Οι μεταβολικές και ενδοκρινικές επιδράσεις μιας δίαιτας πλούσιας σε αλλουλόζη διάρκειας 12 εβδομάδων
Store AlluloseΑκρόαση σελίδας
Αυτή η δημοσίευση, στο ειδικό τεύχος «Διαβήτης, Διατροφή και Καταστάσεις Υγείας», δημοσιεύτηκε στις 10 Ιουνίου 2024.
Πηγή: MDPI
Συγγραφείς: Kevin B. Cayabyab 1, Marley J. Shin 1, Micah S. Heimuli 1, Iris J. Kim 1, Dominic P. D'Agostino 2 ORCID, Richard J. Johnson 3, Andrew P. Koutnik 4, Nick Bellissimo 5, David M. Diamond 6 ORCID, Nicholas G. Norwitz 7, Juan A. Arroyo 1, Paul R. Reynolds 1, ORCID και Benjamin T. Bikman 1 *
1.) Τμήμα Κυτταρικής Βιολογίας και Φυσιολογίας, Πανεπιστήμιο Brigham Young, Provo, UT 84602, ΗΠΑ
2.) Τμήμα Μοριακής Φαρμακολογίας και Φυσιολογίας, Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα, Tampa, FL 33602, ΗΠΑ
3.) Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Aurora, CO 80045, Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής
4.) Ερευνητικό Ινστιτούτο Διαβήτη Sansum, Santa Barbara, CA 93105, ΗΠΑ
5.) Σχολή Επιστήμης Διατροφής, Πανεπιστήμιο Toronto Metropolitan, Toronto, ON M5S 1A8, Καναδάς
6) Τμήμα Ψυχολογίας, Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα, Tampa, FL 33602, ΗΠΑ
7.) Ιατρική Σχολή Harvard, Boston, MA 02115, Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής
* Ο συγγραφέας στον οποίο πρέπει να απευθύνεται η αλληλογραφία.
Περίληψη
Η παγκόσμια αύξηση του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2) και της παχυσαρκίας καθιστά αναγκαίες τις καινοτόμες διατροφικές παρεμβάσεις.
Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η αλλουλόζη μειώνει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα, σε ένα μοντέλο αρουραίων με ΣΔ2 προκληθέντα από διατροφική παχυσαρκία.
Κατά τη διάρκεια 12 εβδομάδων, υποθέσαμε ότι η συμπλήρωση αλλουλόζης θα βελτιώσει το σωματικό βάρος, την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τον γλυκαιμικό έλεγχο.
Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η αλλουλόζη μετρίασε τις βλαβερές συνέπειες των δίαιτων με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά και ζάχαρη, συμπεριλαμβανομένης της μειωμένης αύξησης σωματικού βάρους και της βελτιωμένης αντίστασης στην ινσουλίνη.
Η ομάδα της αλλουλόζης παρουσίασε χαμηλότερη κατανάλωση τροφής και αύξηση των επιπέδων του γλυκαγονόμορφου πεπτιδίου-1 (GLP-1), ενισχύοντας τον έλεγχο της γλυκόζης και της όρεξης.
Επιπλέον, η αλλουλόζη απέτρεψε τη συσσώρευση τριγλυκεριδίων στο ήπαρ και προήγαγε τη μιτοχονδριακή αποσύζευξη στον λιπώδη ιστό.
Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η συμπλήρωση αλλουλόζης μπορεί να βελτιώσει τους δείκτες μεταβολικής υγείας, καθιστώντας την ένα υποσχόμενο διατροφικό συστατικό στη διαχείριση της παχυσαρκίας και του ΣΔ2.
Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την αποκάλυψη των μακροπρόθεσμων οφελών και των μηχανισμών της αλλουλόζης στην πρόληψη και θεραπεία των μεταβολικών νόσων.
Αυτή η μελέτη υποστηρίζει τις δυνατότητες της αλλουλόζης ως μια ασφαλή και αποτελεσματική παρέμβαση για τη βελτίωση της μεταβολικής υγείας στο πλαίσιο της διατροφικής υπερκατανάλωσης.
Λέξεις-κλειδιά: αντίσταση στην ινσουλίνη ; διαβήτης ; παχυσαρκία ; μιτοχόνδρια ; αλλουλόζη
1. Εισαγωγή
Η αυξανόμενη παγκόσμια συχνότητα του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2) και της παχυσαρκίας αποτελεί σημαντική πρόκληση για τη δημόσια υγεία, γεγονός που καθιστά απαραίτητη την εξερεύνηση καινοτόμων διατροφικών στρατηγικών για τον μετριασμό αυτών των ασθενειών.
Η ραγδαία επιδημία του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2) και της παχυσαρκίας απαιτεί μια συνεχή αναζήτηση για καινοτόμες και αποτελεσματικές παρεμβάσεις.
Η αλλουλόζη (d-ψικόζη) είναι μια σπάνια φυσική ζάχαρη που βρίσκεται σε μικρές ποσότητες φυσικά σε ορισμένα φρούτα.
Η αλλουλόζη προσφέρει τη γλυκύτητα της φρουκτόζης, ωστόσο είναι μεταβολικά διαφορετική· είναι ένα C-3 επιμερές της φρουκτόζης, το οποίο, σε αντίθεση με τη φρουκτόζη, δεν έχει καμία επίδραση στη γλυκόζη ή την ινσουλίνη.
Επιπλέον, σε αντίθεση με τη φρουκτόζη, η αλλουλόζη δεν αποτελεί υπόστρωμα για de novo λιπογένεση και δεν προκαλεί ανασταλτική δράση στην οξείδωση των λιπαρών οξέων [ 1 ].
Συνολικά, αυτοί οι λόγοι καθιστούν την αλλουλόζη έναν ελκυστικό υποψήφιο για τη διατροφική διαχείριση των μεταβολικών διαταραχών, τόσο μέσω της υποκατάστασης της διατροφικής φρουκτόζης όσο και μέσω της παροχής υποτιθέμενων μεταβολικών οφελών [ 1 , 2 , 3 ].
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά σάκχαρα, η αλλουλόζη απορροφάται σε μεγάλο βαθμό στο λεπτό έντερο και αποβάλλεται χωρίς να μεταβολίζεται πλήρως [ 4 ], προσφέροντας έτσι μια εναλλακτική λύση χαμηλών θερμίδων αντί της σακχαρόζης και του σιροπιού καλαμποκιού υψηλής περιεκτικότητας σε φρουκτόζη, παράλληλα με άλλα γλυκαντικά χαμηλών ή μηδενικών θερμίδων [ 5 ].
Πρόσφατες μελέτες σε ανθρώπους ανέδειξαν τα πιθανά οφέλη της αλλουλόζης, συμπεριλαμβανομένου του βελτιωμένου γλυκαιμικού ελέγχου και της μειωμένης παχυσαρκίας, χωρίς τις βλαβερές μεταβολικές επιδράσεις που σχετίζονται με τα παραδοσιακά σάκχαρα [ 1 , 6 , 7 , 8 ].
Ωστόσο, παρόλο που ενισχύει σαφώς την απελευθέρωση ενδογενούς γλυκαγονόμορφου πεπτιδίου-1 (GLP-1) [ 9 ], το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως σε φάρμακα για την απώλεια βάρους [ 10 , 11 ], οι υποκείμενοι μηχανισμοί αυτών των ευεργετικών αποτελεσμάτων δεν έχουν ακόμη διευκρινιστεί πλήρως.
Επιπλέον, ενώ οι μελέτες σε ανθρώπους είναι κρίσιμης σημασίας, τα ζωικά μοντέλα, ιδίως τα μοντέλα τρωκτικών για τον ΣΔ2 και την παχυσαρκία, προσφέρουν μια πολύτιμη ευκαιρία για τη διερεύνηση των φυσιολογικών, μεταβολικών και μοριακών αποκρίσεων στην αλλουλόζη σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον.
Αυτή η μελέτη 12 εβδομάδων εξέτασε τις επιδράσεις της διατροφικής συμπλήρωσης αλλουλόζης σε ένα μοντέλο αρουραίων με παχυσαρκία προκληθείσα από τη διατροφή και σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2.
