Teka Obsa Feyisa

1 Departamentul de Biochimie Medicală, Colegiul Sănătății și Științelor Medicale, Universitatea Haramaya, Harar, Etiopia

Daniel Seifu Melka

2 Colegiul de Științe ale Sănătății, Universitatea Addis Abeba, Addis Abeba, Etiopia

Menakath Menon

2 Colegiul de Științe ale Sănătății, Universitatea Addis Abeba, Addis Abeba, Etiopia

Wajana Lako Labisso

2 Colegiul de Științe ale Sănătății, Universitatea Addis Abeba, Addis Abeba, Etiopia

Mezgebu Legesse Habte

1 Departamentul de Biochimie Medicală, Colegiul Sănătății și Științelor Medicale, Universitatea Haramaya, Harar, Etiopia

Date asociate

Toate datele și materialele necesare legate de articol sunt incluse în manuscris.

Abstract

Cafeaua este una dintre cele mai frecvent consumate băuturi din lume și se presupune că are efecte protectoare împotriva sindromului metabolic. Prezentul studiu a avut ca scop investigarea efectului cafelei asupra greutății corporale, glucozei serice, acidului uric și nivelului profilului lipidic la șobolanii masculi Wistar albini care se hrănesc cu o dietă bogată în fructoză. Un studiu experimental post-test a fost efectuat pe un total de 30 de șobolani Wistar masculi albini (cu vârsta de 9-10 săptămâni). Șobolanii au fost împărțiți în 6 grupe: grupul I (control normal) - alimentat numai pe chow standard și numai apă simplă de la robinet; grupa II (controlul fructozei) - alimentat pe chow standard și 20% soluție de fructoză; grupa III - VI (grupuri de tratament) - alimentat pe chow standard, 20% soluție de fructoză și tratat cu 71, 142, 213 și 284 mg/kg greutate corporală/zi de cafea, timp de șase săptămâni. La final, s-au investigat greutatea corporală, nivelurile de glucoză serică, acid uric și profil lipidic. Datele au fost introduse și curățate de versiunea 3.1 a software-ului epi-data și analizate printr-un singur mod ANOVA, urmat de testele de comparație multiplă Tukey post hoc folosind SPSS V. 23.00. Semnificația statistică a fost luată în considerare la p Cuvinte cheie: Greutate corporală, cafea, glucoză, dietă bogată în fructoză, profiluri lipidice, acid uric

Introducere

fundal

Cafeaua este una dintre băuturile cele mai frecvent consumate din lume, iar efectele sale benefice asupra sănătății umane au devenit obiectul mai multor studii științifice [1]. Există sute de varietăți de specii de cafea, cu toate acestea, în comerț sunt disponibile două specii: Coffea arabica, aproximativ 70% și Coffea canephora [2]. Cafeaua conține o multitudine de substanțe chimice, dintre care multe sunt active biologic. Chiar dacă principalele efecte fiziologice rezultate din consumul său sunt atribuite de obicei prezenței cofeinei, cafeaua este, de asemenea, extrem de îmbogățită cu acizi clorogenici (CGA), melanoidine și diterpene [3, 4].

Cafeaua este preparată prin mai multe metode, care afectează semnificativ aroma, aroma și compoziția cafelei. Mulți dintre compușii de cafea responsabili pentru gustul și mirosul său unic se formează în timpul procesului de prăjire [5]. Dimpotrivă, procesul de prăjire poate provoca degradarea altor alți compuși, inclusiv polifenoli antioxidanți. În funcție de procesele de preparare, se pot distinge trei tipuri majore de cafea: (i) cafea fiartă nefiltrată, (ii) cafea filtrată și (iii) cafea decofeinizată (DC). Proprietatea fiecărui tip de cafea este legată de granularea specifică a prafului de cafea, raportul apă/cafea, temperatura și timpul de preparare [6].

Multe studii in vitro și in vivo, împreună cu studii epidemiologice și umane au sugerat efecte benefice ale cafelei asupra sănătății. Consumul acut sau regulat de cafea poate reduce factorii de risc de mortalitate, boli cardiovasculare, T2DM, obezitate, boli hepatice, cancer și multe boli degenerative, cum ar fi Alzheimer și Parkinson [7, 8]. Prin urmare, studiul de față a avut ca scop investigarea efectelor cafelei asupra greutății corporale și a biomarkerilor serici ai sindroamelor metabolice, cum ar fi nivelurile de glucoză, acid uric și profil lipidic în dieta bogată în fructoză, care hrănește șobolani Wistar masculi albini.

