запобігання

  • Предмети
  • Резюме
  • Вступ
  • Результати
  • DLA-M запобігав набору ваги у щурів, що годувались HFD
  • DLA-M інгібує гіпертрофію адипоцитів у природніх умовах
  • DLA-M знижував гіперхолестеринемію, спричинену споживанням HFD
  • DLA-M ослаблений стеатоз печінки у печінці щурів
  • DLA-M покращує виведення ліпідів до крізь дефекація
  • DLA-M іммобілізовані харчові ліпіди в пробірці і у природніх умовах
  • Обговорення
  • Методи
  • Матеріали та підготовка DLA-M
  • Тварини та лікування
  • Ліпідний профіль сироватки
  • Аналіз тригліцеридів, холестерину та жовчної кислоти.
  • Аналіз DLA-M та ліпідної взаємодії
  • Гістологічний аналіз жирової тканини, печінки та шлунково-кишкового тракту
  • статистичний аналіз
  • Додаткова інформація
  • Додаткова інформація
  • Документи Word
  • Додаткова інформація
  • Коментарі

Предмети

Резюме

Вступ

Поширеність надмірної ваги та ожиріння зростає у всьому світі, що викликає занепокоєння щодо впливу цих станів на здоров'я. Надмірна вага та ожиріння спричинили приблизно 3,4 мільйона смертей у всьому світі в 2010 році 1. Високий індекс маси тіла (ІМТ) добре зарекомендував себе як фактор ризику різних хронічних захворювань 2, таких як серцево-судинні захворювання, діабет, рак та опорно-руховий апарат, а також смертності 3, 4, 5, 6. Недавні глобальні статистичні аналізи показали, що 34,4% (33,2–35,5%) дорослих мають надлишкову вагу (ІМТ ≥25), у тому числі 12% (11,5–12,5%).) Дорослих, класифікованих як ожиріння (ІМТ ≥ 30 кг/м 2) 2. Опитування, проведені в США, передбачали, що значне збільшення поширеності ожиріння може зменшити тривалість життя в майбутньому 7. Надмірна вага тіла серйозно впливає на якість життя. Крім того, ожиріння стало головною глобальною проблемою охорони здоров'я. Тому в останні роки надзвичайно необхідним є визначення методів запобігання ожиріння.

Жирна їжа поширена в щоденному раціоні, і ці продукти настільки смачні, що деякі люди, особливо діти, не можуть протистояти переїданню. Добре відомо, що жир є головним фактором ожиріння. Тому іммобілізація споживаних ліпідів та збільшення виведення ліпідів для зменшення всмоктування ліпідів з травного тракту є важливим для запобігання ожирінню. DLA-M, також відомий як монтморилоніт, є видом природного адсорбуючого глинистого мінералу, очищеного від бентоніту, який використовується як важливий захисний засіб бар'єру слизової оболонки шлунково-кишкового тракту для лікування гострої та хронічної діареї 8. DLA-M - шаруватий алюмосилікат з адсорбційними властивостями на зовнішніх поверхнях або в його міжшаровому просторі 9. Монтморилоніт може адсорбувати органічні речовини, бактерії, віруси, іони важких металів та інші матеріали 10, 11 і широко використовується в промисловості, сільському господарстві та лікуванні. Однак жодні дослідження не вивчали його здатність адсорбувати ліпіди; тому незрозуміло, чи може монтморилоніт запобігати ожирінню, адсорбуючи ліпіди.

У цьому дослідженні ми досліджували вплив DLA-M на збільшення екскреції ліпідів калу шляхом іммобілізації ліпідів у шлунково-кишковій системі. Результати експериментів з тваринами, яких годували HFD in vivo, показали, що DLA-M впливає на виведення ліпідів з калом, таким чином уникаючи ожиріння в умовах тригліцеридів (TG) та перевантаження холестерину. У сукупності ці результати демонструють потенціал використання DLA-M у сучасних системах охорони здоров’я та додаткової та альтернативної медицини для профілактики ожиріння.

