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FOOD TECHNOLOGY
Amylose-Gehalt in Reis (Oryza sativa) beeinflusst die Leistung, Glykämie- und Fettstoffwechsel bei Ratten
Amylosegehalt in Reis (Oryza sativa) beeinflusst Leistung, Glykämie- und Fettstoffwechsel bei Ratten
Cristiane Casagrande DenardinI, 1; Nardeli BoufleurI; Patrícia ReckziegelI; Leila Picolli da SilvaII; Melissa WalterIII
Integriertes Zentrum für die Entwicklung von Laboranalysen (NIDAL), Abteilung für Lebensmittelwissenschaft und -technologie (DTCA), Zentrum für ländliche Wissenschaften (CCR), Bundesuniversität von Santa Maria (UFSM), 97105-900, Santa Maria, RS, Brasilien. E-mail: [email protected]
IIDepartamento de Zootecnia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil
IIIDepartamento de Fitotecnia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil
ABSTRACT
Ziel dieser Untersuchung war es, die Auswirkungen von Futtermitteln mit hohem, mittlerem und niedrigem Amylosegehalt von Reis auf die Leistung, den glykämischen und den Fettstoffwechsel bei Ratten zu bewerten. Männliche Wistar-Ratten wurden mit gekochten Reiskörnern der Sorten „IRGA 417“, „IRGA 416“ und „MOCHI“ mit hohem, mittlerem bzw. niedrigem Amylosegehalt gefüttert. Die Produktion von Nass- und Trockenkot und das HDL-Cholesterin im Serum wurden durch den Amylosegehalt nicht beeinflusst. Die Tiere in den Behandlungen mit hohem Amylosegehalt („IRGA 417“) wiesen eine geringere Futteraufnahme, Körpergewichtszunahme und scheinbare Verdaulichkeit, einen höheren Wassergehalt im Kot und eine höhere Stickstoffausscheidung, einen niedrigeren pH-Wert im Kot, eine geringere postprandiale Blutzuckerreaktion, einen niedrigeren Gesamtcholesterin- und Triglyceridspiegel im Serum und ein höheres Gewicht der Bauchspeicheldrüse sowie eine höhere Nüchtern-Serumglukosekonzentration und ein höheres Lebergewicht auf. Das Verhältnis Amylose:Amylopektin beeinflusst signifikant die Verdauung von Reisstärke im Magen-Darm-Trakt und wirkt sich auf einige biologisch relevante Parameter aus.
Schlüsselwörter: Reiskörner, Hyperglykämie, metabolische Reaktionen, Ratten.
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de dietas com alto, intermediário e baixo teor de amilose sobre o desempenho, metabolismo glicêmico e lipídico em ratos. Männliche Wistar-Ratten wurden mit Versuchsrationen gefüttert, die mit gekochten Reiskörnern der Sorten „IRGA 417“, „IRGA 416“ und „MOCHI“ mit hohem, mittlerem bzw. niedrigem Amylosegehalt zubereitet wurden. Die Produktion von Nass- und Trockenstühlen und das HDL-Cholesterin wurden durch den Amylosegehalt der Körner nicht beeinflusst. Tiere, die der Behandlung mit hohem Amylosegehalt (IRGA 417) unterzogen wurden, hatten eine geringere Aufnahme, Gewichtszunahme und scheinbare Verdaulichkeit sowie eine höhere Feuchtigkeit und Stickstoffausscheidung im Kot, Verringerung des pH-Werts im Stuhl, der postprandialen Plasmaglukosekonzentration, des Gesamtcholesterins, der Triglyzeride und des Gewichts der Bauchspeicheldrüse sowie Erhöhung der Nüchternglukosekonzentration und des Lebergewichts. Das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin in den Körnern beeinflusst signifikant die Verdauung von Reisstärke im Magen-Darm-Trakt und wirkt sich auf einige biologisch relevante Parameter aus.
Schlüsselwörter: Reiskörner, Hyperglykämie, metabolische Reaktion, Ratten.
EINLEITUNG
Reis (Oryza sativa) wird von 2/3 der Weltbevölkerung verzehrt und ist für mindestens die Hälfte von ihnen (einschließlich vieler Länder in Lateinamerika, Asien und den pazifischen Inseln) die Hauptenergiequelle in der Ernährung (HU et al., 2004). Diese Beliebtheit ist vor allem darauf zurückzuführen, dass Reis ein preiswertes Lebensmittel ist, das sich leicht und schnell zubereiten lässt und vielseitig zu verschiedenen Gerichten passt. Dieses Getreide besteht hauptsächlich aus Kohlenhydraten, die vor allem als Stärke (90 %) im Endosperm vorhanden sind (COFFMAN & JULIANO, 1987), wobei der Anteil im Korn aufgrund genetischer und umweltbedingter Faktoren variiert. Zusätzlich können die Geschwindigkeit und die Ausdehnung der Stärkeverdauung durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, einschließlich der Variation des Amylose:Amylopektin-Verhältnisses, der Kornverarbeitung (insbesondere Parboiling), der physikochemischen Eigenschaften (insbesondere der Verkleisterungseigenschaften), der Partikelgröße und der Anwesenheit von Lipid-Amylose-Komplexen (HU et al, 2004).
Die Hauptunterschiede in der Stärkezusammensetzung, die sich auf die physikochemischen und metabolischen Eigenschaften von Reis auswirken, werden durch das unterschiedliche Verhältnis der beiden Makromoleküle Amylose und Amylopektin verursacht. Amylose ist im Wesentlichen ein lineares Molekül, in dem D-Glucose-Einheiten durch a-1,4-Glucosidbindungen verbunden sind, während Amylopektin, ein verzweigtes Polymer, sowohl a-1,4 als auch a-1,6-Bindungen enthält. Untersuchungen von FREI et al. (2003) berichten über große Unterschiede im Verhältnis Amylose:Amylopektin in Reiskörnern verschiedener Sorten, die eine Klassifizierung als wachsartig (1-2% Amylose), sehr niedriger Amylosegehalt (2-12%), niedriger Amylosegehalt (12-20%), mittlerer Amylosegehalt (20-25%) und hoher Amylosegehalt (25-33%) ermöglichen (COFFMAN & JULIANO, 1987). Im Hinblick auf die metabolischen Auswirkungen berichten FREI et al. (2003), dass stärkehaltige Lebensmittel mit hohem Amylosegehalt mit niedrigeren Blutzuckerwerten und einer langsameren Entleerung des menschlichen Magen-Darm-Trakts in Verbindung gebracht werden als solche mit einem niedrigen Gehalt an diesem Makromolekül. Diese Bedingungen sind insbesondere bei der Formulierung von Diäten für Diabetiker von Bedeutung, da die langsamere Verdauung und Absorption von Kohlenhydraten zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Glukosespiegels im Blut und zur Verringerung der Insulinreaktion beiträgt, was wahrscheinlich auf die verlängerte Dauer der Darmpassage zurückzuführen ist (BEHALL et al., 1988). Diese mit der Verarbeitung von Lebensmitteln verbundene Variation kann zu unterschiedlichen glykämischen und insulinämischen Reaktionen und Hormonprofilen führen (GODDARD et al, 1984).
In Anbetracht dieser Aspekte und der Tatsache, dass die Vorlieben der brasilianischen Bevölkerung für die Essqualität von Reis je nach Region variieren und dass dies mit dem Verhältnis von Amylose zu Amylopektin in den Körnern verschiedener Sorten zusammenhängt, zielte diese Untersuchung darauf ab, die Auswirkungen von Diäten mit brasilianischen Reiskörnern mit hohem, mittlerem und niedrigem Amylosegehalt auf die Leistung, den glykämischen und den Fettstoffwechsel von Ratten zu bewerten.
MATERIALIEN UND METHODEN
Drei Diäten wurden gemäß der Empfehlung des American Institute of Nutrition (AIN) (REEVES et al., 1993), durch vollständigen Ersatz von Maisstärke und durch teilweisen Ersatz von Kasein, Sojabohnenöl und Ballaststoffen für gekochte Reiskörner der Sorten „IRGA 417“, „IRGA 416“ und Mochi, die von der Reisversuchsstation des IRGA (Cachoeirinha/RS) im Jahr 2004 bezogen wurden. Die Reiskörner wurden traditionell gekocht (1:2 w/v), bei 50°C heißluftgetrocknet, gemahlen und sofort für die Herstellung der Futtermittel verwendet. Diese drei Diäten bildeten die Behandlungen: „IRGA 417“: Diät formuliert mit gekochten Reiskörnern der Sorte „IRGA 417“, mit 22,95% Amylose; „IRGA 416“: Diät formuliert mit gekochten Reiskörnern der Sorte „IRGA 416“, mit 17.42 % Amylose; MOCHI: Diät mit gekochten Reiskörnern der Sorte „Mochi“, mit 2,92 % Amylose.
Die Ethik- und Pflegekommission für Labortiere der Bundesuniversität Santa Maria (UFSM) stimmte dem Studienprotokoll zu (23081.004118/2007-34). Vierundzwanzig männliche Wistar (F1)-Ratten (Rattus norvegicus albino) (59,2±5,2g; Alter: 21 Tage) wurden vom Biotério Central“ der UFSM bezogen und nach dem Zufallsprinzip auf die Behandlungen verteilt (8 Tiere/Behandlung), wobei sie einzeln in Stoffwechselkäfigen mit freiem Zugang zu Futter und Wasser untergebracht waren. Die Eingewöhnungszeit an die Versuchsfuttermittel betrug 5 Tage. Danach begann der Versuchszeitraum (25 Tage), in dem täglich die Futteraufnahme bestimmt und der Kot gesammelt wurde. Das Körpergewicht der Tiere wurde alle drei Tage aufgezeichnet. Diese Daten und Proben wurden gesammelt, um die Futteraufnahme, die Körpergewichtszunahme, die scheinbare Verdaulichkeit der Trockensubstanz, die Nass- und Trockenproduktion des Kots, den Wassergehalt des Kots, den pH-Wert des Kots und die Stickstoffausscheidung im Kot zu bestimmen.
Nach dem fünften Tag der Anpassung wurden die Tiere jeden zweiten Tag zufällig in Gruppen von 6 Tieren (zwei Tiere/Behandlung) für die Analyse der postprandialen Blutzuckerreaktion ausgewählt, und diese Tiere wurden dann von den nächsten Auswahlen ausgeschlossen. Nach einem 12-stündigen nächtlichen Fasten wurden den Tieren 2 g eines der Testfuttermittel verabreicht, das innerhalb von 20 Minuten vollständig verzehrt wurde. Blutproben aus der Schwanzvene wurden beim Fasten (vor dem Verzehr der Mahlzeit) und 15, 30, 45, 60, 90 und 150 Minuten nach der Mahlzeit entnommen, um den Serumglukosespiegel zu messen, der mit dem Accu-Chek Active® (Roche – São Paulo – Brasilien) Messkit bestimmt wurde. Nach der Analyse der postprandialen Blutzuckerreaktion aller Tiere hatten die Tiere zwei Tage Zeit, sich von dem durch das Fasten und die Handhabung verursachten Stress zu erholen, und dann begann der Versuchszeitraum.
Am letzten Versuchstag wurden die Tiere nach einem 12-stündigen nächtlichen Fasten gewogen, betäubt und durch Herzpunktion getötet, und es wurde Blut für die Quantifizierung von Serumglukose, Gesamtcholesterin, HDL-Cholesterin und Triglyceriden entnommen. Leber und Bauchspeicheldrüse wurden sofort entnommen und gewogen, um ihr Gewicht zu bestimmen (in g 100g-1 des Tiergewichts). Während der Anpassungs- und Versuchsperiode wurde die Temperatur auf 21 1°C gehalten, und die Beleuchtung wurde durch abwechselnde 12-stündige Licht- und Dunkelperioden gesteuert.
Der Amylosewert wurde nach der von GILBERT & SPRAGG (1964) beschriebenen iodimetrischen Technik (Blue Value) bestimmt. Die Bestimmungen des fäkalen Wassergehaltes (105°C/12h) und des fäkalen Stickstoffgehaltes (Micro-Kjeldahl) wurden nach den in der Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 1998) genannten Methoden durchgeführt. Der pH-Wert der Fäkalien wurde aus einer Lösung von 1 g teilweise getrockneten Fäkalien (60°C/48h) in 10 ml destilliertem Wasser ermittelt. Die scheinbare Verdaulichkeit der Trockenmasse (AD) wurde als der Anteil der aufgenommenen Nahrung berechnet, der später nicht im Kot wiedergefunden wurde. Serumglukose, Gesamtcholesterin, HDL-Cholesterin und Triglyceride im Blut wurden mit den Kits Glucox 500, Enzymatisches Cholesterin 250, HDL-Cholesterin bzw. Enzymatische Triglyceride flüssig von Doles® (Goiânia, Goiás, Brasilien) bestimmt.
Der Versuch wurde in einem vollständig zufälligen Design durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse wurden einer Varianzanalyse (ANOVA) unterzogen, wobei die Mittelwerte mit dem Duncan-Test bei einem Signifikanzniveau von 5 % verglichen wurden. Alle Ergebnisse wurden als Mittelwert mit Standardfehler (SE) angegeben. Die statistischen Analysen wurden mit SPSS für Windows 8.0 durchgeführt.
ERGEBNISSE UND DISKUSSION
Die Körpergewichtszunahme der Tiere war bei den Behandlungen MOCHI (niedriger Amylosegehalt) und IRGA 416 (mittlere Amylose) signifikant höher als bei der Behandlung mit hohem Amylosegehalt (IRGA 417). Die durchschnittliche Nahrungsaufnahme war bei der MOCHI-Behandlung signifikant höher als bei den anderen beiden Behandlungen (Tabelle 1).
Die meisten Untersuchungen an Ratten und Menschen berichten über keine Auswirkungen des Amylosegehalts auf den Verzehr und die Gewichtszunahme (GODDARD et al., 1984; KABIR et al., 1998). ZHOU & KAPLAN (1997), der die Verdaulichkeit von zwei Stärkequellen, Kartoffel mit 70-75 % Amylopektin und Mais mit 70 % Amylose, in einem vierwöchigen Experiment mit Ratten untersuchte, stellte jedoch auch eine signifikant höhere Futteraufnahme bei der Ernährung mit hohem Amylopektingehalt fest, obwohl keine Auswirkungen auf die Körpergewichtszunahme zu beobachten waren. Normalerweise sind Reiskörner mit niedrigem Amylosegehalt schmackhafter (RAMIREZ, 1991), was die höhere Futteraufnahme erklären könnte, die in Verbindung mit der höheren Verdaulichkeit von Amylopektin die Körpergewichtszunahme der Tiere beeinflusste. Diese Hypothese wird durch die von SCLAFANI et al. (1987) an Ratten durchgeführten Untersuchungen gestützt, die zeigten, dass die Tiere über Rezeptoren verfügen, die zwischen den Geschmäckern von Kohlenhydraten wie Stärke unterscheiden, was dazu führt, dass sie lieber verzweigtkettige Stärke (Amylopektin) als unverzweigte Stärke (Amylose) verzehren.
