Epigalocatechin-3-galat Crește expresia genelor legate de oxidarea grăsimilor în
Sudathip Sae-tan
1 Departamentul de Științe Alimentare, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, PA 16802
Kimberly A. Grove
1 Departamentul de Științe Alimentare, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, PA 16802
Mary J. Kennett
2 Departamentul de Științe Veterinare și Biomedice, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, PA 16802
Joshua D. Lambert
1 Departamentul de Științe Alimentare, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, PA 16802
Abstract
(-) - Epigalocatechin-3-galatul (EGCG), polifenolul major din ceaiul verde, s-a dovedit a preveni dezvoltarea obezității la modelele de rozătoare. Aici, am examinat efectul EGCG asupra markerilor de oxidare a grăsimilor la șoareci cu conținut ridicat de grăsimi C57bl/6J. Șoarecii cu conținut ridicat de grăsimi tratați cu EGCG dietetic 0,32% timp de 16 săptămâni au avut o creștere a greutății corporale și greutatea finală redusă (19,2%, respectiv 9,4%) comparativ cu martorii cu conținut ridicat de grăsimi. Tratamentul cu EGCG a scăzut glicemia din jeun, insulina plasmatică și rezistența la insulină cu 18,5%, 25,3% și, respectiv, 33,9%. Tratamentul cu EGCG a redus, de asemenea, markerii bolilor hepatice grase legate de obezitate la șoarecii cu hrană bogată în grăsimi. Analiza expresiei genice a mușchilor scheletici a arătat că EGCG a crescut nivelurile de ARNm ale factorului respirator nuclear (nrf) 1, acil lanț mediu decarboxilază coA (mcad), proteine de decuplare (ucp) 3 și elementul receptiv al proliferatorului peroxizomului (ppar) α cu 1,4 - 1,9 -depliat comparativ cu controalele bogate în grăsimi. Aceste gene sunt toate legate de oxidarea acizilor grași mitocondriale. În plus, EGCG a crescut excreția fecală a lipidelor la șoarecii cu conținut ridicat de grăsimi. Pe scurt, se pare că EGCG modulează creșterea în greutate corporală la șoarecii cu conținut ridicat de grăsimi, atât prin creșterea expresiei oxidării grăsimilor legate de gene în mușchiul scheletic, cât și prin modularea absorbției grăsimilor din dietă.
1.0 Introducere
(-) - Epigalocatechin-3-galatul (EGCG) este cea mai abundentă și mai studiată catechină din ceaiul verde (Camellia sinensis, Theaceae) 1. Studiile anterioare au arătat că ceaiul verde și EGCG inhibă dezvoltarea obezității la modelele animale de laborator și pot modula greutatea corporală la subiecții umani [revizuit în 2].
Tratamentul șoarecilor C57bl/6J cu EGCG dietetic 0,32% timp de 16 săptămâni s-a dovedit că reduce creșterea în greutate corporală indusă de o dietă bogată în grăsimi, markerii diabetului de tip II și severitatea bolii hepatice grase legate de obezitate (ORLFD) 3. Analiza conținutului de lipide fecale a arătat că tratamentul EGCG a crescut excreția de lipide fecale și că acestea au crescut puternic corelate cu scăderea creșterii în greutate corporală. Lipaza pancreatică este enzima digestivă majoră responsabilă de scindarea trigliceridelor din intestinul subțire 4. S-a demonstrat anterior că EGCG inhibă lipaza pancreatică in vitro 5, 6. Am descoperit recent că inhibarea mediată de EGCG a lipazei pancreatice nu este competitivă în ceea ce privește concentrația substratului (Grove și colab., Rezultate nepublicate).
