Гіпоглікемічний та гіполіпідемічний ефекти загальних глікозидів Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
Контакти:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Kuiniu Zhu a,b,1, Zhaoqing Meng a,c,1, Yushan Tian d, Rui Gu a, Zhongkun Xu a, Hui Fang a, Wenjun Liu a, Wenzhe Huang a, Gang Ding a, Wei Xiao a,*
АНОТАЦІЯ
Етнофармакологічна значимість:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) є компонентом, який часто призначають у багатьох традиційних лікарських травах, які використовуються для лікування діабету в Китаї. У останніх дослідженнях була підтверджена антидіабетична активність екстрактів цистанхи трубчастої. Проте не було повідомлено про систематичні дослідження загальних глікозидів Cistatnche tubulosa (TGCT).
Мета дослідження:Це дослідження мало на меті дослідити гіпоглікемічні та гіполіпідемічні ефекти TGCT та потенційні механізми у щурів з діабетом, індукованим дієтою/стрептозотоцином (STZ), а також хімічно охарактеризувати основні складові TGCT.
Матеріали та методи:Основні компоненти TGCT були охарактеризовані за допомогою HPLC/Q-TOF-MS, а аналітичну кількісну оцінку проводили за допомогою HPLC-DAD. Діабет типу 2 у щурів індукували дієтою з високим вмістом жирів і сахарози (HFSD) і одноразовою ін’єкцією STZ (30 мг/кг). TGCT (50 мг/кг, 100 мг/кг і 200 мг/кг) або метформін (200 мг/кг) застосовували перорально протягом 6 тижнів. Вага тіла та споживання калорій контролювалися протягом усього експерименту. Визначали рівень глюкози в плазмі натщесерце (FPG), пероральний тест толерантності до глюкози (OGTT), площу під кривою глюкози (AUC-G), глікозильований гемоглобін (HbA1c), інсулін натщесерце, C-пептид сироватки, вміст глікогену та індекс чутливості до інсуліну. . Визначали рівень фосфорильованої протеїнкінази В і фосфорильованої глікогенсинтази 3 кінази, активності гексокінази і піруваткінази. Водночас вимірювали зміни ліпідного профілю сироватки, супероксиддисмутази, глутатіонпероксидази, малонового діальдегіду та факторів запалення. Гістологію підшлункової залози також оцінювали за допомогою фарбування гематоксилін-еозином.
Результати:Наше дослідження виявило наявність фенілетаноїдних глікозидів (ФГ): ехінакозиду (500,19 ±11,52 мг/г), актеозиду (19,13 ± 1,44 мг/г) та ізоактеозиду (141,82 ± 5,78 мг/г) у ТГКТ. Фармакологічні тести показали, що TGCT значно зменшує втрату ваги, спричинену STZ (11,1 відсотка, 200 мг/кг); зниження ГПН (56,4 відсотка, 200 мг/кг) і HbA1c (37,4 відсотка, 200 мг/кг); покращив OGTT, AUC-G та чутливість до інсуліну; підвищений вміст глікогену (40,8 відсотка в печінці і 52,6 відсотка в м'язах, 200 мг/кг) і активності ферментів, що метаболізують вуглеводи; регулює зміни ліпідного профілю та активності антиоксидантних ферментів; зниження сироваткових маркерів окислювального стресу та запалення залежно від дози (p <>
Висновки:Це дослідження підтвердило, що TGCT був ефективним поживним агентом для полегшення гіперглікемії та гіперліпідемії у щурів з діабетом, індукованим дієтою/STZ, що в основному можна пояснити діяльністю TGCT щодо інгібування окисного стресу та запалення.
Атрибуція Cistancheдо діяльності на гальмуванняокислювальний стресізапалення.
1. Введення
Цукровий діабет розглядається як метаболічне захворювання, яке характеризується гіперглікемією внаслідок порушення вироблення інсуліну та/або резистентності до інсуліну (ІР) (Американська діабетична асоціація, 2019). Хронічна гіперглікемія пов’язана з численними важкими ускладненнями, такими як нефропатія, ретинопатія, нейропатія та проблеми з серцем (Ekoe, 2019). За оцінками, у 2019 році кількість хворих на цукровий діабет у світі становитиме 463 мільйони (9,3 відсотка), до 2030 року зросте до 578 мільйонів (10,2 відсотка) і до 700 мільйонів (10,9 відсотка) до 2045 року (Saeedi et al., 2019). Кілька препаратів, таких як метформін (Met, що збільшує вироблення глікогену в печінці), інсулін (пригнічує вироблення глюкози та збільшує утилізацію глюкози) і сульфонілсечовини (стимулює острівцеву клітину підшлункової залози до секреції інсуліну), ефективні для зниження глікемії. Однак велика кількість небажаних побічних реакцій (включаючи збільшення ваги, гіпоглікемію, ІР та набряки) обмежили їх використання (Moller, 2001). Тому протягом останніх років багато дослідників шукали біологічно активні сполуки з традиційних рослинних екстрактів для лікування діабету (Kasangana та ін., 2019; Лю та ін., 2020).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) широко використовується в традиційній китайській медицині, її часто призначають у традиційних рецептах для лікування ниркової недостатності, жіночого безпліддя та цукрового діабету (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Су та ін., 2017). Недавні дослідження показали, що водний екстракт Cistanche tubulosa продемонстрував гіпоглікемічний та гіполіпідемічний ефект у db/db мишей із цукровим діабетом 2 типу (T2DM) (Xiong та ін., 2013), а також покращив рівень глюкози в крові, ІР та перекисне окислення ліпідів у стрептозотоцину. (STZ)-нікотинамід-індукований діабет у щурів (Kong et al., 2018). Фенілетаноїдні глікозиди (PhGs) є основними складовими Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014), який демонструє різні біологічні дії, такі як антиоксидантна (Xue et al., 2017) і протиракова (Fu et al., 2019) . Крім того, PhG значно пригнічували підвищення рівня глюкози в крові після прийому їжі у мишей, які отримували крохмаль (Morikawa та ін., 2014), пригнічували натрій-залежний котранспортер глюкози, 1-опосередкований поглинанням глюкози епітеліальними клітинами кишечника (Shimada та ін., 2017), а також інгібував активність альдозоредуктази в кришталику щура (Morikawa et al., 2019). Однак жодні попередні дослідження не вивчали антигіперглікемічної активності загальних глікозидів Cistanche tubulosa (TGCT).
У цьому дослідженні антидіабетичні властивості TGCT були оцінені на дієті з високим вмістом жирів і сахарози (HFSD) і діабетичних щурів, індукованих STZ. Крім того, було також досліджено антиоксидантну та протизапальну активність, щоб всебічно зрозуміти потенційний механізм TGCT.
2. Матеріали та методи
2.1. Хімічні речовини та реактиви
STZ був придбаний у Sigma-Aldrich Corp. (Сент-Луїс, США). Met був отриманий від китайсько-американської Shanghai Squibb Pharma. Набори ІФА інсуліну, С-пептиду були поставлені компанією Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Ухань, Китай). Набори ІФА для визначення глюкози, глікозильованого гемоглобіну (HbA1c), загального холестерину (ЗХ), триацилгліцерину (ТГ), холестерину ліпопротеїдів низької щільності (ХС-ЛПНЩ), холестерину ліпопротеїнів високої щільності (ХС-ЛПВЩ), супероксиддисмутази (СОД) , глутатіонпероксидаза (GSH-Px), малоновий діальдегід (MDA), фактор некрозу пухлин (TNF), інтерлейкін 1 (IL-1), інтерлейкін 6 (IL-6) були придбані в Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . Набори ELISA для фосфорильованої протеїнкінази B (p-PKB) і фосфорильованої глікогенсинтази кінази 3 (p-GSK3) були придбані у Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Ехінакозид (чистота більше або дорівнює 98 відсоткам) і актеозид (чистота більше або дорівнює 97 відсоткам) були придбані в Національних інститутах контролю за харчовими продуктами та ліками. Ізоактеозид (чистота більше або дорівнює 98 відсоткам) надано Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
порошок корисного екстракту цистанчі
2.2. Рослинні ресурси та приготування ТГКТ
Висушене соковите стебло Cistanche tubulosa було придбано у Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Аньхой, Китай) та ідентифіковано доктором Пуян Гонгом з кафедри фармацевтичної ботаніки Південно-Західного університету Мінцзу. Зразок ваучера (№ 20161103) було подрібнено в порошок і поміщено в гербарій компанії Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Відповідно до національного стандарту на ліки SFDA «Congrong Zonggan Jiaonang» " (YBZ07482005-2011Z), сирий препарат (1 кг) тричі екстрагували водою після замочування протягом 1 години. Після фільтрування фільтрат концентрували при зниженому тиску, до концентрованого розчину додавали спирт, поки концентрація етанолу не досягла 60 відсотків. Рідкий супернатант концентрували до відсутності спиртового смаку, а потім очищали за допомогою макропористої смоли. Спочатку послідовно збирали водний елюент і 40% етаноловий елюент для подальшого використання. По-друге, водний елюент повторно вводили в макропористу смолу та елюювали водою. Водний елюент відкидали. По-третє, елюент 40% етанолом і елюент збирали для подальшого використання. Нарешті, елюенти 40% етанолу об'єднували і концентрували за допомогою роторного випарника, потім розчин сушили шляхом сушіння розпиленням. Було отримано близько 60 г коричневої маси (тобто TGCT). Чистоту TGCT визначали за стандартом (YBZ07482005-2011Z), який досягається до 853 мг/г. TGCT (0,21 мг) і три змішані стандарти (ехінакозид: 131,3 мкг, актеозид: 4,2 мкг, ізоактеозид: 39,4 мкг) відповідно розчиняли в 1 мл метанолу:води (50/50, об’єм/об’єм) і потім фільтрували через 0,45 мкг. мкм мембрани перед ін’єкцією.
2.3. Якісний аналіз TGCT методом HPLC/Q-TOF-MS
Система ВЕРХ була поєднана з Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, США), оснащеним іонізацією електророзпиленням. Аналіз проводили на колонці Zorbax SB-C18 (15{{10}} мм × 4,6 мм, 5 мкм). Рухома фаза складалася з метанол-вода (містить 0,1% H3PO4). Швидкість потоку становила 1.0 мл/хв. Програми градієнтного елюювання були підсумовані таким чином: 0–20 хв, 18 відсотків –28 відсотків A; 20–50 хв, 28–32 % А; 50–60 хв, 32% А; 60–70 хв, 32% –50%. TOF-MS проводили як у режимі позитивних, так і негативних іонів при m/z 100–3000 за таких робочих параметрів: капілярна напруга 3500 В (ESI-) або 4000 В (ESI plus); сушильний газ, 10,0 л/хв; температура газу 350 ◦C; тиск небулайзера, 35 psi; напруга скімера 65 В; напруга фрагмента 135 В; OCTRFV, 750 В. Усі дані контролювали за допомогою збору даних для TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 і якісний аналіз вер. B.03.01 (Agilent Technologies, США) відповідно.
2.4. Кількісний аналіз TGCT методом HPLC-DAD
Розділення проводили на колонці Zorbax SB-C18 (150 мм × 4,6 мм, 5 мкм) протягом 50 хвилин (1,0 мл/хв). Хроматографічні умови для HPLC-DAD були такими ж, як і для якісного аналізу. Об’єм ін’єкції, температуру колонки та довжину УФ-хвилі встановлювали на рівні 5 мкл, 30 ◦C та 330 нм відповідно.
2.5. Піддослідні тварини
Самці щурів SD вагою 180 ± 20 г були придбані в Лабораторному центрі тварин Нанкіна Цинлуншань [Сертифікат № SCXK (SU) 2017-0001] і розміщені в закладі догляду за тваринами в Цзянсу Каніон Фармасьютикал Ко., Лтд. (Цзянсу, Китай). Догляд за тваринами та експериментальні процедури були схвалені інституційним комітетом з догляду та використання тварин Хучжоуського інституту контролю за харчовими продуктами та ліками (Схвалення № 19018) і проводились відповідно до Положення про експерименти на тваринах Китаю. Щурів утримували при контрольованій температурі (24 ± 2 ◦C) і вологості (50 ± 10 відсотків) з 12-годинним циклом світла і темряви, акліматизували до умов життя протягом 7 днів за допомогою нормальної лабораторної їжі та води ad libitum.
2.6. Індукція діабету
Щурів у нормальній контрольній групі (NC, n {{0}}) годували звичайною дієтою, тоді як експериментальних щурів годували HFSD (звичайна дієта з додаванням 20 відсотків сахарози, 10 відсотків сала, 2,5 відсоток холестерину та 1 відсоток холату, 3,95 ккал/г) протягом 4 тижнів. Після 12-годинного голодування щурам внутрішньочеревно вводили одноразову дозу STZ (30 мг/кг), розчинену в холодному цитратному буфері (0,1 М, pH 4,5) безпосередньо перед використанням. На 8-й день після ін’єкції STZ було взято зразок крові з хвостового кінця за допомогою одноразової голки для забору крові та визначали рівень глюкози в плазмі натщесерце (FPG) портативним глюкометром (LifeScan, Inc. UK). Щурів із симптомами поліурії, полідипсії та ГПН більше або дорівнює 11,1 ммоль/л вважали щурами з діабетом і випадковим чином розділили на п’ять груп (n =10).
Група I: NC, годували 0,5 відсотками натрійкарбоксиметилцелюлози (CMCNa, 10 мл/кг).
Група II: діабетичний контроль (DC), годували 0.5% CMC-Na (10 мл/кг).
Група III: TGCT-50, оброблена TGCT (50 мг/кг).
Група Ⅳ: TGCT-100, оброблена TGCT (100 мг/кг).
Група 3: TGCT-200, оброблена TGCT (200 мг/кг).
Група Ⅵ: Met-200, оброблена Met (200 мг/кг).
Дози, використані в цьому дослідженні, були обрані на основі Китайської фармакопеї (видання 2015 р.). Усі групи отримували перорально один раз на день і продовжували отримувати відповідну дієту ще 6 тижнів.
Цистанхея захищає печінку.
2.7. Спостерігайте за загальним станом щурів
Щодня спостерігали за станом хутра, виділенням сечі та виживаністю щурів. Вага тіла (BW) і споживання калорій контролювалися протягом усього експерименту. ГПН оцінювали на 0, 2-му, 4-му та 6-му тижнях після лікування TGCT.
2.8. Оральний тест на толерантність до глюкози (ОГТТ)
OGTT проводили на щурах, які голодували протягом ночі, на кінцевій стадії всього дослідження. Лише 6 0 мкл зразків крові було зібрано капілярною піпеткою з орбітального синуса (0 год), потім введено з TGCT (50 мг/кг, 100 мг/кг та 200 мг/кг) або Met (200 мг/кг) відповідно. Зразки крові збирали через 0,5 год, 1 год, 2 год після навантаження глюкозою (2 г/кг). Щурів анестезували ізофлураном протягом декількох хвилин перед взяттям крові, а потім негайно притиснули до зупинки кровотечі гемостатичною ватою. Усі експерименти проводилися з належною обережністю, щоб забезпечити добробут тварин. Концентрацію глюкози в плазмі крові визначали за допомогою набору для визначення глюкози на основі глюкозооксидазопероксидазного методу. Площа під кривою рівня глюкози (AUC-G) була розрахована для посилання на літературу (Shao et al., 2013).
2.9. Визначення інсуліну натще (FINS) та індексу чутливості до інсуліну (ISI)
Інтервал в 1 день після ОГТТ всі щури були в хороших умовах без будь-яких симптомів, таких як сліпота і запалення. Потім їх анестезували пентобарбіталом натрію (40 мг/кг, внутрішньовенно) після голодування протягом 12 годин і відбирали зразки крові з черевної аорти з гепарином і без нього для біохімічної оцінки. Сироватку відбирали із зразків крові (без гепарину) центрифугуванням. FINS аналізували за допомогою набору ELISA. ГПН визначали за допомогою комерційного набору на основі глюкозо-пероксидазного методу. ISI розраховували за формулою: ISI=1/[FINS (пмоль/л) × ГПН (ммоль/л)] (Wang et al., 2013).
2.10. Оцінка синтезу глікогену в печінці та м'язах
Печінку і литковий м'яз вирізали, промивали, зважували і зберігали при -70 ◦C. Глікоген у печінці та м’язах вимірювали антроновим методом, як описано раніше (Ren та ін., 2015). Вміст глікогену виражали в мг/г вологої маси тканини. Активність гексокінази (HK) і піруваткінази (PK) у печінці визначали комерційно доступними наборами відповідно до інструкцій виробника.
2.11. Біохімічний аналіз
HbA1c в цільній крові (з гепарином) вимірювали діагностичним набором. C-пептид сироватки, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 та IL-1 були протестовані з використанням комерційних наборів відповідно до вказівок виробника.
2.12. Гістологічна оцінка підшлункової залози
Тканини підшлункової залози також вирізали, промивали і фіксували в 10-відсотковому нейтральному формаліні, потім зневоднювали в градієнтному етанолі (75 відсотків, 85 відсотків, 95 відсотків і 100 відсотків) і ксилолі (100 відсотків). Після проникнення їх заливали в парафін і нарізали на зрізи товщиною 3 мкм за допомогою ротаційного мікротома. Зрізи тканин фарбували гематоксиліном-еозином (H&E) для світлового мікроскопічного дослідження (Chen et al., 2014).
2.13. Статистичний аналіз
Статистичний аналіз проводився за допомогою програмного забезпечення SPSS версії 16.0. Дані були представлені середнім ± SD. Статистичні порівняння між групами проводили за допомогою однофакторного дисперсійного аналізу з наступним тестом Тьюкі, а значення p < 0,05="" вважали="" статистично="">
3. Результати
3.1. Фітохімічний аналіз TGCT
Якісний аналіз було проведено та представлено в додаткових матеріалах. Загальна іонна хроматограма в режимі негативних іонів була продемонстрована на рис. S1. Дані MS були попередньо розподілені шляхом порівняння з даними в попередньому звіті (Li et al., 2015) і підсумовані в таблиці S1. Аналітичні методи кількісного визначення маркерів також перевірено та коротко описано в додаткових матеріалах. Хроматограми ВЕРХ представлені на рис. 1. Три основні компоненти (ехінакозид, актеозид та ізоактеозид) TGCT були ідентифіковані порівняно з еталонними речовинами. Ідентифікацію сполук та їх концентрації в TGCT наведено в таблиці 1.
3.2. Вплив TGCT на масу тіла та споживання калорій
Як показано на рис. 2A, щури, яких годували HFSD, продемонстрували збільшення ваги в середньому на 41 г порівняно з групою NC через 4 тижні. Проте STZ явно зменшив BW щурів порівняно з групою NC. Навпаки, BW у групах TGCT (100 та 200 мг/кг) прогресивно та значно збільшувався (p <0,05) на="" 8,1="" відсотка="" та="" 11,1="" відсотка="" відповідно="" порівняно="" з="" групою="" dc="" до="" кінця="" періоду="" експерименту="" ,="" який="" показав,="" що="" tgct="" може="" запобігти="" надмірній="" втраті="" ваги="" за="" патологічних="" станів.="" споживання="" калорій="" у="" групі="" nc="" було="" помітно="" нижчим,="" ніж="" в="" інших="" групах,="" і="" не="" було="" істотної="" різниці="" в="" споживанні="" калорій="" між="" іншими="" п’ятьма="" групами="" (рис.="">
3.3. Вплив TGCT на FPG, OGTT та HbA1c
Діабетичні щури, індуковані STZ, показали значне збільшення ГПН порівняно з групою NC (p < 0.01),="" як="" показано="" на="" рис.="" 3a.="" пероральний="" прийом="" tgct="" продемонстрував="" гіпоглікемічний="" ефект="" залежно="" від="" часу="" та="" дози.="" tgct="" (100="" і="" 200="" мг/кг)="" значно="" знизив="" рівні="" гпн="" на="" 4-му="" (22,1="" відсотка="" і="" 24,8="" відсотка)="" і="" 6-му="" (23,2="" відсотка="" і="" 56,4="" відсотка)="" тижні="" порівняно="" з="" групою="" dc.="" як="" показано="" на="" рис.="" 3b="" і="" c,="" tgct="" (100="" мг/кг="" і="" 200="" мг/кг)="" явно="" знизив="" рівень="" глюкози="" в="" крові="" на="" 16,1="" відсотка="" і="" 22,2="" відсотка="" через="" 0,5="" години="" і="" знизився="" на="" 17,2="" відсотка="" і="" 26,5="" відсотка="" через="" 1="" годину,="" а="" також="" auc="" -g="" груп="" tgct="" також="" було="" знижено="" на="" 8,1="" відсотка,="" 18,5="" відсотка="" та="" 25,4="" відсотка="" відповідно.="" як="" показано="" на="" рис.="" 3d,="" спостерігалося="" значне="" підвищення="" рівня="" hba1c="" (93,3="" відсотка)="" порівняно="" з="" групою="" nc,="" у="" той="" час="" як="" пероральне="" введення="" tgct="" (100="" мг/кг="" і="" 200="" мг/кг)="" щурам="" із="" цукровим="" діабетом="" помітно="" знизилося="" (p=""><0,05). hba1c="" (26,7%="" і="" 37,4%="" відповідно)="" порівняно="" з="" групою="">
Рис. 1. Спектр ВЕРХ TGCT та хімічні структури основних сполук у TGCT.
3.4. Вміст глікогену в печінці та м'язах
Як показано на фіг. 4A і B, рівень глікогену був значно знижений у діабетичних щурів. Коли різні концентрації TGCT вводили щурам з цукровим діабетом протягом 6 тижнів, рівень глікогену в печінці в групах TGCT (100 мг/кг і 200 мг/кг) був вищим (25,2% і 40,8%), ніж у групі DC (p <0,05, рис.="" 4a).="" подібний="" ефект="" був="" продемонстрований="" у="" м’язах:="" рівень="" глікогену="" в="" групах="" tgct="" (100="" мг/кг="" і="" 200="" мг/кг)="" був="" вищим="" (40,7%="" і="" 52,6%),="" ніж="" у="" групі="" dc="" (p=""><0,05, рис.="">
3.5. Вплив TGCT на сироватковий інсулін, C-пептид та 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), навіть якщо інсулін і С-пептид у групах, які отримували TGCT, були трохи вищими, ніж у групі DC. Тим часом ми розрахували ISI на рис. 4C. На відміну від секреції інсуліну, ISI були відповідно підвищені на 32,9% і 37,8% за TGCT (100 мг/кг і 200 мг/кг) порівняно з групою DC (p <>
Таблиця 1 Вміст фітохімічних маркерів ТГКТ.
3.6. Патогістологічне дослідження підшлункової залози
З метою перевірки впливу ТГКТ на регенерацію в панкреатичних острівцях проводили гістологічне дослідження підшлункової залози. На рис. 5А нормальна гістологічна структура та розмір острівців спостерігалися в групі NC. Навпаки, введення STZ призвело до зменшення кількості та діаметра острівців із помітними мікровезикулярними змінами (рис. 5B). І TGCT, і Met значно збільшили кількість і розмір острівців за допомогою оціночного аналізу (рис. 5C–F).
3.7. Вплив TGCT на p-PKB, p-GSK3, HK і PK
У таблиці 2 показано, що рівні фосфорилювання PKB і GSK3 були значно знижені (p < 0.{{10}}5)="" у="" щурів="" з="" діабетом.="" tgct="" (100="" мг/кг="" і="" 200="" мг/кг)="" помітно="" підвищив="" концентрацію="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" відсотка="" ,="" p="">< 0,05="" і="" tgct="" -200:="" 16,7="" відсотка="" ,="" p="">< 0,05)="" і="" p="" gsk3="" (tgct="" -200:="" 18,3="" відсотка="" ,="" p="">< 0,01).="" подібні="" ефекти="" tgct="" на="" hk="" та="" pk="" також="" спостерігалися.="" групи="" tgct="" підвищили="" активність="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" відсотка,="" p="">< 0,05="" і="" tgct-200:="" 59,1="" відсотка,="" p="">< 0,01)="" і="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" відсотка,="" p="">< 0,05),="" ніж="" у="" групі="">
Рис. 2. Вплив TGCT на масу тіла (A) і споживання калорій (B) у STZ-індукованих діабетичних щурів.
