Effets directs et aigus de médicaments insulinosensibilisateurs sur la cellule bêta des îlots pancréatiques : de l’outil de recherche à l’identification de la décélération métabolique comme mode d’action

Le diabète de type 2 (DT2) apparaît lorsque la sécrétion d’insuline par les cellules β des îlots du pancréas ne parvient plus à compenser la résistance à l’insuline des organes cibles. Parmi les médicaments disponibles pour traiter le DT2, deux classes agissent en améliorant la sensibilité à l’insuline : les biguanides (metformine) et les thiazolidinediones (pioglitazone et rosiglitazone). Des études suggèrent que ces médicaments protègent également la fonction des cellules β. Dans le but d’identifier des mécanismes par lesquels les médicaments insulinosensibilisateurs protègent les cellules β, nous avons étudié les effets aigus de la metformine et de la pioglitazone sur le métabolisme et la fonction des cellules INS 832/13, sécrétrices d’insuline et des îlots pancréatiques isolés de rats. Nous avons aussi validé in vivo avec des rats Wistar les principales observations obtenues en présence de pioglitazone grâce à des clamps glucidiques et par calorimétrie indirecte. Le traitement aigu des cellules β avec de la pioglitazone ou de la metformine inhibe la sécrétion d’insuline induite par le glucose en diminuant la sensibilité des cellules au glucose (inhibition en présence de concentrations intermédiaires de glucose seulement). Dans les mêmes conditions, les traitements inhibent aussi plusieurs paramètres du métabolisme mitochondrial des nutriments et, pour la pioglitazone, du métabolisme des lipides. Les composés affectent le métabolisme en suivant un patron d’inhibition similaire à celui observé pour la sécrétion d’insuline, que nous avons nommé « décélération métabolique ». La capacité de la pioglitazone à inhiber la sécrétion d’insuline et à ralentir le métabolisme mitochondrial de façon aigüe se confirme in vivo. En conclusion, nous avons identifié la décélération métabolique de la cellule β comme nouveau mode d’action pour les médicaments insulinosensibilisateurs. La décélération métabolique causée par les agents insulinosensibilisateurs les plus utilisés semble provenir d’une inhibition du métabolisme mitochondrial et pourrait être impliquée dans les bienfaits de ceux-ci dans un contexte de stress métabolique. Le fait que les deux agents insulinosensibilisateurs étudiés agissent à la fois sur la sensibilité à l’insuline et sur la sécrétion d’insuline, les deux composantes majeures du DT2, pourrait expliquer pourquoi ils sont parmi les agents antidiabétiques les plus efficaces. La décélération métabolique est une approche thérapeutique à considérer pour le traitement du DT2 et d’autres maladies métaboliques.

Bioassay-guided fractionation of Larix laricina du Roi, and antidiabetic potentials of ethanol and hot water extracts of seventeen medicinal plants from the traditional pharmacopeia of the James Bay Cree

Nous avons utilisé une approche ethnobotanique pour identifier des espèces de plantes utilisées par les Cris afin de traiter les symptômes du diabète de type 2. Larix laricina du Roi (L. laricina) a récemment été identifiée comme une des meilleures plantes qui a stimulé le transport de glucose dans les cellules C2C12 et fortement potentialisé la différenciation des 3T3-L1 en indiquant une sensibilité potentiellement accrue à l’insuline. Ensuite, ces études de criblage ont été effectuées sur des extraits éthanolique (EE) en utilisant une série de bioessais in vitro. Cependant, les préparations traditionnelles des plantes sont souvent faites avec l’eau chaude. Le but de cette thèse de doctorat était d’isoler les principes actifs de L. laricina par un fractionnement guidé par l’adipogenèse; d’évaluer et de comparer l’activité et les mécanismes antidiabétiques des EE et des extraits aqueux (HWE) de ces 17 plantes. Pour le fractionnement de L. laricina, on a isolé plusieurs composés connus et identifié un nouveau composé actif cycloartane triterpene, qui a amélioré fortement l’adipogenèse et a été responsable en partie de l’activité adipogénique (potentiellement similaire à l’effet sensibilisateur à l’insuline des glitazone) de l’extrait éthanolique issu de l’écorce de L. laricina. Pour le métabolisme lipidique, nos résultats ont confirmé que 10 parmi les 17 EE ont augmenté la différenciation des adipocytes alors que 2 extraits seulement l’ont inhibée. Les HWE ont montré une faible activité adipogénique ou antiadipogénique. Les EE de R. groenlandicum et K. angustifolia ont le PPAR γ (peroxisome proliferator-activated receptor γ), le SREBP-1 (sterol regulatory element binding protein-1) et le C/EBP (CCAAT-enhancer binding proteins) α, alors que ceux de P. balsamifera et A. incana les ont inhibés. L’effet inhibiteur de P. balsamifera a également été prouvé d’avoir impliqué l’activation de la protéine kinase activée par l’AMP (AMPK). Les EE et HWE de R. groenlandicum ont stimulé les mêmes facteurs de transcription alors que les extraits aqueux d’autres plantes sélectionnées ont perdu ces effets en comparaison avec leurs extraits éthanoliques respectifs. L’analyse phytochimique a également identifié le groupe des espèces actives et inactives, notamment lorsque les espèces ont été séparées par famille de plante. Finalement concernant l’homéostasie de glucose, nos résultats ont confirmé que plusieurs EE ont stimulé le transport de glucose musculaire et inhibé l’activité de la glucose-6-phosphatase (G6Pase) hépatique. Certains des HWE ont partiellement ou complètement perdu ces activités antidiabétiques par rapport aux EE, tandis qu’une seule plante (R.groenlandicum) a juste conservé un potentiel similaire entre les EE et HWE dans les deux essais. Dans les cellules musculaires, les EE de R.groenlandicum, A. incana et S. purpurea ont stimulé le transport de glucose en activant la voie de signalisation de l’AMPK et en augmentant le niveau d’expression des GLUT4. En comparaison avec les EE, les HWE de R.groenlandicum ont montré des activités similaires; les HWE de A. incana ont complètement perdu leur effet sur tous les paramètres étudiés; les HWE de S. purpurea ont activé la voie de l’insuline au lieu de celle de l’AMPK pour augmenter le transport de glucose. Dans les cellules H4IIE, les EE et HWE des 5 plantes ont activé la voie de l’AMPK, et en plus les EE et HWE de 2 plantes ont activé la voie de l’insuline. La quercétine-3-O-galactoside et la quercétine 3-O-α-L-arabinopyranoside ont été identifiées comme des composés ayant un fort potentiel antidiabétique et donc responsables de l'activité biologique des plantes HWE actifs avec le transport du glucose. En conclusion, on a isolé plusieurs composés connus et identifié un nouveau triterpène actif à partir du fractionnement de L. laricina. Nous avons fourni également une preuve directe pour l'évaluation et la comparaison d'une action analogue à l'insuline ou insulino-sensibilisateur des EE et HWE de plantes médicinales Cris au niveau de muscle, de foie et de tissus adipeux. Une partie de leur action peut être liée à la stimulation des voies de signalisation intracellulaire insulino-dépendante et non-insulino-dépendante, ainsi que l’activation de PPARγ. Nos résultats indiquent que les espèces de plantes, les tissus ou les cellules cibles, ainsi que les méthodes d'extraction sont tous des déterminants significatifs de l'activité biologique de plantes médicinales Cris sur le métabolisme glucidique et lipidique.

Étude de la Structure-Fonction du Prosegment et du domaine CHRD de la PCSK9 humaine

L’excès des particules de LDL dans le sang constitue un facteur de risque majeur dans le développement des maladies cardiovasculaires. Dans ce contexte, nous étudions la protéine PCSK9 qui favorise directement ce facteur de risque. Cette protéine est sécrétée en majorité au niveau du foie par les hépatocytes et possède la capacité de reconnaître et de lier le récepteur LDLR. Le rôle premier de ce dernier est d’éliminer les particules de LDL circulant dans le plasma. Ainsi, lorsque la PCSK9 forme un complexe avec le LDLR et l’amène à la dégradation, la conséquence directe de la diminution des ces récepteurs est une accumulation malsaine des particules LDL dans le plasma. L’importante implication de la PCSK9 dans le métabolisme des lipides nous a menés vers des recherches de caractérisation de cette protéine ainsi que dans l’étude de son mode d’action. La PCSK9 est composée de trois domaines et notre intérêt s’est porté sur l’étude structure-fonction des deux domaines dont la fonction était inconnue, soit le domaine en N-terminal : le prodomaine et de son domaine en C-terminal : CHRD. Le premier article présenté dans cette thèse révèle l’importance d’une région acide (acide aminés 33-58) régulatrice de l’activité de la PCSK9 localisée en N-terminal du prodomaine ainsi que l’effet du pH acide, équivalent à celui des endosomes tardifs, qui accroît la capacité de la PCSK9 à induire la dégradation du LDLR. Le deuxième article dissèque davantage la structure de la PCSK9 et met en lumière la différence des prérequis structurels de la région ‘’Hinge’’ ainsi que du module M2, composant du domaine CHRD, dans la voie intracellulaire et la voie extracellulaire d’activité de la PCSK9. La mutation R434W localisée dans la région ‘’Hinge’’ résulte dans une inhibition totale de l’activité intracellulaire de la PCSK9 tandis que son activité extracellulaire est réduite à ~70%. Contrairement, la perte du module M2 du domaine CHRD est bien tolérée par la PCSK9 lors de son activité intracellulaire mais totalement inhibitrice pour son activité extracellulaire. Le troisième article se distingue en présentant une nouvelle stratégie d’inhibition de l’activité de la PCSK9 en utilisant une chimère composée de la fraction Fc de l’immunoglobuline IgG1 humaine couplée avec le prodomaine de la PCSK9. La protéine fusion Fcpro lie directement la PCSK9, crée un encombrement structurel qui résulte dans une régulation négative l’activité de la PCSK9. En résumé, nous présentons dans cette thèse, trois manuscrits qui apportent une contribution à la connaissance des composantes structurelles de la PCSK9 et leur implication dans le rôle de la protéine en tant que régulateur négatif du LDLR.

Molecular mechanisms underlying deficient neurogenesis in Alzheimer’s disease

La neurogenèse est présente, dans le cerveau adulte, dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) encadrant les ventricules latéraux et dans le gyrus dentelé (GD) de l’hippocampe, permettant l’apprentissage, la mémoire et la fonction olfactive. Ces micro-environnements possèdent des signaux contrôlant l’auto-renouvellement des cellules souches neurales (CSN), leur prolifération, leur destin et leur différenciation. Or, lors du vieillissement, les capacités régénératives et homéostatiques et la neurogenèse déclinent. Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA), comme le modèle animal reproduisant cette maladie (3xTg-AD), montrent une accélération des phénotypes liés au vieillissement dont une diminution de la neurogenèse. Notre hypothèse est que la découverte des mécanismes affectant la neurogenèse, lors du vieillissement et de la MA, pourrait fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir le déclin cognitif. Les études sur l’âge d’apparition et les mécanismes altérant la neurogenèse dans la MA sont contrastées et nous ont guidé vers deux études. L’examen des changements dans les étapes de la neurogenèse lors du vieillissement et du développement de la neuropathologie. Nous avons étudié la ZSV, les bulbes olfactifs et le GD de souris femelles de 11 et 18 mois, et l’apparition des deux pathologies associées à la MA : les plaques amyloïdes et les enchevêtrements neurofibrillaires. Nous avons découvert que les souris 3xTg-AD possèdent moins de cellules en prolifération, de progéniteurs et de neuroblastes, induisant une diminution de l’intégration de nouvelles cellules dans le GD et les bulbes olfactifs. Notons que le taux de neurogenèse chez ces souris de 11 mois est similaire à celui des souris de phénotype sauvage de 18 mois, indiquant une accélération des changements liés au vieillissement dans la MA. Dans la ZSV, nous avons aussi démontré une accumulation de gouttelettes lipidiques, suggérant des changements dans l’organisation et le métabolisme de la niche. Enfin, nous avons démontré que le déficit de la neurogenèse apparait lors des premières étapes de la MA, avant l’apparition des plaques amyloïdes et des enchevêtrements neurofibrillaires. A l’examen des mécanismes inhibant la neurogenèse lors de la MA, nous voyons que chez des souris de 5 mois, le déficit de la neurogenèse dans la ZSV et le GD est corrélé avec l’accumulation de lipides, qui coïncide avec l’apparition du déclin cognitif. Nous avons aussi découvert que dans le cerveau humain de patients atteints de la MA et dans les 3xTg-AD, des gouttelettes lipidiques s’accumulaient dans les cellules épendymaires, représentant le principal soutien des CSN de la niche. Ces lipides sont des triglycérides enrichis en acide oléique qui proviennent de la niche et pas d’une défaillance du système périphérique. De plus, l’infusion locale d’acide oléique chez des souris de phénotype sauvage permet de reproduire l’accumulation de triglycérides dans les cellules épendymaires, comme dans la MA. Ces gouttelettes induisent un dérèglement de la voie de signalisation Akt-FoxO3 dans les CSN, menant à l’inhibition de leur activation in vitro et in vivo. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de la régulation de la neurogenèse par le métabolisme lipidique. Nous avons démontré un nouveau mécanisme par lequel l’accumulation des lipides dans la ZSV induit une inhibition des capacités de prolifération et de régénération des CSN lors de la MA. Les travaux futurs permettront de comprendre comment et pourquoi le métabolisme lipidique du cerveau est altéré dans la MA, ce qui pourrait offrir de nouvelles voies thérapeutiques pour la prévention et la régénération.

Biochemical effects of ethanol on oreochromis mossambicus (Peters)

The present study dealt with the haematological, biochemical and istopathological impacts of different sub lethal concentrations of ethanol on a euryhaline teleost Oreochromis In05.s‘ambicu.5' (Peters).Studies carried out using GC indicated an increase in blood ethanol oncentration of the fish which mainly arose due to fishes entering into a state of hypoxia which explains ethanol production as an ubiquitous “anaerobic” end product, which gets accumulated whenever metabolic demand exceeds the mitochondrial oxidative potential. The very low amount of ethanol detected in the control group ofO mossambicns was mainly due to the activity of microorganisms in the gut ofO. Nzossambicus.Oedcma observed in the present study, is a defense mechanism that reduces the branchial superficial area of the fish which comes in contact with the external milieu. These mechanisms also increase the diffusion barrier to the pollutant. Dilation of the blood vessels is due to increased permeability helping in the free passage of ethanol into the blood stream. Telangiectasis observed explains the state of asphyxia of the fish when subjected to ethanol toxicity indicating acute respiratory distress. Gill aneurysm observed indicates impaired respiratory function. This is related to the rupture of the pillar cells which results in an increased blood flow inside the lamellae, causing dilation of the blood vessel or even aneurysm of gill.The present findings warrant future studies to explore A'T'Pases as possible biomarkers of pollutant exposure in ecotoxicology. This study indicated that O. mossambicus when exposed for 7 and 21 days to ethanol was under tremendous stress and parameters employed in this study can be adapted for future investigations as biomarkers of damage caused by ethanol to aquatic organisms. The present study revealed that O. mossambicus is sensitive to sub lethal concentrations of ethanol.

Induction of heme oxygenase 1 by moderately oxidized low-density lipoproteins in human vascular smooth muscle cells: role of mitogen-activated protein kinases and Nrf2

Oxidized low-density lipoproteins (LDL) play a central role in atherogenesis and induce expression of the antioxidant stress protein heme oxygenase 1 (HO-1). In the present study we investigated induction of HO-1 and adaptive increases in reduced glutathione (GSH) in human aortic smooth muscle cells (SMC) in response to moderately oxidized LDL (moxLDL, 100 mu g protein/ml, 24 h), a species containing high levels of lipid hydroperoxides. Expression and activity of HO-1 and GSH levels were elevated to a greater extent by moxLDL than highly oxidized LDL but unaffected by native or acetylated LDL. Inhibitors of protein kinase C (PKC) or mitogen-activated protein kinases (MAPK) p38(MAPK) and MEK or c-jun-NH2-terminal kinase (JNK) significantly attenuated induction of HO-1. Phosphorylation of p38(MAPK), extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), or JNK and nuclear translocation of the transcription factor Nrf2 were enhanced following acute exposure of SMC to rnoxLDL (100 mu g proteiri/ml, 1-2 h). Pretreatment of SMC with the antioxidant vitamin C (100 mu M, 24 h) attenuated the induction of HO-1 by moxLDL. Native and oxidized LDL did not alter basal levels of intracellular ATP, mitochondrial dehydrogenase activity, or expression of the lectin-like oxidized LDL receptor (LOX-1) in SMC. These findings demonstrate for the first time that activation of PKC, p38(MAPK), JNK, ERK1/2, and Nrf2 by oxidized LDL in human SMC leads to HO-1 induction, constituting an adaptive response against oxidative injury that can be ameliorated by vitamin C. (C) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

