Патология, факторы риска и окислительные повреждения, связанные с болезнью Альцгеймера, опосредованной диабетом 2 типа, и спасательные эффекты мощного антиоксиданта антоцианина

Для получения дополнительной информации. контактtina.xiang@wecistanche.com

Патология и нейродегенерация при диабете 2 типа (T2D-), опосредованныеБолезнь Альцгеймера(AD) были описаны в нескольких исследованиях. Несмотря на отсутствие информации об основных механизмах, лежащих в основе развития СД, опосредованной СД2, сообщалось о некоторых общих чертах этих двух состояний, таких как атрофия головного мозга, сниженный метаболизм глюкозы в мозге и резистентность к инсулину. Фенотипы СД2, такие как нарушение гомеостаза глюкозы. Было показано, что резистентность к инсулину, нарушение передачи сигналов инсулина и системные воспалительные цитокины участвуют в прогрессировании патологии AD за счет увеличения накопления бета-амилоида, гиперфосфорилирования тау и общего нейровоспаления. Точно так же окислительный стресс, митохондриальная дисфункция и образование конечных продуктов гликирования (AGE) и их рецепторов (RAGE) в результате хронической гипергликемии могут служить критическими связями между диабетом и AD. Натуральный диетический полифлавоноид антоцианин повышает чувствительность к инсулину, ослабляет резистентность к инсулину на уровне тканей-мишеней, ингибирует окисление свободных жирных кислот и останавливает высвобождение периферических воспалительных цитокинов у лиц с ожирением (преддиабетом), которые ответственны за резистентность к инсулину, системную гипергликемию. , системныйвоспаление, дисгомеостаз метаболизма головного мозга, накопление бета-амилоида и нейровоспалительные реакции. В этом обзоре мы показали, что ожирение может индуцировать СД, опосредованную СД2, и оценили последние терапевтические достижения, особенно использование антоцианов, для лечения патологии БА, опосредованной СД2. Взятые вместе, результаты текущих исследований могут помочь объяснить новый подход к профилактике и лечению СД, опосредованной СД2, с использованием полифлавоноида антоцианина.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше продуктов

1. Введение

1.1. Ожирение и диабет 2 типа.

Более 40 процентов населения мира имеют избыточный вес и ожирение, что является одним из важнейших факторов риска инсулинорезистентности, периферического воспаления и диабета 2 типа (СД2) [1]. Заболеваемость ожирением среди взрослого населения США растет, что связано с нездоровыми привычками образа жизни, такими как повышенное потребление калорий, недостаточные физические нагрузки и малоподвижный образ жизни [2]. Примерно 69,2 процента граждан США страдают ожирением или избыточным весом [3]. Вызывает тревогу тот факт, что распространенность ожирения среди молодых людей быстро растет.

Люди с диабетом могут быть более уязвимы к хроническому сахарному диабету 2 типа (СД2) и сердечно-сосудистым заболеваниям (ССЗ) [4]. Последние данные свидетельствуют о том, что ожирение является важным фактором риска развития СД2.Ожирениеа такжедиабетимеют одни и те же пути активациивоспалительныймедиаторы, играющие роль в инсулинорезистентности и патогенезе СД2. Патогенез этих нарушений связан с количеством и фенотипом макрофагов жировой ткани. Предыдущий ряд доказательств предполагал, что макрофаги жировой ткани высвобождают провоспалительные медиаторы для классической активации макрофагов ИМ, что может способствовать резистентности к инсулину и сахарному диабету. Напротив, жировая ткань здоровых людей содержит воспалительные макрофаги фенотипа М2.

