Білковий гідролізат із картоплі забезпечує печінку захистом хом’яків проти дієти з високим вмістом жиру
Анотація
Передумови
Гідролізат білка картоплі, APPH - потенційний інгредієнт проти ожиріння. Оскільки ожиріння призводить до погіршення функції печінки та супутніх захворювань печінки, у цьому дослідженні досліджували вплив APPH на пошкодження печінки з високим вмістом жиру (HFD).
Методи
Шести тижневих самців хом'яків було випадковим чином розділено на шість груп ( = 8) як контроль, HFD (HFD, що страждає ожирінням), L-APPH (HFD + 15 мг/кг/день APPH), M-APPH (HFD + 30 мг/кг/день), H-APPH (HFD + 75 мг/кг/день APPH) та PB (HFD + 500 мг/кг/день пробуколу). Хом'яків, яких годували HFD, вводили APPH через 50 днів через ротову порожнину. Тварин евтаназували, а кількість апоптотичних ядер у тканині печінки визначали фарбуванням TUNEL, а ступінь інтерстиціального фіброзу визначали трихромним фарбуванням Массона. Модуляція молекулярних подій, пов’язаних з апоптозом та фіброзом, з’ясована із вестерн-блот-аналізу загальних білкових екстрактів.
Результати
Хом'яки, які харчувалися дієтою з високим вмістом жиру, виявляли симптоми пошкодження печінки, виміряні за сироватковими маркерами, такими як рівні аланінамінотрансферази та аспартатамінотрансферази. Однак 50-денна добавка APPH ефективно покращила ефекти HFD. HFD також модулював експресію білків виживання та апоптозу в печінці хом'ячка. Далі групи HFD демонстрували підвищений рівень маркерів фіброзу в печінці. Зростання фіброзу та апоптозу корелював із збільшенням рівнів фосфорильованих позаклітинних регульованих сигналом кіназ (pERK1/2), що виявляє потенційну роль ERK у пошкодженні печінки, опосередкованому HFD. Однак лікування APPH значно зменшило вплив HFD на маркери апоптозу та фіброзу та забезпечило захист печінки.
Висновок
Тому APPH можна розглядати як ефективний терапевтичний засіб для полегшення ураження печінки, пов’язаного з дієтою.
Передумови
Ожиріння є серйозною проблемою охорони здоров'я, пов'язаної з хронічними захворюваннями, що викликають занепокоєння, такими як діабет II типу, серцево-судинні захворювання, резистентність до інсуліну, жирові захворювання печінки, інсульт, артрит та астма. Поширеність ожиріння зростає як у розвинутих, так і в країнах, що розвиваються, де ожиріння в молодому віці стає загальним явищем. За оцінками ВООЗ, загальна поширеність дорослих із надмірною вагою становить понад 1 мільярд, і близько 300 мільйонів з них страждають ожирінням [1,2,3,4,5]. Дієта з високим вмістом жиру (HFD), що містить високий рівень ліпідів, є основним фактором, що спричиняє печінкові ускладнення, такі як гіперхолестеринемія, стеатогепатит, запалення, апоптоз та фіброз [6,7,8,9,10]. Однак молекулярні механізми, пов'язані з патогенністю, пов'язаною з HFD, залишаються незрозумілими, і тому ефективна терапевтична стратегія протидії ще не доступна.
Печінка відіграє важливу роль у підтримці ліпідного обміну, контролюючи ліпогенез, ліполіз, глюконеогенез та гліколіз. Печінка контролює понад 10 000 біохімічних реакцій за певний час, що допомагає нормальному метаболічному гомеостазу та зберіганню вуглеводів, ліпідів, вітамінів та мінералів [11, 12]. Ожиріння - одне з найпоширеніших станів, пов’язаних із порушеннями функції печінки, такими як стеатоз печінки, неалкогольна жирова хвороба печінки та подальше прогресування до стеатогепатиту. Прийом HFD суттєво змінює молекулярні події та функції печінки, що значною мірою відображається у функціональних маркерах печінки [11].
