La crusca di riso modula i fattori di rischio di malattie renali negli animali sottoposti a una dieta ricca di zuccheri
Mar 06, 2022
Introduzione
Cronicomalattie renali(CKD) è definito come i cambiamenti nelfunzione renaleo struttura per più di tre mesi, indipendentemente dalla causa, che colpisce la salute di un individuo 1. I dati epidemiologici mostrano che l'insufficienza renale cronica colpisce il 10-16% degli adulti nel mondo 2 , è considerato un problema di salute globale. La diagnosi di CKD è solitamente stabilita dalla velocità di filtrazione glomerulare (GFR). Tuttavia, l'intervallo GFR di riferimento non escludemalattia renale, damalattia renaleporta ad una diminuzione difunzione renale.In questo contesto, il NationalReneLa Fondazione raccomanda l'analisi della proteinuria per il rilevamento in fase iniziale e le stime GFR per valutare la progressione dimalattie renali3. Obesità, diabete e ipertensione sono fattori di rischio comuni per CKD 4 . L'insufficienza renale cronica si manifesta a causa di molti insulti patologici, tra cui l'infiammazione e lo stress ossidativo, che colpisconofunzione renalee distruggi i nefroni. La letteratura riporta un'associazione tra renale compromissione e diversi mediatori dell'infiammazione tra cui l'interleuchina-6 (IL-6) e il fattore di necrosi tumorale- (TNF-) suggerendo che l'insufficienza renale cronica è un processo infiammatorio di basso grado 5,6.
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Lo stress ossidativo può essere considerato uno squilibrio nel rapporto di produzione/degrado delle specie reattive dell'ossigeno (ROS). Livelli eccessivi di ROS possono produrre danni cellulari interagendo con le biomolecole (proteine, lipidi e acidi nucleici) con conseguenti effetti negativi sulla funzione e struttura dei tessuti, inclusirene. Gli studi dimostrano che l'aumento dei marcatori di stress ossidativo, poiché la malondialdeide (MDA) e la proteina carbonilata sono inversamente correlati conrenefunzione 5,7. Di conseguenza, i nefroni compensano la funzione dei nefroni feriti con l'iperfiltrazione, portando a ipertensione glomerulare, proteinuria e infine perdita difunzione renaletempo palese 1 . Sono associati diversi meccanismirenaleinfiammazione e stress ossidativo. Quando attivato, il recettore per i prodotti finali della glicazione avanzata (RAGE), un membro multi-ligando della superfamiglia delle immunoglobuline dei recettori della superficie cellulare, porta a una sequenza di segnalazione con l'attivazione del fattore nucleare kappa-B (NFκB) con conseguente pro- produzione di citochine infiammatorie, come TNF-, IL-6 e proteina chemiotattica dei monociti-1 (MCP-1) 8 . L'attivazione di RAGE può anche indurre direttamente lo stress ossidativo attivando la nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADPH)-ossidasi (NOX), in particolare NOX-4. Pertanto, l'attivazione di RAGE è un'interfaccia tra lo stress ossidativo e l'infiammazione, che sono pilastri per lo sviluppo di diverse malattie, specialmente negli organi che esprimono questi recettori AGE, come cervello, cuore ereni 9 .
In questo contesto è emerso interesse sul ruolo degli alimenti funzionali nella prevenzione di alcune malattie. La crusca di riso è uno dei prodotti più abbondanti dell'industria molitoria del riso ed è ricco di vitamine, tra cui vitamina E, tiamina, niacina e minerali come alluminio, calcio, cloro, ferro, magnesio, manganese, fosforo, potassio, sodio, e zinco. Contiene anche una quantità significativa di antiossidanti come tocoferoli, tocotrienoli e orizanolo. La crusca di riso contiene anche proteine ad alto valore nutritivo ed è una buona fonte di fibre alimentari sia solubili che insolubili 10 . Pertanto, considerando che il consumo di una dieta ricca di zuccheri può portare all'obesità emalattie renalisviluppo dei fattori di rischio e la mancanza di studi sull'effetto della crusca di riso su questi aspetti fisiopatologici, lo scopo di questo studio era di valutare l'effetto della crusca di riso sulla modulazionemalattia renalefattori di rischio negli animali sottoposti a dieta ricca di zuccheri.
Parole chiave:Test di funzionalità renale; fitochimici; Infiammazione; Lo stress ossidativo; Renale
CISTANCHE MIGLIORA LA MALATTIA RENALE/RENALE
Materiale e metodi
Animali e protocollo sperimentaleNel presente studio, ratti Wistar maschi (± 325 g) dell'Animal Center of Botucatu Medical School, Università statale di San Paolo (UNESP, Botucatu, SP, Brasile), sono stati divisi in due gruppi sperimentali per ricevere una dieta ricca di zuccheri e grassi ( HSF, n=8) o dieta ricca di zuccheri e grassi con crusca di riso (HSF più RB, n=8) per 20 settimane. Le diete e l'acqua venivano fornite ad libitum. La composizione della dieta è stata descritta nel nostro precedente studio 11 . Tutti gli animali sono stati alloggiati in una stanza a controllo ambientale (22±3 ºC, 12 ore di ciclo luce-buio e umidità relativa del 60±5 percento). Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti in conformità con il Canadian Council on Animal Care (CCAC) 12 e le procedure sono state approvate dall'Animal Ethics Committee della Botucatu Medical School (1305/2019). Al fine di confermare gli effetti della dieta ricca di zuccheri e grassirenalecome gruppo di riferimento (gruppo di controllo di base) sono stati utilizzati i fattori di rischio sviluppati nel gruppo HSF, Wistar maschio (n=8, ±325 g e stessa età), alimentato con una dieta standard. Al termine dell'esperimento, gli animali sono stati soppressi mediante decapitazione dopo anestesia con tiopentale (120 mg/kg, iniezione intraperitoneale) e sono stati compiuti tutti gli sforzi per ridurre al minimo la sofferenza. Il sangue di animali a digiuno è stato raccolto in provette contenenti EDTA e centrifugato a 3500 rpm e il plasma è stato raccolto per l'analisi. depositi di grasso erenisono stati raccolti per l'analisi.
Dose di crusca di risoPoiché la crusca di riso contiene componenti antinutrizionali, come lipasi e inibitori della tripsina 10 , è stata sottoposta a un processo di stabilizzazione, che consisteva nel riscaldare in forno a 100ºC, per 4 minuti. Dopo il processo di stabilizzazione, è stato miscelato al cibo in una dose dell'11% (p/p). La dose è stata scelta sulla base di studi precedenti 13 .
Parametri nutrizionaliI parametri nutrizionali valutati sono stati: assunzione di cibo, assunzione di acqua e apporto calorico. L'apporto calorico è stato determinato moltiplicando il valore energetico di ciascuna dieta (g × Kcal) per il consumo giornaliero di cibo più le calorie dell'acqua (0,25 × 4 × ml consumate).
Composizione corporeaLa composizione corporea è stata valutata considerando il peso corporeo finale (FBW) e l'indice di adiposità (AI). Dopo l'eutanasia, i tessuti adiposi (viscerale (IVA), epididimale (EAT) e retroperitoneale (RAT)) sono stati utilizzati per calcolare l'IA con la seguente formula: AI=IVA più EAT più RAT /FBW × {{1 }} .
Analisi metabolicaDopo 8 ore di digiuno, è stato raccolto il sangue e il plasma è stato utilizzato per misurare i parametri biochimici. La concentrazione di glucosio è stata determinata utilizzando un glucometro (Accu-Chek Performa, Roche Diagnostics Brazil Limited) e i trigliceridi sono stati misurati con un sistema di analisi enzimatico automatico (Analizzatore chimico BS-200, Mindray Medical International Limited, Shenzhen, Cina). Il livello di insulina è stato misurato utilizzando il metodo del test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) utilizzando kit commerciali (EMDMillipore Corporation, Billerica, MA, USA). Il modello omeostatico di insulino-resistenza (HOMA-IR) è stato utilizzato come indice di insulino-resistenza, calcolato secondo la formula: HOMA-IR=(glucosio a digiuno (mmol/L) x insulina a digiuno (µU/mL)) /22.5 15 .
Pressione di Bold sistolicaLa pressione sanguigna sistolica (SBP) è stata valutata in ratti coscienti con il metodo non invasivo del polsino della coda con un elettrosfigmomanometro Narco Bio-Systems ® (International Biomedical, Austin, TX, USA). Gli animali sono stati tenuti in una scatola di legno (50 × 40 cm) a una temperatura compresa tra 38 e 40 gradi per 4-5 minuti per stimolare la vasodilatazione arteriosa16. Dopo questa procedura, un bracciale con un sensore di pulsazioni pneumatico è stato attaccato alla coda di ciascun animale. Il bracciale è stato gonfiato a una pressione di 200 mmHg e successivamente sgonfiato. I valori della pressione sanguigna sono stati registrati su un poligrafo Gould RS 3200 (Gould Instrumental Valley View, Ohio, USA). Per ogni animale è stata registrata la media di tre letture di pressione.
CISTANCHE MIGLIORERA' L'INFEZIONE RENALE/RENALE
Infiammazione renaleRenaletessuto (±150 mg) è stato omogeneizzato (ULTRA-TURRAX ® T 25 basic IKA ® Werke, Staufen, Germania) in 1,0 mL di soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) pH 7,4 in soluzione fredda e centrifugato a 800 g a 4 gradi per 10 min. Nell'analisi è stato utilizzato il supernatante (100 μL). I livelli di TNF- e IL{13}} sono stati misurati utilizzando il metodo ELISA con kit commerciali di R&D The system, Minneapolis, USA. Il supernatante (100 μL) è stato utilizzato per l'analisi e i risultati sono stati corretti in base alla quantità di proteine.
Livelli di malOndialdeide renale (mda)Il livello di MDA è stato utilizzato per valutare la perossidazione lipidica. In breve, sono stati utilizzati 250 µL di surnatante di tessuto adiposo dell'epididimo più 750 µL di acido tricloroacetico al 10% per la precipitazione delle proteine. I campioni sono stati centrifugati (3000 rpm, per 5 minuti; Eppendorf ® Centrifuge 5804-R, Amburgo, Germania) e il supernatante rimosso. È stato aggiunto acido tiobarbiturico (TBA) allo 0,67 percento in rapporto (1:1) e i campioni sono stati riscaldati per 15 minuti a 100 gradi. MDA reagisce con TBA nel rapporto 1:2 (MDA:TBA). Dopo il raffreddamento, la lettura a 535 nm è stata eseguita sul lettore di micropiastre Spectra Max 190 (Molecular Devices ® , Sunnyvale, CA, USA). La concentrazione di MDA è stata ottenuta dal coefficiente di estinzione molare (1,56 x 10 5 M -1 ·cm -1 ) e dall'assorbanza dei campioni e dal risultato finale riportato in nmol/g di proteina 17 .
Carbonila proteica renaleLe proteine carbonilate sono state misurate con un metodo non specifico che utilizza DNPH (2,{1}}agente derivatizzante dinitrofenilidrazina) e il rilevamento fotometrico di qualsiasi proteina modificata mediante carbonilazione. I livelli di proteine carbonilate sono riportati in nmol di DNPH/mg di proteine 18 .
Livelli di rabbiaIl tessuto renale (±150 mg) è stato omogeneizzato (ULTRA-TURRAX® T 25 basic IKA® Werke, Staufen, Germania) in 1,0 mL di soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) pH 7,4 in soluzione fredda e centrifugato a 800 g a 4 gradi per 10 min. Nell'analisi è stato utilizzato il supernatante (100 µl). I livelli di RAGE sono stati misurati con il metodo ELISA utilizzando kit commerciali di R&D System, Minneapolis, USA. I risultati sono stati corretti in base alla quantità di proteine.
Funzione renaleA 24 ore, l'urina è stata raccolta dalle gabbie metaboliche per misurare l'escrezione di creatinina e la proteina totale. Tutte le analisi sono state eseguite con un sistema di analisi enzimatico automatico (analizzatore biochimico BS- 200, Mindray, Cina). Sono state calcolate anche la velocità di filtrazione glomerulare (GFR=(creatinina urinaria × flusso)/creatinina plasmatica) e la proteinuria (rapporto proteine/creatinina).
Analisi statisticaI dati sono stati sottoposti al test di normalità di Kolmogorov-Smirnov. Le variabili parametriche sono state confrontate con il test t di Student ei risultati sono riportati come media ± deviazione standard. Le variabili non parametriche sono state confrontate con il test di Mann-Whitney ei risultati sono riportati come mediana (intervallo interquartile (25-75)). La correlazione di Pearson è stata utilizzata per valutare l'associazione tra i parametri. Le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando Sigma Stat per Windows versione 3.5 (Systat Software Inc., San Jose, CA, USA). Un valore p < 0.05="" è="" stato="" considerato="" statisticamente="">
DiscussioneLo studio mirava a valutare l'effetto della crusca di riso sulla modulazione didanno renalefattori di rischio.Malattie renaliha un effetto importante sulla salute globale, sia come causa diretta di morbilità e mortalità sia come importante fattore di rischio per le malattie cardiovascolari. Inoltre, l'insufficienza renale cronica è prevenibile e curabile e merita maggiore attenzione nel processo decisionale delle politiche sanitarie globali 19 . Pertanto, la scoperta di prodotti naturali, come la crusca di riso, in grado di prevenire questa condizione è estremamente rilevante. Nel presente studio è stato osservato un effetto benefico della crusca di riso sul principalemalattia renalefattori di rischio. Allo stesso tempo, il gruppo HSF ha mostrato proteinuria e diversi fattori di rischio perdanno renale,tra questi: obesità, dislipidemia, insulino-resistenza, infiammazione e stress ossidativo 4 . La letteratura è scarsa di studi con crusca di riso e CKD. Uno studio pubblicato dal nostro gruppo di ricerca
