H0: Tinh bột bắp thô; H5A: Tinh bột bắp bán thủy phân 14 giờ và ủ 24 giờ; đvdt: đơn vị diện tích; Các giá trị trong bảng biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n=3). Các giá trị có ký hiệu khác nhau trong cùng một biểu thị sự khác biệt có nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Chỉ số đường huyết GI của các nhóm chuột được sắp xếp theo thứ tự glucose (100,00) > H0 (66,61) > H5A (47,44). Như vậy, chỉ số đường huyết GI của mẫu H5A < 55 (Bảng 3.2) nên việc sử dụng tinh bột này có tác dụng thuận lợi trong việc kiểm sốt bệnh tiểu đường và giảm các yếu tố nguy cơ mắc bệnh tim mạch (BjörckN-G.Asp, 1994). Một nghiên cứu về mơ hình bệnh đái tháo đường cho thấy, sự cải thiện trong việc kiểm soát nồng độ glucose trong máu và các chỉ số lipid máu sau 3-6 tuần tiêu thụ thực phẩm có GI (<55) thấp đáng kể so với thực phẩm có GI (>70) (Collier GR, 1988)
Năng lượng sinh ra từ các loại tinh bột khác nhau có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê (p<0,05). Trong đó, năng lượng tạo thành từ mẫu H5A là thấp nhất (71,17 cal) (Bảng 3.2). Lượng calo sinh ra từ thực phẩm có GI thấp khơng làm hoặc làm tăng chậm nồng độ glucose trong máu. Do đó, insulin khơng bị kích thích và sản sinh ra nhiều như thực phẩm có GI cao. Việc tăng insulin máu có thể trực tiếp làm giảm chức năng của các tế bào β (Ludwig, 2002). Trong một nghiên cứu khác cho thấy, những con chuột sử dụng 30% RS trong khẩu phẩn ăn làm tăng đáng kể số lượng tế bào β tuyến tụy, độ nhạy insulin và hàm lượng insulin tuyến tụy của chúng (Zhang Lei, 2015).
Mẫu
Năng lượng tổng (Cal) Chỉ số đường huyết (GI) Glucose 150,00 ± 1,04c 100,00 ± 0,01c
H0 99,91 ± 0,16b 66,61 ± 0,15b
41
C- glucose; HF- H0 Glucose; HF- H5A Glucose lần lượt là nồng độ glucose trong máu của các nhóm C, HF- H0 và HF- H5A được đo bằng cách cho nhịn đói 16 giờ và được cho ăn mẫu glucose (7,5% w/v); HF- H0; HF- H5A lần lượt là nồng độ glucose trong máu của các nhóm HF- H0 và HF- H5A được đo bằng cách cho nhịn đói 16 giờ và được cho ăn mẫu H0, H5A (7,5% w/v) đã được hồ hóa hồn tồn.
Hình 3.2. Ảnh hưởng của các loại tinh bột đến nồng độ glucose trong máu trong 240 phút (sau 42 ngày tiến hành thí nghiệm in vivo) của các nhóm có hàm lượng chất béo
cao trong khẩu phần ăn
Theo Roberto (2014), đường huyết lúc đói của lồi gặm nhấm < 200 mg/dL (bình thường), 200-250 mg/dL (tiền tiểu đường), > 250 mg/dL (bệnh tiểu đường). Như vậy, các nhóm chuột khơng mắc bệnh tiểu đường sau khi được nuôi 6 tuần với các khẩu phần ăn khác nhau.
Trong hình 3.2 và hình 3.3 thể hiện nồng độ glucose trong máu của các nhóm thí nghiệm (sau khi nuôi 6 tuần) lần lượt được cho ăn mẫu glucose và mẫu H0, H5A (7,5%) tương ứng với mỗi nhóm thí nghiệm. Kết quả cho thấy, các nhóm chuột có khẩu phần ăn giàu chất béo (HF) có đường huyết tại thời điểm 0 cao hơn những nhóm có chế độ ăn chất béo thấp (LF), nhóm đối chứng có khẩu phần ăn bình thường (C); và cao hơn đường huyết ban đầu (trước khi nuôi 6 tuần). Điều này chứng minh rằng việc dung nạp lượng chất béo cao trong thời gian dài có ảnh hưởng đáng kể đến đường huyết của nhóm chuột thí nghiệm. Kết quả trên tương tự nghiên cứu trước đây của (Huang, 2004). Nguyên nhân là do hàm lượng acid béo tự do tạo thành lớn làm tích tụ triacylglycerol trong tế bào β, giảm tiết insulin gây ảnh hưởng khả năng điều hòa đường huyết (BJ:, 2002). Tuy đường huyết (tại
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 0 30 60 90 120 150 180 210 240 Nồng đ ộ glu cose tr on g m áu (m g/d l ) Thời gian (phút) HF- H0 Glucose HF- H0 C- Glucose HF- H5A Glucose HF- H5A
42
thời điểm 0) có sự gia tăng sau 6 tuần nuôi nhưng khơng có nhóm nào vượt quá 200 mg/dL.
