Кишкові та нейрональні міентеріальні адаптації в тонкому кишечнику, викликані дієтою з високим вмістом жиру в
Анжеліка Соарес
1 Центр медичних та фармацевтичних наук, Державний університет Заходу від Парани, Р. Університет, 1619, Каскавель, PR CEP 85819-110 Бразилія
Евандро Хосе Беральді
2 Відділ морфологічних наук, Державний університет м. Марінга, просп. Коломбо, 5790, Марінга, PR CEP 87020-900 Бразилія
Паулу Еміліо Ботура Феррейра
2 Відділ морфологічних наук, Державний університет м. Марінга, просп. Коломбо, 5790, Марінга, PR CEP 87020-900 Бразилія
Роберто Барбоза Базотте
3 Кафедра фармакології та терапії Державного університету м. Марінга, просп. Коломбо, 5790, Марінга, PR CEP 87020-900 Бразилія
Нілза Крістіна Баттоу
2 Відділ морфологічних наук, Державний університет м. Марінга, просп. Коломбо, 5790, Марінга, PR CEP 87020-900 Бразилія
Анотація
Передумови
Поширеність ожиріння зростала з тривожними темпами, особливо через збільшення споживання дієт з високим вмістом жиру (HFD). Вплив HFD на внутрішню іннервацію та стінку кишечника не повністю охарактеризовано. Метою цього дослідження було дослідити морфо-кількісні аспекти міентеріальних нейронів та стінки тонкої кишки у мишей, які отримували HFD.
Методи
Швейцарських мишей годували HFD (59% ккал від жиру) або стандартною чау (9% Ккал від жиру) протягом 8 тижнів. Сегменти дванадцятипалої кишки, тонкої кишки та клубової кишки піддавали гістологічній обробці для морфо-кількісного дослідження стінки кишки та клітин слизової оболонки, а також проводили імуногістохімію для оцінки міентеральних нейронів. Дані для кожного сегмента порівнювали між групами за допомогою непарного t-критерію Стьюдента або еквівалентного непараметричного тесту.
Результати
HFD збільшив масу тіла та вісцеральний жир та зменшив довжину тонкої кишки та окружність клубової кишки. У дванадцятипалій кишці HFD збільшив щільність нітрергічної субпопуляції та зменшив площу нітрергічних нейронів та варикозних розширень вазоактивного кишкового пептиду (VIP). У тонкій кишці збільшено щільність нітрергічної субпопуляції та зменшено нейронні ділянки загальної популяції, нітрергічну субпопуляцію та (VIP) варикозність. У клубовій кишці збільшилася щільність генеральної сукупності та нітрергічна субпопуляція, а також зменшились нейронні зони генеральної популяції, нітрергічна субпопуляція та (VIP) варикозні розширення. Морфометричні параметри ворсинок, крипт, м’язового шару та загальної стінки, як правило, збільшувались у дванадцятипалій кишці та тонкій кишці та зменшувались в клубовій кишці. У дванадцятипалій кишці та тонкій кишці HFD сприяв зменшенню частки внутрішньоепітеліальних лімфоцитів. В клубовій кишці частка інтраепітеліальних лімфоцитів і келихоподібних клітин зменшилася, а ентероендокринні клітини збільшилися.
Висновки
Дієта з високим вмістом жиру викликає зміни міентеріальної іннервації тонкої кишки, стінок кишечника та клітин слизової, відповідальних за секрецію гормонів та підтримку захисного кишкового бар’єру. Морфо-кількісні дані дають основу для подальших досліджень з метою з’ясування впливу HFD на моторику, травну та всмоктувальну здатність та кишковий бар’єр.
Передумови
Ожиріння є проблемою для світового громадського здоров’я, особливо стосовно асоціації з хронічними захворюваннями, такими як діабет, гіпертонія, серцево-судинні захворювання та рак [1]. За загальносвітовими даними, 14% дорослих жінок та 10% дорослих чоловіків страждають ожирінням [1]. Збільшення рівня ожиріння відображає зміни поведінки в сучасному суспільстві, включаючи більший прийом їжі, що багата жирами і має високу щільність енергії [2].
Споживання дієти з високим вмістом жиру (HFD), яка зазвичай виробляється з 20-60% жиру [3], пов’язане з розвитком ожиріння у людей [2] та тварин [3-5]. У тварин HFD також індукують розлади, подібні до тих, що виникають при ожирінні людини, такі як гіперглікемія [4], резистентність до інсуліну та діабет 2 типу [5].
