Text complet

Articol original

Exercițiul aerob combinat cu uleiul de samara se poate îmbunătăți

hiperlipidemie prin reducerea PCSK9 și creșterea LDLR

Jin-Feng Zhao, Ya-Xin Wang, Yuan-Kun Dong, Jun-Zhen Shi, Hui Li, Bao-Ai Wu

original

Departamentul Universității Shanxi, orașul Taiyuan 030000, provincia Shanxi, China

Primit pe 5 decembrie 2018; Acceptat pe 10 aprilie 2019; Epub 15 mai 2019; Publicat la 30 mai 2019

Rezumat: Hiperlipidemia este un factor de risc pentru accident vascular cerebral, boli coronariene, infarct miocardic, moarte subită etc. Exercițiul aerob și o dietă rezonabilă sunt modalități eficiente de a regla metabolismul lipidelor, iar combinația de exerciții fizice și dietă poate îmbunătăți hiperlipidemia mai eficient. Cu toate acestea, mecanismul nu este complet clar. PCSK9 este o genă implicată în metabolismul colesterolului, provoacă o scădere a receptorilor LDL de pe suprafața hepatocitelor, ceea ce, la rândul său, reduce capacitatea hepatocitelor de a elimina particulele LDL-C, ducând la creșterea colesterolului. În acest studiu, exercițiile aerobe combinate cu uleiul de samara au redus nivelurile de TC, TG și LDL-C (p 0,05). Exercițiu combinat

cu ulei de samara a fost semnificativ mai bun decât intervenția unică și aproape a revenit la nivelul normal (p>0,05).

Aceste constatări arată că exercițiile aerobe combinate cu uleiul de samara pot îmbunătăți hiperlipidemia prin reglarea descendentă

expresia PCSK9 și reglarea în sus a expresiei LDLR.

Cuvinte cheie: Exercițiu aerob, ulei de samara, hiperlipidemie, PCSK9, LDLR

Hiperlipidemia (HL) se referă la concentrația de lipide din plasmă care depășește intervalul normal, care a fost numită și dislipidemie. Hiperlipidemia este un potențial factor patogen pentru bolile majore, cum ar fi ateroscleroza și bolile coronariene [1]. Prevenirea și tratamentul hiperlipidemiei are o semnificație practică foarte importantă pentru controlul incidenței și moralității bolilor cardiovasculare și cerebrovasculare [2]. În ultimii ani, studiile au descoperit că un dezechilibru de exprimare a anumitor gene determină modificări anormale ale receptorilor, apolipoproteinelor sau enzimelor implicate în medierea echilibrului lipidelor din sânge și sinteza, transportul și metabolismul lipopro-teinelor. niveluri anormale, crescătoare de lipide sistemice din sânge [3].

De când Seidah [4] a descoperit subtilizină/kexin tip 9 (PCSK9) pro-proteină convertază (PCSK9) în 2003, cercetătorii au descoperit că PCSK9 leagă domeniul factorului de creștere epi-dermic (EGF) al receptorului lipoproteinelor cu densitate scăzută (LDLR) pentru a promova LD-LR pentru co-internalizare și transport la lizozomi

pentru degradare. Astfel, LDLR nu se mai poate întoarce la membrana celulară pentru a funcționa. Se consideră că PCSK9 joacă un rol cheie în metabolismul lipidic [5-10] și a primit o atenție sporită [11].

consideră că exercițiul aerob [22] și uleiul de samara [15] au efecte pozitive în reducerea lip-id-urilor din sânge, respectiv, dar studiul asupra efectului exercițiului aerob combinat cu uleiul de samara asupra genelor importante ale metabolismului colesterolului PCSK9 și LDLR nu a fost raportat în detaliu. Prin urmare, acest studiu a conceput experiențe pentru a induce hiperlipidemie la șoareci C57BL/6J prin dietă bogată în grăsimi și a observa efectul exercițiului aerob combinat cu ulei de samara asupra PCSK9 și expresia LDLR la șoarecii hiperlipidemici.

