Omega-3 a omega-6 polynenasýtené mastné kyseliny pri diabete 1 Kucharská J., 1 Uličná O., 1 Vančová O., 1 Gvozdjáková A., 1 Bada V., 2 Muchová J., 2 Ďuračková Z. Univerzita Komenského v Bratislave, Lekárska fakulta, 1 Farmakobiochemické laboratórium III. internej kliniky a 2 Ústav lekárskej chémie, biochémie a klinickej biochémie Spolok slovenských lekárov v Bratislave 5.3.2012
Polynenasýtené mastné kyseliny (PUFA) Základné zložky fosfolipidov v bunkových membránach Špecifické vlastnosti závisia od dĺžky uhlovodíkového reťazca a umiestnenia dvojitých väzieb Podľa umiestnenia prvej dvojitej väzby najviac zastúpené v potrave ľudí sú ω-3 a ω-6 (n-3 a n-6)
Metabolizmus PUFA Oleje slnečnicový, kukuričný, sójový Orechy, mäso, vajcia Oleje - konopný, ľanový, repkový Pupalkový a borákový olej GLA DGLA Mäso, vajcia Ryby sleď, losos, tuniak, sardinky
Účinky PUFA ω-6 PUFA (LA, AA) Znižujú celkový a LDL-cholesterol Vysoké dávky (AA): proagregačné prozápalové prooxidačné (tvorba RNOS) GLA inhibuje tvorbu prozápalových leukotriénov z AA, symptómy diabetickej neuropatie ω-3 PUFA (ALA, EPA, DHA) Kardioprotektívne účinky protizápalové antitrombotické antiarytmické vazodilatačné znížujú TAG a VLDL-chol Nerovnováha ω-6 / ω-3: kardiovaskulárne a onkologické ochorenia, diabetes, artritída, kožné ochorenia Pomer ω-6 / ω-3 PUFA V potrave praľudí 1:1, vo vyspelých krajinách až 30:1 Odporúčaný pomer 4:1 1:1
Mitochondrie hlavné organely metabolizmu MK (β-oxidácia, Krebsov cyklus, oxidačná fosforylácia) DM znížená bioenergetika mitochondrií zmeny v obsahu CoQ oxidačný stres Mitochondrial Medicine, Springer 2008, Gvozdjáková A. ed.
Cieľ práce V experimente porovnať účinky ω-3 a ω-6 PUFA na bioenergetiku mitochondrií a obsah CoQ v srdci a pečeni diabetických potkanov: 1. Rybí olej s obsahom ω-3 PUFA 59% EPA (C20:5) 41% DHA (C22:6) 2. Olej z vlašských orechov s prevažným obsahom ω-6 PUFA 64,5% kyselina linolová (C18:2 n-6) 7% kyselina palmitová (C16:0) 2,5% kyselina stearová (C18:0) 15,6% kyselina olejová (C18:1 n-9) 10,4% kyselina linolénová (C18:3 n-3)
Metódy Potkany - samce, kmeň Wistar, hmotnosť 280 330g K kontrola KO1 - rybí olej v dávke 80 (KO1C1) a 400 mg/kg/deň (KO1C2) KO2 - orechový olej v dávke 100 (KO2C1) a 500 mg/kg/deň (KO2C2) D streptozotocín (STZ) jednorazovo 45 mg.kg-1 i.v. DO1 - rybí olej v dávke 80 (DO1C1) a 400 mg/kg/deň (DO1C2) DO2 - orechový olej v dávke 100 (DO2C1) a 500 mg/kg/deň (DO2C2) V každej skupine 7-12 zvierat
Metódy DM vyvolaný jednorazovou dávkou streptozotocínu (45 mg/kg) i.v. Trvanie DM 8 týždňov, podávanie olejov 7 týždňov hmotnosť zvierat glukóza v krvi V narkóze odobraný myokard a pečeň na: izoláciu mitochondrií (diferenciálna centrifugácia) stanovenie parametrov oxidačnej fosforylácie mitochondrií (Clarkova kyslíková elektróda, oxygraf) stanovenie CoQ 9, CoQ 10 v mitochondriách (HPLC)
Hmotnosť zvierat sa po podávaní olejov nezmenila u kontrolných ani u diabetických zvierat 500 (g) 400 300 200 ** 100 0 K KO1C1 KO1C2 KO2C1 KO2C2 D DO1C1 DO1C2 DO2C1 DO2C2
Podávanie olejov neovplyvnilo zvýšenú koncentráciu glukózy v krvi diabetických potkanov 40 30 ** (mmol/l) 20 10 0 K KO1C1 KO1C2 KO2C1 KO2C2 D DO1C1 DO1C2 DO2C1 DO2C2
Rybí olej zvýšil ADP-stimulovanú spotrebu kyslíka cez komplex I (glutamát/malát) dýchacieho reťazca mitochondrií srdca diabetických zvierat na úroveň kontrol, orechový olej nebol účinný 250 (nato/mg B/min) 200 150 100 * ** ** + ++ ** 50 0 K KO1C1 KO1C2 KO2C1 KO2C2 D DO1C1 DO1C2 DO2C1 DO2C2
Rýchlosť tvorby ATP cez komplex I (OPR, glutamát/malát) sa zvýšila v srdci diabetických zvierat po podávaní rybieho oleja 600 (nmol ATP/mg B/min) 500 400 300 200 100 * ** ** * + ++ 0 K KO1C1 KO1C2 KO2C1 KO2C2 D DO1C1 DO1C2 DO2C1 DO2C2
Rybí ani orechový olej neupravili znížený obsah CoQ 9 v mitochondriách srdca diabetických zvierat 6 (nmol/mg B) 5 4 3 2 1 * 0 K KO1C1 KO1C2 KO2C1 KO2C2 D DO1C1 DO1C2 DO2C1 DO2C2
Rybí olej zvýšil ADP-stimulovanú spotrebu kyslíka a rýchlosť tvorby ATP v mitochondriách pečene pri DM na úroveň kontrol, orechový olej nebol účinný nato/mg B/min 200 150 100 50 ** ++ QO 2 S 3 0 K KO1C2 KO2C2 D DO1C2 DO2C2 500 ++ OPR nmol ATP/mg B/min 400 300 200 * 100 K KO1C2 KO2C2 D DO1C2 DO2C2
Oleje neovplyvnili celkový obsah CoQ 9 ani % CoQ 9red v mitochondriách pečene pri DM 5 4 ** CoQ 9 (ox + red) nmol/mg B 3 2 1 0 K KO1C2 K2C2 D DO1C2 DO2C2 % 80 70 60 50 40 30 20 K KO1C2 KO2C2 D DO1C2 DO2C2 * % CoQ 9red
Záver Podávanie ω-3 a ω-6 PUFA neovplyvnilo glykémiu diabetických potkanov Rybí olej s obsahom ω-3 PUFA zlepšil funkciu mitochondrií srdca a pečene potkanov s DM Orechový olej s obsahom ω-6 PUFA nebol pri DM účinný Podávané oleje neovplyvnili obsah koenzýmu Q v mitochondriách srdca a pečene diabetických zvierat
Závery Na základe našich experimentálnych výsledkov predpokladáme, že testované oleje nespôsobili zvýšenie oxidačného stresu v mitochondriách, pretože obsah koenzýmu Q neovplyvnili a oxidačná fosforylácia bola zvýšená alebo nezmenená Súčasný príjem antioxidantov by mohol zvýrazniť prospešné účinky PUFA pri diabete a zabrániť prípadným prooxidačným účinkom PUFA, ktoré sú citlivé na oxidáciu vzhľadom na prítomnosť dvojitých väzieb Práca bola podporená grantom VEGA 1/0328/10 a projektom cezhraničnej spolupráce AT-SR- DIAPLANT N0039