Abstract

Het doel van deze studie was het onderzoeken van het antihyperlipidemisch en antioxidatief potentieel van uienextract (Allium cepa L.) gefermenteerd met een nieuwe Lactobacillus casei HD-010. In het algemeen wordt gefermenteerd uienextract gebruikt voor zijn antioxidatieve activiteit (ORAC), remmend effect op de differentiatie van adipocyten, quercetinegehalte, en antihyperlipidemische activiteiten. Het effect van gefermenteerd uienextract op hyperlipidemie na orale toediening bij ApoE-deficiënte muizen is echter nog niet gerapporteerd. Om het effect van gefermenteerd ui-extract op hyperlipidemie te begrijpen, gebruikten we benzafibraat (10 mg/kg lichaamsgewicht/dag) als positieve controle in deze studie. Elke week werd er serum afgenomen om het gehalte aan lage densiteit lipoproteïne (LDL), hoge densiteit lipoproteïne (HDL), triglyceride (TG) en cholesterol, 3-hydroxy-3-methylgutaryi-CoA (HMG-CoA) reductase activiteit, en cholesterol ester transport proteïne (CETP) activiteit te analyseren. In de met gefermenteerde uien behandelde groep was het HDL-niveau significant verhoogd, terwijl het TG- en LDL-niveau significant verlaagd waren in vergelijking met die in de controlegroep. Bovendien was de remmingsactiviteit van HMG-CoA reductase met 20% verhoogd in de met gefermenteerde ui behandelde groep bij 100 mg/kg. De CETP-activiteit werd significant geremd in de met gefermenteerde ui behandelde groepen in vergelijking met die in de controlegroep. Deze resultaten suggereren dat gefermenteerde ui een preventief/therapeutisch effect heeft op hyperlipidemische aandoeningen. Het zou potentieel kunnen hebben om ontwikkeld te worden als een functioneel voedingsmiddel.

1. Inleiding

De laatste tijd is het voedselconsumptiepatroon in Azië, waaronder Korea, aanzienlijk veranderd van een traditionele, op gefermenteerde voeding gebaseerde inname (Kimchi, gefermenteerde sojabonen, etc.) naar een vethoudend verwesterd dieet (vlees, vetten, etc.). Het is bekend dat verwesterde voedselinname de risico’s op zwaarlijvigheid, hoge bloeddruk, diabetes en hyperlipidemie verhoogt. Hyperlipidemie is een risicofactor voor hart- en vaatziekten. Beheersing van hypercholesterolemie is belangrijk om hyperlipidemie te voorkomen. Het verlagen van het triglyceridengehalte in de bloedstroom is een van de behandelingen voor patiënten met cardiovasculaire gerelateerde ziekten door het induceren van LDL-receptoren en het beperken van VLDL-secretie met bepaalde geneesmiddelen.

Er zijn verschillende geneesmiddelen voor het verminderen van hyperlipidemieverschijnselen, zoals HMG-CoA-reductaseremmer (statines), PPAR-alfa-activator (fibraat), CETP-remmer, galzuursequestranten, en ACAT-remmer . Langdurige behandeling met deze geneesmiddelen heeft echter bijwerkingen. Daarom hebben vele studies getracht de doeltreffendheid van de geneesmiddelen te verhogen.

De verlaging van de cholesterolconcentratie in het bloed is een belangrijk onderzoekspunt voor de ontwikkeling van functionele voeding en geneesmiddelen om het risico van cardiovasculaire aandoeningen te verminderen. Natuurlijke bestanddelen van planten of organismen zijn potentiële kandidaten om het risico van het uitbreken van ziekten te verminderen. Ui (Allium cepa L.) wordt gebruikt om het cholesterolgehalte in het bloed te verlagen. In Azië werd de ui van oudsher als geneesmiddel gebruikt vanwege zijn koortsverlagende, antiparasitaire, ontgiftende en intestinale ontstekingsremmende effecten. Belangrijke verbindingen in ui zijn flavonoïden (quercetine, quercitrine en rutine) en zwavelverbindingen (allylpropyldisulfide, diallyldisulfide) met gezondheidsbevorderende effecten. Een andere methode om cholesterol te verlagen is door Lactobacillus te gebruiken voor fermentatie. Lactobacillus is onderzocht op zijn cholesterolverlagende werking. Klaver et al. hebben gerapporteerd dat Lactobacillus galzuur kan deconjugeren en de werking van cholesterol kan afremmen. Het effect van gefermenteerd ui-extract op hyperlipidemie na orale toediening bij ApoE-deficiënte muizen is echter nog niet gerapporteerd. Daarom was het doel van deze studie gericht op antihyperlipidemische en antioxidatieve mogelijkheden van gefermenteerde ui (Allium cepa L.) met een nieuwe Lactobacillus casei HD-010 in lipidenmetabolisme.

