Abstract

fundal

Există un număr din ce în ce mai mare de terapii antilipidemice noi în curs de analiză. Efectul hipolipidemic supus al N-acetilcisteinei (NAC) și al uleiului de susan a fost studiat într-un model de șoarece de hipercolesterolemie indusă de dietă.

Metode

Șoarecii masculi C57bl/6 au fost repartizați în următoarele grupe: grupul de control (NC), grupul (HC) care a primit dietă de test suplimentat cu 2% colesterol și 0,5% acid colic timp de 8 săptămâni, grupul (HCN) care a primit dieta de test cu supliment de NAC (230 mg/kg po) și grupul (HCS) au alimentat dieta testată îmbogățită cu 10% ulei de susan. Colesterolul seric total, LDL-colesterol, HDL-colesterol și trigliceride au fost analizate la începutul și la sfârșitul experimentului. Nivelurile totale de peroxizi și oxid nitric (NO) au fost măsurate în ser la sfârșitul experimentului. Leziunile hepatice și aortice au fost evaluate prin colorare hematoxilină-eozină.

Rezultate

Au fost înregistrate niveluri serice mai ridicate de colesterol total și LDL la toate grupurile care au alimentat dieta cu colesterol ridicat. Grupul HCN a prezentat niveluri reduse de lipide comparativ cu grupurile HC și HCS. Nu s-au observat diferențe între grupurile HCS și HC. Conținutul de peroxid din ser a fost semnificativ crescut la șoarecii care consumă o dietă bogată în colesterol. Administrarea de NAC și ulei de susan a dus la o scădere semnificativă a peroxidării lipidelor serice la nivelurile grupului de control, în timp ce doar NAC a restabilit NO biodisponibilitatea. În ceea ce privește histologia ficatului, leziunile observate în grupul HCN au fost mai puțin severe decât cele observate în celelalte grupuri cu colesterol ridicat.

Concluzie

Administrarea concomitentă de NAC, dar nu ulei de susan, a restabilit profilul lipidic perturbat și a îmbunătățit steatoza hepatică la șoarecii hipercolesterolemici induși de dietă studiați. Ambii agenți par să amelioreze apărarea serică a antioxidanților.

fundal

Hipercolesterolemia în combinație cu concentrația crescută de LDL-colesterol reprezintă factori de risc majori pentru dezvoltarea și progresia aterosclerozei și, în consecință, a bolilor cardiovasculare [1]. Pe baza acestor dovezi, cercetările științifice vizează descoperirea de noi medicamente cu efecte hipocolesterolemiante. Terapii dietetice pe bază de plante și componente alimentare naturale sunt propuse în zilele noastre pentru prevenirea dislipidemiei. Antioxidantul N-acetilcisteină (NAC), un organosulfur din Allium plantele și uleiul de susan apar ca agenți promițătoare de scădere a lipidelor în literatura recentă.

NAC este un compus hidrofil care conține cisteină, format în mod natural în Allium plante precum usturoiul și ceapa. S-a constatat că aportul acestui compus scade în mod eficient triacilglicerolul indus de grăsimi saturate (TAG) și acumularea de colesterol la ficatul șoarecilor. În plus, s-a demonstrat că protejează ficatul împotriva daunelor oxidative ridicate induse de grăsimi [2].

Susanul aparține speciei Sesamum indicum (Pedaliaceae familie). A fost utilizat pe scară largă ca aliment tradițional în Orient, dar este, de asemenea, considerat că are proprietăți medicale importante. Există numeroase date disponibile din diferite studii, în special asupra speciilor de rozătoare care susțin acțiunea hipolipidemică a multor componente ale semințelor de susan și ale uleiului său [3, 4]. Satchithanandam și colab. [4] au concluzionat că absorbția colesterolului limfatic la șobolanii hrăniți cu diete care conțin ulei de susan a fost cu aproximativ 50% mai mică decât la șobolanii hrăniți cu o dietă de control. În plus, administrarea pulberii de semințe de susan negrăsate la șobolani albino hipercolesterolemici, le-a îmbunătățit starea antioxidantă și a scăzut semnificativ lipidele plasmatice [5]. Din câte știm, nu există dovezi bazate pe literatură despre efectele hipolipidemice potențiale ale administrării uleiului de susan fără înlocuirea altor compuși dietetici grași.

Prin urmare, prezentul studiu a fost întreprins pentru a determina dacă administrarea de NAC și ulei de susan ar avea efecte benefice hipolipidemice și antioxidante într-un model murin care consumă o dietă chow, îmbogățit cu colesterol și acid colic.

Metode

Animale

Șoareci masculi C57bl/6 de 12 săptămâni (Mușchiul mus) au fost obținute de la Institutul Alexander Fleming (Vari, Grecia) și au fost aclimatizate timp de o săptămână înainte de începerea experimentului. Animalele au fost adăpostite în condiții de temperatură controlată (23 ± 2 ° C) și umiditate (60%) cu un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore. Protocolul experimental a fost revizuit și aprobat de către Direcția Veterinară din Prefectura Atenei și de Comitetul de Etică al Școlii de Medicină a Universității Naționale și Kapodistriene din Atena, în conformitate cu recomandarea etică a Directivei Consiliului Comunităților Europene din 24 noiembrie 1986 ( 86/609/CEE).

Proiectare experimentală

Un total de 25 de șoareci au fost împărțiți în următoarele 4 grupuri experimentale:

Șoarecii au avut acces gratuit la mâncare și băutură pe tot parcursul studiului. În perioada de 8 săptămâni, consumul de alimente a fost monitorizat zilnic, în timp ce cantitatea de apă consumată zilnic a fost înregistrată și în grupul HCN. Șoarecii erau cântăriți o dată pe săptămână.

Recoltarea sângelui și măsurarea lipidelor serice

Probele de sânge de șoareci au fost colectate la începutul și la sfârșitul perioadei experimentale (la ora 9:00, după o perioadă de 12 ore de post), folosind tuburi capilare introduse în plexul venos retro-orbital medial sub anestezie cu eter ușor. O cantitate de aproximativ 150-200 μl de sânge a fost colectată de la fiecare șoareci la începutul experimentului. O cantitate mai mare de sânge (400 - 500 μl) a fost colectată la sfârșitul experimentului și înainte de eutanasierea șoarecilor. Serul a fost separat prin centrifugare la 3000 rpm timp de 10 min și a fost depozitat la -80 ° C până la analiză.

Concentrațiile serice ale colesterolului total și ale trigliceridelor au fost determinate utilizând trusa comercială enzimatică PAP („bioză” - Aplicații biotehnologice, Atena, GR) și HDL-colesterolul a fost determinat printr-o metodă fotometrică enzimatică a colesterolului. Colesterolul LDL a fost determinat de modelul matematic „LDL-colesterol = Colesterol total- (HDL-colesterol + Trigliceride/5)”.

Toate probele au fost analizate la Laboratorul de Chirurgie Experimentală și Cercetare al Facultății de Medicină din Atena (Atena, Grecia).

Peroxidarea lipidelor serice - determinarea nivelurilor de NO

Concentrația totală de peroxid în serul colectat a fost evaluată fotometric (kit PerOx, Immundiagnostic AG, Bensheim, Germania). Oxidul azotic seric total (NO) a fost calculat pe baza conversiei enzimatice a nitraților în nitriți cu nitrat reductază, utilizând un kit comercial (Kit de testare a parametrilor de oxid nitric total și nitrat/nitrit, SISTEME R&D, Minneapolis, MN, S.U.A.).

Colorarea histopatologică

La sfârșitul perioadei de 8 săptămâni, animalele au fost eutanasiate sub anestezie eterică cu ficatul și aortele disecate imediat pentru analize histopatologice ulterioare. O parte din ficat și aortă au fost fixate în formalină 10% la temperatura camerei. Țesuturile au fost apoi încorporate în parafină, secționate și montate pe lamele de microscop de sticlă. Secțiunile au fost colorate cu hematoxilină-eozină și examinate orbește de doi cercetători independenți folosind microscopie cu lumină. Mai precis, ficatul a fost evaluat așa cum a fost descris anterior de Comitetul de patologie al rețelei de cercetare clinică a steatohepatitei nealcoolice [8]. Trăsăturile histologice au fost grupate în 4 mari categorii: steatoză, balonare, inflamație portală și activitate lobulară. Fiecărui parametru i s-a atribuit un scor de la 0 (absență) la 3 (leziune severă).

Evaluarea statistică

Toate analizele au fost efectuate utilizând software-ul statistic SPSS. Rezultatele au fost exprimate ca valori medii ± erori standard și analizate pentru semnificație statistică prin testul One Way ANOVA. Leziunile hepatice au fost demonstrate ca scor mediu ± erori standard pentru steatoză, balonare, inflamație portal și activitate lobulară. Semnificația statistică a fost stabilită la P

Rezultate

Greutatea corporală și aportul de alimente și apă

În studiul de față, greutatea corporală inițială pentru toate grupurile a fost similară. La sfârșitul studiului de 8 săptămâni, șoarecii din grupul HC au prezentat greutate corporală redusă comparativ cu animalele din NC (P = 0,027), HCNP = 0,018) și HCS (P = 0,002) grupuri (Tabelul 1). O creștere semnificativă statistic a fost observată a consumului de alimente în grupul HCN față de NC (P Tabelul 1 Greutatea corporală și consumul de alimente

Profilul lipidic seric

La eșantionarea inițială a sângelui, nu s-au înregistrat diferențe în nivelurile de lipide (cu excepția colesterolului LDL, Tabelul 1) între grupuri. Hrănirea dietei cu conținut ridicat de colesterol care conține 2% colesterol și 0,5% acid colic pentru perioada de 8 săptămâni a dus la dezvoltarea hiperlipidemiei în grupurile experimentale de șoareci comparativ cu grupul martor. Nivelul colesterolului total seric și al nivelului de colesterol LDL (Tabelul 1) au fost semnificativ crescute în cele trei grupuri care au primit o dietă bogată în colesterol comparativ cu grupul NC (P figura 1

comparativ

Histopatologie hepatică și aortică

Probele de ficat colorate cu hematoxilină-eozină, obținute de la grupurile care au alimentat dieta cu colesterol ridicat, au prezentat semne de steatoză hepatică și inflamație (Figura 3). O creștere semnificativă a acumulării de picături de grăsime a fost observată la ficatul grupurilor HC și HCS comparativ cu grupul NC [grupurile HC și HCS comparativ cu NC, (P = 0,001) șiP Figura 3

Colorarea hematoxilinei și a eozinei țesutului hepatic (400 ×). Șoareci de control (A); șoareci alimentați cu dietă bogată în colesterol (B); șoarecii au alimentat dieta bogată în colesterol și au fost tratați cu NAC (C). Săgeata din B. indică incluziunea lipidelor hepatocitare (steatoză). Rețineți infiltratele inflamatorii periportale întunecate în B. și C.

În evaluarea parametrilor total examinați în țesutul hepatic al șoarecilor, concluzionăm că administrarea NAC a îmbunătățit histologia ficatului, în timp ce suplimentarea dietei cu ulei de susan a avut efecte negative.

Nu au fost înregistrate dungi grase sau plăci în țesuturile aortice ale tuturor șoarecilor experimentali (date neprezentate).

Discuţie

Hipercolesterolemia este un factor major de risc pentru dezvoltarea aterosclerozei. Prezentul studiu s-a axat pe posibilul efect antilipidemic al administrării de NAC și ulei de susan la șoareci hipercolesterolemici. Din câte știm, acesta este primul studiu care a investigat acțiunea NAC și a uleiului de susan asupra profilurilor lipidice ale șoarecilor care consumă o dietă chow îmbogățită cu colesterol și acid colic.

