Yeyi Gu

Centrul de excelență pentru alimente și sănătate din plante și ciuperci, Departamentul de Științe Alimentare, Universitatea de Stat din Pennsylvania, 332 Clădirea Științelor Alimentare, University Park, PA 16802, SUA

ameliorează

Shan Yu

Departamentul de Științe Veterinare și Biomedice, program universitar intercolegial în fiziologie, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, PA 16802, SUA

Joshua D. Lambert

Centrul de excelență pentru alimente și sănătate din plante și ciuperci, Departamentul de Științe Alimentare, Universitatea de Stat din Pennsylvania, 332 Clădirea Științelor Alimentare, University Park, PA 16802, SUA

Date asociate

Abstract

Scop

Pentru a investiga efectul suplimentării cu pulbere de cacao asupra inflamației legate de obezitate la șoarecii obezi cu conținut ridicat de grăsimi (HF).

Metode

C57BL/6J masculin (n = 126) au fost hrăniți fie cu dietă cu conținut scăzut de grăsimi (LF, 10% kcal din grăsimi), fie cu HF (60% kcal din grăsimi) timp de 18 săptămâni. După 8 săptămâni, șoarecii din grupul HF au fost randomizați la dieta HF sau dieta HF suplimentată cu pulbere de cacao 8% (grup HF - HFC) timp de 10 săptămâni. Probele de sânge și țesut au fost colectate pentru analize biochimice.

Rezultate

Suplimentarea cu pulbere de cacao a redus semnificativ rata creșterii în greutate corporală (15,8%) și a crescut conținutul de lipide fecale (55,2%) comparativ cu șoarecii martor hrăniți cu HF. În plus, suplimentarea cu cacao a atenuat rezistența la insulină, după cum se indică prin îmbunătățirea HOMA-IR, și a redus severitatea bolilor hepatice grase legate de obezitate (scăderea alaninei aminotransferazei plasmatice și a trigliceridelor hepatice) comparativ cu grupul HF. Suplimentarea cu cacao a scăzut, de asemenea, semnificativ nivelurile plasmatice ale mediatorilor proinflamatori interleukina-6 (IL-6, 30,4%), proteina chimiotratantă monocitară-1 (MCP-1, 25,2%) și creșterea adiponectinei (33,7%) comparativ cu HF- soareci hraniti. Exprimarea genelor pro-inflamatorii (Il6, Il12b, Nos2 și Emr1) în fracția vasculară stromală (SVF) a țesutului adipos alb epididim (WAT) a fost semnificativ redusă (37-56%) la șoarecii suplimentați cu cacao.

Concluzii

Suplimentarea alimentară cu cacao ameliorează inflamația legată de obezitate, rezistența la insulină și boala hepatică grasă la șoarecii obezi hrăniți cu HF, în principal prin reglarea descendentă a expresiei genelor pro-inflamatorii în WAT. Aceste efecte par a fi mediate parțial de o modulare a absorbției grăsimilor din dietă și a inhibării infiltrării macrofagelor în WAT.

Introducere

Obezitatea este definită ca o manifestare fenotipică a acumulării anormale sau excesive de grăsime care modifică starea de sănătate și crește mortalitatea [1]. Astăzi, peste 35% dintre americani sunt obezi și dacă traiectoria actuală continuă, rata va ajunge la 51% până în 2030 [2]. Într-adevăr, obezitatea este o tulburare multifactorială care reprezintă un factor de risc semnificativ pentru diabetul de tip 2, bolile cardiovasculare, boala hepatică grasă legată de obezitate (ORFLD) și anumite tipuri de cancer [1, 3, 4]. Obezitatea și patologiile metabolice asociate sunt cele mai frecvente și dăunătoare boli metabolice, afectând peste 50% din populația adultă [5]. Devine din ce în ce mai evident că obezitatea este o stare inflamatorie cronică, cunoscută și sub denumirea de inflamație de nivel scăzut sau sistemică, care reprezintă legătura importantă dintre obezitate și comorbiditățile acesteia [1, 3, 4].