2. Materialen en Methoden

2.1. Tien stammen werden geïdentificeerd uit gefermenteerde ui en de belangrijkste stam was Lactobacillus casei HD-010 (tabel 1). We gebruikten L. casei KCTC 2180 van de Korean Collection for Type Cultures als positieve controle. De geïdentificeerde stam L. casei HD-010 werd gekweekt bij 30°C gedurende 10 dagen om ui-extract te fermenteren. Uienextract werd bereid met fijngehakte schone uien na driemaal wassen met dubbel gedestilleerd water. Voor de fermentatie werd gebruik gemaakt van geautoclaveerd uienextract bij 121°C gedurende 15 minuten. Het medium voor stamidentificatie werd bereid met 5,5% MRS-bouillon (Difco, Frankrijk) met 2,0% agar (Difco, Frankrijk). Vloeibare kweekmedia werden bereid als de stamidentificatiemedia zonder 2,0% agar.

Code Naam Resultaten Homologie (%) HD-001 Bradyrhizobium japonicum 97 HD-002 Bacillus sp. 95 HD-003 Bacillus sp. 95 HD-004 Bacillus clausii 89 HD-005 Janibacter sp. 96 HD-006 Bacillus clausii 90 HD-007 Burkholderia tropica 100 HD-008 Bacillus sp. 97 HD-009 Paenibacillus sp. 100 HD-010 Lactobacillus casei 100

Tabel 1

Identificatie van geïsoleerde bacteriën aan de hand van 16s-rRNA.

2.2. Bereiding van gefermenteerd uienextract

Een fermentor van 30 liter (Biostat C Plus, Sartorius, Zweden) werd gebruikt voor de fermentatie van uienextract met 100% uienextract onder steriele omstandigheden. Na afkoeling van het uienextract werd 1% HD-010, dat gedurende 24 uur bij 37°C onder schudden (200 rpm) werd geïncubeerd, in de fermentor geënt en bij 37°C onder schudden (25 rpm) gedurende 10 dagen gecultiveerd. Na het filteren van het gefermenteerde uienextract met een filter (0,2 μm poriegrootte) werd het extract gevriesdroogd (PVTFD20RS, Ilshin Lab. Co. Ltd., Korea) en bij -80°C bewaard tot het experiment werd uitgevoerd. Als positieve controle werd L. casei KCTC 2180 gebruikt. Deze werd bereid volgens dezelfde methode als L. casei HD-010.

2.3. Assay of Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC)

Antioxidant capaciteiten van gefermenteerde uien, lagen van organische oplosmiddelen, fracties, en subfracties werden bepaald met behulp van ORAC assay zoals beschreven door Gillespie et al. . Kort gezegd werden monsters of Trolox (0, 6,25, 12,5, 25, 50, en 100 μg/ml) gemengd met fosfaat gebufferde zoutoplossing (75 mmol/L, pH 7,4, Thermofisher scientific, Waltham, MA, USA). Na toevoeging werden β-phycoerythrine (0,2 mmol/L) en 2,2′-azobis(2-amidinopropaan) dihydrochloride (AAPH, 200 mmol/L, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan) als radicaalgeneratoren toegevoegd aan de putjes van een 96-wells-plaat. De fluorescentie werd gemeten met een fluorescentie ELISA-lezer (VICTOR®, PerkinElmer, USA) om de twee minuten gedurende zestig minuten (excitatiegolflengte: 535 nm, emissiegolflengte: 590 nm). De vergelijking die werd gebruikt om AUC (oppervlakte onder de curve) te verkrijgen was als volgt:

waarbij f0 de aanvankelijke fluorescentiemeting was bij 0 min en fi de fluorescentiemeting bij i (van 1 tot 60) minuten.

2.4. Adipocyte celkweek en differentiatie

We kochten 3T3-L1 cellijnen van de American Type Culture Collection (ATCC, USA). 3T3-L1 preadipocyten cellen werden uitgezet in 96-well platen bij een dichtheid van 1 × 104 cellen per well. En gekweekt bij 37°C met 5% CO2 in Dulbeco’s Modified Eagle Media (DMEM, Gibco, Invitrogen, USA) medium aangevuld met 10% pasgeboren kalfsserum (Gibco, Invitrogen, USA) en 100 U/ml penicilline-streptomycine (Gibco, Invitrogen, USA). Vervolgens werden 3T3-L1 preadipocyten cellen gekweekt in differentiatie medium (MDI) met 10% foetaal runderserum (FBS, Gibco), 10 ug / ml insuline (Sigma-Aldrich), 0,5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX, Sigma-Aldrich), en 1 uM dexamethason (Sigma-Aldrich). Twee dagen na stimulatie met differentiatie-inducer (MDI, inclusief 0,5 mM IBMX, 1 pM dexamethason, en 10 ug / ml insuline), werd het medium overgeschakeld op DMEM met 10% FBS en 10 ug / ml insuline. Twee dagen later werd het medium opnieuw gewijzigd in 10% FBS / DMEM. Cellen werden gekweekt in 10% FBS / DMEM om de twee dagen. Volledige differentiatie werd bereikt op dag 8. Ui extract monsters werden toegevoegd aan 3T3-L1 cellen cultuur in verschillende concentraties (6,25 ~ 100 ug / ml) op vier dagen na differentiatie inductie.

Intracellulaire lipidegehalte werd gemeten in 96-well platen met behulp van AdipoRed ™ assay reagens (Cambrex, MA, USA). Op dag 8 werd het behandelingsmedium verwijderd en werden de cellen gefixeerd in een 4% formaldehydeoplossing bij kamertemperatuur (25°C) gedurende 5 uur. Na het spoelen cellen met PBS, werd elk putje toegevoegd met 200 ul PBS en 5 ul van AdipoRed reagens. Na incubatie bij kamertemperatuur gedurende 10 min, werden de platen gemeten met een fluorescentie ELISA-lezer (VICTOR®, PerkinElmer, USA) bij een excitatiegolflengte van 485 nm en een emissiegolflengte van 535 nm. De waarden van elke groep werden gebruikt om de 50% effectieve remmingsconcentratie (EC50) voor de vermindering van de adipocytendifferentiatie te berekenen. Als positieve controles werden benzafibraat en simvastatine gebruikt.

2.5. Scheiding en fractionering van uienextract gefermenteerd met L. casei HD-010

Gevriesdroogde gefermenteerde uienextracten werden geresuspendeerd in gedestilleerd water en gepartitioneerd met vier verschillende organische oplosmiddelen (n-hexaan, CH2Cl2, ethylacetaat en n-butanol) en resterend H2O. Deze fracties werden onderworpen aan decompressieverrijking en vriesdrogen om het resterende oplosmiddel te verwijderen. De CH2Cl2 lagen werden achtereenvolgens toegepast op HP-20, silicagel en RP-C18 open kolomchromatografie onder dezelfde kolomcondities (3,8 x 60 cm, 300 g) om de actieve verbinding te verkrijgen uit gefermenteerde uien met L. casei HD-010 (LFAc).

2.6. Quercetinegehaltes

Quercetinegehaltes in gefermenteerde uienextracten werden kwantitatief geanalyseerd door analytische HPLC (Shimadzu CBM-20A Netwerk LC-systeem met LC-6AD pomp, SPD-M20APDA detector, uitgerust met een SIL-10AF serie geautomatiseerde vloeistof sampler). Een Eclipse Plus-C18-kolom (Agilent, 3,0 x 100 mm, 0,35 μm) werd gebruikt onder de volgende omstandigheden: debiet, 1,0 ml/min; totale runlengte, 30 minuten; mobiele fase 90% ACN plus 0,02 M KH2PO4 (pH 2,0 met H3PO4); injectievolume van monsters of STD, 20 μl; en golflengte, 372 nm. Quercetine (Q4951) werd gebruikt als vergelijkende afgeleide standaard (CAS-nr. 117-39-5, Sigma-Aldrich, USA)

2.7. Dierproeven

Mannelijke ApoE-deficiënte muizen (vijf weken oud) werden geleverd door Central Laboratory Animal Inc. in Korea en gehuisvest bij 23 ± 0,5°C met 55 ± 7% luchtvochtigheid en licht-donkercyclus (12 uur : 12 uur). Alle dieren werden ten minste een week geacclimatiseerd. Ze werden gekooid en gevoed met een vetarm, cholesterolarm controledieet D12336 (Central Laboratory Animal Inc., Seoul, Korea).

Alle dierstudies werden uitgevoerd in een pathogeenvrije barrièrezone aan de Kyungpook National University. Alle procedures die in deze studie werden gebruikt, werden goedgekeurd door het Animal Care and Use Committee van de Kyungpook National University (IACUC-goedkeuringsnummer: KNU2012-136).

