Зміст

Olguin MC, Posadas MD, Revelant GC, Marinozzi D, Labourdette V, et al. (2018) Глутамат натрію впливає на фактори ризику метаболічного синдрому на дорослих щурів із ожирінням: Попереднє дослідження. J Obes Медика для схуднення 4: 023. doi.org/10.23937/2572-4010.1510023

СТАТТЯ ДОСЛІДЖЕННЯ | ВІДКРИТИЙ ДОСТУП DOI: 10.23937/2572-4010.1510023

Марія Каталіна Ольгін 1 *, Марта Делія Посадас 2, Джильда Селіна Ревелант 1, Даріо Маріноцці 1, Verónica Labourdette 2 та Марія Роза Венеція 1

1 Área Bromatología y Nutrición, Departamento Ciencias de los Alimentos y Medio Ambiente, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Національний університет Росаріо, Аргентина

2 Área Biología, Facultad de Ciencias Médicas, Національний університет Росаріо, Аргентина

Глутамат натрію, ожиріння, метаболічний синдром, стеатоз печінки, щури бета

Підсилювачі смаку їжі та смакові речовини є особливо важливими добавками, оскільки вони можуть покращити смакові якості харчових продуктів, які не мають привабливості. Вільні амінокислоти та білкові гідролізати використовуються як природні смакові речовини в кулінарії протягом багатьох століть та в різних культурах. П’ятий широко прийнятий смак - умами - виробляється в продуктах, багатих білками, морепродуктах, м’ясах, рагу та супах, коли вони готуються протягом тривалого часу.

У 1908 р. Професор Кікунае Ікеда, працюючи в Імператорському університеті Токіо, визначив солі глутамінової кислоти як хімічні сполуки, відповідальні за смак умами; пізніше він виділив MSG з водоростей комбу.

Коли MSG додають у їжу, він забезпечує смак, подібний до природного вільного глутамату. Застосовується для посилення природного смаку м’яса, морепродуктів, птиці, закусок, супів та рагу [1]. Харчові добавки, що забезпечують смак умами, класифікуються Codex Alimentarius як підсилювачі смаку [2]. MSG є одним із найпоширеніших підсилювачів смаку їжі, оскільки його додають до різноманітних продуктів у концентрації, яка перевищує 0,1-0,8% ваги; рівень, подібний до концентрації природного вільного глутамату в помідорах та сирі пармезан [3].

У всьому світі споживання MSG зросло за останні десятиліття завдяки його дії як смакового стимулу, так і як нейромодулятора у смакових рецепторах [4]. Він також був запропонований та оцінений як замінник хлориду натрію, як ініціатива зменшення вмісту натрію, особливо у промислових продуктах харчування, через асоціацію надлишку плазматичного натрію та розвиток ряду хронічних неінфекційних захворювань [5].

Існує загроза безпеки МСГ щодо епідемій надмірної ваги та ожиріння [6]. Кілька досліджень, проведених як на людях, так і на тваринах, пов'язували використання MSG як підсилювача смаку з початком ожиріння та метаболічним синдромом [7,8]. Зазначені ефекти, як правило, пояснюються прямими діями MSG у мозку, які впливають на споживання їжі, масу тіла та ліпідний обмін. MSG також був пов'язаний з гліколітичним процесом, особливо коли він потрапляє з вуглеводами, але його вплив на метаболізм глюкози погано характеризується [9].

Одним з найбільш суперечливих аспектів споживання MSG є апетит; в той час як деякі автори стверджують, що, збільшуючи смакові якості та змінюючи сигнальний каскад лептину на рівні гіпоталамусу, споживачі стають ненажерливими, інші описують двофазний ефект: додавання MSG стимулює апетит під час прийому всередину, але покращує постсимптомне насичення [8,10, 11]. Занепокоєння щодо MSG було виражено як фактор ризику, але епідеміологічні дослідження, які намагалися довести зв'язок, дали суперечливі результати [12,13]. Нарешті, роль MSG як харчової добавки у глобальній епідемії ожиріння досі незрозуміла.

Безпека глутамінової кислоти-глутаматів (E 620-625) була переоцінена Європейською агенцією з безпеки харчових продуктів (EFSA) Групою з харчових добавок та джерел поживних речовин, доданих до їжі (ANS), липень 2017 р. Рівень 3.200 мг MSG/кг маси тіла як NOAEL (рівень побічних ефектів, що спостерігається) не можна встановити за допомогою дослідження токсичності нейродевелопменту. На основі цього NOAEL Панель отримала прийнятну щоденну групову норму споживання (ADI) 30 мг/кг маси тіла на день, виражену як глутамінова кислота, для глутамінової кислоти та глутаматів. Комісія зазначила, що для деяких груп населення вплив цих добавок перевищував не лише запропонований ADI, але й дози, пов'язані з несприятливими ефектами для людей [14].

Метою цього дослідження було оцінити вплив додавання MSG до комерційного чау-чау на масу тіла, споживання їжі, глюкозу та амінотрансферази плазми крові та ліпіди плазми та печінки на 70-денних дорослих щурів IIMb/Beta.

Тварини та дієти

Для цього дослідження було використано 12 самців 70-денних щурів IIMb/Beta, вирощених у відділі біології Медичного факультету Національного університету Росаріо (Республіка Аргентина). Ця лінія ожиріння щурів була отримана високим ступенем інбридингу та підбором маси тіла вгору; він був міжнародно визнаним як мишача модель для вивчення метаболічного синдрому [15].

Гризунів із середньою масою 246,9 ± 34,9 г (середнє значення ± SD) було випадковим чином розділено на дві групи. Тварин утримували в індивідуальних клітинах протягом 40 днів і утримували їх у стандартному освітленні (12 годин світла/12 годин темряви) та кімнатній температурі (22 ± 2 ℃).

Початкові рівні глюкози, загального холестерину та ТАГ, визначені у зразках крові натще при пункції хвоста, становили (середнє значення ± SD): глюкоза в крові 108,9 ± 34,9 мг/дл; загальний холестерин 124,0 ± 12,4 мг/дл; ТАГ 193,6 ± 40,4 мг/дл.

Протягом експериментального періоду щурам дозволяли їжу (Rata/ratón laboratorio; GEPSA Feeds; Grupo Pilar S.A., Ruta Provincial 13 KM 2,5 Кордова, Аргентина) та воду ad libitum. Склад корму становив: білок 24 г/100 г; ефірний екстракт 6 г/100 г; клітковина 7 г/100 г; вологість 13 г/100 г; зола 8 г/100 г. Тварини утримувались відповідно до Національного Інституту охорони здоров’я щодо догляду та використання лабораторних тварин, а протокол був затверджений Комітетом з біоетики Національного університету Росаріо.

Додавання MSG та щоденне споживання

Готували водний розчин 1 г MSG/100 мл. Цим розчином розпорошували чау-чау у пропорції 100 мг MSG/100 г щурячого чау. Враховуючи середньодобове споживання їжі 30 ± 2 г, добове споживання MSG становило 30 ± 2 мг.

Вимірювання

Вага тіла та споживання їжі вимірювали через день. Ефективність перетворення їжі розраховували за наступним рівнянням:

Ефективність перетворення їжі: (Збільшення маси тіла (г)/Споживання їжі (г) × 100).

На сорок день експерименту зразки серцевої крові натще збирали під наркозом (кетаміну гідрохлорид 0,1 мг/100 г маси тіла та ацетопромазину малеат 0,1 мг/100 г/масу тіла). Кількісно визначали глікемію, загальний холестерин, холестерин ЛПВЩ та ЛПНЩ, TAG, AST, ALT за допомогою ферментативних спектрофотометричних методів із застосуванням наборів Wiener Laboratories (Wiener Laboratorios SAIC; Росаріо, Аргентина). Тваринам евтаназували передозування 18% пентобарбіталу натрію (10/12 мг/маса тіла), що вводили внутрішньочеревно [16]. Черевні жирові прокладки (заочеревинну та придаткову залозу) та печінку вирізали, промили у фізіологічному розчині, висушили фільтрувальним папером та зважили. Відносні жирові депо та масу печінки розраховували як співвідношення між масою органу та загальною масою тіла: (маса органу/загальна вага тіла × 100).

Печінку зберігали при -18 ℃ до аналізів.

Аналізи печінки

Зразки печінки гомогенізували в гомогенаторі Поттера-Ельвежана, а ліпіди екстрагували хлороформом/метанолом згідно з Folch [17]. Загальну кількість ліпідів кількісно визначали гравіметрично після випаровування розчинників. TAG печінки та загальний холестерин визначали за допомогою тих самих аналітичних процедур, що застосовувались для плазми.

Статистика

Усі дані представлені як середні значення зі стандартними відхиленнями. Статистичний аналіз проводили за допомогою програми Graph Pad Prism 3.02. Дані аналізували за допомогою t-критерію Стьюдента. Значення Р нижче 0,05 (с Таблиця 1: Кінцева вага тіла, збільшення ваги, споживання корму, ефективність, відносна вага заочеревинних (RP) та епідидимальних (EP) жирових прокладок. Переглянути таблицю 1

Кінцева плазматична глюкоза, загальний холестерин і фракції, TAG, AST і ALT не відрізнялися між групами (табл. 2).

Таблиця 2: Кінцеві показники крові: глікемія, Т. холестерин, холестерин ЛПВЩ, холестерин ЛПНЩ, ТАГ, АСТ, АЛТ. Переглянути таблицю 2

Ретроперитонеальні жирові депо та відносна вага печінки були значно вищими у групі MSG (таблиця 1 та таблиця 3).

Таблиця 3: Параметри печінки: відносна вага печінки, загальні ліпіди печінки, загальний холестерин і ТАГ. Переглянути таблицю 3

Загальний вміст ліпідів у печінці був значно вищим у групі MSG; триацилгліцерини печінки та загальний холестерин не виявляли відмінностей між групами.

Численні дослідження оцінювали можливі різні фізіологічні/метаболічні ефекти MSG на лабораторних тварин, що вводяться перорально, шляхом інтубації або ін'єкцій. Вік, в якому вивчали вплив добавки, варіюється від розвитку плода до дорослого віку. Дози, що використовуються в експериментах, охоплюють широкий діапазон, починаючи від звичайної концентрації харчової промисловості як харчового підсилювача до дуже високої [18]. МСГ часто застосовували для викликання ожиріння у новонароджених лабораторних гризунів, яким вводили підшкірно в концентрації 2-4 мг/г маси тіла протягом 5-8 днів. MSG руйнує нейрони дугоподібного ядра гіпоталамусу, одного з основних сайтів, що регулює енергетичний гомеостаз, викликаючи гіперінсулінемічне ожиріння [19]. Повідомляються наслідки введення MSG на новонароджених гризунах включають печінкові прояви метаболічного синдрому, такі як стеатогепатит [20].

Метою цього попереднього дослідження було оцінити можливі наслідки перорального прийому MSG як харчової добавки на дорослих щурів із ожирінням IIMb/Beta та діабетом, додаючи його до комерційних кормів. Лінія IIMb/Beta у щурів розвиває спонтанне негіперфагічне періпубертатне гіпертріацилгліцеролемічне ожиріння з прогресуючою непереносимістю глюкози, яке еволюціонує до діабету 2 типу у дорослому віці [21]. Це також показує залежний від дієти стеатоз печінки. Ожиріння - середнього ступеня - вражає обидві статі, хоча воно більш помітне у чоловіків і визначається як надмірною вагою, так і об’ємом жирових волоті. Ці характеристики підтверджують використання цієї моделі тварин для оцінки впливу різних дієт, поживних речовин та харчових добавок на фактори ризику метаболічного синдрому, які вона представляє.

Кількість доданого MSG становила 1 г/кг корму, зазвичай застосовували концентрацію [3]. Щоденне споживання MSG щуром (30 ± 2 мг) представляло б майже 2,6-кратний показник ADI, встановлений для людини EFSA в липні 2017 року. Однак епідеміологічні дані показують середньодобове споживання MSG 4,0 ± 2,2 г/день (діапазон 0,4-14,0 г/день) у сільській місцевості дорослого населення Таїланду. Це в середньому становить майже 60 мг/кг маси тіла на добу та діапазон від 31 до 86 мг MSG/кг маси тіла на добу [22]. В інших країнах щоденне споживання MSG змінюється з 0,58 г на день у США та Великобританії до 1,2-1,7 г у Японії та Кореї [13].

Не було ніяких ефектів у загальному споживанні корму, що не показало суттєвих відмінностей між групами (табл. 1), тому можна припустити, що не було змін у смакових якостях, отриманих від підсилювача смаку. Подібну поведінку спостерігали Тордофф, Алеман та Мерфі, коли MSG у концентрації 1% та 3% додавали до дієти AIN 76 або високоенергетичної дієти та пропонували самцям щурів Sprague Dawley протягом 8 тижнів [23]. У нашому експерименті не виявлено суттєвих відмінностей щодо кінцевої ваги або збільшення маси тіла.

Профіль плазми глюкози та ліпідів не виявляв відмінностей між групами; обидва вони виражали звичайний високий рівень глікемії та рівня TAG, типові для особливостей метаболічного синдрому на цій лінії щурів. Ніяких відмінностей у амінотрансферазах печінки, які знаходились у нормальному рівні, не виявлено (табл. 2). У дослідженні на дорослих щурах Wistar (100-150 г маси тіла), що годували комерційну чау-щур і отримували внутрішньочеревно щоденну дозу 4 г/кг маси тіла та 8 г/кг маси тіла протягом 8 днів, Inyang, Ojewunmi та Ebuchi виявили значне підвищення рівнів АСТ і АЛТ, а також загальних концентрацій холестерину і ТАГ у групі високих доз [24].

Опубліковані суперечливі результати щодо впливу MSG на збільшення ваги та відкладення жиру. Коллісон та його колеги виявили, що мишей C57BL/6J годували дієтою з високим вмістом жирних кислот і, отримуючи 0,064% розчину MSG для пиття, збільшили обхват живота більше, ніж у контрольних груп [25]. Кондох і Торі досліджували наслідки спонтанного прийому 1% водного розчину MSG на споживання їжі та масу тіла самців щурів Sprague Dawley, яких годували дієтами з різною калорійністю та вмістом жиру та вуглеводів. Група, яка пила розчин MSG, продемонструвала значно нижчий приріст ваги, зменшення жирових прокладків на животі порівняно з групою, яка пила лише воду [26]. Ефект MSG на зменшення маси тіла співпадає з доказами того, що MSG стимулює термогенез, що за відсутності компенсаційного збільшення споживання корму призведе до втрати ваги [27].

У нашому експерименті важливою знахідкою було значно вище відносна вага заочеревинних жирових прокладок, зареєстрованих у групі MSG. Це склад жиру в черевній порожнині зазвичай розглядається як один із ризикових параметрів, що визначає метаболічний синдром, і може розглядатися як негативний ефект від додавання MSG.

Ще однією актуальною проблемою було виявлення вищої відносної ваги печінки та значно вищого загального вмісту ліпідів у печінці у групі MSG. В експерименті на дорослих щурах, які отримували 0,6-1,6 мг/г маси тіла MSG протягом 2 тижнів, Thawfik та Al-Badr продемонстрували підвищений рівень ALT та γ-глутамілтрансферази (GGT), а також значне збільшення відносної ваги печінки та нирок [28 ].

За даними Onyema та ін. щури, які отримували MSG 0,6 мг/г маси тіла протягом 10 днів, виражали симптоми ураження печінки; спостерігалося збільшення перекисного окислення ліпідів та підвищена активність ALT, AST та GGT у сироватці крові [29]. За збігом наших результатів у бета-щурів, Наканіші та його колеги виявили розвиток стеатогепатиту у 12-місячних мишей, які отримували MSG [30].

Важливий і оригінальний внесок нашого дослідження полягає в тому, що ми працювали з рівнями MSG, які часто досягаються в раціоні людини, коли він використовується як харчова добавка, на відміну від повідомлень інших дослідників, коли введені дози MSG перевищували сенсорні та технологічні межі [28].

На закінчення, у цьому дослідженні група щурів, які отримували чау з MSG, не виявила шкідливих ефектів, про які повідомлялося про збільшення споживання їжі та маси тіла, а також впливу на ліпідний профіль або амінотрансферази печінки. Тим не менше, негативний вплив MSG виражався у збільшенні складів жирової тканини в животі та відносній вазі печінки, а також у стеатозі їх печінки; два фактори ризику метаболічного синдрому. Подальші дослідження, як на тваринних моделях, так і на людях, а також на більш тривалі експериментальні періоди із застосуванням доз MSG, подібних до щоденного споживання у різних популяціях, необхідні для перевірки та перевірки різноманітних наслідків для здоров'я, про які повідомляється в цьому попередньому дослідженні.

Автори висловлюють подяку лабораторіям Wiener за надання діагностичних наборів для аналізу крові та печінки.

Усі автори прочитали та схвалили остаточну версію рукопису.

Автори не мають заявляти про фінансові чи особисті конфлікти. Від імені всіх авторів відповідний автор заявляє, що не існує конфлікту інтересів.

Це дослідження фінансувалося секретарем науки і технологій Національного університету Росаріо (Med 445).