Materiale și metode

Animalele și protocolul de exerciții

Un total de 50 de șoareci masculi C57BL/6J, cu o greutate (18-20) g, au fost furnizați de Experimental Animal Center din China National Food and Drug Administration, iar numărul de licență a fost SCXK (Beijing) 2014-0013. Șoarecii împărțiți în 5 cuști într-o cameră cu un ciclu lumină-întuneric de 12:12 ore, temperatura a fost 18 ° C-23 ° C și umiditatea a fost de 50% -60%. Șoarecii aveau acces gratuit atât la alimente, cât și la apă.

După 2 săptămâni de hrănire adaptivă, șoarecii au fost împărțiți în mod aleatoriu într-un grup de control normal (grup NC, n = 10), un grup bogat în grăsimi (grup M, n = 10), un grup bogat în grăsimi cu grup exercițiu (grup ME, n = 10), un grup bogat în grăsimi cu ulei de samara (grup MS, n = 10) și un conținut ridicat de grăsimi cu exerciții fizice și grup de ulei de samara (grup MES, n = 10). Dieta bogată în grăsimi a fost compusă din 22,4% proteine, 45,1% carbohidrați, 16,4% grăsimi, 5,8% fibre brute, 1,7% calciu, 1,1% fosfor. După modelarea cu succes la șoareci cu hiperlipidemie, grupurile MS au fost hrănite cu ulei de samara (0,5 mg/g) zilnic în timp ce hrăneau o dietă bogată în grăsimi, grupul NC și ME hrănit cu ser fiziologic. Grupul ME a fost utilizat pentru exerciții cu bandă de alergat după finalizarea traincompletării familiare. Grupul MES a fost utilizat pentru intervenția exercițiului aerob combinat cu ulei de samara. Intensitatea exercițiului aerob a fost stabilită ca fiind de 15 m/min × 45 min, înclinare de 6%, șase zile de exercițiu pe săptămână (începând cu ora 19:00) și fiecare exercițiu a avut o încălzire de 5 minute, total 8 săptămâni.

Colecția de țesuturi

După ultima desfășurare a experimentului, post de 12 ore, cântărit, s-a efectuat anestezie abdominală cu pentobarbital de sodiu la o doză de 80 mg/Kg și 2 ml aortică abdominală

s-a luat sânge. Șoarecii au fost eutanasiați și toți ficății au fost scoși rapid și spălați în mod repetat cu ser fiziologic răcit cu gheață până când nu a existat sânge și apa a fost ștearsă cu o hârtie de filtru, fotografiată și depozitată. După finalizarea colectării țesuturilor, carcasa șoarecelui a fost tratată în conformitate cu cerințele relevante.

Determinarea markerului plasmatic al colesterolului metabolism

Sângele de șoarece colectat a fost centrifugat la 12000 rpm timp de 2 minute la 4 ° C și serul superior a fost preluat și depozitat la -20 ° C până la analizare. Colesterolul total plasmatic (TC), trigliceridul (TG), colesterolul lipoproteinelor cu densitate scăzută (LDL-C) și colesterolul lipoproteinelor cu densitate ridicată (HDL-C) au fost măsurate de un cititor de microplăci folosind un kit de testare (Nanjing Institute of Bioengineering).

Determinarea dimensiunii leziunii țesutului hepatic de șoareci

O parte din țesutul hepatic al șoarecilor a fost fixată cu 10% formalină timp de 24 de ore. Gradientul etan-nol a fost deshidratat și transparent, încorporat în parafină, iar secțiunile au fost deprajate până la hidratare cu gradient de etanol, colorate cu hematoxilină și eozină (H&E). Modificările patologice ale ficatului au fost observate la microscop prin mărimea vacuolelor și a picăturilor de lipide.

