Whey protein protects liver mitochondrial function against oxidative stress in rats exposed to acrolein

Acrolein (AC) is one of the most toxic environmental pollutants, often associated with incomplete combustion of petrol, wood, and plastic, oil frying, and tobacco smoking, that causes oxidative damage to DNA and mitochondria. Considering that little is known about the protective effects of whey protein (WP) against AC-induced liver toxicity, the aim of our study was to learn more about them in respect to liver mitochondrial oxidative stress, respiratory enzymes, Krebs cycle enzymes, and adenosine triphosphate (ATP). To do that, we treated Sprague Dawley rats with daily doses of AC alone (5 mg/kg bw in 0.9 % NaCl solution), WP alone (200 mg/kg bw, in 0.9 % NaCl solution), or their combination by oral gavage for six days a week over 30 days. As expected, the AC group showed a drop in glutathione levels and antioxidant, transport chain, and tricarboxylic acid cycle enzyme activities and a significant rise in mitochondrial lipid peroxidation and protein carbonyl levels. Co-treatment with WP mitigated oxidative stress and improved enzyme activities. Judging by the measured parameters, WP reduced AC toxicity by improving bioenergetic mechanisms and eliminating oxidative stress.Akrolein je jedan od najtoksičnijih okolišnih onečišćivača, povezan s nepotpunim izgaranjem nafte i njezinih derivata, drva i plastike te s prženjem u ulju i pušenjem duhana, a uzrokuje oksidacijsko oštećenje DNA i mitohondrija. S obzirom na to da se malo zna o zaštitnom djelovanju bjelančevina iz sirutke protiv toksičnoga djelovanja akroleina u jetri, cilj je ovog istraživanja bio doznati više o tome putem oksidacijskoga stresa mitohondrija u jetri, razinâ enzima potrebnih za stanično disanje i Krebsova ciklusa te razinâ adenozin trifosfata (ATP). U tu smo svrhu štakore soja Sprague Dawley gavažom na usta izlagali samo akroleinu u dnevnoj dozi od 5 mg/kg tj. mase (u fiziološkoj otopini), samo bjelančevinama iz sirutke 200 mg/kg tj. mase (komercijalni proizvod, također u fiziološkoj otopini) ili njihovom kombinacijom šest dana u tjednu tijekom 30 dana. Kao što smo i očekivali, skupina koja je primala samo akrolein iskazala je pad razina glutationa te aktivnosti enzima zaduženih za antioksidaciju, lanac prijenosa elektrona i Krebsov ciklus (ciklus trikarboksilnih kiselina) te značajno povećanje lipidne peroksidacije i razina proteinskih karbonila u mitohondrijima. Kombinirana primjena s bjelančevinama iz sirutke ublažila je oksidacijski stres i poboljšala enzimsku aktivnost. Bjelančevine iz sirutke smanjile su toksično djelovanje akroleina na jetrene mitohondrije u štakora tako što su osnažile bioenergetske mehanizme i uklonile oksidacijski stres.