Субекти

Обобщение

Заден план:

Предложено е промени в състава на чревната микробиота, известни като дисбиоза, да допринесат за развитието на затлъстяване, подкрепяйки потенциалния интерес на хранителните вещества, които действат върху чревните микроби, за да произведат 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 микробиота.

Цел и дизайн:

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

Резултати:

Допълването с AXOS индуцира разширяване на цекума и дебелото черво, свързано с важен бифидогенен ефект. Той повишава нивото на циркулиращите сатиетогенни пептиди, произведени от дебелото черво (YY пептид и глюкагон-подобен пептид 1) и последователно противодейства на HF-индуцираното наддаване на телесно тегло и развитието на мастна маса. HF-индуцирана хиперинсулинемия и оценка на модела на хомеостаза на инсулинова резистентност намаляват с AXOS хранене. Освен това AXOS намалява HF-индуцирана метаболитна ендотоксемия, инфилтрация на макрофаги (F4/80 mRNA) в мастната тъкан и интерлевкин 6 (IL6) в плазмата. Протеините на плътно свързване (zonula occludens 1 и claudin 3), променени след HF хранене, се регулират нагоре чрез лечение с AXOS, което предполага, че по-ниският възпалителен тонус е свързан с подобрена чревна бариерна функция.

Завършеност:

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

Въведение

Резултати

Добавката с AXOS намалява наддаването на телесно тегло, приема на калории и развитието на мастна маса

Еволюция на телесното тегло ( да се ), наддаване на телесно тегло ( б ), калориен прием ( ° С ) и тегло на епидидима ( д ), подкожна мастна тъкан ( и ) и висцерален ( F ) от 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 * и 31,9 ± 0,6 g * за CT, HF и HF-AXOS групите, съответно (* P § P

пшеница

Тегло на съдържанието на цекула ( да се ), цекална тъкан ( б ) и тъкан на дебелото черво ( ° С ). Бактериално съдържание в цекулите в Bifidobacterium spp. ( д ), Lactobacillus spp. ( и ) и Bacteroides-Prevotella spp. ( F ). 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

Портални концентрации на амилин ( да се ), панкреатичен полипептид ( б ), лептин ( ° С ), грелин ( д ), пептид YY (PYY) ( и ) и глюкагоноподобен пептид 1 (GLP-1) ( F ) 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. Данните показват отделни стойности с лента, представляваща средната стойност. * P § P # P * и 1.18 ± 0.32 § за групи CT, HF и HF-AXOS съответно; * P § P 14 сме определили количествено LPS в порталната кръв и сме измерили експресията на протеин с плътно свързване (ZO1) в дебелото черво. HF храненето намалява съдържанието на ZO1 иРНК в дебелото черво, докато нивото на LPS в порталната кръв се увеличава (Фигура 4). Допълване с AXOS противодействаща 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.

Таблица в пълен размер

PCA. ( да се ) Резултатна графика на 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 ) Проекция на параметрите, значително модифицирани от обработката на AXOS в равнината, определена от първите два компютъра (графика на натоварване). BW, телесно тегло; IL, интерлевкин; PYY, пептид YY; ZO, zonula occludens; SAT тегло на подкожната мастна тъкан; ЯД, тегло на мастната тъкан на епидидима; 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 работата, извършена в тази работа, е да се оцени потенциалното значение за здравето на гостоприемника на модулацията на чревния микробен състав, който се среща при затлъстели мишки с добавяне на ферментиращи въглехидрати, произведени от зърнени култури: AXOS. Описваме специфичните промени в състава на чревната микробиота, които настъпват при in vivo хранене с AXOS (увеличаване на бифидобактериите и намаляване на лактобацилите), чиито ефекти са свързани с подобряване на възпалението и целостта на чревната бариера при затлъстели мишки.

GLP-1 е чревен пептид, способен да регулира приема на храна и хомеостазата на глюкозата. 7, 8 Демонстрирахме по-откриваемо ниво на GLP-1 в порталния серум на HF-AXOS групата, отколкото в HF групата. Нивото на PYY, друг сатиетогенен пептид, също е значително по-високо в порталната плазма с добавки AXOS. И двата ефекта могат да бъдат свързани с по-ниския прием на храна, наблюдаван в това проучване, което вероятно ще доведе до по-малко наддаване на телесно тегло и развитие на мастна маса, както вече беше описано за инулин тип фруктан. 15,16 HF-индуцирана хиперинсулинемия на гладно и по-висок HOMA-IR бяха значително намалени с добавяне на AXOS. Тези резултати предполагат по-добра инсулинова чувствителност при мишки, хранени с това бифидогенно съединение.

Поради своя пропионат-произвеждащ ефект върху ферментацията, AXOS се предлага като пребиотик, склонен към понижаване на холестерола и благоприятно въздействие върху метаболизма на мазнините на гостоприемника. 21 Въпреки това не наблюдавахме никакъв ефект на AXOS върху липидните профили както в черния дроб, така и в плазмата.

AXOS също индуцира експресия на IL10 в сравнение с контролните мишки, което може да допринесе за по-високото ниво на този противовъзпалителен цитокин в серума. Едновременно с по-ниска ендотоксемия, ние постулираме, че по-ниският възпалителен тонус, наблюдаван при добавяне на AXOS, е следствие от увеличеното 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-индуцираното наддаване на телесно тегло, развитието на мастна маса, хиперинсулинемия, инсулинова резистентност, ендотоксемия и възпалителни разстройства в модел на затлъстяване, индуциран от HF диета. По-високите нива на пептиди от дебелото черво изглежда са ключовите молекулни цели. Всъщност 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, зависимата от GLP-2 чревна функция се подобри (по-висока експресия на свързващ протеин) при лечението с AXOS.

С оглед на корелацията и анализите на PCA и в съответствие с предишните ни проучвания с пребиотичния фруктан от инулинов тип, ние постулираме, че всички тези полезни ефекти могат да бъдат свързани с модулацията на чревната микробиота, като по-високо съдържание на бифидобактерии при слепите. Заедно тези открития подкрепят ролята на AXOS, получена от пшеница като интересни несмилаеми хранителни вещества с пребиотични свойства, свързани с превенцията на затлъстяването и свързаните с тях възпалителни разстройства.