Roluri Conceptualizare, Analiză formală, Investigație, Metodologie, Scriere - proiect original

tanic

Departamentul de afiliere pentru nutriția animalelor, Institutul Kielanowski de fiziologie și nutriție a animalelor, Academia Poloneză de Științe, Jabłonna, Polonia

Roluri Conceptualizare, Investigație, Metodologie

Departamentul de afiliere pentru nutriția animalelor, Institutul Kielanowski de fiziologie și nutriție a animalelor, Academia Poloneză de Științe, Jabłonna, Polonia

Departamentul de afiliere pentru nutriția animalelor, Institutul Kielanowski de fiziologie și nutriție a animalelor, Academia Poloneză de Științe, Jabłonna, Polonia

Departamentul de afiliere pentru nutriția animalelor, Institutul Kielanowski de fiziologie și nutriție a animalelor, Academia Poloneză de Științe, Jabłonna, Polonia

  • Marcin Barszcz,
  • Marcin Taciak,
  • Anna Tuśnio,
  • Jacek Skomiał

Cifre

Abstract

Citare: Barszcz M, Taciak M, Tuśnio A, Skomiał J (2018) Efectele nivelului dietetic de acid tanic și proteine ​​asupra greutății organelor interne și parametrii biochimici ai sângelui la șobolani. PLOS ONE 13 (1): e0190769. doi: 10.1371/journal.pone.0190769

Editor: Gotthard Kunze, Institutul Leibniz pentru Genetica Plantelor și Cercetarea Planificării Culturale Gatersleben, GERMANIA

Primit: 29 iunie 2017; Admis: 28 noiembrie 2017; Publicat: 5 ianuarie 2018

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Această cercetare nu a primit nicio subvenție specifică de la agențiile de finanțare din sectoarele public, comercial sau non-profit.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Materiale și metode

Declarație de etică

Toate procedurile au fost aprobate de al treilea Comitet de etică locală din Varșovia pentru experimentarea animalelor (Universitatea din Științe ale Vieții din Varșovia-SGGW, Varșovia, Polonia), conform principiilor Uniunii Europene și Legii poloneze privind protecția animalelor.

Șobolani, diete și design experimental

Experimentul a fost efectuat pe 72 de șobolani masculi Crl: W (Han) Wistar, în vârstă de zece săptămâni, împărțiți în 12 grupuri, fiecare cu o greutate corporală inițială medie de 189 ± 1,4 g. Șobolanii au fost hrăniți cu diete pe bază de cazeină cu 10% sau 18% CP și suplimentate cu 0, 0,25, 0,5, 1, 1,5 sau 2% TA (Tabelul 1). Animalele au fost ținute individual în cuști metabolice cu fund de sârmă pentru a colecta fecale pentru analiza digestibilității proteinelor, așa cum s-a descris anterior [7]. Temperatura carcasei a fost menținută la 22 ± 1 ° C și regimul de lumină a fost de 12 ore lumină/12 întuneric. Animalele au avut acces gratuit la hrană și apă pe tot parcursul experimentului.

Extindeți Tabelul 1. Compoziția dietelor experimentale (%).

Colectie de mostre

După 21 de zile de experiment, șobolanii au fost sacrificați prin asfixiere cu CO2 și luxație cervicală. Probele de sânge au fost prelevate în tuburi heparinizate prin puncție cardiacă, centrifugate (3350 g, 10 min) și plasma a fost depozitată la -40 ° C pentru analize ulterioare. Organele interne (ficat, pancreas, stomac, intestin subțire, cec, splină, rinichi) au fost excizate, curățate și cântărite. Organele digestive au fost golite prin stoarcerea digestei, spălate cu ser fiziologic, șterse uscate și cântărite.

Parametrii biochimici ai sângelui

Plasma sanguină a fost analizată pentru: proteine ​​totale, albumină, uree, acid uric, creatinină, colesterol, lipoproteine ​​cu densitate mare, triacilgliceroli, bilirubină totală, alanină aminotransferază, aspartat aminotransferază, γ-glutamiltransferază (γ-GT), fosfatază alcalină (ALP), creatin kinază (CK), amilază, colinesterază, lactat dehidrogenază, glucoză, clorură, fosfor, fier, calciu și magneziu. Toți parametrii au fost determinați spectrofotometric pe o platformă de diagnostic multidisciplinară MAXMAT PL (Erba Diagnostics France SARL, Montpellier, Franța) folosind reactivi gata de utilizare (ELITech Group, Puteaux, Franța).

analize statistice

Datele au fost analizate prin analiza bidirecțională a varianței, urmată de testul cu interval multiplu al lui Duncan folosind STATGRAPHICS ® Centurion XVI ver. Pachetul statistic 16.1.03 (StatPoint Technologies, Inc., Warrenton, Virginia, SUA). Nivelul de semnificație a fost stabilit la P Expandă Tabelul 2. Greutatea relativă a organelor interne (g/100 g greutate corporală) la șobolani.

Datele sunt prezentate ca medie ± SD.

Nivelul TA a afectat în mod semnificativ concentrația de albumină și fosfor și activitatea CK în sânge (Tabelul 3, Tabelul S2). Concentrația de albumină a fost mai mare la șobolani hrăniți cu 0,25% și 0,5% TA decât la șobolani cărora li s-au administrat diete suplimentate cu 2% TA (P Extindeți Tabelul 3. Parametrii biochimici ai sângelui la șobolani 1 .

Datele sunt prezentate ca medie ± SD.

Discuţie

Greutatea relativă mai mare a stomacului, intestinului subțire și a cecului la șobolani hrăniți cu 10% din CP poate fi legată de o utilizare mai proastă a proteinelor pentru creșterea musculară. Acest lucru ar fi în concordanță cu creșterile de greutate corporală mai mici prezentate anterior la șobolanii hrăniți cu diete cu conținut mai scăzut de CP [7]. Acest efect poate rezulta dintr-o nevoie mai mare de a menține metabolismul viscerelor decât de a crește greutatea musculară. La șobolani, 43% din proteinele sintetizate în organism provin din ficat și din tractul digestiv [22]. Cu toate acestea, în prezentul studiu, greutatea relativă a ficatului și a pancreasului nu a fost afectată de nivelul CP, care ar putea fi legat de vârsta șobolanilor la începutul studiului și durata experimentului. La animalele mai tinere, dietele de hrănire cu un conținut mai ridicat de proteine ​​au crescut greutatea ficatului [23], dar s-a observat și efectul opus al acestor diete [24], indicând faptul că răspunsul hepatic la proteinele alimentare nu este uniform.

Prezentul studiu a demonstrat un efect hipertrofic al nivelului mai ridicat de CP asupra rinichilor, care ar putea fi explicat prin metabolismul unei cantități mai mari de compuși azotați în aceste organe. Acest lucru este în concordanță cu studiile anterioare [19,25] și corespunde unor concentrații mai mari de uree din sânge și acid uric la șobolani hrăniți cu diete CP de 18%. Hrănirea dietelor cu proteine ​​mai ridicate a crescut, de asemenea, greutatea relativă a splinei, ceea ce ar putea indica răspunsul sistemului imunitar [17].

Profilul biochimic sanguin a fost doar ușor afectat de nivelul TA. Hrănirea dietelor cu 2% din TA a redus considerabil activitatea CK, o enzimă marker cardiacă, care a fost de acord cu constatările anterioare ale efectelor cardioprotectoare ale TA și ale altor polifenoli [4,26,27]. Recent s-a sugerat că TA menține integritatea membranei celulelor cardiace și previne scurgerea CK și a altor enzime citosolice în sânge [4], ceea ce pare confirmat de rezultatele studiului nostru. TA își poate exercita efectul cardioprotector prin reducerea raportului Bax/Bcl-2, expresia c-fos și c-jun, inhibarea activării NF-κB, precum și datorită proprietăților antioxidante și antiinflamatorii [4]. Mecanismul celular al activității TA include, de asemenea, inhibarea canalelor Ca 2+ de tip L în cardiomiocite [27]. Efectul TA asupra nivelului de fosfor din sânge este dificil de explicat și nu este clar de ce alimentația cu 0,25% și 2% din TA și-a crescut concentrația în comparație cu șobolanii din dietele de 1% TA. Analizele metabolismului osos sau ale activității glandei paratiroide ar putea oferi o perspectivă mai bună asupra acestui fenomen.

În ciuda lipsei de influență asupra greutății ficatului, dietele cu 2% din TA au redus ușor concentrația de albumină, care este sintetizată predominant în acest organ. Acest efect corespunde descoperirilor anterioare de digestibilitate redusă a proteinelor [7], îmbunătățirea proceselor catabolice [1] și afectarea sintezei proteinelor [10] în ficatul animalelor hrănite cu diete care conțin taninuri. Rămâne de elucidat de ce modificările concentrației de albumină, observate în prezentul studiu, nu determină modificări ale conținutului total de proteine ​​din plasma sanguină.

Suplimentarea dietetică cu TA nu a avut niciun efect asupra activităților transaminazice, care a fost în concordanță cu greutatea relativă a ficatului neafectată și a indicat faptul că nu au apărut leziuni ale hepatocitelor. Cu toate acestea, activitatea colinesterazei, sintetizată în ficat [28], a fost modificată de interacțiunea dintre nivelurile TA și CP. Activitatea colinesterazei poate fi influențată de mai mulți factori, inclusiv malnutriție proteică-energetică, stres, leziuni hepatice sau stare inflamatorie [28], dar inhibarea acesteia poate fi doar o dovadă a absorbției absorbția metabolitului TA în fluxul sanguin, așa cum este și pentru esterii organofosforici sau carbamatici [29]. Astfel, efectul interactiv arătat în prezentul studiu poate sugera că hrănirea dietelor cu proteine ​​mai ridicate la șobolani facilitează absorbția metaboliților TA, chiar și la niveluri reduse de TA.

În studiul de față, s-a demonstrat că nivelul proteinei din dietă a fost un factor important care modelează profilul sanguin biochimic, deoarece a afectat 7 din 23 de parametri analizați. Spre deosebire de ureea și acidul uric menționate mai sus, dietele alimentare cu 18% din CP au redus nivelul colesterolului, fierului, amilazei, γ-GT și ALP. Concentrații mai mici de colesterol la animalele hrănite cu diete cu un conținut mai ridicat de proteine ​​au fost observate în trecut [14], iar acest fenomen a fost confirmat în studiul nostru. Acest efect rezultă probabil dintr-o producție bacteriană mai mare de acid propionic în cecul șobolanilor, care a fost descrisă anterior [7]. Se știe că acidul propionic inhibă sinteza hepatică a colesterolului din acid acetic, probabil prin inhibarea 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA reductazei, care este o enzimă care limitează rata în sinteza colesterolului [30,31].

Efectul nivelului CP asupra concentrației de fier și a activităților enzimatice din plasma sanguină este puțin înțeles. Niveluri mai ridicate de ALP au fost observate în timpul creșterii intensive a corpului datorită formării osoase [32], dar în experimentul nostru, aceasta a fost mai degrabă legată de greutatea relativă mai mare a intestinului subțire al șobolanilor hrăniți cu 10% diete CP, deoarece izoenzima ALP intestinală a fost s-a demonstrat că contribuie la activitatea ALP totală în plasma sanguină [33].

Având în vedere rolul rinichilor în curățarea fluxului sanguin de amilază [34], ar putea fi de așteptat ca rinichii mai mici la șobolani hrăniți cu diete cu 10% CP să fie mai puțin eficienți decât cei la șobolani cărora li s-au administrat diete cu 18% CP. Acesta ar putea fi motivul pentru activitatea crescută a acestei enzime și ar putea contribui la niveluri mai ridicate de fier și γ-GT. Pe de altă parte, nivelul proteinelor alimentare nu a afectat concentrația creatininei, care este utilizată ca marker al funcției glomerulare [35]; astfel, efectul asupra indicilor menționați mai sus rămâne de clarificat.

Concluzii

Rezultatele prezentului studiu au sugerat că parametrii fiziologici de bază, adică greutatea relativă a organelor interne și profilul biochimic al sângelui la șobolani nu au fost afectate de interacțiunea dintre nivelurile TA și CP, cu excepția activității colinesterazei. TA, până la nivelul alimentar de 2%, a indus hipertrofie cecală și ar putea acționa ca un agent cardioprotector, după cum se demonstrează prin scăderea activității CK. Nivelul CP a avut un impact mai mare asupra fiziologiei șobolanilor decât TA, deoarece a afectat nu numai cecul, ci și stomacul, intestinul subțire, rinichii și splina. Dietele de hrănire cu un conținut mai mare de CP au avut un efect hipocolesterolemiant și au influențat în plus acei indici biochimici din sânge care ar putea fi asociați cu fiziologia rinichilor. Cu toate acestea, acest fenomen este neclar și necesită investigații suplimentare.

Informatii justificative

S1 Tabel. Greutatea brută și relativă a organelor.