Результати

DLA-M запобігав набору ваги у щурів, що годувались HFD

Щоб визначити вплив DLA-M на збільшення маси тіла, 2-місячних самців щурів Sprague Dawley (SD) годували або звичайною дієтою, або DCA протягом 25 днів і одночасно лікували DLA-M (1 г/кг/день). Щури HFD були значно важчими, ніж щури, яких годували їжею, після 5 - 10 днів годування. Ця тенденція зберігалася протягом усього періоду лікування. Наприкінці 25-денного періоду лікування щури в групі HFD + DLA-M важили значно менше, ніж щури з HFD (рис. 1а, b). Відносне щоденне споживання їжі не відрізнялося між групами (рис. 1в). Індекс ожиріння Лі надійно прогнозує відсоток жиру в організмі щурів 12. Ми розрахували індекс ожиріння Лі (вага 0,33/довжина носоанальної труби) для всіх щурів (рис. 1г).

Вага тіла ( до ), репрезентативні щури ( b ), відносне споживання їжі ( c ) та індекс ожиріння Лі ( d ) у самців щурів, яких годували нормальною дієтою (чау), дієтою з високим вмістом жиру (HFD) або HFD із застосуванням DLA-M Gavage (1 г/кг/день) протягом 25 днів. Результати представлені як середнє значення ± sem (n = 10 для кожної групи). * P # P 2) (рис. 2д). Взяті разом, ці результати свідчать про те, що DLA-M запобігав ефекту ожиріння HFD.

Валові відмінності у зовнішності ( до ) і співвідношення жирової тканини/маси тіла ( b ) щурів (n = 10). ( c ) H&E фарбування зрізів Epi-WAT щурів, описаних у ( до ) (масштаб: 100 мкм). Середній розмір адипоцитів ( d ) та розподіл розмірів адипоцитів ( і ) у кожній групі (n = 5, 20 мікроскопічних зображень було отримано для кожної групи лікування). Результати представлені як середнє значення ± sem * P # P ## P 0,05) (рис. 3d). Зниження концентрації ліпідів у сироватці крові, спричинене DLA-M, свідчить про те, що ступінь індукованої HFD гіперхолестеринемії зменшується.

Рівні ТК у сироватці крові ( до ), TG ( b ), LDL-c ( c ) та HDL-c ( d ) у щурів, яких годували нормальним раціоном, HFD або HFD із зондом DLA-M протягом 25 днів (n = 10). Результати представлені як середнє значення ± sem * P # P

Валовий вигляд печінки ( до ) та співвідношення маси печінки/тіла ( b ) експериментальних щурів (n = 10). Фарбування H&E та олійно-червоного-O печінкових зрізів ( c ) щурів, описаних у ( до ) (масштаб: 50 мкм, ліпіди печінки виглядають червоними). Концентрація TG в печінці ( d ), TC ( і ), ФК ( F ) та CE ( g ) були проаналізовані в кінці дослідження (n = 7). Результати представлені як середнє значення ± sem * P # P

Графічні ділянки концентрації фекальних вод у фекаліях ( до ), тригліцериди ( b ) і загальний холестерин ( c ) у щурів кожної групи (n = 8). ( d ) Забарвлення тіла мазків калу (нейтральні ліпіди виглядають зеленими) та мікроскопічне дослідження поляризованого світла кристалів DLA-M (жовті стрілки) щурів із зазначених груп (шкала: 20 мкм). Результати представлені як середнє значення ± sem ** P # P ## P

DLA-M, корм з високим вмістом жиру (HFF) та HFF + DLA-M додавали до відповідної кількості дистильованої води для отримання мазків, а потім фарбували Bodipy та Oil-Red-O. Мікроскопія поляризованого світла виявила кристали DLA-M in situ. Кристали DLA-M фіксували ліпіди in vitro, як показано на рис. 6f та додатковому рис. 1c. Оскільки DLA-M не потрапляє в кров 14, ми виявили ліпіди, які були іммобілізовані DLA-M у шлунково-кишковому тракті in vivo. Самців мишей CD-1 годували звичайною дієтою або HFD протягом 3 днів і одночасно лікували DLA-M (1 г/кг/день). Як показано на рис. 7а, ми виділили шлунково-кишковий тракт (шлунок, дванадцятипалу кишку, тонку кишку, клубову кишку та товсту кишку) для отримання заморожених зрізів та мазків із вмістом. Фарбування бодіпі (рис. 7b, в) та олійно-червоний-О (додаткове зображення 3а, б) вказувало на те, що ліпіди, іммобілізовані DLA-M у шлунково-кишковому тракті. Ефект DLA-M у запобіганні розвитку ожиріння шляхом іммобілізації харчових ліпідів та покращення виведення ліпідів з травного тракту узагальнено на малюнку 8.

