Teljes cikk A Spirulina platensis-szel végzett egyéni vagy kombinált kezelés elhízás elleni hatásai

Elsődleges kutatás

  • Teljes cikk
  • Ábrák és adatok
  • Hivatkozások
  • Idézetek
  • Metrikák
  • Engedélyezés
  • Újranyomtatások és engedélyek
  • PDF

Absztrakt

Bevezetés

Az elhízás krónikus betegség, amely súlyos egészségügyi kockázatokkal és korai halálozással jár együtt (Pilch és Bergenhem 2006). A magas zsírtartalmú étrend (HFD) fogyasztása növelte az elhízás előfordulását az elmúlt években. A kalóriabevitel és az energiafelhasználás közötti egyensúlyhiány a testzsír felhalmozódását eredményezi, amely elhízássá fejlődik (Lau et al. 2007; Osborn és Olefsky 2012). Az elhízás gyakori azoknál a populációknál, amelyek a mozgásszegény életmód, az alacsony nyugalmi anyagcsere-sebesség vagy mindkettő miatt pozitív hosszú távú energiamérleggel járnak. Bizonyos esetekben az elhízást genetikai tényezők, egészségi állapotok vagy pszichiátriai betegségek okozzák (Keith et al. 2006; Bleich et al. 2008). A diszlipidémiát a koleszterin, a trigliceridek és a szabad zsírsavak fokozott keringési szintje, valamint a nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin (HDL-C) és a kis sűrűségű lipoprotein-koleszterin (LDL- C) (Adiels et al. 2008).

platensis-szel

A természetes termékekkel történő kezelés potenciális terápiás stratégiát jelenthet az elhízás szempontjából. Természetes termékek felhasználhatók új, hatékony és biztonságos elhízás elleni gyógyszerek kifejlesztésére. Különböző természetes termékek, beleértve a nyers kivonatokat és az izolált tiszta természetes vegyületeket, elősegíthetik a testtömeg csökkentését és megakadályozhatják az étrend okozta elhízást (Han és mtsai 2005). Spirulina platensis kék-zöld mikroalga, szuper étel karakterekkel, magas fehérjetartalma (száraz tömeg 70%), többszörösen telítetlen zsírsavak, foszfolipidek, poliszacharidok, provitaminok, A-vitamin, E-vitamin, különböző B-vitaminok miatt; és ásványi anyagok (Ghaeni és Roomiani 2016). A spirulina potenciális terápiás szer az oxidatív stressz okozta hepatotoxicitásra, és a Spirulina antioxidatív potenciálja összefüggésben volt phycocyanin komponensével (Hussein et al. 2015). A legújabb klinikai vizsgálatok a Spirulina ígéretes hatásait mutatták a testtömeg csökkentésére elhízott embereknél (Moradi et al. 2019) és egereknél (Zhao et al. 2019).

Világszerte a kávé az egyik leggyakrabban fogyasztott ital. Számos tanulmány számolt be a kávé emberi egészségre gyakorolt ​​jótékony hatásáról (Tanaka és mtsai 2009). A kávébab egyik elterjedt hagyományos formája a zöld kávébab, amely nyers kávébab, amelyet nem pörköltek meg (Ochiai et al. 2004; Kozuma et al. 2005; Blum et al. 2007). A nyers zöld kávébab gazdag koffeinben, klorogénsavban és kapcsolódó metabolitjaiban, például kininsavban, koffeinsavban és p-kumarinsavban (Hasegawa és Mori 2000; Zheng et al. 2004; Lopez-Garcia et al. 2006 ). Sőt, a legújabb klinikai vizsgálatok a zöld kávé ígéretes terápiás hatásait mutatták a lipid- és hormonprofilok javítása érdekében elhízott emberekben (Gorji et al. 2019; Nikpayam et al. 2019) és egerekben (Choi et al. 2016).

Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy megvizsgálja az egyének és kombinációik elhízás elleni hatásait S. platensis zöldkávé vizes kivonatok a diszlipidémia biokémiai és molekuláris paramétereinek értékelésével HFD-indukálta elhízott patkányokban.

