Амінокислоти з розгалуженими ланцюгами посилюють порушення печінкової глюкози та метаболізму ліпідів, пов’язані з ожирінням

H.Z. та Ф.З. внесли однаковий внесок у цю роботу.

амінокислоти

Анотація

Вступ

Ожиріння та пов'язані з цим метаболічні захворювання, такі як резистентність до інсуліну та цукровий діабет 2 типу (T2DM), стали основними проблемами здоров'я у всьому світі (1). Ожиріння пов'язане зі збільшенням накопичення ліпідів у позаматкових тканинах, таких як печінка, скелетні м'язи та нирки (2). Ектопічне накопичення ліпідів у печінці відоме як неалкогольна жирова хвороба печінки (НАЖХП) і тісно пов'язане з резистентністю до інсуліну (3). НАЖХП можна розділити на простий стеатоз та неалкогольний стеатогепатит (НАСГ). Як відомо, печінковий жир зменшується з прогресуванням НАСГ, який був названий спаленим НАСГ (4). Це явище стосується зміненого метаболізму ліпідів у печінці з прогресуванням НАЖХП, але пов'язані механізми залишаються невідомими.

Дієтичні вуглеводи та жири причинно пов’язані з розвитком резистентності до інсуліну (11). Хоча небезпечні ефекти високого вмісту глюкози та високого вмісту жиру (HF) на метаболічний гомеостаз печінки добре відомі, вплив високого споживання білка на пов'язані з ожирінням порушення метаболізму залишається незрозумілим. BCAA (лейцин, ізолейцин та валін) - це група незамінних амінокислот. Відносно багато в їжі, вони становлять 15-25% від загального споживання білка (13). Недавні дослідження показують, що BCAA пов'язані з розвитком T2DM (14) та NAFLD (11). Примітно, що підвищені концентрації BCAA в циркуляції сильно прогнозують ризик розвитку T2DM (15). Орієнтація на катаболізм BCAA є потенційною стратегією лікування інсулінорезистентності, пов’язаної з ожирінням (16). Разом ці клінічні дослідження припускають, що BCAA можуть мати негативний вплив на метаболічний гомеостаз печінки, особливо в резистентних до інсуліну станах. Однак чи не підвищений вміст BCAA відіграє причинну роль у порушенні печінкового метаболізму глюкози та ліпідів, залишається невстановленим.

Тут ми прагнемо з’ясувати роль BCAA у метаболізмі глюкози та ліпідів у печінці та сприяти розвитку інсулінорезистентності до важких станів та системних порушень метаболізму глюкози та ліпідів, а також додатково визначити значення та з’ясувати основні механізми.

Дизайн та методи дослідження

Тварини

Усі експерименти на тваринах проводились відповідно до рекомендацій Національного інституту охорони здоров’я на лабораторних тваринах та були затверджені Комітетом з догляду та використання ВВС Військово-медичних сил. Дорослих самців мишей дикого типу C57BL/6J було придбано у Центрі тварин Військово-медичного університету Військово-повітряних сил. Усі миші були вирощені в приміщенні з контролем температури і підтримувались на тлі 26 ± 2 ° C і 55 ± 15% відносної вологості з постійним 12-годинним циклом світло/темрява.

Мишей дикого типу C57BL/6J випадковим чином розподіляли на чотири групи: групу, яка годувалась нормальною дієтою (ND), групу, яку годували раціоном HF, групу HF плюс BCAA (HF/BCAA) та групу HF/парних в якому споживання калорій відповідало такому для групи HF/BCAA. Всіх мишей годували протягом 16 тижнів із вільним доступом до води або їжі. Вагу тіла та споживання їжі контролювали кожні 3 дні та розраховували як ккал/г/тиждень. Аденоасоційований вірус серотипу-9 (AAV9) -myr-Akt2 з широким промотором цитомегаловірусу доставлявся через ін'єкцію хвостової вени, і кожній миші вводили 1,2 × 10 11 векторів або геномів. Послідовність myr - atggggagcagcaagagcaagcccaagtctaga.

Мишей евтаназували ізофлураном. Кров збирали через сонну артерію. Тканини збирали після жертвоприношення тварин і негайно заморожували в рідкому азоті. Для досліджень, які проводили натощак, мишей голодували протягом ночі, а потім годували протягом 6 годин.

ВЧ дієтичне годування

Протоколи парного годування виконувались, як описано раніше (17). Щоб провести аналіз парного вигодовування, ми спочатку визначили загальну масу тіла групи HF/BCAA (A g) і підрахували загальну кількість споживаних калорій (B) щодня (B = [загальна кількість калорій - калорії в з’їденій їжі]/день) та споживаних калорій на день залежно від рівня BCAA у питній воді (C кал). Потім ми визначили спожиті калорії на грам маси тіла (D кал/г) = (В [кал] + С [кал])/загальна вага тіла (А г). Далі ми виміряли загальну масу тіла (Е г) СН та парної групи та розрахували кількість ВЧ дієтичної їжі, яку слід вводити ВЧ/парній групі (F кал.) (F = D ∗ E), наступним чином день. Загальну їжу розподіляли на дві порції та забезпечували її в окремий час (8:00 та 18:00), щоб уникнути голоду. ВЧ/парній групі була надана 60% СН-дієта без ВСАА.