3.8. Вплив TGCT на дисліпідемію
Як показано в таблиці 3, у щурів, які отримували TGCT (100 мг/кг і 200 мг/кг), спостерігалося помітне покращення аномалій ліпідів. ТГ були знижені на 19,8 відсотка (р <0,05) і="" 25,9="" відсотка="" (р=""><0,01); tc="" були="" знижені="" на="" 28,5%="" і="" 31,4%="" (p=""><0,05); ldl-c="" знизився="" на="" 20,0="" відсотків="">< 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. Вплив TGCT на окислювальний стрес і запалення
У світлі важливої ролі окисного стресу та запалення в патофізіології діабету ми оцінили здатність TGCT впливати на окислювальний стрес і запалення у діабетичних щурів. TGCT (100 і 200 мг/кг) ефективно збільшився (14,7 відсотка, р <0,05 і="" 20,5="" відсотка,="">< 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. Обговорення
Цукровий діабет є прогресуючим і хронічним порушенням обміну речовин, яке в основному характеризується гіперглікемією. В даний час FPG є специфічним показником концентрації глюкози в крові, OGTT є чутливим критерієм виявлення ранніх аномалій утилізації глюкози, тоді як HbA1c широко використовується як індекс золотого стандарту для контролю глікемії, що відображає середній рівень глюкози за 120 днів, що передували тесту ( Nagy та ін., 2018; Ган та ін., 2018). ГПГ, ОГТТ і HbA1c використовуються клінічно для діагностики та лікування переддіабету та діабету (Chai et al., 2017). У нашому дослідженні ясно, що ГПН у щурів з діабетом, які отримували TGCT (100 мг/кг і 200 мг/кг), значно знизився порівняно з групою DC. Згідно з даними, показаними в OGTT та AUC-G, порушення толерантності до глюкози та швидкості поглинання глюкози були скасовані TGCT у діабетичних щурів. Між тим, результат також був підтверджений вимірюванням вмісту HbA1c. Ці дані показали, що TGCT покращує фізіологічні показники діабетичних щурів шляхом регулювання гомеостазу глюкози в крові.
Рис. 3. Зміна ГПН у щурів з діабетом під час введення ТГКТ протягом 6 тижнів.
Вирішальну роль у розвитку гіперглікемії відіграють порушення секреції інсуліну та ІР. Для покращення контролю глікемії та запобігання цукровому діабету 2 типу доцільно використовувати будь-який із них (Szoke and Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Кілька типів досліджень показали, що поєднання дієти з високим вмістом жирів і низьких доз СТЗ є ефективним засобом індукції ЦД2 в експериментах на тваринах. Низькі дози STZ спричиняють легке порушення секреції інсуліну, що більше нагадує пізніші стадії ЦД2 (Gheibi et al., 2017). У цьому дослідженні TGCT значно не збільшує секрецію інсуліну та не відновлює острівець підшлункової залози діабетичних щурів, навіть якщо інсулін і кількість острівців у групах, які отримували TGCT, були вищими, ніж у групі DC. Ці висновки узгоджуються з попереднім дослідженням на мишах db/db (Xiong et al., 2013). Наші результати показали значне збільшення ваги у щурів з діабетом, які отримували TGCT, що можна пояснити незначним збільшенням інсуліну, який може пригнічувати катаболізм білка в м’язовій тканині (Adams et al., 2019). Крім того, результат ISI показав, що TGCT явно покращує IR діабетичних щурів, що узгоджується з попереднім звітом (Kong et al., 2018), який надав нові докази щодо потенційного механізму протидіабетичного ефекту TGCT.
Як ми всі знаємо, шлях PKB/GSK3 є одним із найважливіших сигнальних шляхів інсуліну, який, як припускають, опосередковує інсулін-індукований синтез глікогену (Zheng et al., 2015). HK і PK діють як потенційні лікарські мішені при фармакологічному лікуванні діабету. Знижена активність HK і PK була підтверджена в IR, тоді як активація HK і PK викликає більше запасів глікогену або гліколіз, що виробляє більш повну енергію за рахунок використання глюкози крові (Hu et al., 2014). У цьому дослідженні лікування TGCT одночасно збільшувало експресію фосфорильованих білків PKB і GSK3, призводило до значного зворотного розвитку активності HK і PK і помітно відновлювало вміст глікогену в печінці та м’язах у міру зниження рівня глюкози в крові. Ці результати вказують на те, що TGCT активує ключові ферменти сигнального шляху інсуліну, і додатково надають докази того, що чутливість до інсуліну дійсно покращилася у щурів з діабетом.
Таблиця 2 Вплив TGCT на секрецію інсуліну та ферменти метаболізму вуглеводів у щурів з діабетом.
Довготривалий діабет також сприяє підвищенню рівня холестерину ЛПНЩ і зниженню рівня холестерину ЛПВЩ, що спричиняє порушення регуляції ліпідів (Jayashankar та ін., 2016), а дисліпідемія є встановленим маркером ендотеліальної дисфункції та серцево-судинного ризику при діабеті (Shahwan та ін., 2019). У нашому дослідженні TGCT (200 мг/кг) помітно знизив рівні TC, TG і LDL-C і підвищив рівень HDL-C у діабетичних щурів, що узгоджується з попередніми повідомленнями про те, що Cistanche tubulosa ефективно регулює рівень ліпідів. метаболізм у мишей (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Ці результати показали, що TGCT може бути більш корисним для хворих на цукровий діабет із порушеннями ліпідів крові.
СТЗ — це антибіотик широкого спектру дії, який має високу селективну токсичну дію на острівцеві клітини підшлункової залози внаслідок збільшення супероксидного радикалу та, у свою чергу, до поганого глікемічного контролю (Ghosh та ін., 2015; Swain та ін., 2020). ). Тим часом, окислювальний стрес також є важливою причиною ІЧ у багатьох середовищах (Taniguchi et al., 2006). ІР та діабет пов’язані зі зниженою активністю антиоксидантних ферментів, таких як SOD і GSH-Px (Styskal et al., 2012). Попередні дослідження вказували на те, що придушення окисного стресу може знизити рівень глюкози в крові у щурів з діабетом (Lim та ін., 2012; Gao та ін., 2016). У цьому дослідженні лікування TGCT значно відновило клітинні захисні функції SOD і GSH-Px і знизило рівень MDA у діабетичних щурів, що продемонструвало, що TGCT має властивості антиоксиданту.
Основними компонентами TGCT є PhG, а загальний вміст ехінакозиду, актеозиду та ізоактеозиду становить понад 661 мг/г. Було доведено, що рослини, які мають високий вміст антиоксидантних компонентів, таких як PhGs, мають гіпоглікемічний ефект (Morikawa та ін., 2014; Shimada та ін., 2017; Spínola та ін., 2019). Тому ми припустили, що протидіабетичний ефект TGCT можна частково пояснити антиоксидантною активністю PhG. Враховуючи вміст ехінакозиду в TGCT, необхідні подальші дослідження для вивчення впливу ехінакозиду на ІР та діабет на моделях in vivo та in vitro.
Загальновизнано, що цукровий діабет є запальним захворюванням. Запальні цитокіни, такі як TNF-, IL-6 та IL-1, можуть перешкоджати сигнальному шляху інсулінового рецептора, що в подальшому призводить до ІР (Bastard et al., 2006). Запалення, як видається, є життєздатною мішенню ліків при лікуванні ІР і, як наслідок, діабету (Chen et al., 2015). У поточному дослідженні TGCT міг знизити рівень TNF-, IL-6 та IL-1, що продемонструвалопротизапальний ефект. Це може бути іншим протидіабетичним механізмом TGCT у діабетичних щурів.
Накопичення доказів показує, що постійний високий рівень глюкози в крові призводить до аномалій у структурі та функції циркулюючих білків і ліпідів, що призводить до глікоксидації та перекисного окислення, а потім сприяє виробленню запальних цитокінів. Подібним чином посилення запальних цитокінів призводить до виробництва активних форм кисню та інших реактивних фрагментів, що сприяє окислювальному стресу та окислювальному пошкодженню. Це призводить до порочного кола (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Таким чином, зниження рівня глюкози в крові та ліпідів може сприяти антиоксидантній та протизапальній дії TGCT. Певною мірою точний антидіабетичний механізм не зовсім ясний і потребує додаткових досліджень.
5. Висновок
Підсумовуючи, це дослідження показало, що TGCT був ефективним засобом для лікування гіперглікемії та гіперліпідемії у щурів з діабетом, індукованим дієтою/STZ. Крім того, антидіабетичний ефект може бути значною мірою пов’язаний з антиоксидантними та протизапальними властивостями TGCT. Це дослідження висуне можливість впровадження TGCT у лікуванні діабету. Проте детальний протидіабетичний механізм TGCT залишається невизначеним, і необхідні подальші дослідження in vivo та in vitro.
Ефективним засобом для лікування була цистанхеягіперглікеміяігіперліпідемія.