Когда жировые клетки в жировой ткани разрываются, они обычно производят большое количество свободных жирных кислот (СЖК). Также известно, что периферические жировые ткани высвобождают различные виды цитокинов [5]. В дополнение к накоплению СЖК избыточный жир и жировая ткань также содержат большое количество других соединений, таких как ангиотензин -2, резистин и воспалительные цитокины, такие как TNF-, IL-1 и интерлейкин-6. Высвобождение избыточного количества СЖК в кровоток увеличивает уровень СЖК в плазме у лиц с ожирением, а повышенные уровни СЖК в плазме предотвращают антилиполитическое действие инсулина, что еще больше увеличивает уровни СЖК. Присутствие большого количества свободных жирных кислот в плазме также приводит к периферической резистентности к инсулину [5-11]. Хотя свободные жирные кислоты участвуют в увеличении массы бета-клеток поджелудочной железы и улучшении секреции инсулина, чтобы увеличить доступность инсулина для поглощения глюкозы в крови, полученной из пищи, и посредством глюконеогенеза (метаболический процесс получения глюкозы из неуглеводных источников), непрерывный и хроническое повышение уровня СЖК может нарушить метаболизм липидов, вызывая липотоксичность, резистентность к инсулину, снижение функции бета-клеток и, в конечном итоге, СД2 [12] (рис. 1).

1.2.Сахарный диабет 2 типа и болезнь Альцгеймера.

В развитии СД2 задействовано несколько основных механизмов. В одном из таких механизмов повышенная секреция СЖК жировой тканью у людей с ожирением вызывает выработку малонового диальдегида (МДА) в плазме, который является реактивным продуктом перекисного окисления липидов. Повышенное перекисное окисление липидов впоследствии вызывает выработку токсичных церамидов липидов иокислительный стресс. Повышенное перекисное окисление липидов, вызванное СЖК, также вызывает высвобождение простагландинов. Более того, хроническое повышение уровня СЖК вызывает резистентность к инсулину и дисфункцию бета-клеток, как упоминалось ранее. Таким образом, снижение повышенных уровней СЖК в плазме может быть важной терапевтической целью при ожирении и СД2 [13]. КПГ, также называемые микотоксинами, индуцируют активные формы кислорода (АФК) и запускают высвобождение провоспалительных цитокинов, вызывая устойчивую активацию врожденного иммунитета, посредством транскрипционных факторов, таких как ядерный фактор каппа B (NF-xB) [14]. Эти простагландины и церамиды затем активируют иммунные клетки для секреции IL-1, TNF- и IL-6.

Жировая ткань также ответственна за высвобождение провоспалительных цитокинов и некоторых других гормонов. Увеличение высвобождения провоспалительных цитокинов может привести к развитию резистентности к инсулину. Повышенный окислительный стресс вызывает перекисное окисление липидов и активацию нескольких воспалительных сигнальных путей [15], таких как N-концевая киназа c-Jun (JNK) и MAP-киназа, что приводит к диабету и гибели клеток поджелудочной железы [16-18] . Обширные научные исследования показали, что диабет играет значительную роль в развитии патологии болезни Альцгеймера (БА) [19]. Оба состояния имеют много общих патологических признаков.

1.3.Антоцианы и их влияние на ожирение, диабет и болезнь Альцгеймера.

Антоцианы (греческое слово, от слова «цветок») представляют собой группу широко изученных природных соединений, принадлежащих к подгруппе флавоноидов[20]. Это водорастворимые соединения, придающие цвет многим фруктам и овощам; синий цвет различных фруктов и овощей объясняется наличием в них антоцианов. Способность антоцианов образовывать катионы флавилия отличает их от других флавоноидов. В общей сложности 27 агликонов и 700 антоцианов были классифицированы на основе их химической структуры. Антоцианы естественным образом содержатся в вишне, чернике, клубнике, фиолетовом винограде, малине, черной смородине и красном вине[21]. Количество и состав антоцианов различаются в разных продуктах, варьируя от 0,1% до 1%. Продукты, которые являются богатыми источниками антоцианов, включают чернику, черные соевые бобы, черные сливы, виноград и черный рис. Среди различных видов фруктов ягоды считаются богатым источником антоцианов (рис. 2).

В последнее время антоцианы вызвали огромный интерес из-за их значительной терапевтической роли при различных заболеваниях, в первую очередь метаболических и нейродегенеративных заболеваниях, поскольку продукты, богатые антоцианами, использовались в традиционной медицине. Хотя эти продукты широко использовались для лечения различных заболеваний, мало внимания уделялось их фитохимическим веществам и связанным с ними механистическим подходам. Исследования показали сильное антиоксидантное и противовоспалительное действие антоцианов при различных нейродегенеративных заболеваниях. На уровень антоцианов могут влиять несколько климатических факторов (pH, свет и температура), окисление и энзимолиз. Недавние открытия показали, что антоцианы стабильны при низком рН, т. е. в кислой среде. Сообщается, что антоцианы проявляют мощную противовоспалительную, антиоксидантную, противораковую и антидиабетическую активность [20, 22-33]. Недавно было предложено ежедневное потребление натурального диетического антоцианина для предотвращения различных заболеваний и улучшения иммунной функции.

Болезнь Альцгеймера (БА) является разновидностью сенильной деменции с основными поражениями коры головного мозга и представляет собой дегенеративное заболевание центральной нервной системы с прогрессирующими когнитивными нарушениями и нарушением памяти в качестве основных клинических проявлений. Кора головного мозга больных БА атрофирована, ее объем уменьшен, мозговые борозды расширены, желудочек увеличен. Аномальная агрегация тау-белка в клетках образует нейрофибриллярные клубки (НФТ).

После экспериментов было обнаружено, что суммарные глюкозиды цистанхе пустынного могут улучшать обучаемость и уровень памяти мышей с БА, улучшать некоторые патологические изменения в тканях головного мозга и снижать скорость апоптоза клеток головного мозга; Ультраструктура гиппокампа мышей обладает хорошим защитным эффектом, а зависимость является дозозависимой. Предполагается, что общее количество гликозидов цистанхе пустынной может задерживать старение и предотвращать старческое слабоумие посредством антиоксидантного механизма.

Кроме того, исследования традиционной китайской медицины показали, чтоЭкстракт цистанхе пустыннойимеет потенциал стать лекарством от БА. Самое высокое содержание эхинакозида, основного компонента вербаскозида и содержащегося в нем компонента фенетиламина (PhG) в цистанхе пустынной может стать лучшим препаратом для купирования БА.

Эффективные гликозиды с высоким содержанием, извлеченные из цистанхе, эхинакозид, вербаскозид и др., могут снижать выработку перекисей липидов, улучшать активность СОД в тканях головного мозга, улавливать свободные радикалы, ингибировать апоптоз клеток головного мозга и повышать содержание ацетилхолина в нервно-проводящих веществах. , ингибирует отложение бета-амилоидного белка в головном мозге и обладает противовоспалительным действием. Вместе, чтобы предотвратить болезнь Альцгеймера, тем самым предотвращая ухудшение памяти и улучшая способность к обучению.

2. Методологические подходы

Целью этой обзорной статьи является обобщение результатов исследований взаимодействия СД2 и БА, а также сообщений о профилактическом и терапевтическом эффектах антоцианов. Мотивация для подготовки этого обзора была основана на наших предыдущих исследованиях роли антоцианов против различных нейродегенеративных заболеваний (трансгенных мышей APP/PSEN-1 и мышей, получавших ЛПС). Здесь мы искали потенциальные исследовательские статьи, посвященные ожирению, диабету и болезни Альцгеймера. Кроме того, для выявления исследований роли антоцианов в ожирении, диабете и БА мы провели поиск по ключевым словам «антоцианы», «ожирение» и «диабет» во всех доступных и независимых базах данных. Для четкого понимания этих исследований , тезисы были полностью изучены, и основные результаты были зарегистрированы.Для сравнения между различными группами группу, получавшую антоцианин, сравнивали с группой, получавшей токсин/модель.Доза и способ введения антоцианина, продолжительность лечения и токсичные соединения, использованные в этих исследованиях, не учитывались. Были включены все исследования на животных и клеточных моделях.

3. Факторы риска метаболической дисфункции

Индуцированный диабетом 2 типа

3.1. Дисбиоз кишечника и сахарный диабет 2 типа.

