Гипогликемические и гиполипидемические эффекты общих гликозидов Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Куиниу Чжу а, б, 1, Чжаоцин Мэн а, с, 1, Юшань Тянь д, Жуй Гу а, Чжункунь Сю а, Хуэй Фан а, Вэньцзюнь Лю а, Вэньчжэ Хуан а, Ган Дин а, Вэй Сяо а, *
АННОТАЦИЯ
Этнофармакологическая значимость:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) является часто назначаемым компонентом многих традиционных травяных рецептов, которые используются для лечения диабета в Китае. В недавних исследованиях была подтверждена антидиабетическая активность экстрактов цистанхе трубчатой. Однако систематических исследований общего содержания гликозидов Cistatnche tubulosa (TGCT) не проводилось.
Цель исследования:Настоящее исследование было направлено на изучение гипогликемических и гиполипидемических эффектов TGCT и потенциальных механизмов у крыс с диабетом, вызванным диетой / стрептозотоцином (STZ), а также на химическую характеристику основных компонентов TGCT.
Материалы и методы:Основные компоненты TGCT были охарактеризованы с помощью ВЭЖХ/Q-TOF-MS, а аналитическое количественное определение было выполнено с помощью ВЭЖХ-DAD. Крыс с диабетом 2 типа индуцировали диетой с высоким содержанием жиров и сахарозой (HFSD) и однократной инъекцией STZ (30 мг/кг). TGCT (50 мг/кг, 100 мг/кг и 200 мг/кг) или метформин (200 мг/кг) вводили перорально в течение 6 недель. На протяжении всего эксперимента контролировали массу тела и потребление калорий. Проверяли уровень глюкозы в плазме натощак (ГПН), пероральный тест на толерантность к глюкозе (ОГТТ), площадь под кривой глюкозы (AUC-G), гликозилированный гемоглобин (HbA1c), инсулин натощак, сывороточный С-пептид, содержание гликогена и индекс чувствительности к инсулину. . Были проанализированы уровни фосфорилированной протеинкиназы В и фосфорилированной киназы гликогенсинтазы 3, активности гексокиназы и пируваткиназы. Между тем, были измерены изменения профилей липидов сыворотки, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, малонового диальдегида и воспалительных факторов. Гистологическую картину поджелудочной железы также оценивали с помощью окрашивания гематоксилин-эозином.
Полученные результаты:Наше исследование выявило наличие фенилэтаноидных гликозидов (ФГ): эхинакозида (5{30}}0,19 ± 11,52 мг/г), актеозида (19,13 ± 1,44 мг/г) и изоактеозида (141,82 ± 5,78 мг/г) в TGCT. Фармакологические тесты показали, что TGCT значительно обращает вспять вызванную STZ потерю веса (11,1%, 200 мг/кг); снижение ГПН (56,4%, 200 мг/кг) и HbA1c (37,4%, 200 мг/кг); улучшилось OGTT, AUC-G и чувствительность к инсулину; повышение содержания гликогена (40,8% в печени и 52,6% в мышцах, 200 мг/кг) и активности ферментов углеводного обмена; регулируемые изменения липидного профиля и активности антиоксидантных ферментов; снижение сывороточных маркеров окислительного стресса и воспаления дозозависимым образом (р <>
Выводы:Это исследование подтвердило, что TGCT является эффективным питательным агентом для улучшения гипергликемии и гиперлипидемии у крыс с диабетом, вызванным диетой/STZ, что может быть в значительной степени связано с активностью TGCT в отношении ингибирования окислительного стресса и воспаления.
Цистанче атрибуцияк деятельности по торможениюокислительный стресса такжевоспаление.
1. Введение
Сахарный диабет рассматривается как метаболическое заболевание, для которого характерна гипергликемия в результате нарушения выработки инсулина и/или инсулинорезистентности (ИР) (American Diabetes Association, 2019). Хроническая гипергликемия связана с многочисленными тяжелыми осложнениями, такими как нефропатия, ретинопатия, невропатия и проблемы с сердцем (Ekoe, 2019). По оценкам, число больных диабетом в мире в 2019 году составит 463 миллиона (9,3 процента), вырастет до 578 миллионов (10,2 процента) к 2030 году и 700 миллионов (10,9 процента) к 2045 году (Saeedi et al., 2019). Некоторые препараты, такие как метформин (мет, увеличивающий выработку гликогена в печени), инсулин (подавляющий выработку глюкозы и увеличивающий утилизацию глюкозы) и сульфонилмочевины (стимулирующие островковые клетки поджелудочной железы к секреции инсулина) эффективны для снижения гликемии. Однако множество нежелательных побочных реакций (включая увеличение массы тела, гипогликемию, ИР и отеки) ограничивали их применение (Moller, 2001). Поэтому в последние годы многие исследователи занимались поиском биологически активных соединений из традиционных растительных экстрактов для лечения диабета (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) широко используется в традиционной китайской медицине, его часто назначают в традиционных формулах для лечения почечной недостаточности, женского бесплодия и сахарного диабета (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Су и др., 2017). Недавние исследования показали, что водный экстракт цистанхе трубчатой оказывает гипогликемическое и гиполипидемическое действие у мышей db/db с сахарным диабетом 2 типа (СД2) (Xiong et al., 2013), а также улучшает уровень глюкозы в крови, ИР и перекисное окисление липидов при стрептозотоцине. (STZ)-никотинамид-индуцированный диабет у крыс (Kong et al., 2018). Фенилэтаноидные гликозиды (PhG) являются основными составляющими Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014), которые проявляют различные биологические активности, такие как антиоксидантная (Xue et al., 2017) и противораковая (Fu et al., 2019) . Кроме того, PhG значительно ингибировали повышение постпрандиального уровня глюкозы в крови у мышей, нагруженных крахмалом (Morikawa et al., 2014), подавляли натрий-зависимый котранспортер глюкозы, 1-опосредованный поглощением глюкозы эпителиальными клетками кишечника (Shimada et al., 2017) и ингибировал активность альдозоредуктазы в хрусталике крысы (Morikawa et al., 2019). Однако ни одно из предыдущих исследований не изучало антигипергликемическую активность общих гликозидов Cistanche tubulosa (TGCT).
В настоящем исследовании антидиабетические свойства TGCT оценивались на диете с высоким содержанием жиров и сахарозы (HFSD) и у крыс с диабетом, индуцированным STZ. Кроме того, были исследованы антиоксидантная и противовоспалительная активность, чтобы всесторонне понять потенциальный механизм TGCT.
2. Материалы и методы
2.1. Химикаты и реагенты
СТЗ был приобретен у Sigma-Aldrich Corp. (Сент-Луис, США). Met был получен от китайско-американской компании Shanghai Squibb Pharma. Наборы ИФА инсулина, С-пептида поставлялись компанией Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Ухань, Китай). Наборы ИФА для определения глюкозы, гликозилированного гемоглобина (HbA1c), общего холестерина (ОХ), триацилглицерина (ТГ), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), супероксиддисмутазы (СОД) , глутатионпероксидаза (GSH-Px), малоновый диальдегид (MDA), фактор некроза опухоли- (TNF), интерлейкин 1 (IL-1), интерлейкин 6 (IL-6) были приобретены в Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute. . Наборы ELISA фосфорилированной протеинкиназы B (p-PKB) и фосфорилированной киназы гликогенсинтазы 3 (p-GSK3) были приобретены у Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Эхинакозид (чистота более или равна 98 процентам) и актеозид (чистота выше или равная 97 процентам) были приобретены в Национальном институте контроля за продуктами и лекарствами. Изоактеозид (чистота выше или равная 98 процентам) был предоставлен компанией Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
порошок полезного экстракта цистанхе
2.2. Растительные ресурсы и подготовка TGCT
Высушенный сочный стебель Cistanche tubulosa был приобретен у Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd. (Аньхой, Китай) и идентифицирован доктором Пуян Гун из отдела фармацевтической ботаники Юго-Западного университета Миньцзу. Образец ваучера (№ 20161103) был измельчен в порошок и помещен в гербарий Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. В соответствии с национальным стандартом лекарственных средств SFDA "Congrong Zonggan Jiaonang " (YBZ07482005-2011Z), сырой препарат (1 кг) трижды экстрагировали водой после замачивания в течение 1 часа. После фильтрации фильтрат концентрировали при пониженном давлении, к концентрированному раствору добавляли спирт до тех пор, пока концентрация этанола не достигала 60 процентов. Жидкий супернатант концентрировали до отсутствия привкуса спирта, а затем очищали с помощью макропористой смолы. Во-первых, элюент воды и 40-процентный этанольный элюент последовательно собирали для последующего использования. Во-вторых, водный элюент повторно вводили в макропористую смолу и элюировали водой. Водный элюент отбрасывали. В-третьих, элюировали 40-процентным этанолом, и элюент собирали для последующего использования. Наконец, элюенты, содержащие 40% этанола, объединяли и концентрировали на роторном испарителе, затем раствор сушили распылительной сушкой. Было получено около 60 г коричневого порошка (т.е. TGCT). Чистота TGCT определена по стандарту (YBZ07482005-2011Z) и достигает 853 мг/г. TGCT (0,21 мг) и три смешанных стандарта (эхинакозид: 131,3 мкг, актеозид: 4,2 мкг, изоактеозид: 39,4 мкг) соответственно растворяли в 1 мл смеси метанол:вода (50/50, об./об.) и затем фильтровали через фильтр 0,45 мкг. мкм мембраны перед инъекцией.
2.3. Качественный анализ TGCT методом ВЭЖХ/Q-TOF-MS
Система ВЭЖХ была сопряжена с Q-TOF-MS Agilent 6538 (Agilent Corp, США), оснащенной ионизацией электрораспылением. Анализ проводили на колонке Zorbax SB-C18 (15{{10}} мм × 4,6 мм, 5 мкм). Подвижная фаза состояла из смеси метанол-вода (содержащей 0,1% H3PO4). Скорость потока составляла 1,0 мл/мин. Программы градиентного элюирования были обобщены следующим образом: 0–20 мин, 18–28% А; 20–50 мин, 28–32% А; 50–60 мин, 32% А; 60–70 мин, 32 процента –50 процентов. TOF-MS проводили как в режиме положительных, так и в режиме отрицательных ионов при m/z 100–3000 при следующих рабочих параметрах: капиллярное напряжение 3500 В (ESI-) или 4000 В (ESI plus); сушильный газ 10,0 л/мин; температура газа 350 ◦С; давление распылителя 35 psi; напряжение скиммера 65 В; напряжение фрагмента 135 В; OCTRVV, 750 В. Все данные контролировались с помощью Data Acquisition for TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 и качественный анализ Вер. B.03.01 (Agilent Technologies, США) соответственно.
2.4. Количественный анализ TGCT с помощью HPLC-DAD
Разделение проводили на колонке Zorbax SB-C18 (15{8}} мм × 4,6 мм, 5 мкм) в течение 50 мин (1,0 мл/мин). Хроматографические условия для ВЭЖХ-DAD были такими же, как и для качественного анализа. Вводимый объем, температура колонки и длина волны УФ-излучения были установлены на 5 мкл, 30°С и 330 нм соответственно.
2.5. Экспериментальные животные
Самцы крыс SD весом 180 ± 20 г были приобретены в Центре лабораторных животных в Нанкине, Цинлуншань [Сертификат № SCXK (SU) 2017-0001] и размещены в Центре ухода за животными в Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Цзянсу, Китай). Процедуры ухода за животными и экспериментальные процедуры были одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных Хучжоуского института контроля пищевых продуктов и лекарственных средств (утверждение № 19018) и проводились в соответствии с Правилами экспериментов на животных Китая. Крыс содержали при контролируемой температуре (24 ± 2 ◦ C) и влажности (50 ± 10 процентов) с 12-часовым циклом света и темноты, акклиматизировали к условиям жизни в течение 7 дней с помощью обычного лабораторного корма и воды без ограничений.
2.6. Индукция диабета
Крысы в нормальной контрольной группе (NC, n {{0}}) получали обычную диету, тогда как экспериментальные крысы получали HFSD (обычная диета с добавлением 20% сахарозы, 10% сала, 2,5 % холестерина и 1 % холата, 3,95 ккал/г) в течение 4 недель. После 12-часового голодания крысам внутрибрюшинно вводили однократно СТЗ (30 мг/кг), растворенный в холодном цитратном буфере (0,1 М, рН 4,5) непосредственно перед использованием. На 8-й день введения СТЗ образец крови брали из хвостового отдела с помощью одноразовой иглы для забора крови и определяли глюкозу плазмы натощак (ГПН) с помощью портативного глюкометра (LifeScan, Inc. UK). Крыс с симптомами полиурии, полидипсии и ГПН выше или равным 11,1 ммоль/л считали крысами с диабетом и случайным образом делили на пять групп (n =10).
Группа I: NC, скармливаемые 0,5% карбоксиметилцеллюлозы натрия (CMCNa, 10 мл/кг).
Группа II: диабетический контроль (DC), скармливаемый 0,5% CMC-Na (10 мл/кг).
Группа III: TGCT-50, получавшие TGCT (50 мг/кг).
Группа Ⅳ: TGCT-100, получавшие TGCT (100 мг/кг).
Группа Ⅴ: TGCT-200, получавшие TGCT (200 мг/кг).
Группа Ⅵ: Met-200, получавшие Met (200 мг/кг).
Дозы, используемые в этом исследовании, были выбраны на основе Китайской фармакопеи (издание 2015 г.). Все группы получали перорально один раз в день и продолжали получать соответствующую диету еще в течение 6 недель.
Цистанхе защищает печень.
2.7. Наблюдайте за общим состоянием крыс
Состояние шерсти, диурез и выживаемость крыс наблюдали каждый день. Масса тела (МТ) и потребление калорий контролировались на протяжении всего эксперимента. FPG оценивали через 0, 2-ю, 4-ю и 6-ю недели после лечения TGCT.
2.8. Пероральный тест на толерантность к глюкозе (ПГТТ)
ПГТТ проводили на голодающих в течение ночи крысах на завершающем этапе всего исследования. Только 60 мкл образцов крови были собраны капиллярной пипеткой из глазничного синуса (0 ч), а затем введены с помощью TGCT (50 мг/кг, 100 мг/кг и 200 мг/кг). или Met (200 мг/кг) соответственно. Образцы крови собирали через 0,5 ч, 1 ч, 2 ч после нагрузки глюкозой (2 г/кг). Крыс анестезировали изофлураном в течение нескольких минут перед взятием крови, а затем немедленно прижимали для остановки кровотечения гемостатической ватой. Все эксперименты проводились с осторожностью, чтобы обеспечить благополучие животных. Концентрацию глюкозы в плазме определяли с помощью набора для определения глюкозы, основанного на методе глюкозооксидазы-пероксидазы. Площадь под кривой глюкозы (AUC-G) рассчитывали со ссылкой на литературу (Shao et al., 2013).
2.9. Определение инсулина натощак (FINS) и индекса чувствительности к инсулину (ISI)
С интервалом в 1 день после ПГТТ все крысы находились в хорошем состоянии без каких-либо симптомов, таких как слепота и воспаление. Затем их анестезировали пентобарбиталом натрия (40 мг/кг, внутрибрюшинно) после голодания в течение 12 часов и собирали образцы крови из брюшной аорты с гепарином и без него для биохимических оценок. Сыворотку собирали из образцов крови (без гепарина) центрифугированием. FINS анализировали с помощью набора ELISA. ГПН определяли с помощью коммерческого набора, основанного на глюкозопероксидазном методе. ISI рассчитывали по формуле: ISI=1/[FINS (пмоль/л) × FPG (ммоль/л)] (Wang et al., 2013).
2.10. Оценка синтеза гликогена в печени и мышцах
Печень и икроножные мышцы вырезали, промывали, взвешивали и хранили при -70°С. Гликоген в печени и мышцах измеряли антронным методом, как описано ранее (Ren et al., 2015). Содержание гликогена выражали в мг/г сырой массы ткани. Активность гексокиназы (НК) и пируваткиназы (ПК) в печени определяли с помощью имеющихся в продаже наборов в соответствии с инструкциями производителя.
2.11. Биохимический анализ
HbA1c в цельной крови (с гепарином) измеряли с помощью диагностического набора. C-пептид сыворотки, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 и IL-1 были протестированы с использованием коммерческих наборов в соответствии с указаниями производителя.
2.12. Гистологическая оценка поджелудочной железы
Ткани поджелудочной железы также вырезали, промывали и фиксировали в 10-процентном нейтральном формалине, затем обезвоживали в градиенте этанола (75, 85, 95 и 100 процентов) и ксилола (100 процентов). После пропитки их заливали в парафин и разрезали на срезы толщиной 3 мкм с помощью ротационного микротома. Срезы тканей окрашивали гематоксилин-эозином (H&E) для исследования под световым микроскопом (Chen et al., 2014).
