Lipidele oxidate din dietă accelerează dezvoltarea striurilor grase la iepurii hrăniți cu colesterol

De la Centrul Medical al Departamentului Veteranilor (IS, JHR, KRF) și al Departamentelor de Chirurgie (IS, JHR, X.-MP), Medicină (KRF) și Institutul de Cercetări Cardiovasculare (JHR, DAH), Universitatea din California, San Francisco.

Abstract

Abstract Studiile au indicat faptul că lipoproteinele oxidate pot juca un rol în ateroscleroză. Am demonstrat recent că nivelurile de lipoproteine oxidate din circulație pot fi corelate direct cu cantitatea de lipide oxidate din dietă. Prezentul studiu a testat ipoteza că lipidele oxidate din dietă accelerează dezvoltarea aterosclerozei. Timp de 12 până la 14 săptămâni, 36 de iepuri albi bărbați din Noua Zeelandă au fost hrăniți cu o dietă cu conținut scăzut de colesterol (0,25%) conținând fie 5% ulei de porumb neoxidat (dietă de control), fie 5% ulei de porumb oxidat (dietă oxidată-lipidică). Nivelurile colesterolului seric au crescut într-o măsură similară în ambele grupuri, majoritatea colesterolului din fracțiunea lipoproteinei cu densitate foarte mică (β-VLDL) care migrează β. β-VLDL de la animalele martor conținea 3,86 ± 0,57 față de 9,07 ± 2,14 nmol diene conjugate per μmol colesterol ( Creșterea cu 100% a colesterolului total din artera pulmonară, care sa datorat în primul rând creșterii colesteril esterului. Lipidele oxidate sunt frecvent prezente în dieta tipică din SUA, iar rezultatele noastre sugerează că consumul acestor alimente poate fi un factor de risc important pentru ateroscleroză.

Studii recente din laboratorul nostru au sugerat că lipidele oxidate din dietă pot juca un rol semnificativ în oxidarea lipoproteinelor in vivo. La șobolani, nivelurile de lipide oxidate din chilomicroni care au fost izolate din limfa mezenterică și din fracția serică VLDL + LDL pot fi corelate direct cu cantitatea de lipide oxidate din dietă. 13 14 În mod similar la om, consumul de diete bogate în lipide oxidate are ca rezultat creșteri ale lipidelor oxidate în fracția serică postprandială de chilomicron. 15 16 Aceste rezultate sugerează că lipidele oxidate din dietă pot contribui major la nivelul lipidelor oxidate în lipoproteinele derivate intestinal și în particulele de lipoproteine endogene, cum ar fi VLDL și LDL.

Având în vedere importanța evidentă a reglării dietetice a concentrațiilor de lipoproteine oxidate în circulație și rolul lipoproteinelor oxidate în ateroscleroză, am postulat că lipidele oxidate din dietă pot fi aterogene. Prezentul studiu testează ipoteza că lipidele oxidate din dietă accelerează dezvoltarea aterosclerozei.

Metode

Model animal

Treizeci și șase de iepuri albi masculi din Noua Zeelandă (10 până la 11 săptămâni; 2 kg greutate inițială) au fost împărțiți în două grupe egale. În timpul perioadei experimentale de 12 până la 14 săptămâni, 6 iepuri au murit pentru că și-au refuzat hrana și 2 nu au dezvoltat hipercolesterolemie în perioada de hrănire a colesterolului. Iepurii au fost adăpostiți individual în cuști din oțel inoxidabil la instalația de locuințe pentru animale din San Francisco Veterans Affairs, care este acreditată de Asociația Americană pentru Acreditarea Animalelor de Laborator. Toate procedurile au fost revizuite și aprobate de către subcomitetul instituțional pentru îngrijirea animalelor.

Dietele și protocolul experimental

Pentru a acomoda iepurii la dieta sintetică, în prima săptămână 30% (greutate/greutate) din iepure de laborator obișnuit (nr. 5326, Purina) s-au adăugat la dieta sintetică. În a doua săptămână, concentrația de chow a fost redusă la 15%. În timpul celei de-a treia săptămâni și a următoarelor, iepurii au fost hrăniți numai cu dieta sintetică. Cantitățile dietelor menționate anterior au fost ajustate astfel încât toate animalele să-și consume toată cantitatea zilnică de hrană (80 g/zi) și, prin urmare, să aibă un aport constant de alimente. Greutatea iepurelui a fost monitorizată pe durata experimentului și atât grupul de control, cât și grupul cu dietă oxidată au avut o creștere similară în greutate în timpul experimentului. Am măsurat nivelul colesterolului seric la fiecare 2 săptămâni după ce animalele au postit peste noapte pentru a determina expunerea la colesterol pentru fiecare iepure. Deoarece severitatea leziunilor arteriale grase depinde de concentrația serică a colesterolului, expunerea la colesterol 9 10 a fost calculată ca ASC (software MacDraft și Cricket Graph) a concentrației serice de colesterol - grafic versus timp (12 până la 14 săptămâni), așa cum este descris 9 10 și este dat în milimoli pe litru ori zile. Nivelurile serice de TG la iepuri au fost măsurate la începutul și la sfârșitul experimentului.

Ser pentru analiza lipidelor

La 12-14 săptămâni, iepurii au fost eutanasiați (200 mg/kg pentobarbital IV) în perechi (un iepure martor pentru fiecare iepure care fusese alimentat cu dieta lipidică oxidată) după un post peste noapte și sângele lor colectat. Lipoproteinele au fost izolate prin ultracentrifugare secvențială 24 în intervalul de densitate 1.006 până la 1.019 (β-VLDL), 1.019 până la 1.063 (LDL) și 1.063 până la 1.225 (HDL) g/ml. Toate probele de ser și lipoproteine au inclus 1 μmol/L EDTA și 100 μg/mL sulfat de gentamicină. Concentrațiile EDTA au fost scăzute pentru a avea o interferență minimă asupra măsurătorilor dienei conjugate. Cu toate acestea, într-un experiment de studiu în care concentrațiile EDTA de 1 μmol/L și 50 μmol/L au fost comparate, nu a existat nicio diferență în nivelul de oxidare în fracțiile lipoproteice. Colesterolul a fost măsurat în fracțiuni serice și lipoproteice pentru a determina distribuția colesterolului între lipoproteine.

Evaluarea oxidării

Examinarea morfologică a leziunilor aterosclerotice

La sfârșitul experimentului, iepurii au fost anesteziați cu ketamină și xilazină (35 și respectiv 10 mg/kg greutate corporală). Pieptele au fost deschise, iar iepurii au fost sângerați prin puncție cardiacă și apoi uciși cu o supradoză de pentobarbital (200 mg/kg greutate corporală). După laparotomie, aortele și arterele pulmonare au fost îndepărtate. Aorta a fost disecată de la valva aortică la bifurcația iliacă și a fost îndepărtată cât mai multă aventură posibilă pentru a preveni erorile în timpul colorării Sudan IV a vasului. Aorta a fost deschisă longitudinal și fixată pe o suprafață din polistiren. După fixarea peste noapte în formalină 10% (tamponată cu Formalde-Fresh, Fisher Scientific Co), aorta a fost clătită în etanol 70% timp de 10 minute și apoi colorată cu 0,5% Sudan IV în etanol 35% - 50% acetonă timp de 20 minute. Decolorarea a fost efectuată timp de 20 de minute în etanol 80%. Depunerea lipidelor în aortă a fost determinată de evaluarea morfologică a procentului de aortă acoperită de leziune, așa cum este vizualizat prin colorarea Sudan IV a regiunii dintre rădăcina aortică și bifurcație. Leziunile cu dungi grase pe fotografii mărite au fost urmărite pe o tabletă digitală (Kurta IS/ADB, Inmac Inc), iar zonele leziunilor au fost măsurate utilizând software-ul MacDraft de pe un computer Macintosh.