Kefir protects the liver against high fructose corn syrup induced phosphodiesterase hyperactivity

Abstract

Objectives Phosphodiesterases (PDEs) mediate several physiological activities, and alterations in PDE expressions might cause conflicts between functional and clinical effects. This study clarifies the eventual relationship between the hepatic insulin resistance-associated signaling elements and PDEs together with inflammatory markers and investigates the role of kefir in the treatment. Methods Male Wistar rats were grouped as Control, Kefir, HFCS (high-fructose corn syrup), and HFCS + Kefir. Daily HFCS (20% w/v) and kefir (1 mL/100 g weight) were given for 8-weeks. Hepatic expressions of PDE isoforms and insulin signaling elements were determined with qPCR and Western blot. The changes in hepatic phospholipase A2 (cPLA2) and insulin-like growth factor 1 receptor-α (IGF-1Rα) were investigated histologically. Results HFCS upregulated hepatic PDEs while repressed primary insulin signaling elements at gene and protein levels. It also augmented cPLA2 and IGF-1Rα expression. Kefir suppressed the PDEs and normalized the insulin signaling, and down-regulated cPLA2 and IGF-1Rα in the liver of HFCS-fed rats. Conclusions The disruption of the insulin signaling pathway and activation of PDEs were negatively correlated in liver tissues of the HFCS-fed rats. Kefir treatment achieved a remarkable improvement in HFCS-dependent modifications, and it could be an excellent functional food against HFCS-induced insulin resistance, PDE hyperactivity, and inflammation.

Amaç Fosfodiesterazlar (PDE’ler) çeşitli fizyolojik aktivitelere aracılık eder, bu nedenle PDE ifadelerindeki değişiklikler, fonksiyonel ve klinik etkiler arasında farklılıklara neden olabilir. Bu çalışma, hepatik insülin direnci ile ilişkili sinyal elemanları, PDE’ler ve inflamatuar belirteçler arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarmak ve kefirin tedavideki rolünü araştırmak üzere gerçekleştirilmiştir. Gereç ve Yöntem Erkek Wistar sıçanları Kontrol, Kefir, YFMS (yüksek fruktozlu mısır şurubu) ve YFMS +Kefir olarak gruplandırıldı. 8 hafta boyunca hayvanlara günlük YFMS (%20 a/h) ve kefir (1 mL/100 g ağırlık) verildi. PDE izoformlarının ve insülin sinyal elementlerinin hepatik ekspresyonları, qPCR ve Western blot ile belirlendi. Hepatik fosfolipaz A2 (cPLA2) ve insülin benzeri büyüme faktörü 1 reseptör-α’daki (IGF-1Ra) değişiklikler histolojik olarak araştırıldı. Bulgular YFMS, hepatik PDE’lerı yukarı yönde regüle ederken, gen ve protein seviyelerinde primer insülin sinyal elementlerini baskıladı. Ayrıca cPLA2 ve IGF-1Ra ifadesini artırdı. Kefir, HFCS ile beslenen sıçanların karaciğerinde PDE’leri baskıladı ve insülin sinyalini normalleştirdi. Buna ilave olarak cPLA2 ve IGF-1Ra’yı aşağı yönde regüle etti. Sonuç İnsülin sinyal yolunun bozulması ve PDE’lerin aktivasyonu, YFMS ile beslenen sıçanların karaciğer dokularında negatif korelasyon gösterdi. Kefir tedavisi, YFMS’ye bağlı modifikasyonlarda kayda değer bir iyileşme sağlayarak YFMS’nin neden olduğu insülin direncine, PDE hiperaktivitesine ve inflamasyona karşı mükemmel bir fonksiyonel gıda olabilir.