Сприятливий вплив добавки какао, кави, зеленого чаю та гарцинії на ожиріння щурів, спричинене дієтою

Чі-Чанг Хуан

Випускник Інституту спортивної науки Національного тайванського університету спорту, Таоюань, 33301 Тайвань

Ю-Тан Тунг

Випускник Інституту спортивної науки Національного тайванського університету спорту, Таоюань, 33301 Тайвань

Вень-Чін Хуан

Випускник Інституту легкої атлетики та коучингу, Національний університет спорту Тайваню, Таоюань, 33301 Тайвань

І-Мін Чень

Випускник Інституту спортивних наук, Національний університет спорту Тайваню, Таоюань, 33301 Тайвань

І-Джу Хсу

Випускник Інституту спортивної науки Національного тайванського університету спорту, Таоюань, 33301 Тайвань

Мей-Чіч Хсу

Кафедра спортивної медицини, Гаосюнський медичний університет, Гаосюн, 80708 Тайвань

Пов’язані дані

Всі дані містяться в статті.

Анотація

Передумови

Какао, кава, зелений чай та гарцинія містять велику кількість поліфенолів. Поліфеноли - це добре відомі фітохімікати, що містяться в рослинах, і мають модульовані фізіологічні та молекулярні шляхи, які беруть участь в енергетичному обміні, ожирінні та ожирінні.

Методи

Для оцінки ефекту зниження ожиріння комбінованого екстракту (що містить какао, каву, зелений чай та гарцинію; CCGG) у щурів із ожирінням, що страждають ожирінням з високим енергоспоживанням (HED). Самців щурів Sprague Dawley (віком 8 тижнів) випадковим чином розподілили на чотири групи (n = 12 на групу): звичайна дієта з лікуванням носієм (контроль) та HED для прийому носія або CCGG пероральним введенням 129, 258 або 517 мг/кг/день протягом 4 тижнів, позначені відповідно групами HED, 0,5X, 1X та 1X.

Результати

HED індукує макровезикулярний жир у печінці та утворення жирових тканин, а також значно підвищує рівень вільних жирних кислот у сироватці крові (FFA), триацилгліцерину (TG), загального холестерину (TC), холестерину ліпопротеїдів низької щільності (LDL-C) та LDL-C/HDL-C, аспартатамінотрансферази (AST), аланінамінотрансферази (ALT) та кетонових тіл у сироватці крові, а також рівні TG та TC в печінці та знизили рівні холестерину ліпопротеїдів високої щільності (HDL-C) у сироватці та ліпазі активність в жирових тканинах. Лікування CCGG може суттєво знизити рівень FFA, TG, TC, LDL-C та LDL-C/HDL-C, AST, ALT та кетонових тіл у сироватці крові та вміст TG та TC у печінці та підвищити рівень HDL-C у сироватці та активності ліпази в жирових тканинах порівняно з групою HED. Гістопатологія печінки також показала, що CCGG може суттєво зменшити частоту уражень печінки.

Висновок

Ці результати свідчать про те, що CCGG стимулював метаболізм ліпідів у індукованих HED щурів із ожирінням, що пояснюється мобілізацією жиру з жирової тканини.

Передумови

Ожиріння є серйозною проблемою охорони здоров'я у світі, і за оцінками Всесвітньої організації охорони здоров'я у 2008 р. Було оцінено понад 500 мільйонів дорослих [1]. Ожиріння, яке є дисбалансом між споживанням та витратою енергії, пов’язане із збільшенням витрат на охорону здоров’я, зниженням якості життя та підвищеним ризиком розвитку різних хронічних захворювань, таких як серцеві та серцево-судинні захворювання, діабет 2 типу, гіпертонія, гіперхолестеринемія та різні форми раку [2–4]. Генетичні, фізіологічні, психологічні та мікробні фактори кишечника відповідають за значне збільшення поширеності ожиріння та його наслідків [5–7]. В даний час наявні терапевтичні підходи для лікування ожиріння мають ряд побічних ефектів. Тому це все більше цікавить природні продукти як засоби проти ожиріння [8, 9].

Нещодавно були виявлені природні біоактивні фітохімікати, присутні в натуральних продуктах, з метою їх потенційного впливу на здоров'я для профілактики хронічних розладів, таких як рак, серцево-судинні захворювання, запальні та метаболічні захворювання, включаючи ожиріння та резистентність до інсуліну. Показано, що поліфеноли, клас природних фітохімікатів, модулюють фізіологічні та молекулярні шляхи, які беруть участь в енергетичному обміні, ожирінні та ожирінні [10]. У культурах клітин та тваринних моделях ожиріння, а також у деяких клінічних та епідеміологічних дослідженнях на людях було продемонстровано, що поліфеноли мають сприятливий вплив на ожиріння та ожиріння як допоміжні речовини для регулювання енергетичних витрат [10].