C- glucose; LF- H0 Glucose; LF- H5A Glucose lần lượt là nồng độ glucose trong máu của các nhóm C, LF- H0 và LF- H5A được đo bằng cách cho nhịn đói 16 giờ và được cho ăn mẫu glucose (7,5% w/v); LF- H0; LF- H5A lần lượt là nồng độ glucose trong máu của các nhóm LF- H0 và LF- H5A được đo bằng cách cho nhịn đói 16 giờ và được cho ăn mẫu H0, H5A (7,5% w/v) đã được hồ hóa hồn tồn.
Hình 3.3. Ảnh hưởng của các loại tinh bột đến nồng độ glucose trong máu trong 240 phút (sau 42 ngày tiến hành thí nghiệm in vivo) của các nhóm có hàm lượng chất béo
thấp trong khẩu phần ăn
Bên cạnh đó, nồng độ glucose trong máu cực đại (tại thời điểm phút 30) của các nhóm HF-H5A (256,68 mg/dL), LF-H5A (169,20 mg/dL) lần lượt thấp hơn các nhóm HF- H0 (280,80 mg/dL), LF-H0 (211,32 mg/dL) khi được cho ăn glucose (7,5%w/v) (hình 3.2 và 3.3). Kết quả tương tự khi so sánh giữa nồng độ glucose trong máu của các nhóm cho ăn mẫu tinh bột H0 (7,5% w/v) và H5A (7,5% w/v).
Ở nhóm HF- H0 (233,28 mg/dL) và LF- H0 (183,6 mg/dL) thì nồng độ glucose trong máu cao hơn so với HF- H5A (225 mg/dL), LF- H5A (147,24 mg/dL). Điều này cho thấy, việc sử dụng khẩu phần ăn (trong thời gian dài) có nguồn carbohydrate là tinh bột giàu phân đoạn tiêu chậm (SDS), kháng tiêu hóa (RS) và ít phân đoạn tiêu hóa nhanh hơn (RDS) thì khả năng kiểm sốt nồng độ glucose trong máu tốt hơn.
100 120 140 160 180 200 220 240 0 30 60 90 120 150 180 210 240 Nồ ng độ g luco se tro ng m áu (m g/dl ) Thời gian (phút) LF- H0 Glucose LF- H0 C- Glucose LF- H5A Glucose LF- H5A
43
Tinh bột tiêu hóa chậm (SDS) cung cấp khả năng phân phối glucose điều độ đến cơ thể, cân bằng nội mơi glucose và sự giải phóng glucose ở ruột non, ảnh hưởng đến nhu động của thức ăn qua đường tiêu hóa gây cảm giác no (Zhang, 2013). Trong nghiên cứu của Golay và cộng sự (1992, cho thấy rằng thực phẩm chứ hàm lượng SDS cao giúp cải thiện quá trình trao đổi carbohydrate và giảm nhu cầu insulin ở bệnh nhân tiểu đường loại 2. Trong nghiên cứu về tinh bột bắp Hi-Maize 260 có hàm lượng RS cao giúp ổn định lượng đường trong máu sau ăn, kết quả thu được tinh bột này có thể điều chỉnh nồng độ đường huyết sau ăn bằng cách hạn chế sự tăng nhanh mức glucose trong máu ở 30 phút và duy trì nó ở mức độ ổn định đến 240 phút (Zafar, 2018). Ở một nghiên cứu khác, việc sử dụng tinh bột có hàm lượng RS cao có tác dụng kiểm sốt đỉnh đường huyết sau khi tiêu thụ tốt hơn tinh bột có RS thấp (Behall KM, 1988).
Các nhóm sử dụng tinh bột H0 có nồng độ glucose trong máu giảm nhanh về mức ban đầu (thời điểm 60-240 phút là phân đoạn tiêu hóa chậm-SDS, kháng tiêu hóa hay tinh bột trơ-RS). Ngược lại, các nhóm sử dụng tinh bột H5A có nồng độ glucose trong máu giảm nhẹ về mức ban đầu (phụ lục 2). Điều này có thể giải thích dựa vào hàm lượng RS và SDS trong tinh bột H5A (18,7 và 28,92%) lần lượt cao hơn H0 (5,46 và 23,23%) (bảng 3.1). Theo Syahariza (2013), tinh bột có chứa hàm lượng SDS, RS càng cao thì tốc độ tiêu hóa càng chậm giúp nồng độ glucose trong máu giảm đều và ổn định.
Mặt khác, tinh bột H5A có chỉ số GI (47,44) thấp (<55) so với tinh bột thô (66,61). Việc tiêu thụ thực phẩm GI thấp (<55) trong thời gian dài được cho là có liên quan đến việc giảm tỷ lệ mắc bệnh tim, tiểu đường và một số các dạng ung thư (Jenkins D. J., 1982). Chế độ ăn sử dụng thực phẩm có GI thấp có thể làm giảm hoạt động kích thích insulin của enzyme 5 hydroxi-3-metylglutaryl-CoA reductase nhờ đó làm giảm mức insulin, qua đó làm giảm đường huyết trong máu (Augustin LS, 2002). Trong nghiên cứu khác đã chứng minh rằng tinh bột RS có tác dụng cải thiện cải thiện độ nhạy insulin cũng như giảm nồng độ glucose máu đồng thời thay đổi các chỉ số lipid máu (Johnston KL, 2010).
44
3.3.Ảnh hưởng các loại tinh bột lên cân nặng
Các giá trị trong biểu đồ biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n =7). C là nhóm có khẩu phần thức ăn bình thường; HF- H0, LF- H0 lần lượt là các nhóm có khẩu phần ăn giàu béo, ít béo sử dụng nguồn carbohydrate từ tinh bột H0; HF- H5A, LF- H5A lần lượt la khẩu phần ăn giàu bé, ít béo sử dụng nguồn carbohydrate từ tinh bột H5A
Hình 3.4. Tốc độ tăng trọng của từng nhóm khảo sát qua các tuần thí nghiệm
Dựa vào hình 3.4 có thể thấy tốc độ tăng trọng của các nhóm thí nghiệm nhìn chung tăng qua các tuần thí nghiệm. Nhóm HF- H0 có tốc độ tăng trọng (36%) cao hơn nhiều so với nhóm LF- H0 (24,56%) (phụ lục 5). Điều này có thể giải thích khi năng lượng dư thừa từ khẩu phần hằng ngày sẽ chuyển hóa thành chất béo dự trữ trong các mơ mỡ gây ra hiện tượng tăng cân (PG Kopelman, 2009). Nghiên cứu khác cho thấy rằng những con chuột được ni trong 11 tuần với chế độ ăn có hàm lượng chất béo cao (58% năng lượng từ chất béo) tăng cân đáng kể so với những nhóm có chế độ ăn ít chất béo (Petro AE, 2004). Tốc độ tăng trọng của nhóm HF- H5A, LF- H5A lần lượt là 23,42 và 11,03% thấp hơn đáng kể so với nhóm HF- H0 và LF- H0. Nguyên nhân dẫn đến việc giảm cân là sử dụng tinh bột H5A có chỉ số GI thấp dẫn đến việc tăng nồng độ glucose trong máu chậm, kéo dài sau bữa ăn, tạo ra cảm giác no lâu. Trong khi thực phẩm có GI cao gây tăng nhanh nồng độ glucose và insulin trong máu, làm thay đổi sự trao đổi chất hướng tới trạng thái đồng hóa nhiều hơn do đó gây tăng cân (Pereira MA, 2004). Trong một nghiên cứu sự ảnh hưởng của thực phẩm có GI thấp ở 39 người lớn thừa cân hoặc béo phì, kết quả thu được sau 4 tháng cho thấy trọng lượng cơ thể giảm so với nhóm sử dụng thực phẩm có GI cao (Alfenas, 2007). 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0 1 2 3 4 5 6 T ốc đ ộ tăng tr ọn g (% w /w )
Thời gian (tuần)
HF- H0 LF -H0 LF- H5A HF- H5A C
45
Các giá trị trong biểu đồ biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n =7). C là nhóm có khẩu phần thức ăn bình thường; HF- H0, LF- H0 lần lượt là các nhóm có khẩu phần ăn giàu béo, ít béo sử dụng nguồn carbohydrate từ tinh bột H0; HF- H5A, LF- H5A lần lượt là khẩu phần ăn giàu béo, ít béo sử dụng nguồn carbohydrate từ tinh bột H5A
Hình 3.5. Tỷ lệ giữa cân nặng và năng lượng tiêu thụ trung bình của mỗi con qua các tuần thí nghiệm
Sau 6 tuần thí nghiệm, năng lượng tiêu thụ của mỗi nhóm có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê (p<0,05) (phụ lục 6). Nguyên nhân của sự khác biệt này, do ảnh hưởng của tỷ lệ các phân đoạn tiêu hóa nhanh, chậm và kháng tiêu hóa tác động đến khả năng chuyển hóa và dự trữ năng lượng.
Dựa vào hình 3.5, nhóm LF- H5A có tỷ lệ cân nặng/ khối lượng thấp nhất là 0,19 (phụ lục 7) ở tuần thứ 6, có dấu hiệu giảm cân, giữ cân trong một số giai đoạn trong quá trình sinh trưởng. Nhóm HF- H5A có tỷ lệ cân nặng/ năng lượng là 0,28 thấp hơn nhóm HF- H0 là 0,47 mặc dù hàm lượng chất béo như nhau. Điều đó cho thấy, khi lượng năng lượng tiêu thụ như nhau thì nhóm HF- H0 tăng cân nhiều hơn nhóm HF- H5A. Kết quả này có thể được giải thích là tinh bột H5A có vai trị làm giảm hấp thụ năng lượng do RS khơng được tiêu hóa trong ruột non nên làm giảm năng lượng tạo thành từ loại tinh bột đó vì thế có tác dụng trong việc kiểm soát cân nặng (NG Asp, 1992).
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 1 2 3 4 5 6 T ỷ lệ giữa c ân n ặn g và n ăn g lượng tiê u thụ ( g/k cal)
Thời gian (tuần)
HF- H0 LF- H0 LF- H5A HF- H5A C
46
3.4.Khối lượng nội tạng sau thí nghiệm
Bảng 3.3. Khối lượng các mơ gan, mỡ của các nhóm thí nghiệm
*Các giá trị trong bảng biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n=7). Các giá trị có ký hiệu khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Bảng 3.3 thể hiện các chỉ số cân nặng của mơ gan, mơ mỡ của các nhóm chuột thí nghiệm. Tỷ lệ khối lượng gan/ khối lượng cơ thể của nhóm HF- H0 cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng C (p<0,05). Điều này cho thấy, việc sử dụng chất béo cao trong khẩu phần ăn một thời gian dài của nhóm HF- H0 dẫn đến gan của chúng chứa một lượng lớn chất béo trung tính dẫn đến làm tăng trọng lượng gan, và hàm lượng chất béo chiếm >5% thể tích gan hoặc trọng lượng gan được xem là gan nhiễm mỡ (NAFLD) (Fabbrini, 2009). Trong nghiên cứu về tác dụng hạ lipid máu của vi khuẩn Bifidobacterium spp trên chuột béo phì do chế độ ăn giàu chất béo (40% mỡ bò), kết quả cho thấy khối lượng gan ở nhóm HF (20,04g) cao hơn nhóm đối chứng (18,47g) (An, 2011). Mặt khác, nhóm HF- H5A và LF- H5A có tỷ lệ này giảm so với nhóm HF- H0 và LF- H0 tương ứng, phù hợp với nghiên cứu của (Mette Skou Hedemann K. H., 2017) về khả năng làm chậm sự khởi phát bệnh đái tháo đường ở chuột của tinh bột ngô được xử lý thủy phân, cho kết quả khối lượng gan chuột với khẩu phần ăn chứa RS (18,5g) thấp hơn chuột với khẩu phần chứa tinh bột thô (22,8g).