( до ) Схематичне представлення місць відбору зразків шлунково-кишкового тракту. ( b ) Бодіпі та DAPI фарбування відділів травного тракту, як описано в ( до ) від мишей, яких годували нормальним харчуванням, HFD або HFD зондом DLA-M (1 г/кг/день) протягом 3 днів (шкала: 200 мкм). ( c ) Бодіпічне фарбування мазків шлунково-кишкового тракту від мишей HFD + DLA-M; на верхніх панелях нейтральні ліпіди виглядають зеленими, а на нижніх поляризовані світлові мікроскопічні оглядові зображення кристалів DLA-M (жовті стрілки) (масштаб: 50 мкм) (Chow, n = 3; HFD, n = 5; HFD + DLA -M, n = 5).

Повнорозмірне зображення

Повнорозмірне зображення

Обговорення

Гіперліпідемія зазвичай розвивається внаслідок ожиріння та дієти 23. Хоча гіперліпідемія безсимптомна, тривале підвищення рівня холестерину в сироватці може спричинити серцево-судинні захворювання 24, такі як атеросклероз (AS) 25, ішемічна хвороба серця (CD) 26 та гіпертонія 27. Підвищений рівень TC і LDL-c та знижений рівень HDL-c збільшують ризик розвитку AS та CD 28. Наші дані показали, що, крім запобігання ожирінню, DLA-M чітко знижує рівень TG, TC та LDL-c (рис. 3a-c). Тому ми припускаємо, що DLA-M може мати гіполіпідемічний ефект, який допоможе запобігти АС та CD для тих, хто споживає HFD. Печінка є життєво важливим внутрішнім органом і головним органорегулятором, відповідальним за підтримку метаболічного гомеостазу з використанням таких харчових речовин, як цукор, ліпіди та білки 29. Пероральне введення DLA-M різко зменшило індуковане HFD збільшення рівня TG, TC та EC у печінці та гіпертрофію печінки (рис. 4). Отримані нами дані вказують на те, що DLA-M інгібує накопичення ліпідів у печінці, що може відігравати важливу роль у профілактиці жирової печінки, пов’язаної із споживанням HFD.

Жовчна кислота відіграє важливу роль у регуляції ліпідного обміну в кишечнику 30. DLA-M мав мінімальну адсорбційну здатність до жовчної кислоти (додаткові малюнки 2a, b). Щоб імітувати фізіологічні умови в кишковому середовищі за наявності та відсутності жовчі, ми обробляли кондиціоноване середовище зрілими адипоцитами 3T3-L1, які містять велику кількість різних ліпідів, а кишковий вміст мишей, яких годували нормальним раціоном або HFD з різні концентрації DLA-M. DLA-M адсорбує TG і холестерин в обох системах (рис. 6b-e).

Методи

Матеріали та підготовка DLA-M

Mayer H&E та Oil Red-O були отримані від Sigma-Aldrich. BODIPY® 493/503 був придбаний у компанії Thermo Fisher Scientific, Inc. DLA-M був виділений та очищений із бентонітової глини Сіньцзян за допомогою методу фізичного розсіювання, розробленого в нашій лабораторії. Спочатку бентонітову глину достатньо подрібнювали і пропускали через сітку 180 меш. По-друге, додавали дистильовану воду для створення 5% дисперсної суспензії, яку перемішували протягом 25-30 хвилин. Суспензії давали відстоятися протягом 10 год, і супернатант відфільтровували 3 рази центрифугуванням. По-третє, була додана відповідна кількість флокулянтів для очищення шерінгу, який потім концентрували, сушили на повітрі і знову подрібнювали. Кінцевим продуктом DLA-M був брудно-білий порошок і при змішуванні з водою утворював нерозчинний гель.

