Стомашно-чревни науки

Редактиран от
Стивън Дж. Пандол

Медицински център Cedars Sinai, САЩ

Прегледан от
Ума Деви Паланисами

Monash University Малайзия, Малайзия

Йогеш Сингх

Университетска болница в Тюбинген, Германия

Принадлежностите на редактора и рецензенти са най-новите, предоставени в техните профили за проучване на Loop и може да не отразяват тяхното положение по време на прегледа.

frontiers

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Оригинални изследвания СТАТИЯ

  • Изследователски лаборатории Kampo, Kracie Pharma, Ltd., Токио, Япония

Въведение

Затлъстяването, основен рисков фактор за метаболитен синдром, води до заболявания като диабет тип 2, дислипидемия, рак, разстройства на настроението, сърдечни заболявания, репродуктивни нарушения, чернодробни заболявания и хипертония и по този начин може значително да намали качеството на живот (Kyrou et ал., 2000). Затлъстяването се характеризира с натрупване на излишни телесни мазнини, обикновено поради високия прием на калории, придружен от ниска консумация на калории. Въпреки това, затлъстяването е сложно състояние и не се обръща напълно само чрез ограничаване на калориите. По този начин затлъстяването е свързано не само с хранителните навици, пиенето и упражненията, но и с фактори като продължителността на съня (Watanabe et al., 2010; Itani et al., 2011; Kobayashi et al., 2012), тютюнопушенето ( Bamia et al., 2004; Chiolero et al., 2007), психосоциални и социално-икономически фактори (Ishizaki et al., 2008; Toyoshima et al., 2009), условия на работа (Solovieva et al., 2013), полови хормони (Lovejoy и др., 2009), стареене (Kitamura et al., 2014) и чревния микробиом.

Въпреки че са разработени няколко кандидатстващи лекарства срещу затлъстяване, те често показват недостатъчни фармакологични ефекти или причиняват странични ефекти, предотвратявайки широкото им използване (Caveney et al., 2011). Освен това, когато се постигне индуцирана от лекарства загуба на тегло, тя обикновено е последвана от повтарящо се наддаване на тегло и рецидив на метаболитни нарушения, чиято тежест може да бъде дори по-изразена след загуба на тегло (Anastasiou et al., 2015). Намаленият енергиен прием се противодейства в краткосрочен план чрез механизми, които забавят метаболизма и стимулират приема на калории, гарантирайки, че първоначално загубеното тегло в крайна сметка се възстановява.

Счита се, че стресът е допълнителен фактор, който насърчава възстановяването на теглото (Elfhag и Rössner, 2005). Например, проучване от 1998 г. демонстрира, че повишените нива на стрес могат да стимулират секрецията на кортизол, което от своя страна стимулира производството на серумна глюкоза и инсулин (Rosmond et al., 1998). Установено е, че високите дози кортизол са свързани с повишаване на серумния инсулин, дори при здрави доброволци (Whitworth et al., 1994). По същия начин, прилагането на високи дози инсулин при възрастни с диабет тип 1 води до прекомерно наддаване на тегло в сравнение с това, наблюдавано при конвенционалната терапия (The Diabetes Control and Complications Trial Research Group, 2001). Освен това, продължителната диета с високо съдържание на мазнини може да доведе до повишени нива на серумен кортикостерон (Shen et al., 2017; Lizarbe et al., 2019).

Горните наблюдения подчертават необходимостта от предотвратяване на повтарящо се затлъстяване, разбиране на контрола на енергийния баланс след загуба на тегло (Benton and Young, 2017) и обръщане на предразположението към затлъстяване. В тази връзка се установи, че няколко лекарства Кампо, включително дайсайкото, което е изброено в китайските лечебни текстове Shanghan Lun и Jingui Yaolüe, са полезни за управление на затлъстяването и бързо се метаболизират в кръвта (Wakui et al., 1992; Takeda et al., 1995; Li et al., 2013, 2017; Kwon et al., 2018; Zhao et al., 2018). Тъй като много китайски лекарства, включително дайсайкото, са съставени от множество сурови лекарства и съставки, е трудно да се определи коя от съставките е отговорна за лекарствения ефект. Съобщава се, че Daisaikoto инхибира панкреатичната липазна активност, понижава серумните триглицериди (Matsuo et al., 2018), стимулира усвояването на глюкозата, модулира инсулиновата сигнализация (Kuo et al., 2019) и плазмените нива на липидите и облекчава атеросклеротичните лезии (Yoshie et al., 2004 ). Въпреки че са предложени множество механизми на действие на daisaikoto срещу затлъстяването, неговите ефекти върху възстановяването на теглото тепърва предстои да бъдат определени. В това проучване ние изследвахме терапевтичния потенциал на daisaikoto, формулировка, използвана в традиционната лекарствена система Кампо, в миши модел на повтарящо се затлъстяване.

Материали и методи

Растителни материали

Daisaikoto се произвежда от Kracie Pharma (Toyama, Япония) като сух прах Bupleurum корен (6 g), Пинелия грудка (4 g), Scutellaria корен (3 g), корен на божур (3 g), плодове хинап (3 g), незрели портокалови плодове (2 g), коренище на джинджифил (1 g) и ревен (1 g). Тези растения са идентифицирани въз основа на външната им морфология и са удостоверени на базата на маркерни съединения, в съответствие с японската фармакопея, както и с помощта на стандартите на нашата компания. Прахът (партида № 16042202) се смесва при 3% (т/т) с нормална чау или диета с високо съдържание на мазнини, ако е необходимо.

Високоефективна Течна хроматография

Прахът Daisaikoto се екстрахира с 50% метанол с разклащане. След центрофугиране полученият супернатант се анализира чрез високоефективна течна хроматография, използвайки система Shimadzu LC-20AD, оборудвана с детектор SPD-M20A, работещ при 240–380 nm (Shimadzu, Токио, Япония), на YMC-Pack ProC, обърнат -фазна колона (18φ, 2.0 × 150 mm; YMC, Киото, Япония), поддържана при 20 ° C. Пробите се елуират при 0,2 ml/min, използвайки 0,1% мравчена киселина във вода (разтворител А) и 0,1% мравчена киселина в ацетонитрил (разтворител В) при градиент от 5–70% разтворител В от 0 до 90 минути, 70% разтворител В от 90 до 100 минути, 70–5% разтворител В от 100 до 110 минути и 5% разтворител В от 110 до 120 минути.

Реактиви и диети с мишки

Комплект ELISA за кортикостерон (човек, плъх и мишка) е закупен от Immuno-Biological Laboratories International (Хамбург, Германия). Комплекти за анализ на триглицериди, холестерол и неестерифицирани свободни мастни киселини са закупени от Wako (Токио, Япония). Мишият серум се разрежда в съответствие с инструкциите на производителя. Глюкозата в серума е измерена с помощта на Stat Strips (Nipro, Osaka, Japan). CE-2 е закупен от CLEA Japan, Inc. (Токио, Япония). Съдържаше 8,65% вода, 25,09% суров протеин, 4,48% сурови мазнини, 5,15% сурови фибри, 6,95% сурова пепел и 49,68% наличен неазот. HFD-60 е закупен от ориенталски дрожди (Токио, Япония). Съдържа 9,00% вода, 22,02% суров протеин, 33,21% сурови мазнини, 3,06% сурови фибри, 6,31% сурова пепел и 26,40% безполезен неазотен.

Животни

Пет седмици женски мишки C57BL/6 са закупени от SLC (Shizuoka, Япония) и са аклиматизирани за 2 седмици при 24 ± 2 ° C при 12-часов цикъл светлина/тъмнина (светлините светват от 08:00 до 20:00 ), с ad libitum достъп до чау и вода. Всички усилия бяха положени да минимизират страданието и броя на използваните животни (н = 5 на група). Експерименталните протоколи бяха прегледани и одобрени от Експерименталния комитет за грижа за животните на Kracie Pharma.

Модел на възстановяване на теглото след диета

Нашият модел на мишка за възстановяване на теглото след диета е еквивалентен на този, използван в много други проучвания, и може да се счита, че обхваща три процеса: наддаване на тегло, диета и възстановяване на теглото. Те са разгледани в много публикации, включително проучване на Thaiss et al. (2016). Дължината и основните характеристики на трите процеса, разгледани в това проучване, са обобщени по-долу. Мишките първо бяха разделени на шест групи (н = 5 на група; Фигура 1). (1) Цикъл-HFD, който моделира възстановяване на теглото след диета след прилагане на диета с високо съдържание на мазнини, последвано от нормална чау и втори курс от диета с високо съдържание на мазнини. (2) Подобно на група 1, но получаване на дайсайкото само през периода на диета; Цикъл-HFD-Dai-P. (3) Подобно на група 1, но получаване на дайсайкото непрекъснато по време на диетата и периода на възстановяване на теглото; Цикъл-HFD-Dai-C. (4) Група, която е наддала само веднъж; WG-1. (5) CE-2, контролна група, която е получавала редовна диета; CE-2. (6) HFD-60, контролна група, която е получавала постоянна диета с високо съдържание на мазнини; HFD-60.

Фигура 1. Поток на експеримента. Повтарящото се затлъстяване се предизвиква чрез цикъл на хранене с богата на мазнини диета, последвана от нормална чау и след това диета с високо съдържание на мазнини (Cycle-HFD). Подгрупа от повтарящи се затлъстели мишки е хранена с чау, която е била допълнена с 3% дайсайкото между циклите на диета с високо съдържание на мазнини (Cycle-HFD-Dai-P), докато останалите са били хранени с добавена чау до края на експеримента (Цикъл-HFD-Dai-C). Мишки, които са били непрекъснато хранени с нормалната чау (CE-2), са били използвани като контроли, заедно с мишките, които са били непрекъснато хранени с високомаслена диета (HFD-60) и тези, които са получавали диета с високо съдържание на мазнини само през втория цикъл (WG-1).

Процес на повишаване на теглото

Мишките първоначално са били хранени с високомаслена диета в продължение на 7 седмици, докато са достигнали тегло, което е значително по-високо от това на мишките, хранени с нормалната чау (стр 1, както е описано в предишни проучвания (Caporaso et al., 2010; Thaiss et al., 2014). Накратко, четенията, съставени в контролирани от качеството файлове FASTA, бяха разделени на баркодирани проби, класифицирани с помощта на RDP Класификатор 2 и таблицирани като оперативни таксономични единици, които след това бяха картографирани с помощта на Greengenes. Разреждането, индекс на бактериално разнообразие, беше използвано за изключване на проби с недостатъчно четене. Адаптерните последователности, пиросеквенсиращи грешки и химери бяха премахнати и последователностите бяха групирани в оперативни таксономични единици при 97% идентичност, използвайки CD-HIT-OTU.

Статистически анализ

Всички статистически анализи бяха извършени с EZR (Медицински център Сайтама, Медицински университет Джичи, Сайтама, Япония), който е графичен потребителски интерфейс за R (Фондация R за статистически изчисления, Виена, Австрия 2.3-0). Всички данни са изразени като средна стойност ± стандартна грешка на средната стойност (SEM). Статистическите сравнения бяха извършени с помощта на еднопосочен дисперсионен анализ, последван от теста на Dunnett или Tukey's, а за данните, за които P-стойността на теста на Бартлет е по-малка от 0,01. Разлики с стр # стр ## стр ∗ стр ∗∗ ст𠆆 стр # стр ## стр ∗ стр # стр ## стр ∗ стр ∗∗ стр ## стр ∗ стр ∗∗ стр # стр ## стр ∗ стр ∗∗ стр Ключови думи: Bacteroidetes, Firmicutes, кортикостерон, daisaikoto, диета, дисбиоза, затлъстяване, възстановяване на теглото

Позоваване: Kawashima T, Ogata M, Fujita N и Takahashi R (2019) Daisaikoto предотвратява възстановяването на теглото след диета, като обръща дисбиозата и намалява серумния кортикостерон при мишки. Отпред. Физиол. 10: 1483. doi: 10.3389/fphys.2019.01483

Получено: 12 юли 2019 г .; Приет: 20 ноември 2019 г .;
Публикувано: 13 декември 2019 г.

Стивън Дж. Пандол, Медицински център Сидърс-Синай, САЩ

Ума Деви Паланисами, Университет Монаш Малайзия, Малайзия
Йогеш Сингх, Университетска болница в Тюбинген, Германия