Хипогликемични и хиполипидемични ефекти на общите гликозиди на Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
Контакт: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,*
АБСТРАКТ
Етнофармакологично значение:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) е често предписван компонент в много традиционни билкови рецепти, които се използват за лечение на диабет в Китай. В последните проучвания е потвърдена антидиабетната активност на екстрактите от Cistanche tubulosa. Въпреки това не е докладвано систематично изследване на общите гликозиди на Cistatnche tubulosa (TGCT).
Цел на изследването:Настоящото проучване има за цел да изследва хипогликемичните и хиполипидемичните ефекти на TGCT и потенциалните механизми при диабетни плъхове, предизвикани от диета/стрептозотоцин (STZ), и да характеризира химически основните съставки на TGCT.
Материали и методи:Основните съставки на TGCT се характеризират с HPLC/Q-TOF-MS и аналитичната количествена оценка се извършва с HPLC-DAD. Диабетни плъхове тип 2 са индуцирани чрез диета с високо съдържание на мазнини и захароза (HFSD) и единична инжекция на STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg и 200 mg/kg) или метформин (200 mg/kg) се прилагат перорално в продължение на 6 седмици. Телесното тегло и приемът на калории бяха наблюдавани по време на експеримента. Изследвани са плазмена глюкоза на гладно (FPG), орален тест за глюкозен толеранс (OGTT), площ под кривата на глюкозата (AUC-G), гликозилиран хемоглобин (HbA1c), инсулин на гладно, серумен С-пептид, съдържание на гликоген и индекс на инсулинова чувствителност . Изследвани са нивата на фосфорилираната протеин киназа В и фосфорилираната гликоген синтаза киназа 3, активността на хексокиназата и пируват киназата. Междувременно бяха измерени промените в серумните липидни профили, супероксид дисмутаза, глутатион пероксидаза, малондиалдехид и възпалителни фактори. Хистологията на панкреаса също се оценява чрез оцветяване с хематоксилин-еозин.
Резултати:Нашето изследване разкри наличието на фенилетаноидни гликозиди (PhG): ехинакозид (500,19 ±11,52 mg/g), актеозид (19,13 ± 1,44 mg/g) и изоактеозид (141,82 ± 5,78 mg/g) в TGCT. Фармакологичните тестове показват, че TGCT значително обръща STZ-индуцираната загуба на тегло (11,1 процента, 200 mg/kg); понижено FPG (56,4 процента, 200 mg/kg) и HbA1c (37,4 процента, 200 mg/kg); подобрява OGTT, AUC-G и инсулиновата чувствителност; повишено съдържание на гликоген (40,8 процента в черния дроб и 52,6 процента в мускулите, 200 mg/kg) и активността на ензимите, метаболизиращи въглехидратите; регулирани промени в липидния профил и активността на антиоксидантните ензими; намалени серумни маркери на оксидативен стрес и възпаление в зависимост от дозата (р <>
Изводи:Това проучване потвърди, че TGCT е ефективен хранителен агент за подобряване на хипергликемия и хиперлипидемия при диабетни плъхове, предизвикани от диета/STZ, което до голяма степен може да се дължи на активността на TGCT върху инхибирането на оксидативния стрес и възпалението.
Атрибуция на Cistancheкъм дейностите по инхибиране наоксидативен стресивъзпаление.
1. Въведение
Захарният диабет се счита за метаболитно заболяване, което се характеризира с хипергликемия в резултат на нарушено производство на инсулин и/или инсулинова резистентност (IR) (Американска диабетна асоциация, 2019 г.). Хроничната хипергликемия е свързана с множество тежки усложнения като нефропатия, ретинопатия, невропатия и сърдечни проблеми (Ekoe, 2019). Броят на хората с диабет в световен мащаб през 2019 г. се оценява на 463 милиона (9,3 процента), нараствайки до 578 милиона (10,2 процента) до 2030 г. и 700 милиона (10,9 процента) до 2045 г. (Saeedi et al., 2019). Няколко лекарства като метформин (Met, увеличава производството на чернодробен гликоген), инсулин (потиска производството на глюкоза и увеличава използването на глюкоза) и сулфонилуреи (стимулиращи панкреасните островни клетки да отделят инсулин) са ефективни за намаляване на гликемията. Въпреки това, много нежелани странични реакции (включително наддаване на тегло, хипогликемия, IR и оток) ограничават употребата им (Moller, 2001). Следователно много изследователи са търсили биологично активни съединения от традиционни растителни екстракти за лечение на диабет през последните години (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) се използва широко в традиционната китайска медицина, която често се предписва в традиционни формули за лечение на бъбречна недостатъчност, женско безплодие и захарен диабет (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). Скорошни проучвания съобщават, че водният екстракт от Cistanche tubulosa показва хипогликемични и хиполипидемични ефекти при db/db мишки със захарен диабет тип 2 (T2DM) (Xiong et al., 2013) и подобрява нивата на кръвната захар, IR и липидната пероксидация в стрептозотоцин (STZ)-никотинамид-индуцирани диабетни плъхове (Kong et al., 2018). Фенилетаноидните гликозиди (PhGs) са основните съставки на Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014), който е показал различни биологични активности като антиоксидант (Xue et al., 2017) и противоракови (Fu et al., 2019) . Освен това, PhG значително инхибират повишаването на постпрандиалните нива на кръвната захар при мишки, заредени с нишесте (Morikawa et al., 2014), потискат натрий-зависимия глюкозен котранспортер 1-медиирано усвояване на глюкоза в чревните епителни клетки (Shimada et al., 2017) и инхибира активността на алдоза редуктазата в лещата на плъх (Morikawa et al., 2019). Въпреки това, нито едно предишно изследване не е изследвало антихипергликемичната активност на общите гликозиди на Cistanche tubulosa (TGCT).
В настоящото изследване антидиабетните свойства на TGCT са оценени при диета с високо съдържание на мазнини и захароза (HFSD) и диабетни плъхове, предизвикани от STZ. В допълнение, антиоксидантната и противовъзпалителната активност също бяха изследвани, за да се разбере цялостно потенциалният механизъм на TGCT.
2. Материали и методи
2.1. Химикали и реактиви
STZ е закупен от Sigma-Aldrich Corp. (Сейнт Луис, САЩ). Met е получен от китайско-американската Shanghai Squibb Pharma. Комплектите ELISA на инсулин, С-пептид бяха доставени от Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, China). Комплектите ELISA за глюкоза, гликозилиран хемоглобин (HbA1c), общ холестерол (TC), триацилглицерол (TG), липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL-C), липопротеинов холестерол с висока плътност (HDL-C), супероксид дисмутаза (SOD) , глутатион пероксидаза (GSH-Px), малондиалдехид (MDA), фактор на туморна некроза (TNF), интерлевкин 1 (IL-1), интерлевкин 6 (IL-6) бяха закупени от Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . Комплектите ELISA на фосфорилирана протеин киназа B (p-PKB) и фосфорилирана гликоген синтаза киназа 3 (p-GSK3) са закупени от Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Ехинакозид (чистота по-голяма или равна на 98 процента) и актеозид (чистота по-голяма или равна на 97 процента) са закупени от Националните институти за контрол на храните и лекарствата. Изоактеозид (чистота по-голяма или равна на 98 процента) е предоставен от Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
прах от полезния екстракт от цистанче
2.2. Растителни ресурси и подготовка на TGCT
Изсушеното сочно стъбло на Cistanche tubulosa беше закупено от Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Анхуей, Китай) и идентифицирано от д-р Puyang Gong от отдела по фармацевтична ботаника, Southwest Minzu University. Образец от ваучер (№ 20161103) беше стрит на прах и депозиран в хербариума на Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Съгласно националния лекарствен стандарт на SFDA „Congrong Zonggan Jiaonang " (YBZ07482005-2011Z), суровото лекарство (1 kg) се екстрахира с вода три пъти след накисване в продължение на 1 час. След филтруване, филтратът се концентрира при понижено налягане, към концентрирания разтвор се добавя алкохол, докато концентрацията на етанол достигне 60 процента. Течният супернатант се концентрира до липса на алкохолен вкус и след това се пречиства с макропореста смола. Първо, водният елуент и 40 процента етанолов елуент се събират последователно за по-късна употреба. Второ, водният елуент се инжектира отново в макропорестата смола и се елуира с вода. Водният елуент се изхвърля. Трето, елуиране с 40 процента етанол и елуентът се събират за по-късна употреба. Накрая, 40 процента етанолови елуенти бяха комбинирани и концентрирани чрез ротационен изпарител, след това разтворът беше изсушен чрез пулверизационно сушене. Получава се около 60 g кафява мощност (т.е. TGCT). Чистотата на TGCT е установена според стандарта (YBZ07482005-2011Z), който се достига до 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) и три смесени стандарта (ехинакозид: 131,3 ug, актеозид: 4,2 ug, изоактеозид: 39,4 ug) се разтварят съответно в 1 ml метанол: вода (50/50, v/v) и след това се филтруват през 0,45 ug μm мембрана преди инжектиране.
