Wangpradit N 1, Prom-in S 1, Kumar J 2, Hui Chua K 2, Ugusman A 2, Kamisah Y 3 и Kaewsrichan J 1 *

покълнал

¹ Катедра по фармацевтична химия, Факултет по фармацевтични науки и Център за върхови постижения на системата за доставка на лекарства, Университет Принц на Сонгкла, Тайланд

² Катедра по физиология, Медицински факултет, Universiti Kebangsaan Малайзия, Малайзия

³ Катедра по фармакология, Медицински факултет, Universiti Kebangsaan Малайзия, Малайзия

*Автора за кореспонденция: Jasadee Kaewsrichan, Катедра по фармацевтична химия, Факултет по фармацевтични науки, Университет Prince of Songkla, Hat-yai, Songkhla 90112, Тайланд

Получено: 05 май 2020 г .; Прието: 03 юни 2020 г .; Публикувано: 10 юни 2020 г.

Резюме

Заден план: Затлъстяването може да бъде предразположено към неалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD). Патогенезата на NAFLD показва многократни ефекти, но главно причинява възпаление и апоптоза на черния дроб. γ-аминомаслената киселина (GABA) в храните е благоприятна за намаляване на възпалението на черния дроб.

Цел: Покълналият ориз Sang-Yod е оценен за способности за подобряване на серумните липидни профили и натрупването на мазнини в черния дроб на затлъстелите мишки.

Методи: Четири групи мишки (n = 8) са хранени независимо с различна диета в продължение на 12 седмици, включително нормална диета (група CONTROL), диета с високо съдържание на мазнини (група HFD), диета с високо съдържание на мазнини плюс 20 mg/kg/ден симвастатин (ПОЗИТИВНА група ) и диета с високо съдържание на мазнини плюс 0,5% покълнал ориз Sang-Yod на кг на ден (група HFD-GR). Теглото на мишките се записва седмично. Проведени са също измервания на% висцерална мазнина, кръвна глюкоза, серумни липидни профили и хистологичен анализ.

Резултати: Телесното тегло на мишките в HFD-GR и HFD групи са сравними. По-малко телесно тегло беше очевидно за мишки в група ПОЗИТИВ. Висцералната мазнина на мишки в групата с HFD-GR е значително по-висока от тази на други групи, хранещи се с HFD, включително и групата CONTROL. Установено е, че концентрациите на кръвна глюкоза и серумни липиди, като триглицериди, LDL, общи холестероли и HDL, на всички мишки, хранещи се с HFD, са в сходни граници. Но нивата на LDL и общия холестерол бяха значително намалени при мишките CONTROL. Чрез хранене на мишки с 0,5% покълнал ориз Sang-Yod на кг на ден, степента на дегенерация на мазнини и натрупване на липиди в чернодробните тъкани беше подобрена, за да бъде сравнима с тази на мишките CONTROL.

Заключение: Покълналият ориз Sang-Yod вероятно е имал някои роли в липидния метаболизъм и подчертаващите механизми ще открият.

Ключови думи: Ориз Санг-Йод; Покълване; Аминомаслена киселина; Хепатопротекция; Затлъстели мишки

Съкращения

HFD: Диета с високо съдържание на мазнини; GR: Покълнал ориз Sang-Yod; NAFLD: Безалкохолна мастна чернодробна болест; GABA: у-аминомаслена киселина; TG: Триглицериди; LDL: Липопротеин с ниска плътност; TC: Общ холестерол; HDL: Липопротеин с висока плътност; H&E: Хематоксилин и еозин

Заден план

Промените в съвременния начин на живот на хората, по-специално в консумацията на диети с високо съдържание на мазнини, допринасят най-вече за затлъстяването. В съответствие с проучванията върху животни, диетите с високо съдържание на мазнини, съдържащи ≥ 30% от общата енергия от мазнини, причиняват затлъстяване при плъхове, мишки, кучета и примати в резултат на увеличен енергиен прием и ефективно съхранение на енергия. Затлъстяването е предразполагащ фактор за различни метаболитни заболявания, включително диабет тип 2, сърдечно-съдови заболявания и неалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD). Честотата на NAFLD варира между 6 и 35% в целия свят. Напоследък тази тенденция значително се увеличава поради западните диетични предпочитания [1]. Патогенезата на NAFLD показва многократни ефекти, причиняващи умерено до тежко възпаление и апоптоза на различни тъкани и органи, включително черния дроб [2]. Понастоящем безопасността и ефикасността на западните лекарства при лечението на НАЖБП са ограничени. По-скоро контролът на диетите е доказателство за по-добро предотвратяване и лечение на чернодробни заболявания чрез модулиране на липидния метаболизъм и свързаните с него пътища. Независимо от това, комбинация от лекарства и промени в начина на живот е често срещан план за коригиране на нивата на холестерола в кръвта [3].

