елементи

абстрактно

Заден план:

Промените в състава на чревната микрофлора - известни като дисбиоза - са предназначени да допринесат за развитието на затлъстяване, като по този начин насърчават потенциалния интерес на хранителните вещества, действащи върху чревните микроби, за да се постигне благоприятен ефект върху енергийния метаболизъм на гостоприемника. Несмилаемите ферментиращи въглехидрати, присъстващи в зърнените култури, могат да бъдат интересни хранителни вещества, способни да повлияят на състава на чревната микрофлора.

Предназначение и дизайн:

Целта на това проучване е да се тества пребиотичната ефикасност на арабиноксилановите олигозахариди (AXOS), приготвени от пшенични трици в хранителен модел на затлъстяване, свързан с нискостепенно хронично системно възпаление. Мишките са били хранени или с контролна, или с високо съдържание на мазнини (HF), или с HF диета, допълнена с AXOS в продължение на 8 седмици.

резултатите:

Добавянето на AXOS предизвика разширяване на хранопровода и дебелото черво, свързано със значителен бифидогенен ефект. Повишава нивото на циркулиращите сатиетогенни пептиди, произведени от дебелото черво (YY пептид и глюкагон-1-подобен пептид) и последователно противодейства на HF-индуцираното наддаване на тегло и развитието на мастна маса. HF-индуцирана хиперинсулинемия и модел на хомеостаза Оценката на инсулиновата резистентност беше намалена с AXOS. В допълнение, AXOS намалява HF-индуцирана метаболитна ендотоксемия, инфилтрация на макрофаги (F4/80 mRNA) в мастната тъкан и интерлевкин 6 (IL6) в плазмата. Протеините с тесни връзки (zonula occludens 1 и claudin 3), променени след HF хранене, са били регулирани чрез лечение с AXOS, което предполага, че по-ниският възпалителен тонус е свързан с подобрена чревна бариерна функция.

заключение:

Взети заедно, тези открития предполагат, че специфични несмилаеми въглехидрати, направени от зърнени култури, като AXOS, представляват обещаващо пребиотично хранене при контрола на затлъстяването и свързаните с него метаболитни нарушения.

резултатът

Добавката AXOS намалява наддаването на телесно тегло, приема на калории и развитието на мазнини

Развитие на телесното тегло ( а ), качване на тегло б ), калориен прием ° С ) и епидидимална маса ( д ), подкожно ( д ) и висцерален ( е ) мастна тъкан на мишки, хранени с контролна диета (CT), диета с високо съдържание на мазнини (HF) или високочестотна диета, допълнена с арабиноксилан олигозахариди (HF-AXOS) в продължение на 8 седмици. * P § P * a 31, 9 ± 0, 6 g * § за група CT, HF и HF-AXOS, съответно (* P § P

пшеница

Тегло на цекалното съдържание ( а ), б ) и тъкани на дебелото черво ( ° С ). Съдържание на Caecal Bifidobacterium spp. ( д ), Lactobacillus spp. д ) и Bacteroides-Prevotella spp. ( е ). Мишките са били хранени с контролна диета (CT), диета с високо съдържание на мазнини (HF) или HF диета, допълнена с арабиноксилан олигозахариди (HF-AXOS) в продължение на 8 седмици. * P § P 1, докато само една HF мишка от седем е имала откриваема концентрация на GLP-1 от 33 pg ml-1 (P

Портал амилин ( а ), панкреатичен полипептид б ), концентрации на лептин ° С ), грелин ( д ), пептид YY (PYY) ( д ) и глюкагоноподобен пептид 1 (GLP-1) ( е ) при мишки, хранени с контролна диета (CT), диета с високо съдържание на мазнини (HF) или високочестотна диета, допълнена с арабиноксилан олигозахариди (HF-AXOS) в продължение на 8 седмици. Данните показват отделните стойности с ред, представляващ средната стойност. * P § P # P * a 1, 18). ± 0,32 § за CT, HF и HF-AXOS групи; * P § P 14 ние определихме количествено LPS в порталната кръв и измерихме експресията на протеин с тясно свързване (ZO1) в дебелото черво. HF храненето намалява съдържанието на ZO1 иРНК в дебелото черво, като същевременно увеличава нивата на LPS в порталната кръв (Фигура 4). Добавянето на AXOS противодейства на HF-индуцирана метаболитна ендотоксемия (Фигура 4а). Лечението с AXOS значително повишава нивото на експресия на ZO1 в дебелото черво в сравнение с HF групата (Фигура 4b). Това предполага подобряване на чревната бариерна функция чрез лечение с AXOS.

Плазмени липополизахариди (LPS) ( а ) и експресията на zonula occludens 1 (ZO1) в дебелото черво ( б ) при мишки, хранени с контролна диета (CT), диета с високо съдържание на мазнини (HF) или HF диета, допълнена с арабиноксилан олигозахариди (HF-AXOS) в продължение на 8 седмици. * P § P

PCA. ( а ) Резултат от всички параметри, изследвани в това проучване при мишки, хранени със стандартна диета (○), диета с високо съдържание на мазнини (HF) (•) или СН диета, допълнена с арабиноксилан олигозахариди (HF-AXOS) () в продължение на 8 седмици. ( б ) Проектиране на параметри, значително модифицирани чрез настройка на AXOS в равнината, определена от първите два компютъра (диаграма на натоварване). BW, телесно тегло; IL, интерлевкин; PYY, пептид YY; ZO, zonula occludens; SAT тегло на подкожната мастна тъкан; EAT, тегло на епидидималната мастна тъкан; LPS, ендотоксемия; FIAF, индуциран на гладно мастен фактор; GLP-1, глюкагоноподобен пептид-1; HOMA, модел на хомеостаза Оценка на инсулиновата резистентност.