2.3. Качествен анализ на TGCT чрез HPLC/Q-TOF-MS
HPLC системата беше свързана с Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, САЩ), оборудвана с електроспрей йонизация. Анализът беше извършен на колона Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4.6 mm, 5 μm). Подвижната фаза се състои от метанол-вода (съдържаща 0.1 процента H3PO4). Скоростта на потока беше 1.0 mL/min. Програмите за градиентно елуиране бяха обобщени, както следва: 0–20 минути, 18 процента –28 процента А; 20–50 минути, 28 процента –32 процента A; 50–60 минути, 32 процента A; 60–70 минути, 32 процента –50 процента. TOF-MS се извършва както в режим на положителни, така и в отрицателни йони над m/z 100–3000 при следните работни параметри: капилярно напрежение 3500 V (ESI-) или 4000 V (ESI плюс); изсушаващ газ, 10.0 L/min; температура на газа 350 ◦C; налягане на пулверизатора, 35 psi; напрежение на скимера, 65 V; напрежение на фрагмента, 135 V; OCTRFV, 750 V. Всички данни бяха контролирани от Data Acquisition for TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 и качествен анализ вер. B.03.01 (Agilent Technologies, САЩ) съответно.
2.4. Количествен анализ на TGCT чрез HPLC-DAD
Разделянето се извършва на колона Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) в рамките на 50 минути (1,0 mL/min). Хроматографските условия за HPLC-DAD бяха същите като качествения анализ. Обемът на инжектиране, температурата на колоната и дължината на UV вълната бяха настроени съответно на 5 μL, 30 ◦C и 330 nm.
2.5. Опитни животни
Мъжки SD плъхове, тежащи 180 ± 20 g, бяха закупени от Центъра за лабораторни животни на Nanjing Qinglongshan [Сертификат № SCXK (SU) 2017-0001] и настанени в Центъра за грижа за животните в Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Дзянсу, Китай). Грижата за животните и експерименталните процедури бяха одобрени от Институционалния комитет за грижа и използване на животните, Huzhou Institute for Food and Drug Control (Одобрение № 19018) и бяха извършени съгласно Наредбите за опити с животни на Китай. Плъховете се държат при контролирана температура (24 ± 2 ◦C) и влажност (50 ± 10 процента) с 12-часов цикъл на светлина и тъмнина, аклиматизирани към условията на живот в продължение на 7 дни чрез нормална лабораторна храна и вода ad libitum.
2.6. Индуциране на диабет
Плъховете в нормалната контролна група (NC, n {{0}}) бяха хранени с нормална диета, докато експерименталните плъхове бяха хранени с HFSD (нормална диета, допълнена с 20 процента захароза, 10 процента свинска мас, 2,5 процент холестерол и 1 процент холат, 3,95 kcal/g) за 4 седмици. След 12 часа гладуване, плъховете се инжектират интраперитонеално с единична доза STZ (30 mg/kg), която се разтваря в студен цитратен буфер (0.1 М, рН 4.5) непосредствено преди употреба. На 8-ия ден от инжектирането на STZ беше взета кръвна проба от опашния край с игла за вземане на кръв за еднократна употреба и плазмената глюкоза на гладно (FPG) беше определена от портативния глюкомер (LifeScan, Inc. UK). Плъхове със симптоми на полиурия, полидипсия и FPG по-големи или равни на 11,1 mmol/L се считат за диабетни плъхове и произволно разделени на пет групи (n =10).
Група I: NC, хранени с 0.5 процента натриева карбоксил метилцелулоза (CMCNa, 10 mL/kg).
Група II: контрол на диабета (DC), хранени с 0.5 процента CMC-Na (10 mL/kg).
Група III: TGCT-50, третирани с TGCT (50 mg/kg).
