The effect of a moderately oxidized soybean oil on lipid peroxidation in rat low‐density lipoproteins at low and high dietary vitamin E levels

Summary The present study was performed to investigate whether a moderately oxidized dietary oil influences lipid peroxidation processes in low‐density lipoproteins (LDL) which have been demonstrated to play an important role in the development of atherosclerosis. Therefore, growing male rats were fed diets containing either a mixture of coconut oil and soybean oil (19:1, w: w), fresh soybean oil, or heated soybean oil as sources of dietary fats over a period of 40 days. Lipids of those diets were characterized by a peroxide value of 5.1, 9.5, and 74 mEq O2/kg, respectively, on average over the whole feeding period. Additionally, according to a bifactorial design, the vitamin E supply of the animals was varied (11 versus 511 mg α‐tocopherol equivalents per kg of diet). Feeding the diets containing the oxidized oils did not affect feed intake and growth, and, with the exception of reduced triglyceride concentrations, did not cause considerable alterations of plasma and lipoproteins lipids. The resistance of LDL against copper‐induced lipid peroxiation was predominately influenced by dietary fatty acids and dietary vitamin E levels whereas the oxidation status of the oil had only a small effect. Feeding the coconut oil diet markedly increased lag times compared to feeding the soybean oil diets, and feeding the high‐vitamin E diets markedly increased lag times compared to feeding the low‐vitamin E diets. At the low dietary vitamin E level, feeding the oxidized soybean oil slightly reduced the lag time before onset of lipid peroxidation compared with rats fed fresh soybean oil. This effect might be due to reduced tocopherol concentrations in the LDL of those rats; the fatty acid composition of LDL lipids was not different between feeding fresh and oxidized soybean oil. At the high dietary vitamin E level, parameters measured to assess the LDL oxidation were completely indifferent between rats fed fresh and those fed oxidized soybean oil. Hence, the study suggests that a moderately oxidized oil at a nutritionally adequate vitamin E supply has no adverse effects on the resistance of LDL to peroxidation. However, the LDL of rats fed oxidized soybean oil had markedly higher concentrations of thiobarbituric acid‐reactive substances (TBARS) than the LDL of rats fed coconut oil or fresh soybean oil. Vitamin E supplementation reduced the TBARS concentrations in rats fed the oxidized oil; nevertheless, the TBARS concentrations remained higher than in rats fed fresh soybean oil. Probably, the increased concentrations of TBARS in LDL are due to the incorporation of dietary lipid peroxidation products into endogenous lipoproteins. Increased concentrations of peroxidation products in LDL after ingestion of oxidized fats could be of clinical relevance because oxidatively modified LDL are taken up by macrophages leading to the formation of fatty streaks. Zusammenfassung Zum Einfluß eines mäßig oxidierten Sojaöls auf die Lipidperoxiation in den Lipoproteinen geringer Dichte von Ratten bei niedriger und hoher Vitamin E‐Zufuhr In der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob ein mäßig oxidiertes Futterfett den Prozeß der Lipidperoxidation in den Lipoproteinen geringer Dichte (LDL) beeinflußt, der eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Arteriosklerose spielt. Dazu wurde ein 40‐tägiges Fütterungsexperiment mit wachsenden männlichen Ratten durchgeführt, deren Diät entweder ein Gemisch aus Kokosfett und frischem Sojaöl im Verhältnis 19:1 (w:w), frisches Sojaöl oder erhitztes Sojaöl als Fettkomponente enthielt. Die Fettfraktionen dieser Diäten hatten eine Peroxidzahl von 5,1; 9,5 sowie 74 mEq O2/kg (als Mittelwerte mehrerer während der gesamten Versuchsperiode durchgeführten Messungen). Zusätzlich wurde neben der Art des Fettes auch die Höhe der Vitamin E‐Versorgung der Versuchstiere variiert (11 vs. 511 mg α‐Tocopherol‐Äquivalente pro kg Diät). Die Verabreichung der Diäten mit dem mäßig oxidierten Fett führte zu keiner Beeinträchtigung von Futteraufnahme und Wachstum und auch zu keinen wesentlichen Veränderungen der Lipidkonzentrationen in Plasma und Lipoproteinen, abgesehen von geringfügig verminderten Triglyceridkonzentrationen. Die Beständigkeit der LDL gegenüber Kupfer‐induzierter Lipidperoxidation wurde überwiegend durch die Art der aufgenommenen Fettsäuren und die Höhe der Vitamin E‐Versorgung beeinflußt, während der Oxidationsgrad des Fettes nur einen sehr geringen Einfluß hatte. Die Kokosfettdiäten verlängerten die Zeitdauer bis zum Einsatzen der Lipidperoxdation (‘Lag‐time’) deutlich im Vergleich zu frischen und oxidiertem Sojaöl; die Vitamin E‐reichen Diäten erhöhten die Lag‐time deutlich im Vergleich zu den Vitamin E‐armen Diäten. Bei der geringen Vtamin E‐Zufuhr bewirkte das oxidierte Sojaöl eine geringfügige Verminderung der Lagtime in Vergleich zum frischen Sojaöl, wohingegen bei der hohen Vitamin E‐Zufuhr kein Unterschied zwischen beiden Ölen festzustellen war. Deshab bleibt festzuhalten, daß ein mäßig oxidiertes Fett bei adäquater Vitamin E‐Zufuhr die Oxidationsempfindlichkeit der LDL nicht nachteilig beeinflußt. Allerdings wiesen die LDL der Tiere mit dem oxidierten Sojaöl deutlich höhere Konzentrationen an Thiobarbitursäure‐reaktiven Substanzen (TBARS, als Marker von Lipidperoxidationsprodukten) auf als die Tiere mit frischem Sojaöl. Eine hohe Vitamin E‐Zufuhr konnte die TBARS‐Konzentrationen bei den Tieren mit oxidiertem Sojaöl etwas senken, die Konzentrationen blieben aber deutlich über denen der Tiere mit frischem Sojaöl. Es ist zu vermuten, daß diese erhöhten Konzentrationen der Lipidperoxidationsprodukte Folge des Einbaus der aus dem Futter absorbierten Produkte in endogen gebildete Lipoproteine sind. Die gemessenen erhöhten TBARS‐Konzetrationen in den LDL nach Aufnahme oxidierter Fette könnten klinisch relevant sein, da oxidativ modifizierte LDL von Makrophagen aufgenommen werden und zur Entstehung der Arteriosklerose beitragen können.