Vitamin E protects against hepatocyte ultrastructural damage induced by high fat diet in a rat model of pre-diabetes / La vitamina E protege contra el daño ultraestructural de los hepatocitos inducido por la dieta alta en grasas en un modelo de pre-diabetes en ratas

ABSTRACT

SUMMARY: We sought to investigate the potential protective effect of Vitamin E supplementation against hepatocyte ultrastructural alterations induced by high fat diet (HFD) in a rat model of pre-diabetes. Therefore, rats were either fed with HFD (model group) or a standard laboratory chow (control group) for 12 weeks before being sacrificed. The protective group fed on a HFD and started the treatment with vitamin E (100 mg/kg/day, i.p) from day 1 until being sacrificed at week 12. The harvested liver tissues were examined using transmission electron microscopy (TEM) and blood samples were assayed for biomarkers of liver injury and prediabetes. TEM images showed that HFD induced profound pathological changes to the hepatocyte ultrastructure as demonstrated by degenerated hepatocytes with damaged cytoplasm that have mitochondrial swelling, dilation of endoplasmic reticulum, blebbing of plasma membranes, and cytoplasmic accumulations of lipid droplets and vacuoles, which were substantially but not completely protected with vitamin E. In addition, HFD significantly (p<0.05) augmented biomarkers of liver injury and pre-diabetes such as alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), malondialdehyde (MDA), total cholesterol (TC), triglycerides (TG), and low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), which were significantly (p<0.05) reduced with vitamin E except TNF-α and TC. Furthermore, none of these biomarkers were reduced to the control level by vitamin E. We conclude that vitamin E is a partial protective agent against HFD-induced liver injury and pre-diabetes.

RESUMEN

RESUMEN El objetivo de este estudio fue investigar el posible efecto protector de la administración de suplementos de vitamina E contra las alteraciones ultraestructurales de los hepatocitos inducidas por una dieta rica en grasas (DRG) en un modelo de prediabetes en ratas. Antes de ser sacrificadas las ratas fueron alimentadas con DRG (grupo modelo) o un alimento estándar de laboratorio (grupo control) durante 12 semanas. El grupo protector se alimentó con una DRG y comenzó el tratamiento con vitamina E (100 mg/kg/día, i.p) desde el día 1 hasta sacrificarlo en la semana 12. Los tejidos hepáticos recolectados se examinaron mediante microscopía electrónica de transmisión (MET) y se tomaron muestras de sangre y se analizaron los biomarcadores de daño hepático y prediabetes. Las imágenes de MET mostraron que el DRG indujo cambios patológicos profundos en la ultraestructura de los hepatocitos, como lo demuestran los hepatocitos degenerados con citoplasma dañado e hinchazón mitocondrial, dilatación del retículo endoplasmático, formación de ampollas en las membranas plasmáticas y acumulaciones citoplásmicas de gotas de lípidos y vacuolas, los que fueron sustancialmente protegidas con vitamina E. Además, DRG aumentó significativamente (p <0,05) los biomarcadores de daño hepático y prediabetes como alanina aminotransferasa (ALT), aspartato aminotransferasa (AST), factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), malondialdehído (MDA), colesterol total (CT), triglicéridos (TG) y lipoproteína de colesterol de baja densidad (LDL-C), la cual se redujo significativamente (p <0,05) con vitamina E, excepto TNF-α y CT. Ninguno de estos biomarcadores se redujo al nivel de control por la vitamina E. Concluimos que la vitamina E es un agente protector parcial contra la lesión hepática inducida por DRG y la prediabetes.