De controlegroep werd gevoed met een vetrijk dieet. De positieve controlegroep werd gevoederd met benzafibraat (10 mg/kg). Gefermenteerd uienextract werd aan drie groepen gevoerd met verschillende hoeveelheden door orale toediening in 0,5 ml zoutoplossing (lage dosis, 25 mg/kg; gemiddelde dosis, 50 mg/kg; en hoge dosis, 100 mg/kg). De groep met alleen zoutoplossing werd gebruikt als negatieve controle (N=10/groep). De opzet van het dierexperiment voor deze studie is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1

Opzet van het dierexperiment.

2.7.1. Lipid Contents Measurement

Blood werd verzameld van muis door retroorbital sinus bloeden methode met behulp van intraorbital veneuze plexus elke week gedurende zes weken. Bloedmonsters werden gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd en vervolgens bij 600 g gedurende 10 minuten bij 4°C gecentrifugeerd. Serummonsters werden bereid en bewaard bij -80°C tot de analyse. HMG-CoA reductase en CETP inhibitie activiteiten werden gemeten met behulp van sera monsters verzameld op het laatste experimentele punt (week monsters). HMG-CoA reductase en CETP inhibitie activiteiten werden gemeten met respectievelijk HMG-CoA reductase assay kit (Sigma, USA) en CETP assay kit (Biovision, USA). Serum werd gemeten voor het gehalte aan totaal cholesterol (TC), LDL-cholesterol (LDL-C), HDL-cholesterol (HDL-C), triglyceride (TG) met behulp van Asan kit (Asan medical company, Korea) en een Beckman Coulter biochemische analyzer.

2.8. Statistische Analyse

De resultaten worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaarddeviatie (gemiddelde ± SD). De statistische analyses van de gegevens werden bepaald met behulp van tweestaart Student’s t-test.

3. Resultaten en Discussie

3.1. Gefermenteerde ui vertoont antioxidatieve activiteit

We hebben de antioxidatieve activiteit van uienextract, gefermenteerd met L. casei HD-010 (LFAc), onderzocht met ORAC-tests. LFAc had een hogere ORAC-waarde dan Trolox, een positieve controle (ORAC van LFAc-extract = 1,02).

Om te bepalen welke fracties van de uienextracten, gefermenteerd met L. casei HD-010, antioxidatieve bestanddelen bevatten, hebben we het extract verder gescheiden met behulp van vier verschillende organische oplosmiddelen, zoals beschreven in de sectie Materialen en Methoden. De LFAc-EtOAc fracties hadden de hoogste ORAC waarde (ORAC van LFAc-EtOAc = 1.12) (Figuur 2), wat suggereert dat de EtOAc fracties van het uien extract gefermenteerd met L. casei HD-010 (LFAc) een antioxidatieve component bevatte. Dit resultaat suggereert dat uienextract gefermenteerd met L, casei HD-010 (LFAc) een antioxidatieve activiteit heeft.

Figuur 2

Antioxidatieve activiteiten van fracties van uienextract gefermenteerd met L. caseiHD-010 (LFAc) met behulp van organische solventen. Zuurstofradicalenabsorptiecapaciteit (ORACPE) werden verkregen in de antioxidantentest met verschillende fracties organisch oplosmiddel. Trolox werd gebruikt als positieve controle (ORAC-waarde was 1,00). De gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD (n = 3). #p<0,05 versus controlegroep (FO behandelde groep); ##p<0,05 versus controlegroep (AO behandelde groep); ###p<0,05 versus LFAc behandelde groep; p<0,05 versus positieve controlegroep (L. casei KCTC 2180 behandelde groep); p<0.05 ten opzichte van positieve controle (Trolox behandelde groep); FO, verse ui; AO, autoclaaf ui; LFAc, gefermenteerde ui met L. casei HD-010; Hx, n-hexaan; CH2Cl2, dichloormethaan; EtOAc, ethylacetaat; BuOH, n-butanol; L. casei KCTC 2180, gefermenteerde ui met L. casei KCTC 2180.

3.2. Adipocyte Differentiatie Inhibitie

Gefermenteerde ui met L. casei HD-010 (LFAc) vertoonde een remmend effect op adipocyte differentiatie in vergelijking met verse ui of geautoclaveerde ui (> 20%). Het remmende effect van LFAc werd specifiek waargenomen in de CH2Cl2-laag (> 45%) (figuur 3). Als positieve controle had benzafibraat geen effect op de differentiatie. Behandeling met simvastatine vertoonde echter meer dan 90% van de remming van de differentiatie. Daarom heeft LFAc een remmende functie door het blokkeren van HMG-CoA reductase activiteit.

