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Impact of sweet tastants on mechanisms regulating gastric acid secretion in vitro
Muhammet Zopun
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Chemie)
Betreuer*in
Veronika Somoza
DOI
10.25365/thesis.54336
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15624.26740.844367-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Nicht-kalorische Süßstoffen (NKSs) werden als Zuckerersatz in Nahrungsmitteln und Getränken verwendet, um die Süßkraft zu erhöhen, ohne Nahrungsenergie bereitzustellen. Obwohl ihre physiologischen Funktionen im Gastrointestinaltrakt (GIT) erforscht wurden, wurde der Einfluss von NKSs auf Mechanismen zur Regulierung der Magensäuresekretion (MS) in vitro nicht aufgeklärt. Magensäure hat eine bemerkenswerte Rolle im Magen, indem sie eine chemische Barriere gegen aufgenommene Pathogene bereitstellt, die der Verdauung von Nahrungsmitteln dient und Sättigungsmechanismen reguliert. MS kann über hormonelle, neuronale und parakrine Wege vermittelt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, den Einfluss von NKSs auf Mechanismen der MS und auf Serotonin (5-HT), einer der regulatorischen Faktoren der MS sowie Sättigung, zu identifizieren. Darüber hinaus wurde die Beteiligung der Süßrezeptoren (T1R2/T1R3) und deren modulierende Wirkung auf die MS und auf 5-HT in HGT-1 Zellen (humane parietale Magenkarzinomzellen) in vitro untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass in HGT-1 Zellen die Protonensekretion als Schlüsselmechanismus der MS von Cyclamat stimuliert und von Acesulfam K inhibiert wurde. RT-qPCR Analysen und immuncytochemische Darstellungen demonstrierten, dass T1R3 die Haupteinheit von T1R2/T1R3 in HGT-1 Zellen darstellt und deren mRNA Expression durch die getesteten NKSs reguliert wurde. Darüber hinaus hat Lactisol, ein T1R3 Antagonist, die Wirkung von Cyclamat und Acesulfam K auf die Protonenfreisetzung abgeschwächt. Experimente zeigten, dass HGT-1 Zellen essentielle Bestandteile zur Produktion von 5-HT darstellen. In Anbetracht dessen förderten Cyclamat, Acesulfam K, Saccharin und Sucralose, und Neohesperidin-dihydrochalkon (NHDC) die Sekretion von 5-HT in HGT-1 Zellen, während Lactisol die NKSs-induzierte 5-HT-Sekretion verringerte. Ein TAS1R3 knockdown mittels siRNA zeigte eine Beteiligung des T1R3-Rezeptors sowohl bei der Protonen- als auch bei der 5-HT-Sekretion, was durch Cyclamat und Acesulfam K induziert wurde. Eine gleichzeitige Behandlung von HGT-1 Zellen mit Glucose und ausgewählten NKSs verstärkte deren Effekt auf die Protonen- und 5-HT-Sekretion. Diese Ergebnisse geben neue Einblicke in die physiologischen Möglichkeiten von NKSs und deren Mechanismen hinsichtlich Regulierung der Magensäuresekretion.
Abstract
(Englisch)
Non-caloric sweeteners (NCSs) are used as sugar substitutes in foods and beverages to increase the sweetness without providing dietary energy. Although their physiological roles in the gastrointestinal tract (GI) have been explored, the impact of NCSs on mechanisms regulating gastric acid secretion (GAS) has not been elucidated in vitro. Gastric acid has a remarkable role in the stomach by providing a chemical barrier against ingested pathogens, serving in the digestion of foods, and regulating mechanisms of satiety. GAS can be mediated via hormonal, neuronal, and paracrine pathways. Therefore, the present thesis aimed to identify the impact of NCSs on mechanisms of GAS, and serotonin (5-HT)-one of the regulatory factors of GAS as well as satiation. In addition, the involvement of sweet taste receptors (T1R2/T1R3) and its downstream mechanisms on the modulation of GAS and 5-HT was studied in the HGT-1 cell system (human gastric parietal adenocarcinoma cells). In HGT-1 cells, cyclamate stimulated and acesulfame K inhibited proton secretion, as a key mechanism of GAS. Analysis by means of RT-qPCR and immunocytochemistry revealed that T1R3 is the major unit of T1R2/T1R3 in HGT-1 cells, and mRNA expression of which was regulated by tested NCSs. Moreover, T1R3 receptor antagonist lactisole attenuated the effect of cyclamate, and acesulfame K on proton release. Experiments revealed that HGT-1 cells constitute essential components to produce 5-HT. Regarding this, selected NCSs cyclamate, acesulfame K, saccharin, sucralose and neohesperidin dihydrochalcone (NHDC) promoted 5-HT secretion in HGT-1 cells, and lactisole diminished the NCSs-induced 5-HT secretion. A siRNA knockdown approach targeting TAS1R3 demonstrated the involvement of T1R3 receptor in both proton and 5-HT secretion induced by cyclamate and acesulfame K. Co-treatment of HGT-1 cells with glucose enhanced the effect of selected NCSs on both proton and 5-HT secretion. As a result, this study exposes a new insight of physiological potentials of NCSs in the field of food substituents in order to enlighten the mechanisms regulating GAS.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Nicht-kalorische Süßstoffen HGT-1 Zellen T1R2/T1R3 T1R2 T1R3
Autor*innen
Muhammet Zopun
Haupttitel (Englisch)
Impact of sweet tastants on mechanisms regulating gastric acid secretion in vitro
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
89 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Inge Depoortere ,
Wolfgang Langhans
Klassifikation
35 Chemie > 35.00 Chemie: Allgemeines
AC Nummer
AC15274924
Utheses ID
48010
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |