バイオ強化ササゲとサツマイモの栽培。鉄分のバイオアベイラビリティーとビタミンAとの相互作用

Cultivars of biofortified cowpea and sweet potato: Bioavailability of iron and interaction with vitamin A in vivo and in vitro.

• Sarah Ramos Corrêa
• Priscila Brigide
• Maria das Graças Vaz-Tostes
• Neuza Maria Brunoro Costa

抄録

本研究の目的は、プロビタミンAを豊富に含むサツマイモがバイオ強化サササゲの鉄のバイオアベイラビリティーに及ぼす相互作用を、in vitro Caco-2細胞とin vivo depletion-repletionラットモデルを用いて評価することであった。鉄分をバイオ強化した品種（Aracê, Xiquexique, Tumucumaque）と従来型（Guariba）サササゲの混合物とプロビタミンAカロテノイドでバイオ強化したサツマイモの有無を評価した。インビトロアッセイでは、Caco-2細胞におけるフェリチン／総タンパク質の比を細胞のFe取り込みの指標として使用した。動物実験では、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応により、ヘモグロビン獲得量、相対的な生物学的価値、トランスフェリン及びフェリチン蛋白質の遺伝子発現を評価した。インビトロ試験では、サツマイモの非存在下では、キシケキシササゲがより高い鉄のバイオアベイラビリティを示し、サツマイモの存在下と非存在下では、他のササゲの栽培品種間で差は認められなかった。生体内バイオアベイラビリティ（ヘモグロビン再生効率の相対的生物学的値）は、サツマイモに添加したグアリバ群とツムツムサケ群でのみ統計的に異なっていた。フェリチンｍＲＮＡ発現については、試験群と対照（硫酸第一鉄）群との間で差はなかった。トランスフェリンmRNA発現については、キシキシケ群を除き、試験群と対照群で差があった。カロテノイドを豊富に含むサツマイモと米や豆類との関連は、鉄代謝に関与するタンパク質の遺伝子発現やそのバイオアベイラビリティーに有利であり、本混合物の有益な効果を裏付けるものであった。また、他の品種と比較して、Xiquexique ササゲが最も有望であることが示され、消化画分中の鉄含有量が高く、in vitroでの鉄のバイオアベイラビリティーが向上し、トランスフェリン遺伝子が発現していることが示された。実用化：本研究のデータは、Xiquexique ササゲとサツマイモの混合物の鉄のin vitroバイオアベイラビリティーが高いことに加え、バイオ強化された豆の間で鉄のバイオアベイラビリティーとして生体内でのヘモグロビンの再生効率が高いことを示し、バイオ強化の有望な利点を強調しています。

The objective of this study was to evaluate the interaction of pro-vitamin A-rich sweet potato on iron bioavailability of biofortified cowpeas, using in vitro Caco-2 cells and in vivo depletion-repletion rat model. Mixtures of conventional rice with cultivars of iron-biofortified (Aracê, Xiquexique, and Tumucumaque) or conventional (Guariba) cowpeas with or without sweet potato biofortified with pro-vitamin A carotenoids were evaluated. The ratio of ferritin/total protein in Caco-2 cells was used as the index of cellular Fe uptake in the in vitro assay. The animal study evaluated the hemoglobin gain, the relative biological value, and the gene expression of transferrin and ferritin proteins by reverse transcription polymerase chain reaction. In the in vitro study, Xiquexique cowpea presented higher bioavailability of iron in the absence of sweet potato, and no difference was observed between the other cultivars of cowpea with and without sweet potato. The in vivo bioavailability (relative biological value of hemoglobin regeneration efficiency) differed statistically only between Guariba groups added to sweet potato and Tumucumaque. Ferritin mRNA expression did not differ between the test and control (ferrous sulfate) groups. Regarding the transferrin mRNA expression, there was a difference between the test and control groups except for the Xiquexique group. The association of rice and beans with sweet potato rich in carotenoids favored the gene expression of proteins involved in the iron metabolism, as well as its bioavailability, corroborating beneficial effects of this mixture. Xiquexique cowpea was shown to be the most promising compared to the other cultivars, exhibiting higher iron content in the digestible fraction, better in vitro bioavailability of iron, and transferrin gene expression. PRACTICAL APPLICATION: Data from the study indicated greater in vitro bioavailability of iron for Xiquexique cowpea and sweet potato mixtures, in addition to the greater regeneration efficiency of hemoglobin in vivo as the bioavailability of iron among biofortified beans, highlighting the promising benefits of biofortification.

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