Від клініки великої рогатої худоби та Інституту фізіологічної хімії Університету ветеринарної медицини

Від Клініки для великої рогатої худоби та Інституту фізіологічної хімії Університету ветеринарної медицини в Ганновері. Вплив харчової добавки ненасичених ліпідів n6- і n3- на реакцію підшлункової залози та периферичного інсуліну у великої рогатої худоби: Дослідження за допомогою гіперглікемічної та еуглікемічно-гіперінсулінемічної затискання для здобуття наукового ступеня ДОКТОРА ВЕТЕРИНАРНОЇ МЕДИЦИНИ (доктор мед. ветеринарії) Університетом ветеринарної медицини в Ганновері Представлено Рейнхардом Бернінгом із Зальцбергена в Ганновері 2004

інституту

Науковий нагляд: проф. J. Rehage Apl. Професор доктор М. Каске 1-й рецензент: проф. Д-р J. Rehage 2-й рецензент: проф. Д-р День усного іспиту Г. Бревеса: 26 листопада 2004 р

Для Сільке та моєї родини

Бібліографія Сторінка I 1 ВСТУП 1 2 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ 4 2.1 Наміри використання жирів та олій під час годівлі великої рогатої худоби 4 2.1.1 Жири як джерела енергії. 4 2.1.2 Жири як поживні речовини Функціональна їжа. 6 2.1.2.1 Молоко. 10 2.1.2.2 М’ясо. 11 2.2 Добавки жиру 13 2.2.1 Кількість жирових добавок. 13 2.2.2 Використання незахищених жирових добавок. 13 2.2.2.1 Вплив на споживання корму. 14 2.2.2.2 Зміни ферментації рубця та засвоюваності поживних речовин. 15 2.2.2.3 Біогідратація ненасичених жирних кислот у румінах. 17 2.2.3 Захищені жири. 20 2.3 Включення дієтичних жирних кислот в органи та тканини 23 2.3.1 Ентеральне всмоктування та поглинання в тканині. 23 2.3.2 Будова клітинних мембран. 25 2.3.2.1 Вплив на ліпідний склад клітинних мембран. 26 2.4 Особливості енергетичного обміну жуйних тварин 28 2.4.1 Регулювання гомеостазу глюкози. 29 2.4.2 Каскад інсуліну. 30 2.4.2.1 Синтез інсуліну. 30 2.4.2.2 Секреція інсуліну. 31 2.4.2.3 Поглинання інсуліну глюкозою. 31

Сторінка II Бібліографія 2.4.2.4 Розпад інсуліну. 32 2.4.3 Незалежне від інсуліну поглинання глюкози. 33 2.5 Інсулінорезистентність у великої рогатої худоби 33 2.5.1 Форми резистентності до інсуліну. 34 2.5.2 Вплив вагітності та лактації на резистентність до інсуліну. 36 2.5.3 Вплив стадії лактації на резистентність до інсуліну. 36 2.5.4 Вплив стану харчування на резистентність до інсуліну. 37 2.5.5 Наслідки інсулінорезистентності у великої рогатої худоби. 37 2.6 Вплив інсулінорезистентності через ненасичені жири 39 2.6.1 Вивільнення інсуліну. 39 2.6.2 Рецептори інсуліну. 41 2.6.3 Фосфоліпази та ліпідні вторинні месенджери. 42 2.6.4 Вплив на функції ферментів. 43 2.6.5 Вплив на експресію гена. 43 2.6.6 Плинність мембрани. 43 2.7 Цілі/Резюме 44 3 МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ 45 3.1 Налаштування тесту 45 3.2 Тваринний матеріал 46 3.2.1 Стан, наявний на початку тесту. 46 3.2.2 Житло та харчування. 47 3.3 Процедура випробування 49 3.3.1 Підготовка досліджуваних тварин. 52 3.3.1.1 Видалення біопсійного матеріалу. 52 3.3.1.2 Катетеризація яремних вен. 52 3.3.2 Затискачі. 53 3.3.2.1 Експерименти з гіперглікемічним затискачем. 54

Сторінка IV Бібліографія 3.4 Аналізи 72 3.4.1 Глюкоза. 72 3.4.2 Інсулін. 72 3.4.3 Жирні кислоти. 73 3.4.3.1 Ізоляція цілих мембран. 74 3.4.3.2 Екстракція загальних ліпідів згідно BLIGH та DYER (1959). 75 3.4.3.3 Екстракція твердої фази. 76 3.4.3.4 Вимірювання жирних кислот. 78 3.4.3.5 Розрахунки щодо структури жирних кислот фосфоліпідів. 79 3.4.3.5.1 Групи жирних кислот. 79 3.4.3.5.2 Сімейства жирних кислот. 80 3.5 Статистична оцінка 80 4 РЕЗУЛЬТАТИ 81 4.1 Структура жирних кислот фосфоліпідів 81 4.1.1 Зміни після добавки жиру порівняно з початковою ситуацією. 82 4.1.1.1 Добавки до пальмового стеарину. 82 4.1.1.2 Добавки лляної олії. 85 4.1.1.3 Добавки соняшникової олії. 89 4.1.2 Порівняння впливу жирових добавок одна проти одної. 92 4.2 Гіперглікемічний глюкозний затискач 99 4.2.1 Концентрація глюкози в цільній крові. 99 4.2.1.1 Базальний рівень глюкози в крові. 99 4.2.1.2 Рівень глюкози в крові в стійкому стані. 100 4.2.1.3 Стаціонарна швидкість інфузії глюкози. 100 4.2.2 Концентрація інсуліну в плазмі. 101 4.2.2.1 Курс концентрації інсуліну. 101 4.2.2.2 Зміни рівня інсуліну. 102

Бібліографія Сторінка V 4.2.2.2.1 Базальний рівень інсуліну. 102 4.2.2.2.2 Концентрація інсуліну в стійкому стані. 102 4.2.2.2.3 Абсолютний ріст інсуліну. 104 4.2.2.2.4 Відносне збільшення інсуліну. 104 4.2.2.2.5 Індекс чутливості до інсуліну в HGC. 104 4.3 Гіперінсулінемічний глюкозний затискач 107 4.3.1 Концентрація глюкози в цільній крові. 107 4.3.1.1 Базальний рівень глюкози в крові. 107 4.3.1.2 Рівень глюкози в крові в стійкому стані. 108 4.3.1.3 Стаціонарна швидкість інфузії глюкози. 109 4.3.2 Концентрація інсуліну в плазмі. 110 4.3.2.1 Курс концентрації інсуліну. 110 4.3.2.2 Базальний рівень інсуліну. 110 4.3.2.3 Концентрація інсуліну в стаціонарному стані EHGC. 110 4.3.2.4 Виведення інсуліну. 112 4.3.2.5 Індекс чутливості до інсуліну в КГЕ. 113 5 ОБГОВОРЕННЯ 115 5.1 Намір розслідування 115 5.2 Обговорення методології 116 5.2.1 Створення тесту. 116 5.2.2 Підживлення жиру. 117 5.2.3 Проведення випробувань на затискачі. 121 5.2.3.1 Гіперглікемічний затискач глюкози. 121 5.2.3.2 Евглікемічно-гіперінсулінемічний глюкозний затискач. 122 5.3 Обговорення результатів 124 5.3.1 Взаємозв'язок між складом жирних кислот фосфоліпідів та загальними ліпідами. 124 5.3.2 Зміни ліпідного малюнка м’язових оболонок. 128

Сторінка VI Бібліографія 5.3.3 Тривалість періодів вимивання. 134 5.3.4 Вплив на обмін інсуліну та глюкози. 136 5.3.4.1 Базальні значення глюкози в крові та інсуліну в плазмі крові. 136 5.3.4.2 Відповідь інсуліну в HGC. 137 5.3.4.3 Ефективність периферичного інсуліну в EHGC. 142 5.3.4.4 Розпад інсуліну. 146 6 РЕЗЮМЕ 147 7 РЕЗЮМЕ 150 8 ІНДЕКС 153 9 ДОДАТОК 175 9.1 Жирно-кислотна структура м’язових фосфоліпідів 175 9.1.1 Середні значення окремих жирних кислот. 175 9.1.2 Середні значення сімейств жирних кислот та їх коефіцієнти. 177 9.2 HGC 179 9.2.1 Хід рівня глюкози в крові та рівня інсуліну в плазмі крові у HGC. 179 9.2.2 Приклад експерименту HGC. 180 9.2.3 ГКГ глюкози в крові. 181 9.2.4 Плазмовий інсулін HGC. 183 9.2.5 Ключові показники результатів HGC. 186 9.3 EHGC 189 9.3.1 Перебіг рівня глюкози в крові та рівня інсуліну в плазмі крові в EHGC. 189 9.3.2 Приклад експерименту EHGC. 190 9.3.3 Курс елімінації інсуліну в EHGC. 191 9.3.4 EHGC глюкози в крові. 192 9.3.5 Плазмовий інсулін EHGC. 196 9.3.6 Основні показники EHGC. 198

Бібліографія Сторінка VII Список використаних скорочень Рис. Або приблизно CLA см CoA DAG DHA DPA EHGC EPA ER та ін. Витяг вул. FFA FS g GLP HGC IP3 МО кг кДж км л цифра або кон'югований кальцієм лінолева кислота сантиметр коензим А діацилгліцерин докозагексаєнова кислота (докозагексаєнова кислота) докозапентаенова кислота (докозапентаенова кислота) евглікемічно-кислотна-гіперинсулінемічна глюкоза екстракти алії (та інших), вільні жирні кислоти, грами загальних ліпідів, гіперглікемічний затискач глюкози, інозитол трифосфат міжнародні одиниці, кілограми, кілоджоулі, константа Міхаеліса-Ментена, літри

Сторінка VIII мг хв МДж мл мкмоль ммоль н.с. NEFA NEL можна використовувати PA PLP PUFA rer RNB sec SEM SFA так званий SSGIR SSGIREHGC SSGIRHGC SSIns SSInsHGC Tab. TM TVA Übers. UFA Список абревіатур Міліграми Хвилин Мегаджаулі Мілілітри Мікромолі Мілімолі не суттєво неестерифіковані жирні кислоти фосфосфат Жирні кислоти (поліненасичені жирні кислоти) грубий ендоплазматичний ретикулум жуйний баланс азоту друга стандартна помилка середнього значення (стандартна помилка середнього) насичених жирних кислот так званий стаціонарний рівень швидкості інфузії глюкози стаціонарний швидкість інфузії глюкози в EHGC стаціонарний швидкість інфузії глюкози в HGC Концентрація інсуліну в плазмі Стабільний рівень концентрації інсуліну в плазмі в HGC Таблиця сухої речовини Трансваценова кислота Огляд ненасичених жирних кислот

Список скорочень Сторінка IX обертів на хвилину за хвилину див. Також ліпопротеїни дуже низької щільності ЛПНЩ z. B. наприклад середнє арифметичне

Сторінка X Публікації Витяги з цього дослідження були опубліковані в наступних роботах: Бернінг, Р., О. Портманн, М. Каске, Р. Дюльмайер, Х.-П. Sallmann, M. Coenen і J. Rehage (2003): Харчові добавки різних жирів у великої рогатої худоби: Вплив на реакції підшлункової залози на інсулін та периферичну реакцію на інсулін. У: J. KAMPHUES і P. WOLF (ред.): Матеріали 7-ї конференції Європейського товариства ветеринарного та порівняльного харчування, 3–4 жовтня 2003 р., Ганновер, Німеччина Proc. 7-й ESVCN конф. 2003, 99 REHAGE, J., R. BERNING, O. PORTMANN, M. KASKE, R. DÜHLMEIER, M. COENEN та H.-P. SALLMANN (2004) Дієтичні добавки різних жирів у великої рогатої худоби: вплив на реакцію підшлункової залози на інсулін та периферичну реакцію на інсулін. Proc. ХХХІІІ Всесвітній конгрес з питань буатрії; Квебек, Канада

Вступна сторінка 3 експериментів з гіперінсулінемічними або гіперглікемічними затискачами. У рамках даної дисертації слід дослідити наступні питання: 1. Які зміни виникають щодо структури жирних кислот м’язових фосфоліпідів великої рогатої худоби після чотирьох тижнів дієтичного вживання ліпідів, багатих n6 або n3? 2. Чи впливають ненасичені жири в їжі на динаміку реакції підшлункової залози на велику рогату худобу, визначену в гіперглікемічному затиску глюкози (ГГК)? 3. Чи існують відмінності в інсулін-опосередкованому захопленні глюкози периферичними тканинами великої рогатої худоби в залежності від стану харчової добавки жиру, що досліджується в евглікемічній гіперінсулінемічній глюкозній затискачі (EHGC)? 4. Чи призводять жирові добавки до корму великої рогатої худоби різну швидкість виведення інсуліну залежно від структури жирних кислот цих добавок?

Сторінка 7 огляду літератури Метою є досягнення співвідношення поліненасичених жирних кислот до насичених жирних кислот 0,45 у загальній дієті; крім того, співвідношення ω6 жирних кислот до ω3 жирних кислот має бути нижче 4,0 (VATANSEVER et al. 1998, ENSER et al. 1998, WOOD et al. 1999). Позитивні ефекти високої частки поліненасичених жирних кислот (ПНЖК) у їжі людини, в першу чергу, стосуються ризику ішемічної хвороби серця (антиатеросклеротичний ефект), зниження рівня ліпідів у крові та позитивного впливу на резистентність до інсуліну у хворих на діабет сахарний опік. Крім того, доведено антиканцерогенну дію кон'югованих лінолевих кислот. І навпаки, багато насичених жирних кислот у їжі, як правило, негативно впливають на зазначені параметри; для отримання додаткової інформації див. переклад 1.

Огляд літератури стор. 19 I. Ліполіз живильних ліпідів нейтральні ліпіди ліпази фосфоліпіди ліполіз фосфоліпази галактоліпіди галактозидази II. Біогідрування ненасичених вільних жирних кислот C18: 2n6 cis9.12 C18: 3n3 cis 9.12.15 лінолева кислота a-ліноленова кислота кон'югатна ізомераза C7: ліноленова кислота 2 3n3 cis9, trans11, cis15 редуктаза C18: 1n7 trans11 трансвакценова кислота C18: 2n3 trans11, cis15 редуктаза C18: 1n7 C18: 1n3 C18: 1n3 trans 11 trans 15 cis 15 редуктаза C18: 0 C18: 0 стеаринова кислота стеаринова кислота Рис. Біогідратація ненасичених жирних кислот у великої рогатої худоби (на основі HARFOOT and HAZLEWOOD 1988, HAGEMEISTER 1990, JENKINS 1993, BERGNER and SOMMER 1994, IP et al. 1999, CORL et al. 2001, ABU GHAZALEH et al. 2002, CHALUPA 2002)