Vetikate toidulisandite mõju glutatiooni kontsentratsioonile ja glutatiooni ensüümide aktiivsusele hiirte maksas ja neerudes
Mar 17, 2022
Abstraktne: Vetikad on pika ahelaga polüküllastumata rasvhapete, nagu eikosapentaeenhape (EPA) ja dokosaheksaeenhape (DHA) potentsiaalne ja looduslik allikas. Diatom Pinnularia Borealis akumuleerib kõrge EPA taseme ja seda võib pidada toidulisandite kaubandusliku tootmise allikaks. Selles uuringus esitasime küsimuse, kas toidulisand P. Borealisega võib suurendada antioksüdantide kaitset ja leevendada südame-veresoonkonna haiguste riskitegureid. Toitsime hiiri (Mus musculus) 7 päeva jooksul erineva kontsentratsiooniga (1 protsenti, 3 protsenti ja 5 protsenti) lüofiliseeritud ränivetikate lahustega. Seejärel mõõdeti glutatioonisisaldust ja glutatiooni redokssüsteemi ensüümide aktiivsust, üldkolesterooli ja triatsüülglütserooli kontsentratsiooni ning malondialdehüüdi kontsentratsiooni.maksjaneerud. Leidsime, et kolesterooli ja triatsüülglütserooli kontsentratsioonidmaksja neerud olid madalaimad hiirtel, keda toideti kõrgeima Pinnularia Borealis'e kontsentratsiooniga, mis viitab vetikate kaitsvatele omadustele. Lisaks piisas Pinnularia Borealis'e madalaimast kontsentratsioonist antioksüdantse võime parandamiseks. Meie tulemused viitavad sellele, et P. Borealis't võib kasutada EPA rikaste toidulisandite allikana, kuid organismile antav kogus peaks olema piiratud.
Märksõnad:vetikad; EPA; täiendamine; glutatioon; glutatiooni ensüümid; oksüdatiivne stress; neerud; maks
CISTANCHE PARANDAB NEERU/NEERU FUNKTSIOONI
Sissejuhatus
Vabad radikaalid ja ROS kujutavad endast organismidele olulisi väljakutseid, kuna need võivad kahjustada nukleiinhappeid, valke ja lipiide. Seega on organismid välja töötanud tõhusa antioksüdantide kaitsesüsteemi, mis hõlmab endogeenseid ensümaatilisi ja mitteensümaatilisi antioksüdante. Siiski võib toidust saada ka antioksüdante, nagu C-vitamiin, E-vitamiin, karotenoidid ja fenoolid. Lisaks võivad polüküllastumata rasvhapped (PUFA-d), mis oksüdeeruvad kiiresti in vitro, vähendada oksüdatiivseid kahjustusi in vivo [1]. PUFA-de rikas dieet vähendab südame-veresoonkonna haiguste ja teatud tüüpi vähiriski. Samuti võib see vähendada plasma kolesterooli kontsentratsiooni ja seega vähendada südame-veresoonkonna ja Alzheimeri tõve riski [1,2] ning sellel on kasulik roll psühhiaatriliste häirete, nägemise, astma ja reumatoidartriidi korral [3]. Inimkeha suudab sünteesida mitut tüüpi rasvhappeid, kuid asendamatud rasvhapped, nagu -linoleenhape (oomega-3, ω-3) ja linoolhape (ω-6), peavad olema saadud dieedist. Linoleenhappe kaks derivaati, eikosapentaeenhape (ω-3, EPA) ja dokosaheksaeenhape (ω{{10}}, DHA), on rakumembraani olulised struktuurikomponendid [4] . EPA ja DHA leevendavad südamehaiguste, nagu insult, arütmia ja kõrge vererõhk [3] riskitegureid ning mängivad kasulikku rolli psühhiaatriliste häirete, nägemise, astma ja reumatoidartriidi korral [4]. Nii EPA-d kui ka DHA-d saadakse tavaliselt igapäevasest toidust, peamiselt kalaõlist. Kaladest ekstraheerimisel tekib aga selliseid probleeme nagu ekstraheerimistoodete lõhn ja ebastabiilsus [4]. Seega nõutakse alternatiivseid allikaid. Diatomid esindavad ühte peamist fotosünteetiliste vetikate rühma [5–11] ja need on tuntud oluliste ω-3 rasvhapete, EPA, DHA ja karotenoidide kõrge taseme poolest [12,13]. 2011, Lang et al. avaldas enam kui 2000 mikrovetika rasvhapete profiilid, võimaldades üksikasjalikult uurida VLC-PUFA profiile ränivetikates [14]. Need on rikkad keskmise ja väga pika ahelaga polüküllastumata rasvhapete (VLC-PUFA) poolest. Domineerivad rasvhapped on müristiinhape (14:0), palmitiinhape (16:0), palmitoleiinhape (16:1) ja eikosapentaeenhape (20:5), samas kui C18-rasvhappeid on tavaliselt väikestes kogustes. 15]. Diatomid on ökoloogiliselt laialt levinud, esinevad mere-, magevee- ja maismaaelupaikades kogu maailmas ning aitavad oluliselt kaasa esmasele tootmisele ning süsiniku ja toitainete ülemaailmsele ringlusele [16]. Pinnularia Borealis on tavaline maismaa kosmopoliitne liik, mida leidub õhus asuvates elupaikades (kivid, müürid, pinnas, sammal) ning järgnevates ja seisvates vetes [17]. Viimastel aastatel tunnustatakse ränivetikuid üha enam nende suure potentsiaali tõttu biotehnoloogilistes rakendustes, kuna need toodavad kõrge väärtusega ühendeid, mida saab kasutada meditsiinis ja toidulisanditena [18].
Selles uuringus esitasime küsimuse, kas toidulisand diatomiga Pinnularia Borealis võib suurendada hiire Mus musculuse antioksüdantide kaitset. Analüüsisime glutatiooni antioksüdantide süsteemi, millel on oksüdatiivse homöostaasi säilitamisel ülioluline roll, samuti lipiidide peroksüdatsiooni produkti malondialdehüüdi kontsentratsiooni oksüdatiivse stressi markerina. Glutatiooni antioksüdantide süsteem koosneb glutatiooni redutseeritud ja oksüdeeritud vormidest (vastavalt GSH ja GSSH), glutatioonperoksüdaasidest ja glutatioonreduktaasist. Suurenenud GSSG (glutatioondisulfiidi) ja GSH suhe viitab suuremale oksüdatiivsele stressile [1]. Glutatioon sünteesitakse rakkude tsütoplasmas jamakson kõige aktiivsem organ [1]. Redutseeritud glutatioon (L-gamma-glutamüül-L-tsüsteinüülglütsiin, GSH) on tugevate antioksüdantsete omadustega imetajarakkudes kõige rikkalikum madala molekulmassiga tiool [19–21]. GSH taastab ka teisi oksüdeerunud antioksüdante, nagu C- ja E-vitamiin. Samuti osaleb see oksüdatsioonist kahjustatud valgu-, lipiidi- ja nukleiinhappemolekulide struktuuri parandamises [22]. Glutatioonperoksüdaasid (GPx), millel on kõrge afiinsus vesinikperoksiidi suhtes, kasutavad glutatiooni redutseeritud vormi, et redutseerida vesinikperoksiid veeks ja eemaldada see organismist [1]. GSH redokstsükli sulgeb glutatioonreduktaas, mis katalüüsib glutatiooni oksüdeeritud vormi redutseerimist redutseeritud vormiks [1]. See protsess on oluline glutatiooni õige rakulise suhte säilitamiseks redutseeritud ja oksüdeeritud kujul [23].
CISTANCHE PARANDAB neeru-/NEerupuudulikkust
Lõpuks katalüüsib glutatiooni S-transferaas (GST) GSH konjugatsiooni paljude endogeensete ja eksogeensete elektrofiilsete ühenditega [24–26]. GST konjugatsioon on esimene samm merkapturhappe rajal, mis viib toksiliste ühendite elimineerimiseni. GST mängib olulist rolli erinevate kahjulike ksenobiootikumide, nii eksogeensete kui ka endogeensete, detoksifitseerimisel ning ka kantserogeensetes biotransformatsiooniprotsessides [27]. Imetajatel esineb GST kõigis elundites ja kudedes, kuid kõrgeim ensüümi sisaldus onmaks[21]. Meie uuringu teine eesmärk oli testida ennustust, et lühiajaline toidulisand Pinnularia Borealisega võib leevendada südame-veresoonkonna haiguste riskitegureid. Selleks mõõdeti triatsüülglütseroolide ja üldkolesterooli kontsentratsioonimaksjaneerudlaborihiirtest.
Materjalid ja meetodid
See uuring viidi läbi Jan Kochanowski ülikoolis Kielces, Poolas. Kõik katseprotseduurid kiitis heaks Poolas Varssavis asuv kohalik loomauuringute eetikakomitee (otsus number 37/2019). Katse hõlmas kahte uuringuetappi: (1) Pinnularia Borealis'e valmistamine toidulisandina kasutamiseks ja (2) in vivo uurimine 6-nädala vanustel Šveitsi hiirtel.
