Екзокринен отговор на панкреаса на дългосрочните диети с високо съдържание на мазнини при плъхове Insight Medical Publishing

Kwan Young Lee 1, Hae Chul Ahn 2, Chan Kim 2, Se Hoon Kim 1, Dong Kwan Kim 1, Hyung Seo Park 1

1 Катедра по физиология, Медицински колеж, Университет Конянг. Daejeon, Корея.

2 Катедра по физиология, Медицински колеж, Университет Eulji. Daejeon, Корея

* Автор-кореспондент: Hyung Seo Park
Катедра по физиология
Медицински колеж
Университет Конянг
Гасувон-Донг
Daejeon, 302-801
Корея
Телефон +82-42.600.6474
Факс +82-42.600.6314
Електронна поща [имейл защитен]

Получено: 3 април 2006 г. Прието: 26 май 2006 г.

Резюме

Ключови думи

алфа-амилаза; Холецистокинин; Диетични мазнини; Липаза; Време

Съкращения

CCK: холецистокинин; HFLCD: диета с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати

ВЪВЕДЕНИЕ

Добре документирано е, че хроничният прием на диета с високо съдържание на мазнини е свързан с хиперлипидемия, чиито патологични последици са остър панкреатит, атеросклероза, затлъстяване, неинсулинозависим захарен диабет и други разстройства [1, 2, 3]. В допълнение, диетата с високо съдържание на мазнини също може да бъде важен рисков фактор при рак на панкреаса [4]. Повишаването на нивата на липидите в кръвта поради поглъщане на излишни хранителни мазнини може да доведе до развитието на няколко нарушения. По-голямата част от храносмилането се извършва в горната част на червата чрез липаза, отделяна от екзокринния панкреас.

По този начин, настоящото проучване е предприето, за да се изследват ефектите от много дългосрочно хранене с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати върху секрецията на амилаза на панкреаса и липаза. Вътреклетъчната активност и секреторната активност на панкреатичните ензими в базалното или в CCK-стимулираните състояния бяха сравнени при нормални плъхове и плъхове с високо съдържание на мазнини и нисковъглехидратна диета (HF-LCD). Изолирани панкреатични лобули на плъхове бяха използвани за тестване на ензимната секреция в това проучване, за да се елиминира възможното влияние на външните нерви и хормоните върху екзокринната секреция.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Животни и диети

Преди жертвоприношение, двадесет и шест мъжки плъха Sprague-Dawley (на възраст 4 седмици, с тегло 100-150 g) бяха държани за период от 52 седмици в контролирана от околната среда стая с температура 23 ± 2 ° C, относителна влажност от 55 ± 5% и 12 часа светлина: тъмен цикъл със свободен достъп до вода. Плъховете бяха разделени на случаен принцип в две групи от по 13 плъха. Както е показано в маса 1, групата с HF-LCD е хранена с диета, съдържаща 12,3% Kcal въглехидрати, 76,0% Kcal мазнини и 11,7% Kcal протеин за период от 48 седмици. В контролната група плъховете са били хранени със стандартна диета (съдържаща 50,3% Kcal въглехидрати, 33,2% Kcal мазнини и 16,5% Kcal протеин) през същите 48 седмици. Стандартните диети се приготвят, като се използва търговски източник на пречистена диета за гризачи AIN-93G (Dyets, Bethelehem, PA, USA). Диетите бяха смесени с целулоза (10 g/kg), L-цистин (3 g/kg), холин битартрат (2,5 g/kg), витаминна смес AIG-93G (10 g/kg), минерална смес AIG-93G ( 35 g/kg) и тбутилхидрохинон (0,014 g/kg).

отговор

Подготовка на панкреатичните лобули

След пост през нощта със свободен достъп до вода, животните бяха умъртвени чрез дислокация на шийката на матката и бяха получени лобулите на панкреаса. Лобулите на панкреаса бяха приготвени съгласно метод, описан по-рано [17]. Накратко, панкреасът беше бързо отстранен и потопен в модифициран без калций HEPES (25 mmol/L) буфериран разтвор на Ringer със следния състав (Sigma-Aldrich, Сейнт Луис, МО, САЩ): NaCl 113 mmol/L, HEPES 25 mmol/L, KCl 4.7 mmol/L, MgCl2 1.2 mmol/L, Dglucose 5.6 mmol/L, натриев пируват 5 mmol/L, натриев фумарат 5 mmol/L, натриев глутамат 5 mmol/L и L-глутамин 2 mmol/L. Средата също така съдържа 2% (v/v) незаменими аминокиселини, 1% (w/v) BSA и 0.1% (w/v) инхибитор на соевия трипсин. Разтворът се поддържа при рН 7.4, като непрекъснато се обгазява със 100% О2 при 37 ° С. Цели панкреатични лобули се разпространяват чрез инжектиране на разтвор на HEPES-Ringer без калций, обгазен със 100% O2 в хлабавата съединителна тъкан. След това отделените лобули, около 6 mg мокро тегло, бяха получени чрез изрязване. Четири лобули бяха инкубирани в 4 ml съдържащ калций (2.5 mmol/L) HEPESбуфериран разтвор на Рингер, обгазен със 100% O2 след период на уравновесяване от 30 минути.

Ефект на диетите върху вътреклетъчната дейност на панкреатичната амилаза и липаза

Вътреклетъчната активност на алфа-амилаза и липаза се измерва в лобулите на панкреаса, изолирани от контролните плъхове и HF-LCD хранените плъхове. Лобулите бяха механично хомогенизирани в 1% буфер Triton X-100 (рН 8,0), съдържащ (mmol/L) CaCl2 2,5 mmol/L, HEPES 25 mmol/L и KCl 0,1 mmol/L. Алфа-амилазната активност в хомогената се определя съгласно метод, описан по-рано, като се използва нишесте като субстрат [18, 19]. Активността на липазата се измерва титриметрично, като се използва реагент за анализ на липаза (Sigma-Aldrich, Сейнт Луис, МО, САЩ). Съдържанието на протеин в тъканите на панкреаса беше измерено с помощта на реагент за анализ на протеин BCA (Sigma-Aldrich, Сейнт Луис, Мисури, САЩ).

Ефекти от диетите върху секреторната дейност на панкреатичната амилаза и липаза в базалната и в стимулираните от CCK държави

За да се определи секреторната ензимна активност, 2 ml от инкубационната среда се събират непрекъснато на всеки 30 минути през всичките 90 минути от експерименталния период в охладена с лед епруветка и веднага се заместват със същия обем прясна среда. Секреторната активност на амилаза и липаза в базалното състояние се измерва в панкреатичните лобули, изолирани от контролните плъхове и HF-LCD хранените плъхове без никакви секретагоги. За да се стимулира секрецията на панкреатичен ензим, синтетичен сулфатиран CCK-8 (Sigma-Aldrich, Сейнт Луис, Мисури, САЩ) в концентрация 10 pmol/L се въвежда в хранителната среда и концентрацията след това се поддържа чрез заместване с 2 ml от прясна среда, съдържаща 10 pmol/L CCK след вземане на пробата на всеки 30 минути. За изчисляване на ензимната активност, първоначално налична в лобулите, се определя активността на алфа-амилаза и липаза не само в инкубационната среда, но и в тъканта.

ЕТИКА

Всички животни, участващи в този експеримент, са получили хуманни грижи съгласно критериите, посочени в „Ръководство за грижа и употреба на лабораторни животни (1996)“, изготвено от Националната академия на науките.