Деякі дослідження повідомляють про вплив HFD на шлунково-кишковий тракт. Однак відповіді різняться, коли порівнюються різні джерела насичених жирів (68:28 насичені: мононенасичені жири проти 39:45 насичені: мононенасичені жири) [6,7] і коли вони порівнюються з високими мононенасиченими жирами (12:80 насичений: мононенасичений жир) [6]. Наприклад, у слизовій оболонці кишечника насичені жири (39:45 насичені: мононенасичені) збільшували висоту ворсинок у товстій кишці та клубовій кишці лише через 3 дні у тварин, які перенесли резекцію кишечника [7], тоді як насичені жири (68:28 насичені: мононенасичені) протягом 8,4 тижнів зменшували висоту ворсинок у цих самих сегментах [6]. Жир також впливає на секрецію слизу, кількість келихоподібних клітин [8] і проліферацію клітин [7,8]. Ці зміни можуть впливати на поглинання поживних речовин та захисну функцію слизового бар’єру. Що стосується клітинних популяцій кишкового епітелію, то інтраепітеліальні лімфоцити та слизовий бар’єр, що виробляються переважно келихоподібними клітинами, пов’язані з імунним захистом і можуть впливати на HFD [9].
Ентероендокринні клітини - це ще одна популяція клітин, пов’язана з поглинанням поживних речовин, які виділяють шлунково-кишкові гормони, які інтегровано працюють для оптимізації травлення та всмоктування [10]. Крім того, дані свідчать про те, що ці клітини також взаємодіють з нервовою системою, можуть активувати місцеві нервові ланцюги та сприяти руховій, секреторній та судинорозширювальній активності [11].
Попередні дослідження повідомляли про вплив жиру на моторику шлунково-кишкового тракту [12,13]. Патогенез цих змін може включати зміни у внутрішній іннервації, представленій кишковою нервовою системою. Недавні дослідження описували міентеральну нейропатію після споживання ВЧС [5,14]. Мієнтерогенні нейрони по-різному уражаються, і особливо сприйнятливі субпопуляції нейронів, які експресують нейрональну синтазу оксиду азоту (nNOS) та вазоактивний кишковий пептид (VIP) [5]. Через ці інтимні стосунки міентеральна нейропластичність може супроводжуватися структурними змінами м’язової оболонки та кишкової стінки, що пропонується в літературі [15,16].
У цьому дослідженні оцінено вплив HFD на загальну нейрональну популяцію (міозин-V-імунореактивний [IR]) та нітрергічну (nNOS-IR) та VIP-ергічну (VIP-IR) субпопуляції в міентеріальному сплетенні тонкої кишки мишей. Додатково вивчали морфологію кишкової стінки, проліферацію клітин та субпопуляції келихоподібних клітин, ентероендокринних клітин та інтраепітеліальних лімфоцитів.
Методи
Тварини та навчальні групи
Самці швейцарських мишей (Mus musculus) були отримані з Центрального біотерію Державного університету м. Марінга. Тварин утримували при контрольованій кімнатній температурі (22 ± 2 ° С) та 12 год/12 год циклу світло/темнота та утримували в окремих клітках. Усі процедури були затверджені Комітетом з етики з експериментів на тваринах при Державному університеті м. Марінга та відповідали міжнародним законам щодо захисту тварин.
У віці 42 днів тварини важили в середньому 34 г, були розподілені у дві групи по 10 тварин у кожній: контрольні тварини (група CON), яких годували стандартною чау гризунами (9% ккал від жиру) (Nuvilab, Quimtia SA, Коломбо, PR, Бразилія) та експериментальних тварин, яких годували HFD, що містив 59% ккал жиру протягом 8 тижнів (група OB). HFD (табл. 1) готували з використанням свинячого жиру у композиції, яка була точно такою ж, як раніше використовували Arçari et al. [4] і на основі очищеної дієти AIN-93G [17]. Сало має приблизно 40:40 насичених: мононенасичених жирів і багате пальмітиновою кислотою, довголанцюговим тригліцеридом. Кількість жирних кислот у стандартній чау склало 4% від загальної ваги; у HFD - 35%. Обидві групи мали доступ до їжі та води за власним бажанням.