2.1. Pinnularia Borealis'e valmistamine Głowoniowa Nyza˙ koopast (Tatra mäed, Poola) kogutud männiokstest kaabiti vetikaplaastreid ja pandi steriilsetesse kilekottidesse ja transporditi laborisse, kus vetikaid kultiveeriti klaasist Petri plaatidel, mis sisaldasid värsket agarit, mis koosnes 1. protsenti Boldi põhikeskkonda [28]. Kultuure hoiti temperatuuril 20 ◦C 12-h valguse/12-h pimeduse tsüklis 300{{5{ {60}}}} µEmm2 s悆1 l× (40 W jahedad FL luminofoorlambid). Umbes kaks kuni kolm kuud pärast vetikate esmakordset ilmumist viidi läbi mikroskoopiline uuring. Materjali vaadeldi elusolekus ja tuvastati Nikon Eclipse E 600 valgusmikroskoobiga (Nikon, Tokyo, Jaapan) ning fotod tehti Coolpix 4500 digikaameraga (Nikon, Tokyo, Jaapan). Rakud fikseeriti 3% glutaaraldehüüdis 0,1 M fosfaatpuhvris pH 7,1 juures, osmifitseeriti 1% osmiumtetroksiidis ja seejärel infiltreeriti Spurri söötmesse [29]; mikrofotod tehti TESLA BS 500 transmissioonielektronmikroskoobiga (TEM). Pinnularia Borealis tuvastati vastavalt [30]-le ja ümberpööratud Nikon Eclipse Ti mikroskoobiga ning pildistati Nikon A1 konfokaalseadmetega (Nikon, Tokyo, Jaapan). 405 488 561 nm laserpead ja tuvastussüsteem olid PMT-DU4 detektor vahemikus 400–820 nm, Plan Apo VC 100XOil pöördobjektiiv, Nikon C-HgFiE elavhõbedavalgustus ja DS0Fi1C-U3 digikaamera. Andmehõive Nikon NIS-Elementsis sai digitaalseid pilte, mida töödeldi programmiga Adobe Photoshop CS5 (Adobe, San Jose, CA, USA). Rasvhapete metüülestrite (FAME) profiili kuivatatud Pinnularia Borealises analüüsiti gaasikromatograafia-massispektromeetria (GC-MS) abil, kasutades Clarus 600T instrumenti firmalt PerkinElmer (Waltham, MA, USA) Guzmani jt meetodil. [31]. Külmkuivatatud P. Borealis'e sisaldus ωn-3 PUFA-s oli järgmine: ωn-3 PUFA (protsentides kogu rasvhapetest), kogusisaldus=28 protsenti ja EPA {{45 }} protsenti . Kokku tuvastati ja mõõdeti 14 rasvhapet: müristiinhape (C14:0), palmitiinhape (C16:0), palmitoleiinhape (C16:1 n-7), heksadekadieenhape (C16:2 n{{). 56}}), heksadekatrieenhape (C16:3), steariinhape (C18:0), oleiinhape (C18:1 n-9), linoolhape (C18:2 n-6), - linoleenhape (C18:3 n-3), arahhidoonhape (C20:4 n-6), eikosapentaeenhape (C20:5 n-3), eruukhape (C22:1 n{{) 79}}) ja dokosaheksaeenhapet (C22:6 n-3).
2.2. Loomkatsealused ja kudede töötlemine
2.2.1. Loomade rühmad ja ravi
Ameerika Ühendriikide Geneetika ja Loomade Biotehnoloogia Instituudist osteti kokku 4 0 isast Šveitsi hiirt vanuses 6 nädalat esialgse kehamassiga 20,5 g ± 0,5 g. Poola Teaduste Akadeemia (Jastrz ˛ebiec, Poola). Loomi peeti standardsetes laboritingimustes konstantsel temperatuuril 20–22 ◦C ja suhtelisel õhuniiskusel 55% ± 10% 12-h valgustsüklis (12L-12D). ). Kõik isikud paigutati standardsetesse polükarbonaadist puuridesse (252 × 167 × 140 mm), mis olid kaetud roostevaba kaanega, millel oli sisseehitatud söödarõngas. Toit (välijaam Łomna-Las, Poola) ja vesi olid saadaval deliiriumis. Viis isendit paigutati ühte puuri. Kõikidele hiirtele anti standardtoitu, mis sisaldas (kaalu alusel) 20,5 protsenti valke, 10 protsenti rasvu (0,28 g PUFA), 62 protsenti süsivesikuid, 6,5 protsenti mineraalaineid (kaltsiumi 1,9 protsenti, fosforit 1,6 protsenti, magneesiumi 1,2 protsenti, naatriumi 0,9 protsenti ja kaaliumi 0,9 protsenti ning 1 protsenti vitamiine (retinool 25.000 RÜ, kolekaltsiferool 1.000 RÜ, tiamiin 300 mg, riboflaviin 20 mg, püridoksiin 15 mg, kobalamiin 40 mg, askorbiinhape 58 mg, kinoonid 5 mg, tokoferoolid 125 mg, foolhape 3 mg, biotiin 100 µg, nikotiinhape 60 mg, pantoteenhape 35 mg ja koliinkloriid 1000 mg). Hiirtel oli kogu uuringu vältel vaba juurdepääs toidule ja veele. Pärast ühenädalast kohanemist laboritingimustega jagati hiired juhuslikult 4 rühma (10 hiirt rühma kohta). Järgmise 7 päeva jooksul toideti hiiri erineva dieediga:
(1) kontrollrühm sai standardset dieeti; (2) teist rühma toideti standardse dieediga, millele oli lisatud lüofiliseeritud P. Borealis'e 1% lahus (0,16 mg EPA-d); (3) kolmandat rühma toideti standardse dieediga, millele oli lisatud 3% lüofiliseeritud P. Borealis'e lahust (0,48 mg EPA-d); ja (4) neljandat rühma toideti standardse dieediga, millele oli lisatud 5% lüofiliseeritud P. borealis'e lahust (0,8 mg EPA-d). Lüofiliseeritud P. borealis'e vesilahuseid manustati suu kaudu üks kord päevas mahus 50 ui. Hiirtel oli kogu uuringu vältel vaba juurdepääs toidule ja veele. Loomade kaalutõusu jälgiti kaks korda (katse käigus), samuti mõõdeti kahel korral nende toidutarbimist. Lüofiliseeritud ränivetikate lahused varustati tavapärase ühe kanaliga p200 mikropipetiga (Gilson Pipetteman, Thermo Fischer Scientific, Reinach, Šveits) ja pipeti otsa pakuti suhu, kuni hiir hakkas jooma.
CISTANCHE PARANDAB NEERU/NEERU VALU
2.2.2. Koeproovide kogumine
Pärast ühenädalast toidulisandit hiirte pea maha raiuti jamaksja neerud lõigati lahti. Themaksperfuseeriti jahutatud soolalahusega (4 ◦C), et eemaldada allesjäänud veri. Koe fragmendid (100 mg/1 ml puhver) homogeniseeriti TH 220-PCRH-Omni TH homogenisaatoriga 0,1 M fosfaatpuhvris pH 7,4, mis sisaldas 10 mM EDTA-d. Homogenaate tsentrifuugiti 15 minutit temperatuuril 12.000 p/min laboratoorses tsentrifuugis koos jahutava MPW-351 R-ga. Pärast tsentrifuugimist külmutati supernatandid kohe vedelas lämmastikus ja säilitati edasiseks analüüsiks temperatuuril 40 ◦C. .
2.2.3. Analüütilised meetodid,Kudede supernatantides mõõdeti spektrofotomeetriliselt redutseeritud glutatiooni kontsentratsiooni, glutatioonperoksidaasi, glutatioonreduktaasi, glutatioontransferaasi, kolesterooli, triatsüülglütseroolide, valgu ja malondialdehüüdi kontsentratsioone [32].
2.3. Vähendatud glutatioon (GSH)GSH kontsentratsioon määrati Glutathione Assist Kit (Sigma-Aldrich, Darmstadt, Saksamaa, kataloogi nr CS0260) abil vastavalt tootja protseduurile. Esmalt devalkeeriti proovid 5-protsendilise 5-sulfosalitsüülhappe lahusega ja tsentrifuugiti, et eemaldada sadestunud valk. GSH mõõtmisel kasutatakse kineetilist analüüsi, milles GSH katalüütilised kogused põhjustavad 5,5 ditiobis (2-nitrobensoehape) (DTNB) pideva redutseerimise 5-tio-2nitrobensoehappeks (TNB). , millel on kollane värv. Värvi intensiivsust mõõdeti spektrofotomeetriliselt 412 nm juures.
2.4. Glutatioonperoksidaas (GPx)Glutatioonperoksidaasi aktiivsust mõõdeti Glutathione Peroxidase Cellular Activity Assay Kitiga (Sigma–Aldrich, Darmstadt, Saksamaa, kataloogi nr CPG1). Meetod põhineb glutatiooni oksüdatsioonil (GSH-st GSSG-vormiks), mida katalüüsib GPx, mis on seotud GSSG ringlussevõtuga tagasi GSH-ks, kasutades glutatioonreduktaasi ja NADPH-d. NADPH neeldumise vähenemine 340 nm juures mõõdetuna NADPH oksüdeerimisel NADP plussiks viitab GPx aktiivsusele.
2.5. Glutatioonitransferaas (GST)Glutatiooni transferaasi mõõdeti glutatiooni S-transferaasi (GST) testikomplektiga (Sigma-Aldrich, Darmstadt, Saksamaa, kat. nr CS0410). Testi põhimõte põhineb asjaolul, et GST katalüüsib L-glutatiooni konjugatsiooni 1-kloro-2,4- dinitrobenseeniga (CDNB) glutatiooni tioolrühma kaudu. GS-DNB konjugaat neeldub 340 nm juures. Absorptsiooni suurenemise kiirus on otseselt proportsionaalne GST aktiivsusega proovis.
2.6. Glutatioonreduktaas (GR)Glutatioonreduktaasi aktiivsust mõõdeti glutatioonreduktaasi analüüsikomplektiga (Sigma-Aldrich, Darmstadt, Saksamaa, kataloogi nr GRSA). Aktiivsust mõõdeti DTNB [5,5" ditiobis(2-nitrobensoehape)] redutseerimisest tingitud neeldumise suurenemisega 412 nm juures.
2.7. Kolesterooli sisaldusKolesteroolisisaldus määrati Biochemtesti testiga [33] meetodil. Kolesterooli estrid hüdrolüüsiti kolesteroolesteraasi (CE) toimel vabaks kolesterooliks ja rasvhapeteks. Testitava proovi neeldumist mõõdeti lainepikkusel 505 nm.
2.8. Triatsüülglütseroolide sisaldusTriatsüülglütseroolide sisaldus määrati alfadiagnostika testiga [34]. Analüüsi põhimõte põhineb asjaolul, et triatsüülglütseroolid hüdrolüüsitakse lipaasi toimel vabadeks rasvhapeteks ja glütserooliks, seejärel fosforüülitakse ATP abil. Värvi intensiivsust mõõdeti lainepikkusel 520 nm.
CISTANCHE PARANDAB neeru-/NEEREDIALÜÜSI
2.9. Malondialdehüüdi (MDA) kontsentratsioonMDA kontsentratsiooni mõõdeti spektrofotomeetriliselt, kasutades tiobarbituurhappe (TBA) testi. Katse sooritamiseks lisati {{0}},5 ml proovi reaktsioonisegule (10 ml), mis moodustas võrdsetes osades 15% triskloroäädikhapet (TCA). 0,25 N HCL ja 0,375 protsenti tiobarbituurhapet (TBA) 0,25 N HCl-s ja kuumutati 95 ◦C juures 30 minutit. Pärast jahutamist ja tsentrifuugimist mõõdeti TBA-malondialdehüüdi adukti roosa värvuse intensiivsust spektrofotomeetriliselt 532 nm juures [35].