Izolare ARN și proceduri PCR

Țesutul hepatic a fost măcinat sub formă de pulbere sub condiția adăugării continue de azot lichid, iar ARN-ul total al ficatului a fost extras în conformitate cu cerințele operaționale ale kitului de extracție a ARN-ului total al coloanei de țesut animal (Shanghai Shenggong Bioengineering Co., Ltd.), iar concentrația de ARN a fost măsurată folosind un spectrofotometru de fluorescență.

ARN-ul de țesut hepatic de șoarece a fost transcris invers într-un șablon de ADNc amplificat într-o baie de metal la 4 ° C conform instrucțiunilor kitului de transcripție inversă TaKaRa și adăugat sistemului de reacție RT-PCR ulterior. Primerii utilizați în RT-PCR sunt prezentați în

Western blot

centrifugat și supernatantul a fost păstrat pentru analize de proteine. O metodă colorimetrică BCA a fost utilizată pentru a determina concentrația de proteine. Proteina a fost cuantificată cu 120 μg, fiartă timp de 5 minute și încărcată pe un gel SDS-PAGE 10%, 1,5 ore, electrotransfer complet umed transferat la membrana PVDF. Blocați cu 5% lapte degresat

proteina a fost determinată de software-ul Image J pentru a obține nivelul de expresie relativ al proteinei țintă.

Toate datele experimentale sunt exprimate ca medie ± deviație standard (medie ± SD), iar analiza statistică a fost efectuată utilizând software-ul SPSS 17.0. După testul de normalitate și omogenitate al varianței, analiza unică a varianței a fost realizată, iar SNK-q a fost utilizat pentru comparație între grupuri. p 0,05).

Exercițiu aerob combinat cu ulei de samara scăderea nivelului lipidelor din sânge în hiper-lipidemice șoareci

Nivelurile crescute de lipide sunt factori cheie în dezvoltarea hiperlipidemiei. Nivelurile lipidice serice ale șoarecilor după intervenție sunt prezentate în Figura 2. Nivelurile de LDL-C, TC și TG din grupul M au fost semnificativ mai mari decât grupul nor -mal, care au fost de 2,16 ori, 2,74 ori, De 2,58 ori, respectiv, nivelul HDL-C a fost semnificativ mai mic, care a fost de aproximativ 0,65 ori. Comparativ cu grupul M, nivelul LDL-C, TC și TG în grupul MS și ME

Tabelul 1. Testele qPCR

Transcriere înainte Primer Reverse Primer

β-Actină CATCCGTAAAGACCTCTATGCCAAC ATGGAGCCACCGATCCACA PCSK9 GTCACACAGCCTAAGAAGTCGTCG CTGGTAGCTGATGCGGTGAC LDLR ACTCACGGGTTCAGATG AGGTACTGGCAACCCACCATT

β-Actina a fost utilizată ca referință internă și nivelurile de expresie ale țintei

genele PCSK9 și LDLR au fost calculate în funcție de valoarea Ct măsurată de un instrument Roche Light Cycler 96 în timp real și de expresia relativă

cantitatea din fiecare genă țintă mARN a fost calculată în conformitate cu formula 2-ΔΔCt.

pulbere timp de 1 oră la temperatura camerei. Au fost adăugați anti- (PCSK9 anti-șoarece de iepure, anticorp policlonal LDLR, 1: 1000) și anticorp secundar (1: 5000), iar banda țintă a fost detectată prin chemilu-minescență și expusă pe un sistem de imagistică cu gel. Raportul dintre valoarea gri a proteinei țintă și referința internă

Figura 1. Schimbarea greutății corporale a fiecărui grup în timpul intervenției de efort, NC: grupul de control normal, M: grupul model cu conținut ridicat de grăsimi, ME: grup cu conținut ridicat de grăsimi cu grupa de exerciții aerobice, SM: grup cu conținut ridicat de grăsimi cu ulei de samara; MES: bogat în grăsimi cu exerciții aerobice și grup de ulei de samara.

au fost semnificativ scăzute, nivelul HDL-C a fost semnificativ crescut (p 0,05).

Exercițiu aerob combinat cu ulei de samara scăderea structurii patologice a ficatului în șoareci hiper-lipidemici

În grupul NC, morfologia celulelor hepatice a fost normală, aranjată regulat și dens,

au fost observate celule, veziculele lipidice s-au diminuat semnificativ și au devenit mai mici (Figura 3D). Degenerarea țesutului hepatic din grupul MES a fost în mare parte restabilită, iar celulele hepatice au fost aranjate îngrijit. Nucleul este situat în centrul celulei, ocazional câteva picături lipidice, fără vacuole (Figura 3E).

Exercițiu aerob combinat cu ulei de samara expresie PCSK9 redusă în ficat de șoareci hiper-lipidemici

qPCR și Western blot au fost utilizate pentru a detecta expresia relativă a PCSK9 mARN (Figura 4A) și a proteinelor (Figura 4B și 4C) în ficat. Rezultatele arată că, comparativ cu grupul NC, expresia PCSK9 în ficatul grupului M a fost

Figura 3. Colorarea hematoxilin-eozinei (H&E) a secțiunilor hepatice, rigla = 500 μm. A: grup NC; B: grup M; C: grupul ME; D: grup MS; E: grupul MES. Săgeata arată spre vacuole din celulele hepatice.

Figura 4. Exercițiul aerob combinat cu ulei de samara a redus expresia mRNA PCSK9 și a proteinelor la șoareci hiper-lipidemici vii. A. ARNm PCSK9

nivelurile au fost cuantificate prin qPCR. B,

C. Nivelul proteinei PCSK9 a fost detectat prin Western blot și bandă

densitatea a fost cuantificată folosind

Imagine J. *p (5)

a crescut semnificativ (p 0,05). S-a dovedit că exercițiile aerobice combinate cu uleiul de samara pot regla semnificativ nivelul de expresie al PCSK9.

Exercițiu aerob combinat cu ulei de samara expresia LDLR crescută în hiper-lipidemice șoareci

PCSK9 mediază degradarea LDLR și reglează negativ LDLR. qPCR și Western blot au fost folosite pentru a testa dacă nivelul de expresie al ARNm LDLR (Figura 5A) și proteine ​​(Figura 5B și 5C) după efort și uleiul de samara a fost legat de scăderea nivelului PCSK9. Rezultatele arată că, comparativ cu grupul NC, expresia LDLR în grupul M a fost semnificativ redusă în comparație cu grupul NC (p 0,05).

arată că, comparativ cu grupul NC, nivelurile de TC, TG și LDL-C din grupul M au crescut semnificativ, nivelul HDL-C a scăzut. Examenul patologiei a arătat că ficatul grupului M avea leziuni grase evidente, ceea ce a dovedit că modelul de șoarece al hiperlipidemiei a fost construit cu succes în acest studiu.

În prezent, metoda eficientă de prevenire a metabolismului anormal al lipidelor din sânge este reprezentată de obiceiurile bune de viață și exercițiile aerobice pe termen lung. Exercițiile aerobice pot îmbunătăți metabolismul lipidic al organismului prin creșterea consumului de energie, îmbunătățirea oxidării lipidelor și reducerea acumulării de grăsime corporală [22]. Studiul a constatat că exercițiile aerobice eficiente pe termen lung pot reduce în mod eficient greutatea corporală și nivelurile serice ale TC, TG și LDL-C. Uleiul de Samara conține acizi grași foarte insaturați, steroli vegetali, multivitamine, în special vitamina E etc. Conform cercetărilor, uleiul de samara poate antioxidant, reglează metabolismul lipidelor, previne bolile cardiovasculare etc. [14-17]. Studiile experimentale au comparat efectele uleiului de samara și uleiului de arahide comestibil comun asupra capacității antioxidante și a metabolismului lipidic al șoarecilor obișnuiți din dietă. S-a constatat că, comparativ cu uleiul de arahide comestibil obișnuit, uleiul de samara poate reduce nivelurile de TC, TG și LDL-C din ser și poate îmbunătăți mai eficient capacitatea antioxidantă [15]. În alte studii clinice, nivelurile serice ale TC, TG și LDL-C la pacienții cu hiperlipidemie care consumă ulei de samara au fost semnificativ mai mici, iar nivelul HDL-C este crescut decât cele ale

hiperlipid-Figura 5. Exercițiul aerob combinat cu ulei de samara a redus expresia LDLR mARN și pro-tein la șoareci hiper-lipidemici vii. A.

Nivelurile de ARNm LDLR au fost cuantificate

de qPCR. B, C. Proteina LDLR a fost detectată prin Western blot și bandă

densitatea a fost cuantificată folosind Image

emia fără ulei de samara [17]. Capacitatea uleiului de samara de a regla metabolismul lipidelor este indiscutabilă, însă efectul uleiului de samara asupra genelor de reglare a colesterolului PCSK și LDLR nu a fost raportat în detaliu.

În acest studiu experimental, șoarecilor C57BL/6J hrăniți cu o dietă bogată în colesterol li s-a administrat intervenție de exercițiu aerobic, intervenție cu ulei de samara, exercițiu aero-bic combinat cu intervenție cu ulei de samara, iar rezultatele arată că toate cele trei metode de intervenție au jucat o rol de ameliorare în greutatea corporală, nivelurile de lipide, ficatul patologic-cal și PCSK9, nivelurile de expresie LDLR. Dar cel mai bun efect a fost exercițiul aerob combinat cu intervenția cu ulei de samara, unde greutatea, nivelul lipidelor din sânge și ficatul patologic al exercițiului aerob combinat cu grupul de ulei de samara nu au fost statistic diferite de șoarecii nor-mal și nivelurile de expresie ale PCSK9 și LDLR au fost, de asemenea, similare cu șoarecii normali. Al doilea cel mai bun efect a fost intervenția exercițiilor aerobe, intervenția uleiului de samara, care indică faptul că exercițiile aerobice eficiente pe termen lung combinate cu uleiul de samara pot îmbunătăți mai eficient metabolismul lipidic anormal cauzat de dieta bogată în grăsimi. Aceste date oferă informații și dovezi pentru mecanismele conform cărora dieta combinată cu exerciții fizice regulate poate îmbunătăți în mod eficient nivelul lipidelor din sânge.

Exercițiile aerobice combinate cu uleiul de samara pot reduce în mod eficient greutatea corporală, nivelurile serice de lipide, pot îmbunătăți gradul leziunilor de grăsime ale țesutului hepatic, pot reduce nivelul de expresie al PCSK9 hepatic și pot crește nivelul de expresie al LDLR. Exercițiul aerob combinat cu intervenția în ulei de samara a fost semnificativ mai bun decât intervenția în exercițiu aerob sau intervenția în ulei de samara singur.

Această cercetare a fost susținută de Fundația Națională pentru Științe Naturale a Tineretului din China (31500962).

Dezvăluirea conflictului de interese

Adresa corespondenței către: Bao-Ai Wu, Școala Universității Shanxi, Colegiul Sport și Educație,

Nu. 92, Wucheng Road, Xiaodian District, Taiyuan City 030000, provincia Shanxi, China. Tel: 86-150- 35168548; E-mail: [email protected]

[1] Pencina MJ, Navar-Boggan AM, D’Agostino RB Sr, Williams K, Neely B, Sniderman AD, Peter-son ED. Aplicarea de noi linii de ghid pentru colesterol la un eșantion bazat pe populație. N Engl J Med 2014; 370: 1422–1431.

[2] Mochi M, Cevoli S, Cortelli P, Pierangeli G, Scapoli C, Soriani S, Montagna P. Investigația unui polimorfism al genei LDLR (19p13.2) în sensibilitatea la migrenă fără aură. J Neu-roll Sci 2003; 213: 7-10.