Die scheinbare Verdaulichkeit der Trockenmasse (AD) war bei den Behandlungen mit mittlerem (IRGA 416) und niedrigem (MOCHI) Amylosegehalt deutlich höher (Tabelle 1). Verdaulichkeitsstudien, die auf der Analyse von Stärke im Kot basieren, haben eine fast vollständige Verdauung (99,9 %) von Stärke aus gekochten und rohen wachshaltigen und nicht wachshaltigen Reissorten bei Ratten und Menschen gezeigt (EGGUM et al., 1993). Da es sich jedoch um isoproteinhaltige, isolipide und isokalorische Futtermittel handelte, lassen sich die in der vorliegenden Studie beobachteten Unterschiede in der Verdaulichkeit durch die Unterschiede in der Molekularstruktur von Amylose und Amylopektin erklären. Amylose mit einer im Wesentlichen linearen und gepackten Kette ist im Korn kompakter, was den Zugang der Verdauungsenzyme erschwert; das Amylopektinmolekül mit einer verzweigten Kette hingegen ermöglicht einen besseren Zugang dieser Enzyme. Daher kann es sein, dass die Amylose von den Enzymen im Magen-Darm-Trakt nicht vollständig verdaut wird, sondern teilweise mit dem Kot ausgeschieden wird (BEHALL et al., 1988; GODDARD et al., 1984), was zu der geringeren AD führt, die bei der Behandlung mit einem höheren Amylosegehalt (IRGA 417) beobachtet wird. Studien zur In-vitro-Stärkeverdaulichkeit von Reissorten mit unterschiedlichem Amylosegehalt bestätigen diese Hypothese, wobei Sorten mit höherem Amylosegehalt eine geringere Verdaulichkeit aufweisen als Sorten mit niedrigem Amylosegehalt (HU et al., 2004; FREI et al., 2003).
Obwohl die Nass- (WFP) und Trockenproduktion (DFP) der Fäkalien durch den Amylosegehalt nicht beeinflusst wurde, wiesen die Behandlungen mit mittlerem und niedrigem Amylosegehalt einen signifikant niedrigeren Wassergehalt in den Fäkalien (FWC) auf (Tabelle 1). Der erhöhte Wassergehalt im Kot bei der Behandlung mit hohem Amylosegehalt (IRGA 417) bestätigt die geringere Verdaulichkeit von Amylose durch Enzyme im Magen-Darm-Trakt. Studien haben gezeigt, dass ein höherer Gehalt an langsam verdaulichen und/oder unverdaulichen Kohlenhydraten im Dickdarm und Blinddarm zu einer erhöhten mikrobiellen Aktivität und Ausscheidung führt, die zu 80 % aus Wasser besteht und einen erheblichen Prozentsatz der fäkalen Masse ausmachen kann (CHERBUT et al., 1997), was den höheren fäkalen Wassergehalt der Tiere unter IRGA 417-Behandlung rechtfertigt. Diese Erhöhung des Wassergehalts im Kot ist wichtig, um Verstopfung und Hämorrhoiden vorzubeugen und um Substrat für mikrobielles Wachstum bereitzustellen, das die Produktion und Konzentration potenziell schützender Produkte erhöht und gleichzeitig die Konzentration potenziell toxischer Verbindungen verdünnt (CHERBUT et al., 1997).
Die Senkung des pH-Werts im Kot und die Erhöhung der Stickstoffausscheidung im Kot zeigen auch die erhöhte mikrobielle Aktivität, die bei der Behandlung mit hohem Amylosegehalt (IRGA 417) beobachtet wurde (Tabelle 1). Aus den Ergebnissen lässt sich die Hypothese aufstellen, dass je höher der Amylosegehalt in der Nahrung ist, desto mehr Substrat für die Fermentation zur Verfügung steht, das, wenn es den Dickdarm erreicht, von der Bakterienflora fermentiert wird, was zur Bildung von organischen Säuren führt. Ein Teil dieser Säuren wird vom Organismus verwertet, da sie eine wichtige Energiequelle für den Dickdarm darstellen und außerdem für die Modulation der Immunantwort und der Darmflora verantwortlich sind (BROUNS et al., 2002). Erste epidemiologische Studien deuten darauf hin, dass einige kurzkettige Fettsäuren, insbesondere Propionat und Butyrat, das Darmkrebsrisiko um 25-30% senken können, indem sie zur Erhaltung der Darmgesundheit beitragen und die mit der Entwicklung von Darmentzündungen verbundenen Risikofaktoren reduzieren (BROUNS et al., 2002). Der andere Teil der produzierten Säuren wird mit den Fäkalien ausgeschieden, was zu dem bei der Behandlung mit hohem Amylosegehalt (IRGA 417) beobachteten niedrigeren pH-Wert führt, der für die Aufrechterhaltung der Darmmikroflora wünschenswert ist.
Der Anstieg der fäkalen Stickstoffausscheidung ist auch ein Hinweis auf eine erhöhte fermentative Aktivität bei höherem Amylosegehalt (IRGA 417) (Tabelle 1). Ein ähnliches Ergebnis wurde von YOUNES et al. (1995) beobachtet, die bei der Zugabe von unverdaulichen Stärkefraktionen zum Futter von Ratten einen signifikanten Anstieg der fäkalen Stickstoffausscheidung feststellten, der normalerweise mit einer beträchtlichen Entwicklung der Zökum-Mikroflora einhergeht, da der Abbau großer Mengen von Kohlenhydraten den Stickstoffeinbau in bakterielle Proteine erhöht. Der für ein optimales Bakterienwachstum erforderliche Stickstoff wird durch Proteine, die dem Dünndarmabbau entgehen, durch endogene Proteine (Pankreas- und Darmsekrete, abgeschilferte Epithelzellen) oder durch Blutharnstoff, der in den Verdauungsinhalt diffundiert, bereitgestellt (YOUNES et al., 1995). Daher könnte die Zunahme der fäkalen Stickstoffausscheidung mit einer erhöhten fäkalen Ausscheidung von bakteriellen Proteinen und der Verlagerung der Stickstoffausscheidung vom Urin in die Fäkalien zusammenhängen (DEMIGNÉ & RÉMÉSY, 1982). Diese Veränderung der Stickstoffausscheidung vom Urin in die Fäkalien kann bei der Behandlung chronischer Nierenerkrankungen hilfreich sein (YOUNES et al., 1995).
Obwohl die glykämische Reaktion nach 15 Minuten bei allen Behandlungen ähnlich war, zeigten die Tiere in den Behandlungen mit mittlerem (IRGA 416) und niedrigem (MOCHI) Amylosegehalt an den anderen Punkten der Kurve (60 Minuten) höhere postprandiale Blutzuckerreaktionen als die Tiere in der Behandlung mit hohem Amylosegehalt (IRGA 417) (Abbildung 1). Ähnlich wie in der vorliegenden Arbeit beobachteten KABIR et al. (1998) bei der Bewertung der Auswirkungen des Amylosegehalts auf die glykämische Reaktion bei Ratten, dass der Verzehr einer amylosereichen Diät über drei Wochen die postprandiale Blutglukosereaktion, den Glukoseeinbau in Lipide und epididymale Fettpolster der Tiere reduzierte. In ähnlicher Weise beobachteten GODDARD et al. (1984) und BRAND MILLER et al. (1992), die die Auswirkungen erhöhter Amylosegehalte von Reissorten auf die glykämische Reaktion beim Menschen untersuchten, dass der Amylosegehalt direkt mit der glykämischen und insulinämischen Reaktion zusammenhängt.
Die höhere postprandiale Blutzuckerreaktion bei den Tieren, die einer Behandlung mit mittlerem (IRGA 416) und niedrigem (MOCHI) Amylosegehalt unterzogen wurden, erklärt sich durch die geringere Verdaulichkeit dieses Polymers im Vergleich zu Amylopektin. Die geringere glykämische Reaktion bei den Behandlungen mit hohem Amylosegehalt ist zwar nicht signifikant, aber für Diabetiker besonders wichtig, da sie zur Aufrechterhaltung eines regelmäßigen Blutzuckerspiegels beiträgt. Nach JENKINS et al. (1987) wird eine kohlenhydratreiche Ernährung, insbesondere in Form von Kohlenhydraten mit hohem glykämischen Index, mit verschiedenen schädlichen Auswirkungen wie postprandialer Hyperinsulinämie, ß-Zell-Dysfunktion mit nachfolgender Entwicklung von Insulinresistenz, Fettleibigkeit, Atherosklerose und anderen chronischen Krankheiten in der modernen Gesellschaft in Verbindung gebracht.