2.10. ValgusisaldusValgusisaldus määrati [36] meetodil. Lowry valgu test põhineb vase ioonide reaktsioonidel peptiidsidemetega (Folin-Ciocalteu reagendiga, st fosfovolframhappe ja fosfomolübdeenhappe seguga) leeliselistes tingimustes (Biuret test) koos aromaatsete valgujääkide oksüdatsiooniga ( peamiselt trüptofaan ja türosiin). Tsüsteiin reageerib ka reagendile. Värvilise kompleksi kontsentratsiooni mõõdeti spektrofotomeetriliselt lainepikkusel λ=750 nm.
2.11. Statistiline analüüsKõik tulemused on esitatud standardhälbetega (SD) keskmistena. Biokeemilisi parameetreid võrreldi dispersioonanalüüsi ANOVA abil, millele järgnes Tukey post hoc test. Kehamassi ja toidutarbimise muutusi võrreldi kahe valimiga paari t-testi abil. Need analüüsid viidi läbi, kasutades Statistica 9.{3}} tarkvara [37]. Andmed esitatakse ka protsentides, eeldades, et kontrollväärtused on 100 protsenti . Statistiline olulisus määrati p < 0,05="" ja="" p="">< 0,01.="" lisaks="" viidi="" läbi="" otsese="" cca="" koordinatsiooni="" analüüsid="" monte="" carlo="" permutatsioonitestidega,="" et="" teha="" kindlaks,="" millised="" mõõdetud="" biokeemilised="" parameetrid="" eristavad="" oluliselt="" uuringute="" komplekte.="" need="" analüüsid="" viidi="" läbi="" canoco="" 5.0="" tarkvaraga="" [38],="">maks ja neerud.
3. Tulemused
Glutatiooni antioksüdantide süsteemi kõigi osade kontsentratsioon või aktiivsus sõltus toidulisanditest, niimaks ja neerud. Enne katset kaalusid hiired 20,5 g ± 0,5 g. Pärast ühenädalast lisamist erinevate ränivetikate lahustega ei erinenud hiirte kehamass [t== 1,75, p=0,088]. Toidutarbimine ei erinenud ka rühmade vahel ja hiired sõid keskmiselt 2,5 ± 0,4 g toitu päevas. Kuid pärast ühenädalast lisamist on kolesterooli ja triatsüülglütserooli sisaldus veresmaksja neerud vähenesid võrreldes kontrolldieediga ning glutatioonreduktaasi aktiivsus ja malondialdehüüdi kontsentratsioon suurenesid märkimisväärselt, sõltumata diatomilahuse kontsentratsioonist, mõlemasmaksja neerud.
Maksas vähenes GPx aktiivsus pidevalt Pinnularia Borealis'e sisalduse suurenemisega (F (3, 36)=3,80, p=0,018) (joonis 1A). Suurim langus (78,18 protsenti) leiti aastalmaks5-protsendilise lahusega toidetud hiirtest (joonis 1A, tabel 1). Neeru puhul oli muster peaaegu vastupidine (F (3, 36)=13.08, p=6.2 × 10 6) (joonis 1A) ja GPx kõrgeim aktiivsus registreeriti loomadel, kes said 3% ränivetikate lahust (joonis 1A, tabel 1). Glutatiooni kontsentratsiooni muutused pärast toidulisandit ei näidanud ühtlast mustrit kamaks(F (3, 36)=5.44, p=0.003) (Joonis 1B) või neerudes (F (3, 36)=23.12, p {{ 11}},6 × 10° 8 ) (joonis 1B). Pärast 7-päevast toidulisandit 5-protsendilise lahusega on GSH kontsentratsioon veresmaksvähenes ~82 protsendini kontrollväärtustest, kuid see erinevus ei olnud oluline (joonis 1B, tabel 1). Märkimisväärne erinevus GSH sisalduses registreeriti ainult hiirte vahel, keda toideti 3% ja 5% diatomilahusega. Neerudes registreeriti suurim GSH sisaldus loomadel, keda toideti 3-protsendilise ränivetikate lahusega (joonis 1B, tabel 1).
Glutatioonreduktaasi aktiivsus suurenes oluliselt, sõltumata diatomilahuse kontsentratsioonist, niimaks(F (3, 36)=29.34, p=8.9 × 10 10) (joonis 1C) janeerud(F (3, 36)=9.85, p=7.0 × 10 5 ) (Joonis 1C) ja üldiselt oli see palju kõrgemmakskui aastalneerud(p < 0.05).="" gr="" aktiivsus="" saavutas="" pärast="" 5-protsendilise="" lahusega="" lisamist="" kuni="" 290="" protsendini="">maks(joonis 1C) ja kuni 180 protsenti kontrollväärtusestneerud(Joonis 2, tabel 1).