У кількох дослідженнях, що стосуються людей із ожирінням та моделей тварин, спричинених дієтою, широко повідомлялося про різні побічні ефекти HFD [13,14,15,16,17]. Золотий сирійський хом'як широко використовується на тваринних моделях метаболізму ліпопротеїнів, і вони дуже схильні до ожиріння та супутніх розладів [18]. На дієті з високим вмістом жирів хом'яки демонструють значний приріст маси тіла з четвертого тижня лікування і продовжують нарощувати експоненціальне зростання принаймні до 12-го тижня [18]. APPH - це алкалазний гідролізат фракції білка картоплі, що має стимулюючий ліполіз з ефективним потенціалом проти ожиріння [19]. Тим не менше, ефект APPH на індукований апоптоз і фіброз печінки індукований жиром (HFD) невизначений.
У той час як щури та миші демонструють стійкість до розвитку гіперглікемії, золотисті сирійські хом'яки схильні до ожиріння [20]. На збагаченій холестерином дієті у хом'яків легко розвивається гіперхолестеринемія та гіпертригліцеридемія, крім того, HFD легко викликає ожиріння та жирову хворобу печінки у хом'яків [18, 21]. Для вивчення гепатозахисних ефектів APPH, самців золотосирійських хом'яків годували HFD протягом 80 днів і виявляли прояви ураження печінки. Однак, хом'яки, яких годували HFD, яким вводили різні дози APPH протягом 50 днів, значно покращили симптоми. Встановлено, що рівні АЛТ (аланінамінотрансферази) та АСТ (аспартатамінотрансферази) у хом'яків, що страждають ожирінням, підвищені, проте введення АРФН значно знижує рівні АЛАТ та АСТ у сироватці крові. Також було виявлено, що білки, що беруть участь в апоптозі та фіброзі, значно знижуються в тканинах печінки APPH, яким вводять ожирілих хом'яків. Наші результати показують, що тривалий прийом APPH може послабити індукований HFD апоптоз і фіброз печінки у хом'яків. Отже, введення APPH можна розглядати як потенційний терапевтичний засіб для полегшення пошкодження печінки, пов’язаного з HFD.
Методи
Підготовка APPH
Підготовка, очищення та характеристика APPH проводились, як повідомлялося раніше. Склад та характеристики APPH також були перевірені на відповідність попереднім [22]. Коротко кажучи, картопляний білок (Han-Sient Corporation, Тайбей, Тайвань) та алкальцевий фермент змішували (співвідношення 25:10), отримуючи гідролізат білка з 81% білками. APPH характеризувався зворотно-фазовою ВЕРХ та MS/MS/TIC, як згадувалось у попередньому звіті [22].
Експерименти на тваринах
Визначення сироваткових маркерів
Для аналізу сироватки крові відбирали з хом'яків і центрифугували при 2000 об/хв протягом 10 хв, а рівні ALT і AST вимірювали за допомогою комерційно доступних наборів для аналізів (Abcam, Кембридж, Великобританія).
Вилучення білка із зразків тканин
Зрізи тканин печінки гомогенізували в буфері для лізису (100 мг/мл), що містить Трис, ЕДТА, 2-меркаптоетанол, 10% гліцерин, інгібітор протеази та інгібітор фосфатази (рН = 7,4). Супернатанти, що містять розчинні білки, збирали центрифугуванням гомогенатів при 12000 g протягом 40 хв.
Вестерн-блот-аналіз
Концентрацію білка у зразках визначали, використовуючи метод аналізу білка Лоурі. Білки відокремлювали електрофорезом додецилсульфат натрію-поліакриламідного гелю (SDS-PAGE) і згодом переносили в мембрани PVDF (GE Healthcare Life Sciences, Пітсбург, Пенсільванія, США). Мембрани блокували, використовуючи 3% бичачий сироватковий альбумін (BSA) в буфері TBS, а потім гібридизували з первинними антитілами (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA). Після належного промивання буфером TBS мембрани гібридизували з міченими пероксидазою хрону вторинними антитілами, а плями візуалізували за допомогою ECL у системі виявлення хемілюмінесценції Fujifilm LAS-3000 (GE Healthcare Life Sciences).