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Changes in bile acid levels in response to caloric restriction and modulation of the caloric restriction-related pathways in mice
Gabriele Karin Benischke
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Kalina Duszka
DOI
10.25365/thesis.72688
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23085.82783.304932-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Kalorienrestriktion (CR) ist eine diätetische Maßnahme, bei der die Energiezufuhr reduziert wird, ohne dass es zu einer Unterernährung kommt, und die für ihre gesundheitsfördernde Wirkung bekannt ist. In dieser Arbeit soll überprüft werden, wie CR den Gallensäuren (BA) -Stoffwechsel beeinflusst und welche Stoffwechselwege an den Veränderungen beteiligt sind. Es wurden verschiedene Arten von Käfigeinstreu verwendet, um die Auswirkungen von Ballaststoffen auf den BA-Stoffwechsel während der CR bei Mäusen zu untersuchen. Um zu sehen, ob das Mikrobiom den Anstieg der BA-Konzentrationen beeinflusst, wurden den Mäusen Antibiotika verabreicht. Zusätzlich wurde eine Fäkaltransplantation (FT) mit dem Mikrobiom von CR- oder ad libitum (ad-lib) Mäusen durchgeführt. Darüber hinaus wurde eine Taurin-Supplementierung durchgeführt, um die Auswirkungen auf den BA-Spiegel zu untersuchen. Neben CR wurden auch die Auswirkungen anderer Diäten auf die BAs untersucht. Intermittierendes Fasten (IF), Scheinfasten/ Fasting-Mimicking-Diet (FMD) und ketogene Diäten (KD) waren Teil des Experiments. IF ist eine Form des Fastens, bei der über einen bestimmten Zeitraum auf Nahrung verzichtet wird, FMD ahmt die Auswirkungen des Fastens nach, und KD ist eine Diätform, die auf Fett als Energiequelle setzt. Zur Messung der BA-Konzentrationen wurde die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie verwendet. qPCR wurde zur Quantifizierung von Genen eingesetzt, die an Veränderungen im BA-Stoffwechsel beteiligt sind, darunter Transporter, Rezeptoren und Transkriptionsfaktoren. Bei CR-Mäusen wurden im Vergleich zu ad-lib-Mäusen eine erhöhte BA-Konzentrationen im Ileum, in der Leber und im Plasma gemessen. Außerdem wurden Gene, die die BA-Synthese erhöhen, bei CR hochreguliert, während Gene, die die Synthese hemmen, herunterreguliert wurden. Auch wenn die Mäuse mehr Ballaststoffe zu sich nahmen, scheiden CR-Mäuse nicht mehr BAs über den Kot aus. Zellulose in der Einstreu führte zum größten BA-Anstieg im Ileum und im Plasma. Eine Taurin-Supplementierung bei ad-lib-Mäusen erhöhte die BA-Konzentrationen im Ileum und in der Leber, CR-Mäuse ohne Taurin hatten jedoch höhere BA-Konzentrationen. Nach der Darmbakteriendepletion wurden weniger BAs synthetisiert, und keine sekundären BAs gebildet. IF und FMD erhöhten auch die BA-Konzentrationen im Ileum. Im Gegensatz dazu konnte KD die BA-Konzentrationen nicht erhöhen. Diese Arbeit hat gezeigt, dass Mäuse unter Fastenbedingungen die Produktion von BAs in den Hepatozyten erhöhen und die Ausscheidung über die Fäkalien reduzieren. Aufgrund dieser Ergebnisse gehen wir davon aus, dass mehr Lipide und fettlösliche Vitamine aufgenommen werden können, um die reduzierte Energiezufuhr während der CR zu kompensieren.
Abstract
(Englisch)
Caloric restriction (CR) is a dietary intervention involving reduced energy intake without causing malnutrition and is well-known for its health-promoting effects. This thesis aims to verify how CR influences the bile acid (BA) metabolism and which pathways are included in the changes. Different types of cage beddings were applied to investigate the effect of fibre on BAs during CR in mice. To see whether the microbiome influences the increase of BA concentrations, antibiotics were dosed on mice. Additionally, a faecal transplant (FT) with the microbiota of CR or ad libitum (ad-lib) mice was performed. Moreover, the supplementation of taurine was used to access its impact on BA levels. Besides CR, the effects of other diets on BAs were studied. Intermittent fasting (IF), fasting-mimicking diet (FMD) and types of ketogenic diets (KD) were part of the experiment. IF is a form of fasting in which food is abstained for a certain period, FMD mimics the effects of fasting, and KD is a diet form which relies on fat as a source of energy. For measuring the BA concentrations, Liquid Chromatography Mass Spectrometry was used. qPCR was applied to quantify genes involved in changes in the BA metabolism including transporters, receptors, and transcriptional factors. Increased concentrations of BAs were measured in the ileum, the liver and plasma of CR compared to ad-lib mice. Moreover, genes that increase BA synthesis were upregulated during CR, whereas genes that inhibit the synthesis were downregulated. If mice consumed more fibre, CR mice still did not excrete more BAs via faeces. Cellulose in bedding led to the biggest BA increase in ileum and plasma. Taurine supplementation in ad-lib mice increased BA concentrations in the ileum and liver, however, CR mice without taurine had higher BA concentrations. After gut bacteria depletion fewer BAs were synthesised, and no secondary BAs were produced. IF and FMD also increased BA concentrations in the ileum. In contrast, KD could not increase BA concentrations. This thesis has shown, that under fasting conditions mice increase the production of BAs in the hepatocytes and reduce excretion via faeces. Based on these results we assume that more lipids and fat-soluble vitamins can be absorbed and compensate for the reduced energy intake during CR.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Kalorienrestriktion Gallensäuren Gallensäurenmetabolismus
Schlagwörter
(Englisch)
caloric restriction bile acids bile acid metabolism
Autor*innen
Gabriele Karin Benischke
Haupttitel (Englisch)
Changes in bile acid levels in response to caloric restriction and modulation of the caloric restriction-related pathways in mice
Paralleltitel (Deutsch)
Veränderungen des Gallensäurespiegels als Reaktion auf die Kalorienrestriktion und Modulation der mit der Kalorienrestriktion verbundenen Signalwege bei Mäusen
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
92 Seiten, 14 ungezählte Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Kalina Duszka
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC16689956
Utheses ID
65084
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |