Choice of Lipid Emulsion Determines Inflammation of the Gut-Liver Axis, Incretin Profile, and Insulin Signaling in a Murine Model of Total Parenteral Nutrition.
Animals
Emulsions
/ administration & dosage
Fatty Acids, Omega-6
/ pharmacology
Fish Oils
/ pharmacology
Gastritis
/ etiology
Hepatitis
/ etiology
Incretins
/ metabolism
Insulin
/ blood
Insulin Resistance
Interferon-gamma
/ metabolism
Interleukin-6
/ metabolism
Lipids
/ administration & dosage
Malabsorption Syndromes
/ etiology
Male
Mice, Inbred C57BL
Muscle, Skeletal
/ drug effects
Parenteral Nutrition, Total
/ adverse effects
Phospholipids
/ administration & dosage
Soybean Oil
/ administration & dosage
Triglycerides
/ pharmacology
insulin
liver
n-3 fatty acids
n-6 fatty acids
total parenteral nutrition
Journal
Molecular nutrition & food research
ISSN: 1613-4133
Titre abrégé: Mol Nutr Food Res
Pays: Germany
ID NLM: 101231818
Informations de publication
Date de publication:
03 2021
03 2021
Historique:
received:
28
04
2020
revised:
16
07
2020
pubmed:
31
7
2020
medline:
30
10
2021
entrez:
31
7
2020
Statut:
ppublish
Résumé
The aim of this study is to test whether the choice of the lipid emulsion in total parenteral nutrition (TPN), that is, n-3 fatty acid-based Omegaven versus n-6 fatty acid-based Intralipid, determines inflammation in the liver, the incretin profile, and insulin resistance. Jugular vein catheters (JVC) are placed in C57BL/6 mice and used for TPN for 7 days. Mice are randomized into a saline group (saline infusion with oral chow), an Intralipid group (IL-TPN, no chow), an Omegaven group (OV-TPN, no chow), or a chow only group (without JVC). Both TPN elicite higher abundance of lipopolysaccharide binding protein in the liver, but only IL-TPN increases interleukin-6 and interferon-γ, while OV-TPN reduces interleukin-4, monocyte chemoattractant protein-1, and interleukin-1α. Insulin plasma concentrations are higher in both TPN, while glucagon and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) were higher in IL-TPN. Gluconeogenesis is increased in IL-TPN and the nuclear profile of key metabolic transcription factors shows a liver-protective phenotype in OV-TPN. OV-TPN increases insulin sensitivity in the liver and skeletal muscle. OV-TPN as opposed to IL-TPN mitigates inflammation in the liver and reduces the negative metabolic effects of hyperinsulinemia and hyperglucagonemia by "re-sensitizing" the liver and skeletal muscle to insulin.
Identifiants
pubmed: 32729969
doi: 10.1002/mnfr.202000412
doi:
Substances chimiques
Emulsions
0
Fatty Acids, Omega-6
0
Fish Oils
0
Incretins
0
Insulin
0
Interleukin-6
0
Lipids
0
Phospholipids
0
Triglycerides
0
fish oil triglycerides
0
interleukin-6, mouse
0
soybean oil, phospholipid emulsion
0
Soybean Oil
8001-22-7
Interferon-gamma
82115-62-6
Types de publication
Journal Article
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2000412Informations de copyright
© 2020 Wiley-VCH GmbH.
Références
M. P. Cober, G. Killu, A. Brattain, K. B. Welch, S. M. Kunisaki, D. H. Teitelbaum, J. Pediatr. 2012, 160, 421.
M. S. Mundi, A. Pattinson, M. T. McMahon, J. Davidson, R. T. Hurt, Nutr. Clin. Pract. 2017, 32, 799.
E. Lucchinetti, P. Lou, P. Wawrzyniak, M. Wawrzyniak, M. Scharl, G. A. Holtzhauer, S. D. Kramer, M. Hersberger, G. Rogler, M. Zaugg, Mol. Nutr. Food Res. 2021, 65, 1901270.
G. Guthrie, M. Kulkarni, H. Vlaardingerbroek, B. Stoll, K. Ng, C. Martin, J. Belmont, D. Hadsell, W. Heird, C. B. Newgard, O. Olutoye, J. van Goudoever, C. Lauridsen, X. He, E. H. Schuchman, D. Burrin, J. Lipid Res. 2016, 57, 1696.
D. K. Heyland, Proc. Nutr. Soc. 2000, 59, 457.
G. Olveira, M. J. Tapia, J. Ocon, C. Cabrejas-Gomez, M. D. Ballesteros-Pomar, A. Vidal-Casariego, C. Arraiza-Irigoyen, J. Olivares, M. C. Conde-Garcia, A. Garcia-Manzanares, F. Botella-Romero, R. P. Quilez-Toboso, P. Matia, M. A. Rubio, L. Chicharro, R. Burgos, P. Pujante, M. Ferrer, A. Zugasti, E. Petrina, L. Manjon, M. Dieguez, M. J. Carrera, A. Vila-Bundo, J. R. Urgeles, C. Aragon-Valera, O. Sanchez-Vilar, I. Breton, P. Garcia-Peris, A. Munoz-Garach, E. Marquez, D. D. Olmo, J. L. Pereira, M. C. Tous, Nutrition 2015, 31, 58.
F. J. Pasquel, R. Spiegelman, M. McCauley, D. Smiley, D. Umpierrez, R. Johnson, M. Rhee, C. Gatcliffe, E. Lin, E. Umpierrez, L. Peng, G. E. Umpierrez, Diabetes Care 2010, 33, 739.
R. Belfort, L. Mandarino, S. Kashyap, K. Wirfel, T. Pratipanawatr, R. Berria, R. A. Defronzo, K. Cusi, Diabetes 2005, 54, 1640.
V. Rigalleau, M. Beylot, C. Pachiaudi, C. Guillot, G. Deleris, H. Gin, Am. J. Physiol. 1998, 275, E641.
L. Hue, H. Taegtmeyer, Am. J. Physiol.: Endocrinol. Metab. 2009, 297, E578.
Z. Gao, D. Hwang, F. Bataille, M. Lefevre, D. York, M. J. Quon, J. Ye, J. Biol. Chem. 2002, 277, 48115.
G. S. Hotamisligil, A. Budavari, D. Murray, B. M. Spiegelman, J. Clin. Invest. 1994, 94, 1543.
G. S. Hotamisligil, D. L. Murray, L. N. Choy, B. M. Spiegelman, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1994, 91, 4854.
P. H. Lou, E. Lucchinetti, M. Hersberger, A. S. Clanachan, M. Zaugg, Anesth. Analg. 2020, 130, 37.
E. Lucchinetti, P. H. Lou, M. Hersberger, A. S. Clanachan, M. Zaugg, Anesth. Analg. 2020, May 7. doi: https://doi.org/10.1213/ANE.0000000000004838.
B. Chen, Y. Zhou, P. Yang, H. W. Wan, X. T. Wu, JPEN J. Parenter. Enteral Nutr. 2010, 34, 387.
C. E. Edmunds, R. A. Brody, J. S. Parrott, S. M. Stankorb, D. K. Heyland, Crit. Care Med. 2014, 42, 1168.
A. R. Heller, S. Rossler, R. J. Litz, S. N. Stehr, S. C. Heller, R. Koch, T. Koch, Crit. Care Med. 2006, 34, 972.
C. Wei, J. Hua, C. Bin, K. Klassen, Nutrition 2010, 26, 474.
C. M. Lavallee, J. A. R. MacPherson, M. Zhou, Y. Gao, P. R. Wizzard, P. W. Wales, J. M. Turner, B. P. Willing, JPEN J. Parenter. Enteral Nutr. 2017, 41, 1301.
L. Zhan, I. Yang, B. Kong, J. Shen, L. Gorczyca, N. Memon, B. T. Buckley, G. L. Guo, Am. J. Physiol.: Gastrointest. Liver Physiol. 2016, 310, G93.
J. K. Harris, K. C. El Kasmi, A. L. Anderson, M. W. Devereaux, S. A. Fillon, C. E. Robertson, B. D. Wagner, M. J. Stevens, N. R. Pace, R. J. Sokol, PLoS One 2014, 9, e110396.
Nutrient Requirements of Laboratory Animals, Fourth Revised Edition, National Academies Press, Washington, DC 1995.
J. T. Brozinick Jr., M. J. Birnbaum, J. Biol. Chem. 1998, 273, 14679.
H. W. Moser, A. B. Moser, K. K. Frayer, W. Chen, J. D. Schulman, B. P. O'Neill, Y. Kishimoto, Neurology 1981, 31, 1241.
I. Herter-Aeberli, C. Graf, A. Vollenweider, I. Haberling, P. Srikanthan, M. Hersberger, G. Berger, D. Mathis, Nutrients 2019,11, 1863
L. Kyriakopoulou, M. Yazdanpanah, D. A. Colantonio, M. K. Chan, C. H. Daly, K. Adeli, Clin. Biochem. 2013, 46, 642.
T. H. van Dijk, A. J. Laskewitz, A. Grefhorst, T. S. Boer, V. W. Bloks, F. Kuipers, A. K. Groen, D. J. Reijngoud, Lab. Anim. 2013, 47, 79.