Figuur 3

Adipocyte differentiatie remming van ui (Allium cepa L.) extract gefermenteerd met L. casei HD-010 (LFAc). Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD (n = 3). p<0.05 versus FO, AO, LFAc, of LFAc-Hx behandelde groep; #p<0.05 versus positieve controle (benzafibraat behandelde groep); ##p<0.01 versus positieve controle (benzafibraat behandelde groep). FO, verse ui; AO, autoclaaf ui; LFAc, gefermenteerde ui met L. casei HD-010; Hx, n-hexaan; CH2Cl2, dichloormethaan; EtOAc, ethylacetaat; BuOH, n-butanol.

3.3. Dichloormethaanlagen van uienextract gefermenteerd met L. casei HD-010 (LFAc) hebben zowel adipocyten differentiatie remmende als anti-oxidatieve effecten

Om de actieve verbinding in LFAc voor de inductie van fysiologische activiteit te zuiveren en te identificeren, werden CH2Cl2-lagen onderworpen aan verschillende isolatieprocedures (HP-20, silicagel, en RP-C18 open kolom). HLFAc-30 en SLFAc-4 fracties met sterke adipocyte differentiatie remmende activiteiten werden achtereenvolgens verkregen (datum niet getoond) na verdere isolatie van SLFAc-4 fracties in een RP-C18 open kolom.

Om de hyperlipidemie remmende functie na LFAc te onderzoeken, werd MC fractie onderworpen aan HP-20, silicagel, en RP-18 open chromatografie. Antioxidant en adipocyten differentiatie remmende effecten werden waargenomen voor LFAc-HP3 fractie van HP-20, LFAc-S4 fractie van silicagel, en LFAc-C3 van C1 (tabel 2).

Samples Remming (EC50 = μg/ml) ORAC LFAc_CH2Cl2 53.25 1,10 ± 0,015 LFAc_C1 53,41 1,06 ± 0,028 LFAc_C2 56.56 1.04 ± 0.013 LFAc_C3 40.25 1.15 ± 0.021 LFAc_C4 42.98 1.16 ± 0.057 LFAc_C5 >100 ND Trolox ND 1.00 ± 0,017

Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD (n = 3); p<0,05 versus controlegroep (met PBS behandelde groep); p<0,05 versus positieve controle (met Trolox behandelde groep). ND (niet gedetecteerd).

Tabel 2

Adipocytendifferentiatieremming en antioxidatieve activiteiten van subfracties van LFAc_S4 met behulp van C18 open kolom.

3.4. Quercetine Contents

Thin layer chromatography (TLC) werd gebruikt om componenten van rauw uienextract (FO), gesteriliseerd uienextract (AO), en gefermenteerd uienextract (LFAc) te scheiden. Het patroon was niet verschillend tussen de monsters en er werden vier belangrijke vlekken gevonden (gegevens niet weergegeven). De LFAc-C4 fractie vertoonde het beste adipocyten differentiatie remmende effect en een effectieve enkele fractie werd geïdentificeerd. Quercetine, een van de belangrijkste ui-bestanddelen, werd geïdentificeerd in LFAc-C4-fractie. FO, AO, LFAc, en LFAc_CH2Cl2 werden onderzocht met HPLC. Quercetinegehaltes in deze fracties waren FO, 3,90 ± 0,041 mg/ml; AO, 7,13 ± 0,009 mg/ml; LFAc, 2,89 ± 0,064 mg/ml; en LFAc_CH2Cl2, 20,53 ± 0,304 mg/ml. Het quercetinegehalte werd niet gewijzigd door de fermentatieprocedure. Na fermentatie met probiotica was het quercetinegehalte echter bijna 10 keer hoger in LFAc-CH2Cl2 (Figuur 4).

Figuur 4

Hoeveelheid quercetinegehalte in uienextract (Allium cepa L.) met of zonder fermentatie met behulp van HPLC-analyse. De gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD (n = 3). FO, verse ui; AO, autoclaaf ui; LFAc, gefermenteerde ui met L. casei HD-010; CH2Cl2, dichloormethaan.

3.5. Dierproef

3.5.1. Lichaamsgewicht

Het effect van extract van gefermenteerde uien op het lichaamsgewicht werd gedurende zes weken getest met muizen die een vetrijk dieet kregen. Een significante afname van het lichaamsgewicht werd waargenomen in de gefermenteerd uienextract voedingsgroep. Voedingsvezels, flavonoïden en zwavelhoudende componenten in de ui zorgden voor een efficiënte daling van het lichaamsgewicht in vergelijking met de groep die alleen een vetrijk dieet kreeg (data not shown). Dit resultaat suggereert dat orale toediening van gefermenteerd uienextract geen direct effect heeft op het lichaamsgewicht, consistent met andere studies. Serum Lipid Contents Measurement

Serum werd gedurende zes weken elke week verzameld en beoordeeld op veranderingen in LDL-C, HDL-C, TG, en TC gehaltes. Aan het einde van het experiment werd het serum getest op HMG-CoA reductase en CETP remmingseffect. Voedingsgroepen met gefermenteerd uienextract (laag, medium en hoog) vertoonden vanaf de vijfde week significante dalingen in LDL-C gehalte. Het lichaamsgewicht van de met gefermenteerd uienextract gevoederde groepen (gemiddeld en hoog) nam voortdurend af (tabel 3). Bovendien was het HDL-C niveau verhoogd vanaf de eerste week tot de zesde week na toediening (Tabel 4). De LSP-11 supernatant voedergroep vertoonde aanzienlijke veranderingen in HDL-C en LDL-C niveaus tijdens de derde en vijfde week. Deze gegevens suggereren dat gefermenteerd uienextract synergetische effecten zou kunnen hebben op de functies van secundaire metabolieten van Lactobacillus casei HD-010.

Behandeling Dosis (mg/kg/dag) Lage densiteit lipoproteïne (LDL, mg/dl) 0 weken 1 week 2 weken 3 weken 4 weken 5 weken 6 weken Controle 0 575.9±51.05 620.0±96.49 536.6±93.56 621,9±47,44 509,8±67,23 675,9±54,93 592,4±37,39 Laag 25 581.4±81.00 624.1±58.78 462.3±72.85# 624.4±26.62 484.6±52.17# 517.0±92.00 553.5±40.53 Mid 50 532.6±81.58 605.1±63.79 441.3±72.70# 597.1±55,23# 477,1±98,76# 486,7±59,18 547,4±31,61 Hoog 100 517.0±39.48 595.9±64.42 336.4±62.60 591.0±89.04## 454.9±20.30## 484.2±69.66 500.3±77.92 L. casei KCTC 2180 100 612.6±60.79 677.9±114.79 593.6±47.41 723.1±28.63 625.6±55.93 685.7±72.79 624.0±26.55 Benzafibraat 10 597.3±90.47 624.0±26.55 Benzafibraat 10 597.3±90.47 581.8±40.11 513.4±67.09 652.3±83.81 649.9±69.99 652.4±76.33 590.0±24.63

Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD (10 dieren per groep; drie onafhankelijke experimenten werden uitgevoerd). Statistische significantie tussen controle en behandelde waarden werd bepaald door tweestaart Student’s t-test met p-waarde; p waarde < 0.05 en p waarde < 0.001 (versus controlegroep); #p waarde < 0.05 en ##p waarde < 0.001 (versus L. casei KCTC 2180 en benzafibraat behandelde groep).

Tabel 3

Effect van gefermenteerde ui met L. casei HD-010 op het gehalte aan lipoproteïnen met lage dichtheid in het serum bij muizen met ApoE-deficiëntie.

Behandeling Dosis (mg/kg/dag) Hoge-dichtheid lipoproteïne (HDL, mg/dl) 0 weken 1 week 2 weken 3 weken 4 weken 5 weken 6 weken Controle 0 45.5±7.41 47.1±1.05 44.3±8.95 50.8±3.20 36.0±4.23 31.4±4.43 44,8±2,27 Laag 25 45,5±1,06 50,7±1,91 46,2±7,38 57,4±1.28 56,6±9,70 48,0±9,51 45,6±8,59 Mid 50 52,8±3,02 58.2±3.77 52.9±6.82## 65.3±0.92 58.6±4.10 51.8±3.41 56.2±7.73 Hoog 100 56.6±8.96 64.2±6.00 55.4±6.81## 70.3±3.64 66.3±4.18 62.5±5.13 56.6±1.98 L. casei KCTC 2180 100 45.2±3.90 52.7±3.95 38.9±5.06 54,4±2,40 46,3±6,13 48,8±8,62 43,6±6,55 Benzafibraat 10 43.2±2.95 48.0±2.99 39.1±5.29 55.7±4.66 35.8±0.92 32.1±5.85 42.7±6.30

De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SD (10 dieren per groep; er werden drie onafhankelijke experimenten uitgevoerd). Statistische significantie tussen controle- en behandelde waarden werd bepaald door tweestaart Student’s t-testen en wordt weergegeven als een p-waarde; p-waarde < 0,05 en p-waarde < 0,001 (versus controlegroep); #p-waarde < 0,05 en ##p-waarde < 0,001 (versus L. casei KCTC 2180 en met benzafibraat behandelde groep).

Tabel 4

Effect van gefermenteerde ui met L. casei HD-010 op het serum high-density lipoproteïne gehalte bij ApoE-deficiënte muizen.

Het serum TG gehalte was in alle groepen licht gedaald in vergelijking met dat van de controle. Deze afname was echter niet statistisch significant. Met name de groep die met een hoog gefermenteerd uienextract werd gevoederd, vertoonde een significante afname van het TG-niveau tijdens de eerste, tweede, derde en vijfde week (tabel 5). Het TC-niveau daalde in de met gefermenteerd uienextract gevoede groep vanaf de vijfde week (Tabel 6). De positieve controlegroep die gevoederd werd met benzafibraat en Lactobacillus supernatant vertoonde echter geen significant verschil in TC-niveau, in vergelijking met de controlegroep.

Behandeling Dosis (mg/kg/dag) Triglyceride (TG, mg/dl) 0 weken 1 week 2 weken 3 weken 4 weken 5 weken 6 weken Controle 0 406.6±35.68 561.2±54.01 334.4±60.37 652.3±65.16 302.3±48.56 412.2±75.99 284.8±54.11 Laag 25 379,1±76,36 553,5±70,59 301,0±75,14 628,2±63,90 288.3±45,88 396,2±59,68 266,6±23,08 Mid 50 363.5±64.19 461.6±99.73 270.1±16.91 581.1±34.41 283.1±43.47 321,0±82,27 265,7±16,24 Hoog 100 395.5±61.04 449.7±59.96 228.5±42.10 537.3±62.24 273.4±60.84 241,5±68,03 252,5±39,91 L. casei KCTC 2180 100 410.4±78.77 475.9±41.84 275.2±37.67 507.0±24.04 241.7±57,09 255,9±65,39 270,3±26,89 Benzafibraat 10 380.5±86.76 529.5±90.37 285.3±52.13 656.7±71.61 257.2±33,35 396,9±99,12 273,6±39,73

De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SD (10 dieren per groep; er werden drie onafhankelijke experimenten uitgevoerd). Statistische significantie tussen controle en behandelde waarden werd bepaald door tweestaart Student’s t-testen en wordt gegeven als p-waarde; p-waarde < 0,05 en p-waarde < 0,001.

Tabel 5

Effect van gefermenteerde ui met L. casei HD-010 op het serumtriglyceridengehalte bij ApoE-deficiënte muizen.

Behandeling Dosis (mg/kg/dag) Totaal Cholesterol (TC, mg/dl) 0 weken 1 week 2 weken 3 weken 4 weken 5 weken 6 weken Controle 0 702.7±40.72 779.4±88.99 647.8±89.39 803.2±41.15 621.8±71.15 789,7±55,05 699,1±41,20 Laag 25 702.7±88.48 785.5±63.45 568.7±82.61 807.5±19.50 598.8±46.83 644.3±79.84 644.8±39.13 Mid 50 658,1±73,41 755,7±51,34 548.3±67.92 778.6±57.04 592.3±91.15 602.7±62.89 641.1±60.00 Hoog 100 652.7±28.06 750.1±60.31 437.4±61.70 768.7±83.53# 575.9±20.40# 595.0±73.14 619.4±78.28 L. casei KCTC 2180 100 739.9±48.37 825.8±113.75 687.6±52.21 879.0±32.08 720.2±66.89 785.8±79.01 715.2±33.01 Benzafibraat 10 716.0±90.81 715.2±33.01 Benzafibraat 10 716.6±90.81 735.7±26.94 609.5±66.18 839.3±92.52 737.1±73.97 763.9±87.42 687.4±19.36

Data vertegenwoordigen gemiddelde ± SD (10 dieren per groep; er werden drie onafhankelijke experimenten uitgevoerd). Statistische significantie tussen controle- en behandelde waarden werd bepaald door tweestaart Student’s t-testen en wordt weergegeven als een p-waarde; p-waarde < 0,05 en p-waarde < 0,001 (versus controlegroep); #p-waarde < 0,05 en ##p-waarde < 0,001 (versus L. casei KCTC 2180 en met benzafibraat behandelde groep).

Tabel 6

Effect van gefermenteerde ui met L. casei HD-010 op het totale serumcholesterolgehalte bij ApoE-deficiënte muizen.

We gebruikten het ApoE-deficiënte muizenmodel om de efficiëntie van gefermenteerd uienextract op de vermindering van lipidenstapeling, HMG-CoA-reductaseremming, en CETP-remming te beoordelen. HMG-CoA reductase is betrokken bij de cholesterolsynthese. Het werd verminderd na toediening van gefermenteerd ui-extract. Deze daling was echter niet statistisch significant (figuur 5). CETP-eiwit werkt als een drager voor HDL en LDL in het lichaam en HMG-CoA-reductase is betrokken bij de cholesterolsynthese. Zoals blijkt uit figuur 5, waren CETP-activiteit en HMG-CoA-reductase significant na toediening van gefermenteerd uienextract (figuur 5). Deze gegevens suggereren dat gefermenteerd uienextract de intestinale vetadsorptie efficiënt kan blokkeren door remming van CETP-activiteit.

(a)

(b)

(a)
(b)

Figuur 5

Effect van gefermenteerde ui met L. caseiHD-010 op serum CETP en HMG- CoA-reductase-activiteit bij ApoE-deficiënte muizen na zes weken. De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SD (10 dieren per groep; er werden drie onafhankelijke experimenten uitgevoerd). Statistische significantie tussen onbehandelde en behandelde waarden werd bepaald door tweestaart Student’s t-test en wordt weergegeven als een p-waarde; p waarde < 0,05 en p waarde < 0.001 (versus controlegroep); #p waarde < 0.05 en ##p waarde < 0.001 (versus L. casei KCTC 2180 en benzafibraat behandelde groep).

Hyperlipidemie is een belangrijke kwestie in de gezondheidszorg. Het is betrokken bij veel ernstige hart- en vaatziekten. Vele experimentele en klinische studies hebben aangetoond dat hyperlipidemie hypertensie, diabetes en zwaarlijvigheid kan veroorzaken.

Vele studies hebben gerapporteerd dat uienbestanddelen of Lactobacillus het lipidegehalte in het bloed kunnen verlagen. Ui is een bekend traditioneel geneesmiddel. Het is onderzocht voor vele epidemiologische studies . In Aziatische landen worden uien- en knoflookplanten die diallylsulfide en quercetine bevatten, gebruikt om hart- en vaatziekten te voorkomen. Ui bevat ongeveer 90% water, 7 ~8% suiker (hoofdzakelijk fructose), en kleine hoeveelheden vitaminen . S-methyl-L-cysteïne sulfoxide is een van de bestanddelen van ui. Het kan het lipidegehalte in het bloed verlagen. Quercetine heeft een soortgelijk effect bij het verminderen van de productie en synthese van lipiden in dierproeven . Lactobacillus kan ook het cholesterolgehalte in het bloed verlagen. Vele studies hebben aangetoond dat Lactobacillus de galzuuraflezing en de aanhechting van cholesterol aan de celwand kan remmen. Het extract van gefermenteerde uien is echter nog niet goed bestudeerd. Weinig onderzoeksgroepen hebben geprobeerd een gefermenteerd uienextract drankproduct te ontwikkelen.

In deze studie hebben we geprobeerd een geschikte bacterie voor uienfermentatie te identificeren en het effect ervan op het bloedlipidengehalte te bepalen. Onze gegevens suggereren dat gefermenteerd uienextract een effect heeft op het lipidenmetabolisme bij orale toediening.

4. Conclusies

Het belangrijkste actieve materiaal dat verantwoordelijk was voor het antihyperlipidemie-effect van gefermenteerde ui was quercetine. Onze resultaten suggereren dat gefermenteerde ui een preventief/therapeutisch effect heeft op hyperlipidemie. Het zou potentieel kunnen hebben om te worden ontwikkeld als een functioneel voedsel.

Beschikbaarheid van gegevens

De gegevens zijn gekoppeld aan online repositories van http://www.nodagi.net.

Conflicts of Interest

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit artikel.

Bijdragen van de auteurs

Woong-Suk Yang en Jin-Chul Kim hebben gelijkelijk bijgedragen aan dit werk.

Acknowledgments

De onderhavige studie werd gedeeltelijk ondersteund door Nodaji Co. Ltd., (Pohang, Korea) in het jaar 2012.