Alte studii recente au sugerat că EGCG și ceaiul verde pot modula expresia genelor legate de metabolismul lipidelor. De exemplu, Klaus și colab. au raportat că tratamentul șoarecilor negri din Noua Zeelandă cu 1% EGCG dietetic timp de 4 săptămâni a redus creșterea greutății corporale și a masei grase corporale induse de dietă bogată în grăsimi 7. Analiza conținutului de energie fecală a arătat că șoarecii tratați cu EGCG aveau niveluri mai ridicate de energie în fecale decât controalele cu conținut ridicat de grăsimi, indicând faptul că EGCG a cauzat malabsorbția aportului de energie din dietă. Autorii au raportat, de asemenea, că EGCG a crescut expresia ARNm a proteinei de decuplare (ucp) 2 și ucp3 în ficat și, respectiv, în mușchiul scheletic. Aceste gene sunt legate de oxidarea acizilor grași, iar expresia crescută poate explica unele dintre efectele EGCG asupra creșterii în greutate corporală. Tratamentul EGCG a reglat de asemenea mai multe gene legate de sinteza și stocarea acizilor grași în ficat și țesutul adipos alb, inclusiv: stearoil coA dehidrogenază 1, enzimă malică și glucokinază. Efecte similare asupra expresiei genice în țesutul adipos au fost observate și la șoarecii C57bl/6J hrăniți cu grăsimi tratați cu EGCG 8 .
S-a raportat relativ puțin despre efectul EGCG asupra expresiei genelor legate de obezitate în mușchiul scheletic. Tratamentul câinilor beagle obezi cu 80 mg/kg, p.o. extractul de ceai verde înainte de hrănire timp de 12 săptămâni nu a avut niciun efect semnificativ asupra greutății corporale sau a masei grase corporale, dar a redus nivelul trigliceridelor plasmatice și a îmbunătățit sensibilitatea la insulină. Analiza expresiei genei a arătat că tratamentul cu ceai verde a crescut expresia ARNm a receptorului activat cu proliferatorul peroxizomului (ppar) α și lipoprotein lipazei din mușchi. Nu s-a observat niciun efect semnificativ asupra nivelului de ARNm al transportorului de glucoză [9]. În schimb, Chen și colab., Nu au găsit niciun efect semnificativ al EGCG al ceaiului verde asupra expresiei pparα sau ucp3 în mușchiul scheletic al șobolanilor cu conținut ridicat de grăsimi tratați timp de 27 săptămâni 10 .
Diferențele dintre efectele observate la câine și cele observate la șobolan pot fi rezultatul diferențelor în biodisponibilitatea polifenolilor de ceai la aceste specii 11, 12. Biodisponibilitatea orală absolută a EGCG la șobolan este de numai 1,6%, în timp ce la câine biodisponibilitatea orală este mult mai mare. Studiile noastre anterioare arată că șoarecele este mai asemănător cu oamenii decât șobolanul în ceea ce privește biotransformarea și biodisponibilitatea EGCG 13, 14. Din acest motiv și datorită utilizării pe scară largă a modelelor de șoareci pentru studiul prevenirii obezității, am examinat expresia mai multor gene legate de oxidarea lipidelor în mușchiul scheletal al șoarecilor cu conținut ridicat de grăsimi. Am comparat aceste modificări cu efectele observate asupra markerilor fiziologici ai obezității, diabetului de tip II și ORLFD. Aici, raportăm rezultatele studiului nostru.
2.0 Experimental
2.1 Produse chimice și dietă
EGCG (93% pur) a fost cumpărat de la Taiyo Green Power Company (Jiangsu, China). Dietele au fost pregătite de Research Diets, Inc. (New Brunswick, NJ) și formulările au fost raportate anterior 3. Grundele pentru PCR în timp real au fost sintetizate de Genomics Core Facility de la Universitatea de Stat din Pennsylvania (University Park, PA). Toate celelalte substanțe chimice erau de cea mai înaltă calitate disponibile în comerț.
2.2 Animale și tratament
2.3 Glucoza din sânge în post, insulina plasmatică și rezistența la insulină
Măsurătorile glicemiei la jeun au fost înregistrate în săptămânile 0, 4, 8, 10, 12 și 14 pentru fiecare grup de tratament, utilizând un monitor de mână de glucoză Contour (Bayer Healthcare, Tarrytown, NY). Șoarecii au fost posti timp de 7 ore după schimbarea așternutului în cușcă (pentru a preveni coprafagia) și sângele a fost prelevat din vena cozii. Insulina plasmatică în repaus alimentar a fost determinată la finalizarea experimentului utilizând un ELISA pentru insulină de șobolan/șoarece (Millipore, Billerica, MA) conform protocolului producătorului. Rezistența la insulină a fost estimată din valorile finale ale glicemiei și ale insulinei prin evaluarea modelului Homeostaziei a rezistenței la insulină (HOMA-IR) 15: