Polyungesättigten Fettsäuren
HeimHeim > Blog > Polyungesättigten Fettsäuren

Polyungesättigten Fettsäuren

Jun 23, 2023

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 5556 (2023) Diesen Artikel zitieren

1877 Zugriffe

2 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Die Ernährung ist der Hauptfaktor, der die Ernährung und den Stoffwechsel des Wirts beeinflusst. Eine übermäßige Nahrungsaufnahme, insbesondere kalorienreiche Diäten wie fett- und zuckerreiche Diäten, führt zu einem erhöhten Risiko für Fettleibigkeit und damit verbundene Störungen. Fettleibigkeit verändert die mikrobielle Zusammensetzung des Darms, verringert die mikrobielle Vielfalt und führt zu Veränderungen in bestimmten Bakteriengruppen. Nahrungsfette können die mikrobielle Zusammensetzung des Darms bei fettleibigen Mäusen verändern. Die Regulierung der Darmmikrobiota und der Energiehomöostase des Wirts durch verschiedene mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFAs) in Nahrungslipiden ist jedoch weiterhin unbekannt. Hier haben wir gezeigt, dass verschiedene PUFAs in Nahrungslipiden den Wirtsstoffwechsel bei durch fettreiche Ernährung (HFD) verursachter Fettleibigkeit bei Mäusen verbesserten. Die Einnahme der verschiedenen PUFA-angereicherten Nahrungslipide verbesserte den Stoffwechsel bei HFD-induzierter Fettleibigkeit, indem sie die Glukosetoleranz regulierte und Dickdarmentzündungen hemmte. Darüber hinaus war die mikrobielle Zusammensetzung des Darms bei HFD- und mit modifizierten PUFA-angereicherten HFD-gefütterten Mäusen unterschiedlich. Somit haben wir einen neuen Mechanismus identifiziert, der der Funktion verschiedener PUFAs in Nahrungslipiden bei der Regulierung der Energiehomöostase des Wirts bei adipösen Erkrankungen zugrunde liegt. Unsere Ergebnisse geben Aufschluss über die Prävention und Behandlung von Stoffwechselstörungen, indem sie auf die Darmmikrobiota abzielen.

Die Ernährung ist der Hauptfaktor für die Ernährung und den Stoffwechsel des Wirts. Eine übermäßige Nahrungsaufnahme führt jedoch zu einer Störung des Energiehaushalts und führt zu Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit und Typ-II-Diabetes1. Übermäßige Nahrungsaufnahme, insbesondere bei kalorienreichen Diäten wie High-Fat (HFD) und High-Sucker-Diäten, gilt als größter Risikofaktor für die Entwicklung von Fettleibigkeit2. Fettleibigkeit ist eine komplexe Krankheit, die mit erhöhten Entzündungsmarkern einhergeht und zu chronischen, geringgradigen systemischen Entzündungen führt, die mit der Entwicklung einer Insulinresistenz in Zusammenhang stehen3. Kürzlich wurde auch vermutet, dass die Darmmikrobiota an der Entstehung von Stoffwechselstörungen beteiligt ist4. Lipopolysaccharide (LPS), auch Endotoxine genannt, sind Membranbestandteile gramnegativer Bakterien, die Entzündungen auslösen, indem sie den Toll-like-Rezeptor (TLR) 4 aktivieren, der auf Immunzellen wie Makrophagen sowie auf anderen Zelltypen, einschließlich Hepatozyten, exprimiert wird und Adipozyten. LPS kann auch eine HFD-induzierte Insulinresistenz auslösen5. Darüber hinaus trägt die TLR-Aktivierung der Schleimhaut über den im Darm exprimierten TLR-Adapter MYD88 zur Lebersteatose bei6. Mäuse mit intestinaler epithelzellspezifischer MYD88-Deletion, die mit HFD gefüttert wurden, zeigten im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen eine verbesserte Glukosehomöostase und einen verringerten Leberlipidgehalt6. Darüber hinaus ist Fettleibigkeit mit einem LPS-Austritt durch die Darmepithelbarriere verbunden, was zu einer starken Auslösung systemischer Entzündungen führt7.

Nahrungslipide können die mikrobielle Zusammensetzung des Darms bei adipösen Personen und Mausmodellen verändern. Der Vergleich von Mäusen, die mit verschiedenen Diäten gefüttert wurden (fettarme Diät und Diät mit hohen Mengen an gesättigten Lipiden, mehrfach ungesättigten ω6-Fettsäuren (PUFAs) oder ω3 PUFAs), ergab, dass Diäten mit gesättigten Lipiden oder ω6-PUFAs eine Gewichtszunahme induzierten, jedoch nur gesättigte Lipide verursachte eine erhöhte Insulinresistenz, eine erhöhte Dickdarmpermeabilität und eine Entzündung des Mesenterialfetts8. Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota unterschied sich von der anderer Gruppen bei Mäusen, denen eine fettarme Diät oder eine ω3-PUFA-Diät verabreicht wurde, war jedoch bei Mäusen, denen entweder eine Diät mit gesättigten Fettsäuren oder einer ω6-PUFA-Diät verabreicht wurde, ähnlich. Eine andere Studie zeigte, dass mit ω3-PUFA angereichertes Leinsamenöl das Verhältnis von Firmicutes/Bacteroidetes bei Ratten mit Typ-2-Diabetes reduzierte9. Darüber hinaus induzierte die Verabreichung von Fischöl nützliche Bakterien wie Lactobacillus, Akkermansia muciniphila und Bifidobacterium, und Unterschiede bei den Darmbakterien trugen zu einer Veränderung des Phänotyps der Fettleibigkeit bei mit Fischöl gefütterten Mäusen im Vergleich zu mit Schweineschmalz gefütterten Mäusen bei10. Schmalz ist reich an gesättigten Fettsäuren, während Fischöl mit den ω3-PUFAs, Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA) angereichert ist. Kürzlich haben Qin et al. berichteten, dass aus Coregonus peled gewonnenes Fischöl das Wachstum von Bifidobacterium und Adlercreutzia förderte und dadurch wiederkehrende fettleibige Phänotypen bei Mäusen verbesserte11.

Darüber hinaus können PUFAs als freie Fettsäuren (FFAs), einschließlich DHA und EPA, die Sekretion von Glucagon-ähnlichem Peptid-1 (GLP-1) fördern und chronische Entzündungen in peripheren Geweben abschwächen12,13. Die kolonspezifische Abgabe von DHA- und EPA-induzierter GLP-1- und Insulinfreisetzung mit anschließender Verringerung der Glukosekonzentrationen14. Darüber hinaus erhöhte die langfristige intrakolonale DHA-Verabreichung über 4 Wochen die Plasma-GLP-1-Spiegel und verringerte die Blutzuckerkonzentrationen im nicht nüchternen Zustand15. Bei Menschen mit abdominaler Fettleibigkeit und Insulinresistenz führte die Einnahme einer mediterranen, an Olivenöl reichen Diät über 28 Tage zu deutlich höheren postprandialen GLP-1-Blutkonzentrationen16. Im Vergleich zu einer mit gesättigten Fettsäuren angereicherten Ernährung verbesserte der Verzehr der Mittelmeerdiät auch die Insulinsensitivität, was für die verringerte Insulinsekretion sowie die Nüchtern- und postprandialen Blutzuckerkonzentrationen verantwortlich sein könnte15. Darüber hinaus deuten neuere Forschungsergebnisse darauf hin, dass DHA die Insulinsignalisierung bei mit HFD gefütterten Mäusen verbessern kann, indem es die Darm-Fett-Achse beeinflusst17. In jüngster Zeit wurden Bedenken laut, dass eine ω6-PUFA-haltige Ernährung das Risiko von Darmerkrankungen erhöht18. Diese Bedenken ergeben sich auch aus Beweisen dafür, dass traditionelle Ernährungsgewohnheiten und der einzigartige Lebensstil der Mittelmeerdiät das Auftreten chronischer Krankheiten verringern und die Lebenserwartung verbessern19. Allerdings mussten die Mechanismen untersucht werden, die den positiven Wirkungen von mit PUFAs angereicherten Ölen, nicht jedoch von FFAs, bei Fettleibigkeit zugrunde liegen.

In dieser Studie untersuchten wir, ob eine mit PUFAs angereicherte Ernährung HFD-induzierte Fettleibigkeit verhindern kann, indem sie die Darmmikrobiota moduliert. Wir verglichen phänotypische und biochemische Parameter bei fettleibigen Mäusen, die mit Sojaöl, Leinöl, Fischöl oder Olivenöl angereicherten Diäten gefüttert wurden. Darüber hinaus führten wir eine 16S-rRNA-Analyse durch, um die Rolle des Darmmikrobioms bei diesen nützlichen Funktionen von PUFAs zu untersuchen. Unsere Studie wird die Prävention und Behandlung von Stoffwechselstörungen unterstützen, indem sie auf die Darmmikrobiota abzielt.

Wir untersuchten zunächst die Auswirkungen langkettiger Fettsäuren (LCFAs) enthaltender Nahrungslipide auf die GLP-1-Sekretion und die Glukosehomöostase. Wir untersuchten, ob LCFAs die GLP-1-Sekretion induzieren, indem wir die Darmsekretin-Tumorzelllinie der Maus, STC-1-Zellen, verwendeten. Wir beobachteten, dass Linolsäure (LA), Ölsäure (OA), DHA und EPA die GLP-1-Sekretion signifikant induzierten. Darüber hinaus neigten α-Linolensäure (α-LNA), cis-9, trans-11-konjugierte Linolsäure (CLA1) sowie trans-10, cis-12-konjugierte Linolsäure (CLA3) dazu, die GLP-1-Sekretion zu induzieren. Trans-9- und trans-11-konjugierte Linolsäure (CLA2), Stearinsäure (SA) und Palmitinsäure (PA) hatten jedoch keine Auswirkungen auf die GLP-1-Sekretion (Abb. 1a). Das Inkretin GLP-1, ein Darmhormon, das die glukoseinduzierte Insulinsekretion stimuliert und die Nahrungsaufnahme hemmt, wird von enteroendokrinen L-Zellen ausgeschüttet, die hauptsächlich im Ileum und im Dickdarm vorkommen20. Wir haben zuvor berichtet, dass die orale Verabreichung des mikrobiellen PUFA-Metaboliten 10-Hydroxy-cis-12-Octadecensäure (HYA) im Darm die GLP-1-Sekretion stark induzierte und die Glukosehomöostase nach 1–2 Stunden verbesserte. Wir fanden heraus, dass die Plasma-GLP-1-Spiegel 2 Stunden nach der Verabreichung von LCFAs (hauptsächlich α-LNA, DHA und EPA) signifikant induziert wurden (Abb. 1b, c). Daher führten wir 2 Stunden nach dem Anstieg der GLP-1-Spiegel einen intraperitonealen Glukosetoleranztest (GTT) durch und stellten fest, dass die Verabreichung von DHA und EPA den Anstieg der Blutzuckerspiegel im Vergleich zu dem bei den Kontrollmäusen beobachteten deutlich unterdrückte (Abb. 1d). ). Unsere Ergebnisse zeigten, dass die akute Verabreichung von LCFAs, hauptsächlich DHA und EPA, die GLP-1-Sekretion förderte und die Glukosehomöostase verbesserte.

Die akute Verabreichung von PUFAs verbesserte den Glukosestoffwechsel durch Förderung der GLP-1-Sekretion. (a) GLP-1-Sekretion in den STC-1-Zellen, die mit jedem LCFA behandelt wurden (n = 6 pro Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05, vs. Kontrolle (Dunn-Test). (b) Experimentelles Schema. (c) Jeder Maus wurden LCFAs durch orale Sondenernährung verabreicht. Nach 2 Stunden wurden die Plasma-GLP-1-Spiegel gemessen (n = 8 Mäuse für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05, vs. Kontrolle (Dunn-Test). (d) Jeder Maus wurden LCFAs durch orale Sondenernährung verabreicht. ipGTT wurde ausgewertet (linkes Feld) und die Fläche unter der Kurve (AUC) von ipGTT wurde nach 2 Stunden berechnet (rechtes Feld) (n = 7–8 Mäuse für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05 im Vergleich zur Kontrolle (Dunn-Test für 0, 15 und 30 Minuten und Dunnett-Test für 60, 90, 120 Minuten und AUC). Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt.

Wir untersuchten die Auswirkungen von PUFA-haltigen Nahrungslipiden auf die Energieregulierung des Wirts in einem Mausmodell für HFD-induzierte Fettleibigkeit. Wir verwendeten 8 Wochen alte Mäuse und fütterten sie wie folgt mit verschiedenen PUFA-haltigen Diäten; NC (normales Futter), HFD (Sojaöl), Leinsamen (Sojaöl in HFD wurde durch Leinöl ersetzt), Fisch (Sojaöl in HFD wurde durch Fischöl ersetzt) ​​und Olive (Sojaöl in HFD wurde durch Olivenöl ersetzt ), für 8 Wochen (Ergänzungstabelle 1). Wir beobachteten während der Entwicklung ein signifikant geringeres Körpergewicht von mit Fisch gefütterten Mäusen im Vergleich zu mit HFD gefütterten Mäusen (Abb. 2a). Darüber hinaus war die Fettmasse des weißen Fettgewebes (WAT) bei mit Fisch gefütterten Mäusen im Alter von 16 Wochen signifikant geringer als bei mit HFD gefütterten Mäusen (Abb. 2a). Die Nahrungsaufnahme war jedoch bei mit HFD gefütterten und mit Fisch gefütterten Mäusen ähnlich (Daten nicht gezeigt). Darüber hinaus war die durch HFD verursachte beeinträchtigte Glukosetoleranz, wie durch GTT bestimmt, bei mit Fisch gefütterten Mäusen im Vergleich zu mit HFD gefütterten Mäusen deutlich abgeschwächt (Abb. 2b). Darüber hinaus war der Blutzuckerspiegel von mit Fisch gefütterten Mäusen signifikant niedriger als der von mit HFD gefütterten Mäusen (Abb. 2c). Darüber hinaus waren die Plasmatriglycerid- (TGs) und nicht veresterten Fettsäuren (NEFAs)-Werte deutlich niedriger als bei HFD-gefütterten Mäusen, während die Plasma-Gesamtcholesterinspiegel (T-Cho) bei Kontrollmäusen und mit Fisch gefütterten Mäusen ähnlich waren (Abb . 2d, oberes Bild). Darüber hinaus beobachteten wir bei mit Fisch gefütterten Mäusen signifikant höhere Plasma-GLP-1- und signifikant niedrigere Plasma-Insulinspiegel als bei mit HFD gefütterten Mäusen, wohingegen die Plasma-PYY-Spiegel bei Kontrollmäusen und mit Fisch gefütterten Mäusen ähnlich waren (Abb. 2d, unteres Feld). ). Allerdings wurden diese Effekte bei mit Leinsamen und Oliven gefütterten Mäusen nicht beobachtet, was darauf hindeutet, dass der Fischölersatz den Glukosestoffwechsel verbesserte und dadurch eine größere Resistenz gegen HFD-induzierte Fettleibigkeit induzierte, wenn DHA und EPA in Nahrungslipiden vorhanden waren, nicht jedoch α-LNA oder OA.

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthaltende Nahrungslipide verhindern Fettleibigkeit, die durch eine fettreiche Ernährung verursacht wird. (a–d) Männliche C57BL/6J-Mäuse erhielten entweder normales Futter (NC), eine fettreiche Diät (HFD) oder eine modifizierte HFD-Diät [Sojaöl in HFD wurde entweder durch Leinöl (Leinsamen), Fischöl ( Fisch) oder Olivenöl (Olive)] für 8 Wochen. (a) Veränderungen des Körper- und Gewebegewichts. epididymales, periperirenales, subsubkutanes, weißes WAT-Fettgewebe. **P < 0,01; *P < 0,05, vs. NC. ##P < 0,01; #P < 0,05 vs. HFD (Dunn-Test für die 8., 15. und 16. Woche und Gewebegewicht und Tukey-Kramer-Test für die 9. bis 14. Woche). (b) ipGTT wurde im Alter von 15 Wochen bewertet. **P < 0,01; *P < 0,05, vs. NC. ##P < 0,01 vs. HFD (Dunn-Test für 0, 30, 90 und 120 Minuten und Tukey-Kramer-Test für 15 und 60 Minuten). (c,d) Nach 5-stündigem Fasten wurden am Ende des Versuchszeitraums Blutzucker, Plasmatriglyceride, nicht veresterte Fettsäuren, Gesamtcholesterin, GLP-1, Insulin und PYY-Spiegel gemessen (n = 7–10 Mäuse). für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05 (Dunn-Test für Blutzucker, Plasmatriglyceride, NEFAs, Gesamtcholesterin, GLP-1 und Insulin sowie Tukey-Kramer-Test für PYY). Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt.

Fettleibigkeit, ein Merkmal des metabolischen Syndroms, war bei fettleibigen Probanden und Mäusen mit chronischen Entzündungen verbunden22. Als nächstes untersuchten wir, ob der Ersatz von Fischöl die Fett- und Dickdarmentzündung beeinflusst. Wir fanden eine signifikante Abnahme der WAT-Adipozytengröße bei mit Fisch gefütterten Mäusen (Abb. 3a, links). Adipozytendifferenzierung und erhöhte Fettgröße korrelieren mit Fettleibigkeit23,24. Als nächstes war die mRNA-Expression von Pparg und Fabp4 auch bei mit Fisch gefütterten Mäusen verringert (Abb. 3a, rechts). Darüber hinaus beobachteten wir bei mit Fisch gefütterten Mäusen im Vergleich zu mit HFD gefütterten Mäusen eine signifikant verringerte mRNA-Expression der Entzündungsmarker Tumornekrosefaktor α (Tnfα), F4/80 und Monozyten-Chemoattraktionsprotein 1 (Mcp1) (Abb. 3b). Darüber hinaus war die mRNA-Expression des Dickdarmentzündungsmarkers (Tnfα) bei mit Fisch gefütterten Mäusen im Vergleich zu mit HFD gefütterten Mäusen ebenfalls unterdrückt (Abb. 3c, links). Die Einnahme eines HFD erhöht den Plasma-LPS-Spiegel von gramnegativen Bakterien im Darm, und mehrere Studien haben gezeigt, dass HFD-induzierte Fettleibigkeit mit einer Verletzung der Darmbarriere einhergeht, was zu einem Anstieg des LPS-Spiegels führt25,26. Daher untersuchten wir die Auswirkungen von mit Fisch gefütterten Mäusen auf die Darmpermeabilität und Barrierefunktion. Mit Fisch gefütterte Mäuse zeigten signifikante Verbesserungen der Durchlässigkeit der Darmepithelbarriere, gemessen anhand der Plasma-LPS-Spiegel (Abb. 3c, rechts). Darüber hinaus war die Expression von Ocln, das für Occludin kodiert, das eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung der Barrierefunktion der Tight Junction spielt, im Dickdarm bei mit NC gefütterten und mit Fisch gefütterten Mäusen vergleichbar, was auf eine mögliche Rolle von Occludin bei der Beeinflussung der Darmpermeabilität schließen lässt (Abb . 3d). Darüber hinaus war die mRNA-Expression von Gcg (kodierend für einen enteroendokrinen Zellmarker) im Dickdarm bei mit HFD, Leinsamen, Fisch und Oliven gefütterten Mäusen im Vergleich zu mit NC gefütterten Mäusen verringert (Abb. 3d). Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die erhöhte Darmpermeabilität, die systemische Entzündung und die erhöhte GLP-1-Sekretion im Darm von mit Fisch gefütterten Mäusen durch eine verbesserte Darmbarrierefunktion gemindert werden.

Fischöl unterdrückte die WAT-Entzündung, indem es die Funktion der Darmbarriere verbesserte. (a–d) Männliche C57BL/6J-Mäuse erhielten entweder normales Futter (NC), eine fettreiche Diät (HFD) oder eine modifizierte HFD-Diät (Sojaöl in HFD wurde entweder durch Leinöl (Leinsamen), Fischöl ( Fisch) oder Olivenöl (Olive) für 8 Wochen. (a) Hämatoxylin-Eosin (H&E)-gefärbtes epididymales WAT und die mittlere Fläche der Adipozyten (n = 4 Mäuse für jede Gruppe). Maßstabsleiste; 400 μm. Die mRNA-Expression von Pparg und Fabp4 im Nebenhoden-WAT (n = 8 Mäuse für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05 (Tukey-Kramer-Test für Adipozytengröße und Fabp4 und Dunn-Test für Pparg). (b) Die mRNA-Expression von Tnfα, F4/80 und Mcp-1 im Nebenhoden-WAT (n = 8 Mäuse für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05 (Dunn-Test). (c) Die mRNA-Expression von Tnfα im Dickdarm (linkes Feld) und die Plasma-LPS-Spiegel (rechtes Feld) wurden am Ende des Versuchszeitraums gemessen (n = 7–10 Mäuse für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05 (Tukey-Kramer-Test für Plasma-LPS und Dunn-Test für Tnfα). (d) Die mRNA-Expression von Ocln und Gcg im Dickdarm (n = 7–8 Mäuse für jede Gruppe). **P < 0,01; *P < 0,05 (Tukey-Kramer-Test für Ocln und Dunn-Test für Gcg). Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt.

Um zu beurteilen, wie sich Lipidquellen aus der Nahrung auf die mikrobielle Zusammensetzung des Darms auswirken, fütterten wir Mäuse 8 Wochen lang mit isokalorischen Diäten, die sich nur in der Lipidzusammensetzung unterschieden (entweder Sojabohnen oder Fischöl) (Ergänzungstabelle 1). Wir analysierten die mikrobielle Zusammensetzung des Darms mithilfe des 16S-rRNA-Gens im Kot dieser Mäuse und beobachteten dramatische Veränderungen in der mikrobiellen Ökologie basierend auf dem Lipidtyp der Nahrung (Abb. 4a – d). Die 16S-rRNA-Gensequenzierung bestätigte, dass mit Fisch gefütterte Mäuse die relative Häufigkeit der Hauptphyla, aus denen die Darmmikrobiota besteht, verändert hatten (Abb. 4a). Konkret beobachteten wir in Übereinstimmung mit einer früheren Studie27 erhöhte Firmicutes- und verringerte Bacteroidota-Werte bei mit HFD gefütterten Mäusen; Allerdings wiesen mit Fisch gefütterte Mäuse verringerte Firmicutes- und erhöhte Bacteroidota-Werte auf (Abb. 4b). Die Chao1- und Shannon-Indizes wurden verwendet, um den Reichtum und die Vielfalt der Mikrobiota zu bewerten. Mit Fisch gefütterte Mäuse wiesen im Vergleich zu mit HFD gefütterten Mäusen eine leicht erhöhte Alpha-Diversität auf (Abb. 4c). Darüber hinaus bestätigten wir, dass mit Fisch gefütterte Mäuse im Vergleich zu mit HFD gefütterten Mäusen eine veränderte Darmmikrobiota-Zusammensetzung aufwiesen, was durch die Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) auf der Grundlage taxonomischer Datensätze angezeigt wurde (Abb. 4d).

Fischöl veränderte die Zusammensetzung der Darmmikrobiota. (a–d) Männliche C57BL/6J-Mäuse erhielten 8 Wochen lang entweder eine fettreiche Diät (HFD) oder eine modifizierte HFD-Diät (Sojaöl in HFD wurde durch Fischöl (Fisch) ersetzt). Die mikrobielle Zusammensetzung des Darms wurde zur Bestimmung der relativen Häufigkeit mikrobieller Phyla (a), des Verhältnisses von Firmicutes zu Bacteroidota (b), des Chao1- und Shannon-Index auf OTU-Ebene (c) und der Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) auf Phylum-Ebene bewertet (d) von Mäusen, denen HFD oder ein modifiziertes HFD (Fisch) im Kot verabreicht wurde (n = 7–8 Mäuse für jede Gruppe). *P < 0,05 (Mann-Whitney-Test).

Um schließlich festzustellen, ob die metabolischen Auswirkungen der fischölhaltigen Ernährung von der Darmmikrobiota abhängen, haben wir die Auswirkungen der fischölhaltigen Ernährung bei mit Antibiotika behandelten Mäusen weiter untersucht (Abx.). In Übereinstimmung mit den Ergebnissen einer früheren Studie 28, 29 beobachteten wir eine Zunahme des Blinddarmgewebegewichts und eine Abnahme der Gesamtbakterienkonzentration bei mit HFD und Fisch gefütterten, mit Abx. behandelten Mäusen (ergänzende Abbildung 1). Ähnlich wie in den Abb. 2 und 3: HFD induzierte eine Zunahme des Körper- und Gewebegewichts, Glukoseintoleranz und Dickdarmentzündungen, während mit Fisch gefütterte Mäuse diese Stoffwechselparameter und Entzündungen wiederherstellten (Daten nicht gezeigt). Körper- und Gewebegewicht, Glukosetoleranz und Blutzuckerspiegel waren jedoch bei mit HFD und mit Fisch gefütterten Mäusen bei mit Abx. behandelten Mäusen vergleichbar (Abb. 5a – c). Darüber hinaus waren die Werte der Plasma-Stoffwechselparameter (TGs, NEFAs, T-Cho, GLP-1 und Insulin) bei mit HFD und mit Fisch gefütterten Mäusen bei mit Abx. behandelten Mäusen ähnlich (Abb. 5d). Darüber hinaus waren durch Modulation der Dickdarmentzündung und -permeabilität die mRNA-Expression von Tnfα und Occludin sowie die Plasma-LPS-Spiegel bei mit HFD und mit Fisch gefütterten Mäusen bei mit Abx. behandelten Mäusen vergleichbar (Abb. 5e). In weißen Fettgeweben waren die Adipozytengröße und die mRNA-Expression von Pparg, Fabp4, Tnfα, F4/80 und Mcp1 bei mit HFD gefütterten und mit Fisch gefütterten Mäusen bei mit Abx. behandelten Mäusen vergleichbar (ergänzende Abbildung 2). Somit deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die metabolischen Vorteile von Fischöl teilweise von der Darmmikrobiota abhängen.

Die durch Fischöl verbesserten Stoffwechselbedingungen wurden bei mit Antibiotika behandelten Mäusen abgeschwächt. (a–e) Männliche C57BL/6J-Mäuse erhielten entweder eine fettreiche Diät (HFD) oder eine modifizierte HFD-Diät (Sojaöl in HFD wurde durch Fischöl (Fisch) ersetzt) ​​und wurden 8 Wochen lang mit Antibiotika (Abx.) behandelt . (a) Veränderungen des Körper- und Gewebegewichts. epididymales, periperirenales, subsubkutanes, weißes WAT-Fettgewebe. (b) ipGTT wurde im Alter von 15 Wochen bewertet. (c,d) Nach 5-stündigem Fasten wurden am Ende des Versuchszeitraums Blutzucker, Plasmatriglyceride, nicht veresterte Fettsäuren, Gesamtcholesterin, GLP-1, Insulin und PYY-Werte gemessen. (e) Die mRNA-Expression von Tnfα und Ocln im Dickdarm (oberes Feld) und die Plasma-LPS-Spiegel (unteres Feld) wurden am Ende des Versuchszeitraums gemessen (n = 7–9 Mäuse für jede Gruppe). Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt. NS nicht signifikant.

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, insbesondere DHA und EPA, verbessern die Glukosetoleranz und Fettleibigkeit. Die Mechanismen, die den positiven Auswirkungen von mit PUFAs in der Nahrung angereichertem Öl, jedoch nicht von FFAs, auf Fettleibigkeit zugrunde liegen, bleiben jedoch unklar. In dieser Studie berichten wir, dass PUFA mit einem hohen Anteil an Fischöl wirksam gegen das Körper- und Gewebegewicht war, indem es den Glukosestoffwechsel verbesserte und die Darmmikrobiota modulierte. Diese metabolischen Vorteile von mit Fischöl angereicherten PUFA standen im Zusammenhang mit der mikrobiellen Zusammensetzung des Darms und ihren Auswirkungen auf die Förderung der Darmbarrierefunktion (ergänzende Abbildung 3).

PUFAs haben als FFAs mehrere positive Wirkungen: Sie verbessern die Durchlässigkeit von Tight Junctions, erleichtern die Proliferation von Epithelzellen, verändern die mikrobielle Zusammensetzung des Darms und fördern die Hormonsekretion im Darm21,30. Darüber hinaus haben zahlreiche Studien gezeigt, dass PUFAs, hauptsächlich DHA und EPA, die Sekretion von GLP-112,14,31 fördern. Unsere Daten legen nahe, dass DHA- und EPA-stimulierte STC-1-Zellen und mit Fisch gefütterte Mäuse die GLP-1-Sekretion spezifisch förderten. Obwohl α-Linolensäure und Ölsäure ebenfalls dazu neigten, die GLP-1-Sekretion in STC-1-Zellen zu fördern, zeigten mit Leinsamen (reich an α-Linolensäure) und Oliven (reich an Ölsäure) gefütterte Mäuse keine erhöhte GLP-1-Sekretion . FFAs in Nahrungslipiden werden durch die Wirkung von Lipasen aus Lipidvorläufern hergestellt. Erhöhtes zirkulierendes LPS unterdrückt die Lipaseaktivität und begünstigt die Ansammlung von Triglyceriden im Darm und anderen Organen32. Darüber hinaus wirkt sich der Lipidtyp, der in den Dünndarm gelangt, und seine Absorption durch die Magenwand direkt auf die Menge und Art des Lipids aus, das in den Dickdarm gelangt. Tatsächlich werden ungesättigte FAs leichter absorbiert als gesättigte FAs. Die Mechanismen, durch die Nahrungsfettsäuren die Darmmikrobiota beeinflussen, sind nicht klar. Obwohl die meisten aufgenommenen Fettsäuren im Dünndarm absorbiert werden, gelangt eine kleine Menge durch den Magen-Darm-Trakt und kann daher die Zusammensetzung der Mikrobiota im Dickdarm direkt beeinflussen. Darüber hinaus beeinflusst die Lipidverdauung im Magen und die Aufnahme in den Dünndarm die Menge und Art der Lipide, die in den Dickdarm gelangen. Die mechanistischen Details darüber, wie sich Nahrungsfettsäuren auf die Darmmikrobiota auswirken, sind nicht bekannt. Die Grundwerte des Inkretinhormons GLP-1 sind bei Mäusen ohne Darmmikrobiota erhöht, was darauf hindeutet, dass bei Fehlen von Darmmikrobiota ein erhöhter Anteil von aus dem Dickdarm stammendem GLP-1 die Darmpassage verlangsamt und so mehr Zeit für die Nährstoffaufnahme lässt33. Im Gegensatz dazu fördern mikrobielle Darmmetaboliten (z. B. SCFAs, sekundäre Gallensäuren und HYA) die GLP-1-Sekretion21,34,35. Diese Ergebnisse veranschaulichen, wie sich der mikrobielle Beitrag zur systemischen Energieversorgung auf die Genexpression und Physiologie des Wirts im Darm auswirkt. Daher ist es notwendig, den Ort zu untersuchen, an dem die LCFAs in aufgenommenen Nahrungslipiden in FFAs umgewandelt werden und dadurch die physiologischen Funktionen beeinflussen.

Chronische HFD, die zu Fettleibigkeit führt, führt zu einer Undichtigkeit der Darmepithelbarriere25,26. Folglich kann LPS in den systemischen Kreislauf gelangen und chronische Entzündungen auslösen, die zu einer Glukoseintoleranz führen36. Wir haben gezeigt, dass die Fütterung mit Fischöl die zirkulierenden LPS-Werte und systemische Entzündungen reduziert, was darauf hindeutet, dass Fischöl möglicherweise zur Aufrechterhaltung der Darmepithelbarrierefunktion und der mikrobiellen Homöostase im Darm beiträgt und so die Glukosetoleranz verbessert. Darüber hinaus bestätigte die 16S-rRNA-Gensequenzierungsanalyse, dass die mikrobielle Zusammensetzung des Darms bei mit Fisch gefütterten Mäusen im Vergleich zu der bei mit HFD gefütterten Mäusen verändert war. Ergänzende Tabelle 1 zeigt, dass gesättigte Fettsäuren, die in Schmalz angereichert sind, toxische Einflüsse haben, indem sie das Bakterienwachstum hemmen, antibakterielle Aktivität wie Lyse und Solubilisierung von Bakterienzellmembranen und Hemmung der ATP-Produktion37,38,39. Andererseits zeigte ein Vergleich von Mäusen mit verschiedenen Diäten (fettarme Diät und Diäten mit einem hohen Anteil an gesättigten Fettsäuren, ω6-PUFA oder ω3-PUFA), dass Diäten mit gesättigten Fettsäuren oder ω6-PUFAs eine Gewichtszunahme hervorriefen. Eine erhöhte Insulinresistenz, eine erhöhte Dickdarmpermeabilität und eine Entzündung des Mesenterialfetts wurden jedoch nur durch gesättigte Fette verursacht8. Die Darmmikrobiota-Zusammensetzung von Mäusen, die eine fettarme Diät und eine ω3-PUFA-Diät erhielten, unterschied sich von den anderen Gruppen, wohingegen die Darmmikrobiota von Mäusen, die eine gesättigte Fettdiät und eine ω6-PUFA-Diät erhielten, ähnlich war. Daher sollten die mikrobiellen Funktionen des Darms und die FFA-Zusammensetzung in Nahrungslipiden, die mit der Ernährung, der Struktur der Darmmikrobiota und der Dyslipidämie zusammenhängen, in großen menschlichen Kohorten untersucht werden, um therapeutische Strategien zur Behandlung von Stoffwechselstörungen zu entwickeln.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass DHA- und EPA-reiches Fischöl HFD-induzierte Fettleibigkeit und Glukoseintoleranz lindern könnte, indem es teilweise das Darmmikrobiom reguliert, die Darmpermeabilität moduliert und die GLP-1-Sekretion fördert. Die durch DHA und EPA stimulierte GLP-1-Sekretion in enteroendokrinen Zellen könnte eine wichtige Rolle bei der Verknüpfung von Ernährung, Darmmikrobiom und Wirtsstoffwechsel spielen. Diese Studie liefert einen neuen Mechanismus, der der Funktion von DHA und EPA bei der Senkung des Blutzuckerspiegels bei adipösen Personen zugrunde liegt.

STC-1-Zellen (murine enteroendokrine Zellen) wurden von der American Type Culture Collection (ATCC; Manassas, VA, USA) erworben und in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium (DMEM) kultiviert, das 5 % fötales Rinderserum (FBS) und 15 % Pferdeserum enthielt wurden bei 37 °C und 5 % CO2 gehalten. Zur Messung der GLP-1-Sekretion wurden die Zellen in Platten mit 24 Vertiefungen (3 × 105 Zellen/Vertiefung) ausplattiert und 48 Stunden lang kultiviert, bevor die GLP-1-Sekretion induziert wurde. Nach 48 Stunden wurde das Kulturmedium gesammelt und serumfreies Medium hinzugefügt, gefolgt von einer 90-minütigen Inkubation. Jede Vertiefung wurde mit FAs [200 μM; Linolensäure (LA), Ölsäure (OA), α-Linolensäure (α-LNA), Docosahexaensäure (DHA), Eicosapentaensäure (EPA), cis-9, trans-11-konjugierte Linolsäure (CLA1), trans -9, trans-11-konjugierte Linolsäure (CLA2), trans-10, cis-12-konjugierte Linolsäure (CLA3), Stearinsäure (SA) oder Palmitinsäure (PA)] für 1 Stunde, und der Überstand wurde gesammelt in Gegenwart eines Dipeptidylpeptidase IV (DPP-IV)-Inhibitors.

Männliche C57BL/6J-Mäuse wurden von Japan SLC (Shizuoka, Japan) gekauft und in einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus gehalten. Alle experimentellen Verfahren mit Mäusen wurden gemäß den vom Ausschuss für Ethik von Tierversuchen der Universität für Landwirtschaft und Technologie Tokio (Genehmigung Nr. R4-147) genehmigten Protokollen sowie den Vorschriften und dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Tierschutzgesetzen durchgeführt Labortiere. Die Studie wurde gemäß den ARRIVE-Richtlinien40 berichtet.

