Пероральне вживання ферментованого молока, доповненого синбіотиками, може впливати на фізіологічний стан щурів Wistar в залежності від дози та статі.

Junjie MIAO

1 Департамент лабораторних наук громадського здоров'я, Західно-Китайський коледж громадського здоров'я, Університет Сичуань, Ченду, Сичуань 610041, P. R. China

Чунхуй МОВА

2 Департамент харчування та безпечності харчових продуктів, Західно-Китайський коледж громадського здоров'я, Університет Сичуань, Ченду, Сичуань 610041, P. R. China

Чжиюань КАНГ

3 Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050221, P. R. China

Хонг ЧЖУ

3 Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050221, P. R. China

Шицзе ВАНГ

3 Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050221, P. R. China

Мін Л.І.

Анотація

Зброджене молоко, доповнене двома пробіотичними штамами (Bifidobacterium lactis Bi-07 та Lactobacillus acidophilus NCFM) та пребіотиком (ізомальтоолігосахаридом) перорально вводили щурам Wistar протягом 30 днів із застосуванням трьох доз. Комерційний йогурт використовували як плацебо. Після лікування рівень загального білка, гемоглобіну та альбумінів у сироватці крові у сук щурів суттєво підвищувався порівняно з тими в контрольній групі (p Ключові слова: кисломолочне, пробіотик, пребіотик, харчовий статус, щур Вістар

ВСТУП

Нормальна мікробіота кишечника важлива для підтримки здоров’я господаря, оскільки вона забезпечує енергією у вигляді коротколанцюгових жирних кислот [1, 2] та поживних речовин, таких як вітаміни К та В12 [3], та забезпечує захист від вторгнення організмів, надаючи стійкість до колонізації [ 4, 5]. Зміни в шлунково-кишковому тракті, а також модифікація раціону та імунної системи господаря неминуче впливають на мікробіоту товстої кишки, дозволяючи тим самим відбуватися зміни популяції бактерій. Для старіючих людей запропоновано терапевтичні стратегії протидії цим змінам. Сюди входять дієтичні добавки, що містять пробіотики або пребіотики, причому комбінації обох називають синбіотиками [6].

Фуллер [7] визначив пробіотики як "живу мікробну кормову добавку, яка благотворно впливає на тварину-господаря, покращуючи її кишковий мікробний баланс". Далі наведено визначення, опубліковане Експертним консультаційним комітетом на засіданні, скликаному Продовольчою та сільськогосподарською організацією/Всесвітньою організацією охорони здоров’я у 2001 році: „Пробіотики - це живі мікроорганізми, які при введенні їх у достатній кількості приносять користь для здоров’я господаря”. В даний час основними пробіотиками, які здатні колонізувати кишечник людини, є Lactobacillus spp. та Bifidobacterium spp [5]. Нові дані останніх клінічних досліджень та досліджень на тваринах свідчать про те, що пробіотичні лактобактерії, особливо деякі відібрані штами, можуть модифікувати вроджену та набуту імунну відповідь господаря і таким чином захищати від респіраторних інфекцій [8,9,10].

Пребіотики можна визначити як неперетравлювані харчові інгредієнти, які благотворно впливають на господаря, стимулюючи ріст та/або активність однієї або обмеженої кількості бажаних бактерій у товстій кишці, таких як біфідобактерії, які вважаються корисними для здоров’я людини [11]. Деякі ефекти, що приписуються пребіотикам, включають модуляцію ключових фізіологічних функцій, таких як поглинання кальцію, ліпідний обмін та глікемія; модуляція складу мікробіоти кишечника, що відіграє основну роль у фізіології шлунково-кишкового тракту; та зниження ризику раку товстої кишки [12]. Синбіотики, комбінації пробіотиків та пребіотиків, можуть покращити виживання бактерій, що перетинають верхню частину шлунково-кишкового тракту, посилюючи тим самим їх дію у товстій кишці. Крім того, їхні ефекти можуть бути адитивними або навіть синергічними [12]. Однак необхідні додаткові дослідження, щоб отримати додаткову інформацію, необхідну для розуміння комбінованої дії пробіотиків та пребіотиків.

У цьому дослідженні ферментоване молоко, доповнене двома пробіотичними штамами, Bifidobacterium lactis Bi-07 та Lactobacillus acidophilus NCFM, та пребіотичний ізомальтоолігосахарид (ІМО), перорально вводили 100 здоровим щурам Wistar. Вимірювали показники крові та біохімічні показники та параметри тіла, досліджували вплив статі та дозування.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ

Приготування ряжанки та йогурту плацебо

Перевірене синтетично-доповнене ферментоване молоко (ССФМ) готували із використанням свіжого молока, цукру та стабілізатора, який ферментували закваскою, що містить Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus та Streptococcus thermophilus (Даніско, Копенгаген, Данія). SSFM доповнювали пробіотичними штамами L. acidophilus NCFM та B. lactis Bi-07 (Danisco) та пребіотиком IMO (Shandong Tianmei Biotechnology Co., Ltd., Heze, Shandong, China).