Metode și materiale

Zonă de studiu

Studiul a fost realizat la Laboratorul Departamentului de Biochimie, Universitatea Addis Abeba, Addis Abeba, Etiopia.

Perioada și durata studiului

Studiul a fost realizat pentru o perioadă de 6 luni, din iulie 2017 până în ianuarie 2018.

Design de studiu

Un studiu experimental post-test a fost efectuat pe modelul de șobolan pentru a investiga efectul cafelei asupra greutății corporale, a nivelului de glucoză în ser, de acid uric și a nivelului profilului lipidic.

Consideratie etica

Autorizarea etică a fost obținută de la Departamentul de Cercetare Biochimică și Comitetul de Revizuire Etică (DRERC), prin scrisoare de aprobare cu Ref. Nu. din SOM/BCHM/154/2009, ședința nr. din DRERC 02/17 și protocolul nr. de M.Sc. 17.11 emis pe 2 martie 2017. Toate activitățile experimentale au fost desfășurate în conformitate cu recomandările din declarația standardelor convenționale la nivel național și internațional pentru angajarea animalelor experimentale și din codul etic al experimentelor pe animale, care sunt conforme cu orientările științifice și etice.

Variabilele de studiu

Variabila independentă a fost administrarea cafelei. Variabilele dependente au fost greutatea corporală, nivelul glucozei serice, acidul uric și nivelurile profilului lipidic.

Determinarea dimensiunii probei

Determinarea mărimii probelor s-a bazat pe standardul OMS, care recomandă ca fiecare grup de tratament al animalelor experimentale să fie de cel puțin 5 animale [9]. Studiul a fost realizat pe 6 grupe de șobolani. Prin urmare, dimensiunea eșantionului total a fost de 6 grupuri × 5 șobolani = 30 șobolani.

Criterii de includere și excludere

Criteriile de incluziune au fost vârsta (9-10 săptămâni) și greutatea corporală normală (250 g).

Criteriile de excludere sufereau de diaree sau orice anomalie fizică observabilă înainte de tratament.

Animale experimentale și protocol

Un total de 30 de șobolani masculi albini Wistar de 6-7 săptămâni au fost obținuți de la Universitatea Addis Abeba, Departamentul de Farmacologie. Șobolanii experimentali au fost plasați într-o cușcă de plastic cu capac din oțel inoxidabil (5 șobolani/cușcă) și adăpostiți în laboratorul de biochimie pentru animale cu temperatură optimă (24 + 1 ° C), umiditate relativă, ventilație optimă și ciclu de întuneric deschis de 12 ore. Au fost standardizate pentru comportamentul lor de hrănire și au fost observate continuu timp de trei săptămâni. Până la inițierea experimentului, tuturor șobolanilor li s-a oferit acces gratuit la chow standard și apă simplă de la robinet. Când șobolanii au devenit vechi de 9-10 săptămâni (adulți), au fost repartizați aleatoriu în șase grupuri. Fiecare șobolan din grupul dat a fost identificat dând un număr pe coadă printr-un marker permanent. Înainte de inițierea experimentului, greutatea corporală a acestora a fost măsurată prin echilibrarea triplului fasciculului și a variat de la 205 g la 245 g, cu o valoare medie de 225,4 ± 11,5 g. Apoi șobolanii au fost tratați după cum urmează:

Grupa I (grup de control normal): hrănit doar cu chow standard și apă simplă de la robinet.

Grupa II (grupul de control al fructozei): hrănit cu chow standard și 20% (greutate/volum) de soluție de fructoză.

Grupa III (grup de tratament): hrănit cu chow standard și 20% (greutate/volum) de soluție de fructoză și tratat cu 71 mg/kg BW/zi de cafea.

Grupa IV (grup de tratament): hrănit cu chow standard și 20% (greutate/volum) de soluție de fructoză și tratat cu 142 mg/kg BW/zi de cafea.

Grupa V (grup de tratament): hrănit cu chow standard și 20% (greutate/volum) de soluție de fructoză și tratat cu 213 mg/kg BW/zi de cafea.

Grupa VI (grup de tratament): hrănit cu chow standard și 20% (greutate/volum) de soluție de fructoză și tratat cu 284 mg/kg BW/zi de cafea.