Какао, кава, зелений чай та гарцинія (CCGG) містять велику кількість поліфенолів, включаючи проантоціанідини, хлорогенні кислоти, катехіни та ксантони [11–14]. Серед них були вагомі докази того, що дисліпідемія, опосередкована какао, кавою, зеленим чаєм та гарцинією; резистентність до інсуліну, опосередкована какао, кавою та гарцинією; запалення, опосередковане какао, кавою, зеленим чаєм та гарцинією [15–19]. Нещодавно ми продемонстрували, що 6-тижневе лікування добавками CCGG значно зменшило вміст ліпідів у сироватці крові (TC, TG та LDL-C) та вміст ліпідів у печінці (TC та TG) у хом'яків, індукованих високим рівнем холестерину, і припустили, що це пов'язано з споживання поліфенолів. Такий ефект зниження ТГ був для нас цікавим, оскільки накопичення ТГ у печінці є однією з основних причин жирових захворювань печінки [20]. Щоб оцінити знижуючий TG ефект дієтичного CCGG у щурів із ожирінням, ми годували тварин з помірно високоенергетичною дієтою, що містить 8% соєвої олії та 44% підсолодженого згущеного молока, а також три різні дози CCGG протягом 4 тижнів.

Методи

Матеріали

Комерційна добавка, що складається з CCGG (боби какао Theobroma, боби Coffea robusta, листя Camellia sinensis та плоди Garcinia mangostana), була надана компанією Sunrider International (Каліфорнія, США) та використана як дієтичне лікування. CCGG містив 5,2 ккал/г з 30 ‰ (мас./Мас.) У вигляді білка, 290 ‰ (мас./Мас.) Як загальний жир, 4 ‰ (мас./Мас.) Як насичений жир, 0 ‰ (мас./Мас.) Як трансжир, 610 ‰ (мас./Мас.) У вигляді вуглеводів, 0,05 ‰ (мас./Мас.) Як натрій, 50 ‰ (мас./Мас.) Як харчові волокна, 0,003 ‰ (мас./Мас.) Як залізо та 0,02 ‰ (мас./Мас.) як кальцій. Крім того, загальний вміст поліфенолу та EGCG у CCGG становив 196 мг/г та 4,0 мг/г відповідно. Добавку зберігали при кімнатній температурі та зберігали в темній та сухій шафі. Лікування було щойно підготовленим для щоденного введення.

Тварини та лікування

Самці щурів Sprague Dawley (віком 8 тижнів) із специфічними умовами, що не містять патогенів, були придбані у BioLASCO (A Charles River Licensee Corp., Yi-Lan, Тайвань). Експериментальна конструкція була зображена, як на рис. 1. Піддослідним тваринам було дано 2 тижні для адаптації до навколишнього середовища та дієти. Всіх тварин годували дієтою чау (№ 5001; PMI Nutrition International, Брентвуд, Міссурі, США) та дистильованою водою ad libitum та підтримували регулярний цикл (12 годин світла/темряви) при кімнатній температурі (23 ± 2 ° В) і 50

Вологість 60% Постільні приналежності міняли та прибирали двічі на тиждень. Всі експериментальні протоколи на тваринах були схвалені Інституційним комітетом з догляду та використання тварин (IACUC) Національного тайванського спортивного університету, а дослідження відповідало керівним правилам протоколу IACUC-10312, затвердженому комітетом з етики IACUC.

Експериментальний дизайн. Після 2-тижневої адаптації 60 щурів були випадковим чином розділені на п’ять груп: нормальну групу годували стандартною дієтою чау (контроль, n = 12), а експериментальну групу з високоенергетичною дієтою (HED, n = 48). 48 щурів із ожирінням були розділені на чотири групи (n = 12/кожна група): 1) HED з сидячим контролем (HED), 2) HED з 129 мг/кг щури/день CCGG (CCGG -0,5X), 3) HED з 258 мг/кг щура/день CCGG (CCGG -1X) та, 4) HED з 517 mg/kg щура/день CCGG (CCGG -2X)

Всі тварини були випадковим чином віднесені до п'яти груп (12 щурів/група). Доза CCGG для людини становить 2,5 г на добу. Доза для щурів (258 мг/кг) була перетворена з еквівалентної дози людини (HED) на основі площі поверхні тіла за наступною формулою Американського управління з питань харчових продуктів і медикаментів: якщо взяти вагу людини 60 кг, HED - 2500 (мг )/60 (кг) = 41,67 × 6,2 = 258 мг/кг; коефіцієнт перетворення 6,2 використовувався для врахування відмінностей у площі поверхні тіла між щуром та людиною. Отже, CCGG-0.5X та CCGG-2X становили б 129 мг/кг та 517 мг/кг щурів/день відповідно. CCGG розчиняли в дистильованій воді. Контроль транспортного засобу та групи HED проводили з однаковим об'ємом дистильованої води або розчину CCGG відповідно, еквівалентною масі тіла. Споживання їжі контролювали щодня, а показник ЧД реєстрували щотижня. Ефективність годування розраховували як збільшення ваги/споживання їжі × 100%.