ha scoperto che Oz, il principale composto bioattivo della crusca di riso, era efficace per recuperare l'obesità indottamalattie renalidopo 10 settimane di trattamento nei ratti Wistar 20 . Un altro studio sperimentale di Al-Okbi et al. 21 hanno scoperto che -orizanolo ( -O) e miscela di olio di crusca di riso/ -O (RBO/ -O) hanno effetti protettivi sulle malattie cardiovascolari e sulla sindrome cardiorenale, simili a Francisqueti et al. 22, che ha riscontrato un effetto protettivo di Oz sulla sindrome metabolica cardiorenale. L'obesità è stata identificata come una delle principali cause dimalattie renalipoiché è associato ad alterazioni emodinamiche, strutturali e istopatologiche nelrene,così come alterazioni metaboliche e biochimiche che predispongono amalattie renali23,24. Gli animali che hanno ricevuto crusca di riso presentavano lo stesso cibo, acqua e apporto calorico, tuttavia peso corporeo finale e indice di adiposità inferiori rispetto al gruppo HSF. Sebbene non sia chiarito il meccanismo con cui la crusca di riso protegge dall'obesità, la letteratura conferma questo effetto antiobesogeno e attribuisce i benefici alle fibre alimentari, agli oligosaccaridi, alle emicellulose e ai polisaccaridi non amidacei, nonché ad alcuni fitochimici idrosolubili presenti nella crusca di riso 25
L'obesità è il principale fattore di rischio per lo sviluppo di malattie croniche, come il diabete di tipo 2 e le malattie cardiovascolari, che aumentano il rischio di CKD 26 . L'iperglicemia aumenta il non enzimatico.la reazione del glucosio e di altri composti glicati derivati sia dal glucosio che dall'aumentata ossidazione degli acidi grassi, che genera prodotti finali di glicazione avanzata in tipi cellulari soggetti a complicanze, tra cuirenecellule 27 . Il gruppo HSF non solo ha sviluppato obesità ma anche insulino-resistenza. Tuttavia, gli animali che hanno ricevuto crusca di riso non hanno presentato resistenza all'insulina, il che può essere spiegato dalla protezione contro l'obesità nel gruppo HSF più RB. L'eccessivo tessuto adiposo è associato a un'infiammazione cronica di basso grado che può spiegare lo sviluppo di patologie legate all'obesità, come il diabete mellito di tipo 2 28,29. L'ipertensione è un importante fattore di rischio permalattia renale30. Molteplici meccanismi sono coinvolti nella determinazione didanno renalenell'ipertensione,
come il sistema renina-angiotensina-aldosterone (RAAS), stress ossidativo, disfunzione endoteliale e infiammazione 31 . Nel presente studio, non è stato osservato alcun effetto della crusca di riso sulla pressione sanguigna sistolica. Tuttavia, il gruppo HSF più RB ha presentato protezione controdanno ai reni,che può essere spiegato dall'effetto sull'infiammazione e sullo stress ossidativo. Il principale composto bioattivo in RB è il gamma-orizanolo, che ha dimostrato effetti antiossidanti e antinfiammatori 25,32 anche nei reni di animali obesi 20 . La sovraregolazione delle citochine pro-infiammatorie, come IL-6 e TNF-, mediata da AGE/RAGE e NFκB, aumenta lo stress ossidativo, che porta a
infiammazione sistemica, lesioni glomerulari e tubulari e proteinuria. Tra le citochine, il TNF- è noto per causare citotossicità diretta e apoptosi direnalecellule 33,34. le molecole riflettono il danno mediato dallo stress ossidativo nelle cellule e nei tessuti e la loro misurazione può essere indicativa dello stress ossidativo in una specifica malattia, nonché della potenziale efficacia dei trattamenti clinici. Alcune di queste modificazioni, come la carbonilazione, sono irreversibili e possono portare a un'alterata espressione e attività delle proteine, con conseguente danno d'organo 35 . Confermando l'effetto antiossidante e antinfiammatorio della crusca di riso, gli animali HSF più RB hanno mostrato una riduzione di TNF-, IL-6, RAGE, carbonilazione proteica e proteinuria rispetto al gruppo HSF.
In sintesi, la crusca di riso è stata in grado di prevenire l'obesità, la resistenza all'insulina, la dislipidemia, l'infiammazione, lo stress ossidativo emalattia renale.Questi risultati forniscono importanti informazioni sull'uso di composti bioattivi come terapie alternative per la prevenzionemalattia renalee fattori di rischio associati. Tuttavia, poiché il principale limite di questo studio non era la valutazione dei percorsi coinvolti negli effetti positivi della crusca di riso, sono necessari ulteriori studi. Pertanto, abbiamo concluso che la crusca di riso era in grado di preveniremalattia renalemodulando i fattori di rischio.