Alimentarea cu colesterol-acid colic a fost adesea utilizată pentru a crește nivelul colesterolului în plasmă și țesuturile animalelor experimentale [9, 10]. Dieta experimentală urmată în prezentul studiu a dus la creșterea nivelului de colesterol total și LDL-colesterol la toți șoarecii care au primit-o. Nivelurile de trigliceride au scăzut în toate grupurile care au alimentat dieta bogată în colesterol-acid colic. Această constatare este în concordanță cu studiile anterioare efectuate pe șoareci și șobolani hrăniți cu diete care conțin acid colic sau colat [11, 12]. Mai mult, conform studiului lui Kamisako și colab. [13] a existat o ușoară scădere a nivelurilor de trigliceride la șobolanii hrăniți cu o dietă conținând 1% acid colic în comparație cu omologii lor de control. Li și colab. [11] a presupus că reducerea trigliceridelor din studiul lor ar putea fi o consecință a inhibării activității 7a-hidroxilazei datorită prezenței colatului în dieta aterogenă experimentală, lucru care nu este în conformitate cu Beigneux și colab. [14] care a sugerat că inhibarea activității 7a-hidroxilazei duce la o creștere a nivelului trigliceridelor.

Hipercolesterolemia îmbunătățește generarea de radicali liberi în diferite moduri [1] și este în general asociată cu o producție crescută de radicali de oxigen, cum ar fi radicalul anion superoxid [15]. CNA din studiul nostru a avut efecte benefice asupra profilului lipidic. Administrarea acestui antioxidant a împiedicat în mare măsură creșterea indusă de dietă a lipidelor serice (colesterol total și niveluri de colesterol LDL).

Sa demonstrat că NAC reduce nivelul colesterolului din plasmă și ficat la șoarecii Balb/cA care consumă o dietă bogată în grăsimi saturate [2]. Krieger și colab. [16] a menționat o ușoară reducere a fracțiilor lipidice plasmatice prin intermediul suplimentării cu NAC la șoarecii knock-out receptori LDL hipercolesterolemici. Prin urmare, alți cercetători indică un efect benefic al CNA asupra profilului dislipidemic al șobolanilor hrăniți cu o dietă bogată în zaharoză sau al șobolanilor cărora li s-a administrat chow standard și 30% zaharoză în apa de băut [17, 18]. Mecanismele contabile putative pentru efectele de scădere a lipidelor ale NAC ar putea fi legate de proprietățile sale antioxidante. CNA din studiul nostru a condus la un conținut redus de peroxid seric. Menținerea structurii normale a receptorilor de lipoproteine ​​este indispensabilă pentru funcționarea acestora, îmbunătățind absorbția celulară a lipidelor serice din sânge. Speciile reactive de oxigen produse în timpul stresului oxidativ reacționează cu lipoproteinele pentru a produce stări de oxidare, diminuând absorbția celulară a lipidelor din sânge [17, 19, 20]. Astfel, acțiunea antioxidantă a NAC ar putea contribui la absorbția crescută a lipidelor celulare, rezultând o scădere a nivelului colesterolului seric.

Potrivit lui Lin și Yin [21], acțiunea de scădere a lipidelor a NAC la șoarecii care consumă o dietă bogată în grăsimi este atribuită parțial suprimării expresiei ARNm a trei enzime legate de lipogen (enzima malică, acidul gras sintază și 3-hidroxi-3 -metilglutaril coenzima A reductaza).

NU este considerat o substanță vasoactivă importantă care protejează integritatea vaselor de sânge. Hu și colab. [22] a concluzionat că nivelurile plasmatice de NO au scăzut la iepurii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi. Similar cu acest studiu, am observat că dieta noastră experimentală cu colesterol-acid colic ridicat a suprimat nivelurile serice de NO, în timp ce administrarea NAC a crescut biodisponibilitatea NO și a menținut-o la nivelul normal. Astfel, NAC ar putea prezenta un rol esențial de protecție pentru funcția normală a arterelor.

