Елена Браво

1 Катедра по клетъчна биология и неврология, Национален здравен институт, Рим 00161, Италия; Имейл: [email protected]

нарушен

Симонета Палески

2 Катедра по хематология, онкология и молекулярна медицина, Национален здравен институт, Рим 00161, Италия. Имейли: [email protected] (S.P.); [email protected] (B.R.)

Барбара Роси

2 Катедра по хематология, онкология и молекулярна медицина, Национален здравен институт, Рим 00161, Италия. Имейли: [email protected] (S.P.); [email protected] (B.R.)

Мариаросария Наполитано

1 Катедра по клетъчна биология и неврология, Национален здравен институт, Рим 00161, Италия; Имейл: [email protected]

Лука Тиано

Емануела Д’Амор

4 Служба за биотехнологии и хуманно отношение към животните, Сектор за експериментиране с животни, Национален здравен институт, Рим 00161, Италия; Имейл: [email protected]

Катлийн М Ботам

5 Департамент по ветеринарни основни науки, Кралския ветеринарен колеж, Royal College St., Лондон NW1 0TU, Великобритания; Имейл: ku.ca.cvr@mahtobk

Резюме

Счита се, че оксидативният стрес е основен фактор, допринасящ за развитието на безалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD), най-често срещаното чернодробно заболяване в световен мащаб. В това проучване са изследвани ефектите на NAFLD, предизвикана от диета с високо съдържание на мазнини, върху метаболизма на коензим Q (CoQ) и маркери на плазмен оксидативен стрес при плъхове. Плъховете са хранени със стандартна диета с ниско съдържание на мазнини (контрол) или диета с високо съдържание на мазнини (57% метаболизираща енергия като мазнини) в продължение на 18 седмици. Концентрациите на общия (редуциран + окислен) CoQ9 се увеличават с> 2 пъти в плазмата на животни, хранени с диета с високо съдържание на мазнини, докато тези на общия CoQ10 са непроменени. Намалените нива на CoQ бяха повишени, но нивата на окислени CoQ не бяха, поради което делът в намалената форма беше увеличен с около 75%. По-висок процент плазмен CoQ9 в сравнение с CoQ10 е в намалена форма както при контролни, така и при плъхове, хранени с високо съдържание на мазнини. Нивата на плазмения протеин тиол (SH) бяха намалени при плъхове с високо съдържание на мазнини в сравнение с контролната група, но концентрациите на липидни хидропероксиди и конюгирани диени с ниска плътност (LDL) бяха непроменени. Тези резултати показват, че NAFLD с високо съдържание на мазнини при плъхове е свързано с променен метаболизъм на CoQ и повишен протеинов, но не и липиден, оксидативен стрес.

1. Въведение

Безалкохолната мастна чернодробна болест (NAFLD) се характеризира с натрупване на триацилглицерол (TG) в чернодробните клетки. Сравнително често се среща сред общата популация, с приблизителна честота 20–30%, но честотата му значително се увеличава до 70–90% при затлъстяване, диабет тип 2 и свързани метаболитни заболявания и се счита за чернодробната проява на метаболитният синдром [1]. Въпреки че се смята, че простата чернодробна стеатоза, наблюдавана при NAFLD, е относително доброкачествена, състоянието понякога прогресира в по-сериозно чернодробно заболяване, включително неалкохолен стеатохепатит (NASH), чернодробна фиброза, цироза и в някои случаи хепатоцелуларен карцином и чернодробна недостатъчност [1]. Прогресията на заболяването е по-вероятно да се появи при пациенти с метаболитни заболявания [2], но засегнатите фактори не са добре разбрани. Смята се, че както инсулиновата резистентност, така и оксидативният стрес играят важна роля [3].

Естествените липидно разтворими антиоксиданти включват каротеноиди, витамини А и Е и коензим Q (CoQ) (наричан още убихинон). От тях CoQ е единственият, който се синтезира ендогенно при животните. Той се произвежда във всички тъкани и клетки, а във вътрешната митохондриална мембрана действа като редокс носител в дихателната верига [13]. Той обаче присъства във всички вътреклетъчни мембрани и в плазмата, а се смята, че намаленият CoQ функционира като антиоксидант за защита на липидите от пероксидация [13]. Митохондриалната дисфункция е характеристика на NAFLD [14] и скорошно проучване в нашата лаборатория предполага, че телесните концентрации на CoQ могат да бъдат нарушени в състоянието [15].

Проучванията при животни на NAFLD често използват гризачи с генетичен дефект или хранени с диета с дефицит на холин или метионин [16]. При хората обаче състоянието обикновено се свързва с прекомерна консумация на калории и сега са разработени методи за предизвикване на NAFLD при животни по подобен начин [4,17]. Предишната ни работа показа, че диета, съдържаща 57% енергия от мазнини, индуцира характерните черти на NAFLD при плъхове, включително инсулинова резистентност, хипертриглицеридемия, чернодробна стеатоза и увреждане на черния дроб и по този начин осигурява подходящ модел за ранните стадии на заболяването [ 15,18]. В настоящото проучване ние използвахме този модел, за да тестваме хипотезата, че метаболизмът на CoQ се нарушава при NAFLD, използвайки нашия по-рано характерен модел на заболяването, предизвикан от диета с високо съдържание на мазнини. В допълнение, ние проучихме ефектите на NAFLD върху други маркери за оксидативен стрес, включително протеин SH, антиоксидантите глутатион (GSH) и витамини А (VitA) и E (VitE) в кръвта.

2. Резултати и дискусия

2.1. Оценка на плазмените липиди, ензими, инсулин и хомеостатичен модел на инсулинова резистентност (HOMA-IR)

Концентрациите на TG и холестерол в плазмата от плъхове при контрола или диетата с високо съдържание на мазнини са показани на фигура 1. Както се очакваше, плазмените нива на TG бяха значително повишени от диетата с високо съдържание на мазнини (Фигура 1А), но плазмените концентрации на холестерол бяха непроменени (Фигура 1В). Общите плазмени липиди (TG + холестерол) се повишават с около 30% (Фигура 1С).