Насичений дієтичним жиром холестерин, але не ненасичений жир або крохмаль, індукує С-реактивний білок
Анотація
Передумови
Вважається, що діабет прискорює серцево-судинні захворювання залежно від типу дієти. Це дослідження у хворих на цукровий діабет було проведено для вивчення метаболічних, запальних та серцево-судинних ефектів харчових компонентів, типово присутніх у західній, середземноморській або високоглікемічній дієті.
Методи
45 кг) годували протягом 10 тижнів додатковим (40% дієтичної енергії) насиченим жиром/холестерином (SFC), ненасиченим жиром (UF) або крохмалем (S) під час дослідження дієтичного втручання.
Результати
Загальна концентрація холестерину в плазмі натще, ЛПНЩ та ЛПВЩ була у 3-5 разів вищою (р 2 = 0,95). Вага ретроперитонеального жиру (г) була середньою по SFC (260 ± 72), найменша у S (135 ± 51) і найвища (p
Передумови
Вплив надлишку харчових жирів та вуглеводів на метаболічний контроль, запалення та серцево-судинні захворювання вивчався та обговорювався у звичайних та (перед) діабетичних досліджень як на людях [1–4], так і на тваринах [5–7]. Загалом надмірне вживання в їжу насичених жирів та холестерину збільшує ризик розвитку ожиріння, діабету та серцево-судинних захворювань [6, 8–10], тоді як ненасичені дієтичні жири вважаються менш шкідливими та не становлять підвищеного ризику для розвитку діабету та серцево-судинні захворювання [1, 2, 6]. Дієтичні вуглеводи у вигляді крохмалів мають високе глікемічне навантаження і тим самим погіршують глюкозу після їжі, стимулюють секрецію інсуліну та de lipogenesis novo [11–14].
Більшість досліджень щодо довгострокового (місячного) впливу дієтичних компонентів проводились у людей із нормальною або непереносимістю глюкози, але обмежена інформація доступна в діабетик суб'єкти з метаболічного контролю, запалення, серцево-судинних патологій та складу тіла [2, 12, 13, 15].
Довгострокові дослідження у людей, хворих на цукровий діабет, важко виконати, оскільки дотримання призначених дієт виявилось надзвичайно складним [16] і оскільки дієтичний вплив на патофізіологію діабету, як правило, незначний щодо метаболічного контролю, чутливості до інсуліну, запалення та серцево-судинних захворювань [17, 18]. Крім того, як правило, необхідні більш тривалі дослідження, щоб розкрити будь-який дієтичний вплив на патофізіологію діабету, оскільки частина дієтичних ефектів спричинена змінами у складі тіла. Це частково можна подолати, вивчаючи тваринні моделі, які є репрезентативними для людської ситуації, є дуже однорідними та містяться у строго стандартизованих експериментальних умовах.
Ми розробили модель свині на цукровий діабет 2 типу у людей, яка характеризується резистентністю до інсуліну, гіперглікемією, а також підвищеними концентраціями тригліцеридів у плазмі крові та NEFA. Діабетні свині не кетотичні, анаболічні та не потребують інсулінотерапії [19]. Свині схожі на людських всеїдних, і тому функціональність шлунково-кишкового тракту порівнянна між свинями та людиною, і тому свиня є корисною твариною моделлю для вивчення харчових компонентів [20, 21]. Це робить свиню особливо корисною, коли вивчається вплив дієт на прискорену діабетну дисліпідемію та атеросклероз [22–24]. Крім того, було показано, що коронарні артерії у діабетичних свиней виражають запалення низького ступеня [25] - стан, також описаний у людей із цукровим діабетом 2 типу [13, 26, 27].
Метою цього дослідження з дієтичного втручання було охарактеризувати та порівняти середньо/довгострокові (10 тижнів) патогенні ефекти еукалорійних дієт 1) як з високим вмістом додаткового жиру, але різними за складом жиру, що відображається переважно насиченими жирами та холестерином (SFC) ) проти переважно ненасичених жирів (UF) та 2), що відрізняються додатковим жиром (SFC або UF) порівняно з додатковими вуглеводами (крохмаль, S), при гіпер- та постпрандіальній гіперглікемії, ліпідемії та інсулінемії, чутливості до інсуліну, артеріальному тиску, циркулюючому про- запальні маркери, вага заочеревинного жиру та відкладення ліпідів у м’язах, печінці та аорті у свиней діабетиків.