2.13. статистический анализ
Статистический анализ был выполнен с помощью программного обеспечения SPSS версии 16.0. Данные представлены средним значением ± стандартное отклонение. Статистические сравнения между группами были выполнены с использованием одностороннего ANOVA с последующим тестом Тьюки, и значение p < 0,05="" было="" принято="" как="" статистически="">
3. Результаты
3.1. Фитохимический анализ TGCT
Качественный анализ был проведен и представлен в дополнительных материалах. Хроматограмма полных ионов в режиме отрицательных ионов показана на рис. S1. Данные MS были предварительно назначены путем сравнения с данными в предыдущем отчете (Li et al., 2015) и обобщены в таблице S1. Аналитические методы количественного определения маркеров также были проверены и кратко описаны в дополнительных материалах. Хроматограммы ВЭЖХ представлены на рис. 1. Были идентифицированы три основных компонента (эхинакозид, актеозид и изоактеозид) TGCT по сравнению с эталонными веществами. Идентификация соединений и их концентрации в TGCT представлены в таблице 1.
3.2. Влияние TGCT на МТ и потребление калорий
Как показано на рис. 2А, вес крыс, получавших HFSD, увеличился в среднем на 41 г по сравнению с группой NC через 4 недели. Однако СТЗ явно снижал МТ крыс по сравнению с группой НК. Напротив, МТ в группах TGCT (100 и 200 мг/кг) постепенно и значительно увеличивалась (p < 0,05)="" на="" 8,1="" процента="" и="" 11,1="" процента="" соответственно="" по="" сравнению="" с="" группой="" dc="" к="" концу="" периода="" эксперимента.="" ,="" что="" указывало="" на="" то,="" что="" tgct="" может="" предотвратить="" чрезмерную="" потерю="" веса="" при="" патологических="" состояниях.="" потребление="" калорий="" в="" группе="" nc="" было="" заметно="" ниже,="" чем="" в="" других="" группах,="" и="" не="" было="" существенной="" разницы="" в="" потреблении="" калорий="" между="" другими="" пятью="" группами="" (рис.="">
3.3. Влияние TGCT на FPG, OGTT и HbA1c
Крысы с диабетом, индуцированным STZ, показали заметное увеличение FPG по сравнению с группой NC (p <{1}}.01), как="" показано="" на="" рис.="" 3a.="" пероральное="" введение="" tgct="" продемонстрировало="" гипогликемический="" эффект="" в="" зависимости="" от="" времени="" и="" дозы.="" tgct="" (100="" и="" 200="" мг/кг)="" значительно="" снижал="" уровни="" гпн="" на="" 4-й="" (22,1%="" и="" 24,8%)="" и="" 6-й="" (23,2%="" и="" 56,4%)="" неделях="" по="" сравнению="" с="" группой="" dc.="" как="" показано="" на="" рис.="" 3b="" и="" c,="" tgct="" (100="" мг/кг="" и="" 200="" мг/кг)="" явно="" снижал="" уровень="" глюкозы="" в="" крови="" на="" 16,1="" процента="" и="" 22,2="" процента="" через="" 0,5="" часа="" и="" на="" 17,2="" процента="" и="" 26,5="" процента="" через="" 1="" час,="" а="" auc="" -g="" групп="" tgct="" также="" снизились="" на="" 8,1%,="" 18,5%="" и="" 25,4%="" соответственно.="" как="" показано="" на="" рис.="" 3d,="" наблюдалось="" значительное="" увеличение="" hba1c="" (93,3="" процента)="" по="" сравнению="" с="" группой="" nc,="" в="" то="" время="" как="" пероральное="" введение="" tgct="" (100="" мг/кг="" и="" 200="" мг/кг)="" крысам="" с="" диабетом="" заметно="" (p=""><0,05) снижало="" hba1c="" (26,7%="" и="" 37,4%="" соответственно)="" по="" сравнению="" с="" группой="">
Рис. 1. Спектр ВЭЖХ TGCT и химическая структура основных соединений в TGCT.
3.4. Содержание гликогена в печени и мышцах
Как показано на рис. 4А и В, уровни гликогена были значительно снижены у крыс с диабетом. Когда диабетическим крысам вводили различные концентрации TGCT в течение 6 недель, уровень гликогена в печени в группах TGCT (1{8}}0 мг/кг и 200 мг/кг) был выше (25,2 процента и 40,8 процента), чем таковые в группе ДК (р < 0,05,="" рис.="" 4а).="" аналогичный="" эффект="" был="" продемонстрирован="" в="" мышцах:="" уровень="" гликогена="" в="" группах="" tgct="" (100="" мг/кг="" и="" 200="" мг/кг)="" был="" выше="" (40,7%="" и="" 52,6%),="" чем="" в="" группе="" dc="" (p=""><0,05, рис.="">
3.5. Влияние TGCT на сывороточный инсулин, C-пептид и ISI
As shown in Table 2, insulin and C-peptide were obviously (p < 0.01) decreased in diabetic rats compared with the NC group. However, TGCT at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), даже если уровень инсулина и С-пептида в группах, получавших TGCT, был несколько выше, чем в группе ДК. Тем временем мы рассчитали ISI на рис. 4C. В отличие от секреции инсулина, ISI был соответственно повышен на 32,9 процента и 37,8 процента при TGCT (100 мг/кг и 200 мг/кг) по сравнению с группой DC (p <>
Таблица 1 Содержание фитохимических маркеров TGCT.
3.6. Гистопатологическое исследование поджелудочной железы
Чтобы проверить влияние TGCT на регенерацию островков поджелудочной железы, был проведен гистологический анализ поджелудочной железы. На рис. 5А нормальная гистологическая структура и размер островков наблюдались в группе NC. Напротив, инъекция СТЗ приводила к уменьшению количества и диаметра островков с выраженными микровезикулярными изменениями (рис. 5В). И TGCT, и Met значительно увеличили количество и размер островков с помощью оценочного анализа (рис. 5C-F).
3.7. Влияние TGCT на p-PKB, p-GSK3, HK и PK
В таблице 2 было обнаружено, что уровни фосфорилирования PKB и GSK3 значительно (p <0.{{10}}5) снизились="" у="" крыс="" с="" диабетом.="" tgct="" (100="" мг/кг="" и="" 200="" мг/кг)="" значительно="" повысил="" концентрацию="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" процента="" ,="" p="">< 0,05="" и="" tgct-200:="" 16,7%,="" p=""><0,05) и="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3%,="" p=""><0,01). аналогичные="" эффекты="" tgct="" на="" hk="" и="" pk="" также="" наблюдались.="" группы="" tgct="" увеличили="" активность="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" процента,="" p=""><0,05 и="" tgct-200:="" 59,1="" процента,="" p=""><0,01) и="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" процента,="" p="">< 0,05),="" чем="" в="" группе="">
Рис. 2. Влияние TGCT на массу тела (A) и потребление калорий (B) у крыс с диабетом, индуцированным STZ.
3.8. Влияние TGCT на дислипидемию
Как показано в таблице 3, у крыс, получавших TGCT (100 мг/кг и 200 мг/кг), заметно улучшились липидные нарушения. ТГ снизились на 19,8% (р<0,05) и="" 25,9%=""><0,01); ох="" снизились="" на="" 28,5%="" и="" 31,4%="" (р="">< 0,05);="" ldl-c="" были="" снижены="" на="" 20,0="" процентов="">< 0.01)="" compared="" with="" dc="" group.="" however,="" the="" suppressed="" hdl-c="" level="" in="" dc="" group="" was="" significantly="" elevated="" by="" 26.8%="" (p="" <="" 0.05)="" in="" tgct-200="">
3.9. Влияние TGCT на окислительный стресс и воспаление
В свете важной роли окислительного стресса и воспаления в патофизиологии диабета мы оценили способность TGCT при окислительном стрессе и воспалении у крыс с диабетом. TGCT (100 и 200 мг/кг) эффективно увеличивалась (14,7%, p < 0,05="" и="" 20,5%,="">< 0.01)="" the="" activity="" of="" sod,="" remarkably="" elevated="" (16.3%,="" p="" <="" 0.01="" and="" 22.3%,="" p="" <="" 0.01)="" the="" gsh-px="" activity="" and="" significantly="" decreased="" (15.0%,="" p="" <="" 0.05="" and="" 19.7%,="" p="" <="" 0.05)="" the="" mda="" formation="" compared="" with="" dc="" group="" in="" table="" 3.="" similarly,="" tgct="" (200="" mg/kg)="" treatment="" also="" blocked="" the="" stz-induced="" overproduction="" of="" pro-inflammatory="" cytokines="" tnf-α="" (21.8%,="" p="" <="" 0.01),="" il-6="" (14.0%,="" p="" <="" 0.05)="" and="" il-1β="" (15.2%,="" p=""><>
4. Дискуссия
Диабет представляет собой прогрессирующее и хроническое нарушение обмена веществ, которое в основном характеризуется гипергликемией. В настоящее время ГПН является специфическим показателем концентрации глюкозы в крови, ПГТТ является чувствительным критерием выявления ранних нарушений утилизации глюкозы, а HbA1c широко используется в качестве показателя золотого стандарта гликемического контроля, отражающего средний уровень глюкозы за 120 дней, предшествующих тесту. Надь и др., 2018; Ган и др., 2018). ГПТ, ПГТТ и HbA1c используются в клинической практике для диагностики и лечения преддиабета и диабета (Chai et al., 2017). В нашем исследовании ясно, что FPG диабетических крыс, получавших TGCT (100 мг/кг и 200 мг/кг), была значительно снижена по сравнению с группой DC. Как показывают данные OGTT и AUC-G, нарушенная толерантность к глюкозе и скорость усвоения глюкозы у крыс с диабетом восстанавливались с помощью TGCT. Между тем, результат также подтверждался измерением содержания HbA1c. Эти данные показали, что TGCT улучшал физиологические показатели диабетических крыс, регулируя гомеостаз глюкозы в крови.
Рис. 3. Изменение FPG у диабетических крыс при введении TGCT в течение 6 нед.
Нарушение секреции инсулина и ИР играют решающую роль в развитии гипергликемии. Ориентация на любой из них подходит для улучшения гликемического контроля и предотвращения СД2 (Szoke and Gerich, 2005; Puntakee et al., 2018). Несколько типов исследований показали, что комбинация диеты с высоким содержанием жиров и низких доз СТЗ является эффективным средством индукции СД2 в экспериментах на животных. Низкие дозы СТЗ вызывают легкое нарушение секреции инсулина, которое больше напоминает поздние стадии СД2 (Gheibi et al., 2017). В этом исследовании TGCT не увеличивал значительно секрецию инсулина и не восстанавливал островки поджелудочной железы у крыс с диабетом, даже если инсулин и количество островков в группах, получавших TGCT, были выше, чем в группе DC. Эти результаты согласуются с предыдущим исследованием мышей db/db (Xiong et al., 2013). Наши результаты показали значительное увеличение веса у диабетических крыс, получавших TGCT, что можно объяснить небольшим увеличением инсулина, который может ингибировать катаболизм белка в мышечной ткани (Adams et al., 2019). Кроме того, результат ISI показал, что TGCT явно улучшал IR у диабетических крыс, что согласуется с предыдущим отчетом (Kong et al., 2018), который предоставил новые доказательства в отношении потенциального механизма антидиабетического эффекта TGCT.
Как мы все знаем, путь PKB/GSK3 является одним из наиболее важных путей передачи сигналов инсулина, и предполагается, что он опосредует индуцированный инсулином синтез гликогена (Zheng et al., 2015). HK и PK действуют как потенциальные мишени для лекарств при фармакологическом лечении диабета. Пониженная активность ГК и ФК была подтверждена при ИР, в то время как активация ГК и РК вызывает увеличение запасов гликогена или гликолиз, производящий более полную энергию за счет использования глюкозы в крови (Hu et al., 2014). В настоящем исследовании лечение TGCT одновременно увеличивало экспрессию фосфорилированных белков PKB и GSK3, приводило к значительному изменению активности HK и PK и заметно восстанавливало содержание гликогена в печени и мышцах по мере снижения уровня глюкозы в крови. Эти результаты показали, что TGCT активировал ключевые ферменты сигнального пути инсулина, а также предоставили доказательства того, что чувствительность к инсулину действительно улучшилась у диабетических крыс.
