Вплив харчового рівня дубильної кислоти та білка на вагу внутрішніх органів та біохімічні показники крові щурів

Ролі Концептуалізація, формальний аналіз, розслідування, методологія, написання - оригінальний проект

Афілійований відділ харчування тварин Інституту фізіології та харчування тварин імені Кіелановського Польської академії наук, Яблонна, Польща

Ролі Концептуалізація, дослідження, методологія

Марцін Барщ,
Марцін Тацяк,
Анна Тусніо,
Яцек Скоміал

Цифри

Анотація

Цитування: Barszcz M, Taciak M, Tuśnio A, Skomiał J (2018) Вплив дієтичного рівня дубильної кислоти та білка на вагу внутрішніх органів та біохімічні показники крові щурів. PLOS ONE 13 (1): e0190769. doi: 10.1371/journal.pone.0190769

Редактор: Готхард Кунце, Leibniz-Institut fur Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben, НІМЕЧЧИНА

Отримано: 29 червня 2017 р .; Прийнято: 28 листопада 2017 р .; Опубліковано: 5 січня 2018 р

Наявність даних: Усі відповідні дані знаходяться в газеті та в допоміжних файлах.

Фінансування: Це дослідження не отримало жодного конкретного гранту від фінансових установ у державному, комерційному або некомерційному секторах.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Матеріали і методи

Заява про етику

Усі процедури були затверджені Третім Варшавським місцевим комітетом з етики для експериментів на тваринах (Варшавський університет наук про життя-SGGW, Варшава, Польща), відповідно до принципів Європейського Союзу та польського Закону про захист тварин.

Щури, дієти та експериментальний дизайн

Експеримент проводили на 72 десятитижневих самцях щурів Crl: W (Han) Wistar, розділених на 12 груп, кожна із середньою початковою масою тіла 189 ± 1,4 г. Щурів годували дієтами на основі казеїну з 10% або 18% ХП і доповнювали 0, 0,25, 0,5, 1, 1,5 або 2% ТА (табл. 1). Тварин утримували індивідуально в дротяних метаболічних клітинах для збору фекалій для аналізу засвоюваності білка, як описано раніше [7]. Температуру житла підтримували на рівні 22 ± 1 ° C, а режим освітлення становив 12 год світло/12 темно. Протягом усього експерименту тварини мали вільний доступ до корму та води.

Розгорніть таблицю 1. Склад експериментальних дієт (%).

Збір зразків

Через 21 день експерименту щурів жертвували задушенням СО2 та вивихом шийки матки. Зразки крові відбирали в гепаринізовані пробірки шляхом пункції серця, центрифугували (3350 г, 10 хв) і плазму зберігали при -40 ° C для подальших аналізів. Внутрішні органи (печінка, підшлункова залоза, шлунок, тонкий кишечник, сліпа кишка, селезінка, нирки) були вирізані, очищені та зважені. Шлунково-кишкові органи спорожняли, видавлюючи дигесту, промивали фізіологічним розчином, промокали насухо і зважували.

Біохімічні показники крові

У плазмі крові аналізували: загальний білок, альбумін, сечовина, сечова кислота, креатинін, холестерин, ліпопротеїди високої щільності, триацилгліцерини, загальний білірубін, аланінамінотрансфераза, аспартатамінотрансфераза, γ-глутамілтрансфераза (γ-GT), лужна фосфатаза (ALP), креатинкіназа (КК), амілаза, холінестераза, лактатдегідрогеназа, глюкоза, хлорид, фосфор, залізо, кальцій і магній. Всі параметри визначали спектрофотометрично на мультидисциплінарній діагностичній платформі MAXMAT PL (Erba Diagnostics France SARL, Монпельє, Франція) з використанням готових до використання реагентів (ELITech Group, Путо, Франція).