Der Glukosetoleranztest (GTT) und die GLP-1-Sekretionsmessung wurden nach akuter Verabreichung von FAs (LA, OA, α-LNA, DHA oder EPA) durchgeführt. Für die GTT wurden 7 Wochen alten männlichen C57BL/6J-Mäusen nach 16-stündigem Fasten FAs (1 g/kg Körpergewicht), gelöst in 0,5 % CMC (Carboxymethylcellulose-Ammonium, Nacalai Tesque, Kyoto, Japan), per Sonde verabreicht Zeitraum21. Nach 2 Stunden wurde den Mäusen Glukose (2 g/kg Körpergewicht) intraperitoneal verabreicht. Die Plasmaglukosekonzentration in der Schwanzvene wurde vor der Glukoseinjektion und 15, 30, 60, 90 und 120 Minuten nach der Injektion überwacht. Zur GLP-1-Messung wurden 8 Wochen alten männlichen C57BL/6J-Mäusen nach einer 16-stündigen Fastenperiode FFAs (1 g/kg Körpergewicht), gelöst in 0,5 % CMC, per Magensonde verabreicht, und Plasmaproben wurden daraus entnommen Hohlvene nach 2 Stunden.

Zur Langzeitbehandlung wurden 7 Wochen alte C57BL/6 J-Mäuse eine Woche lang mit normalem Futter (NC, CE-2; CLEA, Tokio, Japan) akklimatisiert. Nach der Akklimatisierung wurden die Mäuse nach dem Zufallsprinzip jeder Behandlungsgruppe zugeteilt und entweder mit NC, einem HFD (D12492: Research Diets, New Brunswick, NJ, USA) oder einer modifizierten HFD-Diät gefüttert [Sojaöl in HFD wurde entweder durch Leinöl ( Sigma-Aldrich), Fischöl (Sigma-Aldrich) oder Olivenöl (Sigma-Aldrich)] für 8 Wochen. Die Zusammensetzungen der Diäten sind in der Ergänzungstabelle 1 angegeben. Mit Antibiotika behandelte Mäuse erhielten einen Cocktail aus Antibiotika [0,5 g/L Ampicillin (Wako Pure Chemical Co. Ltd., Osaka, Japan), 0,2 g/L Vancomycin (Wako) , 0,5 g/L Neomycin (Wako) und 0,5 g/L Metronidazol (Wako)] in ihrem Trinkwasser. Während des gesamten Experiments wurden Nahrung und Wasser nach Belieben zur Verfügung gestellt41. Nach 7-wöchiger Behandlung wurden die Mäuse 16 Stunden lang fasten lassen, gefolgt von der GTT.

Die Blutzuckerkonzentrationen wurden mit einem One Touch Ultra-Gerät (LifeScan, Milpitas, CA, USA) gemessen. Die Konzentrationen von Plasmatriglyceriden (LabAssay Triglyceride; Wako), Gesamtcholesterin (LabAssay Cholesterol; Wako), nicht veresterter Fettsäure (LabAssay NEFA; Wako), Peptid YY (Maus/Ratte PYY ELISA Kit, Wako Pure Chemical Co. Ltd.) , Osaka, Japan), GLP-1 (aktiv) ELISA-Kit (Merck Millipore, Billerica, MA, USA) und Insulin ELISA-Kit (Shibayagi, Gunma, Japan) wurden gemäß den Anweisungen des Herstellers gemessen. Zur GLP-1-Messung wurden Plasmaproben und Kulturmedien mit einem DPP-IV-Inhibitor (Merck Millipore, Billerica, MA, USA) behandelt, um den Abbau von aktivem GLP-1 zu verhindern. Die bakteriellen Endotoxinspiegel wurden durch einen chromogenen Endpunkttest mit Limulus-Amöbozyten-Lysat gemäß den Anweisungen des Herstellers (Hycult Biotech, Wayne, PA, USA) bewertet.

Epididymales weißes Fettgewebe wurde in 10 % neutral gepuffertem Formalin fixiert, in Paraffin eingebettet und geschnitten (7 μm). Die Hämatoxylin- und Eosin-Färbung wurde unter Verwendung von Standardtechniken42 mit geringfügigen Modifikationen durchgeführt. Um die Adipozytenfläche zu messen, wurden die Durchmesser von ≥ 20 Zellen aus 4 Abschnitten in jeder Gruppe mit der ImageJ-Software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA) gemessen. Die Ergebnisse wurden als Durchschnitt von > 10 untersuchten Feldern ausgedrückt.

Die Gesamt-RNA wurde aus epididymalem WAT und Dickdarm unter Verwendung eines RNAiso Plus-Reagenzes (TaKaRa, Shiga, Japan) isoliert. Die cDNA wurde unter Verwendung von RNA als Matrizen und Reverse-Transkriptase des Moloney-Maus-Leukämievirus (Invitrogen, Carlsbad, Cam USA) transkribiert. Die quantitative Reverse-Transkriptase (qRT)-PCR-Analyse wurde unter Verwendung des StepOnePlus-Echtzeit-PCR-Systems (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) mit TB Green Premix Ex Taq II (TaKaRa) durchgeführt. Die Reaktion wurde 30 s lang bei 95 °C durchgeführt, gefolgt von 40 Zyklen von 5 s lang bei 95 °C, 30 s lang bei 58 °C und 1 min lang bei 72 °C. Die Dissoziationsphase wurde 15 s lang bei 95 °C analysiert, gefolgt von einem Zyklus von 1 min lang bei 60 °C und 15 s lang bei 95 °C. Die Primersequenzen waren wie folgt: Pparg, 5'-TCAGCTCTGTGGACCTCTCC-3' (vorwärts) und 5'-ACCCTTGCATCCTTCACAAG-3' (rückwärts); Fabp4, 5′-GATGCCTTTGTGGGAACCTGG-3′ (vorwärts) und 5′-CTGTCGTCTGCGGTGATTTC-3′ (rückwärts); Tnfa, 5′-TCGTAGCAAACCACCAAGTG-3′ (vorwärts) und 5′-CTTTGAGATCCATGCCGTTG-3′ (rückwärts); F4/80, 5′-GGAGGATGGGAGATGGACAC-3′ (vorwärts) und 5′-ACAGCACGACACAGCAGGAA-3′ (rückwärts); Ocln, 5'-CACACTTGCTTGGGACAGAG-3' (vorwärts) und 5'-TAGCCATAGCCTCCATAGCC-3' (rückwärts); Mcp1, 5'-AATCTGAAGCTAATGCATCC-3' (vorwärts) und 5'-GTGTTGAATCTGGATTCACA-3' (rückwärts); Gcg, 5'-TGGACTCCCGCCGTGCCCAA-3' (vorwärts) und 5'-CGACTTCTTCTGGGAAGTCTCGCCT-3' (rückwärts); und 18S, 5′-ACGCTGAGCCAGTCAGTGTA-3′ (vorwärts) und 5′-CTTAGAGGGACAAGTGGCG-3′ (rückwärts).