Склад HED

Щурів годували стандартною дієтою чау або HED, як описано в нашому попередньому дослідженні [21]. Стандартна чау (№ 5001) містила 3,35 ккал/г, 28,5% білка, 13,4% жиру та 58,1% вуглеводів. HED містив 8% (мас./Мас.) Соєвої олії, 44% (мас./Мас.) Підсолодженого згущеного молока (Original, Eagle Brand, Nestle) і 48% (мас./Мас.) Стандартної чау, при 3,76 ккал/г при 15,5% як білок, 33,4% як жир і 51,1% як вуглеводи.

Біохімічний аналіз зразків сироватки крові

Наприкінці експерименту всіх щурів було вбито при задушенні 95% СО2 і негайно відібрано кров. Сироватку готували центрифугуванням при 1500 × g, 4 ° C протягом 15 хв. Вільні жирні кислоти в сироватці крові (FFA) вимірювали за допомогою аналізатора Siemens Advia 1800 (Siemens Healthcare Diagnostics, IL, США). Загальний рівень холестерину в сироватці крові (ТК), холестерин ліпопротеїдів низької щільності (ЛПНЩ-С), рівень ліпопротеїдів високої щільності (ЛПВЩ-Л) визначали за допомогою аналізатора Hitachi C1600 (Hitachi C1600, Hitachi, Японія). Концентрації триацилгліцерину в сироватці крові (TG), глюкози, аспартат-трансамінази (AST), аланін-трансамінази (ALT), сечової кислоти (UA), креатиніну (CREA), азоту сечовини в крові (BUN), кетонових тіл, натрію (Na) та калій (K) аналізували за допомогою Beckman DX 800 (Beckman Coulter, Inc., Fullerton, CA).

Вміст ліпідів у печінці

Після забору крові тканини печінки вирізали у щурів. Для визначення холестерину та тригліцеридів печінки 20 мг тканини печінки гомогенізували у 200 мкл розчиннику (хлороформ: ізопропанол: NP40 = 7: 11: 0,1). Центрифугуючи при 12000 × g протягом 10 хв, аликвоту 100 мкл екстрагували і сушили. Гранулу відновлювали буфером (1 М фосфату калію, рН = 7,4, 500 мМ хлориду натрію, 50 мМ холевої кислоти), а для розчинення осаду застосовували ультразвук на водяній бані. Набір для флуорометричного аналізу холестерину (Cayman, Ann Arbor, MI, США) та набір для колориметричного аналізу тригліцеридів (Cayman, Ann Arbor, MI, USA) використовували для аналізу вмісту холестерину та тригліцеридів у печінці.

Активність ліпази жирової прокладки епідидиму

Жирову прокладку епідидиму (EFP) вирізали з щурів. Для визначення активності ліпази гомогенізували 100 мг EFP, центрифугували при 12000 × g протягом 10 хв. і супернатант вимірювали за допомогою набору Bioviaion (Biovision, Milpitas, CA, USA) відповідно до технічних вимог виробника.

Гістологічне фарбування тканин

Тканини печінки, жиру, нирок та серця збирали і негайно фіксували у 10% формаліні після зважування. Потім тканину вкладали в парафін і розрізали на скибочки товщиною 4 мкм, потім фарбували гематоксиліном та еозином (H&E) і досліджували під світловим мікроскопом, оснащеним ПЗС-камерою (BX-51, Олімп, Токіо), клінічним патологоанатомом.

Статистичний аналіз

Контроль, управління транспортним засобом; HED, високоенергетичний контроль дієти; 0,5X, HED із 129 мг/кг/день CCGG; 1X, HED з 258 мг/кг/день CCGG; 2X, HED з 517 мг/кг/день CCGG. Дані є середніми ± SD (n = 12 щурів/група). Значення з різними буквами (a, b, c) суттєво відрізняються при P 3. Дієта HED, яку годували щурами SD, суттєво підвищувала сироваткові рівні FFA, TG, TC, LDL-C та LDL-C/HDL-C на 28,6% (P 3). Після прийому CCGG у оброблених груп спостерігалося значне зниження рівня FFA у сироватці крові (12,9, 15,2 та 25,2% зниження в групах CCGG-0,5X, CCGG-1X та CCGG-2X, відповідно), TG (30,7, 40,3 та 42,5% зниження в групах CCGG-0,5X, CCGG-1X та CCGG-2X відповідно), TC (18,0, 22,4 та 25,7% зниження в CCGG-0,5X, CCGG-1X та CCGG -2X-групи відповідно), LDL-C (зниження на 30,5, 30,7 і 32,8% у групах CCGG-0,5X, CCGG-1X та CCGG-2X відповідно), HDL-C (22,9, 25,7 та 35,9% збільшення в групах CCGG-0.5X, CCGG-1X та CCGG-2X відповідно), а також співвідношення LDL-C/HDL-C (44.6, 46.1 та 50.7% зниження CCGG-0.5X, CCGG-1X, і CCGG-2X, відповідно), порівняно з групою HED. Сильно залежні від дози ефекти спостерігались у сироваткових рівнях FFA, TG, TC, HDL-C та LDL-C/HDL-C.

Гістопатологія тканин печінки. (Пляма H & E, збільшення: 200 ×, шкала: 40 мкм). Контроль; управління транспортним засобом, HED; високоенергетичний контроль дієти, 0,5X; HED із 129 мг/кг/день CCGG, 1X; HED з 258 мг/кг/день CCGG, 2X; HED з 517 мг/кг/день CCGG

Обговорення

Ожиріння спричинює накопичення надлишку ТГ у жировій тканині та призводить до несприятливих проблем зі здоров’ям, включаючи хвороби серця, цереброваскулярні захворювання, діабет, гіпертонію, гіперхолестеринемію та інші хронічні захворювання. [1]. Хоча етіологія ожиріння складна, дієтичні фактори, зокрема споживання HED, вважаються фактором ризику для його розвитку. Численні дослідження показали, що споживання HED призводить до ожиріння, а потім щури, яких годували HED, важили більше, ніж у звичайних дієтичних щурів, і вони розвинули значно більше жирової тканини, ніж звичайні щури, і набули ефектів гіперліпідемії, типово пов'язаних із ожирінням [32]. Індукована HED щур широко застосовується як модель для оцінки профілактики гіперліпідемії і має багато подібностей між захворюваннями метаболізму, що спостерігаються у щурів, індукованих HED, та у людей. Метою цього дослідження було систематичне дослідження впливу CCGG на ожиріння, викликане HED, у щурів.

Какао, кава, зелений чай та гарцинія (CCGG) містять багато поліфенолів, зокрема проантоціанідинів, хлорогенових кислот, катехінів та ксантонів відповідно [11–14]. В останні роки зростає інтерес до поліфенолів із широкого спектру традиційних рослинних препаратів проти ліпідів крові та пов’язаних із цим запальних реакцій рослин [33–36]. Сю та ін. [37] виявив, що полісахариди помітно знижували експресію лептину в білій жировій тканині, а рівень лептину в сироватці крові у пацієнтів із ожирінням був значно вищим за нормальну групу.

Висновок

Ми продемонстрували гіполіпідемічні ефекти 6-тижневої дієтичної добавки за допомогою комбінованого екстракту (що складається з CCGG) у щурів SD, що годували HED. CCGG помітно ослаблює сироваткові та печінкові ліпідні профілі із дозозалежними ефектами та підвищеним вмістом ЛПВЩ. Тому припускають, що CCGG може представляти новий тип гіполіпідемічних засобів, і вони можуть мати потужний ефект покращення гіперліпідемії, резистентності до інсуліну, стеатозу печінки та пов'язаного із цим запалення.

Наявність даних та матеріалів

Всі дані містяться в статті.

Подяки

Дане дослідження було підтримане Фондом університетсько-промислового співробітництва №. S102019 до Mei-Chich Hsu (Медичний університет Гаосюна, Гаосюн, Тайвань). Sunrider International не брав участі в розробці, аналізі чи написанні цієї статті. Ми також дякуємо доктору Чьєн-Чао Чіу за патологічний аналіз.

Виноски

Конкуруючі інтереси

Автори заявляють, що у них немає конкуруючих інтересів.

Внески авторів

CCH та MCH розробляли експерименти. CCH, YTT, YJH, WCH та YMC проводили лабораторні експерименти. CCH, YTT та MCH проаналізували дані, інтерпретували результати, підготували цифри та написали рукопис. Усі автори прочитали та схвалили остаточний рукопис.