Група Ⅳ: TGCT-100, третирани с TGCT (100 mg/kg).
Група Ⅴ: TGCT-200, третирани с TGCT (200 mg/kg).
Група Ⅵ: Met-200, третирани с Met (200 mg/kg).
Дозите, използвани в това проучване, са избрани въз основа на Китайската фармакопея (издание от 2015 г.). Всички групи бяха приемани перорално веднъж дневно и продължиха да получават съответните си диети за още 6 седмици.
Цистанче предпазва черния дроб.
2.7. Наблюдавайте общото състояние на плъховете
Състоянието на козината, отделянето на урина и оцеляването на плъховете се наблюдават всеки ден. Телесното тегло (BW) и приемът на калории бяха наблюдавани по време на експеримента. FPG беше оценен на 0, 2-ра, 4-та и 6-та седмица след лечението с TGCT.
2.8. Орален тест за глюкозен толеранс (OGTT)
OGTT се провежда върху плъхове, гладуващи през нощта в крайния етап на цялото изследване. Само 60 μL кръвни проби бяха събрани с капилярна пипета от орбиталния синус (0 h), след което бяха приложени с TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg и 200 mg/kg) или Met (200 mg/kg) съответно. Кръвни проби бяха събрани на 0.5 h, 1 h, 2 h след натоварване с глюкоза (2 g/kg). Плъховете се анестезират с изофлуран за няколко минути преди да вземат кръв и след това незабавно се натискат, за да спрат кървенето с хемостатичен памук. Всички експерименти бяха проведени с добри грижи, за да се гарантира благосъстоянието на животните. Концентрациите на плазмената глюкоза се определят чрез глюкозен комплект, базиран на метода на глюкозооксидаза пероксидаза. Площта под кривата на глюкозата (AUC-G) беше изчислена за справка с литературата (Shao et al., 2013).
2.9. Определяне на инсулин на гладно (FINS) и индекс на инсулинова чувствителност (ISI)
Интервал от 1 ден след OGTT, всички плъхове бяха в добри условия без никакви симптоми като слепота и възпаление. След това те бяха анестезирани с пентобарбитал натрий (40 mg/kg, ip) след гладуване в продължение на 12 часа и бяха събрани кръвни проби от коремната аорта със и без хепарин за биохимични оценки. Серумът се събира от кръвни проби (без хепарин) чрез центрофугиране. FINS беше анализиран с комплекта ELISA. FPG се определя с помощта на търговски комплект, базиран на метода на глюкозната пероксидаза. ISI се изчислява в съответствие с формулата: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).
2.10. Оценка на синтеза на гликоген в черния дроб и мускулите
Черният дроб и коремните мускули се изрязват, изплакват, претеглят и съхраняват при -70 ◦C. Гликогенът в черния дроб и мускулите се измерва чрез антронния метод, както е описано по-рано (Ren et al., 2015). Съдържанието на гликоген се изразява като mg/g мокро тегло на тъканта. Активностите на хексокиназата (HK) и пируват киназата (PK) в черния дроб се определят чрез налични в търговската мрежа комплекти съгласно инструкциите на производителя.
2.11. Биохимичен анализ
HbA1c в цяла кръв (с хепарин) се измерва с диагностичен комплект. Серумен С-пептид, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 и IL-1 са тествани с помощта на търговски комплекти в съответствие с указанията на производителя.
2.12. Хистологична оценка на панкреаса
Тъканите на панкреаса също се изрязват, изплакват и фиксират в 10 процента неутрален формалин, след което се дехидратират в градиентен етанол (75 процента, 85 процента, 95 процента и 100 процента) и ксилен (100 процента). След просмукване те бяха вградени в парафин и нарязани на секции с дебелина 3 μm с ротационен микротом. Тъканните срезове се оцветяват с хематоксилин-еозин (H&E) за светлинни микроскопски изследвания (Chen et al., 2014).