Как описано ранее, присутствие провоспалительных цитокинов в различных тканях организма, особенно в тех, которые участвуют в регуляции метаболизма, таких как мышцы, печень и жировая ткань, увеличивает резистентность к инсулину и СД2 [38]. Растущее количество данных подтверждает концепцию о том, что кишечные микробиомы играют критическую роль в развитии СД2, а у пациентов с СД2 измененная микробиота кишечника. Эти результаты показали, что микробиота кишечника является одним из важных факторов, влияющих на развитие СД2. Изменения в кишечной микробиоте усугубляют системное слабовыраженное хроническое воспаление, изменяют проницаемость кишечника, влияют на метаболизм липидов и глюкозы, модулируют чувствительность к инсулину и нарушают энергетический гомеостаз. Сообщалось о нескольких важных механизмах, описывающих влияние микробиоты кишечника на резистентность к инсулину и СД2, одним из наиболее важных из которых является метаболическая эндотоксемия. Недавние исследования показали, что большинство грамотрицательных бактерий в кишечнике продуцируют очень мощный иммуногенный эндотоксин, известный как липополисахарид (ЛПС). ЛПС является компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий, таких как кишечная палочка, который вызывает метаболическую эндотоксемию. Ожирение и повышенное потребление жиров вызывают обилие условно-патогенных грамотрицательных бактерий в кишечнике, которые впоследствии продуцируют ЛПС [39, 40].

Данные многочисленных исследований показывают, что условно-патогенные бактерии выделяют ЛПС и другие токсины внутри кишечника, аномально увеличивая проницаемость кишечника за счет разрушения белков плотных контактов [41]. Это состояние также известно как дырявый кишечник. Дырявая кишка позволяет нескольким воспалительным цитокинам и токсинам загрязнять кровь и впоследствии вызывать системное воспаление. Кроме того, присутствие ЛПС в кишечнике вызывает воспаление эпителиальных клеток. Секретируемый LPS дополнительно активирует иммунные клетки, такие как микроглия и астроциты. Эти клетки выделяют в кровь провоспалительные цитокины и способствуют их контаминации. Как только эти провоспалительные цитокины попадают в периферические органы, такие как печень, поджелудочная железа и жировая ткань, через дырявую кишку, они вызывают периферическое воспаление, дисфункцию клеток поджелудочной железы, резистентность к инсулину и СД2 [41, 42]. Недавние данные свидетельствуют о том, что Toll-подобный рецептор 4 (TLR4) является рецептором для LPS, присутствующим на поверхности микроглии. Как только LPS связывается с TLR4, он активирует несколько сигнальных путей, таких как киназа MAP, NF-iB и воспалительные пути [43,44]. Активация этих путей приводит к развитию непереносимости глюкозы и резистентности печени к инсулину [45,46] (рис. 3).

3.2. Образ жизни, факторы окружающей среды и диабет.

Отсутствие физической активности, малоподвижный образ жизни, употребление алкоголя и курение являются общими факторами, играющими роль в развитии СД2. Излечимое обструктивное апноэ сна (СОАС) и повышенная масса тела также считаются важными факторами риска развития СД2. Обструктивное апноэ сна чаще встречается у пациентов с СД2, чем в общей популяции. Точно так же диета и отсутствие физических упражнений являются другими факторами риска развития СД2. Исследования показали, что диета с низким содержанием клетчатки и высоким гликемическим индексом положительно связана с патофизиологией СД2, в то время как диетические продукты, богатые жирными кислотами, могут снизить заболеваемость диабетом и резистентностью к инсулину47-55]. Другие исследования показали, что продукты, богатые насыщенными жирными кислотами, сладости и рафинированные углеводы потенциально связаны с повышенным риском развития диабета. Кроме того, многочисленные обсервационные исследования показали, что потребление в чрезмерных количествах пищевых продуктов, таких как омега-6 масла из семян промышленных растений, злаки и фруктоза, опосредует периферическое воспаление и резистентность к инсулину [56-60]. Фруктоза, также известная как фруктовый сахар, представляет собой простой кетоновый моносахарид, содержащийся во многих растениях. Появляется все больше доказательств того, что чрезмерное потребление фруктозы, например, в виде кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS) в безалкогольных напитках, может вызывать неалкогольную жировую болезнь печени, которая тесно связана с диабетом и резистентностью к инсулину [61]. Помимо фруктозы, упомянутой ранее, некоторые исследования показали, что насыщенные жирные кислоты (НЖК) также опасны в связи с этими расстройствами. Диета с высоким содержанием жиров, богатая пальмитиновой кислотой, связана со снижением чувствительности и усилением атеросклеротических состояний, в то время как более высокое потребление эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК) и докозагексаеновой кислоты (ДГК) может повысить чувствительность к инсулину. Подробное обсуждение можно найти в другом месте [62]. Полиненасыщенные жиры и белки реагируют с фруктозой и образуют КПГ. Недавние исследования предоставили убедительные доказательства того, что осложнения, возникающие в результате диабета, такие как невропатия, нефропатия, кардиомиопатия и ретинопатия, связаны с гликированием белков и образованием КПГ [63-67]. Диеты с недостаточным количеством питательных веществ могут повлиять на функцию бета-клеток. Например, низкобелковая диета приводит к дисфункции клеток поджелудочной железы. Кроме того, некоторые гормоны, такие как гормоны стресса, такие как адреналин и кортизол, повышают уровень сахара в крови, высвобождая глюкозу из печени. Следовательно, стресс может напрямую повышать уровень глюкозы в крови и влиять на обмен веществ в организме [68-73].

Вирусные инфекции могут также непосредственно повреждать бета-клетки или индуцировать высвобождение провоспалительных цитокинов. При воздействии вирусной инфекции иммунная система поджелудочной железы активируется и инициирует высвобождение воспалительных цитокинов, которые впоследствии вызывают повреждение бета-клеток. Важными вирусами, участвующими в инфицировании бета-клеток поджелудочной железы, являются энтеровирус, вирус врожденной краснухи и цитомегаловирус [74-77].

3.3.Наркотики и диабет.

Известно, что такие препараты, как циклоспорин, дифенилгидантоин, тиазидные диуретики и пентамидин, вызывают диабет, вызванный гипергликемией. Некоторые экспериментальные химические агенты, такие как стрептозотоцин и аллоксан, также участвуют в индукции диабета. Многочисленные исследования показали, что экзогенными источниками конечных продуктов липопероксидации и гликирования (ALE и AGE) являются молочные продукты, обработанные сахаром, жареные продукты и жареные продукты. Пищевые продукты, обработанные при высоких температурах, являются богатым источником связанных с липидами прооксидантов и ускоряемых нагреванием белков [78-84].

3.4. Общие связи между диабетом и патологией AD.

Растущее количество доказательств указывает на то, что метаболические нарушения увеличивают заболеваемость атопическим дерматитом, нарушая метаболизм глюкозы и ее биодоступность в головном мозге [85]. Мозгу требуется большое количество глюкозы и кислорода для нормального функционирования. Следовательно, вероятность высвобождения АФК в головном мозге будет выше, чем в других органах. Повышенный окислительный стресс с помощью различных механизмов вызывает потерю нейронов и нейродегенерацию [86-88]. Окислительный стресс играет решающую роль в развитии опосредованной СД2 патологии Альцгеймера. Недавние исследования показали, что хроническая гипергликемия вызывает окислительный стресс в различных органах, включая мозг. В других исследованиях сообщалось, что гипергликемия влияет на антиоксидантную систему и ускоряет выработку свободных радикалов в нервных клетках. Несколько других исследований показали, что стойкая гипергликемия у животных с диабетом вызывает окислительный стресс и нарушает функцию антиоксидантной системы. Диабетическая энцефалопатия, в настоящее время называемая «связанным с диабетом снижением когнитивных функций» (DACD), представляет собой серьезное заболевание головного мозга, которое часто наблюдается у пациентов с диабетом. Когнитивные нарушения и потеря нейронов являются общими чертами этого заболевания. Гипергликемия и окислительный стресс являются двумя важными факторами, способствующими развитию диабетической энцефалопатии. В диабетическом мозге гипергликемия вызывает митохондриальную дисфункцию и усугубляет окислительное повреждение. Окислительный стресс, вызванный избыточной выработкой АФК в диабетическом мозге, опосредует гибель нейронов и когнитивный дефицит [89-92].

Недавние исследования предоставили доказательства того, что окислительный стресс нарушает клеточные белки, нуклеиновые кислоты и липиды, что в конечном итоге мешает нормальным функциям клетки [93]. Окислительный стресс активирует важный путь киназы стресса, известный как путь JNK [94]. Путь JNK является важным сигнальным путем, который играет центральную роль в развитии нескольких нейродегенеративных заболеваний, таких как AD и болезнь Паркинсона [95]. Большое количество недавних исследований предоставило убедительные доказательства того, что JNK активирует нижестоящую передачу сигналов NF-xB, что дополнительно активирует нейровоспалительный каскад и приводит к нейровоспалению [96]. Кроме того, было показано, что NF-xB увеличивает активность фермента BACE, который аномально расщепляет белки A и способствует образованию бляшек бета-амилоида [97,98] (рис. 4).

Недавние исследования показали, что инсулинорезистентность (ИР) играет решающую роль в прогрессировании патологии СД2. Отсутствие или очень слабая реакция определенного органа на циркулирующий инсулин называется ИР. Потеря активности рецепторов, связывающих инсулин, нарушение регуляции рецепторов инсулина и субстратов рецепторов инсулина (IRS-1 и IRS-2) связаны с повышенной частотой патологии СД2. Растущее количество данных указывает на то, что периферическая ИР нарушает передачу сигналов инсулина в головном мозге [85]. Новые исследования показали, что повышенный уровень циркулирующего инсулина снижает уровень эндотелиальных инсулиновых рецепторов, нарушает функцию гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и снижает проницаемость инсулина ГЭБ [99].

Серин/треонин-специфическая протеинкиназа, известная как Akt, подавляется при ИР. Akt способствует метаболизму глюкозы и ингибирует киназу гликогенсинтазы 3 бета (GSK3). GSK3 является важной киназой, которая фосфорилирует тау-белок. Сверхактивация GSK3 при ИР опосредует повышенное фосфорилирование тау-белка, которое впоследствии инициирует образование нейрофибриллярных клубков. Кроме того, во время ИР нарушается регуляция другого важного фермента, называемого ферментом, разрушающим инсулин (IDE). Этот фермент обычно предотвращает накопление пептидов А в мозге посредством процесса деградации [100, 101]. Несколько других путей, которые наблюдались у пациентов с AD и диабетом, представляют собой воспалительные, окислительный стресс и сигнальные пути неправильной укладки белков. Многочисленные исследования показали, что КПГ накапливаются в мозгу диабетиков. Недавние данные показали, что дислипидемия и гипергликемия приводят к глюколипотоксичности, которая играет ключевую роль в развитии осложнений диабета. Гипергликемия также индуцирует выработку и высвобождение КПГ, которые действуют как важное связующее звено между диабетом и атопическим дерматитом. Было установлено, что два известных КПГ, пентозидин и производный глицеральдегида пиридиний (GLAP), вызывают когнитивную дисфункцию и повышают активность BACE1. BACE1 представляет собой фермент, который запускает генерацию A путем активации NF-xB. Рецептором для AGEs является RAGE, и эти рецепторы также функционируют для A. Повышенная экспрессия RAGE наблюдалась в культуре микроглии, обработанной А. Другие клетки головного мозга, такие как нейроны, астроциты и микрососудистые клетки, также демонстрируют повышенный уровень RAGE при бремени А и патологии БА. Уровни как RAGE, так и AGE повышались по мере прогрессирования патологии AD [19, 102-115]. Предыдущее исследование показало, что диабет, индуцированный стрептозотоцином, повышает уровень RAGE, увеличивает образование сенильных бляшек и усиливает патологию AD у трансгенных мышей. У трансгенных мышей с болезнью Альцгеймера обнаружены повышенные уровни микроглиального RAGE, что вызывает увеличение продукции провоспалительных цитокинов. Повышенные уровни провоспалительных цитокинов, в свою очередь, приводят к увеличению образования бляшек А, гиперфосфорилированию тау и когнитивным нарушениям [116-118] (рис. 5).