Pregătirea soluției de fructoză și a cafelei

Prepararea soluției de fructoză

Fructele utilizate în acest experiment au fost cristaline pure, SIGMA-ALDRICH, SUA, achiziționate din India. Douăzeci la sută (20%, W/V) de soluție de fructoză [10] a fost preparată zilnic și înlocuită cu apă de la robinet în cinci grupe de șobolani (grupa II până la grupa VI). Consumul net al fiecărui grup a fost înregistrat în ml/zi.

Pregătirea cafelei și calculul dozelor

Cafeaua utilizată ca tratament în prezentul studiu a fost Coffea arabica (pachet de cafea TO.MO.CA), achiziționat de la o cafenea din Addis Abeba. TO.MO.CA înseamnă Torrefazione Moderna Cafe (italiană), tradusă direct ca prăjire modernă a cafelei. Ținând cont de procesul de preparare a cafelei din Etiopia, cafeaua fiartă, nefiltrată, a fost preparată urmând instrucțiunile scrise pe pachet (prin adăugarea a 10 g de cafea praf în 180 mL de apă fierbinte. Pentru a estima cantitatea de cafea praf dizolvată, metoda indirectă de a fost utilizată măsurarea (reziduul de pulbere de cafea a fost măsurat și scăzut din pulberea totală adăugată.) În consecință, volumul soluției de cafea după fierbere și decantare a fost de 120 ml. Cantitatea de reziduu nedizolvat de aer praf de cafea a fost de 5,2 g, deci cantitatea dizolvată a fost calculată ca 10 g - 5,2 g = 4,8 g. Volumul a 1 ceașcă de cafea a fost folosit recent de Lelyana și Lelyana și colab. (0,36 ml/200 g greutate corporală/zi) la șobolani, care este echivalent cu 125 ml/70 kg greutate corporală/zi de cafea la om [9, 11] În studiul nostru, greutatea corporală medie (BW) a șobolanilor experimentali a fost de 225 g.

În consecință, 16 mg/225 g BW/zi de cafea a fost considerată ca o doză unică de cafea. În mod similar, 0,8, 1,2 și 1,6 mL/225 g BW/zi (32 mg, 48 mg și 64 mg/225 g BW/zi) au fost considerate ca o doză dublă, triplă și cvadruplă de cafea. Pentru căutarea comodității, aceste doze au fost convertite în unitate standard (mg/kg) ca 71, 142, 213 și respectiv 284 mg/kg BW/zi.

Volumul total de cafea administrat grupurilor de tratament și apă caldă limpede până la grupul normal și de control al fructozei prin gavaj oral a fost de 2 ml. Gavajul oral a fost efectuat de anchetatorul principal între orele 09:00 și 10:00 in fiecare zi. Experimentul a fost realizat pentru o perioadă de 6 săptămâni. Nici un șobolan nu a murit ca urmare a tratamentului sau a altor cauze pe tot parcursul experimentului.

Colectare de date

Măsurarea greutății corporale

Greutatea corporală a șobolanilor experimentali a fost măsurată prin balansul triplu al fasciculului capabil să măsoare 610 ± 0,1 g inițial și săptămânal în timpul experimentului și înregistrat la codul corespunzător al fiecărui șobolan din grup. Cu toate acestea, datorită fluctuației greutății corporale între săptămâni, doar greutatea corporală inițială și finală au fost luate în considerare pentru testul statistic final.

Recoltarea probelor de sânge

La sfârșitul celei de-a șasea săptămâni, șobolanii au fost postiti peste noapte prin îndepărtarea soluției de fructoză și, și chow standard, cu toate acestea, apă de la robinet a fost furnizată pentru toate grupurile de șobolani. După post peste noapte, șobolanii au fost anesteziați cu dietil eter. Eșantionul de sânge a fost colectat prin puncție cardiacă, iar șobolanii au fost uciși prin exsanguinare. Pentru a prepara serul, proba de sânge a fost transferată în tubul de separare a serului (SST) și lăsată să se coaguleze la temperatura camerei timp de 30 de minute imediat după colectare. Ulterior, proba de sânge coagulată a fost centrifugată la 2000 rpm timp de 15 min. În cele din urmă, serul a fost transferat într-un tub cu gât și depozitat la - 80 ° C [12] până la efectuarea analizelor.

Analize de laborator

Glucoza serică, acidul uric, TC, HDL-C și TG au fost determinate printr-o metodă colorimetrică enzimatică utilizând un analizor complet automatizat (Mindary BS-200E); LDL-C a fost calculat folosind formula lui Frieldwald.

