Bioavailability of γ-oryzanol using caco-2 cells culture model and its antioxidant activities against low - density lipoprotein oxidation

การดูดซึมแกมมา-โอรีซานอลโดยใช้เซลล์เพาะเลี้ยงเยื่อบุลำไส้ชนิดเคโกะ-ทูและฤทธิ์ต้านการเกิดอนุมูลอิสระในไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นต่ำ

Name: Kittana Mäkynen

LCSH: Antioxidants

LCSH: Free radicals (Chemistry)

Abstract: Gamma-oryzanol (γ-OR) is a unique phytosterol in rice bran and its oil. It is a mixture of 10 distinct triterpene derived compounds that are esterified to ferulic acid. Hypocholesterolemic of rice bran oil and γ-OR in animal and human studies have been reported. This study aimed to investigate the proposed mechanism of γ-OR on hypocholesterolemic and antioxidant activities of γ-OR against LDL oxidation. The effects of γ-OR on the cholesterol micellarization, cholesterol uptake by Caco-2 intestinal cells, and HMG-CoA reductase activity were determined. The results showed that γ-OR incorporated efficiently into micelles during simulated digestion of rice meal mixed with high γ-OR oil. High concentration of γ-OR at 1500 µM did not decrease the efficiency of micellarization of cholesterol at 400 µM in synthesis micelles. At 10- and 20-fold molar ratios to cholesterol but low concentration (13 and 26 µM), γ-OR did not inhibit the efficiency of cholesterol micellarization during simulated digestion. Nevertheless, γ-OR at 20-fold molar ratio to cholesterol significantly decreased cholesterol uptake by Caco-2 intestinal cells (p<0.05). In addition, γ-OR showed the inhibitory effect on the HMG-CoA reductase activity similar to simvastatin. Furthermore, the antioxidant activities of γ-OR against LDL oxidation were investigated in seven healthy volunteers. Isolated LDL fractions were prepared and the measurement of conjugated dienes, thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) formation, relative electrophoresis mobility (REM), and apo B-100 fragmentation were assessed with varies concentrations of γ-OR compared with ferulic acid and α-tocopherol after initiation of in vitro oxidation for 4 hours. This in vitro study demonstrated that γ-OR was a good antioxidant against LDL oxidation. Gamma-oryzanol provided stronger antioxidative activity than those of ferulic acid and α-tocopherol in decreasing TBARS formation, and the same as that of ferulic acid and α-tocopherol in the REM test (p<0.05). Furthermore, γ-OR was good at prolonging the lag time of conjugated diene formation, and reducing apo B-100 fragmentation, although it was weaker than those of ferulic acid and α-tocopherol (p<0.05). These findings suggest that γ-OR provide the strong antioxidative activity against LDL oxidation. Moreover, hypocholesterolemic activity of γ-OR is supposedly due to the inhibition of cholesterol biosynthesis, rather than the inhibition of cholesterol micellarization. However, further study is still needed in nutrigenomic approach to understand the whole hypocholesterolemic mechanism.

Abstract: แกมมา-โอรีซานอลเป็นสารไฟโตสเตอรอลชนิดหนึ่งที่พบในรำข้าวและน้ำมันรำข้าวเท่านั้น มีองค์ประกอบเป็นสารไตรเทอร์ปีน 10 ชนิด ที่จับกับกรดเฟอรูลิก มีรายงานการวิจัยในสัตว์ทดลองและในมนุษย์ถึงความสามารถของแกมมา-โอรีซานอลในการลดระดับคอเลสเตอรอลในเลือด รวมถึงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระในหลอดทดลอง การวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการลดคอเลสเตอรอลของแกมมา-โอรีซานอลและการต้านการเกิดออกซิเดชันจากอนุมูลอิสระในไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นต่ำ (แอลดีแอล) โดยทำการศึกษาการดูดซึมแกมมา-โอรีซานอลเข้าสู่เซลล์เยื่อบุลำไส้ชนิดเคโกะ-ทู การยับยั้งคอเลสเตอรอลเข้าสู่ไมเซลล์สังเคราะห์ในหลอดทดลองและในไมเซลล์จากระบบย่อยอาหารจำลองตั้งแต่ปาก กระเพาะอาหาร และลำไส้เล็ก ตลอดจนปริมาณคอเลสเตอรอลที่สามารถดูดซึมเข้าสู่เซลล์เยื่อบุลำไส้เมื่อมีแกมมา-โอรีซานอลอยู่ในระบบที่ความเข้มข้นต่าง ๆ พบว่าแกมมา-โอรีซานอลสามารถย่อยและเข้าสู่ไมเซลล์ในระบบย่อยอาหารจำลองได้ดี แกมมา-โอรีซานอลในระดับความเข้มข้น 1500 ไมโครโมลาร์ ไม่สามารถลดการเข้าสู่ไมเซลล์ของคอเลสเตอรอลได้ที่ระดับความเข้มข้นคอเลสเตอรอล 400 ไมโครโมลาร์ ความเข้มข้นของแกมมา-โอรีซานอลที่ระดับต่ำๆ (13 และ 26 ไมโครโมลาร์) แม้มีสัดส่วนโมลาร์ของแกมมา-โอรีซานอลต่อคอเลสเตอรอลสูงถึง 10 และ 20 เท่า ไม่มีผลในการลดความสามารถของคอเลสเตอรอลเข้าสู่ไมเซลล์ในระบบย่อยอาหารจำลอง แม้ว่าแกมมา-โอรีซานอลที่สัดส่วนโมลาร์ 20 เท่าของคอเลสเตอรอลสามารถลดการดูดซึมคอเลสเตอรอลเข้าสู่เซลล์เยื่อบุลำไส้ได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) นอกจากนี้พบว่าแกมมา-โอรีซานอลสามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ HMG-CoA reductase ซึ่งเป็นเอนไซม์สำคัญในการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลในร่างกายได้เทียบเท่ากับยาซิมวาสเตติน ส่วนผลการทดสอบฤทธิ์ต้านการเกิดออกซิเดชันในแอลดีแอลที่แยกได้จากอาสาสมัครสุขภาพดี จากการวิเคราะห์ค่า conjugated dienes, thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS), relative electrophoresis mobility (REM) และ apo B-100 fragmentation หลังจากกระตุ้นแอลดีแอลให้เกิดออกซิเดชันเป็นเวลา 4 ชั่วโมง พบว่าแกมมา-โอรีซานอลสามารถลดการเกิดออกซิเดชันในแอลดีแอลได้ดีในทุกการทดสอบ และมีฤทธิ์แรงกว่ากรดเฟรูลิกและแอลฟ่า- โทโคฟีรอลในการยับยั้งการเกิด TBARS มีฤทธิ์เสมอกันกับกรดเฟรูลิกและแอลฟ่า-โทโคฟีรอลในการทดสอบ REM แต่มีฤทธิ์อ่อนกว่ากรดเฟรูลิกและแอลฟ่า-โทโคฟีรอล ในการยับยั้งการเกิด conjugated dienes และ apo B-100 fragmentation ดังนั้น จากการศึกษานี้พบว่าแกมมา-โอรีซานอลมีความสามารถในการต้านการเกิดออกซิเดชันในแอลดีแอลได้ดี และเป็นไปได้ว่าความสามารถของแกมมา-โอรีซานอลในการลดคอเลสเตอรอลในเลือดนั้น ไม่เกิดจากการที่แกมมา-โอรีซานอลขัดขวางคอเลสเตอรอลเข้าสู่ไมเซลล์ระหว่างกระบวนการย่อยอาหาร แต่อาจเกิดจากการลดการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลในร่างกายโดยยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ HMG-CoA reductase อย่างไรก็ตาม ควรมีการวิจัยเชิงลึกเพิ่มเติมระดับยีนต่อไปเพื่อให้เข้าใจกลไกโดยรวมทั้งหมด

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Tipayanate Ariyapitipun

Role: Advisor

Created: 2009

Modified: 2020-06-21

Issued: 2020-06-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56836

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Biological Sciences

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Kittana Mäkynen.pdf	2.13 MB	1	2022-04-21 11:17:11

ใช้เวลา

0.033252 วินาที