Inflamația legată de obezitate se caracterizează prin infiltrarea macrofagelor în țesutul adipos, producția anormală de citokine și activarea căilor de semnalizare inflamatorie [5-7]. Comparativ cu țesutul adipos alb (WAT) de la indivizi slabi, WAT de la indivizi obezi exprimă cantități crescute de mediatori proinflamatori, inclusiv factor de necroză tumorală-α (TNF-α), interleukină-6 (IL-6), oxid de azot inductibil sintază iNOS, cunoscută și sub numele de NOS2) și proteina chimiotratantă monocitară-1 (MCP-1), precum și scăderea nivelului de adiponectină [8, 9]. Macrofagele asociate țesutului adipos (ATM) sunt responsabile pentru aproape toate TNF-α eliberate de WAT și aproximativ 50% din IL-6 derivată din WAT la șoarecii obezi [8, 10]. Majoritatea citokinelor produse de WAT sunt strâns asociate cu rezistența la insulină indusă de obezitate și steatoza hepatică (ficatul gras), acumularea excesivă de trigliceride în hepatocite [11], care se reflectă în mod obișnuit prin concentrații circulante anormale ale enzimelor hepatice (de exemplu, alanina aminotransferază ( ALT)).

Recent, un număr din ce în ce mai mare de studii au raportat efectele benefice asupra sănătății cacao (Theobroma cacao) și polifenoli din cacao, inclusiv modularea aterosclerozei și a hipertensiunii arteriale [12, 13]. O serie de mecanisme potențiale au fost propuse pentru aceste efecte, inclusiv inhibarea agregării plachetare, precum și efecte antioxidante și antiinflamatorii [14, 15]. Relativ puține studii au investigat efectele preventive sau terapeutice ale cacao și constituenților cacao împotriva obezității și a sindromului metabolic [16-20]. De exemplu, tratamentul șobolanilor alimentați cu conținut ridicat de grăsimi (HF) cu 12,5% pulbere de cacao timp de 3 săptămâni a scăzut semnificativ greutățile finale ale corpului, greutățile WAT mezenterice și a modulat expresia genelor legate de metabolismul acizilor grași [17]. Tomaru și colab. [18] și Yamashita și colab. [20] ambele au raportat că suplimentarea alimentară cu proantocianidine (PAC) din lichior de cacao a suprimat hiperglicemia indusă de dietă HF, intoleranța la glucoză și acumularea de grăsimi în WAT la șoarecii obezi diabetici.

Mai multe studii in vitro au arătat că anumiți flavan-3-ol izolați și PAC din cacao exercită activități antiinflamatorii prin modularea transcrierii și secreției citokinelor pro-inflamatorii în celulele mononucleare din sângele periferic uman și macrofage, deși efectele acestor compuși variază în funcție de gradul de polimerizare (DP) al compusului de testat [21-25]. De exemplu, s-a constatat că PAC-urile cu epicatechină și cacao reduc secreția de TNF-α, MCP-1 și oxid nitric (NO) în macrofage in vitro [24]. Am raportat anterior că PAC derivate din cacao inhibă puternic activitatea fosfolipazei secretate A2 într-un sistem fără celule [26]. Potența inhibitoare a crescut în funcție de DP cu compuși cu greutate moleculară mai mare (DP> 7) având cea mai puternică activitate. Aceste studii ar sugera că cacao are efecte antiinflamatorii in vivo, dar sunt necesare dovezi experimentale suplimentare pentru a stabili nivelurile eficiente de dozare, pentru a demonstra eficacitatea și pentru a stabili mecanismele de acțiune care stau la baza.

În studiul de față, am investigat efectele suplimentării cu pulbere de cacao asupra markerilor inflamației legate de obezitate și a copatologiilor la șoarecii obezi C57BL/6J hrăniți cu HF. Aici, raportăm rezultatele studiilor noastre.

Materiale și metode

Dietele și substanțele chimice

Pudra de cacao neindulcită a fost generos furnizată de Blommer Chocolate Co. (Chicago, IL). Compoziția pulberii de cacao, inclusiv conținutul de polifenoli, este prezentată în tabelul 1. Polifenolii totali din pudra de cacao au fost cuantificați prin metoda Folin-Ciocalteu cu acid galic ca standard, iar conținutul flavan-3-olilor (de la monomeri la decamer) a fost determinat prin diol HPLC, descris printr-o metodă anterioară [27]. Toate celelalte substanțe chimice erau de cea mai înaltă calitate disponibile în comerț. Dietele cu conținut scăzut de grăsimi (LF, 10% kcal din grăsimi, D12450B), cu un conținut ridicat de grăsimi (HF, 60% kcal din grăsimi, D12492) și dietă HF suplimentată cu 80 g/kg de cacao (HFC, D10052503) dieta au fost pregătite de Research Diets (New Brunswick, NJ). Compoziția dietelor este dată în tabelul 2 .