Dairy Consumption and Incident Type 2 Diabetes Among American Indians: The Strong Heart Family Study

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Canine and Feline Diabetes Mellitus: Nature or Nurture?

There is evidence for the role of genetic and environmental factors in feline and canine diabetes. Type 2 diabetes is the most common form of diabetes in cats. Evidence for genetic factors in feline diabetes includes the overrepresentation of Burmese cats with diabetes. Environmental risk factors in domestic or Burmese cats include advancing age, obesity, male gender, neutering, drug treatment, physical inactivity, and indoor confinement. High-carbohydrate diets increase blood glucose and insulin levels and may predispose cats to obesity and diabetes. Low-carbohydrate, high-protein diets may help prevent diabetes in cats at risk such as obese cats or lean cats with underlying low insulin sensitivity. Evidence exists for a genetic basis and altered immune response in the pathogenesis of canine diabetes. Seasonal effects on the incidence of diagnosis indicate that there are environmental influences on disease progression. At least 50% of diabetic dogs have type 1 diabetes based on present evidence of immune destruction of P-cells. Epidemiological factors closely match those of the latent autoimmune diabetes of adults form of human type 1 diabetes. Extensive pancreatic damage, likely from chronic pancreatitis, causes similar to28% of canine diabetes cases. Environmental factors such as feeding of high-fat diets are potentially associated with pancreatitis and likely play a role in the development of pancreatitis in diabetic dogs. There are no published data showing that overt type 2 diabetes occurs in dogs or that obesity is a risk factor for canine diabetes. Diabetes diagnosed in a bitch during either pregnancy or diestrus is comparable to human gestational diabetes.

Echinacea alkamide disposition and pharmacokinetics in humans after tablet ingestion

Echinacea is a widely used herbal remedy for the treatment of colds and other infections. However, almost nothing is known about the disposition and pharmacokinetics of any of its components, particularly the alkamides and caffeic acid conjugates which are thought to be the active phytochemicals. In this investigation, we have examined serial plasma samples from 9 healthy volunteers who ingested echinacea tablets manufactured from ethanolic liquid extracts of Echinacea angustifolia and Echinacea purpurea immediately after a standard high fat breakfast. Caffeic acid conjugates could not be identified in any plasma sample at any time after tablet ingestion. Alkamides were rapidly absorbed and were measurable in plasma 20 min after tablet ingestion and remained detectable for up to 12 h. Concentration-time curves for 2,4-diene and 2-ene alkamides were determined. The maximal concentrations for the sum of alkamides in human plasma were reached within 2.3 h post ingestion and averaged 336 +/- 131 ng eq/mL plasma. No obvious differences were observed in the pharmacokinetics of individual or total alkamides in 2 additional fasted subjects who took the same dose of the echinacea preparation. This single dose study provides evidence that alkamides are orally available and that their pharmacokinetics are in agreement with the one dose three times daily regimen already recommended for echinacea.

Relating the stickiness property of foods undergoing drying and dried products to their surface energetics

Stickiness is a common problem encountered in food handling and processing, and also during consumption. Stickiness is observed as adhesion of the food to processing equipment surfaces or cohesion within the food particulate or mass. An important operation where this undesirable behavior of food is manifested is drying. This occurs particularly during drying of high-sugar and high-fat foods. To date, the stickiness of foods during drying or dried powder has been investigated in relation to their viscous and glass transition properties. The importance of contact surface energy of the equipment has been ignored in many analyses, despite the fact that some drying operations have reported using low-energy contact surfaces in drying equipment to avoid the problems caused by stickiness. This review discusses the fundamentals of adhesion and cohesion mechanisms and relates these phenomena to drying and dried products.

