Поточні питання

[ Науково-дослідна робота ]
Корейське товариство біотехнологій та біоінженерії - вип. 34, No 1, с.10-14
Абревіатура: KSBB J
ISSN: 1225-7117 (Друк) 2288-8268 (Інтернет)
Друк дати публікації 31 березня 2019 р
Отримано 03 грудня 2018 р. Переглянуто 12 січня 2019 р. Прийнято 25 січня 2019 р
DOI: https://doi.org/10.7841/ksbbj.2019.34.1.10

біотехнологій

  • Корейський інститут планування та оцінки технологій у харчовій, сільській, лісовій та рибній промисловості
  • 312033-5/316087-4/117043-3
  • Адміністрація розвитку сільських територій
  • PJ01329601

Насіння Camelina sativa виявляється хорошим джерелом α-ліноленової кислоти з підвищеним вмістом вітаміну Е. Отже, ми досліджували корисні ефекти олії камеліни для здоров’я для використання харчових інгредієнтів. У цьому дослідженні ми вводили олію камелії перорально з нормальним (ND) та дієтою з високим вмістом жиру (HFD) на мишах та аналізували їх вплив на нижчий приріст маси тіла, профілактику ліпідів у сироватці крові, включаючи загальний холестерин (TC), тригліцериди (TG), ліпопротеїни високої щільності (ЛПНЩ) і ліпопротеїни низької щільності (ЛПНЩ). У мишей, що годували ND, пероральне введення олії камелії показало значно нижчий приріст маси тіла через два тижні порівняно з відсутністю добавки олії камеліни, хоча ефект збільшення маси тіла у мишей, що годували HFD, не спостерігався. Олія камелії також впливає на ліпідні профілі сироватки мишей. Рівні ТК значно знижувались добавками олії камеліни у мишей, що годували ND. Ці результати свідчать про те, що добавки олії камеліни при помірному споживанні жиру можуть мати користь для здоров'я при контролі маси тіла та ліпідних профілях крові.

Поширеність ожиріння зростає у всьому світі. Хоча очевидно, що генетичні фактори сприяють ожирінню, важливою роллю факторів навколишнього середовища не можна нехтувати. Серед цих факторів навколишнього середовища, споживання дієти з високим вмістом жиру, з високим вмістом жиру (HFD) вважається одним з головних факторів [1, 2]. На відміну від них, добавки з n-3 поліненасиченими жирними кислотами (n-3 PUFA) є хорошим способом полегшити фактори ризику ожиріння [3]. Однак нинішні середньодобові споживання n-3 ПНЖК для більшості людей значно нижчі за рекомендовані дози [4] .

Хоча ефективність метаболічного перетворення низька, альфаліноленова кислота (ALA; 18: 3: 3n-3) може бути перетворена в ейкозапентаенову кислоту (EPA), докозагексаєнову кислоту (DHA) та поліненасичені жирні кислоти n-3 з довгим ланцюгом (LC n- 3 ПНЖК) [5 - 7]. Метаболіти цієї конверсії полегшують кілька факторів серцево-судинного ризику у людей [5, 6, 8 - 12]. ПНЖК LC n-3 вважаються суттєво залученими до зміни ліпідних профілів сироватки крові, втрати ваги та зменшення приросту ваги у тварин та людей [13 - 21] .

На сьогоднішній день більшість АЛК постачаються з морських організмів, таких як їстівні риб'ячі жири [22 - 24]. Нестабільне постачання олії на основі дикої риби та занепокоєння накопиченням важких металів у рибі прискорили інтерес до ботанічних джерел ПНЖК n-3, таких як насіння льону, волоські горіхи та водорості [25, 26] .

Камелина має ряд чудових агротехнічних властивостей, які роблять її корисною як олійних культур, таких як порівняно короткий вегетаційний період (85-100 днів), озимих та ярих сортів та полегшення сівозміни з іншими культурами [27]. Камеліну називають фальшивим лляним насінням, оскільки ліпідний профіль подібний до профілю лляного насіння. Камеліна є другим за кількістю олійним насінням у складі ALA та лінолевої кислоти (LA), що становить приблизно 35 та 15% відповідно [27 - 29]. Рівень вітаміну Е в камеліні вищий, ніж в інших олійних культурах, що сприяє зниженню окисного прогірклості [30]. Такі переваги звернули нашу увагу на заміну поточних запасів ALA на основі диких риб або водоростей.

Метою цього дослідження є оцінка корисних для здоров’я ефектів добавок олії камеліни при ВЧС та нормальному харчуванні мишей, що годують. Для цього вводили 100 мкл олії камеліни/10 г маси тіла щодня до 11 тижневих періодів. Ми розсудили, що цієї кількості буде достатньо для оцінки нашого об'єкта на основі інших досліджень. Приріст маси тіла вимірювали щотижня, а ліпідні профілі в сироватці крові аналізували через 11 тижневих періодів.

Експериментальні протоколи були затверджені (# SJ-20141203) відповідно до «Комітету з догляду та використання тварин» Університету Сечжон, а експерименти проводились відповідно до «Керівництва Корейського агентства з карантину тварин і рослин з догляду та використання лабораторних тварин». . Самців мишей C57BL/6 придбали у Central Lab Animal Inc. (Сеул, Корея) і протягом одного тижня акліматизували в приміщенні для тварин при температурі (22 ± 2 o C), вологості (50 ± 10%) та температурі 12 h світло/12 h темний цикл з їжею та водою за умови необхідності. Всього 30 молодих самців мишей були випадковим чином розділені на чотири групи (n= 7, 8). Звичайний раціон (ND) з водою, нормальний раціон (ND) з олією камеліни, дієта з високим вмістом жиру (HFD) з водою, дієта з високим вмістом жиру (HFD) з олією камеліни годували чотирма групами мишей.

ND складався з 54% вуглеводів, 32% білка та 14% жиру. HFD складався з 20% вуглеводів, 20% білка та 60% жиру. Протягом перших 4-тижневих періодів мишам годували або ND, або HFD. Пізніше або комерційну олію камеліни (Jinice Camelina Oil, BC, Канада), або ddH2O (100 мкл/10 г маси тіла/добу) перорально вводили з обома типами кормів до 1 тижня. Споживання корму та вага тіла оцінювали щотижня. Для біохімічного аналізу пробу крові відбирали у 11-тижневих вирощених мишей. Сироватку відокремлювали від зразків крові центрифугуванням при 3500 об/хв протягом 10 хвилин. Ліпідний профіль сироватки, такий як загальний рівень холестерину в сироватці крові, тригліцериди (TG), ліпопротеїни високої щільності (HLD) та ліпопротеїди низької щільності (LDL), аналізували за допомогою набору ELISA (BioVision, CA, USA) за допомогою автоматичного хімічного аналізатора (BioTek, VT, США).

Статистичний аналіз проводили за допомогою статистичного програмного забезпечення IBM SPSS (SPSS Inc., Чикаго, Іллінойс, США). Для впливу олії камеліни на збільшення маси тіла та ліпідні профілі сироватки крові застосовували незалежний t-тест та тест Wilcoxon Rank-Sum між пероральним введенням олії камеліни та без нього. Нижче 0,05 стор-значення розглядалося як значення.

Для того, щоб дослідити вплив олії камеліни на нижчий приріст маси тіла у мишей, щоденне пероральне введення олії камелії з нормальним (ND) або жирним харчуванням (HFD) застосовували на мишах протягом 11 тижнів. Після однотижневого перорального прийому спостерігали незначний вплив на масу тіла як мишей, що отримували ND, так і HFD (табл. 1). З другого по 11-й тиждень після перорального прийому олії камеліни спостерігали значне збільшення маси тіла у мишей, що годували ND. Однак миші, що годували HFD, не могли продемонструвати стабільно значний приріст маси тіла при пероральному введенні олії камелії, за винятком того, що кілька моментів (4-й, 5-й та 8-й тижні) демонстрували суттєво зниження приросту маси тіла (табл. 1). Ці результати вказують на те, що регулярне пероральне вживання олії камеліни може знизити приріст маси тіла у мишей, особливо під час годування НД.

Тижні після
лікування Вага тіла (г) стор-значення a Вага тіла (г) стор-значення a Звичайна дієта З високим вмістом жиру ddH2O b Олія камелії ddH2O b Олія камелії
1 22,15 ± 0,92 21,72 ± 0,85 0,285 45,86 ± 1,62 44,08 ± 5,42 0,13
2 22,96 ± 0,82 22,25 ± 0,65 0,046 46,85 ± 0,64 44,90 ± 5,40 0,08
3 23,51 ± 0,88 22,55 ± 0,51 0,010 47,50 ± 0,35 45,48 ± 6,56 0,10
4 23,91 ± 0,90 22,84 ± 0,81 0,011 48,86 ± 0,49 47,06 ± 3,02 0,05
5 25,60 ± 0,90 24,43 ± 0,62 0,004 50,03 ± 1,27 47,75 ± 3,20 0,02
6 25,83 ± 0,86 24,80 ± 0,82 0,013 48,28 ± 1,22 47,20 ± 2,01 0,17
7 26,38 ± 0,97 25,25 ± 1,03 0,019 49,80 ± 1,28 48,76 ± 3,39 0,27
8 26,87 ± 0,97 25,87 ± 0,92 0,029 51,43 ± 1,18 49,23 ± 1,99 0,01
9 27,75 ± 0,92 26,60 ± 0,64 0,005 51,31 ± 0,84 50,88 ± 1,90 0,53
10 27,47 ± 1,26 26,51 ± 0,67 0,038 51,65 ± 1,93 50,81 ± 0,59 0,22
11 28,22 ± 1,08 26,78 ± 0,77 0,003 51,23 ± 1,29 50,24 ± 1,62 0,20

Деякі масла, багаті на ALA, демонстрували менший приріст маси тіла при не ожирінні, а в нормальних умовах [30]. Інші показали меншу масу тіла як при ожирінні, так і при нормальному стані. Наприклад, багате на ALA лляне насіння (Linum usitatissimum) масло показало менший приріст маси тіла [32]. Цікаво, що пероральне введення проміжних або кінцевих продуктів метаболізму ALA, таких як EPA, DHA та LC n-3 PUFA, показало заборону ожиріння та зменшення вмісту жиру в організмі як у тварин, так і у людини [13]. Навіть якщо вже страждають ожирінням, подібні ефекти спостерігались [13] .

Цей різновид розбіжностей щодо ефекту зниження маси тіла при пероральному введенні різних джерел ALA можна пояснити ефективністю коефіцієнта перетворення з ALA в інші LCPUFA (довголанцюгові поліненасичені жирні кислоти) [6, 33]. Кілька досліджень показали, що перетворення ALA у LCPUFA є контролем за співвідношенням LA/ALA. Високий та низький коефіцієнт LA/ALA зменшується та збільшує перетворення ALA у LCPUFA відповідно [5, 6, 33]. Коли ми порівнюємо співвідношення LA/ALA камеліни (

2.5) та лляної олії (4.0), кращого впливу на зниження маси тіла шляхом застосування лляної олії, ніж у масла олії камеліни, пояснити не вдалося. Коли ми враховуємо низький ефективний коефіцієнт конверсії з ALA у LCPUFA та високу кількість вмісту ALA у льняному маслі, кращий ефект на нижчий приріст маси тіла шляхом застосування лляної олії може бути передбачений більшою концентрацією ALA.

Barceló-Coblijn та ін. [34] також запропонував такий тип гіпотези, незважаючи на ефективність перетворення на PUFA на основі різних співвідношень LA/ALA, ALA є найважливішим дієтичним джерелом для підтримки рівня LFA n-3 PUFA в тканинах [34] .

Для того, щоб дослідити вплив добавок олії камелії на сироваткові ліпідні профілі (Таблиця 2). Пероральне введення олії камелії суттєво знижувало ТК у сироватці мишей, що годували ND. Однак суттєвого впливу на рівень TG, HLD та LDL не спостерігалось у сироватці ND з мишами, що годували олією камелії. Спостерігали різний вплив на ліпідні профілі сироватки при пероральному введенні олії камелії у сироватці мишей, що годує HFD. У сироватці HFD, що годується добавкою камеліни, рівень ТГ і ТК значно підвищувався порівняно з недобавками олії камелії. Інші ліпідні профілі були незначно збільшені при годуванні HFD при пероральному введенні олії камелії.

Ліпідний
профілі Звичайна дієта стор-цінують дієту з високим вмістом жиру стор-значення a ddH2O b Олія камелії Складка заміна g ddH2O b Олія камелії Складка заміна
TC c 0,86 ± 0,36 0,38 ± 0,09 -2.26 0,01 0,36 ± 0,07 0,66 ± 0,30 +1,83 0,04
TG d 2,21 ± 2,18 7,82 ± 5,74 0,80 1,71 ± 3,01 6,91 ± 3,51 +4.04 0,02
ЛПВЩ е 0,92 ± 0,02 0,98 ± 0,92 0,94 1,41 ± 0,82 2,73 ± 0,84 0,17
LDL f 7,92 ± 3,98 10,74 ± 6,08 0,74 20,64 ± 4,17 17,00 ± 4,62 0,28
ЛДГ/ЛПВЩ 8,61 10.96 14.64 6.23

Інші дослідження також продемонстрували зниження рівня ТК як у ND, так і у HFD при споживанні ALA [34, 35]. Однак спостерігаються суперечливі ефекти багатих на ALA добавок нафти на рівень ТГ [24, 27, 31, 34 - 37]. Навіть якщо добавки ALA не змінювали концентрації TG, спостерігався підвищений рівень LCPUFA [33]. Подібно до олії камеліни, багата на ALA добавка насіння чіа також не покращувала ліпідний профіль крові у чоловіків та жінок із надмірною вагою [38, 39]. Сприятливий ефект ALA може бути нейтралізований високим вмістом холестерину в олії камелії, оскільки насіння камелії має відносно високий вміст холестерину [40]. Цю гіпотезу можна перевірити подальшими дослідженнями, включаючи вилучення чистого ALA з олії камеліни та моніторинг їх впливу на профілі сироватки крові.

Карвонен та ін. [24] також повідомляв, що олія камеліни не впливає на рівень TG або HDL, але покращує співвідношення LDL/HDL [24]. Хоча в цьому дослідженні в цілому також не спостерігали значних змін ліпідного профілю внаслідок добавки камеліни, добавка масла камеліни покращила співвідношення ЛПНЩ/ЛПВЩ з 14,64 до 6,23 у мишей, що годували HFD (табл. 2). Це може означати, що добавки олії камелії не можуть зменшити або збільшити кількість ЛПНЩ та ЛПВЩ відповідно. Однак застосування олії камеліни може покращити співвідношення ЛПНЩ/ЛПВЩ, якого недостатньо для досягнення ідеального співвідношення 1

3.5. Нарешті, ми можемо підозрювати, що олія камелини впливає на поліпшення сироваткових ліпідних профілів, особливо співвідношення ЛПНЩ/ЛПВЩ для дієти з високим вмістом жиру. Механізм, що індукує модифікацію ліпідних профілів, показаний у цьому дослідженні, повинен бути пояснений подальшим дослідженням.

У цьому дослідженні ми виявили багатообіцяючі результати щодо зниження маси тіла шляхом вживання олії камелії, особливо НД. Крім того, спостерігалася загальна тенденція до зниження приросту маси тіла при ВЧС. Хоча ми не могли спостерігати значного поліпшення кількості кожного компоненту жирних кислот, спостерігалось покращення співвідношення ЛПНЩ/ЛПВЩ у ВЧС. Крім того, враховуючи оптимізоване співвідношення LA/ALA та високий рівень вмісту вітаміну Е, олія камелії може стати гарною альтернативою добавкам ALA на основі риби та водоростей (омега-3).

Ця робота була підтримана Програмою розвитку технологій біоіндустрії [номер гранту 312033-5, 316087-4 та 117043-3] iPET (Корейський інститут планування та оцінки технологій у харчовій, сільській та лісовій промисловості) та наступною Програма покоління Bio-Green 21 (Центр молекулярного розведення рослин № PJ01329601) Адміністрації розвитку сільських районів, Республіка Корея до SL.