Introducerea și analiza datelor

asupra

Consumul mediu de chow și lichid al șobolanilor. Valorile sunt exprimate ca medii. Dimensiunea eșantionului (n) este de 5 pentru fiecare grup. Lichid - se referă la soluția de fructoză pentru toate grupurile, cu excepția grupei I, unde se referă la apă simplă de la robinet. Grupa I - Grup de control normal; Grupul II-Grupul de control al fructozei; Grup (III-VI) - Grupuri de tratament (primite 71, 142, 213 și 284 mg/kg BW/zi de cafea)

Efectul cafelei asupra greutății corporale

Inițial, greutatea corporală a șobolanilor a fost statistic similară între toate grupurile (p = 0,96) (Fig. (Fig. 2 2).

Greutatea corporală inițială a șobolanilor. Valorile sunt exprimate ca medie ± SD. Mărimea eșantionului (n) este 5 pentru fiecare grup I- Grup de control normal; II-Grupul de control al fructozei; III-VI-Grupuri de tratament (a primit 71, 142, 213 și 284 mg/kg BW/zi de cafea)

La sfârșitul celei de-a șasea săptămâni, greutățile corporale ale șobolanilor tratați cu 213 și 284 mg/kg BW/zi de cafea s-au redus semnificativ în comparație cu grupul martor cu fructoză (p = 0,047; 0,035). În plus, greutatea corporală a grupului de control al fructozei a fost semnificativ mai mare comparativ cu grupul de control normal (p = 0,020) (Fig. (Fig.3 3).

Greutatea corporală finală a șobolanilor. Valorile sunt exprimate ca medie ± SD. Mărimea eșantionului (n) este 5 pentru fiecare grup I- Grup de control normal; II-Grupul de control al fructozei; III-VI -Grupuri de tratament (primite 71, 142, 213 și 284 mg/kg BW/zi de cafea)

Efectul cafelei asupra nivelului seric de glucoză și acid uric

Tratarea șobolanilor cu 213 și 284 mg/kg BW/zi de cafea a scăzut semnificativ nivelul glucozei (p = 0,049; 0,029) și al acidului uric (p = 0,026; 0,010) în repaus comparativ cu grupul de control al fructozei. Nivelurile plasmatice de glucoză și acid uric în jeun au fost semnificativ crescute în grupul de control al fructozei comparativ cu controlul normal (p = 0,007, 0,002), respectiv (Tabel (Tabelul 1 1).

tabelul 1

Nivelurile de glucoză și acid uric la jeun de la șobolani

Grupuri variabile (mg/dL) FPIIIIIIIVVVI
Glucoză74,2 ± 894,4 ± 9,6 abc 88,8 ± 981 ± 5,978,4 ± 8,477,2 ± 7,54.50,005 *
Acid uric1,32 ± 0,32,18 ± 0,3 abc 1,7 ± 0,41,64 ± 0,31,52 ± 0,261,44 ± 0,34.70,004 *

masa 2

Nivelurile profilului lipidic seric de post ale șobolanilor experimentali

Grupuri variabile (mg/dL) F PIIIIIIIVVVI
TC101,4 ± 13,2120,2 ± 12,4118,6 ± 8,8113,2 ± 10,2106,6 ± 9,4103,8 ± 10,72.60,051
HDL-C44 ± 5,533,4 ± 5,537,6 ± 4,539 ± 4,339,8 ± 6,841 ± 7,320,122
TG116,8 ± 11147,8 ± 17,8 ab 142,6 ± 13,2135 ± 15,4125,4 ± 10,6120 ± 9,84.50,005 *
LDL-C34 ± 9,557,2 ± 10,4 ab 52,5 ± 4,4 a 47,2 ± 13,541,7 ± 6,738,8 ± 8,84.40,006 *

HDL-C- Colesterol lipoproteic de înaltă densitate; LDL-C- Colesterol lipoproteic cu densitate mică; TC- Colesterol total; TG- Trigliceride. Dimensiunea eșantionului (n) este de 5 pentru fiecare grup.* -Indică o diferență semnificativă între toate grupurile de la p Tanaka K, Shoko N, Shizuka T, Mihoko K, Hiroshi S. Proprietăți anti-obezitate și hipotrigliceridemice ale extractului de boabe de cafea la șobolani SD. Food Sci Technol Res. 2009; 15: 147–152. doi: 10.3136/fstr.15.147. [CrossRef] [Google Scholar]