Identification of nesfatin-1 in human and murine adipose tissue:a novel depot-specific adipokine with increased levels in obesity

Nesfatin-1 is a recently identified anorexigenic peptide derived from its precursor protein, nonesterified fatty acid/nucleobindin 2 (NUCB2). Although the hypothalamus is pivotal for the maintenance of energy homeostasis, adipose tissue plays an important role in the integration of metabolic activity and energy balance by communicating with peripheral organs and the brain via adipokines. Currently no data exist on nesfatin-1 expression, regulation, and secretion in adipose tissue. We therefore investigated NUCB2/nesfatin-1 gene and protein expression in human and murine adipose tissue depots. Additionally, the effects of insulin, dexamethasone, and inflammatory cytokines and the impact of food deprivation and obesity on nesfatin-1 expression were studied by quantitative RT-PCR and Western blotting. We present data showing NUCB2 mRNA (P < 0.001), nesfatin-1 intracellular protein (P < 0.001), and secretion (P < 0.01) were significantly higher in sc adipose tissue compared with other depots. Also, nesfatin-1 protein expression was significantly increased in high-fat-fed mice (P < 0.01) and reduced under food deprivation (P < 0.01) compared with controls. Stimulation of sc adipose tissue explants with inflammatory cytokines (TNFa and IL-6), insulin, and dexamethasone resulted in a marked increase in intracellular nesfatin-1 levels. Furthermore, we present evidence that the secretion of nesfatin-1 into the culture media was dramatically increased during the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes into adipocytes (P < 0.001) and after treatments with TNF-a, IL-6, insulin, and dexamethasone (P < 0.01). In addition, circulating nesfatin-1 levels were higher in high-fat-fed mice (P < 0.05) and showed positive correlation with body mass index in human. We report that nesfatin-1 is a novel depot specific adipokine preferentially produced by sc tissue, with obesity- and food deprivation-regulated expression.

Effects of short-term detraining on postprandial metabolism, endothelial function, and inflammation in endurance-trained men:dissociation between changes in triglyceride metabolism and endothelial function

Endurance-trained athletes experience a low level of postprandial lipaemia, but this rapidly increases with detraining. We sought to determine whether detraining-induced changes to postprandial metabolism influenced endothelial function and inflammation. Eight endurance-trained men each undertook two oral fat tolerance tests [blood taken fasted and for 6 h following a high-fat test meal (80 g fat, 80 g carbohydrate)]: one during a period of their normal training (trained) and one after 1 wk of no exercise (detrained). Endothelial function in the cutaneous microcirculation was assessed using laser Doppler imaging with iontophoresis in the fasted state and 4 h postprandially during each test. Fasting plasma triglyceride (TG) concentrations increased by 35% with detraining (P = 0.002), as did postprandial plasma (by 53%, P = 0.002), chylomicron (by 68%, P = 0.02) and very low-density lipoprotein (by 51%, P = 0.005) TG concentrations. Endothelial function decreased postprandially in both the trained (by 17%, P = 0.03) and detrained (by 22%, P = 0.03) conditions but did not differ significantly between the trained and detrained conditions in either the fasted or the postprandial states. These results suggest that, although fat ingestion induces endothelial dysfunction, interventions that alter postprandial TG metabolism will not necessarily concomitantly influence endothelial function.

Differential effects of chlorinated and oxidized phospholipids in vascular tissue:implications for neointima formation

The presence of inflammatory cells and MPO (myeloperoxidase) in the arterial wall after vascular injury could increase neointima formation by modification of phospholipids. The present study investigates how these phospholipids, in particular oxidized and chlorinated species, are altered within injured vessels and how they affect VSMC (vascular smooth muscle cell) remodelling processes. Vascular injury was induced in C57BL/6 mice and high fat-fed ApoE-/- (apolipoprotein E) mice by wire denudation and ligation of the left carotid artery (LCA). Neointimal and medial composition was assessed using immunohistochemistry and ESI-MS. Primary rabbit aortic SMCs (smooth muscle cells) were utilized to examine the effects of modified lipids on VSMC proliferation, viability and migration at a cellular level. Neointimal area, measured as intima-to-media ratio, was significantly larger in wire-injured ApoE-/- mice (3.62±0.49 compared with 0.83±0.25 in C57BL/6 mice, n=3) and there was increased oxidized low-density lipoprotein (oxLDL) infiltration and elevated plasma MPO levels. Relative increases in lysophosphatidylcholines and unsaturated phosphatidylcholines (PCs) were also observed in wire-injured ApoE-/- carotid arteries. Chlorinated lipids had no effect on VSMC proliferation, viability or migration whereas chronic incubation with oxidized phospholipids stimulated proliferation in the presence of fetal calf serum [154.8±14.2% of viable cells at 1 μM PGPC (1-palmitoyl-2-glutaroyl-sn-glycero-3-phosphocholine) compared with control, n=6]. In conclusion, ApoE-/- mice with an inflammatory phenotype develop more neointima in wire-injured arteries and accumulation of oxidized lipids in the vessel wall may propagate this effect.

Lifestyle Behaviors and Self-Rated Health: The Living for Health Program

Background. Lack of adherence to dietary and physical activity guidelines has been linked to an increase in chronic diseases in the United States (US). The aim of this study was to assess the association of lifestyle behaviors with self-rated health (SRH). Methods. This cross-sectional study used self-reported data from Living for Health Program ( 1,701) which was conducted from 2008 to 2012 in 190 health fair events in South Florida, US. Results. Significantly higher percent of females as compared to males were classified as obese (35.4% versus 27.0%), reported poor/fair SRH (23.4% versus 15.0%), and were less physically active (33.9% versus 25.4%). Adjusted logistic regression models indicated that both females and males were more likely to report poor/fair SRH if they consumed 2 servings of fruits and vegetables per day (, 95% CI 1.30–3.54; , 95% CI 1.12–7.35, resp.) and consumed mostly high fat foods (, 95% CI 1.03–2.43; , 95% CI 1.67–2.43, resp.). The association of SRH with less physical activity was only significant in females (, 95% CI 1.17–2.35). Conclusion. Gender differences in health behaviors should be considered in designing and monitoring lifestyle interventions to prevent cardiovascular diseases.

The effects of dietary omega-3 fatty acids on brain function are sex, age and brain-region specific

Omega (n)-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) have beneficial effects in neuropsychiatric illnesses. The goals of this thesis were to determine the effects of feeding diets varying in n-3 PUFA on brain fatty acid composition, and neurotrophin and myelin-related gene expression of the brain in an age, sex, and region-specific manner. A diet high in n-3 PUFA altered phospholipid docosahexaenoic acid (DHA) and oleic acid composition in an age, sex, and region-specific manner. Diet had no effect on the mRNA expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and tropomyosin-receptor kinase-B (TrkB); however, stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD1) and myelin basic protein (MBP) gene expression increased in offspring fed a diet high in n-3 PUFA in an age, sex, and region-specific manner. DHA treatment to ex vivo cerebral cortical cells showed an increase in BDNF, TrkB, SCD1, and MBP mRNA expression compared to control cells. The mRNA expression of BDNF and SCD1 was higher in DHA treated cells compared to arachidonic acid treated cells. Overall, the data presented in this thesis suggests that the potential benefits of n-3 PUFA on brain function are sex, age and brain-region specific.

Exploring the needs, concerns and knowledge of women diagnosed with gestational diabetes: A qualitative study

Objective
To explore the concerns, needs and knowledge of women diagnosed with Gestational Diabetes Mellitus (GDM).
Design
A qualitative study of women with GDM or a history of GDM.
Methods
Nineteen women who were both pregnant and recently diagnosed with GDM or post- natal with a recent history of GDM were recruited from outpatient diabetes care clinics. This qualitative study utilised focus groups. Participants were asked a series of open-ended questions to explore 1) current knowledge of GDM; 2) anxiety when diagnosed with GDM, and whether this changed overtime; 3) understanding and managing GDM and 4) the future impact of GDM. The data were analysed using a conventional content analysis approach.
Findings
Women experience a steep learning curve when initially diagnosed and eventually become skilled at managing their disease effectively. The use of insulin is associated with fear and guilt. Diet advice was sometimes complex and not culturally appropriate. Women appear not to be fully aware of the short or long-term consequences of a diagnosis of GDM.
Conclusions
Midwives and other Health Care Professionals need to be cognisant of the impact of a diagnosis of GDM and give individual and culturally appropriate advice (especially with regards to diet). High quality, evidence based information resources need to be made available to this group of women. Future health risks and lifestyle changes need to be discussed at diagnosis to ensure women have the opportunity to improve their health.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Différences liées à la récompense alimentaire, au statut pondéral et aux comportements alimentaires chez la femme

