Вплив співвідношення жиру до цукру в надлишку дієтичної енергії на аномалії ліпідів: 7-місячне перспективне дослідження годування у дорослих мавп Cynomolgus

Анотація

Передумови

Надмірне споживання енергії сприяє порушенням обміну речовин. Однак взаємозв'язок між надлишком цукру та жиру в їх внеску в порушення обмінних процесів ще потрібно з'ясувати. Тут ми провели перспективний експеримент з годуванням, щоб оцінити вплив дієтичного співвідношення жиру і цукру на метаболічні відхилення від їжі у дорослих мавп циномольгуса.

Методи

Чотири групи дорослих мавп cynomolgus годували протягом 7 місяців звичайною чау-сумішшю емульсією з комбінаціями з високим вмістом цукру (HS) або низьким вмістом цукру (HS) та низьким вмістом жиру (LF) або високим вмістом жиру (HF). Під час експерименту для всіх чотирьох груп тварин вимірювали рівні загального холестерину (ТС), холестерину ліпопротеїдів низької щільності (ЛПНЩ), холестерину ліпопротеїнів високої щільності (ЛПВЩ), тригліцеридів (ТГ) та глюкози в крові.

Результати

Рівні TC і LDL-плазми в плазмі крові поступово зростали у всіх 4 групах дієт, причому найвищий приріст виявлений у групі LSHF порівняно з іншими трьома групами (P = 0,0018 і P = 0,0005 відповідно). HF, індуковане збільшення глюкози натще (P = 0,0077) та HS, індукований вищим TG (P = 0,0227) відповідно. Що цікаво, HSHF призвів до різко меншої величини збільшення рівня LDL-C та TC у порівнянні з LSHF, тоді як така різниця була відсутня між групами LSLF та LSHF. Таким чином, наші висновки вказують на інтерактивний вплив HS та HF на TC та LDL-C. Крім того, СН проявляла сильніший вплив на ліпідні аномалії, ніж ГС.

Висновки

У цьому дослідженні наш перспективний експеримент з годуванням у дорослих мавп циномольгус виявив вплив різних співвідношень жиру та цукру на метаболічні відхилення, спричинені дієтою. Крім того, наші висновки свідчать про те, що не тільки надлишок дієтичної енергії, але й баланс дієтичного співвідношення жиру до цукру має значення при порушеннях ліпідів, спричинених дієтою.

Вступ

Порушення обміну речовин пов’язані з різними клінічними станами та захворюваннями. Метаболічний синдром (РС), як правило, розглядається як обов’язкова умова серцево-судинних захворювань (ССЗ), з прямим зв’язком із підвищеним ризиком ССЗ [1]. Надмірне споживання енергії від дієтичного споживання може мати сильний потенційний вплив на порушення обміну речовин та пов’язані із цим захворювання. Епідеміологічні дослідження показали, що дієта з високим вмістом цукру (ВГ) та дієта з високим вмістом жиру (СН) пов’язана з РС, ССЗ та іншими супутніми захворюваннями [2,3,4].

На сьогоднішній день існує обмежена кількість даних про перспективні експерименти з годуванням, які оцінюють вплив різного співвідношення надлишків харчового жиру та цукру на метаболічні відхилення, спричинені дієтою, у приматів-нелюдів, які, як передбачається, дуже нагадують аналоги людини. Тому ми провели перспективний експеримент з годуванням серед дорослих мавп Cynomolgus, щоб визначити вплив дієт з різним співвідношенням жиру до цукру при надмірному споживанні дієтичної енергії. Поточне дослідження дає нове уявлення про взаємозв'язок між надлишком цукру та надлишком жиру при порушеннях ліпідів, спричинених дієтою, у приматів.

Матеріали і методи

Тварини

Загалом 23 дорослих (8–20 років) мавп-самців циномольгуса було отримано від компанії Blue Bird Zhongke Laboratory Animals Co. Ltd. (Гуанчжоу, Китай), яка акредитована Асоціацією з оцінки та акредитації лабораторій по догляду за тваринами ( AAALAC). Записи та ветеринарна експертиза підтвердили, що всі тварини перебувають у здорових умовах перед експериментом.

Дослідження відповідало протоколам, затвердженим Комітетами з етики тварин Університету Цзяньнань, та відповідало Посібнику з догляду та використання лабораторних тварин (Національна дослідницька рада (США) [10].

Дієтичне годування

Під час експерименту всіх мавп годували нормальним чау (їжа на основі зерна, 3,08 ккал/г) у дозі 30 г/кг на добу (табл. 1). Крім того, всі мавпи були забезпечені свіжими фруктами та овочами один раз на день та прісною водою ad libitum. З початку експерименту мавп розділили на чотири дієтичні групи, і їх годували нормальним чау щодня плюс емульсію з різними комбінаціями 2 × 2 надлишку цукру та жиру шість днів на тиждень: HSHF (N = 6), HSLF (N = 6), LSHF (N = 6) та LSLF (N = 6) (таблиця 2). Факторний дизайн дозволяє оцінити можливу взаємодію надлишку цукру та жиру в дієтах. Всім тваринам годували ці дієти протягом 7 місяців.

Збір та дослідження крові

Зразки крові відбирали на початку дослідження (місяць 0) для вихідної групи та в місяці 1, 3, 5 та 7 для чотирьох різних груп дієт. Плазму зберігали при - 80 ° C перед використанням для вимірювання плазмових концентрацій TG, TC, HDL-C та LDL-C за допомогою клінічного аналізатора ACE (Alfa Wasserman Diagnostic Technologies, LLC, West Caldwell, NJ).

Статистичний аналіз

Дані подаються як середнє значення ± стандартна похибка середнього значення, якщо не вказано інше. Для оцінки впливу чотирьох різних дієт на масу тіла, рівень глюкози натще, ТК, ТГ, ЛПВЩ і ЛПНЩ, час (місяць) розглядався як безперервний ковариатор в моделі змішаних лінійних ефектів. Для подальшої оцінки того, чи ефективна взаємодія між цукром та жиром при збільшенні маси тіла, збільшенні відхилень глюкози та ліпідів натще у різні моменти часу, було застосовано факторіальний дизайн часу × цукор × жирний коефіцієнт. Якщо це було суттєво, проводили пост-тести (Туреччина) для розбіжностей окремих груп. Статистичне значення було встановлене P

Результати

Вага тіла, рівень глюкози натще, ТК, ТГ, ЛПВЩ і ЛПНЩ у чотирьох групах дієт показані на рис. 1а, б, в, г, е та f. Моделі змішаних лінійних ефектів містили масу тіла, рівень глюкози натощак, рівень TC, TG, HDL-C та LDL-C як змінну відповіді та час (місяць) як безперервний коваріант, що дозволяє нахил лінії регресії, що відображає зміну результату з часом оцінювати. TC і LDL-C зростали у всіх чотирьох групах дієт, причому найвищий приріст був у групі LSHF порівняно з іншими трьома групами (P = 0,0018 та 0,0006 відповідно). Вага тіла, глюкоза натще, TG або HDL-C не показали значної різниці серед усіх груп (P = 0,6586, 0,4467, 0,0628 та 0,1483 відповідно).

Потім ми визначили, чи може HS або HF бути суттєво пов’язаними з масою тіла, вмістом глюкози натще, TC, TG, HDL-C та LDL-C у кожен момент часу. ГС і СН не були суттєво пов'язані з масою тіла та ЛПВЩ (всі P > 0,05), тоді як ГС сприяла значному зростанню ТГ (P = 0,0227). Були виявлені дві значущі взаємодії цукру × жиру × часу для TC і LDL-C (P = 0,0005, стор 0,05). Подібним чином, за умови LS середні відмінності ТК у СН були порівняно з ВЧ - 0,02 (95% ДІ -1,70 до 1,65; P = 1), 5,38 (95% ДІ від 1,37 до 9,39; P = 0,002); 5,11 (95% ДІ від 0,64 до 9,57; P = 0,014) та 3,22 (95% ДІ -0,21 до 6,86; P = 0,081) відповідно (рис. 2б). На відміну від них, за умови HS, у всіх чотирьох часових точках TC не виявляв суттєвої різниці між LF та HF (P > 0,05). Подібним чином, у порівнянні з LS, HS сприяв зниженню рівня LDL-C в умовах ВЧ, який, на відміну від цього, відсутній в умовах НЧ. Подібно до цього, у порівнянні з НЧ, ВЧ підвищував рівень ЛПНЩ в умовах ЛС, що не було виявлено за умови ГС (рис. 2в і г).

Лісові ділянки, що показують оцінку моделі взаємодії надлишку цукру × жиру за п’ять моментів часу. ES означають скориговані середні різниці після аналізу моделей лінійних змішаних ефектів, що регулюють масу тіла за часом. Панель (a) показує середні відмінності TC між HS і LS у поєднанні з HF або LF, панель (b) показує середні відмінності ТК між ВЧ і НЧ у поєднанні з HS або LS, панель (c) показує середні відмінності ХС ЛПНЩ між HS та LS у поєднанні з HF або LF, панель (d) показує середні відмінності ХС ЛПНЩ між ВЧ і НЧ у поєднанні з ГС або ЛС

Подальший оцінок загального ефекту ГС або СН через 4 часові моменти. Незважаючи на те, що не було значущих відмінностей у вмісті глюкози натще у всіх групах дієт для всіх мавп, факторний аналіз 2 × 2 показав суттєву загальну тенденцію збільшення глюкози натще з часом (P

Обговорення

Мавпи Cynomolgus, подібні до людей, сприйнятливі до вікових хронічних порушень метаболізму та супутніх захворювань, таких як ССЗ, РС, дисліпідемія та діабет 2 типу [11,12,13]. У поточному дослідженні ми використовували факторний 2 × 2, 7-місячний експеримент з перспективним годуванням, щоб оцінити вплив надлишку цукру та жиру на метаболічні зміни та їх взаємозв’язок у дорослих мавп циномольгуса. Наші висновки показали інтерактивну дію між надлишком цукру/жиру при порушених дієтою аномальних рівнях ТК та ХС ЛПНЩ.

Висновки

У поточному дослідженні ми провели перспективний експеримент з вигодовуванням дорослих мавп циномольгусів, які піддавались високоенергетичним дієтам з різним співвідношенням жиру до цукру. Наші результати NHP надмірного споживання енергії продемонстрували, що, незважаючи на те, що HS та/або HF призводять до аномалій ліпідів та підвищеного рівня глюкози натще, спостерігались інтерактивні ефекти HS та HF на TC та LDL-C, а також вплив, спричинений HF, на метаболічні фактори ризику як правило, сильніше, ніж у HS. Таким чином, наш висновок припустив, що не тільки надлишок дієтичної енергії, але й баланс дієтичного співвідношення жиру до цукру має значення при вживанні їжі для зменшення факторів ризику аномалій ліпідів та пов’язаних із цим захворювань.

Скорочення

Асоціація з оцінки та акредитації Міжнародного лабораторного догляду за тваринами