Для приготування ССФМ цукор, стабілізатор та ІМО спочатку розчиняли у свіжому молоці (2,8% білка, 3,0% молочного жиру) і молочну суміш нагрівали до 41 ° C з наступною гомогенізацією (60 ° C, 20 МПа ) та стерилізація (95 ° C, 5 хв) перед охолодженням до 42 ° C. SSFM інокулювали заквасочною культурою та пробіотичними бактеріями і ферментували до кінця при 42 ° C протягом приблизно 5 годин. Остаточний препарат містив B. lactis 8,0 × 10 7 колонієутворюючих одиниць (КОЕ)/г, S. thermophilus (1,5 × 10 8 КОЕ/г), Lactobacillus (6,6 × 10 7 КОЕ/г), ІМО (0,6%), білок (2,5%), жир (2,7%) і розчинні тверді речовини (13%).

Для випробувань на тваринах SSFM був модифікований із застосуванням рекомендованої кількості (480 г/день) та додаванням 20-кратно більш функціональних інгредієнтів (пробіотичні бактерії та ІМО) для отримання високодозованої обробки. Середню дозовану обробку (10-кратну) готували, розбавляючи обробку з високими дозами звичайним комерційним йогуртом, який ферментований з L. delbrueckii ssp. bulgaricus та S. thermophilus. Цей комерційний йогурт, квашений з L. delbrueckii ssp. bulgaricus та S. thermophilus також використовували як плацебо.

Піддослідні тварини

Сто (50 самок та 50 самців) чотиритижневих щурів типу Wistar класу SPF (вагою 60–82 г) були придбані в Центрі експериментальних тварин при Військово-медичній академії Народно-визвольної армії (Пекін, Китай). Щурів утримували та годували в окремих клітках у постійних умовах (температура, 20,0–20,9 ° C; вологість, 40,1–49,9%) з 12-годинним світлим темним циклом. Щурам було дозволено вільний доступ до стерильної води та загального порошкового корму, придбаного в Центрі експериментальних тварин при Військово-медичній академії Народно-визвольної армії (Пекін, Китай).

Через 1 тиждень усіх щурів розділили на чоловічу та жіночу. Кожну групу було випадковим чином розділено на п'ять підгруп (n = 10/підгрупа) залежно від маси тіла, щоб переконатися, що між групами середньої ваги тіла не було значних відмінностей. Потім щурів годували деіонізованою водою (контроль), звичайним комерційним йогуртом (плацебо) або досліджуваним зразком SSFM у дозах 1-кратна (низька доза), 10-кратна (середня доза) або 20-кратна (висока доза) ) на основі групування. Процедури вводили через шлунковий зонд протягом 30 днів з 1 мл/100 г маси тіла. Під час випробування їжа та вода, що не піддавалися лікуванню, постачались вільно. Усі експерименти проводились у відповідності з керівництвом комітету з етики Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd. щодо догляду та використання лабораторних тварин.

Аналіз харчового стану

Загальні результати, поведінку, симптоми отруєння та смерть щурів контролювали та реєстрували щодня. Фіксували масу тіла та споживання їжі, а коефіцієнт використання їжі обчислювали щотижня.

Щурів голодували протягом 16 годин після остаточного введення, знеболювали діетиловим ефіром і евтаназували знекровленням із сонної артерії. Їх кров збирали для визначення рівня гемоглобіну, кількості еритроцитів, лейкоцитів і класів лейкоцитів. Сироватку аналізували на вміст аланінамінотрансферази, аспартатамінотрансферази, азоту сечовини, креатиніну, глюкози, тригліцеридів, загального холестерину, загального білка та альбуміну за допомогою автоматичного біохімічного аналізатора HITACHI 7020.

Щурів розтинали, а серце, печінку, селезінку, шлунок, нирки, яєчка та яєчники збирали, спостерігали та зважували; потім розраховували співвідношення орган/тіло.

