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2022-01-13 LILYMED MedSci原创

Nutrition & Metabolism:食用红海藻石花菜(Campylaephora hypnaeoides J. Agardh)通过抑制氧化应激和炎症反应减轻小鼠肥胖和相关代谢紊乱

在过去几十年中,肥胖症的患病率在全球范围内有所增加。缺乏体力活动,久坐不动的生活方式和富含能量的饮食是肥胖的主要原因。众所周知,肥胖是许多非传染性疾病的主要危险因素,包括II型糖尿病、血脂异常、心血管疾病、高血压、冠心病和某些类型的癌症。

海藻的卡路里很低,含有许多维持健康所需的不同成分,包括矿物质,维生素,多糖,多不饱和脂肪酸,无机元素和多酚。动物实验揭示了海藻及其成分对预防疾病的有益作用,包括心血管疾病,代谢紊乱,神经退行性疾病和癌症。 例如,海藻中的各类多糖表现出不同的生物和药理活性,包括抗氧化剂,免疫调节剂,抗凝剂,抗肿瘤,抗病毒和降血脂活性。此外,最近的研究表明,海藻多糖可作为肠道微生物种群的发酵底物。海藻是酚类化合物的丰富来源,酚类衍生物表现出广泛的生物学特性,包括抗氧化,抗炎,抗菌,抗癌,抗糖尿病和抗肥胖活性。这些活性成分已被研究用于食品,化妆品和制药。长期以来,海藻一直被用作日本食品的成分,被认为是支持日本人健康和长寿的成分。日本人的流行病学证据表明,摄入海藻与心血管疾病死亡率降低有关。我们之前的研究证明,一些日本海藻可以预防喂养HF饮食的小鼠的代谢紊乱的发展,例如肥胖,糖尿病,血脂异常和肝脂肪变性。

钩凝菜(Campylaephora hypnaeoides J. Agardh)是一种可食用的红海藻,在日本也被称为Egonori(石花菜)钩凝菜富含多糖,早已在日本各地作为当地菜肴食用。它也被用作琼脂的原料。之前研究已证明,钩凝菜的70%乙醇提取物可通过抑制碳水化合物降解酶的活性来抑制餐后高血糖。在细胞实验中,它的抗氧化和抗炎作用改善了高葡萄糖诱导的活性氧物质的过度产生和细胞凋亡。本研究旨在是确定钩凝菜对喂养HF饮食的小鼠肥胖和相关代谢疾病发展的影响。

1、食物摄入量和体重

在HF饮食中添加2%或6%的钩凝菜并不影响食物摄入量。在整个实验期间,每组的平均每日食物摄入量如下:3.1克(正常),2.5克(HF),2.5克(HF + ChL)和2.6克(HF + ChH)。正常组小鼠的能量摄入与HF组小鼠没有显著差异(12.1 vs. 12.8 kcal/mouse/天)。HF饮食喂养小鼠13周诱导体重明显增加,是正常小鼠的两倍(表1)。治疗5周后HF组与正常组的体重开始有显著差异,治疗7周后HF组与HF+ ChH组的体重开始有显著差异(图1)。在实验结束时,与HF组的小鼠相比,HF + ChL和HF + ChH组的体重显着降低。

2、体脂

HF组各脂肪组织(附睾、腹膜后和肠系膜)的重量显著高于正常组(图2A)。HF组总脂肪组织重量也显著高于正常组。用钩凝菜对HF小鼠进行13周治疗显着降低了总组织重量和每个脂肪组织的重量。组织学分析表明,与正常小鼠相比,HF小鼠中的脂肪细胞肥厚(图2C)。通过给予HF饮食,脂肪细胞的直径显着增加(图2B)。相反,脂肪细胞的大小通过补充钩凝菜而减小(图2B, C)。

3、血清葡萄糖和胰岛素水平以及胰岛素抵抗

虽然摄入HF饮食增加了血清葡萄糖和胰岛素水平,但补充钩凝菜显著抑制了葡萄糖和胰岛素水平的升高(表1)。使用葡萄糖耐量试验测定了补充钩凝菜对胰岛素抵抗的影响。与HF组小鼠相比,补充钩凝菜小鼠在腹膜内给予葡萄糖后15,30,60和90min的血糖水平较低(图3A)。与HF组的小鼠相比,补充钩凝菜小鼠的葡萄糖曲线下面积(AUC)也显着降低(图3)。HOMA-IR值是胰岛素抵抗的指标,通过摄入HF饮食显着增加,但通过补充钩凝菜而改善(表1)。

4、肝脂积累及血清肝功能参数

向小鼠喂食HF饮食13周显着增加了肝脏甘油三酯含量,伴随着肝脏重量的增加(图4A、 B)。在HF饮食喂养的小鼠中,补充钩凝菜抑制了肝脏重量和肝脏甘油三酯含量的增加。此外,补充钩凝菜可降低血清肝酶升高,包括丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST) ( 表​1)。肝脏的总体形态显示,与正常组的小鼠相比,HF组小鼠的肝脏较大,颜色较浅(图14C)。组织学检查显示HF组小鼠肝脂肪变性,如液泡,脂滴和肝细胞肿胀(图4D)。HF诱导的肝脂肪变性发展通过补充钩凝菜得到改善。

5、肝脏氧化应激和炎症参数

给小鼠喂食HF饮食可提高肝脏氧化应激标志物丙二醛(MDA)的水平,同时降低肝脏抗氧化防御标志物,谷胱甘肽(GSH)和超氧化物歧化酶(SOD)的水平(表2)。HF饮食也增加了肝脏促炎细胞因子,TNF-α和IL-6的水平。肝参数的这些变化在补充钩凝菜后以剂量依赖性方式恢复。

6、血清氧化应激和炎症参数

与钩凝菜对氧化应激和炎症肝脏参数的影响一致,通过补充钩凝菜以剂量依赖性方式改善HF诱导的血清MDA,TNF-α和单核细胞化学引诱蛋白-1(MCP-1)水平升高(表2)。此外,HF诱导的血清脂联素水平下降被钩凝菜抑制。

7、血脂水平

摄入HF饮食显著升高血清总胆固醇水平,高剂量钩凝菜显著抑制了血清总胆固醇水平(表1)。与先前研究类似,HF饮食的喂养对血清高密度脂蛋白胆固醇或甘油三酯水平没有显着影响(表1),补充钩凝菜对这些脂质也没有影响。

8、粪便中的脂质和多糖水平

补充钩凝菜显著提高了粪便重量和粪便多糖含量(图5A, C)。虽然HF增加了粪便甘油三酯的含量,但补充钩凝菜没有效果(图5B)。

9、一氧化氮和TNF-α 在RAW264.7细胞中的产生

在巨噬细胞RAW264.7细胞中评估了从钩凝菜中分离的多糖的抗炎作用。向培养基中添加多糖可以剂量依赖性方式抑制了脂多糖(LPS)诱导的一氧化氮(NO)和TNF-α的产生(图6A、 B)。乙醇提取物还抑制了LPS诱导的NO和TNF-α的产生(图6C,D)。

综上所述,本研究显示,日本传统食用海藻钩凝菜能在喂食HF饮食的肥胖小鼠中改善肥胖、高血糖、肝脂肪变性和高胆固醇血症。钩凝菜对HF诱导的代谢紊乱的有益作用与氧化应激和炎症减少有关。多糖和多酚可能在预防这些疾病中发挥重要作用。钩凝菜对肥胖和糖尿病个体的可能影响还需要进一步研究。

 

原文来源:

Murakami et al.Edible red seaweed Campylaephora hypnaeoides J. Agardh alleviates obesity and related metabolic disorders in mice by suppressing oxidative stress and inflammatory response.Nutrition & Metabolism (2022) 19:4
https://doi.org/10.1186/s12986-021-00633-5.

 

作者:LILYMED

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  1. 2022-01-14 liyongl1066

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  2. 2022-01-13 ms9000000876588358

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