Interacțiunile dintre vitamina C și vitamina E sunt observate în țesuturile șobolanilor inerent scorbutici

Abstract

Pentru a investiga interacțiunile in vivo dintre vitaminele antioxidante C și E, efectele de economisire a vitaminei C asupra vitaminei E, precum și cele ale vitaminei E asupra vitaminei C au fost evaluate folosind șobolani inerent scorbutici. Șobolanii au fost împărțiți în patru grupuri (control, cu deficit de vitamina E, cu deficit de vitamina C și cu deficit simultan de vitaminele C și E). Nivelurile de vitamine C și E în țesuturi au fost determinate la 0, 14 și 21 de zile de carență. La ziua 14, concentrația de vitamina E în plasmă, ficat, creier și plămâni a grupului cu deficit de vitamina C a fost semnificativ mai mică decât cea a grupului de control, în concordanță cu literatura de specialitate privind conservarea vitaminei E de către ascorbat. Concentrația de vitamina E din grupul cu deficit de vitamina C a fost, de asemenea, semnificativ mai mică în plasmă, inimă, ficat, plămâni și rinichi decât cea din grupul de control la ziua 21. Pe baza ANOVA în două direcții, s-au observat interacțiuni semnificative între vitaminele C și E la ziua 21 pentru concentrația de vitamina E în aceste țesuturi. Nivelul de ascorbat în plasmă, inimă, ficat, mușchi și rinichi al grupului cu deficit de vitamina E a fost semnificativ mai mic decât cel al grupului de control corespunzător la d 21. Au fost observate interacțiuni semnificative între vitaminele C și E la ziua 21 pentru concentrația de vitamina C în aceste țesuturi. Aceste rezultate sugerează un efect de economisire a vitaminei E asupra vitaminei C, un efect care a fost observat pentru prima dată în acest studiu. Aceste rezultate sugerează că interacțiunea dintre vitaminele C și E există in vivo și că amploarea interacțiunii depinde de țesut. Substanțele reactive ale acidului tiobarbituric (TBARS) din plasma și ficatul șobolanilor cu deficit de vitamina C au fost semnificativ mai mari decât cele din grupurile de control și cele cu deficit de vitamina E în ziua 21, ceea ce sugerează că deficitul de vitamina C a provocat o creștere mai mare a stresului oxidativ decât deficitul de vitamina E. TBARS din ficat la șobolanii cu deficit atât de vitamina C, cât și de vitamina E au fost semnificativ mai mari decât cele din toate celelalte grupuri, ceea ce sugerează un efect aditiv al deficitelor de vitamine C și E asupra TBARS hepatice. Aceste date sugerează că, in vivo, vitaminele E și C interacționează și fiecare dintre ele poate exercita efecte de economisire în absența celeilalte.

Regenerarea vitaminei E din radicalul tocoferil de către vitamina C prin donarea unui atom de hidrogen a fost bine caracterizată prin studii in vitro (Mukai și colab. 1991, Packer și colab. 1979). Cu toate acestea, natura interacțiunii dintre aceste vitamine in vivo este încă controversată (Burton et al. 1990). Această interacțiune a fost explorată în cadrul unor experimente care au măsurat modificări la modele animale hrănite cu diete care conțin diferite niveluri ale acestor vitamine (Chen 1981, Chen și Thacker 1986 și 1987, Chen et al. 1980, Ginter et al. 1984, Hruba et al. 1982, Igarashi et al. 1991). Metoda de determinare a vitaminei C în aceste studii s-a bazat pe metoda colorimetrică utilizată pe scară largă, dezvoltată cu peste o jumătate de secol în urmă (Roe și Kuether 1943). Recent, am raportat că specificitatea metodei convenționale era foarte scăzută pe baza observației că această metodă a dat o valoare de trei ori mai mare decât nivelul real al vitaminei C în plasma de șobolan, determinat printr-o nouă metodă specifică care implică derivatizarea chimică și HPLC (Kishida et al. 1992). Prin utilizarea noii metode, am raportat (Tokumaru et al. 1996) că profilul de scădere a vitaminei C în timpul deficienței sale depindea de natura țesuturilor la șobolanii inerent scorbutici (ODS)4 (Mizushima et al. 1984), care s-au dovedit a fi un bun model pentru studiul vitaminei C.

În această lucrare, am studiat natura interacțiunii dintre vitaminele C și E prin evaluarea modificării nivelurilor tisulare ale acestor vitamine provocate de sărăcia de vitamina C, vitamina E sau ambele la șobolanii ODS, folosind teste specifice și sensibile pentru a măsura aceste vitamine (Buttriss și Diplock 1984, Kishida și colab. 1992).

MATERIALE ȘI METODE

Materiale.

Acidul dehidro-L-ascorbic bis(2,4-dinitrofenil)hidrazonă a fost preparat în conformitate cu literatura de specialitate (Kishida et al. 1992). Toate celelalte substanțe chimice au fost achiziționate de la Wako Pure Chemical (Osaka, Japonia) și au fost de calitate analitică.

Animale și diete.

Au fost respectate liniile directoare ale Biroului Primului Ministru al Japoniei (nr. 6 din 27 martie 1980) pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator. Șobolanii masculi homozigoți ODS (od/od), în vârstă de 5 săptămâni, au fost achiziționați de la Clea Japan (Tokyo, Japonia). Șobolanii au fost adăpostiți într-o cameră cu o temperatură de 24 ± 2°C și un ciclu de 12 ore lumină:întuneric. Șobolanilor li s-a permis accesul liber la hrană și apă. În prima săptămână, toți șobolanii au primit dieta de bază sintetică pregătită de Funahashi Farm (Chiba, Japonia) în conformitate cu AIN 76 (American Institute of Nutrition 1977) și li s-a oferit apă schimbată cu ioni care conținea 1 g de vitamina C/L, o cantitate suficientă pentru a menține o creștere normală (Mizushima et al. 1984). După săptămâna de aclimatizare, șobolanii au fost împărțiți în patru grupuri . Numărul de șobolani din fiecare grup a fost de 4 sau 5. Regimul alimentar al grupului -E a fost preparat de Funahashi Farm cu ulei de porumb decojit (5 g/100 g) ca grăsime. Grupul de control a primit vitamina C (1 g/L) în apa de băut și dieta de bază sintetică, care conținea ulei de porumb decojit (de asemenea, 5 g/100 g) și all-rac-α-tocophrol (50 mg/kg). Grupului -C i s-a oferit dieta bazală sintetică și apă fără vitamina C. Grupului -C,-E i s-a oferit apă fără vitamina C și dieta fără vitamina E, așa cum a fost descrisă mai sus.

Metode analitice.

În ziua indicată, fiecare șobolan a fost ucis după cum urmează (1 animal pe zi) și toate determinările au fost făcute în ziua uciderii. Șobolanii au fost anesteziați cu eter dietilic și uciși prin recoltarea sângelui din vena cavă inferioară cu ajutorul unei seringi care conține heparină de sodiu ca anticoagulant. După perfuzia cu soluție salină răcită cu gheață prin vena portală, organele au fost îndepărtate. Țesutul extirpat a fost omogenizat în 5 volume de PBS 10 mmol/L (pH 7,2) sub răcire într-o baie de gheață. Toate determinările au fost efectuate în dublu exemplar. Determinarea vitaminei C a fost conform descrierii (Kishida et al. 1992, Tokumaru et al. 1996). Nivelul de α-tocoferol a fost determinat prin metoda lui Buttriss și Diplock (1984). Condițiile de utilizare a HPLC și a detectorului de fluorescență (Shimadzu RF-535, Kyoto, Japonia) au fost raportate anterior (Kishida et al. 1993, Tokumaru et al. 1997). Substanțele reactive ale acidului tiobarbituric (TBARS) au fost măsurate conform descrierii (Buege și Aust 1978) și exprimate ca echivalenți nanomole de malondialdehidă (MDA) pe gram de țesut.