Einigen Forschern zufolge sind hohe Blutzuckerkonzentrationen der wichtigste Faktor für hohe Gesamtcholesterin- und Triglyceridkonzentrationen im Serum, die das Fortschreiten von Koronarerkrankungen und nicht insulinabhängigem Diabetes beeinflussen (ZAVARINI et al., 1989). In der vorliegenden Arbeit waren die Serumcholesterin- und Triglyceridwerte bei den Behandlungen mit höherer glykämischer Reaktion (IRGA 416 und MOCHI) höher, und das Serum-HDL-Cholesterin wurde durch die Ernährung nicht beeinflusst (Tabelle 1).
Ähnlich wie in der vorliegenden Arbeit beobachtet, haben BEHALL et al. (1988), die die Wirkung von Diäten mit 30 und 70 % Amylose auf den Menschen untersuchten, keine signifikanten Unterschiede beim HDL-Cholesterin im Serum feststellten und einen signifikanten Rückgang der Serumtriglyceride, des Insulins und des Gesamtcholesterinspiegels nach dem Verzehr einer amylosereichen Diät im Vergleich zu einer amylopektinreichen Diät beobachteten. In diesen Untersuchungen wurde festgestellt, dass eine amylosereiche Ernährung für Personen mit einer Intoleranz gegenüber einer Ernährung mit Standardkohlenhydraten sowie für fettleibige und diabetische Patienten mit hohen Plasmaglukose- und Insulinwerten und offensichtlicher Insulinresistenz von Vorteil sein kann. In ähnlicher Weise kamen JENKINS et al. (1987) und PAWLAK et al. (2004), die die Auswirkungen von Diäten mit hohem bzw. niedrigem glykämischen Index auf Menschen bzw. Tiere untersuchten, zu dem Schluss, dass Diäten mit niedrigerem glykämischen Index den postprandialen Blutzucker, die Triglyceride und das Gesamtcholesterin sowie die Schäden an den Pankreasinseln verringern.
Diese Tatsache lässt sich auch durch die Beziehung zwischen der Verdaulichkeit von Stärke und ihrer Wirkung auf den hepatischen Glukosestoffwechsel erklären. Die aus dem Stärkeabbau stammende Glukose erreicht die Leber auf drei Hauptwegen: a) sie wird ins Blut transportiert, um ihre Konzentration ausreichend hoch zu halten, um das Gehirn und andere Gewebe mit Energie zu versorgen; b) sie wird in Glykogen umgewandelt und in der Leber und den Muskeln gespeichert; c) sie wird in Fettsäuren umgewandelt und von den Triglyceriden transportiert (LINDER, 1991). Da Amylopektin leichter abbaubar ist, fließt im Vergleich zu Amylose innerhalb desselben Zeitraums mehr Glukose in die Leber. Dieser höhere Fluss führt zu einem Überschuss an Glukose in der Leber, die in Fettsäuren umgewandelt und durch Triglyceride und Cholesterin transportiert wird, um im Fettgewebe gespeichert zu werden, was zu einem Anstieg der Serumtriglyceride und des Cholesterins führt.
Es ist jedoch wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Nüchtern-Serum-Glukosekonzentration der Tiere, die einer Behandlung mit mittlerem (IRGA 416) und niedrigem (MOCHI) Amylosegehalt unterzogen wurden, wider Erwarten niedriger war als bei der Behandlung mit IRGA 417 (Tabelle 1). Nach BENTON (2002) wurde die häufige Aufnahme von stärkehaltigen Nahrungsmitteln mit einer hypoglykämischen Reaktion mehrere Stunden nach der Mahlzeit in Verbindung gebracht. Dieses Ereignis, das auch als reaktive Hypoglykämie oder nahrungsbedingte (postprandiale) Hypoglykämie bezeichnet wird, kann durch die hohe Insulinausschüttung über einen längeren Zeitraum nach der Mahlzeit hervorgerufen werden, so dass der Blutzuckerspiegel so stark abfällt, dass die Gehirntätigkeit gestört wird. Die Nüchternhypoglykämie tritt am häufigsten bei Diabetikern auf, die zur Behandlung des Diabetes mellitus Insulin einnehmen. Es gibt jedoch auch eine Reihe anderer Erkrankungen, die mit Hypoglykämie in Verbindung gebracht werden, wie z. B. Insulinom, endokrine Defizite, postprandiale reaktive Hypoglykämie und vererbte Stoffwechselstörungen.
Der unterschiedliche Amylosegehalt der Versuchsfuttermittel wirkte sich auch auf das Gewicht der Bauchspeicheldrüse aus, das bei den Behandlungen mit mittlerem (IRGA 416) und niedrigem (MOCHI) Amylosegehalt höher war. Das Lebergewicht war bei den Tieren höher, die mit einem hohen Amylosegehalt (IRGA 417) behandelt wurden (Tabelle 1).
In mehreren Tierversuchen wurden die Auswirkungen von Futtermitteln, die Stärke mit unterschiedlicher Verdaulichkeit enthielten, auf das Gewicht von Organen wie Leber und Niere untersucht (KABIR et al., 1998; KIM et al., 2003), es wurden jedoch keine Untersuchungen gefunden, die das Pankreasgewicht untersuchten. Die Bauchspeicheldrüse ist das Hauptorgan, das für die Produktion, Speicherung und Sekretion von Hormonen und Enzymen zuständig ist, die für die Verdauung und den Blutzuckerspiegel verantwortlich sind (Insulin und Glukagon). Die Gewichtszunahme der Bauchspeicheldrüse bei den Tieren, die mit mittlerem (IRGA 416) und niedrigem (MOCHI) Amylosegehalt behandelt wurden, lässt sich also durch die erhöhte Stoffwechselaktivität in diesem Organ erklären, da Amylopektin, das schneller verdaut wird als Amylose, einen stärkeren Anstieg des postprandialen Glukosespiegels im Blut bewirken kann, was eine höhere Insulinproduktion der Bauchspeicheldrüse zur Regulierung dieser erhöhten Werte erfordert. Dieser erhöhte Insulinbedarf des Stoffwechsels fördert also eine Hypertrophie und/oder Hormonanreicherung in diesem Organ, was die Gewichtszunahme der Bauchspeicheldrüse erklären kann, die bei den Tieren in den Behandlungen mit mittlerem und niedrigem Amylosegehalt (IRGA 416 und MOCHI) beobachtet wurde. Darüber hinaus beobachteten PAWLAK und Kollegen (2004) bei der Untersuchung der Auswirkungen von Diäten mit hohem und niedrigem Glykämiewert auf den Glykämie- und Lipidstoffwechsel bei Ratten, dass die Pankreasinseln der Tiere, die eine Diät mit hohem Glykämiewert zu sich nahmen, einen signifikanten Anstieg des Anteils an abnormalen β-Zellen aufwiesen, wobei die Architektur der Inselzellen stark gestört war und eine Inselfibrose auftrat, was zu einer Gewichtszunahme des Organs führen könnte.
Was das Lebergewicht der Tiere betrifft, wurden keine Unterschiede im Gewicht des Organs als Reaktion auf Diäten mit unterschiedlichen Verdaulichkeiten beobachtet (KABIR et al., 1998; KIM et al., 2003), während andere (ZHOU & KAPLAN, 1997) feststellten, dass das Lebergewicht bei Diäten mit geringer Verdaulichkeit signifikant niedriger war, wobei keine Auswirkung des Verhältnisses Amylose:Amylopektin festgestellt wurde. In der vorliegenden Studie korrelierte das Lebergewicht auch nicht mit dem Amylose:Amylopektin-Verhältnis in Reiskörnern, da die Behandlungen mit niedrigem (MOCHI) und hohem (IRGA 417) Amylosegehalt höhere Organgewichte aufwiesen.
SCHLUSSFOLGERUNG
Das Amylose:Amylopektin-Verhältnis beeinflusst die Reisstärkeverdauung im Magen-Darm-Trakt erheblich. Daher kann der Amylosegehalt, der normalerweise zur Bewertung einiger Eigenschaften des verzehrten Produkts verwendet wird, bei der Auswahl des Getreides für die Ernährung helfen, um einige biologisch relevante Parameter wie die Konzentration von Blutzucker und Triglyceriden zu kontrollieren.
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