Fäkale DNA wurde aus gefrorenen Proben mit dem FastDNA SPIN-Kit für Fäkalien (MP Biomedicals, Santa Ana, CA, USA) gemäß den Anweisungen des Herstellers extrahiert20. Teilweise 16 S-rRNA-Gensequenzen wurden mit den Primern 515 F (5'-TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGGTGYCAGCMGCCGCGGTAA-3′) und 806 R (5′-GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAGGGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′) gezielt auf die hypervariablen Regionen v4 amplifiziert. Aus jeder Probe erzeugte Amplikons wurden anschließend mit AMPure XP (Beckman Coulter, Brea, CA, USA) gereinigt. Die vom MiSeq-Sequenzer (Illumina, San Diego, CA, USA) unter Verwendung des MiSeq-Reagenzienkits (Version 3.0; 600 Zyklen) generierten 16S-rRNA-Sequenzdaten wurden durch die quantitativen Erkenntnisse zur mikrobiellen Ökologie (QIIME 2. 2022.2.0; http ://qiime.org/)-Pipeline. Die Datenanalyse wurde mit der MiSeq Reporter-Software mit der SILVA-Datenbank (Illumina) durchgeführt. Diversitätsanalysen wurden mit dem QIIME-Skript core_diversity_analyses.py durchgeführt. Die statistische Signifikanz der Stichprobengruppierungen wurde mithilfe einer permutationellen multivariaten Varianzanalyse (QIIME-Skript „compare_categories.py“) bewertet. Die 16S-rRNA-Sequenzierungsdaten wurden im DDBJ unter der Hinterlegungsnummer DRA015131 hinterlegt.

Die quantitative PCR-Analyse wurde mit SYBR Premix Ex Taq II (TAKARA) und dem StepOneTM Echtzeit-PCR-System (Applied Biosystems) wie zuvor beschrieben41 durchgeführt. Bakterielle Primersequenzen sind wie folgt; Universell, 5′-CRAACAGGATTAGAACCCT-3′ (vorwärts) und 5′-GGTAAGGTTCCTCGCGTAT-3′ (rückwärts).

Alle Werte werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt. Die Daten wurden mit kommerziell erhältlicher Statistiksoftware analysiert: Prism Version 9.4.1 (GraphPad Software, La Jolla, CA, www.graphpad.com). Die Datennormalität wurde mithilfe des Shapiro-Wilk-Tests überprüft. Für normale Daten wurde der Varianzgleichheitstest mit dem F-Test (zum Vergleich zweier Gruppen) oder dem Bartlett-Test (zum Vergleich von mehr als drei Gruppen) durchgeführt. Beim Vergleich zweier Gruppen wurde entweder der zweiseitige ungepaarte t-Test (für parametrische Daten) oder der Mann-Whitney-Test (für nichtparametrische Daten) verwendet. Beim Vergleich von mehr als drei Gruppen wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) (für parametrische Daten) oder ein Kruskal-Wallis-Test (für nichtparametrische Daten) durchgeführt, gefolgt von Post-hoc-Mehrfachvergleichstests entweder von Dunnett, Tukey-Kramer oder Dunns Test. P-Werte aus diesen mehreren Vergleichstests wurden korrigiert und als angepasste P-Werte angegeben. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich. Die 16S-rRNA-Sequenzierungsdaten wurden im DDBJ unter der Zugangsnummer DRA015131 (https://ddbj.nig.ac.jp/resource/sra-submission/DRA015131) hinterlegt.

Christ, A., Lauterbach, M. & Latz, E. Westliche Ernährung und das Immunsystem: Ein entzündlicher Zusammenhang. Immunität 51, 794–811 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kahn, SE, Hull, RL & Utzschneider, KM Mechanismen, die Fettleibigkeit mit Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes verbinden. Natur 444, 840–846 (2006).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Makki, K., Froguel, P. & Wolowczuk, I. Fettgewebe bei durch Fettleibigkeit bedingten Entzündungen und Insulinresistenz: Zellen, Zytokine und Chemokine. ISRN Inflamm. 2013, 139239 (2013).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Marchesi, JR et al. Die Darmmikrobiota und die Gesundheit des Wirts: Eine neue klinische Grenze. Gut 65, 330–339 (2016).

Artikel PubMed Google Scholar

Delzenne, NM & Cani, PD Darmmikrobiota und die Pathogenese der Insulinresistenz. Curr. Diab. Rep. 11, 154–159 (2011).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Everard, A. et al. Das intestinale epitheliale MyD88 ist ein Sensor, der den Stoffwechsel des Wirts je nach Ernährungszustand in Richtung Fettleibigkeit schaltet. Nat. Komm. 5, 5648 (2014).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

de Git, KCG & Adan, RAH Leptinresistenz bei ernährungsbedingter Fettleibigkeit: Die Rolle der hypothalamischen Entzündung. Obes. Rev. 16, 207–224 (2015).

Artikel PubMed Google Scholar

Lam, YY et al. Auswirkungen des Nahrungsfettprofils auf die Darmpermeabilität und Mikrobiota und ihre Beziehungen zu Stoffwechselveränderungen bei Mäusen. Obesity 23, 1429–1439 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhu, L. et al. Diätetisches Leinsamenöl, das reich an Omega-3 ist, unterdrückt den Schweregrad von Typ-2-Diabetes mellitus durch entzündungshemmende und modulierende Darmmikrobiota bei Ratten. Lipide Health Dis. 19, 20 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Caesar, R., Tremaroli, V., Kovatcheva-Datchary, P., Cani, PD & Bäckhed, F. Crosstalk zwischen Darmmikrobiota und Nahrungslipiden verschlimmert WAT-Entzündungen durch TLR-Signalisierung. Zellmetabolismus 22, 658–668 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Qin, N. et al. Aus Coregonus peled gewonnenes Fischöl verbessert den Fettleibigkeitsphänotyp und verändert die Darmmikrobiota in einem durch fettreiche Ernährung induzierten Mausmodell für wiederkehrende Fettleibigkeit. Lebensmittelfunktion. 11, 6158–6169 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhuang, P. et al. Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure schwächen Hyperglykämie über die Mikrobiom-Darm-Organ-Achse bei db/db-Mäusen ab. Mikrobiom 9, 185 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bhaswant, M., Poudyal, H. & Brown, L. Mechanismen einer erhöhten Insulinsekretion und -empfindlichkeit bei n-3-ungesättigten Fettsäuren. J. Nutr. Biochem. 26, 571–584 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Morishita, M., Tanaka, T., Shida, T. & Takayama, K. Nützlichkeit von DHA und EPA auf den Dickdarm als neuartige Diabetesmedikamente, die die intrinsische GLP-1-Sekretion fördern. J. Kontrolle. Veröffentlichung 132, 99–104 (2008).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Shida, T., Kamei, N., Takeda-Morishita, M., Isowa, K. & Takayama, K. Die Abgabe von Docosahexaensäure im Dickdarm verbessert die gestörte Glukosetoleranz über die GLP-1-Sekretion und unterdrückt die Pankreas-Inselhyperplasie bei diabetischem KK-Ay Mäuse. Int. J. Pharm. 450, 63–69 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Paniagua, JA et al. Eine MUFA-reiche Ernährung verbessert die posprandialen Glukose-, Lipid- und GLP-1-Reaktionen bei insulinresistenten Personen. Marmelade. Slg. Nutr. 26, 434–444 (2007).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhuang, P. et al. Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure verändern das Darmmikrobiom unterschiedlich und kehren die durch fettreiche Ernährung verursachte Insulinresistenz um. Mol. Nutr. Lebensmittelres. 64, e1900946 (2020).

Artikel PubMed Google Scholar

Pickens, CA, Albuquerque Pereira, MDF & Fenton, JI Langkettige mehrfach ungesättigte ω-6-Plasma-Phospholipid-Fettsäuren und Zusammenhang mit Kolonadenomen bei erwachsenen Männern: Eine Querschnittsstudie. EUR. J. Krebs Vorher. 26, 497–505 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Romagnolo, DF & Selmin, OI Mittelmeerdiät und Prävention chronischer Krankheiten. Nutr. Heute 52, 208–222 (2017).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Greiner, TU & Bäckhed, F. Mikrobielle Regulation von GLP-1 und L-Zell-Biologie. Mol. Metab. 5, 753–758 (2016).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Miyamoto, J. et al. Die Darmmikrobiota verleiht dem Wirt Widerstand gegen Fettleibigkeit, indem sie mehrfach ungesättigte Fettsäuren aus der Nahrung verstoffwechselt. Nat. Komm. 10, 1–5 (2019).

Artikel Google Scholar

Stȩpień, M. et al. Adipositas-Indizes und Entzündungsmarker bei adipösen, nicht-diabetischen, normo- und hypertensiven Patienten: Eine vergleichende Pilotstudie. Lipide Health Dis. 13, 29 (2014).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Emont, MP et al. Ein Einzelzellatlas des weißen Fettgewebes von Menschen und Mäusen. Natur 603, 926–933 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kazak, L. et al. Eine genetische Erschöpfung des Adipozyten-Kreatinstoffwechsels hemmt die ernährungsbedingte Thermogenese und fördert Fettleibigkeit. Zellmetabolismus 26, 660–671 (2017).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cani, PD et al. Veränderungen in der Darmmikrobiota kontrollieren metabolische Endotoxämie-induzierte Entzündungen bei fettreicher Ernährung und Diabetes bei Mäusen. Diabetes 57, 1470–1481 (2008).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Luck, H. et al. Regulierung der durch Fettleibigkeit bedingten Insulinresistenz mit entzündungshemmenden Mitteln im Darm. Zellmetabolismus 21, 527–542 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Turnbaugh, PJ et al. Ein mit Fettleibigkeit assoziiertes Darmmikrobiom mit erhöhter Kapazität zur Energiegewinnung. Natur 444, 1027–1031 (2006).

Artikel ADS PubMed Google Scholar

Maertens, B., Gagnaire, A., Paerewijck, O., De Bosscher, K. & Geldhof, P. Regulatorische Rolle der Darmmikrobiota bei der Immunantwort gegen Giardia. Wissenschaft. Rep. 11, 10601 (2021).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ge, X. et al. Durch Antibiotika verursachte Erschöpfung der Mikrobiota von Mäusen führt zu Veränderungen in der Serotonin-Biosynthese und der Darmmotilität des Wirts. J. Übers. Med. 15, 13 (2017).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Miyamoto, J. et al. Ein darmmikrobieller Metabolit von Linolsäure, 10-Hydroxy-cis-12-octadecensäure, verbessert die Beeinträchtigung der intestinalen Epithelbarriere teilweise über den GPR40-MEK-ERK-Weg. J. Biol. Chem. 290, 2902–2918 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Rodriguez-Echevarria, R. et al. Ernährungsumstellung und Omega-3-Hydroxyfettsäuren zeigen unterschiedliche hepatoprotektive Wirkungen in einem Adipositas-/nichtalkoholischen Fettlebererkrankungsmodell bei Mäusen. Welt J. Gastroenterol. 24, 461–474 (2018).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kobyliak, N., Virchenko, O. & Falalyeyeva, T. Pathophysiologische Rolle der Wirtsmikrobiota bei der Entwicklung von Fettleibigkeit. Nutr. J. 15, 43 (2016).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Wichmann, A. et al. Die mikrobielle Modulation der Energieverfügbarkeit im Dickdarm reguliert die Darmpassage. Cell Host Microbe 14, 582–590 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Tolhurst, G. et al. Kurzkettige Fettsäuren stimulieren die Glucagon-ähnliche Peptid-1-Sekretion über den G-Protein-gekoppelten Rezeptor FFAR2. Diabetes 61, 364–371 (2012).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Thomas, C. et al. Die TGR5-vermittelte Gallensäureerkennung steuert die Glukosehomöostase. Zellmetabolismus 10, 167–177 (2009).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Winer, DA, Luck, H., Tsai, S. & Winer, S. Das intestinale Immunsystem bei Fettleibigkeit und Insulinresistenz. Zellmetabolismus 23, 413–426 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Jackman, JA, Yoon, BK, Li, D. & Cho, NJ Nanotechnologische Formulierungen für antibakterielle freie Fettsäuren und Monoglyceride. Molecules 21, 305 (2016).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Shilling, M. et al. Antimikrobielle Wirkung von nativem Kokosnussöl und seinen mittelkettigen Fettsäuren auf Clostridium difficile. J. Med. Essen 16, 1079–1085 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Sheu, CW & Freese, E. Schutz der Lipopolysaccharidschicht gramnegativer Bakterien vor Hemmung durch langkettige Fettsäuren. J. Bakteriol. 115, 869–875 (1973).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Percie du Sert, N. et al. Die ARRIVE-Richtlinien 2.0: Aktualisierte Richtlinien für die Meldung von Tierversuchen. PLoS Biol. 18, e3000410 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Miyamoto, J. et al. Der Ketonkörperrezeptor GPR43 reguliert den Lipidstoffwechsel unter ketogenen Bedingungen. Proz. Natl. Acad. Wissenschaft. USA 116, 23813–23821 (2019).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kimura, I. et al. Die mütterliche Darmmikrobiota in der Schwangerschaft beeinflusst den metabolischen Phänotyp der Nachkommen bei Mäusen. Wissenschaft 367, 8429 (2020).

Artikel Google Scholar

Referenzen herunterladen

Diese Arbeit wurde durch Forschungsstipendien des JSPS KAKENHI (JP22K17771), der Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders, des Institute for Fermentation Osaka, der Nakajima Foundation, der Takeda Science Foundation, der TOYO SUISAN Foundation und der Asahi Glass Foundation (to JM).

Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen: Yuri Haneishi und Yuma Furuya.

Abteilung für Angewandte Biowissenschaften, Graduate School of Agriculture, Universität für Landwirtschaft und Technologie Tokio, Fuchu-shi, Tokio, 183-8509, Japan

Yuri Haneishi, Yuma Furuya, Mayu Hasegawa und Junki Miyamoto

Zentrum für Epidemiologie und Präventionsforschung im Bereich Infektionskrankheiten: CEPiR, Universität für Landwirtschaft und Technologie Tokio, Fuchu-shi, Tokio, 183-8509, Japan

Hitoshi Takemae und Tetsuya Mizutani

Abteilung für internationale Lebensmittel- und Agrarwissenschaften, Fakultät für internationale Lebensmittel- und Agrarstudien, Universität für Landwirtschaft Tokio, Setagaya-ku, Tokio, 156-8502, Japan

Yuri Tanioka

Institut für Lebensmittelwissenschaften, CNR, via Roma 64, 83100, Avellino, Italien

Mauro Rossi

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

YH führte die Experimente durch und schrieb die Arbeit; YF, MH, HT führten die Experimente durch; YT, TM, MR interpretierten die Daten; JM betreute das Projekt, führte die Experimente durch, interpretierte Daten und schrieb die Arbeit; JM trug die Hauptverantwortung für den endgültigen Inhalt. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Junki Miyamoto.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht durch gesetzliche Vorschriften zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Haneishi, Y., Furuya, Y., Hasegawa, M. et al. Nahrungslipide, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind, verhindern bei Mäusen Fettleibigkeit, die durch eine fettreiche Ernährung verursacht wird. Sci Rep 13, 5556 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32851-7

Zitat herunterladen

Eingegangen: 16. November 2022

Angenommen: 03. April 2023

Veröffentlicht: 05. April 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-32851-7

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein Link zum Teilen verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.