Таблица 2 Влияние TGCT на секрецию инсулина и ферменты метаболизма углеводов у крыс с диабетом.
Длительный диабет также способствует повышению уровня холестерина ЛПНП и снижению уровня холестерина ЛПВП, что вызывает дисрегуляцию липидов (Jayashankar et al., 2016), а дислипидемия является установленным маркером эндотелиальной дисфункции и риска сердечно-сосудистых заболеваний при диабете (Shahwan et al., 2019). В нашем исследовании TGCT (200 мг/кг) заметно снижал уровни ОХ, ТГ и ХС-ЛПНП и повышал уровень ХС-ЛПВП у крыс с диабетом, что согласуется с предыдущими сообщениями о том, что Cistanche tubulosa эффективно регулирует липидный обмен. метаболизм у мышей (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Эти результаты показали, что TGCT может быть более полезным для диабетиков с нарушениями липидов в крови.
СТЗ является антибиотиком широкого спектра действия, который оказывает высокоселективное токсическое действие на островковые клетки поджелудочной железы в результате увеличения количества супероксидного радикала и, в свою очередь, плохого гликемического контроля (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020). ). Между тем окислительный стресс также является важной причиной ИР во многих средах (Taniguchi et al., 2006). ИР и диабет связаны со сниженной активностью антиоксидантных ферментов, таких как SOD и GSH-Px (Styskal et al., 2012). Предыдущие исследования предполагали, что подавление окислительного стресса способно снизить уровень глюкозы в крови у крыс с диабетом (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). В этом исследовании лечение TGCT значительно восстановило клеточные защитные функции SOD и GSH-Px и снизило уровни MDA у крыс с диабетом, что показало, что TGCT обладает антиоксидантными свойствами.
Основными компонентами TGCT являются PhG, а общее содержание эхинакозида, актеозида и изоактеозида составляет более 661 мг/г. В целом было доказано, что растения, содержащие высокие антиоксидантные компоненты, такие как PhG, обладают гипогликемическим действием (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spinola et al., 2019). Поэтому мы предположили, что антидиабетический эффект TGCT может быть частично связан с антиоксидантной активностью PhG. Принимая во внимание содержание эхинакозида в TGCT, необходимы дальнейшие исследования для изучения влияния эхинакозида на модели ИР и диабета in vivo и in vitro.
Общепризнано, что сахарный диабет является воспалительным заболеванием. Воспалительные цитокины, такие как TNF-, IL-6 и IL-1, могут вмешиваться в сигнальный путь рецептора инсулина и в дальнейшем приводить к ИР (Bastard et al., 2006). Воспаление, по-видимому, является жизнеспособной мишенью для лекарств при лечении ИР и, как следствие, диабета (Chen et al., 2015). В текущем исследовании TGCT может снизить уровень TNF-, IL-6 и IL-1, что продемонстрировалопротивовоспалительный эффект. Это может быть еще одним антидиабетическим механизмом TGCT у крыс с диабетом.
Накопленные данные показывают, что стойкий высокий уровень глюкозы в крови вызывает нарушения в структуре и функции циркулирующих белков и липидов, что приводит к глико- и пероксидации, а затем способствует продукции воспалительных цитокинов. Точно так же увеличение количества воспалительных цитокинов приводит к продукции активных форм кислорода и других реактивных фрагментов, что способствует окислительному стрессу и окислительному повреждению. Это приводит к порочному кругу (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Следовательно, снижение уровня глюкозы и липидов в крови может способствовать антиоксидантному и противовоспалительному действию TGCT. В какой-то степени точный антидиабетический механизм не совсем ясен и требует дальнейшего изучения.
5. Вывод
Таким образом, это исследование показало, что TGCT был эффективным средством для лечения гипергликемии и гиперлипидемии у крыс с диабетом, вызванным диетой / STZ. Кроме того, антидиабетический эффект может быть в значительной степени связан с антиоксидантными и противовоспалительными свойствами TGCT. Это исследование выдвинуло бы возможность введения TGCT в лечение диабета. Однако подробный антидиабетический механизм TGCT остается неопределенным, и необходимы дальнейшие исследования in vivo и in vitro.
Цистанхе оказался эффективным средством для лечениягипергликемияа такжегиперлипидемия.
