Die meisten Veränderungen, von denen der Lipidstoffwechsel im Zinkmangel betroffen ist, werden auch vom Fettsäuremuster der Nahrungsfette beeinflusst. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss einer marginalen Zinkversorgung auf die Delta3,Delta2-Enoyl-CoA-Isomerase (ECI) als essentielles Enzym der beta-Oxidation ungesättigter Fettsäuren in Abhängigkeit vom Sättigungsgrad alimentärer Fettsäuren (FS) am Modelltier Ratte zu untersuchen. Gleichzeitig sollten zinkmangelbedingte Veränderungen im hepatischen FS-Muster und an charakteristischen Parametern des Lipidstoffwechsels bestimmt werden.
Fünf Gruppen junger männlicher Wistar-Ratten wurden 4 Wochen lang entweder mit einer zinkarmen (7 mg Zn/kg) oder zinkadäquaten (50 mg Zn/kg) Diät ernährt, die 22 % Kakaobutter (gesättigte FS, GFS-Diät) oder 22 % Distelöl (ungesättigte FS, UFS-Diät) plus jeweils 3 % Sojaöl enthielt. Die marginal zinkversorgten Gruppen 7Zn-GFS und 7Zn-UFS wurden ad libitum, die adäquat zinkversorgten Gruppen 50Zn-GFS und 50Zn-UFS entsprechend restriktiv ernährt (pair feeding). Zusätzlich wurde eine ad libitum-Kontrollgruppe (50Zn-UFS ad libitum) mitgeführt.
Beide 7Zn-Gruppen wiesen zu Versuchsende einen signifikant verminderten Zinkstatus auf. Im Vergleich zur 7Zn-GFS-Gruppe zeigte sich bei der 7Zn-UFS-Gruppe eine stärker reduzierte Futteraufnahme, eine geringere Lebendmasse sowie stärker reduzierte Zinkkonzentrationen in Plasma und Femur der Tiere.
Die Aktivität der ECI wurde in mitochondrienreichen Fraktionen von Leber, Niere, Testis, Herz, Skelettmuskulatur und Fettgewebe mit trans-3-Hexenoyl-CoA bestimmt und zusätzlich auf die Aktivität der Succinatdehydrogenase (SDH) als mitochondrialen Marker bezogen. Die Aktivität der ECI der Leber war in den GFS-Gruppen niedriger als in den UFS-Gruppen (7Zn-GFS: 2,4 U/mg, 50Zn-GFS: 2,8 U/mg, 7Zn-UFS: 5,9 U/mg, 50Zn-UFS: 8,2 U/mg, 50Zn-UFS ad libitum: 8,0 U/mg Protein). Das ECI/SDH-Verhältnis war bei marginaler Zinkzufuhr der UFS-Tiere um 38 % niedriger als bei adäquater Zinkversorgung.
Bezüglich der Höhe der mRNA-Expression der ECI in der Leber wurden keine Gruppenunterschiede beobachtet. In allen übrigen untersuchten Geweben wurde die Aktivität der ECI weder von der Zinkversorgung noch den alimentären FS beeinflusst. Die PPARalpha-Expression in der Leber war in beiden pair fed-Gruppen um mehr als den Faktor 2 höher als in den ad libitum-Gruppen und unabhängig von der alimentären Fettquelle.
Die GFS-Gruppen wiesen im Plasma höhere Cholesterin- und Triglyceridkonzentrationen und in der Leber niedrigere Gesamtfettgehalte, niedrigere Cholesterin- und Triglycerid- sowie höhere Phospholipid-Konzentrationen auf. Unterschiede zwischen den 7Zn- und 50Zn-Gruppen stellten in der Mehrzahl Effekte der restriktiven Fütterung dar. Erwartungsgemäß reflektierte das FS-Muster der Leberlipide deutlich das Muster der alimentären FS. Zwischen den Gruppen 7Zn-UFS und 50Zn-UFS fanden sich Unterschiede nur im Gehalt an C 20:1n-9, C 20:2n-6 und C 20:3n-6 der Gesamtlipide und Phospholipide. Das Linolsäure/Arachidonsäure-Verhältnis war bei keiner der 7Zn-Gruppen gegenüber der pair fed-Gruppe erhöht und gab daher keinen Hinweis auf eine verminderte Desaturaseaktivität.
Die Ergebnisse zeigen, dass die hepatische Delta3,Delta2-Enoyl-CoA-Isomerase, deren Aktivität in der Leber einer Regulation durch alimentäre FS unterliegt, bereits bei einer marginalen Zinkversorgung eine verminderte Aktivität aufweist. Dieser Aktivitätsverlust könnte einen geringeren Abbau ungesättigter FS im Zinkmangel signalisieren. Am FS-Muster der Leber, welches deutlich durch die Nahrungsfette beeinflusst wurde, ließ sich hingegen keine beeinträchtigte Degradation ungesättigter FS im marginalen Zinkmangel erkennen.
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