Anyag és módszerek

Vegyszerek

A por S. platensis a Free Trade Egypt Co.-tól (Behira, Egyiptom) szereztük be. A vizes extraktumot 1 g szuszpendálásával állítottuk elő S. platensis por 1 ml desztillált vízben (Farag et al. 2016). A zöld kávébab vizes kivonatát 30 g őrölt bab bab infundálásával állítottuk elő Coffea arabica 175 ml desztillált vízben. A szűrletet forró sütőben 60 ° C-on bepároljuk. A kapott kivonatkristályokat felhasználás előtt porítottuk. Az ezzel a módszerrel kapott száraz extraktum mennyisége 3 g volt. A port zárt, sterilizált üvegpalackban tárolták, amelyet felhasználásig hűtőszekrényben tároltak (Angelo et al. 2017). Ezeket a kivonatokat a kísérlet teljes időtartama alatt 3-4 naponként frissen készítettük.

Kísérleti állatok

Összesen 50 hím albínó patkányt vásároltak, körülbelül 120 ± 10 g testtömeggel, a Zagazigi Egyetem Állatorvostudományi Karának gazdaságából. Az állatokat egyenként, 12 órás világos/sötét ciklus alatt helyeztük el. Az állatok szabadon juthattak élelemhez és vízhez. 2 hét adaptív etetés után minden állatot hetente egyszer lemértek. A patkányokat HFD-vel etették, hogy elhízást idézzenek elő. Amint az 1. táblázat mutatja, a HFD kalóriáinak 50,98% -a kukoricaolajból származik (Griffin és mtsai 2012). A vizsgálati protokollt a Zagazigi Egyetemi Kutatóközpont, Intézményi Állattenyésztési és Felhasználási Bizottság (IACUC) hagyta jóvá (jóváhagyási szám: ZU-IACUC/3/F/119/2019).

Online közzététel:

1. táblázat: A kísérleti patkányok étrendjének összetétele.

Kísérleti terv

Mintavétel

A 16 hetes kísérleti időszak vége után a patkányokat 12 órán át hagyták koplalni. Ezután a patkányokat lefejezéssel feláldoztuk. A vérmintákat centrifuga csövekbe vettük antikoaguláns hiányában. A vérmintákat 3000 fordulat/perc sebességgel 20 percig centrifugáltuk. A szérummintákat elválasztottuk és -20 ° C-on tároltuk a biokémiai elemzésig. A kontroll és kísérleti csoportokban a patkányok hasi kerületét és orr-végbél hosszát (NAL) mértük. A BMI-t a tömeg (g) és az orr-végbél hosszának négyzetének (cm) elosztásával határoztuk meg. A májat és a szubkután WAT-ot összegyűjtöttük és súlyoztuk az összes patkánycsoportból. A májmintákat (30 mg) folyékony nitrogénben gyorsfagyasztottuk és folyékony nitrogéntartályban tároltuk a kvantitatív valós idejű polimeráz láncreakció (qRT-PCR) analízishez.

Biokémiai elemzés

A glükóz, az összes fehérje, az albumin, az alkalikus foszfatáz (ALP), az összes koleszterin és a trigliceridek szérumszintjét a korábban leírt protokollok szerint mértük (Hussein és mtsai 2020). A HDL-C, az LDL-C és a nagyon kis sűrűségű lipoprotein-koleszterin (VLDL-C) szérumszintjét a korábban leírt protokollok alapján határoztuk meg (Burstein és mtsai 1970; Wieland és Siedel 1983; és Wilson és mtsai 1985, illetőleg). A korábbi biokémiai elemzések készleteit a Spectrum, az Egyptian Company for Biotechnology, Kairó, Egyiptom kapta. A leptin és az inzulin szérumszintjét a megfelelő szilárd fázisú enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) készletekkel (RayBio és MyBioSource) mértük.

qRT-PCR

A teljes RNS-t a máj szöveteiből az RNeasy mini készlet segítségével extraháltuk, a gyártó utasításainak betartásával (Intron Biotech, Daegon, Korea). Az első szálú cDNS-t a HiSenScript ™ RH (-) cDNS szintézis készlet segítségével szintetizáltuk. A cDNS-t qRT-PCR-nek vetettük alá a Power SYBR® green PCR master mix segítségével. A qRT-PCR elemzéshez használt primer szekvenciákat a 2. táblázat sorolja fel. A PCR körülmények a következők voltak: 1 ciklus 95 ° C-on 12 percig denaturáláshoz, majd 40 ciklushoz 95 ° C-ig 15 másodpercig denaturáláshoz, 60 ° -ig. C hőkezelés 20 másodpercig, hosszabbítás esetén 72 ° C 20 percig. A célgén küszöbciklusát (Ct) normalizálták a háztartási géné (β-aktin). A célgén relatív expressziós szintjét a (2 -ΔΔCt) módszerrel határoztuk meg (Livak és Schmittgen 2001).