Изображение в пълен размер

дискусия

Целта на тази работа е да се оцени потенциалната значимост на модулацията на чревния микробен състав, възникващ при затлъстели мишки за здравето на гостоприемника след добавяне с ферментиращи въглехидрати, направени от зърнени култури: AXOS. Ние описваме специфични промени в състава на чревната микрофлора, които настъпват, когато AXOS се прилага in vivo (увеличаване на бифидобактериите и намаляване на лактобацилите), и тези ефекти са свързани с подобрено възпаление и целостта на чревната бариера при затлъстели мишки.

Предложени са няколко механизма, които да обяснят положителния ефект на пребиотичния подход в моделите на затлъстяването. Сред тези хипотези е модулацията на ендокринната функция, която се наблюдава при животни, хранени с пребиотици, явление, което допринася за подобряване на затлъстяването и свързаните с него разстройства. Доказано е, че поглъщането на фруктани от инулинов тип увеличава броя на L клетките в проксималното дебело черво на плъхове или мишки, което води до секреция на различни пептиди, включително GLP1, GLP2 и PYY. Тези чревни пептиди играят роля в контролирането на чревната бариера, апетита и хомеостазата на глюкозата. 14, 16, 38, 39 Полученото увеличение на GLP-2 допринася за подобряване на чревната бариерна функция чрез по-висока експресия на стегнат линкер протеин. В резултат на това метаболитната ендотоксемия е намалена при затлъстели мишки, хранени с пребиотици. 14 В това проучване ние забелязахме, че Z01 и клаудин 3 тясно свързани протеини се регулират нагоре в дебелото черво след добавяне на AXOS. По-важното е, че лечението с AXOS притъпява HF-индуцираната LPS концентрация, определена в порталния серум, подкрепяйки тази хипотеза.

GLP-1 е чревен пептид, способен да регулира приема на храна и хомеостазата на глюкозата. 7, 8 В порталния серум на HF-AXOS групата демонстрирахме по-откриваемо ниво на GLP-1, отколкото в HF групата. Нивото на PYY, друг сатиетогенен пептид, също е значително по-високо в порталната плазма след добавяне на AXOS. И двата ефекта могат да бъдат включени в по-ниския прием на храна, наблюдаван в това проучване, което вероятно ще доведе до по-ниско наддаване на телесно тегло и развитие на мазнини, отколкото вече е описано за инулин тип фруктан. 15, 16 Инсулинемия на гладно, предизвикана на гладно и по-висок HOMA-IR бяха значително намалени с добавки AXOS. Тези резултати предполагат подобрена чувствителност към инсулин при мишки, хранени с това бифидогенно съединение.

Поради своя пропионат-произвеждащ ефект при ферментацията, AXOS е проектиран да бъде пребиотик, склонен към понижаване на холестерола и благоприятно повлиява метаболизма на мазнините в приемника. Не наблюдавахме обаче ефекта на AXOS върху липидните профили в черния дроб или плазмата.

AXOS също индуцира експресия на IL10 в сравнение с контролните мишки, което следователно може да допринесе за по-високи серумни нива на този противовъзпалителен цитокин. Заедно с по-ниската ендотоксемия, ние предполагаме, че по-ниският възпалителен тонус, наблюдаван при добавяне на AXOS, се дължи на по-високото производство на IL10 от дебелото черво.

От това проучване може да се заключи, че AXOS, получен от пшенични трици, има огромен бифидогенен ефект, както беше демонстрирано по-рано за фруктан от инулинов тип. 17 Този пребиотичен ефект е придружен от подобрение на HF-индуцирано наддаване на тегло, развитие на мазнини, хиперинсулинемия, инсулинова резистентност, ендотоксемия и възпалителни разстройства в модел на HF-индуцирано затлъстяване. По-високите нива на пептиди, получени от дебелото черво, изглежда са ключови молекулни цели. По-високите нива на GLP-1 и PYY, измерени в порталния серум на мишки, допълнени с AXOS, са свързани с по-нисък енергиен прием. От друга страна, GLP-2-зависимата чревна функция беше подобрена (експресия на по-стегнати линкерни протеини) при лечението на AXOS.

Предвид анализите на корелация и PCA и в съответствие с предишните ни проучвания с пребиотичния инулинов тип фруктан, ние предполагаме, че всички тези благоприятни ефекти могат да бъдат свързани с модулация на чревната микрофлора, като например по-високи нива на бифидобактерии в сляпото черво. Като цяло тези констатации подкрепят ролята на AXOS, получена от пшеница като интересно несмилаемо хранително вещество с пребиотични свойства, свързани с превенцията на затлъстяването и свързаните с тях възпалителни разстройства.