СТАТИСТИКА

Всички резултати са представени като средни стойности ± SE. Вътреклетъчната активност на амилаза и липаза се определя като активност на амилаза и липаза на 1 mg протеин в панкреатичния хомогенат. Секреторните дейности на амилазата и липазата са определени като U/90 min/mg протеин, което е ензимната активност, кумулативно секретирана през целия 90-минутен период в средата на 1 mg протеин, първоначално присъстващ в лобулите и като% общо, което е ензимна активност, кумулативно секретирана през целия 90-минутен период в средата на ензимна активност, първоначално налична в лобулите. Количеството протеин и ензимната активност, присъстващи първоначално в лобулите, се изчисляват от сумата на секретираната стойност и запазената стойност. Данните бяха анализирани с помощта на t-теста на Student чрез SPSS версия 9.0 за Windows. Различията се считат за значими, когато двустранната стойност на P е по-малка от 0,05.

РЕЗУЛТАТИ

Вътреклетъчни дейности на панкреатична амилаза и липаза

Средните телесни тегла на плъховете преди хранене с контролната диета и HF-LCD са били съответно 120 ± 6 g и 121 ± 7 g. След 48 седмици телесното им тегло нараства съответно до 408 ± 22 g и 499 ± 28 g в контролната група и в HF-LCD групата. Значително по-голямо наддаване на тегло (P = 0,016) се наблюдава при HF-LCD групата. Както е показано в Фигура 1а, вътреклетъчната активност на алфаамилазата в панкреатичните лобули, изолирани от HF-LCD хранени плъхове, е 71,6 ± 5,0 U/mg протеин, което е значително по-ниско (P = 0,007) от това при контролните плъхове (95,0 ± 5,8 U/mg протеин). Вътреклетъчната липазна активност (Фигура 1б) при плъхове, хранени с HF-LCD (329 ± 21 U/mg протеин) не се различава значително (P = 0,362).

Фигура 1. Вътреклетъчните дейности на амилазата (а.) и липаза (б.) в панкреатични лобули, изолирани от контролни плъхове и плъхове, хранени с високо съдържание на мазнини, с ниско съдържание на въглехидрати (HFLCD). Всяка лента представлява средната стойност ± SE на данните, получени от 13 експеримента. Вътреклетъчната амилазна активност при HF-LCD хранени плъхове е значително по-ниска от тази при контролните плъхове. Вътреклетъчната липазна активност не се променя значително при HF-LCD хранене.

Секреторни панкреатични ензимни дейности в базалните и в стимулираните от CCK държави

Лобулите на панкреаса на контролните плъхове спонтанно секретират амилаза и липаза в базалното състояние със скорост от 11,1 ± 1,5 U/90 min/mg протеин и 25,4 ± 2,7 U/90 min/mg протеин, съответно. Както е показано в Фигура 2, лобулите на HF-LCD хранени плъхове спонтанно секретират амилаза със скорост от 6,85 ± 1,47 U/90 min/mg протеин, което е значително по-ниско (P = 0,030) от това при контролните плъхове, докато те отделят липаза със скорост 27,7 ± 2,9 U/90 min/mg протеин, който е подобен на този при контролни плъхове (P = 0,342). Въпреки това, когато секреторната ензимна активност се илюстрира като процент на освобождаване, секреторните дейности на амилаза и липаза в основното състояние на HF-LCD групата не се различават значително от контролната група (Таблица 2).

Фигура 2. Секреторните дейности на амилазата (а.) и липаза (б.) в базалното и в CCK-стимулирани състояния (10 pmol/L) през целия 90-минутен период в панкреатични лобули, изолирани от контролни плъхове и HFLCD хранени плъхове. Всяка лента представлява средната стойност ± SE на данните, получени от 13 експеримента. Активността на секреторна амилаза в основния и в CCK-стимулираните състояния при HF-LCD плъхове е значително по-ниска от тази при контролните плъхове. Секреторната липазна активност в базалното и в CCK-стимулираните състояния не се променя значително при HF-LCD хранене.

Както е показано в Фигура 3, стимулираната от CCK секреция на панкреатична амилаза зависи от дозата. Значимост (P

  • У дома
  • относно
  • Списания
  • Статии
  • Редактори
  • Автори
  • Рецензенти
  • Свържете се с нас