Статистичний аналіз

Дані виражали як середнє значення ± SEM, і всі аналізи проводили за допомогою SPSS 17,0 (SPSS Inc, Чикаго, Іллінойс, США). Відмінності між групами аналізували дисперсійним аналізом після підтвердження однорідності дисперсії даних за допомогою тесту F. Обчислення значення F не виявило істотних відмінностей між групами. Було проведено порівняння F≥0,05 та p≤0,05 середніх значень за групами та парне порівняння. Дані з неоднорідністю дисперсії або аномальними розподілами аналізували після змінного переходу. Тест із підсумкою рангу застосовувався, якщо перехід змінної був непридатним. Відмінності вважалися значними на рівнях імовірності 5,0% та 1,0%.

РЕЗУЛЬТАТИ

Після 30 днів лікування симптомів смерті та отруєння не спостерігалося, а також порушення поведінки та поведінки. Вага тіла та споживання їжі без лікування були нормальними, а тижневий коефіцієнт використання їжі не суттєво відрізнявся між підгрупами лікування.

Суттєві відмінності спостерігались у вмісті загального білка в сироватці крові, гемоглобіну, альбумінах, глюкозі та сироваткових тригліцеридах між групами. Інші параметри суттєво не відрізнялись.

Загальний білок у сироватці крові, гемоглобін та альбумін

Після 30 днів лікування не спостерігалося значної різниці в рівнях білка, гемоглобіну та альбуміну у самців щурів у будь-яких дозах у порівнянні з контрольною та йогуртовою групами. Однак ці три параметри були значно вищими у самок щурів у групах лікування (рис. 1, 2, 2, 3, рис. 3).

Вплив SSFM на загальний білок у гематології щурів Wistar.

Вплив SSFM на глюкозу в гематології щурів Wistar.

Вплив SSFM на тригліцериди в гематології щурів Wistar.

Вплив SSFM на тригліцериди в гематології щурів Wistar після 30 днів втручання. Результати виражаються як середнє значення ± SE (ммоль/л). Суттєва різниця спостерігалася як у самок, так і у самців щурів. У самки щурів групи високих доз були значно нижчі (* p # Порівняти з групою йогуртів (p ## Порівняно з групою йогуртів (миші py до розвитку діабету та у мишей KK-A у яких розвивався важкий діабет) 30]. Ці результати схожі з результатами роботи [30]. Вважається, що LGG знижує глюкозу в крові після їжі за рахунок придушення всмоктування глюкози, зменшуючи глюкозу, доступну в результаті перетравлення сахарози та крохмалю у мишей ICR. В інших дослідженнях було показано, що бактерії L. acidophilus NCFM та B. lactis Bi-07 мають потенційну здатність успішно проникати в кишечник людини і колонізувати його, а отже, змінювати мікробіоти кишечника [13]. Тому пригнічення всмоктування глюкози шляхом зменшення глюкоза, отримана з травлення, спричинена колонізованим L. acidophilus NCFM та B. lactis Bi-07, може бути можливим основним механізмом зміни рівня глюкози в сироватці крові, спричиненого випробуваним ряжанкою.

Реакції інсуліну позитивно корелюють із концентрацією лейцину, фенілаланіну та тирозину в плазмі [31, 32]. При споживанні кисломолочних продуктів рівень амінокислот підвищується in vivo. Іншими словами, із збільшенням рівня інсуліну рівень амінокислот збільшується, сприяючи транспортуванню цукру в крові в тканини або м’язи; як результат, також знижуються значення глюкози в крові [31]. Крім того, збільшення білка призводить до посилення функції скелетних м’язів, які можуть регулювати резистентність до інсуліну та сенсибілізуючу дію до інсуліну, регулюючи сигнальний шлях Wnt, тим самим знижуючи рівень цукру в крові [32]. Однак в іншому дослідженні групи мишей, які отримували Lactobacillus, набрали значно менше маси тіла, ніж контрольні миші; крім того, рівень інсуліну в сироватці крові був нижчим у тих, хто отримував лікування Lactobacillusreuteri ATCC PTA 4659, але жодних значущих ефектів не спостерігалося при тестах на толерантність до глюкози чи інсуліну [33].

На закінчення, наші результати дозволяють припустити, що ряжанка з добавкою синбіотиків може змінити деякі показники поживності тварини-господаря і що оздоровчі властивості цього ряжанки специфічні для статі та залежать від дозування пробіотиків та пребіотиків. Однак суттєві відмінності спостерігались у рівні загального білка, гемоглобіну, альбумінів, глюкози та тригліцеридів у сироватці крові у самок щурів у порівнянні з контрольною групою, але не в порівнянні з групою йогурту. Отже, зміни, що спостерігаються в цьому дослідженні, не викликаються лише пробіотиками та пребіотиками, а синбіотичні ефекти штамів пробіотиків та ІМО потребують подальшого вивчення.