LIPGENE food-exchange model for alteration of dietary fat quantity and quality in free-living participants from eight European countries

Controlled human intervention trials are required to confirm the hypothesis that dietary fat quality may influence insulin action. The aim was to develop a food-exchange model, suitable for use in free-living volunteers, to investigate the effects of four experimental diets distinct in fat quantity and quality: high SFA (HSFA); high MUFA (HMUFA) and two low-fat (LF) diets, one supplemented with 1.24g EPA and DHA/d (LFn-3). A theoretical food-exchange model was developed. The average quantity of exchangeable fat was calculated as the sum of fat provided by added fats (spreads and oils), milk, cheese, biscuits, cakes, buns and pastries using data from the National Diet and Nutrition Survey of UK adults. Most of the exchangeable fat was replaced by specifically designed study foods. Also critical to the model was the use of carbohydrate exchanges to ensure the diets were isoenergetic. Volunteers from eight centres across Europe completed the dietary intervention. Results indicated that compositional targets were largely achieved with significant differences in fat quantity between the high-fat diets (39.9 (SEM 0.6) and 38.9 (SEM 0.51) percentage energy (%E) from fat for the HSFA and HMUFA diets respectively) and the low-fat diets (29.6 (SEM 0.6) and 29.1 (SEM 0.5) %E from fat for the LF and LFn-3 diets respectively) and fat quality (17.5 (SEM 0.3) and 10.4 (SEM 0.2) %E front SFA and 12.7 (SEM 0.3) and 18.7 (SEM 0.4) %E MUFA for the HSFA and HMUFA diets respectively). In conclusion, a robust, flexible food-exchange model was developed and implemented successfully in the LIPGENE dietary intervention trial.

Effect of dietary phytate and microbial phytase on mineral and trace element bioavailability- a literature review

Phytic acid (PA) is the main phosphorus storage compound in cereals, legumes and oil seeds. In human populations where phytate-rich cereals such as wheat, maize and rice are a staple food, phytate may lead to mineral and trace element deficiency. Zinc appears to be the trace element whose bioavailability is most influenced by PA. Furthermore, several studies in humans as well as in monogastric animals clearly indicate an inhibition of non-haem iron absorption at marginal iron supply due to phytic acid. In fact PA seems to be, at least partly, responsible for the low absorption efficiency and high incidence of iron deficiency anaemia evident in most developing countries, where largely vegetarian diets are consumed Microbial phytases have provided a realistic means of improving mineral availability from traditionally high-phytate diets. In fact it has been consistently shown that Aspergillus phytases significantly enhance the absorption of calcium, magnesium and zinc in pigs and rats. Furthermore there are a few studies in humans indicating an improvement of iron bioavailability due to microbial phytase.

Differential effects of apolipoprotein E3 and E4 on markers of oxidative status in macrophages

