Визначення глікемічного індексу стандартних та високоцукрових дієт на гризунах у мишей C57BL6
Грейс Дж. Кемпбелл
1 Центр Чарльза Перкінса, Школа біологічних та екологічних наук, Університет Сіднея, Сідней, Новий Південний Уельс 2006, Австралія; [email protected]
Демієн П. Білобрайдич
2 Організація наукових та промислових досліджень Співдружності (CSIRO), охорона здоров'я та біозахист, Аделаїда, SA 5000, Австралія; [email protected]
Кім С. Белл-Андерсон
1 Центр Чарльза Перкінса, Школа біологічних та екологічних наук, Університет Сіднея, Сідней, Південна Кароліна 2006, Австралія; [email protected]
Анотація
Глікемічний індекс (ГІ) є корисним інструментом для порівняння глікемічних реакцій продуктів харчування. Численні дослідження повідомляють про сприятливий вплив дієт із низьким рівнем шлунково-кишкового тракту на довгострокове метаболічне здоров'я порівняно з раціонами з високим рівнем шлунково-кишкового тракту. Однак не вдалося пов'язати ці ефекти із самим ШКТ через інші компоненти, такі як макроелементи та харчові волокна, які, як відомо, впливають на ШКТ. Це дослідження було спрямоване на створення та оцінку ізокалорійних дієт, що відрізняються за ГІ, незалежно від вмісту макроелементів та клітковини. У мишей оцінювали ГІ восьми дієт, що відрізняються джерелом вуглеводів; варений кукурудзяний крохмаль (CC), сирий кукурудзяний крохмаль (RC), чау, мальтодекстрин, глюкоза, сахароза, ізомальтулоза та фруктоза. Також був перевірений контроль рівня глюкози. ГІ всіх восьми дієт відрізнялися від ГІ контролю глюкози (ГІ: 100; p Ключові слова: глікемічний індекс, миші, дієта гризунів, цукор, вуглеводи
1. Вступ
Ожиріння зростає у всьому світі, досягаючи масштабів епідемії [1,2]. Одним з головних факторів розвитку ожиріння є поганий вибір дієти. Індустріалізація харчової промисловості змінила доступні продукти харчування у західному суспільстві, що призвело до збільшення надмірно оброблених харчових продуктів, таких як рафінована крохмалиста їжа, і подальшого збільшення енергії з глюкози [3]. Одним із способів характеризувати якість вуглеводів у продуктах є глікемічний індекс (ГІ). ШКТ - це показник швидкості зміни рівня глюкози в крові після прийому їжі [4,5]. Прийоми їжі з низьким рівнем шлунково-кишкового тракту підтримують стабільний рівень глюкози в крові без різкого піку і пов’язані з покращеним контролем ваги, чутливістю до інсуліну, зниженням HbA1C та зниженням ризику розвитку цукрового діабету 2 типу при прийомі протягом мінімум шести місяців (розглянуто в ]), але відповідальний механізм (механізми) до кінця не з’ясований.
У багатьох дослідженнях на гризунах, що оцінюють вплив дієт з високим та середнім інтелектом, дієти з низьким та середнім вмістом містять високий рівень стійкого крохмалю. Рідко давали точний розпад цього стійкого крохмалю, але всі вони містили значну частину, яка б ферментувалася у товстій кишці у вигляді клітковини. Згодом дієти з низьким вмістом ГІ містять набагато вищі рівні харчових волокон, що ускладнює визначення того, чи є метаболічні зміни наслідком нижчого глікемічного впливу дієти, вмісту клітковини або обох. В недавньому мета-аналізі ми дійшли висновку, що поки неможливо з'ясувати молекулярні механізми дієти з високим рівнем шлунково-кишкового тракту у гризунів через неоднорідність методологій, особливо різницю в інших харчових компонентах [15]. Лише один із тридцяти досліджених статей контролював вміст макроелементів та клітковини, але цих щурів вивчали лише два тижні, даючи обмежені метаболічні результати [16]. Деякі дослідження намагалися перевірити ГІ своїх дієт, але жодне дослідження не зробило цього методологічно суворо.
2. Матеріали та методи
ГІ з восьми дієт випробовували in vivo у перехресному дизайні на десяти самках мишей C57BL/6, дотримуючись стандартів для тестування на ГІ у людей [17]. Десять шеститижневих самок мишей C57BL/6 були придбані у австралійських BioResources (ABR, Moss Vale, NSW, Австралія). Мишей розміщували по п’ятьох клітках в умовах зворотного світлового циклу, освітлення о 17:45. до 5:45 ранку, при температурі 21 ° C і вологості 60% у будинку для тварин в Центрі Чарльза Перкінса, Сіднейський університет. Мишей готували їжу протягом приблизно 16 тижнів і під час тестів отримували 0,3 г доступного вуглеводу дослідної дієти. Було протестовано вісім дієт та один контроль глюкози: стандартний чау, сирий (RC) та варений кукурудзяний крохмаль (CC), а також дієти з високим вмістом таких цукрів: мальтодекстрин, глюкоза, сахароза, ізомальтулоза та фруктоза.
Усі процедури на тваринах були затверджені протоколом 2015/814 Комітету з етики тварин Університету Сіднея.
2.1. Навчання харчуванню
2.2. Тестування ГІ
2.3. Склад їжі
Контроль глюкози був придбаний як Glucodin Energy Tablets (Chemist Warehouse, штат Вірджинія, QLD, Австралія), а чау було надано у будинку для тварин, придбаному у Speciality Feeds (`` дієта без м'яса на щурах та мишах '', Glen Forest, WA, Австралія) містить 65% вуглеводів, 23% білків і 12% жиру за вмістом енергії та 59,4% вуглеводів за вагою. Інші сім дієт були складені власноруч, як описано в таблиці 1, на основі стандартної рецептури Американського інституту харчування AIN-93, і всі вони складали приблизно 64% вуглеводів, 22% білка та 14% жиру за вмістом енергії [20] . Усі дієти, крім дієти CC, готували, змішуючи всі інгредієнти, а потім додаючи воду до 5 г дієти, поки її не вдалося стиснути в кульку. Дієти висушували у витяжці протягом ночі, і розмір подачі розраховували таким чином, щоб він містив 0,3 г вуглеводів. CC готували повільним додаванням кукурудзяного крохмалю до окропу у скляному склянці на гарячій плиті таким чином, щоб він желатинизувався, забезпечуючи відновлення кипіння води між кожним додаванням кукурудзяного крохмалю. Потім його залишали охолоджуватися на 20 хв, перш ніж змішувати, замішуючи, з рештою дієтичних інгредієнтів перед сушінням у витяжці протягом ночі так само, як і інші дієти.
Таблиця 1
Дієтичні компоненти, засновані на модифікованій дієті AIN-93 [20]. AIN - Американський інститут харчування; RC — сирий кукурудзяний крохмаль; CC — варений кукурудзяний крохмаль.
| КУРНОВИЙ КРАХМ | 600 | 600 | - | - | - | - | - |
| МАЛЬТОДЕКСТРИН | - | - | 600 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| ГЛЮКОЗ | - | - | - | 480 | - | - | - |
| САХРОЗ | - | - | - | - | 480 | - | - |
| ІЗОМАЛЬТУЛОЗА | - | - | - | - | - | 480 | - |
| ФРУКТОЗА | - | - | - | - | - | - | 480 |
| КАЗЕІНАТ КАЛЬЦІЮ | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| МАСЛО ПОРОШОЧНЕ | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| ПШЕНИЧНІ ВИСІВКИ | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| АЙН-93М МІНЕРАЛЬНА СУМІШ | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
| ЖЕЛАТИН | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| АІН-93 ВІТАМІНОВА СУМІШ | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 |
| ХОЛІН БІТАРТРАТ | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| DL-МЕТІОНІН | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| ВУГЛЕВОДИ (%) A | 55 | 55 | 59.2 | 62.1 | 62.1 | 59,5 | 62.1 |
| ВОДА: ДІЄТА (G) | 7:10 | 9: 5 | 3:20 | 1: 5 | 3:20 | 1: 5 | 1:10 |