Online közzététel:

2. táblázat: A kvantitatív valós idejű polimeráz láncreakcióhoz (qPCR) használt primerek.

Statisztikai analízis

Az adatok normalitását Shapiro – Wilk teszttel teszteltük. Minden adatot rendesen elosztottak. Az adatok átlag ± átlagos átlaghiba (SEM). Az adatokat egyirányú varianciaanalízissel (ANOVA) vizsgáltuk. A különböző csoportok adatait kétirányú ANOVA-val hasonlítottuk össze az általános lineáris modell (GLM) alkalmazásával. A Duncan több tartományú tesztet és a legkevésbé szignifikáns különbségű (LSD) többszörös összehasonlító teszteket post hoc tesztként végeztük. Az összes statisztikai elemzést az IBM SPSS-ben (25. verzió) végeztük. A grafikonokat a GraphPad 8 prismában ábrázoltuk.

Eredmények

A vizes kivonatok hatása az antropometrikus mérésekre, a napi táplálékfelvételre, a máj és a szubkután WAT súlyára a HFD által kiváltott elhízott patkányokban

A IIa. Csoportba tartozó patkányok testtömeg-változása szignifikánsan nagyobb volt ( Egyéni vagy kombinált kezelés elhízás elleni hatásai Spirulina platensis és zöld kávébab vizes kivonatok magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott patkányokban

Online közzététel:
Online közzététel:

3. táblázat: Egyéni vagy kombinált kezelés hatása Spirulina platensis és zöld kávébab vizes kivonat a májfunkcióra HFD-indukálta elhízott patkányokban.

A vizes kivonatok hatása a HFD által kiváltott elhízott patkányok lipogramjára

A IIa csoportba tartozó patkányok szignifikánsan magasabb szérumszintet mutattak az összkoleszterinben ( Egyéni vagy kombinált kezelés elhízás elleni hatásai Spirulina platensis és zöld kávébab vizes kivonatok magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott patkányokban

Online közzététel:

2. ábra A Spirulina platensis és zöld kávébab vizes kivonatok egyedi vagy kombinált kezelésének hatása a lipidprofilra HFD-indukálta elhízott patkányokban (A-E). A. Összkoleszterin, B. Triacilglicerin, C. Nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin, D. Alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin és Nagyon alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin. Az értékeket átlagként ± az átlag standard hibája (SEM) képviseli minden csoportban ( = 8–10). A különböző szubkripteket hordozó eszközök jelentősen eltérnek egymástól ( 2. ábra A Spirulina platensis és zöld kávébab vizes kivonatok egyedi vagy kombinált kezelésének hatása a lipidprofilra HFD-indukálta elhízott patkányokban (A-E). A. Összkoleszterin, B. Triacilglicerin, C. Nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin, D. Alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin és Nagyon alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin. Az értékeket átlagként ± az átlag standard hibája (SEM) képviseli minden csoportban ( = 8–10). A különböző szubkripteket tartalmazó eszközök jelentősen eltérnek egymástól ( Egyéni vagy kombinált kezelés elhízás elleni hatásai Spirulina platensis és zöld kávébab vizes kivonatok magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott patkányokban

Online közzététel:

4. táblázat: Egyéni vagy kombinált kezelés hatása Spirulina platensis és a zöld kávébab vizes kivonata a leptin, inzulin és glükóz szérumszintjén HFD-indukálta elhízott patkányokban.

A vizes kivonatok hatása a FAS, PGC-1α és PPAR-α mRNS-szintjére HFD-indukálta elhízott patkányokban

Online közzététel:

3. ábra: Kvantitatív valós idejű PCR-elemzés a FAS (A), a PGC-1α (B) és a PPARα (C) máj mRNS expressziós szintjének meghatározásához a kontrollban, a HFD (magas zsírtartalmú diétával táplált csoport), a Spirulina (HFD + Spirulina platensis extraktummal kezelt csoport), G. kávé (HFD + zöld kávébab kivonattal kezelt csoport) és együtt kezelt (HFD + Spirulina platensis és zöld kávébab kivonattal kezelt csoport) csoportok. Az értékeket az egyes csoportokban átlag ± átlagos átlaghiba (SEM) formájában jelenítjük meg. A különböző betűket (a, b és c) hordozó eszközök jelentősen eltérnek egymástól ( 3. ábra: Kvantitatív valós idejű PCR-elemzés a FAS (A), a PGC-1α (B) és a PPARα (C) máj mRNS expressziós szintjének meghatározásához a kontrollban, a HFD (magas zsírtartalmú diétával táplált csoport), a Spirulina (HFD + Spirulina platensis extraktummal kezelt csoport), G. kávé (HFD + zöld kávébab kivonattal kezelt csoport) és együtt kezelt (HFD + Spirulina platensis és zöld kávébab kivonattal kezelt csoport) csoportok. Az értékeket átlagként ± az átlag standard hibájaként (SEM) ábrázoljuk az egyes csoportokban. A különböző betűket (a, b és c) hordozó eszközök jelentősen eltérnek egymástól ( 2013).

E vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy a HFD-vel táplált patkányok testtömege szignifikánsan magasabb, mint a kontroll étrenddel etetett patkányoké. Kezelés S. platensis a vizes kivonat szignifikánsan csökkentette a HFD által kiváltott testtömeg-növekedést patkányokban. Ennek oka lehet a fikocianin pigment jelenléte a S. platensis, amely gátolja a zsírsavak oxidációját vagy a lipolízist (Alonso és Maroto 2000; Colla és mtsai 2008). Telítetlen zsírsavak, például olajsav, linolsav, gamma-linolénsav és más fitokémiai alkotóelemek, például fix olajok, aminosavak és flavonoidok jelenléte hozzájárulhat a S. platensis (Colla és mtsai 2004).

A zöld kávébab vizes kivonatával kezelt patkányok testtömege is csökkent. Ennek oka lehet a zöld kávébab fitokémiai alkotóelemei. Korábbi tanulmányok arról számoltak be, hogy a zöld kávébab fitokémiai alkotóelemei megakadályozzák a testtömeg-növekedést és a zsír felhalmozódását azáltal, hogy gátolják a zsír felszívódását és fokozzák a máj anyagcseréjét (Shimoda et al. 2006; Meng et al. 2013). A zöld kávébab jótékony hatását elsősorban a klorogénsav-tartalom okozza (Meng et al. 2013; Meng et al. 2016). A zöld kávébab kivonatról beszámoltak arról, hogy a klorogénsavnál vagy a koffeinnél jobban elnyomja a testtömeg-növekedést, ami a koffein és a klorogénsav szinergikus aktivitásának tulajdonítható a zöld kávébabban (Suzuki et al. 2008; Zheng et al. 2014).

Mivel a máj a méregtelenítésben részt vevő fő szerv, fontos a máj működésének fenntartása. A szervek vagy szövetek károsodása nagy mennyiségű sejtenzim felszabadulását eredményezi a véráramban. Számos tanulmány arról számolt be, hogy az egészséges egyének vérében a legtöbb enzim aktivitása állandó marad (González de Rivera et al. 1993; Torres-Durán et al. 1999).

Ebben a vizsgálatban a biokémiai paraméterek, mint például a teljes fehérje szint, a globulin szint és az albumin/globulin arány a IId csoportban nem különböztek szignifikánsan a IIa csoportba tartozó patkányokétól. Az ALT, az AST, az ALP és az albumin szintje azonban szignifikánsan különbözött a IIb és a IIa csoport között. Kezelés Spirulina a jelentések szerint jelentősen csökkenti a koleszterin, a szérum triacilglicerin és az LDL-C szintjét, és jelentősen növeli a HDL-C szintjét (El-Sheekh és mtsai 2014; Zhao és mtsai 2019).

Kezelés Spirulina csökkenti a szérum lipidszintet antioxidáns vegyületek, például fikocianinok és fenolos vegyületek jelenléte miatt, amelyek gátolják a zsírsavak oxidációját vagy a lipolízist, és többszörösen telítetlen zsírsavakat, amelyek hozzájárulnak a S. platensis (Balasubramanian et al. 2013). A hipolipidémiás hatása S. platensis a C-phycocyanin közvetíti, amely gátolja a jejunális koleszterin felszívódását és az ilealis epesav visszaszívódását (Nagaoka et al. 2005). Ezenkívül a glikolipid H-b2 S. platensis számoltak be, hogy dózisfüggően gátolják a hasnyálmirigy lipáz aktivitását és csökkentik az étkezés utáni triacilglicerin szintjét (Han és mtsai 2006). Az esszenciális zsírsavtartalom S. platensis megakadályozhatja a zsír és a koleszterin felhalmozódását (Kurdikeri 2006).