Υποθέσαμε ότι η συμπλήρωση αλλουλόζης θα είχε ως αποτέλεσμα σημαντικές βελτιώσεις στο σωματικό βάρος, την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τον γλυκαιμικό έλεγχο σε σύγκριση με τα ζώα ελέγχου που τρέφονταν με μια τυπική δίαιτα χωρίς αλλουλόζη.
Επιπλέον, εξετάσαμε τους πιθανούς μηχανισμούς μέσω των οποίων η αλλουλόζη ασκεί τις επιδράσεις της, συμπεριλαμβανομένων των επιδράσεων στον μεταβολισμό των λιποκυττάρων και την παραγωγή αδιποκινών, τη διαχείριση θρεπτικών συστατικών στο ήπαρ και τους φλεγμονώδεις δείκτες.
Διερευνώντας τις μεταβολικές επιδράσεις της αλλουλόζης σε ένα καθιερωμένο ζωικό μοντέλο ΣΔ2 και παχυσαρκίας, αυτή η μελέτη συμβάλλει στην αυξανόμενη βιβλιογραφία που υποστηρίζει τη χρήση της αλλουλόζης ως μια ασφαλή και αποτελεσματική διατροφική παρέμβαση που μπορεί να εφαρμοστεί στη θεραπεία αυτών των καταστάσεων.
Τα αποτελέσματα της έρευνας μπορεί να έχουν σημαντικές συνέπειες για τις διατροφικές συστάσεις, τις πρακτικές της βιομηχανίας τροφίμων και την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών στρατηγικών που στοχεύουν στην αιτιολογία του ΣΔ2 και της παχυσαρκίας.
Ο σκοπός της μελέτης ήταν να επιβεβαιώσει προηγούμενα ευρήματα σχετικά με την επίδραση της αλλουλόζης στον μετριασμό ορισμένων μεταβολικών επιδράσεων της δυτικής δίαιτας και να τα συμπληρώσει λαμβάνοντας υπόψη ευρήματα που χαρακτηρίζουν τη φυσιολογία του λιπώδους ιστού και τη μιτοχονδριακή βιοενεργειακή.
2. Υλικά και μέθοδοι
2.1. Ζώα
Αγοράστηκαν θηλυκοί και αρσενικοί αρουραίοι Wistar 12 εβδομάδων από τα Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME, ΗΠΑ) και διατηρήθηκαν στους 22 ± 1 °C, σε κύκλο φωτός-σκότους 12 ωρών.
Τα ζώα χωρίστηκαν τυχαία σε τέσσερις ομάδες και τοποθετήθηκαν ξεχωριστά ( n = 10; 5 θηλυκά, 5 αρσενικά) κατά τη διάρκεια μιας μελέτης 12 εβδομάδων ως εξής: τυπική τροφή εργαστηρίου με στέβια (Stevita Naturals, Kennendale, TX, ΗΠΑ), τροφή δυτικής δίαιτας με στέβια, τυπική τροφή εργαστηρίου με αλλουλόζη, ή τροφή δυτικής δίαιτας με αλλουλόζη.
Η αλλουλόζη (allSWEET® ) παρέχεται από την Anderson Advanced Ingredients (Irvine, CA, ΗΠΑ).
Τα ζώα είχαν ελεύθερη πρόσβαση σε τροφή και νερό.
Η δυτική δίαιτα ήταν η Research Diets D12266B (New Brunswick, NJ, ΗΠΑ), η οποία περιείχε σακχαρόζη, κορεσμένα λιπαρά (βούτυρο) και πολυακόρεστα λιπαρά (καλαμποκέλαιο).
Η στέβια και η αλλουλόζη χορηγήθηκαν στο πόσιμο νερό και κάθε ζώο είχε πρόσβαση καθημερινά σε 30 ml αποστειρωμένου νερού, το οποίο περιείχε είτε 0,1 ml στέβιας (με γλύκανση αντίστοιχη της αλλουλόζης), είτε 3% αλλουλόζη (για την επίτευξη δόσης περίπου 1,9 g/kg/ημέρα), όπως είχε γίνει στο παρελθόν [ 12 ].
Κατά τη διάρκεια του πρωτοκόλλου, κάθε τέσσερις εβδομάδες λαμβανόταν αίμα από την ουραία φλέβα μετά από νηστεία 8 ωρών για συνεχή ανάλυση ορμονών (ινσουλίνη και GLP-1) και γλυκόζης.
Μετά το πρωτόκολλο 12 εβδομάδων, τα ζώα χρησιμοποιήθηκαν για τεστ ανοχής και στη συνέχεια θυσιάστηκαν για τη λήψη δειγμάτων ιστών για περαιτέρω ανάλυση (βλέπε παρακάτω).
Όλη η εργασία εγκρίθηκε από την Επιτροπή Θεσμικής Φροντίδας και Χρήσης Ζώων (IACUC; 23-1222) του Πανεπιστημίου Brigham Young και διεξήχθη σύμφωνα με τις διαδικασίες και τους κανονισμούς που περιγράφονται στον Οδηγό για τη Φροντίδα και Χρήση Εργαστηριακών Ζώων των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας.
2.2. Ποσοτικός προσδιορισμός ΑΤΡ
Η συγκέντρωση ΑΤΡ ( n = 8 σε κάθε ομάδα) μετρήθηκε με τη χρήση του κιτ ATPlite Luminescence Assay (Perkin Elmer; Waltham, MA, ΗΠΑ). Οι ιστοί ομογενοποιήθηκαν σε ρυθμιστικό διάλυμα σταθεροποίησης ΑΤΡ (τρία μέρη παγωμένου PBS, που περιείχε 20 mM γλυκίνης, 50 mM MgSO4 και 4 mM EDTA).
Τα ομογενοποιήματα αραιώθηκαν στη συνέχεια 1:5 σε ddH2O . Συνολικά 100 μL ρυθμιστικού διαλύματος σταθεροποίησης ΑΤΡ και 50 μL ρυθμιστικού διαλύματος λύσης κυττάρων θηλαστικών προστέθηκαν σε μια αδιαφανή, λευκή πλάκα 96 θέσεων για τα πρότυπα, και ανακινήθηκαν για 5 λεπτά στους 25 °C και 700 στροφές/λεπτό.
Στη συνέχεια, προστέθηκαν 100 μL των αραιωμένων δειγμάτων σε ανοιχτές θέσεις και 10 μL των προτύπων στο προαναφερθέν ρυθμιστικό διάλυμα σταθεροποίησης ΑΤΡ.
Στη συνέχεια, η πλάκα ανακινήθηκε για 5 λεπτά στους 25 °C και 700 στροφές/λεπτό. Κατόπιν, προστέθηκαν 50 μL υποστρώματος σε κάθε θέση (στο σκοτάδι) και ανακινήθηκαν για 5 λεπτά στους 25 °C και 700 στροφές/λεπτό. Τα διαλύματα στις θέσεις αφέθηκαν για 10 λεπτά για προσαρμογή στο σκοτάδι. Η φωταύγεια μετρήθηκε στη συνέχεια με τη χρήση του Victor Nivo Multimode Plate Reader (Perkin Elmer) και η συγκέντρωση ΑΤΡ ομαλοποιήθηκε ως προς τη συγκέντρωση πρωτεΐνης που μετρήθηκε με το BCA protein assay (Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA, ΗΠΑ).
2.3. Μιτοχονδριακή αναπνοή
Οι ρυθμοί κατανάλωσης οξυγόνου των μιτοχονδρίων καθορίστηκαν στους 37 °C από φρεσκοαπομονωμένο ιστό με το Oroboros O2K Oxygraph (Oroboros, Ίνσμπρουκ, Αυστρία), με αναπνευστικό ρυθμιστικό διάλυμα MiR05, όπως περιγράφηκε προηγουμένως [ 13 ].
Πριν τοποθετηθούν τα δείγματα από τον λιπώδη ιστό στους θαλάμους του οξυγράφου, τα δείγματα διαπερατοποιήθηκαν σε 0,05 mg/ml σαπωνίνης (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, ΗΠΑ) σε MiR05 για 30 λεπτά στους 4 °C.
Μετά την προσθήκη του διαπερατοποιημένου ιστού, οι θάλαμοι του αναπνευστικού μετρητή υπεροξυγονώθηκαν στο ~350 nmol/ml. Οι ρυθμοί κατανάλωσης οξυγόνου καθορίστηκαν με το ακόλουθο πρωτόκολλο: Η ροή ηλεκτρονίων μέσω των συμπλεγμάτων Ι και ΙΙ υποστηρίχθηκε με την προσθήκη γλουταμινικού + μηλικού + ηλεκτρικού (10 mM, 2 mM και 10 mM) για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης οξυγόνου διαρροής (GMS). Μετά τη σταθεροποίηση, προστέθηκε διφωσφορική αδενοσίνη (ADP) (2,5 mM) για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης οξυγόνου που σχετίζεται με την οξειδωτική φωσφορυλίωση. Μετά την ολοκλήρωση του πρωτοκόλλου αναπνοής, τα δείγματα συλλέχθηκαν από τους θαλάμους και αποθηκεύτηκαν στους -20 °C για περαιτέρω ανάλυση.
Οι συγκεντρώσεις πρωτεΐνης μετρήθηκαν με το BCA assay (Perkin Elmer) και οι ρυθμοί αναπνοής ομαλοποιήθηκαν ως προς τη συγκέντρωση πρωτεΐνης.
2.4. Ανάλυση πρωτεϊνών πλάσματος
Η απομόνωση πρωτεϊνών πραγματοποιήθηκε με ομογενοποίηση με ρυθμιστικό διάλυμα RIPA και αναστολείς πρωτεασών (Fisher Scientific). Η ολική πρωτεΐνη προσδιορίστηκε ποσοτικά με το BCA Protein Assay Kit (Fisher Scientific) και χρησιμοποιήθηκαν 20 µg πρωτεΐνης για ενεργή ανοσοαποτύπωση ή για τον χαρακτηρισμό πρωτεϊνών.
Τα δείγματα προστέθηκαν σε μεμβράνες από συγκεκριμένες συστοιχίες αντισωμάτων τρωκτικών (Abcam, Cambridge, Ηνωμένο Βασίλειο), οι οποίες περιείχαν αντισώματα κατά της C-αντιδρώσας πρωτεΐνης, του ενεργού GLP-1, της ινσουλίνης, της αδιπονεκτίνης και της λεπτίνης, και επωάστηκαν για μία νύχτα, πριν ανακτηθούν και επωαστούν εκ νέου με μια δεύτερη μεμβράνη συστοιχίας αντισωμάτων.
Στη συνέχεια, προστέθηκαν βιοτινυλιωμένα αντισώματα σε κάθε μεμβράνη και επωάστηκαν για μία νύχτα, ενώ τέλος επωάστηκαν με συζευγμένο με στρεπταβιδίνη φθορίζοντα δείκτη για την ανίχνευση της έκφρασης κυτοκινών.
Οι μεμβράνες υποβλήθηκαν σε απεικονιστική εξέταση με το φθορίζον απεικονιστικό σύστημα που αναφέρθηκε προηγουμένως (LI-COR; Lincoln, NE, ΗΠΑ) και στη συνέχεια ποσοτικοποιήθηκαν με το Image J έκδοση 1.54h (US National Institutes of Health, Bethesda, MD, ΗΠΑ).
Οι εντάσεις σήματος συγκρίθηκαν με τους θετικούς μάρτυρες σε κάθε μεμβράνη, όπως είχε γίνει και στο παρελθόν [ 14 ].
2.5. Τεστ ανοχής
Το τεστ ανοχής χωρίστηκε σε τρεις κύριες διαδικασίες, οι οποίες διεξήχθησαν σε διαφορετικές ημέρες, με τουλάχιστον 48 ώρες περιόδου ανάρρωσης μεταξύ των τεστ:
τεστ ανοχής πυροσταφυλικού (PTT), τεστ ανοχής γλυκόζης (GTT) και τεστ ανοχής ινσουλίνης (ITT).
Για κάθε τεστ, λαμβάνονταν δείγματα αίματος από την ουραία φλέβα στο 0 (αρχική τιμή), 15ο, 30ο, 60ο και 120ο λεπτό μετά την ένεση, για τη μέτρηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα με έναν χειροκίνητο μετρητή γλυκόζης (Bayer Contour; Whippany, NJ, ΗΠΑ).
Μετά από νηστεία 8 ωρών, οι αρουραίοι έλαβαν ενδοπεριτοναϊκά ένεση πυροσταφυλικού νατρίου (2 g/kg σωματικού βάρους) για τη μέτρηση των επιπέδων πυροσταφυλικού στο πλάσμα με ενζυματική εξέταση.
Μία εβδομάδα μετά το PTT, πραγματοποιήθηκε το GTT μετά από παρόμοια νηστεία και εν συνεχεία ενδοπεριτοναϊκή ένεση γλυκόζης (2 g/kg σωματικού βάρους).
Το ITT πραγματοποιήθηκε μία εβδομάδα μετά το GTT και οι αρουραίοι έλαβαν ενδοπεριτοναϊκά ινσουλίνη (0,75 U/kg).
2.6. Εξέταση ήπατος
Μετά την ευθανασία, συλλέχθηκαν δείγματα ηπατικού ιστού, ζυγίστηκαν αμέσως και ομογενοποιήθηκαν σε παγωμένο ρυθμιστικό διάλυμα για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε τριγλυκερίδια και γλυκογόνο.
Τα ηπατικά τριγλυκερίδια προσδιορίστηκαν ποσοτικά με κιτ εξέτασης τριγλυκεριδίων (ab65336; Abcam, Cambridge, Ηνωμένο Βασίλειο) σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή.
Τα επίπεδα γλυκογόνου αξιολογήθηκαν με κιτ εξέτασης ηπατικού γλυκογόνου (ab169558; Abcam).
Η περιεκτικότητα σε τριγλυκερίδια και γλυκογόνο ομαλοποιήθηκε ως προς το νωπό βάρος του ήπατος.
Για την αξιολόγηση της ηπατικής λειτουργίας μετρήθηκαν τα επίπεδα της αλανινοαμινοτρανσφεράσης (ALT) και της ασπαρτατοαμινοτρανσφεράσης (AST) στο πλάσμα.
Τα δείγματα αίματος λαμβάνονταν αμέσως μετά την ευθανασία με καρδιακή παρακέντηση και το πλάσμα λαμβανόταν με φυγοκέντρηση στις 3000 g για 10 λεπτά.
Η δραστηριότητα της ALT και AST στο πλάσμα καθορίστηκε με εμπορικά διαθέσιμα κιτ εξέτασης (ab263883 και ab285264; Abcam).
2.7. Στατιστική ανάλυση
Οι μέσες τιμές ± SEM αξιολογήθηκαν με ANOVA ενός παράγοντα (για μεμονωμένες μετρήσεις) ή δύο παραγόντων (για μετρήσεις κατά την πάροδο του χρόνου), ακολουθούμενο από το t-test του Student.
Τα αποτελέσματα είναι αντιπροσωπευτικά και οι τιμές p μικρότερες από 0,05 θεωρήθηκαν σημαντικές.
Η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό GraphPad Prism 7.0.
3. Αποτελέσματα
Ένα από τα κεντρικά αποτελέσματα της μελέτης ήταν η κατανόηση της επίδρασης της αλλουλόζης στις μεταβολές του σωματικού βάρους και στην κατανάλωση τροφής, συμπεριλαμβανομένης της συμπλήρωσης των ενδιάμεσων μηχανισμών τέτοιων μεταβολών.
Το σωματικό βάρος ( Εικόνα 1Α ; μέσο αρχικό βάρος αρσενικών: 328 ± 17 g; μέσο αρχικό βάρος θηλυκών: 245 ± 12 g) αυξήθηκε σημαντικά στα ζώα που ακολουθούσαν δυτική δίαιτα (WD) με στέβια.
Ωστόσο, η αύξηση βάρους ήταν σημαντικά μικρότερη στις ομάδες WD+αλλουλόζη σε σύγκριση με την ομάδα WD+στέβια.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι δεν παρατηρήθηκε διαφορά βάρους μεταξύ των αρουραίων που έλαβαν στέβια ή αλλουλόζη και που ακολουθούσαν τυπική δίαιτα (SD), γεγονός που υποδηλώνει ότι οι επιδράσεις της αλλουλόζης ήταν ειδικές για τη δυτική δίαιτα.
Σε συμφωνία με αυτά τα αποτελέσματα, στην ομάδα WD+στέβια η πρόσληψη τροφής αυξήθηκε σημαντικά σε σύγκριση με την ομάδα SD+στέβια ( Εικόνα 1B ; μέση αρχική πρόσληψη αρσενικών: 21 ± 3 g; μέση αρχική πρόσληψη θηλυκών: 16 ± 2 g).
Η ομάδα WD+αλλουλόζη έδειξε και πάλι σημαντική μείωση στην πρόσληψη τροφής σε σύγκριση με την ομάδα WD+στέβια.
- Εικόνα. Σωματικό βάρος, κατανάλωση τροφής και ενδοκρινικές μεταβολές κατά τη διάρκεια 12 εβδομάδων κατανάλωσης αλλουλόζης.
Κατά τη διάρκεια της μελέτης 12 εβδομάδων, οι αρουραίοι παρουσίασαν αρκετές σημαντικές αλλαγές.
Καταρχάς, η κατανάλωση αλλουλόζης μείωσε την αύξηση βάρους σε δυτική δίαιτα, κάτι που αντικατοπτρίστηκε στη μείωση της συνολικής κατανάλωσης τροφής.
Τα επίπεδα ινσουλίνης (C) και γλυκόζης (D), που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό του HOMA-IR (E), ενώ στην ομάδα WD+στέβια αυξήθηκαν σημαντικά, στην ομάδα WD+αλλουλόζη παρέμειναν φυσιολογικά (n=8).
Τα επίπεδα του GLP-1 αυξήθηκαν σημαντικά κατά τη διάρκεια της μελέτης και στις δύο ομάδες που κατανάλωναν αλλουλόζη ((F); n = 8). * p < 0,05; ** p < 0,005; *** 0,0005.
Σε συμφωνία με τις επιδράσεις στο σωματικό βάρος, η αλλουλόζη με τη δυτική δίαιτα απέκλεισε επίσης την ανάπτυξη υπερινσουλιναιμίας ( Εικόνα 1C ), υπεργλυκαιμίας ( Εικόνα 1D ) και αντίστασης στην ινσουλίνη (με βάση τον δείκτη Homeostatic Model Assessment for Insulin Resistance (HOMA-IR); Εικόνα 1E ), η οποία παρατηρήθηκε στην ομάδα WD+στέβια.
Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι η προστασία που παρείχε η αλλουλόζη σχετίστηκε με υψηλότερα επίπεδα ορού ενεργού γλυκαγονόμορφου πεπτιδίου-1 (GLP-1; Εικόνα 1F ).
Σημειώνεται ότι και στις δύο ομάδες αλλουλόζης παρατηρήθηκαν υψηλότερα επίπεδα GLP-1, αλλά το όφελος στο σωματικό βάρος και στις μεταβολικές παραμέτρους παρατηρήθηκε μόνο στην ομάδα WD+αλλουλόζη.
Για την καλύτερη κατανόηση της μεταβολικής επίδρασης της αλλουλόζης στον μεταβολισμό ολόκληρου του σώματος, πραγματοποιήθηκαν τεστ ανοχής, συγκεκριμένα τεστ γλυκόζης, ινσουλίνης και πυροσταφυλικού ( Εικόνες 2A–C ).
Σε ενδοπεριτοναϊκή φόρτωση γλυκόζης ( Εικόνα 2A ), η ομάδα WD+στέβια εμφάνισε τη μεγαλύτερη απόκριση γλυκόζης, διατηρώντας σημαντικά υψηλότερη απόκριση καθ' όλη τη διάρκεια του τεστ σε σύγκριση με τις άλλες ομάδες (γεγονός που συμφωνεί με τη χειρότερη αντίσταση στην ινσουλίνη).
Αντίθετα, η ομάδα WD+αλλουλόζη προκάλεσε μια μέτρια απόκριση.
Παρόμοιο αποτέλεσμα λάβαμε και με το τεστ ανοχής ινσουλίνης ( Εικόνα 2B ).
Με τη διεξαγωγή του τεστ ανοχής πυροσταφυλικού, προσδιορίσαμε επίσης εάν η δυτική δίαιτα μπορεί να επιδεινώσει τη γλυκονεογένεση.
Όπως αναμενόταν, η ομάδα WD+stevia παρουσίασε σημαντική διέγερση της γλυκονεογένεσης, με εμφανή αύξηση των επιπέδων γλυκόζης στον ορό ως απόκριση στο πυροσταφυλικό.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η αλουλόζη μπλόκαρε τη γλυκονεογένεση σε αρουραίους που λάμβαναν δυτική δίαιτα (Εικόνα 2C).
Εικόνα 2. Τεστ ανοχής γλυκόζης, ινσουλίνης και πυροσταφυλικού σε αρουραίους που τρέφονταν με αλουλόζη.
Στο τέλος της μελέτης 12 εβδομάδων, τα ζώα υποβλήθηκαν σε τεστ ανοχής στη γλυκόζη ((A); 2 g/kg σωματικού βάρους), στην ινσουλίνη ((B); 0,75 IU/kg σωματικού βάρους) και στο πυροσταφυλικό ((C); 0,75 IU/kg σωματικού βάρους) (n = 6).
Με βάση την περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC), οι αρουραίοι που έλαβαν θεραπεία με WD+stevia παρουσίασαν την πιο δραματική απόκριση σε όλα τα ερεθίσματα. Στα τεστ ανοχής γλυκόζης (A) και ινσουλίνης (B) παρατηρήθηκε αμβλεία απόκριση στην περίπτωση της WD+αλουλόζης, ενώ στο πυροσταφυλικό (C) παρουσίασαν φυσιολογική απόκριση. * p < 0,05; ** p < 0,005; *** p < 0,0005 έναντι SD+stevia; # p < 0,05 έναντι WD+stevia.
Ο ιστός πρωταρχικού ενδιαφέροντος για την αλουλόζη είναι το ήπαρ και η διαφοροποιημένη επεξεργασία θρεπτικών συστατικών, ιδιαίτερα το γλυκογόνο και τα ηπατικά τριγλυκερίδια.
Η αλουλόζη έχει αποδειχθεί ότι αυξάνει το περιεχόμενο γλυκογόνου στο ήπαρ εργαστηριακών αρουραίων, γεγονός που σχετίζεται με κάποια αύξηση της μάζας, παρά την έλλειψη επίδρασης στην ηπατική λειτουργία ή την ιστολογία [15].
Σε συμφωνία με αυτή την αναφορά, παρατηρήσαμε και εμείς σημαντική αύξηση του μεγέθους του ήπατος και του περιεχομένου γλυκογόνου στα ζώα που έλαβαν αλουλόζη με τυπική δίαιτα σε σύγκριση με εκείνα που έλαβαν στέβια (Εικόνα 3A,B).
Είναι γνωστό ότι η δυτική δίαιτα αυξάνει τόσο τα επίπεδα γλυκογόνου όσο και λίπους στο ήπαρ και, όπως αναμενόταν, τόσο τα επίπεδα γλυκογόνου όσο και το ηπατικό λίπος (τριγλυκερίδια) ήταν σημαντικά αυξημένα στην ομάδα WD+stevia (Εικόνα 3A–C).
Ωστόσο, η ομάδα WD+αλουλόζης, αν και συνέχισε να παρουσιάζει υψηλή περιεκτικότητα σε γλυκογόνο, ήταν σε μεγάλο βαθμό προστατευμένη από την ανάπτυξη λιπώδους ήπατος και παρουσίασε λιγότερη ηπατική υπερτροφία (αύξηση βάρους) σε σύγκριση με την ομάδα WD+stevia (Εικόνα 3A–C).
Μάλιστα, αυξήσεις στις δοκιμασίες ηπατικής λειτουργίας παρατηρήθηκαν μόνο στην ομάδα WD+stevia (Εικόνα 3E).
Αυτές οι μελέτες δείχνουν ότι η αλουλόζη έχει προστατευτική δράση στα αποτελέσματα της ηπατικής λειτουργίας από τη δυτική δίαιτα.
Η μιτοχονδριακή αναπνοή του ήπατος παρέμεινε αμετάβλητη σε όλες τις ομάδες (Εικόνα 3D).
Εικόνα 3. Χαρακτηρισμός μετά από 12 εβδομάδες κατανάλωσης αλουλόζης.
Η μάζα του ήπατος (A) μετρήθηκε πριν από την ανάλυση του γλυκογόνου (B) και των τριγλυκεριδίων (C) μετά από 12 εβδομάδες δυτικής δίαιτας (WD) και τυπικής δίαιτας (SD), με προσθήκη στέβιας ή αλουλόζης στο πόσιμο νερό.
Η μιτοχονδριακή αναπνοή (βλ. ενότητα 2) μετρήθηκε για τον προσδιορισμό της άμεσης επίδρασης της δίαιτας στην ηπατική λειτουργία.
Ως δείκτες υγείας του ήπατος, ποσοτικοποιήθηκαν στο πλάσμα (E) τα ηπατικά ένζυμα αλανίνη (ALT) και ασπαρτική αμινοτρανσφεράση (AST). N=8. *p<0,05; **p<0,005; *** p < 0,0005 έναντι SD+stevia.
Λόγω των αλλαγών στο σωματικό βάρος, επιδιώξαμε μια καλύτερη κατανόηση των βιοενεργητικών διαδικασιών του λιπώδους ιστού.
Προηγουμένως διαπιστώσαμε ότι διάφορες διαιτητικές παρεμβάσεις μπορούν να αυξήσουν τον ρυθμό του μεταβολισμού του λίπους [ 16 ]. Παρόλο που δεν παρατηρήσαμε διαφορά μεταξύ των ομάδων στη μιτοχονδριακή αναπνοή ( Εικόνα 4A ) ή στα επίπεδα ATP ( Εικόνα 4B), διαπιστώσαμε ότι στις ομάδες αλουλόζης υπήρχε σημαντικά χαμηλότερος λόγος αναπνοής και επιπέδων ATP ( Εικόνα 4C ), γεγονός που υποδηλώνει μεγαλύτερη μιτοχονδριακή αποσύζευξη.
Εικόνα 4. Ανάλυση της μιτοχονδριακής λειτουργίας των λιποκυττάρων μετά από 12 εβδομάδες κατανάλωσης αλουλόζης.
Η μιτοχονδριακή αναπνοή ((A); βλ. ενότητα 2) μετρήθηκε στον υποδόριο λιπώδη ιστό σε αρουραίους μετά από 12 εβδομάδες δυτικής δίαιτας (WD) και τυπικής δίαιτας (SD), με στέβια ή αλουλόζη στο πόσιμο νερό.
Προσδιορίστηκε επίσης το ATP (B) και χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός μεταβλητών για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο οι ιστοί παρήγαγαν ATP με βάση τον αναπνευστικό ρυθμό (C). N = 7. * p < 0,05 έναντι SD+stevia.
Όπως και το ήπαρ, έτσι και ο νεφρός αποκρίνεται μοναδικά στην αλουλόζη. Μετά τη μελέτη 12 εβδομάδων, αναλύσαμε τη μάζα των νεφρών (Εικόνα 5A) και τα επίπεδα γλυκογόνου (Εικόνα 5B).
Παρόλο που δεν υπήρχε διαφορά στη μάζα των νεφρών μεταξύ των ομάδων, παρατηρήθηκε μια μικρή αλλά σημαντική διαφορά στα επίπεδα γλυκογόνου του νεφρού και στις δύο ομάδες αλουλόζης.
Εικόνα 5. Ανάλυση νεφρών μετά από 12 εβδομάδες κατανάλωσης αλουλόζης.
Η μάζα των νεφρών (A) μετρήθηκε πριν από την ανάλυση γλυκογόνου (B) μετά από 12 εβδομάδες δυτικής δίαιτας (WD) και τυπικής δίαιτας (SD), με στέβια ή αλουλόζη στο πόσιμο νερό. N = 10. * p < 0,05 έναντι SD+stevia.
Για μια βαθύτερη κατανόηση της επίδρασης της παρέμβασης στη γενική φλεγμονώδη και μεταβολική κατάσταση, μετρήσαμε τα επίπεδα αρκετών μεταβολικών δεικτών, συμπεριλαμβανομένης της C-αντιδρώσας πρωτεΐνης (CRP), της αδιπονεκτίνης και της λεπτίνης.
Στα ζώα της ομάδας WD+stevia, τα επίπεδα CRP αυξήθηκαν περισσότερο από το διπλάσιο σε σύγκριση και με τις δύο ομάδες SD (Εικόνα 6A), ενώ αυτή η επίδραση ήταν αμβλεία στην ομάδα WD+αλουλόζης.
Τα επίπεδα αδιπονεκτίνης ήταν σημαντικά μειωμένα μόνο στην ομάδα WD+stevia, ενώ η λεπτίνη ακολούθησε γενικά παρόμοια, αν και πιο μετριοπαθή τάση, όπως και στην περίπτωση της CRP.
Ο λόγος αδιπονεκτίνης/λεπτίνης, ο οποίος αποτελεί υποκατάστατο του μεγέθους των λιποκυττάρων [17], παρουσίασε σημαντική μείωση μόνο στην ομάδα WD+stevia (Εικόνα 6B).
Εικόνα 6. Επίπεδα ορμονών σε αρουραίους που τρέφονταν με αλουλόζη.
Στο τέλος της μελέτης 12 εβδομάδων, συλλέχθηκε πλάσμα από τρωκτικά που βρίσκονταν σε δυτική δίαιτα (WD) και τυπική δίαιτα (SD), των οποίων το πόσιμο νερό περιείχε στέβια ή αλουλόζη.
Οι αναλύτες περιελάμβαναν την C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (CRP), την αδιπονεκτίνη και τη λεπτίνη (A). Επιπλέον, η αδιπονεκτίνη και η λεπτίνη χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία ενός λόγου που αντικατοπτρίζει το μέγεθος των λιποκυττάρων (B). N = 6. * p < 0,05; ** p < 0,005; *** p < 0,0005 έναντι SD+stevia.
4. Αξιολόγηση
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης συμβάλλουν στην κατανόηση των μεταβολικών επιδράσεων της αλουλόζης, ιδιαίτερα στο πλαίσιο αλλαγών που προκαλούνται από τη δίαιτα στο σωματικό βάρος, την κατανάλωση τροφής, την αντίσταση στην ινσουλίνη και τις ιστοειδικές μεταβολικές αποκρίσεις.
Σημειώνεται ότι τα αποτελέσματά μας υποστηρίζουν τα ευρήματα προηγούμενων ερευνών ότι η συμπλήρωση με αλουλόζη στη δυτική δίαιτα μετριάζει τις επιβλαβείς επιδράσεις που συχνά σχετίζονται με δίαιτες υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά και ζάχαρη, όπως η αύξηση του σωματικού βάρους και η αντίσταση στην ινσουλίνη, οι οποίες έχουν προφανή παγκόσμια σημασία [18].
Επιπλέον, αυτή η εργασία προσφέρει νέα γνώση στη δυναμική του GLP-1, καθώς και στις αλλαγές των λιποκυττάρων και στη μιτοχονδριακή λειτουργία.
Οι αρχικές παρατηρήσεις της εργασίας μας υποστηρίζουν τα ευρήματα προηγούμενων εργασιών.
Η παρατήρηση ότι τόσο στην ομάδα WD+stevia όσο και στην ομάδα WD+αλουλόζης αυξήθηκε σημαντικά το σωματικό βάρος σε σύγκριση με τους ομολόγους τους που ακολουθούσαν τυπική δίαιτα (SD), αν και σε διαφορετικό βαθμό, αναδεικνύει την πολύπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ των διαιτητικών σακχάρων και του ελέγχου του σωματικού βάρους.
Η μικρότερη αύξηση βάρους στην ομάδα WD+αλουλόζης υποδηλώνει την πιθανή προστατευτική δράση της αλουλόζης κατά της παχυσαρκίας που προκαλείται από τη δίαιτα.
Αυτό υποστηρίζεται και από προηγούμενες έρευνες που δείχνουν ότι η αλουλόζη διαθέτει αντιπαχυσαρκική δράση σε μελέτες σε ζώα, κυρίως μέσω της μείωσης του σπλαχνικού λίπους και της βελτίωσης του μεταβολισμού των λιπιδίων [5, 19, 20].
Επιπλέον, η μετριοπαθής αύξηση της κατανάλωσης τροφής που παρατηρήθηκε στην ομάδα WD+αλουλόζης σε σύγκριση με την ομάδα WD+stevia μπορεί να υποδηλώνει τη δράση ρύθμισης της όρεξης από την αλουλόζη.
Αυτό το εύρημα είναι σύμφωνο με μελέτες που υποδηλώνουν ότι η αλουλόζη μπορεί να επηρεάσει τον καταρράκτη του κορεσμού και να μειώσει τη συνολική πρόσληψη θερμίδων [21].
Η σημαντική αύξηση των επιπέδων του ενεργού γλυκαγονόμορφου πεπτιδίου-1 (GLP-1) στις ομάδες αλουλόζης εφιστά την προσοχή σε έναν άλλον μηχανισμό μέσω του οποίου η αλουλόζη μπορεί να ασκεί τα μεταβολικά της οφέλη.
Έχει αποδειχθεί ότι τα επίπεδα του GLP-1, μιας ορμόνης που εμπλέκεται στη ρύθμιση της γλυκόζης και της όρεξης, αυξάνονται από την πρόσληψη αλουλόζης, ενισχύοντας την ανοχή στη γλυκόζη και μειώνοντας την αύξηση βάρους [9, 22].
Ενώ άλλοι έχουν δείξει αυξημένη έκκριση GLP-1 ως απόκριση στην αλουλόζη [23], πιστεύουμε ότι τα αποτελέσματά μας είναι τα πρώτα που αναφέρουν αυξημένα επίπεδα GLP-1 σε μια συγκεκριμένη κατάσταση, γεγονός που υποδηλώνει ότι η αλουλόζη προκαλεί μια διαρκή επίδραση, πολύ πέρα από το σημείο κατανάλωσης.
Οι διαφορετικές αποκρίσεις των επιπέδων ινσουλίνης και γλυκόζης μεταξύ των ομάδων – όπου η ομάδα WD+stevia παρουσίασε σταδιακή αύξηση, ενώ η ομάδα WD+αλουλόζης όχι – υπογραμμίζει περαιτέρω τον ευεργετικό ρόλο της αλουλόζης στη διαμόρφωση της ομοιόστασης της γλυκόζης και της ευαισθησίας στην ινσουλίνη.
Αυτά τα δεδομένα είναι σύμφωνα με την ιδέα ότι η αλουλόζη μπορεί να βελτιώσει τον γλυκαιμικό έλεγχο τόσο μέσω της εναπόθεσης γλυκόζης όσο και μέσω της παραγωγής, βελτιώνοντας την ευαισθησία στην ινσουλίνη για την ενίσχυση της εναπόθεσης στους μυς και τη μείωση της παραγωγής από γλυκογένεση [1, 20], καθώς και μειώνοντας εντοπισμένα την εντερική απορρόφηση μέσω ανταγωνισμού υποστρώματος [18, 24].
Η ανάλυση του ήπατος και του λιπώδους ιστού μας φωτίζει περαιτέρω τις ιστοειδικές μεταβολικές επιδράσεις της αλουλόζης, συμπεριλαμβανομένων νέων ευρημάτων σχετικά με τις αλλαγές στη μιτοχονδριακή λειτουργία.
Ενώ τα επίπεδα τριγλυκεριδίων στο ήπαρ αυξήθηκαν μόνο στην ομάδα WD+stevia, γεγονός που υποδηλώνει ότι η αλουλόζη μπορεί να αποτρέψει τη συσσώρευση ηπατικού λίπους, η σημαντική συσσώρευση γλυκογόνου σε όλες τις ομάδες παρέμβασης, ιδιαίτερα στις ομάδες αλουλόζης, μπορεί να αντανακλά μια μετατόπιση στους μηχανισμούς χρήσης ή αποθήκευσης θρεπτικών συστατικών.
Αυτό το εύρημα μπορεί εν μέρει να εξηγήσει τα αποτελέσματα που παρατηρήθηκαν από τους Liu και συνεργάτες [15], οι οποίοι ανέφεραν βελτίωση της ικανότητας άσκησης σε τρωκτικά που τρέφονταν με αλουλόζη.
Δεδομένου ότι εμείς και άλλοι παρέχουμε προστασία ενάντια στην παχυσαρκία με την ενσωμάτωση της αλουλόζης, χρησιμοποιώντας την προηγούμενη εμπειρία μας στην ανάλυση των μιτοχονδριακών βιοενεργητικών διαδικασιών του λιπώδους ιστού, προσδιορίσαμε τη συνάφεια της αλουλόζης σε αυτή τη διαδικασία [13, 25].
Στον λιπώδη ιστό και των δύο ομάδων αλουλόζης παρατηρήσαμε μεγαλύτερο βαθμό μιτοχονδριακής αποσύζευξης, γεγονός που υποδηλώνει μια νέα επίδραση της αλουλόζης σε αυτή τη διαδικασία. Αυτός ο μηχανισμός μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση των παρατηρούμενων επιδράσεων στη ρύθμιση του σωματικού βάρους.
Λόγω περιορισμών του ιστού, δεν μπορέσαμε να μετρήσουμε άμεσα τα επίπεδα πρωτεϊνών αποσύζευξης στον λιπώδη ιστό για να επιβεβαιώσουμε την αλλαγή στο επίπεδο της πρωτεΐνης.
Αυτή η μελέτη έχει ορισμένους περιορισμούς. Ένας περιορισμός της μελέτης είναι η χρήση της στέβιας ως ελέγχου.
Προσπαθήσαμε να χρησιμοποιήσουμε ένα γλυκαντικό ελέγχου που είναι ταυτόχρονα κοινό και ως επί το πλείστον αδρανές.
Επειδή αυτά τα προϊόντα είναι πολύ διαφορετικά, είναι αδύνατο να είμαστε σίγουροι ότι οι χρησιμοποιηθείσες δόσεις αλουλόζης και στέβιας είναι «ίσες».
Ανάλογα με αυτό, χρησιμοποιήσαμε δόσεις και από τα δύο που είχαν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν [12, 26].
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ η στέβια έχει αποδειχθεί ότι διεγείρει την έκκριση GLP-1 σε κυτταρική καλλιέργεια, δεν γνωρίζουμε τέτοια στοιχεία σε τρωκτικά ή ανθρώπους.
Αυτό υποδηλώνει ότι ορισμένα από τα οφέλη που παρατηρήθηκαν με την αλουλόζη σε αυτή τη μελέτη μπορεί να είναι συγκεκριμένα για την απελευθέρωση GLP-1.
Επιπλέον, η στέβια αποτελεί ιδανικό έλεγχο σε αυτή τη μελέτη, δεδομένων των προηγούμενων στοιχείων που υποδηλώνουν ότι η στέβια δεν έχει καμία επίδραση στους δείκτες αύξησης βάρους σε σύγκριση με το νερό [27].
Πρέπει ωστόσο να σημειωθεί η απουσία ομάδας που κατανάλωνε μόνο νερό.
Ένας δεύτερος περιορισμός είναι η έλλειψη ιστολογικών δεδομένων για το ήπαρ και τους νεφρούς.
Παρόλο που τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν την ευεργετική επίδραση της συμπλήρωσης αλουλόζης όσον αφορά την αποθήκευση θρεπτικών συστατικών στους νεφρούς και το ήπαρ, καθώς και τα ένζυμα στην περίπτωση του ήπατος, οι ιστολογικές συγκρίσεις θα προσέφεραν μεγαλύτερη γνώση για την κατάσταση αυτών των ιστών.
Είναι εξαιρετικά σημαντικό να αναζητηθούν συστατικά τροφίμων που μπορούν να μετριάσουν τις δυσμενείς μεταβολικές καταστάσεις χωρίς να θέτουν σε κίνδυνο τη διαιτητική ικανοποίηση.
Παρέχοντας νέα δεδομένα και υποστηρίζοντας προηγούμενες εργασίες, η μελέτη μας αποδεικνύει ότι η συμπλήρωση αλουλόζης στο πλαίσιο της δυτικής δίαιτας μπορεί να διαμορφώσει το σωματικό βάρος, την κατανάλωση τροφής και τις μεταβολικές παραμέτρους με τρόπο που προάγει την καλύτερη μεταβολική υγεία.
5. Συμπεράσματα
Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη δυνατότητα χρήσης της αλουλόζης ως λειτουργικού συμπληρώματος διατροφής, το οποίο μπορεί αποτελεσματικά να βελτιώσει τα αποτελέσματα της μεταβολικής υγείας, όπως η αντίσταση στην ινσουλίνη, το σωματικό βάρος και άλλα, χωρίς να επιβάλλει δυνητικά δύσκολες διαιτητικές αλλαγές.
Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τη διερεύνηση των μακροπρόθεσμων συνεπειών της πρόσληψης αλουλόζης και της χρήσης της σε διαιτητικές στρατηγικές για την πρόληψη και τη θεραπεία μεταβολικών ασθενειών.
Συνεισφορές συγγραφέων
Εννοιολόγηση, BTB, PRR, JAA, RJJ και KBC; μεθοδολογία, KBC, MJS, MSH, IJK, DPD, APK, NB, DMD, NGN, PRR και BTB; λογισμικό, KBC, MJS, MSH και IJK; επίσημη ανάλυση, KBC, PRR, RJJ και BTB; έρευνα, KBC, MJS, MSH, IJK, PRR και BTB; πόροι, PRR και BTB; διαχείριση δεδομένων, KBC και BTB; συγγραφή – προετοιμασία αρχικού προσχεδίου, BTB; συγγραφή – αναθεώρηση και επιμέλεια, Όλοι οι συγγραφείς; επίβλεψη, PRR και BTB; διοίκηση έργου, BTB; απόκτηση χρηματοδότησης, BTB. Όλοι οι συγγραφείς διάβασαν και ενέκριναν τη δημοσιευμένη έκδοση του χειρογράφου.
Δήλωση Θεσμικού Συμβουλίου Αναθεώρησης
Το πρωτόκολλο των πειραμάτων σε ζώα εγκρίθηκε από την Επιτροπή Δεοντολογίας του Πανεπιστημίου Brigham Young (23-1222; εγκρίθηκε: 13 Δεκεμβρίου 2023).
Δήλωση διαθεσιμότητας δεδομένων
Τα δεδομένα είναι διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος.
Δήλωση χρηματοδότησης
Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από τη συμφωνία χορηγούμενης έρευνας R0602714 που ανατέθηκε στο Πανεπιστήμιο Brigham Young από την Anderson Advanced Ingredients.
Υποσημειώσεις
Αποποίηση ευθύνης/Σημείωση εκδότη: Οι δηλώσεις, οι απόψεις και τα δεδομένα που περιέχονται στις δημοσιεύσεις αντικατοπτρίζουν αποκλειστικά τις απόψεις του/των συγγραφέα/ων και του/των συντελεστή/ων και όχι του MDPI και/ή του/των επιμελητή/ών. Το MDPI και/ή ο/οι επιμελητής/ές αποποιούνται την ευθύνη για τυχόν τραυματισμούς προσώπων ή υλικές ζημιές που προκύπτουν από ιδέες, μεθόδους, οδηγίες ή προϊόντα που αναφέρονται στο περιεχόμενο.
Βιβλιογραφικές αναφορές
1. Hossain A., Yamaguchi F., Matsuo T., Tsukamoto I., Toyoda Y., Ogawa M., Nagata Y., Tokuda M. Σπάνιο σάκχαρο D-αλουλόζη: Πιθανός ρόλος και θεραπευτική παρακολούθηση στη διατήρηση της παχυσαρκίας και του διαβήτη τύπου 2. Pharmacol. Ther. 2015;155:49–59. doi: 10.1016/j.pharmthera.2015.08.004. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
2. Lanaspa MA, Sanchez-Lozada LG, Choi YJ, Cicerchi C., Kanbay M., Roncal-Jimenez CA, Ishimoto T., Li N., Marek G., Duranay M. και συνεργάτες. Το ουρικό οξύ προκαλεί λιπώδη ήπαρ μέσω παραγωγής μιτοχονδριακού οξειδωτικού στρες: Πιθανός ρόλος στο λιπώδες ήπαρ που εξαρτάται ή δεν εξαρτάται από τη φρουκτόζη. J. Biol. Chem. 2012;287:40732–40744. doi: 10.1074/jbc.M112.399899. [ DOI ] [ PMC άρθρο ελεύθερης πρόσβασης ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
3. Preechasuk L., Luksameejaroenchai C., Tangjittipokin W., Kunavisarut T. Βραχυπρόθεσμες επιδράσεις της κατανάλωσης αλουλόζης στην ομοιόσταση της γλυκόζης, τις μεταβολικές παραμέτρους, τα επίπεδα ινκρετινών και τους δείκτες φλεγμονής σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2: διπλή τυφλή, τυχαιοποιημένη, ελεγχόμενη κλινική δοκιμή διασταυρούμενου σχεδιασμού. Eur. J. Nutr. 2023;62:2939–2948. doi: 10.1007/s00394-023-03205-w. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
4. Niibo M., Kanasaki A., Iida T., Ohnishi K., Ozaki T., Akimitsu K., Minamino T. Η d-αλουλόζη παρέχει προστασία κατά της εξέλιξης της διαβητικής νεφροπάθειας σε παχύσαρκους αρουραίους Otsuka Long-Evans Tokushima με διαβήτη τύπου 2. PLoS ONE. 2022;17:e0263300. doi: 10.1371/journal.pone.0263300. [ DOI ] [ PMC άρθρο ελεύθερης πρόσβασης ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
5. Iida T., Hayashi N., Yamada T., Yoshikawa Y., Miyazato S., Kishimoto Y., Okuma K., Tokuda M., Izumori K. Αποτυχία μετατροπής της d-ψικόζης που απορροφάται στο λεπτό έντερο σε ενέργεια και χαμηλή δυνατότητα ζύμωσης στο παχύ έντερο στον άνθρωπο. Metab. Clin. Exp. 2010;59:206–214. doi: 10.1016/j.metabol.2009.07.018. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
6. Japar S., Fukunaga K., Kobayashi T., Imachi H., Sato S., Saheki T., Ibata T., Yoshimura T., Soh KL, Ong SL και άλλοι. Πειραματική μελέτη για την επίδραση της D-αλλουλόζης στα μεταγευματικά επίπεδα γλυκόζης σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2 κατά τη διάρκεια της νηστείας του Ραμαζανιού. Diabetol. Metab. Syndr. 2022;14:86. doi: 10.1186/s13098-022-00856-3. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
7. Franchi F., Yaranov DM, Rollini F., Rivas A., Rivas Rios J., Been L., Tani Y., Tokuda M., Iida T., Hayashi N. και άλλοι. Η επίδραση της D-αλλουλόζης στην ανοχή στη γλυκόζη και την απόκριση της ινσουλίνης σε τυπική από του στόματος χορήγηση σακχαρόζης: Αποτελέσματα μιας προοπτικής, τυχαιοποιημένης, διασταυρούμενης μελέτης. BMJ Open Diabetes Res. Care. 2021;9:e001939. doi: 10.1136/bmjdrc-2020-001939. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
8. Yuma T., Tokuda M., Nishimoto N., Yokoi H., Izumori K. Αλλουλόζη για τη μείωση του μεταγευματικού σακχάρου στο αίμα σε υγιή άτομα: Συστηματική ανασκόπηση και μετα-ανάλυση. PLoS ONE. 2023;18:e0281150. doi: 10.1371/journal.pone.0281150. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
9. Iwasaki Y., Sendo M., Dezaki K., Hira T., Sato T., Nakata M., Goswami C., Aoki R., Arai T., Kumari P. και άλλοι. Η απελευθέρωση GLP-1 και η ενεργοποίηση των προσαγωγών του πνευμονογαστρικού νεύρου μεσολαβούν στις ευεργετικές μεταβολικές και χρονοθεραπευτικές επιδράσεις της D-αλλουλόζης. Nat. Commun. 2018;9:113. doi: 10.1038/s41467-017-02488-y. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