2.13. Статистически анализ
Статистическият анализ беше извършен от софтуер SPSS версия 16.0. Данните бяха представени чрез средна стойност ± SD. Статистическите сравнения между групите бяха извършени с помощта на еднопосочен ANOVA, последван от теста на Tukey и стойност от p < 0.05="" беше="" взета="" като="" статистически="">
3. Резултати
3.1. Фитохимичен анализ на TGCT
Качественият анализ беше извършен и представен в допълнителните материали. Общата йонна хроматограма в режим на отрицателни йони беше демонстрирана на фиг. S1. Данните от MS бяха условно определени чрез сравнение с данни в предишен доклад (Li et al., 2015) и обобщени в таблица S1. Аналитичните методи за количествено определяне на маркерите също са валидирани и описани накратко в допълнителните материали. HPLC хроматограмите са представени на Фиг. 1. Три основни съставки (ехинакозид, актеозид и изоактеозид) на TGCT са идентифицирани в сравнение с референтните вещества. Идентифицирането на съединенията и техните концентрации в TGCT са показани в таблица 1.
3.2. Ефекти на TGCT върху телесното тегло и приема на калории
Както е показано на Фиг. 2A, плъхове, хранени с HFSD, показват тегло, увеличено със средно 41 g в сравнение с NC групата след 4 седмици. Въпреки това, STZ очевидно намалява BW на плъхове в сравнение с NC групата. За разлика от това, BW в TGCT групите (100 и 200 mg/kg) се увеличават прогресивно и значително (p <0,05) съответно="" с="" 8,1%="" и="" 11,1%="" в="" сравнение="" с="" dc="" групата="" до="" края="" на="" експерименталния="" период="" ,="" което="" показва,="" че="" tgct="" може="" да="" предотврати="" прекомерна="" загуба="" на="" тегло="" при="" патологични="" състояния.="" приемът="" на="" калории="" в="" групата="" с="" nc="" е="" забележимо="" по-нисък="" в="" сравнение="" с="" другите="" групи="" и="" няма="" значителна="" разлика="" в="" приема="" на="" калории="" между="" другите="" пет="" групи="" (фиг.="">
3.3. Ефекти на TGCT върху FPG, OGTT и HbA1c
Диабетни плъхове, предизвикани от STZ, показват забележително увеличение на FPG в сравнение с групата NC (p < 0.01),="" както="" е="" показано="" на="" фиг.="" 3a.="" пероралното="" приложение="" на="" tgct="" демонстрира="" хипогликемичен="" ефект="" в="" зависимост="" от="" времето="" и="" дозата.="" tgct="" (100="" и="" 200="" mg/kg)="" значително="" намалява="" нивата="" на="" fpg="" на="" 4-та="" (22,1%="" и="" 24,8%="" )="" и="" 6-та="" (23,2%="" и="" 56,4%="" )="" седмици="" в="" сравнение="" с="" dc="" групата.="" както="" е="" показано="" на="" фиг.="" 3b="" и="" c,="" tgct="" (100="" mg/kg="" и="" 200="" mg/kg)="" очевидно="" намалява="" кръвната="" глюкоза="" с="" 16,1="" процента="" и="" 22,2="" процента="" на="" 0,5="" часа="" и="" намалява="" със="" 17,2="" процента="" и="" 26,5="" процента="" на="" 1="" час,="" и="" auc="" -g="" на="" tgct="" групите="" също="" бяха="" намалени="" съответно="" с="" 8,1%,="" 18,5%="" и="" 25,4%.="" както="" е="" илюстрирано="" на="" фиг.="" 3d,="" има="" значително="" увеличение="" на="" hba1c="" (93,3="" процента)="" в="" сравнение="" с="" nc="" групата,="" докато="" пероралното="" приложение="" на="" tgct="" (100="" mg/kg="" и="" 200="" mg/kg)="" на="" плъхове="" с="" диабет="" значително="" намалява="" (p=""><0,05). hba1c="" (съответно="" 26,7="" процента="" и="" 37,4="" процента)="" в="" сравнение="" с="" dc="">
Фиг. 1. HPLC спектър на TGCT и химичните структури на основните съединения в TGCT.