Ce mémoire présente mon projet de maîtrise dont l’objectif était d’étudier les associations entre la récompense alimentaire à l’égard des aliments riches en gras et en sucres, le statut pondéral et les comportements alimentaires. Cent cinquante femmes de poids normal ou obèses ont été invitées à compléter deux questionnaires : un sur la récompense alimentaire (plaisir explicite, motivation explicite et motivation implicite) et l’autre sur les comportements alimentaires [restriction cognitive (totale, flexible et rigide), désinhibition (totale, habituelle, émotionnelle et situationnelle) et susceptibilité à la faim (totale, interne et externe)]. Aucune association n’a été observée entre la récompense alimentaire et le statut pondéral. Toutefois, un plaisir et une motivation explicites plus importants pour les aliments en général ont été notés chez les femmes avec un score plus élevé de restriction flexible. De plus, une motivation implicite plus importante pour les aliments riches en gras tendait à être associée avec un score plus élevé de susceptibilité émotionnelle à la désinhibition et a été associée significativement avec un score plus élevé de faim externe. Ces résultats suggèrent que les comportements alimentaires ont une plus grande influence sur la récompense alimentaire que le statut pondéral.

Effects of a 12-week aerobic exercise intervention on eating behaviour, food cravings and 7-day energy intake and energy expenditure in inactive men

This study examined effects of 12 weeks of moderate-intensity aerobic exercise on eating behaviour, food cravings and weekly energy intake and expenditure in inactive men. Eleven healthy men (mean ± SD: age, 26 ± 5 years; body mass index, 24.6 ± 3.8 kg/m2; maximum oxygen uptake, 43.1 ± 7.4 mL/kg/min) completed the 12-week supervised exercise programme. Body composition, health markers (e.g. blood pressure), eating behaviour, food cravings and weekly energy intake and expenditure were assessed before and after the exercise intervention. There were no intervention effects on weekly free-living energy intake (p=0.326, d=-0.12) and expenditure (p=0.799, d=0.04), or uncontrolled eating and emotional eating scores (p>0.05). However, there was a trend with a medium effect size (p=0.058, d=0.68) for cognitive restraint to be greater after the exercise intervention. Total food cravings (p=0.009, d=-1.19) and specific cravings of high-fat foods (p=0.023, d=-0.90), fast-food fats (p=0.009, d=-0.71) and carbohydrates/starches (p=0.009, d=-0.56) decreased from baseline to 12 weeks. Moreover, there was a trend with a large effect size for cravings of sweets (p=0.052, d=-0.86) to be lower after the exercise intervention. In summary, 12 weeks of moderate-intensity aerobic exercise reduced food cravings and increased cognitive restraint, however, these were not accompanied by changes in other eating behaviours and weekly energy intake and expenditure. The results indicate the importance of exercising for health improvements even when reductions in body mass are modest.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Effects of oat bran and nutrition counseling on the lipid and glucose profile and anthropometric parameters of hypercholesterolemia patients

Background: In order to prevent chronic, non communicable disease, it is essential that lifestyle is modified to include a diet high in fiber. Aim: To assess the effect oat bran (OB) in conjunction with nutrition counseling (NC) have on lipid and glucose profile, anthropometric parameters, quality of diet, and ingestion of ultraprocessed foods (UPF) and additives in hypercholesterolemia sufferers. Method: This was a 90-day, double-blind, placebo-controlled, block-randomized trial undertaken on 132 men and women with LDL-c ≥ 130 mg/dL. The participants were sorted into two groups: OB Group (OBG) and Placebo Group (PLG), and were given NC and 40g of either OB or rice flour, respectively. Lipid and glucose profile were assessed, as were the anthropometric data, quality of diet (Diet Quality Index revised for the Brazilian population - DQI-R) and whether or not UPF or additives were consumed. Results: Both groups showed a significant decrease in anthropometric parameters and blood pressure, as well as a significant reduction in total and LDL cholesterol. There was also an improvement in DQI-R in both groups and a decrease in consumption of UPF. Blood sugar, HOMA-IR and QUICKI values were found to be significantly lower only in the OBG. Conclusion: Our findings in lipid profile and anthropometric parameters signify that NC has a beneficial effect, which is attributable to the improved quality of diet and reduced consumption of UPF. Daily consumption of 40 g of OB was found to be of additional benefit, in decreasing insulin-resistance parameters.