10. Yao H., Zhang A., Li D., Wu Y., Wang CZ, Wan JY, Yuan CS Συγκριτική αποτελεσματικότητα των αγωνιστών υποδοχέα GLP-1 όσον αφορά τον γλυκαιμικό έλεγχο, το σωματικό βάρος και το προφίλ λιπιδίων στον διαβήτη τύπου 2: Συστηματική ανασκόπηση και δικτυωτή μετα-ανάλυση. BMJ. 2024;384:e076410. doi: 10.1136/bmj-2023-076410. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
11. Ryan D., Acosta A. Αγωνιστές υποδοχέα GLP-1: Μη γλυκαιμικές κλινικές επιδράσεις στην απώλεια βάρους και πέρα από αυτήν. Obesity. 2015;23:1119–1129. doi: 10.1002/oby.21107. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
12. Pratchayasakul W., Jinawong K., Pongkan W., Jaiwongkam T., Arunsak B., Chunchai T., Tokuda M., Chattipakorn N., Chattipakorn SC Όχι μόνο η μετφορμίνη, αλλά και η D-αλλουλόζη ανακουφίζει από τις μεταβολικές διαταραχές και τη γνωστική έκπτωση σε προδιαβητικούς αρουραίους. Nutr. Neurosci. 2022;25:1115–1127. doi: 10.1080/1028415X.2020.1840050. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
13. Walton CM, Jacobsen SM, Dallon BW, Saito ER, Bennett SLH, Davidson LE, Thomson DM, Hyldahl RD, Bikman BT Οι κετόνες προκαλούν διαφορικές αλλαγές στη μιτοχονδριακή βιοενεργητική του λιπώδους ιστού. Int. J. Mol. Sci. 2020;21:6255. doi: 10.3390/ijms21176255. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
14. Curtis KL, Homer KM, Wendt RA, Stapley BM, Clark ET, Harward K., Chang A., Clarke DM, Arroyo JA, Reynolds PR Η παραγωγή φλεγμονωδών κυτταροκινών μετά από παθητικό κάπνισμα (SHS) μεσολαβείται εν μέρει από τη σηματοδότηση RAGE. Int. J. Mol. Sci. 2023;24:15645. doi: 10.3390/ijms242115645. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
15. Liu B., Gou Y., Tsuzuki T., Yamada T., Iida T., Wang S., Banno R., Toyoda Y., Koike T. Η D-αλλουλόζη βελτιώνει την αντοχή και την αποκατάσταση μετά από κόπωση σε αρσενικούς ποντικούς C57BL/6J. Nutrients. 2022;14:404. doi: 10.3390/nu14030404. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
16. Ludwig DS, Ebbeling CB, Bikman BT, Johnson JD Έλεγχος του μοντέλου υδατανθράκων-ινσουλίνης σε ποντίκια: Η σημασία της διάκρισης μεταξύ πρωτοπαθούς υπερινσουλιναιμίας, αντίστασης στην ινσουλίνη και μεταβολικής δυσλειτουργίας. Mol. Metab. 2020;35:100960. doi: 10.1016/j.molmet.2020.02.003. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
17. Zaletel J., Barlovic DP, Prezelj J. Λόγος αδιπονεκτίνης-λεπτίνης: Μια χρήσιμη εκτίμηση για την αντίσταση στην ινσουλίνη σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2. J. Endocrinol. Investig. 2010;33:514–518. doi: 10.1007/BF03346639. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
18. Daniel H., Hauner H., Hornef M., Clavel T. Αλλουλόζη στην ανθρώπινη διατροφή: Τι γνωρίζουμε και τι αγνοούμε. Br. J. Nutr. 2022;128:172–178. doi: 10.1017/S0007114521003172. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
19. Hossain A., Yamaguchi F., Hirose K., Matsunaga T., Sui L., Hirata Y., Noguchi C., Katagi A., Kamitori K., Dong Y. και άλλοι. Το σπάνιο σάκχαρο D-ψικόζη αποτρέπει την εξέλιξη και την εμφάνιση διαβήτη σε μοντέλο T2DM, αρουραίους Otsuka Long-Evans Tokushima fatty. Drug Des. Dev. Ther. 2015;9:525–535. doi: 10.2147/DDDT.S71289. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
20. Shintani T., Yamada T., Hayashi N., Iida T., Nagata Y., Ozaki N., Toyoda Y. Σιρόπι σπάνιων σακχάρων που περιέχει D-αλλουλόζη, αλλά όχι σιρόπι καλαμποκιού υψηλής περιεκτικότητας σε φρουκτόζη, διατηρεί την ανοχή στη γλυκόζη και την ευαισθησία στην ινσουλίνη σε αρουραίους Wistar, εν μέρει μέσω της μετατόπισης της ηπατικής γλυκοκινάσης. J. Agric. Food Chem. 2017;65:2888–2894. doi: 10.1021/acs.jafc.6b05627. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
21. Han Y., Han HJ, Kim AH, Choi JY, Cho SJ, Park YB, Jung UJ, Choi MS Η συμπλήρωση D-αλλουλόζης εξομάλυνε το σωματικό βάρος και τη μάζα του λιπώδους ιστού σε παχύσαρκους ποντικούς που προκλήθηκαν από τη διατροφή, μέσω της ρύθμισης του μεταβολισμού των λιπιδίων υπό ισοθερμιδική κατάσταση διατροφής. Mol. Nutr. Food Res. 2016;60:1695–1706. doi: 10.1002/mnfr.201500771. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
22. Noronha JC, Braunstein CR, Glenn AJ, Khan TA, Viguiliouk E., Noseworthy R., Blanco Mejia S., Kendall CWC, Wolever TMS, Leiter LA και άλλοι. Επίδραση χαμηλής δόσης φρουκτόζης και αλλουλόζης στον μεταγευματικό μεταβολισμό της γλυκόζης στον διαβήτη τύπου 2: μια διπλά τυφλή, τυχαιοποιημένη, ελεγχόμενη μελέτη οξείας σίτισης για την ισοδυναμία. Diabetes Obes. Metab. 2018;20:2361–2370. doi: 10.1111/dom.13374. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
23. Hira T., Trakooncharoenvit A., Taguchi H., Hara H. Βελτίωση της ανοχής στη γλυκόζη μέσω παραγόντων τροφίμων με δραστηριότητα απελευθέρωσης πεπτιδίου τύπου γλυκαγόνης-1. Int. J. Mol. Sci. 2021;22:6623. doi: 10.3390/ijms22126623. [ DOI ] [ Άρθρο ελεύθερης πρόσβασης PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
24. Kishida K., Iida T., Yamada T., Toyoda Y. Εντερική απορρόφηση ισομερών D-φρουκτόζης, D-αλλουλόζης, D-σορβόζης και D-ταγατόζης σε αρουραίους μέσω του μεταφορέα γλυκόζης τύπου 5 (GLUT5), αλλά όχι μέσω του μεταφορέα γλυκόζης που εξαρτάται από το νάτριο 1 (SGLT1). Br. J. Nutr. 2023;130:1852–1858. doi: 10.1017/S0007114523001113. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
25. Dallon BW, Parker BA, Hodson AE, Tippetts TS, Harrison ME, Appiah MMA, Witt JE, Gibbs JL, Gray HM, Sant TM και άλλοι. Η ινσουλίνη μειώνει επιλεκτικά τη μιτοχονδριακή αποσύζευξη στον καφέ λιπώδη ιστό σε ποντίκια. Biochem. J. 2018;475:561–569. doi: 10.1042/BCJ20170736. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
26. Nunez Martinez P., Arguelles Luis J., Perillan Mendez C. Προτιμήσεις για τη στέβια σε αρουραίους Wistar. Psicothema. 2016;28:442–447. doi: 10.7334/psicothema2015.244. [ DOI ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]
27. Tabarelli Z. Επίδραση υδατικού εκχυλίσματος στο σωματικό βάρος, την πρόσληψη τροφής και υγρών σε ανώριμους αρουραίους Wistar. Logo Ciência Nat. 1986;8:73–80. doi: 10.5902/2179460X25443. [ DOI ] [ Google Scholar ]