Симвастатин е инхибитор на HMG-CoA редуктазата и се прилага на пациенти с хиперлипидемия за намаляване на нивата на LDL и триглицеридите и повишаване на нивото на HDL. Лекарството е в списъка на основните здравни организации на Световната здравна организация, тъй като предизвиква по-малък риск за сърдечно-съдовата система [4]. Съответно, симвастатин е използван в това проучване като положителен контрол чрез допълване с диета с високо съдържание на мазнини в доза от 20 mg/kg телесно тегло/ден през целия период от 12 седмици [5].

Американската администрация по храните и лекарствата одобри соевия протеин и изофлавоните като здравословна храна за контрол на нивата на триглицеридите и общия холестерол [6]. В китайската медицина е приготвена супа, съдържаща боб манг (Vigna radiata), за да детоксикира организма [7]. Поради това, че съдържа големи количества протеини, незаменими аминокиселини и -аминомаслена киселина (GABA), бобът мунг следователно е потенциален като антиоксидант и хепатопротективен агент [8]. Покълналият кафяв ориз е богат източник на GABA [9] и се консумира за контролиране на липидните профили на кръвта [10]. Към днешна дата не са изследвани in vivo хиполипидемични и хепатопротективни ефекти на покълнал ориз Sang-Yod. В този проект ние оценихме такива ползи за здравето от покълнал ориз Sang-Yod чрез определяне на кръвната глюкоза, серумните липидни профили и чернодробната хистопатология при затлъстели мишки, предизвикани от диета с високо съдържание на мазнини.

Методи

Приготвяне на покълнал ориз Sang-Yod

Санг-Йод е един от сортовете червен ориз в Южен Тайланд. Обелените семена с перфектни микроби бяха накиснати в чешмяна вода за 12 часа на тъмно при стайна температура и заменени с нова вода на всеки 4 часа. След това оризът се увива в тензух и се поддържа във влажна атмосфера с добра вентилация в продължение на 18 часа, за да се постигне покълване. Покълналият ориз се суши в пещ с горещ въздух при 45 o C в продължение на 8 h, смила се до фин прах с помощта на многофункционален дезинтегратор (WF-20B) и се държи при 4 o C до употреба.

Животни

Тридесет и две мъжки мишки C57BL/6J, на възраст 6 седмици и с тегло 22 ± 3 g, бяха закупени от университета Monash, Куала Лумпур, Малайзия. Те бяха настанени по 4 на клетка в стая при 22 ± 2 o C с 12 часа осветление и достъпни за храна и вода ad libitum. Нормални и високомаслени диети (HFD) са получени от Altromin Spezialfutter GmbH & Co., KG, Германия. Съставът на диетите е подробно описан в Таблица 1. HFD-GR се приготвя чрез цялостно смесване на 0,5% от покълнал ориз Sang-Yod на килограм телесно тегло на ден с HFD, описан по-горе, и се гранулира във форма, за да имитира предишната му форма. След 2 седмици адаптация, мишките бяха разделени на 4 групи, като се запази еднакво изходно телесно тегло за група. Те включваха CONTROL (група мишки, хранени с нормална диета); HFD (група мишки, хранени с HFD); ПОЗИТИВНО (група мишки, хранени с HFD плюс 20 mg/kg/ден симвастатин; и HFD-GR (група мишки, хранени с HFD-GR диета). Програмите за хранене продължиха 12 седмици. Промени в тялото на мишките теглото и количеството на приема се записват ежеседмично. Експерименти с животни се извършват в съответствие с етичните насоки за лабораторни животни в Universiti Kebangsaan Малайзия, Куала Лумпур, Малайзия.

Манипулации с висцерална мастна тъкан, кръвна проба и чернодробна тъкан

Мишките се обезболяват интраперитонеално чрез използване на предозиране на пентобарбитал (80 mg/kg) с обем 0,1 ml на 10 g телесно тегло в 1 ml спринцовка 23-габаритна, 5/8-инчова игла и се жертват чрез сърдечна пункция. Висцералната мазнина се отстранява и претегля незабавно с помощта на теглилка. Черният дроб се съхранява в подходящи контейнери при -80 ° C до употреба. Събират се кръвни проби и серумите се разделят чрез центрофугиране при 2000 rcf за 15 минути.

Определяне на кръвната глюкоза и серумните липиди

Нивата на глюкоза в кръвни проби бяха измерени с помощта на комплект Accu-Chek, съгласно процедурите, препоръчани от производителя (Roche Diagnostic Co., Ltd). Серумните проби бяха използвани за анализ на триглицериди (TG), липопротеин с ниска плътност (LDL), общ холестерол (TC) и липопротеин с висока плътност (HDL). Те бяха изпратени и анализирани от Pathlab, Petaling Jaya, Selangor, Kuala lumper, Малайзия.

Хистологичен анализ

Чернодробните тъкани бяха нарязани на филийки с дебелина 5 mm, фиксирани в 10% неутрален буфериран формалин за една нощ и вградени в парафин. Вградената проба се разрязва с дебелина 3 μm, като се използва ръчен ротационен микротом Leica RM2235. Секцията се разширява на предметно стъкло и се държи при -20 o C за 1 h. След това се оцветява с хематоксилин и еозин (H&E) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) съгласно установените стандартни процедури и се визуализира под светлинен микроскоп (Olympus-bx53-ccd). За оцветяване с маслено червено О, вградената секция с дебелина от 5-10 μm се приготвя по метода на криоразреза. Изсушава се на въздух в продължение на 30 минути при стайна температура, фиксира се в 10% студен леден формалин и отново се суши на въздух. След измиване с dH2O и напълно изсушаване, секцията се оцветява с Маслено червено О, като се използват стандартни техники. Пробите на Slice се визуализират с помощта на светлинен микроскоп.

Статистически анализ

Данните бяха изразени като средна стойност ± SEM (n = 8). Индивидуалната групова разлика между средните стойности беше оценена чрез еднопосочен дисперсионен анализ (ANOVA), последван от многократни тестове на Tukey с помощта на статистически софтуерни пакети SPSS 19.0. Разликите бяха статистически значими при p Close

Беше отбелязано, че периодът от време, необходим за адаптиране към всяка диета за всяка група мишки, е различен, през който мишките не наддават на тегло. Те съответно съответстваха на 3 седмици за контролна група, 4 седмици за HFD група, 7 седмици за HFD-GR група и 8 седмици за ПОЗИТИВНА група.

Съдържание на висцерални мазнини

Фигура 1 показва% висцерална мазнина на мишки, хранени с различни диети в продължение на 12 седмици. Установено е повишено съдържание на висцерални мазнини в ред като CONTROL Close

Кръвна захар

Нивата на кръвната захар на мишки в групите CONTROL, HFD, POSITIVE и HFD-GR бяха определени и показани на фигура 2. Разликите в нивата на кръвната захар сред тези групи мишки не бяха разкрити до 12 седмици от програмата за хранене (вж. Методи).

Серумни липидни профили

Серумните липиди, включително TG, LDL, TC и HDL, на мишки, хранени с различни диети в продължение на 12 седмици, са показани на Фигура 3. Има сходство в нивата на TG и HDL за всички групи мишки. LDL нивата на мишките в HFD, POSITIVE и HFD-GR групи са били доста по-високи от тези на CONTROL групата. В допълнение, мишките от HFD, POSITIVE и HFD-GR групи ясно представиха по-високи нива на TC в сравнение с CONTROL мишки.

Хистологичен анализ на черния дроб

Няма хистологични аномалии в чернодробните тъкани на CONTROL мишки (Фигура 4а). За разлика от това, дегенерация на мазнини и цитоплазматични вакуоли в хепатоцитите бяха ясно наблюдавани при мишки, третирани с HFD (Фигура 4b). Лечението със симвастатин не е в състояние да облекчи дегенерацията на мазнините в черния дроб (Фигура 4в). Въпреки това, както се допълва с 0,5% покълнал ориз Sang-Yod на килограм телесно тегло на ден, се наблюдава намалена чернодробна стеатоза (Фигура 4г). Той е малко по-различен в хистопатологичните признаци за лечение със симвастатин в сравнение с нелекуваната контрола (Фигура 4b и c).

В допълнение, клетъчни компоненти в отговор на възпаление не бяха открити. Повишено вътреклетъчно отлагане на липиди беше значително открито при HFD-хранещи мишки, в сравнение с CONTROL мишки (Фигура 5а и b). Липидните капчици бяха значително намалени чрез третиране с 20 mg/kg/ден симвастатин (Фигура 5в). Интересното е, че подобно намаляване е много по-високо при HFD мишки, допълнени с 0,5% покълнал ориз Sang-Yod на килограм телесно тегло на ден (Фигура 5г).

Дискусия

Храненето на мишки с диета с високо съдържание на мазнини води до увеличаване на теглото. Степента на промяна на теглото съответства на това колко енергия от мазнини поглъща (данните не са показани). Оказва се обаче, че повишаването на висцералната мастна тъкан е косвено пропорционално на напълняване (Фигура 1). В съгласие с предишни доклади, промените в телесното тегло значително зависят от диетата, която хората консумират. Независимо от това, увеличаването на висцералните мазнини и телесното тегло се асоциира независимо [11]. Дали промените във висцералните мазнини са свързани с бъдещото развитие на хиперлипидемия ще бъдат описани по-късно.

NAFLD се признава, придружен от промени в ендогенния метаболизъм на липидите [2]. В това проучване серумните нива на TG, LDL и TC се повишават значително при HFD-хранещи мишки след 12 седмици, което предполага, че хиперлипидемия вероятно е развита при тези мишки. Беше отбелязано, че серумните TG, LDL и TC не бяха намалени до нормални нива след лечение със симвастатин и покълнал ориз Sang-Yod до 12 седмици (Фигура 3). Въпреки това, по-малко липидни капчици се натрупват в черния дроб на HFD-GR мишки в сравнение с тези на HFD мишки, както се вижда от намаляването на оцветяването с маслено червено O (Фигура 5). По този начин, покълналият ориз Sang-Yod значително обърна увреждането на черния дроб и дисфункцията, причинени от хиперлипидемия. По преценка, биоактивните съединения, присъстващи в този покълнал ориз, могат да окажат антиоксидантни и противовъзпалителни действия, способни да възстановят увредените чернодробни клетки до по-здрави аналози, състоящи се от предишни проучвания [12].

Повишаването на кръвната глюкоза се счита за „първото попадение“ в хипотезата на множество удари за NAFLD [13]. Както е показано на Фигура 2, мишките от POSITIVE и HFD-GR групи показват по-високи нива на глюкоза в кръвта, макар и несъществено различни, в сравнение с тези, определени за CONTROL и HFD мишки. Беше отбелязано, че чернодробните клетки на HFD мишки са значително повредени, дори предизвикани от относително по-ниска концентрация на кръвна глюкоза, което води до метаболитна аномалия на липидите с повишено натрупване на липидни капчици (Фигура 5). Интересното е, че намаляването на дегенерацията на мазнини, цитоплазмените вакуоли и натрупването на липиди са показани при хранене на мишки с HFD-GR (Фигура 4 и 5). Подобни постижения, демонстрирани от покълнал ориз Sang-Yod, ще бъдат резултат от ненаситени мастни киселини, предимно олеинова и линолова киселини в тях (лична комуникация, данните не са показани), състоящи се от предишни проучвания [14]. Съответно, покълналата добавка ориз Sang-Yod в доза от 0,5% на килограм телесно тегло на ден е била полезна за NAFLD чрез връщане на анормалните чернодробни клетки в нормално клетъчно състояние, допринасяйки за неговото хепатопротективно свойство.

Заключение

В заключение, NAFLD в нашия модел на мишки демонстрира значително увеличаване на натрупването на липиди както в серума, така и в черния дроб. Покълналият ориз Sang-Yod показва подчертан модулиращ ефект върху липидния метаболизъм, вероятно по отношение на редица пътища в тялото. Ще бъдат изследвани молекулярни механизми на всички предполагаеми пътища, повлияни от покълнал ориз Sang-Yod.

Одобрение на етиката

Употребата на животни от това проучване е одобрена от Комитета по етика за лабораторни животни от Universiti Kebangsaan Малайзия, Куала Лумпур, Малайзия.

Финансиране

Финансова подкрепа за този проект е получена от Тайландския образователен център за страните от АСЕАН за докторска степен. Проучвания; Стипендия за изследователска работа в чужбина на висше училище в университета „Принц на Сонгкла“ (PHA6102034N); FF-2018-401; и FF-2018-401/1.

Приноси на авторите

NW и SP са участвали в дизайна на проучването, събирането на данни, анализа и интерпретацията и писането на проект на ръкопис. JK, KH, AU, UK и JK са участвали в дизайна на проучването, разработването на протокол, преразглеждането на данните и констатациите и финализирането на ръкописа. Всички автори четат окончателната версия на ръкописа преди одобрение.

Признание

Авторите искат да благодарят на Катедра по фармацевтична химия, Факултет по фармацевтични науки, Университет Принц на Сонгкла (PSU), Тайланд; Катедра по физиология и Катедра по фармакология на Universiti Kebangsaan Малайзия, Малайзия за съдействие в лабораторно оборудване, експерименти, събиране на данни и ценни съвети.

Препратки

Цитат: Wangpradit N, Prom-in S, Kumar J, Hui Chua K, Ugusman A, Kamisah Y, et al. Хепатопротективен ефект на покълнал ориз Sang-Yod при затлъстели мишки. Austin J Nutr Metab. 2020; 7 (2): 1080.