Effekt av kalsium på fordøyelse av fettsyrer og uttrykk av gener involvert i kolesterolhomeostase i mus

Abstract

Bakgrunn: Hjerte- og karsykdom (HKS), og særlig aterosklerotisk sykdom, er globalt en stor helsebyrde og er den ledende dødsårsaken i verden. Høye konsentrasjoner av lavtetthet-lipoprotein (LDL) i blodet er assosiert med utvikling av aterosklerotisk plakk, og et høyt inntak av mettede fettsyrer (SFA) kan øke konsentrasjonen av LDL i blodet. Inntak av kalsium kan påvirke risiko for utvikling av HKS ved å danne uløselige komplekser med SFA i tarm ved fordøyelse. Kalsium-SFA-kompleksene absorberes ikke av enterocyttene, men blir i stedet akkumulert i avføring og skilt ut. Hensikt: Målet med dette masterprosjektet var å undersøke om kalsium og/eller fôrkilde kan ha en effekt på vektutvikling, fettmasse, avføringsmengde og innhold av C14:0, C16:0, C18:0 og C18:1cis9 i avføring, og ekspresjon av gener involvert i kolesterolhomeostase. Metoder: 60 C57BL/6JRj hannmus ble fordelt i 6 grupper (n = 10). 5 av gruppene ble fôret med høyfett-diett laget på ost eller smør og syrefelt kasein, med lite kalsium (2 g/kg fôr), middels (7 g/kg fôr), eller mye kalsium (20 g/kg fôr). Den siste gruppen fungerte som en «sunn» referanse og ble fôret med standard tørrfôr (lavfett). Resultater: Mus på smør-diett med mest innhold av kalsium (20Ca) hadde lavere vekt ved siste dag enn mus på smør-diett med minst innhold av kalsium (2Ca) og mer avføring enn de andre høyfett-gruppene (P < 0,05). Høykalsium-gruppene hadde lavere tilsynelatende fordøyelighet av samtlige analyserte fettsyrer enn lavkalsium-gruppen (P < 0,05). Plasma totalkolesterol var lavere med økende mengde kalsium, men effekten var så vidt ikke signifikant (P = 0,06). mRNA-ekspresjon i lever av gener involvert i biosyntese av kolesterol (Hmgcr og Hmgcs1), opptak av kolesterol fra sirkulasjonen (Ldlr) og biosyntese av gallesyrer (Cyp7a1) var høyere i mus fôret mest kalsium (P < 0,05). Konklusjon: Resultatene foreslår at kalsium reduserer absorpsjon av SFA og øker produksjon og opptak av kolesterol i lever, og biosyntese av gallesyrer. Dette kan bidra til lavere kroppsvekt og en bedret lipidprofil i mus fôret med høyere mengde kalsium.

Background: Cardiovascular diseases (CVD), and especially atherosclerotic heart diseases, is a global health burden and the leading cause of mortality worldwide. High concentrations low-density lipoprotein (LDL) in the blood is associated with development of atherosclerotic plaque, and high intake of saturated fatty acids (SFA) increase LDL plasma concentration. High dietary intake of calcium can possibly reduce risk of developing CVD by forming insoluble complexes with saturated fatty acids during digestion. These complexes are not absorbed by enterocytes but is instead excreted in faeces. Aim: The aim of this project was to study effects of calcium and/or feed matrix (cheese or butter) on weight development, fat mass, faecal excretion, and content of C14:0, C16:0, C18:0 and C18:1cis9 in the faeces. Furthermore, we wanted to study effects of calcium expression on liver genes involved in cholesterol homeostasis. Methods: 60 male C57BL/6JRj mice were random distributed in 6 groups (n =10). 5 groups were fed high-fat diets made on cheese or butter and casein with low (2 g/kg feed), medium (7 g/kg feed), or high (20 g/kg feed) amounts of calcium. The last group were fed standard lowfat chow diet and functioned as a “healthy” reference. Results: Mice fed high calcium (20Ca) butter diet had lower total weight development than mice fed butter diet with low amounts of calcium (2Ca) (P < 0,05). High calcium diets produced more faeces and had reduced apparent digestibility compared to mice on low calcium diets (P < 0,05). Plasma total cholesterol was lower with more dietary calcium, but the effect was not significant (P = 0,06). mRNA expression of liver genes involved in cholesterol biosynthesis (Hmgcr and Hmgcs1), uptake of cholesterol from circulation to liver (Ldlr) and bile acid synthesis (Cyp7a1) was significantly higher in mice fed high amounts of calcium (P < 0,05). Conclusion: The results suggest that dietary calcium reduces digestibility of SFA and increases cholesterol production and tissue uptake, and synthesis of bile acids. This may contribute to lower body weight and improved plasma lipid profile in mice fed higher calcium.