Статистичний аналіз

Дані аналізували двостороннім дисперсійним аналізом з подальшим тестом Данкана на багаторазовий діапазон із використанням STATGRAPHICS ® Centurion XVI ver. Статистичний пакет 16.1.03 (StatPoint Technologies, Inc., Уоррентон, Вірджинія, США). Рівень значущості був встановлений на P Розгорнути таблицю 2. Відносна вага внутрішніх органів (г/100 г маси тіла) щурів.

Дані представлені як середнє значення ± SD.

Рівень ТА суттєво впливав на концентрацію альбуміну та фосфору, а також на активність КК у крові (таблиця 3, таблиця S2). Концентрація альбуміну була вищою у щурів, яких годували раціоном з 0,25% і 0,5% ТА, ніж у щурів, яким давали дієти з доповненням 2% ТА (Р Розгорніть таблицю 3. Біохімічні показники крові щурів 1 .

Дані представлені як середнє значення ± SD.

Обговорення

Більший відносний вага шлунку, тонкої кишки та сліпої кишки у щурів, що харчуються дієтами з 10% ХП, може бути пов’язаний із гіршим використанням білка для росту м’язів. Це було б узгоджено з раніше показаним меншим приростом маси тіла щурів, яких годували дієтами з меншим вмістом СР [7]. Цей ефект може бути результатом більшої потреби в підтримці метаболізму внутрішніх органів, ніж у збільшенні маси м’язів. У щурів 43% білка, що синтезується в організмі, походить з печінки та травного тракту [22]. Однак у цьому дослідженні на відносну вагу печінки та підшлункової залози рівень CP не впливав, що могло бути пов’язано з віком щурів на початку випробування та тривалістю експерименту. У молодих тварин дієти для годування з підвищеним вмістом білка збільшували вагу печінки [23], але також спостерігався протилежний ефект від таких дієт [24], що вказує на те, що реакція печінки на харчовий білок є неоднорідною.

Це дослідження продемонструвало гіпертрофічний ефект вищого рівня СР на нирки, що можна пояснити метаболізмом більшої кількості азотистих сполук у цих органах. Це узгоджується з попередніми дослідженнями [19,25] і відповідає вищим концентраціям сечовини та сечової кислоти в крові у щурів, яких годували 18-процентною дієтою ХП. Харчування дієт з високим вмістом білка також збільшило відносну масу селезінки, що може свідчити про відповідь імунної системи [17].

На біохімічний профіль крові рівень ТА незначно впливав. Харчові дієти з 2% ТА значно знижували активність СК, серцевого маркерного ферменту, що узгоджувалося з попередніми результатами кардіопротекторних ефектів ТА та інших поліфенолів [4,26,27]. Нещодавно було висловлено припущення, що ТА підтримує цілісність серцевої клітинної мембрани та запобігає витоку СК та інших цитозольних ферментів у кров [4], що, мабуть, підтверджується результатами нашого дослідження. ТА може здійснювати свою кардіопротекторну дію шляхом зменшення співвідношення Bax/Bcl-2, експресії c-fos та c-jun, пригнічення активації NF-κB, а також завдяки антиоксидантним та протизапальним властивостям [4]. Клітинний механізм активності ТА також включає інгібування каналів Ca 2+ L-типу в кардіоміоцитах [27]. Вплив ТА на рівень фосфору в крові важко пояснити, і незрозуміло, чому дієти для годування з 0,25% і 2% ТА підвищували його концентрацію порівняно з щурами на 1% дієтах ТА. Аналіз кісткового метаболізму або активності паращитовидної залози може надати кращу уяву про це явище.

Незважаючи на відсутність впливу на вагу печінки, дієти з 2% ТА дещо знижували концентрацію альбуміну, який синтезується переважно в цьому органі. Цей ефект відповідає попереднім висновкам щодо зниження засвоюваності білка [7], посилення катаболічних процесів [1] та порушення синтезу білка [10] у печінці тварин, яких годували дієтами, що містять дубильні речовини. Залишається з'ясувати, чому зміни концентрації альбуміну, що спостерігаються в цьому дослідженні, не викликають жодних змін у загальному вмісті білка в плазмі крові.