4. Полезная роль антоцианов в борьбе с СД-опосредованной патологией БА (рис. 6).

Гормоны жировой ткани, такие как резистин, адипонектин и лептин, оказывают регулирующее влияние на обмен веществ в организме. Несколько недавних исследований показали, что нарушение регуляции или аномальные уровни этих гормонов (также известных как адипокины) могут вызывать нарушения обмена веществ, такие как СД2. Было показано, что повышенные уровни лептина и резистина у лиц с ожирением ответственны за развитие ИР. В нескольких исследованиях было высказано предположение, что инсулин может снижать СД2 с помощью различных механизмов. Было высказано предположение, что индуцированная гипергликемией генерация АФК является критическим признаком прогрессирования и патогенеза СД, поскольку окислительный стресс является важным фактором, ответственным за прогрессирование СД [119]. Дисбаланс продукции АФК и нарушение регуляции системы антиоксидантной защиты являются основными факторами патофизиологии заболеваний, связанных с СД. Следовательно, регуляция окислительного стресса либо путем усиления эндогенного антиоксидантного механизма [15], либо путем ингибирования окислительного стресса может обеспечить преимущества против СД [120] и других нейродегенеративных заболеваний [96,121]. Предыдущие исследования показали, что обработка клеток поджелудочной железы антоцианами, полученными из дикой китайской голубики, заметно снижает АФК и активирует механизм эндогенной антиоксидантной защиты, тем самым регулируя глюколипотоксичность, вызванную гипергликемией [122]. Другое исследование, проведенное на стрептозотоцин-индуцированном СД, показало, что антоцианы могут потенциально восстанавливать связанный с СД окислительный стресс, поскольку антоцианы снижают уровни маркеров, связанных с окислительным стрессом, таких как малоновый диальдегид, и восстанавливают активность супероксиддисмутазы и каталазы у крыс с диабетом [123]. Исследования, проведенные на крысах, показали, что виноградно-черничный сок, богатый антоцианами, может снижать уровень резистина и лептина. Кроме того, было показано, что сок черники снижает уровень НЖК и увеличивает долю полиненасыщенных жирных кислот в плазме крыс. В заключение авторы предположили, что антоцианы могут в значительной степени предотвращать метаболические заболевания, такие как СД2 и ИР [124, 125].

Повышение уровня полезных бактерий и регулирование дисбактериоза кишечника — еще один подход, который может помочь в лечении осложнений, связанных с сахарным диабетом, поскольку полезные бактерии в кишечнике не только участвуют в синтезе нескольких витаминов и аминокислот, но также ферментируют сложные углеводы с образованием короткоцепочечных жирных кислот. (КЦЖК). Несколько исследований показали, что антоцианы могут повышать уровень полезных видов бактерий, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus-Enterococcus|126-128|. Множество новых исследований, проведенных в последние годы, показали, что аномальный метаболизм глюкозы вызывает окислительный стресс в клетках организма, который играет ключевую роль в развитии СД2. Некоторые витамины, такие как комплекс витаминов группы В, витамин С и витамин К, обладают антиоксидантными свойствами, которые устраняют окислительный стресс и регулируют метаболизм глюкозы. Кроме того, эти витамины также снижают риск развития СД2 у лиц с предиабетом [129-133].

Накопление недавних данных показало, что гипергликемия и ИР являются двумя важными признаками СД2 и что гипергликемия опосредует нейровоспаление и вызывает окислительный стресс. Повышенный окислительный стресс активирует несколько путей апоптоза нейронов и вызывает нейродегенерацию. Кроме того, в патогенез БА вовлечены повышенный окислительный стресс и нейровоспаление. Антоцианы не только стимулируют метаболизм глюкозы, но также снижают гипергликемию и, таким образом, предотвращают вызванное диабетом нейровоспаление и патологию БА [134-144].

Резистентность к инсулину вызывает гиперинсулинемию в организме, что, в свою очередь, приводит к нарушению регуляции IDE, которые являются важными ферментами, участвующими в клиренсе белков А. Нарушение регуляции IDEs вызывает отягощение A в головном мозге, а чрезмерное накопление белков A вызывает нейродегенерацию и ускоряет патологию AD. Новые данные свидетельствуют о том, что ежедневное потребление природного пищевого полифлавоноида антоцианина повышает чувствительность к инсулину, регулирует передачу сигналов инсулина и предотвращает патологию БА, опосредованную резистентностью к инсулину. Более того, антоцианы усиливают функцию инсулин-секретирующих клеток поджелудочной железы и снижают риск патологии БА, вызванной диабетом [122, 145-150]. Показано, что ЛПС, секретируемый грамотрицательными бактериями при дисбиозе кишечника, вызывает системное слабовыраженное воспаление, дисфункцию клеток поджелудочной железы, ИР и высокий уровень цитокинов в крови. Циркуляторные цитокины и ЛПС влияют на функцию периферических органов и проникают в головной мозг через ГЭБ, вызывая нейровоспаление, гибель нейронов и А-патологию. Недавний отчет показал, что антоцианы обладают сильными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Ежедневное потребление антоцианов улучшает рост полезных бактерий в кишечнике и предотвращает индукцию воспаления периферической и центральной нервной системы (ЦНС). Кроме того, антоцианы также могут снижать распространенность СД2 и связанных с ним осложнений. Несколько недавних исследований показали, что антоцианы могут предотвращать диабетическую невропатию, ИР головного мозга и патологию болезни Альцгеймера [151-164].

5. Выводы и перспективы на будущее

Диабет 2 типа является одной из основных проблем здравоохранения во всем мире. Чрезмерное потребление фаст-фуда и малоподвижный образ жизни являются наиболее распространенными причинами СД2. Недостаток физической активности влияет на уровень гормонов и вызывает ожирение, что может еще больше усугубить прогрессирование СД и связанные с ним патологические последствия посредством нескольких механизмов. С другой стороны, инфекционные заболевания и загрязненные продукты увеличивают использование антибиотиков широкого спектра действия, а длительное использование этих препаратов вызывает дисбактериоз кишечника и снижает обилие полезных бактерий, которые в значительной степени участвуют в синтезе поливитаминов в организме. Эти поливитамины защищают организм от опосредованных окислительным стрессом метаболических заболеваний, таких как диабет, аномальное увеличение веса, нарушение передачи сигналов инсулина и патологические последствия, подобные БА. Различные фитонутриенты привлекли большое внимание при лечении расстройств, связанных с СД, таких как нейродегенерация и нейровоспаление [96,165]. Одним из таких фитонутриентов является антоцианин, полифлавоноид, который проявляет защитные эффекты с помощью различных механизмов, особенно за счет снижения окислительного стресса и усиления эндогенной антиоксидантной системы [22]. Больные сахарным диабетом имеют высокий риск развития атопического дерматита и деменции. Это всестороннее исследование показывает, что ежедневное потребление натуральных пищевых антоцианов, полученных из фруктов, овощей и бобов, защищает наш организм от различных метаболических и неврологических нарушений. Мы верим, что непрерывные исследования и детальный анализ еще больше прояснят «темную сторону», т. е. основные молекулярные механизмы, лежащие в основе эффектов антоцианов при диабете и патологии болезни Альцгеймера, опосредованной метаболическими заболеваниями, и пациенты с диабетом вскоре «успокоятся с помощью красного вина». кладите фиолетовую картошку, хватайте виноград и наслаждайтесь редисом».