Тварини та лікування

Двомісячних самців мишей CD-1® (ICR) розділили на три групи за допомогою описаних вище процедур (n = 3–5, кожна). Група HFD + DLA-M отримувала DLA-M (1 г/кг/день) протягом 3 днів. Шлунково-кишкова система (шлунок, дванадцятипала кишка, тонка кишка, клубова кишка та товста кишка) нещодавно була виділена для отримання заморожених зрізів та мазків вмісту.

Ліпідний профіль сироватки

Зразки крові відбирали у визначений час. Концентрації TC, TG, HDL-c та LDL-c у сироватці крові визначали за допомогою автоматизованого хімічного аналізатора (OLYMPUS AU400, Японія).

Аналіз тригліцеридів, холестерину та жовчної кислоти.

Концентрації ліпідів та жовчних кислот у печінці та фекаліях вимірювали за допомогою відповідних комерційних наборів 33, 34. Набір для аналізу тригліцеридів (E1013), Набір для аналізу загального холестерину в тканинах (E1015) та Набір для аналізу холестерину без тканин (E1016) були придбані у компанії Applygen Technologies Co. Ltd. (Пекін, Китай). Набір для аналізу загальної жовчної кислоти (E003-1) був отриманий Інститутом біоінженерії Нанкін Цзяньчен. (Нанкін, Китай). Вміст фекальної води вимірювали за методом Карла Фішера 35 .

Аналіз DLA-M та ліпідної взаємодії

Для експерименту in vivo нещодавно була виділена шлунково-кишкова система (шлунок, дванадцятипала кишка, тонка кишка, клубова кишка та товста кишка). Потім багаті хімусом сегменти кишечника розрізали на ділянки 10 мкм. Крім того, кишковий вміст мишей відокремлювали для виготовлення хімусових мазків, які фарбували Bodipy або Oil Red-O. Для експерименту in vitro до дистильованої води DLA-M, HFF та HFF додавали відповідну кількість DLA-M для отримання мазків, які потім фарбували Bodipy або Oil Red O. Нейтральні ліпіди візуалізували як зелену флуоресценцію на довжині хвилі поглинання 488 нм за допомогою флуоресцентного мікроскопа (ZEISS Imager M1, Німеччина). Зрізи та мазки збирали після спостереження ліпідів та досліджували за допомогою поляризованого мікроскопа ZEISS Imager M1 для виявлення кристалів DLA-M in situ 36. Кондиційне середовище зі зрілими адипоцитами 3T3-L1 збирали, як зазначено вище, 37, і вміст кишкового дзвоника відокремлювали, як описано вище, щоб імітувати фізіологічні умови кишкового середовища для кількісного аналізу.

Гістологічний аналіз жирової тканини, печінки та шлунково-кишкового тракту

Жирові тканини та тканини печінки фіксували у 4% формальдегіді, вкладали у парафін, розрізали на ділянки 5 мкм та фарбували H&E згідно стандартних процедур 38. Двадцять зображень мікроскопії отримували на кожну групу лікування, а розмір адипоцитів аналізували за допомогою програмного забезпечення Cell Profiler 39, 40. Шлунково-кишковий тракт, заморожені зрізи печінки та калу та відповідні мазки візуалізували за допомогою плями Bodipy або Oil-Red O.

статистичний аналіз

Дані, отримані в результаті трьох повторних експериментів, виражаються як середнє значення ± sem. Відмінності між групами статистично аналізували за допомогою одностороннього ANOVA з подальшим множинним порівняльним тестом Тукі, а також непарним t-тестом. Різниці вважали статистично значущими, коли значення Р становило менше 0,05.

Додаткова інформація

Як цитувати цю статтю: Xu, P. et al. Засіб для запобігання ожиріння монтморилоніт поглинає ліпіди з раціону та підсилює виведення ліпідів із шлунково-кишкового тракту. Науковий співробітник. 6, 19659; doi: 10.1038/srep19659 (2016).

Додаткова інформація

Документи Word

Додаткова інформація

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватись наших Умов та правил спільноти. Якщо ви виявите щось образливе або не відповідає нашим умовам чи інструкціям, позначте це як неприйнятне.