Експериментално
и терапевтични
Лекарство

• Последните две години
• Обща сума

• Миналата година 0
• Обща сума

• Миналият месец
• Изминалата година
• Обща сума

• Юки Кагава
• Йори Озаки-Масудзава
• Такаши Хосоно
• Тайичиро Секи

Тази статия се споменава в:

Резюме

Въведение

Затлъстяването е глобална заплаха за здравето на хората. Приблизително 1,9 милиарда възрастни са с наднормено тегло и 600 милиона са със затлъстяване по света (1). Поради факта, че механизмите на патологиите, подчертаващи затлъстяването, се различават сред индивидите, откриването на нови съединения от различни източници и нови разработки за нови категории лекарства са спешно необходими за профилактика и лечение на затлъстяването и свързаните с него метаболитни нарушения, включително диабет ( 2). Досега интервенцията в начина на живот е първият избор за лечение на затлъстяване; интервенциите в начина на живот обаче са ограничени от ниска ефективност и висок процент на отпадане.

Затлъстяването се характеризира с прекомерно натрупване на триглицериди в мастните тъкани, включително във висцералните и подкожните мастни тъкани (3). Мастната тъкан също действа като ендокринен орган, който отделя различни цитокини, наречени адипоцитокини. Адипоцитокините участват в патофизиологията на затлъстяването, като инсулинова резистентност и метаболитен синдром. Затлъстяването е независим рисков фактор за насърчаване на артериосклероза, последван от появата на тромботични заболявания, като миокарден инфаркт (4).

Мастната тъкан може да бъде категоризирана в бяла мастна тъкан (WAT) и кафява мастна тъкан (BAT) според техния фенотип. Основният тип клетки, присъстващ в НДНТ, са кафявите адипоцити. Кафявите адипоцити съдържат малки липидни капчици и имат висока плътност на митохондриите, което е причина за кафявия външен вид. От друга страна, WAT съдържа бели адипоцити с едноочни липидни капчици. НДНТ участва в термогенезата и енергийните разходи чрез разединяване на протеин-1 (UCP1), разположен в митохондрията, който отделя окислителното фосфорилиране от производството на аденозин трифосфат (АТФ) (5). WAT участва в съхранението на мазнини и производството на адипоцитокини по ендокринен начин. В отговор на различни дразнители, експресиращи UCP1 многолокулни адипоцити се развиват в WAT (6).

Чесънът (Allium sativum L.) отдавна се използва като лечебна храна в целия свят, както и като подправка (7). Съобщава се, че чесънът има различни биологични функции, чрез които той набавя лечебни ползи за човешкото тяло, като антибиотик (8–11), антитромботик (12), противораков (13–16), антиоксидант (17), антихипертензивен (18) и антилипидемични (19) ефекти. Тези ефекти се дължат на сярноорганичните съединения, получени от чесън (7). Чесновото масло (GO) се получава чрез парна дестилация на суров хомогенат от чесън; обикновено от 100 g хомогенат на чесън се получават 0,2–0,6 ml масло от чесън. Основните съставки на GO са алил сулфиди, включително диалил трисулфид (DATS), диалил дисулфид (DADS), диалил сулфид (DAS) и метилалил трисулфид (MATS) (20). Тези сулфидни съединения се считат за отговорни за мощните физиологични функции на чесъна.

В това проучване ние имахме за цел да изследваме ефектите на затлъстяването срещу затлъстяване в модел на плъх при затлъстяване, предизвикано от диета с високо съдържание на мазнини. В допълнение, ние имахме за цел да изясним основните механизми на ефектите на GO срещу затлъстяването по отношение на енергийния метаболизъм.

Материали и методи

Плъхове и диети

Газов анализ с изтекъл срок на годност

За да изясним механизмите, отговорни за ефектите на затлъстяването на чесъна, направихме анализ на изтекъл газ, като измерихме консумацията на кислород (VO 2) и потвърдихме производството на въглероден диоксид (VCO 2) на 9 седмици след приложението на GO. Дихателният метаболизъм беше анализиран с помощта на Oxymax enak поток ™ (Columbus Instruments). Плъховете се поставят в инструменталната камера за 24 часа преди анализа на изтеклия газ с цел аклиматизация и след това анализите се извършват на всеки 10 минути. Съотношението на дихателния обмен (RER), енергийните разходи (EE) и окисляването на горивата са изчислени, като се използват следните уравнения, както е описано по-рано (22,23): RER = VCO 2/VO 2; EE (kcal/h) = (3.815 + 1.232 × VO 2) × RER; окисляване на мазнини (kcal/h) = (1 - RER) /0,3 × EE; окисление на глюкоза (kcal/h) = EE - окисляване на мазнини.

Western blot анализ

Статистически анализ

Фигура 1.

Ефекти от прилагането на чесново масло върху (A) наддаване на телесно тегло, (B) прием на храна, (C) енергийна ефективност и (D) тегло на мастната тъкан. Всяка стойност представлява средната стойност ± SE на 5 различни плъха. Статистическото сравнение между контролните групи на превозното средство (Vehicle) и групите, контролирани от чесън (GO), беше проведено с помощта на t-тест на Student. епи, епидидимална мастна тъкан; пери, периренална мастна тъкан; mes, мезентериална мастна тъкан; подкожна мастна тъкан; НДНТ, междускапуларна кафява мастна тъкан.

Газови анализи с изтекъл срок на годност

Газовите анализи с изтекъл срок на годност се извършват на 9 седмици след приложение на GO. GO се прилага прецизно по Zeitgeber time (ZT) 0 (8:00 ч. Сутринта; Фиг. 2). Консумацията на кислород и в двете групи беше значително по-висока през тъмния период (активно време за плъхове), отколкото през светлия период (неактивно, време за сън при плъхове) и се увеличи от GO администриране в сравнение с групата Vehicle през тъмния период (Фиг. . 2А). По същия начин производството на CO 2 е значително по-високо в групата GO, отколкото групата Vehicle през тъмния период (фиг. 2Б). Що се отнася до окисляването на горивата, не се наблюдават значителни разлики в окисляването на въглехидратите между групите GO и Vehicle (Фиг. 2C). От друга страна, окисляването на мазнини е било високо през светлия период, отколкото в тъмния период както в групите GO, така и в Vehicle (Фиг. 2D). За разлика от окисляването на въглехидрати, окислението на мазнини е по-високо в групата GO, отколкото групата Vehicle (Фиг. 2C и D).

Фигура 2.

Циркадни промени в консумацията на кислород, производството на CO2, окисляването на въглехидрати и окисляването на мазнините от плъховете, прилагани чесново масло. Х-осите показват времето като Zeitgeber време (h). Времевият ход на промените в (A) консумацията на кислород, (B) производството на CO2, (C) окисляването на въглехидратите и (D) окисляването на мазнините. Стойностите са средната стойност ± SE на 5 различни плъха. GO, плъхове, прилагани с чесново масло; Автомобил, контролни плъхове, администрирани с царевично масло; ч, часове.

Експресия на UCP-1 протеин

Експресията на UCP-1 протеин в BAT се измерва чрез Western blot анализ, използвайки митохондриалната фракция, приготвена от BAT (фиг. 3). COX-4 беше използван като контрол на натоварването в този анализ. Експресията на UCP-1 протеин в НДНТ е значително увеличена в GO групата в сравнение с групата Vehicle (Фиг. 3).

Фигура 3.

Western blot анализи на експресия на UCP1 в НДНТ на плъхове, на които се прилага чесново масло. Всяко платно в групата представлява отделния плъх, n = 5. UCP1, разединяване на протеин 1; НЕТ, кафява мастна тъкан; COX-4, субединица на цитохром с оксидаза 4.