Дієтичні добавки ТА не впливали на активність трансаміназ, що відповідало незміненій відносній масі печінки та свідчило про відсутність пошкодження гепатоцитів. Однак активність холінестерази, синтезованої в печінці [28], змінювалася внаслідок взаємодії між рівнями ТА та ХП. На активність холінестерази може впливати безліч факторів, включаючи білково-енергетичне недоїдання, стрес, ураження печінки або запальний стан [28], але його гальмування може бути лише свідченням всмоктування метаболіту ТА в кров, як і для фосфорорганічних або карбаматних ефірів [29]. Таким чином, інтерактивний ефект, показаний у цьому дослідженні, може свідчити про те, що згодовування щурам дієти з високим вмістом білка полегшує абсорбцію метаболітів ТА, навіть при низькому рівні ТА в їжі.

У цьому дослідженні було показано, що рівень білка в їжі є важливим фактором, що формує біохімічний профіль крові, оскільки він впливає на 7 з 23 аналізованих параметрів. На відміну від вищезазначених сечовини та сечової кислоти, дієти для годування з 18% ХП знижували рівень холестерину, заліза, амілази, γ-GT та ALP. У минулому спостерігалися менші концентрації холестерину у тварин, які харчувались раціонами з вищим вмістом білка [14], і це явище було підтверджено в нашому дослідженні. Цей ефект, ймовірно, є результатом більшої бактеріальної продукції пропіонової кислоти в сліпій кишці щурів, що було описано раніше [7]. Відомо, що пропіонова кислота інгібує печінковий синтез холестерину з оцтової кислоти, ймовірно, через інгібування 3-гідрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктази, яка є обмежуючим швидкість ферментом у синтезі холестерину [30,31].

Вплив рівня СР на концентрацію заліза та активність ферментів у плазмі крові недостатньо вивчений. Більш високий рівень ALP спостерігався під час інтенсивного росту тіла внаслідок формування кісток [32], але в нашому експерименті це було скоріше пов'язано з більшою відносною вагою тонкої кишки щурів, які харчувались дієтами на 10% CP, оскільки кишковий ізофермент ALP був показано, що він сприяє загальній активності ALP у плазмі крові [33].

Беручи до уваги роль нирок у очищенні кров’яного русла від амілази [34], можна очікувати, що менші нирки у щурів, які харчувались дієтами на 10% ХП, були менш ефективними, ніж у щурів, яким вводили дієти на 18% ХП. Це може бути причиною підвищеної активності цього ферменту та може сприяти підвищенню рівня заліза та γ-GT. З іншого боку, рівень білка в їжі не впливав на концентрацію креатиніну, який використовується як маркер функції клубочків [35]; таким чином, вплив на вищезазначені показники залишається нез'ясованим.

Висновки

Результати цього дослідження припустили, що основні фізіологічні параметри, тобто відносна вага внутрішніх органів та біохімічний профіль крові щурів, не впливали на взаємодію між рівнями ТА та ХП, за винятком активності холінестерази. ТА, до 2% дієтичного рівня, індукував гіпертрофію цекалу та міг діяти як кардіопротектор, як це демонструє зниження активності КК. Рівень ХП мав більший вплив на фізіологію щурів, ніж ТА, оскільки він впливав не лише на сліпу кишку, а й на шлунок, тонкий кишечник, нирки та селезінку. Харчові дієти з вищим вмістом СР мали гіпохолестеринемічний ефект і додатково впливали на ті біохімічні показники крові, які можуть бути пов’язані з фізіологією нирок. Однак це явище незрозуміле і вимагає подальших досліджень.

Додаткова інформація

S1 Таблиця. Сира і відносна вага органів.