S. Chen, D. H. Wasserman, C. MacKintosh, K. Sakamoto, Cell Metab. 2011, 13, 68.
A. Nabbi, K. Riabowol, Cold Spring Harbor Protoc. 2015, 2015, 731.
I. Kiristioglu, D. H. Teitelbaum, J. Surg. Res. 1998, 79, 91.
J. E. Ottenweller, R. J. Servatius, B. H. Natelson, Physiol. Behav. 1994, 55, 337.
P. J. Blackshear, T. D. Rohde, R. L. Varco, H. Buchwald, Atherosclerosis 1977, 26, 23.
Y. Tazuke, I. Kiristioglu, K. P. Heidelberger, M. D. Eisenbraun, D. H. Teitelbaum, JPEN J. Parenter. Enteral Nutr. 2004, 28, 1.
H. Huang, D. J. Tindall, Biochim. Biophys. Acta 2011, 1813, 1961.
D. Schmoll, K. S. Walker, D. R. Alessi, R. Grempler, A. Burchell, S. Guo, R. Walther, T. G. Unterman, J. Biol. Chem. 2000, 275, 36324.
T. M. Barnes, Y. F. Otero, A. D. Elliott, A. D. Locke, C. M. Malabanan, A. G. Coldren, M. Brissova, D. W. Piston, O. P. McGuinness, Am. J. Physiol.: Endocrinol. Metab. 2014, 307, E896.
H. Ellingsgaard, I. Hauselmann, B. Schuler, A. M. Habib, L. L. Baggio, D. T. Meier, E. Eppler, K. Bouzakri, S. Wueest, Y. D. Muller, A. M. Hansen, M. Reinecke, D. Konrad, M. Gassmann, F. Reimann, P. A. Halban, J. Gromada, D. J. Drucker, F. M. Gribble, J. A. Ehses, M. Y. Donath, Nat. Med. 2011, 17, 1481.
T. Suzuki, J. Imai, T. Yamada, Y. Ishigaki, K. Kaneko, K. Uno, Y. Hasegawa, H. Ishihara, Y. Oka, H. Katagiri, Diabetes 2011, 60, 537.
L. J. Lebrun, K. Lenaerts, D. Kiers, J. P. P. de Barros, N. Le Guern, J. Plesnik, C. Thomas, T. Bourgeois, C. H. C. Dejong, M. Kox, I. H. R. Hundscheid, N. A. Khan, S. Mandard, V. Deckert, P. Pickkers, D. J. Drucker, L. Lagrost, J. Grober, Cell Rep. 2017, 21, 1160.
K. D. Galsgaard, M. Winther-Sorensen, J. Pedersen, S. A. S. Kjeldsen, M. M. Rosenkilde, N. J. W. Albrechtsen, J. J. Holst, Am. J. Physiol.: Endocrinol. Metab. 2019, 316, E660.
F. Kahles, C. Meyer, J. Mollmann, S. Diebold, H. M. Findeisen, C. Lebherz, C. Trautwein, A. Koch, F. Tacke, N. Marx, M. Lehrke, Diabetes 2014, 63, 3221.
S. D. Wright, R. A. Ramos, P. S. Tobias, R. J. Ulevitch, J. C. Mathison, Science 1990, 249, 1431.
H. Ellingsgaard, J. A. Ehses, E. B. Hammar, L. V. Lommel, R. Quintens, G. Martens, J. Kerr-Conte, F. Pattou, T. Berney, D. Pipeleers, P. A. Halban, F. C. Schuit, M. Y. Donath, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 13163.
F. Kahles, C. Meyer, S. Diebold, A. C. Foldenauer, R. Stohr, J. Mollmann, C. Lebherz, H. M. Findeisen, N. Marx, M. Lehrke, Diabetes, Obes. Metab. 2016, 18, 1147.
S. Olteanu, M. Kandel-Kfir, A. Shaish, T. Almog, S. Shemesh, I. Barshack, R. N. Apte, D. Harats, Y. Kamari, Dig. Liver Dis. 2014, 46, 433.
H. Kristinsson, E. Sargsyan, H. Manell, D. M. Smith, S. O. Gopel, P. Bergsten, Sci. Rep. 2017, 7, 4657.
T. T. Pluess, D. Hayoz, M. M. Berger, L. Tappy, J. P. Revelly, B. Michaeli, Y. A. Carpentier, R. L. Chiolero, Intensive Care Med. 2007, 33, 789.
M. Arita, F. Bianchini, J. Aliberti, A. Sher, N. Chiang, S. Hong, R. Yang, N. A. Petasis, C. N. Serhan, J. Exp. Med. 2005, 201, 713.
A. Recchiuti, S. Krishnamoorthy, G. Fredman, N. Chiang, C. N. Serhan, FASEB J. 2011, 25, 544.
C. N. Serhan, R. Yang, K. Martinod, K. Kasuga, P. S. Pillai, T. F. Porter, S. F. Oh, M. Spite, J. Exp. Med. 2009, 206, 15.
L. Martinez-Fernandez, P. Gonzalez-Muniesa, L. M. Laiglesia, N. Sainz, P. L. Prieto-Hontoria, X. Escote, L. Odriozola, F. J. Corrales, J. M. Arbones-Mainar, J. A. Martinez, M. J. Moreno-Aliaga, FASEB J. 2017, 31, 2135.
L. Janah, S. Kjeldsen, K. D. Galsgaard, M. Winther-Sorensen, E. Stojanovska, J. Pedersen, F. K. Knop, J. J. Holst, N. J. W. Albrechtsen, Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 3314.
K. J. Oh, H. S. Han, M. J. Kim, S. H. Koo, BMB Rep. 2013, 46, 567.
X. Zhang, L. Gan, H. Pan, S. Guo, X. He, S. T. Olson, A. Mesecar, S. Adam, T. G. Unterman, J. Biol. Chem. 2002, 277, 45276.
S. H. Chiang, C. A. Baumann, M. Kanzaki, D. C. Thurmond, R. T. Watson, C. L. Neudauer, I. G. Macara, J. E. Pessin, A. R. Saltiel, Nature 2001, 410, 944.
G. Muller, S. Wied, Diabetes 1993,42, 1852.
D. Kawamori, A. J. Kurpad, J. Hu, C. W. Liew, J. L. Shih, E. L. Ford, P. L. Herrera, K. S. Polonsky, O. P. McGuinness, R. N. Kulkarni, Cell Metab. 2009, 9, 350.
H. K. Wei, Z. Deng, S. Z. Jiang, T. X. Song, Y. F. Zhou, J. Peng, Y. X. Tao, Mol. Cell. Endocrinol. 2017, 439, 116.
A. Besse-Patin, S. Jeromson, P. Levesque-Damphousse, B. Secco, M. Laplante, J. L. Estall, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2019, 116, 4285.
S. H. Koo, H. Satoh, S. Herzig, C. H. Lee, S. Hedrick, R. Kulkarni, R. M. Evans, J. Olefsky, M. Montminy, Nat. Med. 2004, 10, 530.
K. Ueki, T. Kondo, C. R. Kahn, Mol. Cell. Biol. 2004, 24, 5434.
E. M. Morris, G. M. Meers, F. W. Booth, K. L. Fritsche, C. D. Hardin, J. P. Thyfault, J. A. Ibdah, Am. J. Physiol.: Gastrointest. Liver Physiol. 2012, 303, G979.
M. A. Abdelmegeed, S. H. Yoo, L. E. Henderson, F. J. Gonzalez, K. J. Woodcroft, B. J. Song, J. Nutr. 2011, 141, 603.
D. M. Xiang, W. Sun, B. F. Ning, T. F. Zhou, X. F. Li, W. Zhong, Z. Cheng, M. Y. Xia, X. Wang, X. Deng, W. Wang, H. Y. Li, X. L. Cui, S. C. Li, B. Wu, W. F. Xie, H. Y. Wang, J. Ding, Gut 2018,67, 1704.
C. Zhu, P. Xu, Y. He, Y. Yuan, T. Wang, X. Cai, L. Yu, L. Yang, J. Wu, L. Wang, X. Zhu, S. Wang, P. Gao, Q. Xi, Y. Zhang, Y. Xu, Q. Jiang, G. Shu, Cell Rep. 2017, 20, 2455.
H. Lortat-Jacob, F. Baltzer, J. A. Grimaud, J. Biol. Chem. 1996, 271, 16139.