GST tegevusneerudsuurenes pidevalt Pinnularia Borealis'e sisalduse suurenemisega toidus (F (3, 36)=15,59, p=1,2 × 10 6) (joonis 1D). Suurim aktiivsus registreeriti pärast 5-protsendilise lahusega lisamist, kui see saavutas 158 protsendi kontrollväärtusest (joonis 1D). GST tegevusmaksoli märgatavalt kõrgem kui aastalneerud(p < 0.05).="" kuigi="" gst="">makssõltus toitumisest (F (3, 36)=11,62, p=1,8 × 10 5) (joonis 1D), ei näidanud see nii korrapärast mustrit kui aneerud(Joonis 1D). Malondialdehüüdi kontsentratsioon suurenes pidevalt ka Pinnularia Borealis'e sisalduse suurenemisega toidus, niimaks(F (3, 36)=4.26, p=0.011) (joonis 1E) janeerud(F (3, 36)=6.74, p=0.001) (Joonis 1E). Mõlemal juhul registreeriti MDA kõrgeim kontsentratsioon pärast söötmist 5-protsendilise ränivetikate lahusega (joonis 1E). Andmestiku mitmekesisuse jaoks olulised muutujad kokku moodustasid 55,9 protsenti kogu varieeruvusestmaksja 53,9 protsentineerud(Joonised 2 ja 3). Neerudes leiti kontrollproovides statistiliselt oluline seos kõrge kolesterooli ja triglütseriidide vahel. Märkimisväärne oli ka GSH taseme tõus 3-protsendilise ränivetikate lisamisega. Samamoodi oli GR suurenemine oluliselt seotud 5-protsendilise ränivetikate lisamisega (joonis 3). Maksas korreleerus MDA kontsentratsiooni tõus 5-protsendilise diatomite seguga. Seos oli statistiliselt oluline. Statistiliselt oluline oli ka GSH ja GR taseme tõus söödas madalate diatomite kontsentratsioonide korral (joonis 2).
Triatsüülglütseroolide ja kolesterooli sisaldus veresmaksjaneerudolid sarnased (joonis 1F, G). Dieedilisandid diatomitega mõjutasid oluliselt triatsüülglütseroolide kontsentratsiooni, niimaks(F (3, 36)=16.22, p=7.8 × 10 7 ) janeerud(F (3, 36)=7.89, p=0.0004). Võrreldes kontrollrühmadega, on pärast 3- ja 5-protsendilisi ränivetikate lahuseidmakstriatsüülglütseroolide sisaldus vähenes vastavalt 75,25 ja 65,84 protsendini ningneerudvastavalt 92 (ns) ja 73,16 protsenti. Samamoodi vähendas dieedi rikastamine ränivetikatega kolesteroolisisaldust, niimaks(F (3, 36)=2.57, p=0.07) janeer (F (3, 36)=14,90, p =1,8 × 106). Suurim kolesteroolisisalduse langus registreeriti 5-protsendilise ränivetikate lahusega toidetud hiirte elundites.
4. Arutelu
Selles uuringus küsisime, kas toidulisand Pinnularia Borealis'ega võib suurendada antioksüdantide kaitset ja leevendada südame-veresoonkonna haiguste riskitegureid. Leidsime, et kolesterooli ja triatsüülglütserooli kontsentratsioonidmaksjaneerudolid madalaimad hiirtel, keda toideti kõrgeima P. Borealis'e kontsentratsiooniga, mis viitab vetikate kaitsvatele omadustele. Lisaks piisas P. Borealise madalaimast kontsentratsioonist hiirte antioksüdantse võime parandamiseks. Vetikad on pika ahelaga polüküllastumata rasvhapete (PUFA) potentsiaalne ja looduslik allikas, nagu eikosapentaeenhape (EPA) ja dokosaheksaeenhape (DHA). Üldiselt jääb fototroofsete vetikate lipiidide sisaldus vahemikku 10–60 protsenti kuivmassist ja ω-3 PUFA-sid on 10–20 protsenti [4]. Vetikate rasvhapete profiilid on geneetiliselt määratud, kuid rasvhapete sisaldus sõltub ka valguse intensiivsusest ja vee soolsusest [39]. Ryckebosch et al. [40] teatasid, et suured kogused EPA-d või DHA-d kogunevad merevetikatesse: Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Chrysophyceae, Cryptophyceae ja Florideophyceae. Peltomaa jt. [39] väitsid, et mageveevetikad võivad olla ω-3 PUFA-de poolest rikkamad kui mere- ja riimvetikad ning teravaveelised ränivetikad Nitzschia sp. kui kõige lootustandvam ränivetikate tüvi kaubanduslikuks EPA tootmiseks. Nitzschia laevis sisaldab kokku 75,9 protsenti EPA-st ja 37,4 protsenti EPA-st koguneb triatsüülglütseroolina, 22,6 protsenti monoatsüülglütseriididena ja 15,9 protsenti fosfatidüülkoliinina [41]. Selles uuringus kasutatud P. Borealises moodustasid ω-3 PUFA-d 28 protsenti rasvhapete koguarvust ja EPA 32 protsenti kõigist ω-3 PUFA-dest. Inimese EPA-d saadakse toidust, peamiselt kalaõlist. See on olulise toiteväärtusega asendamatu rasvhape, millel on võime leevendada paljude haiguste riski. Seega on PUFA kasvava vajaduse katmiseks vaja kalaõli alternatiivseid allikaid. Diatom P. Borealis akumuleerib kõrgel tasemel (32 protsenti) EPA-d ja seega võib seda pidada toidulisandiks.
Leidsime, et toidulisand erinevate kontsentratsioonidega lüofiliseeritud diatom P. Borealis lahustega kutsus esile kolesterooli ja triatsüülglütserooli kontsentratsiooni annusest sõltuva languse. Kuna kontrollrühma kolesteroolisisaldus varieerus suurel määral, ei saavutanud see toime olulisuse taseteladar (p=0.07), kuid järjepidev suundumus oli ilmne. Aastalneerud,kolesterooli kontsentratsioon hiirtel, kellele oli lisatud kõrgeima 5-protsendilise diatomilahusega lahust, vähenes ~30 protsenti. Järjekindlalt vähenes triatsüülglütserooli sisaldus märkimisväärselt, niimaksjaneerud. Oletame, et kolesterooli ja triatsüülglütserooli sisalduse vähenemine oli tingitud toidulisanditest PUFA-dega, mis on tuntud oma kaitsva toime poolest [1]. P. Borealis on kserofüütne diatom, mis ei sisalda mitte ainult kõrge EPA kontsentratsiooni, vaid ka mitmeid bioaktiivseid ühendeid, nagu pigmendid, kiud ja fütosteroolid, mis kõik on tervisele kasulikud [5,8]. Sarnased tulemused said Sano jt. [42], kes täheldasid vetikate Chlorella Vulgaris toidulisandite märkimisväärset lippideemilist ja aterosklerootilist toimet küülikutel, keda toideti 10 nädala jooksul kõrge kolesteroolisisaldusega dieedil. Fallah jt. [43] näitasid, et Chlorella tarbimine võib alandada ka hüperkolesteroleemiaga patsientide kolesteroolitaset. Need potentsiaalsed tervisega seotud eelised on omistatud Chlorella spetsiifilistele komponentidele, nagu mineraalid, kiudained, valgud ja ω-3 PUFA. Cherng et al. [44] näitas ka, et Chlorella pyrenoidosa on võimeline ära hoidma düslipideemiat roti- ja hamstrimudelitel, keda toideti kõrge rasvasisaldusega dieediga, mis sisaldas 20 protsenti hüdrogeenitud kookosõli (rikas küllastunud rasvhapete poolest). Mitmed uuringud näitasid, et kõrge rasvasisaldusega dieediga loomadel on tõenäolisem düslipideemia ja hüperglükeemia [45], insuliiniresistentsus [46], maksa steatoos [47], trombotsüütide agregatsioon [48] ja oksüdatiivne stress [49]. Seega võib õige, PUFA-derikas toitumine leevendada nende haiguste riskitegureid.
CISTANCHE PARANDAB NEeru-/NEERUNEKTSIOONI
Lee et al. [50] näitas, et Korea meessoost suitsetajatel säilitas Chlorella Vulgarise lisamine plasma antioksüdantsete toitainete seisundi ja parandas erütrotsüütide antioksüdantsete ensüümide aktiivsust. Reaktiivsed hapnikuliigid ja vabad radikaalid võivad olla kahjulikud lipiididele, valkudele ja DNA-le ning võivad vallandada mitmeid inimeste haigusi, nagu neurodegeneratiivsed ja südame-veresoonkonna haigused [51]. Selles uuringus ennustasime, et dieedi lisamine P. Borealisega leevendab oksüdatiivset stressi, kuna PUFA-d võivad vähendada oksüdatiivseid kahjustusi in vivo [1]. Siiski oli oksüdatiivse stressi markeri malondialdehüüdi (MDA) kontsentratsioon kõrgeim, niimaksjaneerud, hiirtel, kellele on lisatud 5-protsendilist diatomilahust (joonised 2 ja 3). Malondialdehüüd tuleneb suures osas PUFA-de peroksüdatsioonist ja kuigi see on vähem ohtlik, kui varem arvati, on see siiski mürgine, immunogeenne ja mutageenne [1]. Kuid MDA võib pärineda mitte ainult lipiidide peroksüdatsioonist, vaid ka toidust. Seega on usutav, et MDA kõrge sisaldus ei ole seotud oksüdatiivse stressiga, vaid toidulisandi kõrge EPA sisaldusega. Tõepoolest, glutatioonperoksidaasi (GPx) aktiivsus ei muutunud või isegi vähenes pärast dieedi lisamist (joonis 2). GPx ensüümid katalüüsivad vesinikperoksiidi redutseerimist, kaitstes organismi oksüdatiivsete kahjustuste eest. Seega, kui oksüdatiivne stress suureneks, suureneks GPx aktiivsus. Arusaamatult suurenes GPx aktiivsus aastalneerud3-protsendilise diatomilahusega toidetud hiirtel ja sellega paralleelselt suurenes GSH sisaldus (joonis 3). Tõenäoliselt seletas GSH kontsentratsioon 23,7 protsenti dispersioonistneerud(Joonis 3). Need tulemused võivad viidata oksüdatiivse stressi suurenemisele selles rühmas. Kuid glutatioonreduktaasi (GR) aktiivsus veresmaksjaneerude suureneminepärast dieedi lisamist, sõltumata diatomilahusest (joonis 2). Maksas selgitas GR aktiivsus 39,7 protsenti dispersioonist (joonis 2). See ensüüm muutis oksüdeeritud glutatiooni