Rezultatele noastre privind steatoza hepatică și inflamația sunt în concordanță cu cele din investigațiile anterioare [23]. După cum s-a descris anterior, administrarea NAC suprimă infiltrarea de lipide hepatice în țesuturile hepatice ale șoarecilor hrăniți cu diete bogate în grăsimi [21]. Acțiunea hepatoprotectoare a NAC ar putea fi asociată cu acțiunea sa antioxidantă, așa cum s-a menționat mai sus.

Similar cu descoperirile lui Sener și colab. [9], dieta colesterol-acid colic utilizată în studiul nostru nu a dus la formarea de dungi grase sau formarea plăcii în țesuturile aortice ale șoarecilor. Această constatare a fost parțial anticipată, deoarece dieta noastră de test a constat în dieta obișnuită de chow (3,5% grăsime) îmbogățită cu colesterol și acid colic fără grăsimi suplimentare. În schimb, dietele utilizate pentru inițierea aterosclerozei la șoareci de tip sălbatic, cum ar fi dieta Paigen [24, 25], au o compoziție finală de grăsime de peste 15% (în procente de greutate).

Suplimentarea cu ulei de susan, la un nivel de 10% în dieta testată, nu a reușit să restabilească profilul lipidic perturbat cauzat de dieta bogată în colesterol-acid colic, în ciuda scăderii peroxidării serice. Colesterolul total și nivelurile de colesterol LDL au prezentat o scădere prin administrarea de ulei de susan. Totuși, acest efect preventiv nu a putut fi confirmat statistic, probabil din cauza numărului limitat de observații disponibile sau/și a valorii calorice ridicate a dietei modificate cu ulei de susan. În plus, am observat că administrarea concomitentă de ulei de susan a îmbunătățit steatoza hepatică și inflamația.

Administrarea de făină de susan degresată din dietă la iepuri nu a protejat împotriva hipercolesterolemiei induse de colesterol, dar a scăzut susceptibilitatea la stres oxidativ (peroxidarea lipidică a serului și a ficatului), probabil datorită activității antioxidante a sesaminolului [26]. Bhaskaran și colab. [27] a raportat o reducere semnificativă a nivelului de colesterol plasmatic, LDL-colesterol și trigliceride la șoareci LDLR -/- atunci când dieta lor aterogenă a fost reformulată cu același nivel de ulei de susan. În studiul nostru, uleiul de susan a fost adăugat la dieta de testare fără înlocuirea grăsimilor. Caloriile suplimentare ale dietei cu ulei de susan ar putea duce la absența unui răspuns hipolipidemic, așa cum s-a menționat mai sus.

Într-un studiu anterior, s-a arătat o creștere a stării hiperlipidemice a iepurilor hrăniți cu o dietă hipercolesterolemică îmbogățită cu ulei de măsline [28], în timp ce Acin și colab. [29] a concluzionat că colesterolul alimentar suprimă capacitatea uleiului de măsline de a întârzia dezvoltarea leziunilor aterosclerotice la șoareci, influențând negativ parametrii lor lipidici plasmatici. Prin urmare, putem presupune că adăugarea de colesterol, ca și în cazul uleiului de măsline, suprimă parțial acțiunea hipolipidemică presupusă a uleiului de susan.

Pe scurt, chiar dacă uleiul de susan a prezentat proprietăți antioxidante, nu a prezentat activitate hipolipidemică semnificativă la șoarecii care consumă o dietă chow îmbogățită cu colesterol și acid colic. Administrarea CNA a reușit să îmbunătățească starea lipidemică a serului, să mențină fiziologia ficatului și să reducă peroxizii serici, probabil prin ameliorarea eficienței sistemului de apărare antioxidantă a animalelor experimentale. Mai mult, NAC ar putea exercita activitate antiaterogenă preventivă prin intermediul nivelurilor crescute de NO serice.

Concluzii

Administrarea concomitentă de NAC, dar nu ulei de susan, a restabilit profilul lipidic perturbat și leziunea hepatică în modelul murin hipercolesterolemic studiat, deși ambii agenți au îmbunătățit capacitatea antioxidantă serică. Astfel, NAC ar putea reprezenta o alternativă benefică pentru scăderea nivelului de colesterol la om în timpul practicii clinice.