3.4. Съдържание на гликоген в черния дроб и мускулите
Както е показано на Фиг. 4A и B, нивата на гликоген са значително намалени при плъхове с диабет. Когато различни концентрации на TGCT са прилагани на диабетни плъхове в продължение на 6 седмици, чернодробният гликоген в TGCT групите (100 mg/kg и 200 mg/kg) е по-висок (25,2 процента и 40,8 процента) от тези в DC групата (p <0.05, фиг.="" 4a).="" подобен="" ефект="" е="" демонстриран="" в="" мускулите,="" че="" гликогенът="" в="" tgct="" групите="" (100="" mg/kg="" и="" 200="" mg/kg)="" е="" по-висок="" (40,7="" процента="" и="" 52,6="" процента)="" от="" тези="" в="" dc="" групата="" (p=""><0,05, фиг.="">
3.5. Ефекти на TGCT върху серумния 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), дори ако инсулинът и С-пептидът в групите, третирани с TGCT, са били малко по-високи от тези в DC групата. Междувременно изчислихме ISI на фиг. 4C. За разлика от секрецията на инсулин, ISI са повишени съответно с 32,9 процента и 37,8 процента от TGCT (100 mg/kg и 200 mg/kg) в сравнение с DC групата (p <>
Таблица 1 Съдържанието на фитохимични маркери на TGCT.
3.6. Хистопатологично изследване на панкреаса
За да се провери ефектът на TGCT върху регенерацията в панкреатичните острови, беше извършен хистологичен анализ на панкреаса. На Фиг. 5А се наблюдава нормална хистологична структура и оразмерени островчета в NC групата. Обратно, инжектирането на STZ води до намаляване на броя и диаметъра на островчетата с изразени микровезикуларни промени (фиг. 5B). Както TGCT, така и Met значително увеличиха броя и размера на островчетата чрез точков анализ (фиг. 5C–F).
3.7. Ефекти на TGCT върху p-PKB, p-GSK3, HK и PK
В таблица 2 е установено, че нивата на фосфорилиране на PKB и GSK3 са значително (p < 0.{{10}}5)="" намалени="" при="" плъхове="" с="" диабет.="" tgct="" (100="" mg/kg="" и="" 200="" mg/kg)="" забележително="" повишава="" концентрациите="" на="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" процента="" ,="" p=""><0,05 и="" tgct-200:="" 16,7="" процента,="" p=""><0,05) и="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" процента,="" p=""><0,01). наблюдавани="" са="" също="" подобни="" ефекти="" на="" tgct="" върху="" hk="" и="" pk.="" tgct="" групите="" повишават="" активността="" на="" 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) от="" тези="" в="" dc="">
Фигура 2. Ефекти на TGCT върху телесното тегло (A) и приема на калории (B) при STZ-индуцирани диабетни плъхове.
3.8. Ефекти на TGCT върху дислипидемия
Както е показано в таблица 3, плъхове, третирани с TGCT (100 mg/kg и 200 mg/kg) са значително подобрили липидните аномалии. TG са намалени с 19,8 процента (p <0,05) и="" 25,9="" процента="" (p=""><0,01); тс="" бяха="" намалени="" с="" 28,5="" процента="" и="" 31,4="" процента="" (р=""><0,05); ldl-c="" са="" намалени="" с="" 20,0="" процента="">< 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. Ефекти на TGCT върху оксидативен стрес и възпаление
В светлината на важната роля на оксидативния стрес и възпалението в патофизиологията на диабета, ние оценихме способността на TGCT върху оксидативния стрес и възпалението при плъхове с диабет. TGCT (100 и 200 mg/kg) ефективно се повишава (14,7 процента, p <0,05 и="" 20,5="" процента,="">< 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. Обсъждане
Диабетът е прогресивно и хронично метаболитно разстройство, което се характеризира главно с хипергликемия. Понастоящем FPG е специфична мярка за концентрацията на кръвна захар, OGTT е чувствителен критерий за ранно откриване на аномалии в изхвърлянето на глюкоза, докато HbA1c се използва широко като златен стандартен индекс за гликемичен контрол, отразяващ средното ниво на глюкоза за 120 дни преди теста ( Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT и HbA1c се използват клинично за диагностика и лечение на предиабет и диабет (Chai et al., 2017). В нашето проучване е ясно, че FPG на плъхове с диабет, третирани с TGCT (100 mg/kg и 200 mg/kg) е значително намален в сравнение с DC групата. Както показват данните в OGTT и AUC-G, нарушената глюкозна толерантност и скоростта на усвояване на глюкозата са обърнати от TGCT при плъхове с диабет. Междувременно резултатът беше подкрепен и от измерването на съдържанието на HbA1c. Тези данни показват, че TGCT подобрява физиологичните индекси на диабетни плъхове чрез регулиране на хомеостазата на кръвната захар.