A zöld kávé közvetlenül befolyásolja a lipidprofil összes paraméterét (Shimoda et al. 2006). A zöld kávébab fitokomponense jelentősen javította a HDL és a VLDL szintjét (Meng et al. 2013). Ezenkívül a zöld kávé csökkentette a koleszterin, a triglicerid és az LDL szintjét (Yukawa és mtsai 2004). A zöld kávébab klorogénsavja csökkenti a lipidtartalmat, majd a testtömeg-gyarapodást és a zsír felhalmozódását a zsír felszívódásának gátlásával és a máj anyagcseréjének aktiválásával (Shimoda et al. 2006).

Az adipociták kiválasztják a leptint az élelmiszer-bevitel és a zsírsav-oxidáció szabályozására. A leptint az agyba szállítják, ami jelzi a lipid felhalmozódásának gátlását a zsírszövetben (Arch 2005). A zöld kávébab kivonattal végzett kezelés csökkentette a leptin koncentrációját (Choi et al. 2016). Kezelés S. platensis kivonat csökkentette a vércukorszintet. Egyes tanulmányok szerint a magas rosttartalom S. platensis zavarja a glükóz felszívódását, ami ezt követően csökkenti a vércukorszintet (Layam és Reddy 2006). Más tanulmányok azt sugallják, hogy a peptidek és polipeptidek az emésztésével keletkeztek S. platensis csökkentheti a vércukorszintet (Mani et al. 2000).

Kezelés S. platensis kivonat növelte az inzulinszintet. S. platensis antihiperglikémiás hatást fejthet ki az inzulin hasnyálmirigy-szekréciójának megerősítésével a szigeti β-sejtből, vagy fokozott vércukorszint-transzferrel a perifériás szövetbe. S. platensis Hipoglikémiás hatásokat fejt ki a NADPH (nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát) és a NADH (nikotinamid-adenin-dinukleotid) csökkentésével, amelyek a zsíranyagcsere társfaktorai (Layam és Reddy 2006).

A zöld kávé kivonattal történő kezelés szintén csökkentette a vércukorszintet és növelte az inzulinszintet. A klorogénsav, a zöld kávé fitokomponense, gátolja a glükóz felszívódását a vékonybélben azáltal, hogy gátolja a glükóz-6-foszfát transzlokáz 1 (Ma és mtsai. 2015), a glükóz felszabadulását pedig a máj glükóz-6-foszfatáz aktivitásának gátlásával. Ennek következtében csökken az általános keringés glükózszintje, és ennek következtében alacsony az inzulinaktivitás.

A IIc csoportba tartozó patkányok magasabb mRNS expressziós szintet mutattak a PPARα szintjén, mint a IIa csoport patkányok. A zöld kávébabban található klorogénsav befolyásolja a lipidanyagcserét szabályozó enzimeket, amelyek jótékony hatást gyakorolnak az elhízásra és a diszlipidémiára (Santana-Gálvez et al. 2017). A PPARα a p-oxidáció révén fokozza a zsírsavak lebomlását (Huang et al. 2015). A zöld kávé kivonattal kezelt patkányokban a szérum és a máj lipidjeinek csökkenése a fokozott PPARα expressziónak tudható be, amely felgyorsítja a zsírsavak β-oxidációját (Santana-Gálvez et al. 2017).

Következtetés

Ez a tanulmány kimutatta a biokémiai és molekuláris változásokat, amelyek a S. platensis és zöld kávé vizes kivonatok HFD által kiváltott elhízott patkányokban. A IId csoportba tartozó patkányok kisebb testtömeg-növekedést mutattak, mint a IIa csoportú patkányok. Kezelés S. platensis és a zöld kávé kivonatok javították a HFD által kiváltott lipidprofil változásokat patkányokban. A leptin, az inzulin és a vércukorszint javult a S. platensis és zöld kávé kivonatok HFD által kiváltott elhízott patkányokban. Ezenkívül a S. platensis és a zöld kávékivonat enyhítette a HFD által kiváltott változásokat a FAS, PGC-1α és PPARα mRNS-szintjeiben. E vizsgálat eredményei alapján javasoljuk a használatát S. platensis és zöld kávé az elhízás kezelésére.