Методи
Проведене дослідження відповідає вимогам ARRIVE щодо досліджень на тваринах [28]. Експериментальні протоколи, що описують ведення, хірургічні процедури та догляд за тваринами, були розглянуті та затверджені Комітетом з догляду та використання тварин ASG-Lelystad (Лелістад, Нідерланди).
Тварини, житло, дієти та хірургія
Домашні свині (ландрас × йоркширські, лінія D) (кургани з початковим віком та масою тіла
Отримано 30 кг відповідно (Bastiaanse, Espel, Нідерланди) та утримувались у спеціально розроблених метаболічних ручках (1,15 × 1,35 м) та пристосованих до циклу світло/темрява (світло світиться о 05:00 год та вимикається о 19:00 h) і графік годування. Свиней зважували щотижня, а розмір їжі коригували відповідно до ваги свині. Свиням годували 2,5-кратні вимоги щодо обслуговування валової енергії (ГЕ), як встановлено у нормальної свині. Це відповідало рівню годівлі 1045 кДж ГЕ кг -1 БВ 0,75 (метаболічна вага свиней) на добу і є достатнім для забезпечення помірного зростання нормальних свиней [29].
Свиней годували комерційним раціоном для свиней (5% сирого жиру, 16% сирого білка, 41% крохмалю та цукрів, 20% некрохмальних полісахаридів, 6% золи та 12% води; Startbrok; Agrifirm, Meppel, Нідерланди) двічі щодня (о 06:00 та 16:00 год.). Вода завжди була доступна за бажанням. Через 1 тиждень свиням забезпечили постійний катетер кровоносних судин у яремній вені, як описано раніше нами [29, 30]. Через тиждень після операції 21 свиню лікували стрептозотоцином (140 мг/кг), як описано раніше [19]. Через два тижні після цього 3 свині демонстрували концентрацію глюкози в плазмі натощак -1 БВ 0,75 на день) протягом 10 тижнів. На практиці це означає, що свиней на збагаченому крохмалем раціоні годували в 1,31 рази (на вагу, але рівною за калорійністю) порівняно зі свинями на збагаченому жиром раціоні, щоб відповідати енергетичному споживанню свиней серед дієт.
Вміст додаткових насичених жирів плюс холестерин (SFC), ненасичених жирів (UF) або крохмалю (S) становив 40% від загальної дієтичної енергії. SFC отримували з яловичого жиру (тобто.
35% мононенасичених, і
10% поліненасичених жирних кислот) плюс 1% холестерину, UF отримували із соняшникової та ріпакової олії (тобто.
25% мононенасичених та 10% насичених жирних кислот) та S отримували з горохового крохмалю, що представляє компоненти західної, середземноморської та високоглікемічної дієти відповідно.
Часова шкала
Графік дослідження схематично представлений на малюнку 1. Коротше кажучи, 3 раціони годували свиней (n = 6 на групу дієти) протягом 10 тижнів, включаючи такі методи та вимірювання: 1) щоденне споживання їжі, 2) щотижня маса тіла, 3) кількісний збір сечі (для визначення 24-годинної екскреції глюкози з сечею) у понеділок, середу та п’ятницю під час дієтичного лікування, 4) на 7 тижні свиням забезпечили постійні катетери в шийну вену та сонну кишку артерії, 5) на 8 тижні проводили тест на толерантність до їжі та реєстрували внутрішньоартеріальний артеріальний тиск, 6) на 9 тижні проводили дослідження гіперінсулінемічного евглікемічного затиску із застосуванням 6,6-2 інфузії Н2-глюкози та 7) на тиждень 10, свиней вбивали внутрішньовенним введенням барбітурату (вводили через яремний катетер) для забору тканин.
Хронологія дослідження.