Дискусия

Известно е, че чесънът притежава различни съединения, които влияят върху функциите на тялото ни. В това проучване демонстрирахме ефектите на GO срещу затлъстяването в модел на плъхове на затлъстяване, предизвикано от диета с високо съдържание на мазнини. Повишаването на телесното тегло и общата маса на WAT са значително намалени при плъхове, на които е прилаган GO, в сравнение с контролните плъхове, прилагани от носител. От друга страна, не са наблюдавани разлики в енергийния прием между групата GO и групата Vehicle, което показва, че ефектите срещу затлъстяването не се дължат на аноректичния ефект, предизвикан от приложението на GO. Съобщава се, че чесънът упражнява анти-затлъстяване при животински модели на затлъстяване, като използва чесън на прах (25) и екстракти от чесън (26,27). В тези проучвания се предполага, че водоразтворимите съединения, като алицин, фенолни съединения или влакнести композиции, са отговорни за ефектите срещу затлъстяването (25–27). В това проучване ние се съсредоточихме върху ефектите на GO, който съдържа разнообразие от маслоразтворими органосерни съединения. Основните компоненти на GO, използвани в това проучване, са както следва (20): DATS (31,5%), DADS (21,5%), DAS (16,3%) и MATS (7,8%). Тези сулфиди, особено DATS, се считат за отговорни за физиологичните функции на чесъна (7,13–15,16).

Във връзка с ефектите на затлъстяването на чесъна, DATS инхибира адипогенезата in vitro. Доказано е, че DATS регулира CCAAT/свързващ енхансер протеин (C/EBP) α и β и активиран от пероксизома пролифератор рецептор (PPAR) γ, което води до намаляване на синтазата на мастните киселини и натрупването на липиди в адипоцитите на 3T3-L1 Доказано е също, че друг липофилен компонент, 1,2-винилдитиин, който се намира главно в масления мацерат на счукан чесън, водещ до разграждане на алицин, инхибира диференциацията и възпалението на човешките преадипоцити чрез намаляване на C/EBPα, PPARγ, експресия на интерлевкин-6 и моноцитен хемоаттрактант протеин-1 (29). Тези инхибиторни ефекти на съединенията на чесъна върху диференциацията на адипоцитите и натрупването на липиди, както и върху производството на адипоцитокини също могат да бъдат отговорни за ефектите на чесъна срещу затлъстяването.

В заключение, констатациите от проучването демонстрират, че GO потиска наддаването на телесно тегло и WAT масата при модела на плъхове със затлъстяване, предизвикано от диета с високо съдържание на мазнини. Доколкото ни е известно, в това проучване за първи път се демонстрира, че GO приложението може да промени скоростта на окисление на горивото и да увеличи окисляването на мазнините, което води до намаляване на наддаването на телесно тегло. Ефектите на GO срещу затлъстяването се дължат, поне отчасти, на регулирането на енергийните разходи от UCP1.

Благодарности

Финансиране

Това проучване беше подкрепено от безвъзмездни средства от университета Nihon (за TS) и програмите Grants-in-Aid за научни изследвания (B) (за TS) от Японското общество за насърчаване на науката (JSPS).

Наличност на данни и материали

Всички данни, генерирани или анализирани по време на настоящото проучване, са включени в тази публикувана статия.

Принос на авторите

YK, TH, TS замислят и проектират изследването. YK проведе изследването. YK, YOM, TH, TS анализираха данните и написаха ръкописа. Всички автори са прочели и одобрили окончателния ръкопис.

Етично одобрение и съгласие за участие

Всички експерименти в това проучване са проведени в съответствие с Националното ръководство за грижа и употреба на лабораторни животни и са одобрени от Комитета по грижа и употреба на животните в Университета Nihon (№ на одобрение AP11B008).

Съгласие на пациента за публикуване

Конкуриращи се интереси

Авторите заявяват, че нямат конкуриращи се интереси.

• Чесновото масло потиска затлъстяването, предизвикано от диета с високо съдържание на мазнини при плъхове чрез регулиране на UCP-1 и
• Диета, предизвикана от затлъстяване - общ преглед на ScienceDirect теми
• Хроничното приложение на заден мозък на окситоцин предизвиква загуба на тегло при затлъстяване, предизвикано от диета с високо съдържание на мазнини
• Оценка на ефекта на отварата от трансфаст върху мишки със затлъстяване, индуцирани от хранителен вестник с високо съдържание на мазнини
• CREG1 стимулира образуването на кафяви адипоцити и подобрява затлъстяването, предизвикано от диета при мишки - Hashimoto