Đối với tỷ lệ khối lượng mỡ/ trọng lượng cơ thể của các nhóm thí nghiệm thì khơng có sự khác biệt về mặt thống kê (p<0,05). Trong nghiên cứu về sự ảnh hưởng của chất béo đến gan của những con chuột béo phì cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa lượng chất béo trong chế độ ăn uống và hàm lượng lipid gan ở người không phụ thuộc vào mỡ trong cơ thể (Westerbacka J, 2005).
Nhóm Khối lượng gan (g)
Khối lượng gan/ Khối lượng cơ thể
(%)
Khối lượng mỡ (g)
Khối lượng mỡ/ Khối lượng cơ thể
(%) C 1,86 ± 0,16bc 4,23 ± 0,49ab 1,02 ± 0,31ab 2,34 ± 0,70a HF- H0 2,42 ± 0,26d 5,21 ± 0,61c 1,37 ± 0,43b 2,94 ± 0,89a LF- H0 1,65 ± 0,32b 3,92 ± 0,72a 0,99 ± 0,20ab 2,36 ± 0,44a HF- H5A 2,08 ± 0,25c 5,00 ± 0,58b 1,17 ± 0,49ab 2,66 ± 1,11a LF- H5A 1,35 ± 0,33a 3,61 ± 0,88a 0,77 ± 0,09a 2,06 ± 0,21a
47
3.5. Tiêu bản mơ gan, mơ mỡ cùa các nhóm thí nghiệm
Gan đóng vai trị quan trọng trong chuyển hóa lipid. Nó thực hiện tổng hợp cholesterol, sản xuất chất béo trung tính (TG) và phần lớn lipoprotein của cơ thể được tổng hợp ở gan. Béo phì thường liên quan đến các bất thường chuyển hóa ở gan, được gọi là bệnh gan nhiễm mỡ khơng do rượu (NAFLD), được đặc trưng bởi sự tích tụ triglyceride ở gan khơng bình thường (Kanuri G, 2013). Sự tích tụ lipid chủ yếu là do mất cân bằng giữa sự sẵn có của lipid (từ q trình vận chuyển acid béo hoặc quá trình tạo mỡ) và thải chất béo (thông qua phân giải lipid) (Fan, 2017). Sự tích tụ các giọt lipid trong NAFLD chủ yếu là dạng hạt lớn, với một hoặc một số giọt lipid chiếm toàn bộ tế bào chất của tế bào gan (chất béo trung tính ở gan >5%) (Kwiterovich, 2000). Các giọt chất béo bao gồm triglycerides, phospholipids và cholesterol.
Thối hóa mỡ hạt to (khơng bào lớn) thường xuất hiện ở gan người béo phì, tiểu đường là sự lắng đọng chất béo trong bào tương của tế bào gan tạo thành những hạt mỡ lớn, thường đẩy lệch nhân tế bào. Thối hóa mỡ hạt nhỏ (thối hóa mỡ khơng bào nhỏ) nhiều hạt mỡ nhỏ nằm trong bào tương của tế bào gan, vây quanh nhân tế bào không làm đẩy lệch nhân (AD Burt, 2017).
48
C
HF- H0 HF- H5A
LF- H0 LF- H5A
1: Tế bào gan bình thường; 2: Tế bào gan thối hóa mỡ hạt to; 3: Tế bào gan thối hóa mỡ hạt nhỏ
Hình 3.6. Tiêu bản mơ gan của nhóm thí nghiệm với độ phóng đại (10x 1
2
49
Ở nhóm đối chứng C (Hình 3.6), các tế bào trịn đều, xếp khít nhau, các xoang gan hình thành một mạng lưới mạch máu phức tạp, vận chuyển máu từ tĩnh mạch của gan đến tận cùng các nhánh tĩnh mạch gan, đồng thời mơ gan có kích thước đồng nhất (AD Burt, 2017), khơng có hiện tượng thối hóa mỡ xung quanh nhân tế bào.
Đối với mơ gan của nhóm HF- H0, có sự thối hóa tế bào mỡ hạt to (10-15%) chèn xung quanh nhân tế bào làm đẩy lệch nhân tế bào, đồng thời xen kẽ các tế bào thối hóa mỡ hạt nhỏ. Sự tích tụ chất béo trung tính trong các tế bào gan vượt quá 5-10% được coi là nhiễm mỡ đáng kể (Burt AD, 1998). Từ đó, có thể kết luận rằng nhóm HF-H0 có tình trạng