Tag Archives: дієта
Біоенергетичні функції мітохондрій печінки, ацинарних клітин підшлункової залози та сперматозоїдів щурів за короткотривалої дієти з високим вмістом жиру або з високим вмістом жиру і цукру
Б. В. Манько1*, Н. М. Козопас1,2, Г. М. Мазур1,
А. М. Войтик1, Б. О. Манько1, В. В. Манько1
1Львівський національний університет імені Івана Франка,
кафедра фізіології людини і тварин, Львів, Україна;
2Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького,
кафедра клінічної лабораторної діагностики, Львів, Україна;
*e-mail: bohdan.manko.ablb@lnu.edu.ua
Отримано: 26 вересня 2023; Виправлено: 23 жовтня 2023;
Затверджено: 27 жовтня 2023; Доступно онлайн: 06 листопада 2023
Нездорове харчування часто є причиною ожиріння, хронічного запалення та порушення обміну речовин у багатьох органах. Однак прямий вплив підвищеного споживання жирів або цукру на мітохондріальні функції печінки, підшлункової залози та сперми недостатньо досліджено. Метою цієї роботи було дослідити функціональну активність мітохондрій печінки, ацинарних клітин підшлункової залози та сперматозоїдів у щурів за короткотривалої (7 тижнів) дієти з високим вмістом жиру або жиру та цукру. Щури-самці лінії Вістар були на контрольній, високожировій або високожировій високоцукровій дієтах протягом 7 тижнів. По закінченню експерименту вимірювали масу вісцерального жиру, рівень глюкози та ліпідів у крові. Мітохондріальну функціональну активність визначали за вимірюванням швидкості поглинання кисню. У клітинах підшлункової залози за допомогою флуоресцентного мікроскопа також досліджували автофлуоресценцію NAD(P)H та мембранний потенціал мітохондрій. Наприкінці експерименту різниці у масі тіла між 3 групами не спостерігалося. Кількість вісцерального жиру була незначно, але статистично достовірно збільшена у щурів, які перебували на високожировій високовуглеводневій дієті. Жодна із дієт не впливала на рівень глюкози чи тригліцеридів у плазмі крові, але було зареєстровано (в обох дослідних групах) зростання рівня загального холестерину. Швидкість дихання та окисне фосфорилювання в ізольованих мітохондріях печінки не змінювались за жодної із дослідних дієт. У клітинах підшлункової залози за високожирової дієти спостерігалось збільшення швидкості базального дихання на ~15%, але такий ефект не був отриманий для максимальної швидкості роз’єднаного дихання, мембранного потенціалу мітохондрій чи автофлуоресценції NAD(P)H. У цих клітинах, кетонове тіло 3-гідроксибутират спричинило зростання неспряженого дихання та рівня NAD(P)H незалежно від дієт. Дієти не спричинювали будь-яких змін у концентрації клітин сперми, їх життєздатності або рухливості. Неочікувано, але у разі високожирової високовуглеводневої дієти спостерігали достовірне збільшення як базального, так і максимального дихання сперматозоїдів щурів. Загалом, отримані результати свідчать, що в разі підвищеного вмісту жирів і цукру в раціоні не спостерігали значного ожиріння та негативного впливу на мітохондрії клітин печінки, підшлункової залози та клітин сперми щурів.
Дієта під час розвитку впливає на метаболічні показники личинок та дорослих мух Drosophila
О. М. Стрільбицька1*, У. В. Семанюк1, Н. І. Бурдилюк1, В. Бубало2, О. В. Лущак1,3*
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
2Лабораторія експериментальної токсикології та мутагенезу, Науковий центр превентивної токсикології, харчової та хімічної безпеки імені академіка Л. І. Медведя, МОЗ України, Київ;
3Університет досліджень та розвитку, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: olya_b08@ukr.net or oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 04 жовтня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Залежність метаболізму та фізіологічного стану дорослого організму від харчування під час його розвитку стає гарячою темою сучасної еволюційної біології. Ми використали плодову мушку Drosophila melanogaster та живильне середовище з різним вмістом сахарози (S) і сухих дріжджів (Y): 0S:2Y, 20S:2Y або 0S:5Y, 20S:5Y, щоб показати, що умови харчування під час розвитку впливають на обмін речовин у личинок та імаго. Рівень глюкози, глікогену, тригліцеридів та загальних ліпідів в організмі личинок та дорослих мух вимірювали за допомогою діагностичних наборів. Виявлено затримку розвитку дрозофіл, які розвивалися на дієтах із низьким вмістом дріжджів або з високим вмістом сахарози. Показано, що утримання личинок на харчовому раціоні з високим вмістом сахарози спричиняло зниження маси та збільшення енергетичних запасів (кількості ліпідів) у личинок та дорослих мух. Обмеження вмісту сухих дріжджів у дієті личинок призводило до зниження накопичення глікогену та рівня протеїнів у личинок та дорослих мух. Виявлені особливості метаболізму дорослих мух є результатом харчування під час розвитку і можуть бути пов’язані з механізмами адаптації організму до умов живлення.
Вміст дріжджів у дієті Drosophila впливає на метаболізм батьківського покоління та їх нащадків
О. М. Стрільбицька1*, H. П. Стефанишин1, У. В. Семанюк1, О. В. Лущак1,2*
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
2Університет досліджень та розвитку, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: olya_b08@ukr.net or oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 18 квітня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
Вміст поживних речовин у харчовому раціоні батьків може епігенетично впливати на метаболізм нащадків. Результати наших досліджень виявили нові тенденції у зміні активності ензимів основних метаболічних шляхів у відповідь на вміст протеїнів у раціоні. Батьківське покоління дрозофіл утримували на середовищах із чотирма варіаціями кількості дріжджів у межах від 0,25% до 15% та сталим вмістом сахарози, але наступне покоління перебувало на середовищі однакового складу. Отже, єдиною змінною складовою в експериментах була концентрація сухих дріжджів у середовищі, на якому утримували батьківське покоління. Ми показали, що обмеження вмісту протеїнів у дієті призводило до вищої активності ЛДГ у мух батьківського покоління, а також цей ефект проявлявся у їх нащадків. Трансгенераційний ефект вмісту дріжджів у дієті батьків на активність MДГ виявлений тільки у самців. Споживання їжі з високим вмістом дріжджів проявилось вищою активністю АЛТ у батьків, однак не впливало на активність АЛТ у їх нащадків. Навіть більше, надмірне споживання дріжджів призводило до вищої активності AСT у батьків, однак у нащадків активність AСT при цьому була нижчою. Виявлено вищий вміст сечовини у самців першого покоління нащадків, отриманих від батьків, які харчувались середовищем із низьким вмістом дріжджів. Наші результати продемонстрували вирішальну роль дріжджів у харчовому раціоні батьків у регуляції метаболізму, що може успадковуватися через покоління.
Вміст протеїнів у дієті впливає на стійкість до стресів, окислювальні пошкодження та стан системи антиоксидантного захисту у Drosophila melanogaster
О. М. Стрільбицька1*, А. В. Заячківська1, Т. Р. Струтинська1,
У. В. Семанюк1, О. М. Вайсерман2, О. В. Лущак1,3*
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
2ДУ “Інститут геронтології імені Д. Ф. Чеботарьова НАМН України”, Київ;
3Інститут досліджень та розвитку, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: olya_b08@ukr.net; oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 06 квітня 2021; Затверджнено: 22 вересня 2021
Дослідження останніх років показали, що склад харчового раціону впливає на тривалість життя різних груп модельних організмів. Вміст основних макроелементів, в тому числі й протеїнів та амінокислот, значно позначається на різних фізіологічних процесах та поведінці плодової мушки Drosophila melanogaster. Було важливо з’ясувати ефекти від споживання дієт із різним вмістом дріжджів, що виявляються на стійкості до стресів та функціонуванні системи антиоксидантного захисту дрозофіл. Проаналізовано вплив чотирьох дієт зі сталим вмістом сахарози, які відрізнялися відносним вмістом дріжджів як джерела протеїнів на стійкість до холоду, високих температур, голодування та оксидативного стресу, обумовленого дією менадіону, а також на активність антиоксидантних ензимів та рівень маркерів окисного стресу. Обмеження доступності протеїнів, а також надмірне їх споживання призводили до зниження стійкості до голодування та оксидативного стресу. Однак вища стійкість до теплового стресу була обумовлена високою концентрацією дріжджів у харчовому раціоні. Cпоживання їжі, збагаченої протеїнами, спричинювало підвищення активності антиоксидантних ензимів. Підвищений вміст тіольних груп протеїнів та пероксидів ліпідів у відповідь на високі концентрації дріжджів у дієті спостерігався тільки в самок. Дійшли висновку, що дієта, збагачена протеїнами може спричинити оксидативний стрес у дрозофіл.
Вміст сахарози у дієті як визначальний фактор метаболізму та тривалості життя Drosophila
О. Стрільбицька, Т. Струтинська, У. Семанюк, Н. Бурдилюк, О. Лущак*
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 28 лютого 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Харчування впливає на різні аспекти життєдіяльності. Ми використали плодову мушку Drosophila melanogaster як модельний об’єкт для встановлення впливу вмісту сахарози в їжі на перебіг метаболічних процесів та тривалість життя. Мух утримували на дієтах із концентрацією сахарози в межах від 1 до 20% та сталим вмістом дріжджів. Виявлено, що низький вміст сахарози у харчовому раціоні самок продовжує їх тривалість життя. Також продемонстровано, що зниження споживання сахарози призводить до підвищення активності малатдегідрогенази, аспартат амінотрансферази в самців, а також лактат дегідрогенази в самок. Навіть більше, вуглеводний склад харчового раціону впливає на вміст сечовини, що свідчить про те, що вуглеводи дієти впливають на загальний обмін речовин. Наші результати продемонстрували значний вплив сахарози в їжі на активність основних ензимів метаболічних шляхів та виявили оптимальні харчові умови для досягнення довголіття.
Біохімічні механізми дії хрому в організмі людини і тварин
Р. Я. Іскра, В. Г. Янович
Інститут біології тварин НААН, Львів, Україна;
е-mail: ruslana_iskra@inenbiol.com.ua
В огляді розглянуто сучасні дані щодо біологічних властивостей хрому (Cr3+), його знаходження у природі, доступності та метаболізму різних його сполук в організмі людини і тварин. Підкреслена есенціальність хрому для людини, подані дані щодо норм споживання цього мікроелементу і його використання для лікування різних захворювань, зокрема цукрового діабету та атеросклерозу судин. Проаналізовано біохімічні механізми дії Cr3+ на обмін речовин в організмі людини і тварин. Показано, що організм реагує на добавки хрому зміною деяких ланок метаболізму. У людей і тварин хром позитивно впливає на їхній ріст і розвиток плода, стимулює метаболізм глюкози та дію інсуліну. Однак у разі встановлення потреби у хромі необхідно враховувати низьке його засвоєння із продуктів споживання, посилене виділення з організму за дії стресорних чинників, значне зниження його рівня з віком, а також у період вагітності та лактації. Відзначено, що дослідження впливу Cr3+ на організм у разі введення його у вигляді добавок до раціону харчування людей і кормів тварин зможуть детальніше пояснити біохімічні механізми дії цього мікроелементу.
Помірний оксидативний стрес у плодової мушки Drosophila melanogaster, спричинений продуктами розщеплення сахарози
Б. М. Ровенко, О. В. Лущак, О. В. Лозінський,
О. І. Кубрак, В. І. Лущак
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника,
Івано-Франківськ, Україна;
e-mail: olehl@pu.if.ua
Досліджено вплив 6%-ї сахарози та еквімолярної суміші глюкози і фруктози у складі дієти личинок плодової мушки Drosophila melanogaster на рівень окислених протеїнів та ліпідів, активність антиоксидантних і пов’язаних з ними ензимів у дорослих комах. Показано, що вирощування личинок на дієті із сахарозою призводить до розвитку помірного оксидативного стресу в дорослих комах, який різною мірою виражений в обох статей. У самців окисних пошкоджень зазнавали, в основному, молекули протеїнів, тоді як у самок – ліпідні молекули. Про це свідчить підвищений на 77% вміст карбонільних груп протеїнів та знижений на 40% рівень протеїнових SH-груп у самців, які споживали сахарозу. У самок, які споживали сахарозу, вміст пероксидів ліпідів на 44% вищий, ніж в особин, які утримувались на дієті з еквімолярною сумішшю глюкози і фруктози. Виникнення оксидативного стресу в самок, які споживали сахарозу, супроводжується підвищенням активності каталази, супероксиддисмутази та тіоредоксинредуктази на 30, 15 та 34% відповідно. Одержані результати дають підстави вважати, що форма надходження глюкози і фруктози в організм плодової мушки впливає на перебіг вільнорадикальних процесів.
Обмеження вмісту вуглеводів у дієті личинок спричинює оксидативний стрес у дорослих комах Drosophila melanogaster
Б. М. Ровенко, В. І. Лущак, О. В. Лущак
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника,
Івано-Франківськ, Україна;
e-mail: olehl@pu.if.ua
Досліджено вплив 20- та 1%-их глюкози і фруктози, що входили до складу дієти личинок плодової мушки Drosophila melanogaster, на рівень окислених протеїнів та ліпідів, вміст низькомолекулярних антиоксидантів, активність антиоксидантних і пов’язаних з ними ензимів у дорослих комах. Показано, що обмеження вмісту вуглеводів у дієті личинок призводить до виникнення оксидативного стресу в дорослих комах. Свідченням цього є підвищений на 40–50% вміст карбонільних груп та знижений на 60–70% рівень тіолових груп протеїнів, а також чотириразово збільшений вміст пероксидів ліпідів у дводенних мух обох статей, які розвивалися на дієті з вмістом вуглеводів 1%. Оксидативний стрес, спричинений обмеженням вмісту вуглеводів у дієті личинок, зумовлює активацію антиоксидантного захисту, по-різному вираженого в самців і самок плодової мушки. Підвищення активності супероксиддисмутази та тіоредоксинредуктази в умовах калорійного обмеження тільки в самців було асоційоване із вдвічі вищою активністю NADPH-продукуючих ензимів – глюкозо-6-фосфатдегідрогенази та ізоцитратдегідрогенази. У самців обмеження вмісту вуглеводів у дієті личинок зумовлює підвищення вмісту сечової кислоти, але зниження активності каталази, тоді як у самок величини цих показників змінюються в протилежному напрямку. Одержані результати дозволяють стверджувати про різну участь низькомолекулярних антиоксидантів – глутатіону та сечової кислоти, а також антиоксидантного ензиму каталази в захисті самців і самок плодової мушки від оксидативних пошкоджень макромолекул, зумовлених обмеженням калорійності дієти личинок.