Adaptări mienterice intestinale și neuronale în intestinul subțire induse de o dietă bogată în grăsimi în
Angelica Soares
1 Centrul de Științe Medicale și Farmaceutice, Universitatea de Stat din Vestul Paraná, R. Universitária, 1619, Cascavel, PR CEP 85819-110 Brazilia
Evandro José Beraldi
2 Departamentul de Științe Morfologice, Universitatea de Stat din Maringá, Av. Colombo, 5790, Maringá, PR CEP 87020-900 Brazilia
Paulo Emílio Botura Ferreira
2 Departamentul de Științe Morfologice, Universitatea de Stat din Maringá, Av. Colombo, 5790, Maringá, PR CEP 87020-900 Brazilia
Roberto Barbosa Bazotte
3 Departamentul de farmacologie și terapie, Universitatea de Stat din Maringá, Av. Colombo, 5790, Maringá, PR CEP 87020-900 Brazilia
Nilza Cristina Buttow
2 Departamentul de Științe Morfologice, Universitatea de Stat din Maringá, Av. Colombo, 5790, Maringá, PR CEP 87020-900 Brazilia
Abstract
fundal
Prevalența obezității a crescut la rate alarmante, în special din cauza consumului crescut de diete bogate în grăsimi (HFD). Influența HFD asupra inervației intrinseci și a peretelui intestinal nu a fost complet caracterizată. Scopul acestui studiu a fost de a investiga aspectele morfo-cantitative ale neuronilor myenterici și ale peretelui intestinului subțire la șoarecii hrăniți cu HFD.
Metode
Șoarecii elvețieni au fost hrăniți cu HFD (59% kcal din grăsimi) sau chow standard (9% Kcal din grăsimi) timp de 8 săptămâni. Segmente de duoden, jejun și ileon au fost supuse procesării histologice pentru examinarea morfo-cantitativă a peretelui intestinal și a celulelor mucoasei, iar imunohistochimia a fost efectuată pentru a evalua neuronii myenterici. Datele pentru fiecare segment au fost comparate între grupuri utilizând un test t al Student nepereche sau un test echivalent nonparametric.
Rezultate
HFD a crescut greutatea corporală și grăsimea viscerală și a scăzut lungimea intestinului subțire și circumferința ileonului. În duoden, HFD a crescut densitatea subpopulației nitrergice și a scăzut aria neuronilor nitrergici și a varicozităților peptidei intestinale vasoactive (VIP). În jejun, densitatea subpopulației nitrergice a fost crescută și zonele neuronale ale populației generale, subpopulația nitrergică și varicozitățile (VIP) au fost reduse. În ileon, densitatea populației generale și a subpopulației nitrergice au fost crescute, iar zonele neuronale ale populației generale, subpopulația nitrergică și varicozitățile (VIP) au fost reduse. Parametrii morfometrici ai vilozităților, criptelor, stratului muscular și peretelui total au crescut în general în duoden și jejun și au scăzut în ileon. În duoden și jejun, HFD a promovat o scădere a proporției limfocitelor intraepiteliale. În ileon, proporția limfocitelor intraepiteliale și a celulelor calice a scăzut, iar celulele enteroendocrine au crescut.
Concluzii
Dieta bogată în grăsimi induce modificări ale inervației myenterice a intestinului subțire, a peretelui intestinal și a celulelor mucoasei responsabile de secreția hormonilor și menținerea barierei intestinale de protecție. Datele morfo-cantitative oferă o bază pentru studii ulterioare pentru a clarifica influența HFD în motilitate, capacitatea digestivă și de absorbție și bariera intestinală.
fundal
Obezitatea este o provocare pentru sănătatea publică globală, în special în ceea ce privește asocierea cu boli cronice, cum ar fi diabetul, hipertensiunea, bolile cardiovasculare și cancerul [1]. Conform datelor globale, 14% dintre femeile adulte și 10% dintre bărbații adulți sunt obezi [1]. Creșterea ratelor de obezitate reflectă schimbările comportamentale din societatea modernă, inclusiv aportul mai mare de alimente bogate în grăsimi și cu o densitate mare de energie [2].
Consumul unei diete bogate în grăsimi (HFD), produsă de obicei cu 20-60% grăsimi [3], este asociat cu dezvoltarea obezității la oameni [2] și animale [3-5]. La animale, HFD induc, de asemenea, tulburări similare cu cele care apar la obezitatea umană, cum ar fi hiperglicemia [4], rezistența la insulină și diabetul de tip 2 [5].
Unele studii au raportat influența unui HFD asupra tractului gastro-intestinal. Cu toate acestea, răspunsurile sunt distincte atunci când sunt comparate diferite surse de grăsimi saturate (68:28 saturate: grăsimi monoinsaturate vs. 39:45 saturate: grăsimi monoinsaturate) [6,7] și când acestea sunt comparate cu grăsimi monoinsaturate ridicate (12:80 saturate: grăsimi monoinsaturate) [6]. De exemplu, în mucoasa intestinală, grăsimile saturate (39:45 saturate: mononesaturate) au crescut înălțimea villusului în jejun și ileon după doar 3 zile la animalele care au suferit rezecție intestinală [7], în timp ce grăsimile saturate ridicate (68:28 saturate: monoinsaturate) timp de 8,4 săptămâni înălțimea villusului redusă în aceleași segmente [6]. Grăsimea afectează, de asemenea, secreția de mucus, numărul de celule calice [8] și proliferarea celulară [7,8]. Aceste modificări pot afecta absorbția nutrienților și funcția de protecție a barierei mucoasei. În ceea ce privește populațiile de celule ale epiteliului intestinal, limfocitele intraepiteliale și bariera mucusului, produse în principal de celulele calicice, sunt legate de apărarea imună și pot fi afectate de HFD [9].
Celulele enteroendocrine sunt o altă populație de celule care este legată de absorbția nutrienților, care secretă hormoni gastrointestinali care funcționează într-un mod integrat pentru a optimiza digestia și absorbția [10]. În plus, dovezile indică faptul că aceste celule interacționează și cu sistemul nervos, pot activa circuitele neuronale locale și pot promova activitatea motorie, secretorie și vasodilatatoare [11].
Studiile anterioare au raportat influența grăsimii asupra motilității gastro-intestinale [12,13]. Patogeneza acestor modificări ar putea implica modificări ale inervației intrinseci reprezentate de sistemul nervos enteric. Studii recente au descris neuropatia mienterică după consumul de HFD [5,14]. Neuronii myenterici sunt afectați diferențial, iar subpopulațiile de neuroni care exprimă sintaza de oxid nitric neuronal (nNOS) și peptida intestinală vasoactivă (VIP) sunt deosebit de sensibile [5]. Datorită acestei relații intime, neuroplasticitatea mienterică poate fi însoțită de modificări structurale ale tunicii musculare și ale peretelui intestinal, ceea ce a fost sugerat în literatură [15,16].
Studiul de față a evaluat efectele unui HFD asupra populației neuronale generale (miozină-V-imunoreactivă [IR]) și nitrergice (nNOS-IR) și VIP-ergice (VIP-IR) subpopulații în plexul myenteric al intestinului subțire al șoareci. În plus, au fost studiate morfologia peretelui intestinal, proliferarea celulară și subpopulațiile de celule calice, celule enteroendocrine și limfocite intraepiteliale.
Metode
Animale și grupuri de studiu
Șoarecii elvețieni masculi (Mus musculus) au fost obținuți din Biotherium Central al Universității de Stat din Maringá. Animalele au fost menținute sub o temperatură controlată a camerei (22 ± 2 ° C) și 12 h/12 h ciclu lumină/întuneric și adăpostite în cuști separate. Toate procedurile au fost aprobate de Comitetul de etică pentru experimente pe animale de la Universitatea de Stat din Maringá și au respectat legile internaționale pentru protecția animalelor.
La vârsta de 42 de zile, animalele cântăreau în medie 34 g au fost distribuite în două grupuri cu câte 10 animale: animale de control (grup CON) care au fost hrănite cu chow standard pentru rozătoare (9% kcal din grăsime) (Nuvilab, Quimtia SA, Colombo, PR, Brazilia) și animale experimentale care au fost hrănite cu un HFD care conținea 59% kcal din grăsime timp de 8 săptămâni (grupul OB). HFD (Tabelul 1) a fost preparat folosind untură într-o compoziție care a fost exact aceeași cu cea folosită anterior de Arçari și colab. [4] și pe baza dietei purificate AIN-93G [17]. Untura de porc are aproximativ 40:40 saturate: grăsimi monoinsaturate și este bogată în acid palmitic, un triglicerid cu lanț lung. Cantitatea de acizi grași din chow-ul standard a fost de 4% din greutatea totală; în HFD, a fost de 35%. Ambelor grupuri li s-a permis accesul la hrană și apă ad libitum.