, наведено в таблиці 1. Загальну кількість поліфенолів у какао-порошку кількісно визначали методом Фоліна – Чіокальтеу з галловою кислотою як стандарт, а вміст флаван-3-олів (від мономерів до декамеру) визначали за допомогою діольної ВЕРХ, описаної попереднім методом [27]. Усі інші хімічні речовини були найвищої категорії, комерційно доступні. Дієта з низьким вмістом жиру (LF, 10% ккал з жиру, D12450B), жирами з високим вмістом жиру (HF, 60% ккал з жиру, D12492) та СН, доповнена дієтою 80 г/кг какао (HFC, D10052503), була підготовлена ​​компанією Research Diets (Нью-Брансвік, Нью-Джерсі). Склад дієт наведено в таблиці 2 .