[3] Mandel’shtam MIu, Vasil’ev VB. Hipercholesterolemii monogene: gene noi, medicamente noi pentru gudron. Genetica 2008; 44: 1309-1316. [4] Seidah NG, Benjannet S, Wickham L. The

se-cretory proprotein convertase neuronal apopto-sis-regulate convertase 1 (NARC-1): ficat re-generare și diferențierea neuronală. Proc Natl Acad Sci U S A 2003; 100: 928-933. [5] Lopez D. PCSK9: o protează enigmatică.

Bio-chim Biophys Acta 2008; 1781: 184-191. [6] Lambert, Charlton G, Rye KA, Piper DE.

Baza moleculară a funcției PCSK9. Ateroscleroza 2009; 203: 1-7.

[7] Lambert G, Sjouke B, Choque B, Kastelein JJ, Hovingh GK. Deceniul PCSK9. J Lipid Res 2012; 53: 2515-2524.

[8] Stein EA, Swergold GD. Potențialul proprotein convertazei subtilisin/kexin tip 9 bazat pe ter-arapeutică. Curr Atheroscler Rep 2013; 15: 310. [9] Seidah NG, Pratt A. Proteotein convertaze

sunt potențiale ținte în tratamentul dislipidemiei. J Mol Med Berl 2007; 85: 685-696. [10] Urban D, Pöss J, Böhm M, Laufs U. Targeting

proprotein convertaza subtilizină/kexin tip 9 pentru tratamentul dislipidemiei și a atero-sclerozei. J Am Coll Cardio 2013; 62: 1401-1408.

[11] Seidah, Nabil G. PCSK9 ca țintă terapeutică a dislipidemiei. Expert Opin Ther Ther Targets 2009; 13: 19-28.

[12] Karbasi-Afshar R, Saburi A, Khedmat H. Tulburări auto-cardiovasculare în contextul bolii hepatice grase non-al-coholice: o revizuire a literaturii. J Tehran Heart Cent 2014; 9: 1-8.

[13] Sreenivasa BC, Alexander G, Kalyani B, Pandey R, Rastogi S, Pandey A, Choudhuri G. Efectul

exerciții fizice și modificări dietetice pe ser

nivelurile de aminotransferază la pacienții cu steatohepatită non-coholică. J Gastroen Hepatol 2006; 21: 191-198.

[15] Chen YN. Efectul uleiului de samara asupra capacității antioxidante și a metabolismului lipidic la șoareci. China Uleiuri și Grăsimi 2017; 42: 77-80.

[16] Huang L, Wei Y, Wang BG. Efectul uleiului de samara asupra peroxidării lipidelor la șobolanii în vârstă. Medicină preventivă chineză 2002; 36: 215-215.

[17] Bai YH, Ma QF, Zhang YQ. Efectul capsulei de ulei de samara asupra lipidelor din sânge la pacienții cu hiperlipidemie. Chinese Journal of Health Care and Medicine 2012; 14: 46-47.

[18] Ministerul Sănătății aprobă două alimente cu resurse noi, cum ar fi uleiul de samara. China Food 2011; 5: 42-42.

[19] Mannu GS, Zaman MJ, Gupta A, Rehman HU,

Myint PK. Dovezi ale modificării stilului de viață în

managementul hipercolesterolemiei. Curr Cardiol Rev 2013; 9: 2-14.

[20] Yujun Yan. Efectul EGCG asupra efectelor de scădere a lipidelor și hepatoprotectoare la șobolani cu ficat gras nonalco-holic. Universitatea Agricolă din Hunan 2014.

[21] Liu JZ, Lu HJ, Li BJ. Efectul dimensiunii particulelor de celuloză de cartof dulce asupra efectului hipolipidemic la șobolanii cu conținut ridicat de grăsimi. Știința și tehnologia industriei alimentare 2016; 37: 289-293.

[22] Guo R, Liong EC, So KF, Fung ML, Tipoe GL.

Mecanisme benefice ale exercițiului aerob