uuesti redutseeritud vormiks, et säilitada õige oksüdatsiooni-redutseerimispotentsiaal, ja kaitses valkude -SH rühmi oksüdatsiooni eest [22]. GR-i aktiivsuse ~2–25-kordne suurenemine kõigis rühmades näitab, et isegi Pinnularia Borealis'e madalaima lahuse korral paranevad antioksüdantsed mehhanismid. Redutseeritud glutatiooni (GSH) kontsentratsioon vähenes ainult hiirtel, kellele oli lisatud 5-protsendilist diatoomilahust. See võib viidata sellele, et madalamad kontsentratsioonid on kasulikumad. GSH on tugev antioksüdant, mis on ka glutatioonperoksüdaaside ja glutatioontransferaaside kofaktor [1]. Glutatioontransferaasid on rühm ensüüme, mis käivitavad endogeensete ja eksogeensete rakkude kahjulike ühendite, sealhulgas reaktiivsete hapnikuliikide detoksifitseerimise. Glutatioontransferaasi (GST) kõrgeim aktiivsus hiirtel, millele on lisatud 5-protsendilist ränivetikat sisaldavat lahust, võib samuti seletada madalaimat GSH sisaldust nendel loomadel. Seega järeldame, et dieedi lisamine P. Borealisega on kasulik GSH redokssüsteemile, kui seda kasutatakse lahuses kuni 3 protsenti. Kõrgematel kontsentratsioonidel võib olla kahjulik mõju, mida ei saa kompenseerida kolesterooli või triatsüülglütserooli sisalduse vähenemisega. Toiduga saadavaid PUFA-sid saab aga lisada raku lipiididesse erineval määral ja sellisena võivad need avaldada erinevat mõju sõltuvalt rakustruktuuridest või koest [52]. See võib osaliselt selgitada erinevusi antioksüdantide süsteemi parameetritesneerudja maksa. Lisaks võivad toidust saadavad rasvhapped olla küllastunud või piklikud, peamiselt endoplasmaatilises retikulumis [53]. Me ei mõõtnud EPA sisaldustmaksjaneerud,seega ei saa me täpselt öelda, milline oli kudede EPA sisaldus, kuid oleme veendunud, et tulemused ei olnud juhuslikud, sest P. Borealis'e madalaimast kontsentratsioonist piisas antioksüdandivõime parandamiseks.
Lisaks on üha rohkem tõendeid selle kohta, et erinevad toidulisanditena kasutatavad PUFA-d ei ole võrdsed, kuna PUFA-del pole mitte ainult pro-, vaid ka antioksüdantseid omadusi ning seega võivad nad moduleerida endogeenset antioksüdantset kaitset [52]. PUFA-de mõju ei ole lihtsalt seotud süsinikuahela pikkuse ega kaksiksidemete arvu ja positsiooniga. Viie erineva uuritud PUFA hulgast (arahhidoonhape (20:4 ω-6), linoolhape (18:2 ω-6), -linoleenhape (18:3 ω-3), eikosapentaeen (20: 5 ω-3) ja dokosaheksaeenhape (22:6 ω-3)) suurendas inimese hepatoomi rakuliini kultuuris antioksüdantset kaitset, samas kui arahhidoonhappest põhjustatud oksüdatiivset kahjustust [51,54]. Teistes in vitro uuringutes näitasid [55] autorid, et eksogeensetel EPA-l ja DHA-l on kõige tugevamad antioksüdantsed omadused ning need on ROS-i eemaldamisel palju tõhusamad kui ω-6 PUFA-d.
Meile teadaolevalt on tegemist esimese uuringuga P. Borealist kui toidulisandit. Vetikad võivad sünteesida paljusid ühendeid, millel on tugev kasu tervisele [56]. Koyande et al. [45] näitas, et vetikate aktiivsetel ühenditel on kantserogeensed, antioksüdatiivsed ja antihüpertensiivsed omadused. Üks loomulikke viise neurodegeneratiivsete ja südame-veresoonkonna haiguste riskide kõrvaldamiseks võib olla ω-3 PUFA-de rikas dieet [38]. Mõned vetikad on klassifitseeritud toiduallikaks GRAS-i kategoorias [57] ja ränivetikat P. Borealis on tunnustatud polüküllastumata rasvhapete, näiteks EPA [58] rikkaks allikaks. Tänapäeval saadakse inimese EPA-d toidust, peamiselt kalaõlist. See on olulise toiteväärtusega asendamatu rasvhape, mis leevendab paljude haiguste riski. Seega on PUFA-de kasvava vajaduse katmiseks vaja kalaõli alternatiivseid allikaid. Diatom P. Borealis akumuleerib kõrgel tasemel (32 protsenti) EPA-d ja seega võib seda pidada toidulisandiks.
5. Kokkuvõtted
Meie uuringu tulemused näitavad, et Pinnularia Borealis't saab kasutada tervisele kasuliku toidulisandina. Kui seda tarnitakse õiges koguses, võib see suurendada antioksüdantide kaitset ja leevendada südame-veresoonkonna haiguste riskitegureid. Vetikad on hea alternatiiv kalaõlile, kõrvaldades ekstraheerimistoodete lõhna ja ebastabiilsuse probleemid.