Concentrațiile de proteine au fost determinate în conformitate cu metoda lui Lowry et al. (1951) cu seroalbumina bovină ca standard.

Datele au fost exprimate ca medii ± SD și analizate prin ANOVA folosind software-ul StatView (Abacus Concepts, Berkeley, CA). Mediile de grup ale tuturor grupurilor experimentale au fost comparate folosind ANOVA în două direcții pentru a examina interacțiunea dintre tratamentele alimentare. Diferențele dintre mediile grupurilor au fost analizate utilizând testul protejat al celei mai mici diferențe semnificative (PLSD) al lui Fisher. Diferențele au fost considerate semnificative la P < 0,05.

REZULTATE ȘI DISCUȚII

Schimbarea greutății corporale a șobolanilor ODS.

Greutatea corporală a șobolanilor de control a crescut în mod constant, așa cum este descris în literatura de specialitate (Kimura et al. 1992, Tokumaru et al. 1996). Modificarea greutății corporale a grupului -E nu a fost diferită de cea a grupului de control, arătând astfel că deficiența de vitamina E timp de 3 săptămâni nu a afectat greutatea corporală, în concordanță cu raportul lui Tokumaru et al. (1997). Greutatea corporală a grupurilor -C și -C,-E a crescut, de asemenea, în mod constant, dar a început să scadă în ziua 14, în concordanță cu literatura de specialitate (Kimura et al. 1992, Tokumaru et al. 1996). La ziua 14, greutatea corporală a grupurilor -C și -C,-E a fost de 168,2 ± 10,5 și, respectiv, 166,5 ± 10,4 g; acestea au fost semnificativ mai mici decât cele ale grupurilor de control (178,3 ± 11,9 g) și -E (185,0 ± 3,9 g). La ziua 21, greutatea corporală a șobolanilor -C și -C,-E a fost de 158,36 ± 12,85 și, respectiv, 162,54 ± 13,46 g; din nou, acestea au fost semnificativ mai mici decât greutatea grupului de control (216,08 ± 5,59 g) și a grupului -E (209.74 ± 13,28 g).

Schimbare a nivelului de vitamina E în țesuturi.

Concentrația de α-tocoferol din plasma grupului -C în ziua 21 a fost semnificativ mai mică decât cea a grupului de control (Fig. 1). Alți tocoferoli (β, γ și δ) nu au fost detectați în acest experiment. Rezultate similare au fost obținute în inimă, plămâni, ficat și rinichi la d 21 și în plasmă, creier, plămâni și ficat la d 14 (Fig. 1). Interacțiuni semnificative între aceste vitamine asupra concentrației de α-tocofrol au fost observate la ziua 21 în plasmă, inimă, plămâni, ficat și rinichi. Aceste rezultate au demonstrat că vitamina C a menajat vitamina E in vivo și au susținut prezența interacțiunilor in vivo, inclusiv reacția directă a radicalului tocoferil cu acidul ascorbic, așa cum au arătat studiile in vitro (Mukai și colab. 1991, Packer și colab. 1979). Acest lucru a fost în concordanță cu literatura de specialitate (Hruba et al. 1982) care raportează că deficiența cronică de vitamina C a scăzut concentrația de α-tocoferol în ficatul și plămânii cobailor, dar nu a fost în concordanță cu un raport (Igarashi et al. 1991) conform căruia nivelul de tocoferol din țesuturile șobolanilor ODS hrăniți cu cea mai mică cantitate de vitamina C a fost cel mai ridicat. Această discrepanță se poate datora parțial dozelor diferite de vitamina C aplicate.

Abbreviații

• -C

  .

  deficit de vitamina C

• -E

  deficit de vitamina E

• -C,-E

  deficit simultan de vitaminele C și E

• MDA

  malondialdehidă

• ODS

  Dezordine osteogenică Shionogi

• TBARS

  substanțe reactive la acidul tiobarbituric

FOOTNOTES

.