ApoE is secreted by macrophages at the lesion site of the atherosclerotic plaque, where it is thought to play a protective role against atherosclerosis independently of its effects on lipid metabolism. Of the three common isoforms for apoE, apoE4 is associated with higher risk of cardiovascular disease (CVD). In vitro studies have shown that recombinant apoE may act as an antioxidant in an isoform-dependent manner (E2 > E3 > E4). The oxidative status of the macrophages plays a key role in the process of atherosclerosis. In the present study the possible differential actions of apoE3 and apoE4 on several parameters of oxidative status were determined in stably transfected murine macrophages (RAW 2647-apoE3 and apoE4). No differences between genotypes were observed after peroxide challenge in either protection against cytotoxicity or in cell membrane oxidation, and modest differences were observed in the non-enzymatic antioxidants (glutathione and a-tocopherol) in apoE3 v. apoE4 macrophages. Importantly, cells secreting apoE4 showed increased membrane oxidation under basal conditions, and produced more NO and superoxide anion radicals than the apoE3 macrophages after stimulation. The present data suggest that apoE genotype influences the oxidative status of macrophages, and this could partly contribute to the higher CVD risk observed in apoE4 carriers.

The potential role of the intestinal gut microbiota in obesity and the metabolic syndrome

The incidence of obesity has reached alarming levels worldwide, thus increasing the risk of development of metabolic disorders (e.g. type 2 diabetes, coronary heart disease (CHD) and cancer). Among the causes of obesity, diet and lifestyle play a central role. Although the treatment of obesity may appear quite straightforward, by simply re-addressing the balance between energy intake and energy expenditure, practically it has been very challenging. In the search for new therapeutic targets for treatment of obesity and related disorders, the gut microbiota and its activities have been investigated in relation to obesity. The human gut microbiota has already been shown to influence total energy intake and lipid metabolism, particularly through colonic fermentation of undigestible dietary constituents and production of short chain fatty acids (SCFA). Recent studies have highlighted the contribution of the gut microbiota to mammalian metabolism and energy harvested from the diet. A dietary modulation of the gut microbiota and its metabolic output could positively influence host metabolism and, therefore, constitute a potential coadjutant approach in the management of obesity and weight loss.

Analysis of the headspace aroma compounds of walnuts (Juglans regia L.)

The aroma volatiles of walnuts from three different geographical locations were studied. Over 110 compounds were identified in the headspace volatiles, many for the first time as walnut components. Walnuts from China and the Ukraine contained high levels of lipid-derived volatiles, in particular hexanal, pentanal, 1-hexanol and 1-pentanol from linoleic acid breakdown, and 1-penten-3-ol from alpha-linolenic acid breakdown. Chilean walnuts, however, contained high levels of alkylbenzenes of molecular weight 120, with the lipid-derived aldehydes and alcohols present at much lower levels than in the other two walnut samples. The relationship between the fatty acid composition of the walnuts and their volatile composition is discussed. Copyright (C) 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Effects of dietary fat modification on oxidative stress and inflammatory markers in the LIPGENE study.

Subjects with the metabolic syndrome (MetS) have enhanced oxidative stress and inflammation. Dietary fat quality has been proposed to be implicated in these conditions. We investigated the impact of four diets distinct in fat quantity and quality on 8-iso-PGF2α (a major F2-isoprostane and oxidative stress indicator), 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α (15-keto-dihydro-PGF2α, a major PGF2α metabolite and marker of cyclooxygenase-mediated inflammation) and C-reactive protein (CRP). In a 12-week parallel multicentre dietary intervention study (LIPGENE), 417 volunteers with the MetS were randomly assigned to one of the four diets: two high-fat diets (38 % energy (%E)) rich in SFA or MUFA and two low-fat high-complex carbohydrate diets (28 %E) with (LFHCC n-3) or without (LFHCC) 1·24 g/d of very long chain n-3 fatty acid supplementation. Urinary levels of 8-iso-PGF2α and 15-keto-dihydro-PGF2α were determined by RIA and adjusted for urinary creatinine levels. Serum concentration of CRP was measured by ELISA. Neither concentrations of 8-iso-PGF2α and 15-keto-dihydro-PGF2α nor those of CRP differed between diet groups at baseline (P>0·07) or at the end of the study (P>0·44). Also, no differences in changes of the markers were observed between the diet groups (8-iso-PGF2α, P = 0·83; 15-keto-dihydro-PGF2α, P = 0·45; and CRP, P = 0·97). In conclusion, a 12-week dietary fat modification did not affect the investigated markers of oxidative stress and inflammation among subjects with the MetS in the LIPGENE study.

Dietary fat modifications and blood pressure in subjects with the metabolic syndrome in the LIPGENE dietary intervention study

Hypertension is a key feature of the metabolic syndrome. Lifestyle and dietary changes may affect blood pressure (BP), but the knowledge of the effects of dietary fat modification in subjects with the metabolic syndrome is limited. The objective of the present study was to investigate the effect of an isoenergetic change in the quantity and quality of dietary fat on BP in subjects with the metabolic syndrome. In a 12-week European multi-centre, parallel, randomised controlled dietary intervention trial (LIPGENE), 486 subjects were assigned to one of the four diets distinct in fat quantity and quality: two high-fat diets rich in saturated fat or monounsaturated fat and two low-fat, high-complex carbohydrate diets with or without 1·2 g/d of very long-chain n-3 PUFA supplementation. There were no overall differences in systolic BP (SBP), diastolic BP or pulse pressure (PP) between the dietary groups after the intervention. The high-fat diet rich in saturated fat had minor unfavourable effects on SBP and PP in males.

The role of monounsaturated fatty acids in the mitigation of insulin resistance

With the rising rate of obesity, there is considerable interest in dietary strategies to reduce insulin resistance, a major characteristic of the metabolic syndrome and type 2 diabetes. Diets rich in monounsaturated fatty acids (MUFA) have been suggested as an alternative to low-fat, high-carbohydrate diets to improve glycemic control. However, inconsistent effects have been observed with MUFA-rich diets in both healthy and insulin-resistant individuals. In studies that have reported favorable effects on insulin sensitivity, Mediterranean-style diets have been used that are rich not only in MUFA but also whole-grain foods, fiber, and carbohydrates with a low glycemic index. There is a need for intervention studies to examine the true impact of MUFA-rich oils on glycemic control in both Mediterranean and non-Mediterranean populations. In addition, the metabolic and genotypic status of the participants may also play a role in the inter-individual variability in insulin sensitivity in response to MUFA-rich diets.

Porcine models for the metabolic syndrome, digestive and bone disorders: a general overview

The aim of this review article is to provide an overview of the role of pigs as a biomedical model for humans. The usefulness and limitations of porcine models have been discussed in terms of metabolic, cardiovascular, digestive and bone diseases in humans. Domestic pigs and minipigs are the main categories of pigs used as biomedical models. One drawback of minipigs is that they are in short supply and expensive compared with domestic pigs, which in contrast cost more to house, feed and medicate. Different porcine breeds show different responses to the induction of specific diseases. For example, ossabaw minipigs provide a better model than Yucatan for the metabolic syndrome as they exhibit obesity, insulin resistance and hypertension, all of which are absent in the Yucatan. Similar metabolic/physiological differences exist between domestic breeds (e.g. Meishan v. Pietrain). The modern commercial (e.g. Large White) domestic pig has been the preferred model for developmental programming due to the 2- to 3-fold variation in body weight among littermates providing a natural form of foetal growth retardation not observed in ancient (e.g. Meishan) domestic breeds. Pigs have been increasingly used to study chronic ischaemia, therapeutic angiogenesis, hypertrophic cardiomyopathy and abdominal aortic aneurysm as their coronary anatomy and physiology are similar to humans. Type 1 and II diabetes can be induced in swine using dietary regimes and/or administration of streptozotocin. Pigs are a good and extensively used model for specific nutritional studies as their protein and lipid metabolism is comparable with humans, although pigs are not as sensitive to protein restriction as rodents. Neonatal and weanling pigs have been used to examine the pathophysiology and prevention/treatment of microbial-associated diseases and immune system disorders. A porcine model mimicking various degrees of prematurity in infants receiving total parenteral nutrition has been established to investigate gut development, amino acid metabolism and non-alcoholic fatty liver disease. Endoscopic therapeutic methods for upper gastrointestinal tract bleeding are being developed. Bone remodelling cycle in pigs is histologically more similar to humans than that of rats or mice, and is used to examine the relationship between menopause and osteoporosis. Work has also been conducted on dental implants in pigs to consider loading; however with caution as porcine bone remodels slightly faster than human bone. We conclude that pigs are a valuable translational model to bridge the gap between classical rodent models and humans in developing new therapies to aid human health.