Фиг. 3. Промяната на FPG при плъхове с диабет по време на прилагане на TGCT в продължение на 6 седмици.
Нарушената инсулинова секреция и IR играят решаваща роля в развитието на хипергликемия. Насочването към всеки от тях е подходящо за подобряване на гликемичния контрол и предотвратяване на T2DM (Szoke и Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Няколко вида изследвания съобщават, че комбинацията от диета с високо съдържание на мазнини и ниска доза STZ е ефективно средство за предизвикване на T2DM при експерименти с животни. Ниските дози STZ причиняват леко увреждане на секрецията на инсулин, което наподобява повече по-късните етапи на T2DM (Gheibi et al., 2017). В това проучване TGCT нито повишава значително инсулиновата секреция, нито възстановява панкреасния остров на диабетни плъхове, дори ако инсулинът и броят на островчетата в третираните с TGCT групи са по-високи от тези в DC групата. Тези открития са в съответствие с предишното проучване при db/db мишки (Xiong et al., 2013). Нашите резултати показват значително увеличение на теглото при плъхове с диабет, третирани с TGCT, което може да се обясни с леко повишаване на инсулина, който може да инхибира протеиновия катаболизъм в мускулната тъкан (Adams et al., 2019). Освен това, резултатът от ISI показва, че TGCT очевидно подобрява IR на диабетни плъхове, което е в съответствие с предишния доклад (Kong et al., 2018), който предоставя ново доказателство по отношение на потенциалния механизъм върху антидиабетния ефект на TGCT.
Както всички знаем, PKB/GSK3 пътят е един от най-критичните инсулинови сигнални пътища, за който се предполага, че медиира инсулин-индуцирания синтез на гликоген (Zheng et al., 2015). HK и PK действат като потенциални лекарствени цели при фармакологичното лечение на диабет. Понижените активности на HK и PK са потвърдени при IR, докато активирането на HK и PK причинява повече гликогенови резерви или гликолиза, произвеждаща по-пълна енергия чрез използване на кръвна глюкоза (Hu et al., 2014). В настоящото проучване лечението с TGCT едновременно повишава експресията на фосфорилирани протеини на PKB и GSK3, води до значително обръщане на активността на HK и PK и значително възстановява съдържанието на гликоген в черния дроб и мускула, тъй като кръвната глюкоза намалява. Тези резултати показват, че TGCT активира ключовите ензими на инсулиновия сигнален път и освен това предоставя доказателства, че инсулиновата чувствителност е наистина подобрена при плъхове с диабет.
Таблица 2 Ефекти на TGCT върху секрецията на инсулин и въглехидратните метаболизиращи ензими при плъхове с диабет.
Дългосрочният диабет също допринася за повишаване на LDL-C и намаляване на нивата на HDL-C, които причиняват липидна дисрегулация (Jayashankar et al., 2016), а дислипидемията е установен маркер за ендотелна дисфункция и сърдечно-съдов риск при диабет (Shahwan et al., 2019). В нашето проучване TGCT (200 mg/kg) забележително понижи нивата на TC, TG и LDL-C и повиши нивото на HDL-C при плъхове с диабет, което е в съответствие с предишните доклади, че Cistanche tubulosa ефективно регулира липидите метаболизъм при мишки (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Тези открития показват, че TGCT може да бъде по-полезен за индивид с диабет с аномалии на кръвните липиди.
STZ е широкоспектърен антибиотик, който има висок селективен токсичен ефект върху клетките на островните панкреаси в резултат на увеличаването на супероксидния радикал и впоследствие на лошия гликемичен контрол на свой ред (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020). ). Междувременно оксидативният стрес също е важна причина за IR в много среди (Taniguchi et al., 2006). IR и диабетът са свързани с намалената активност на антиоксидантните ензими, като SOD и GSH-Px (Styskal et al., 2012). Предишни проучвания предполагаха, че потискането на оксидативния стрес е в състояние да понижи кръвната глюкоза при плъхове с диабет (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). В това проучване лечението с TGCT значително възстановява клетъчните защитни функции на SOD и GSH-Px и намалява нивата на MDA при диабетни плъхове, което показва, че TGCT има антиоксидантни свойства.
Основните съставки в TGCT са PhGs и общото съдържание на ехинакозид, актеозид и изоактеозид е повече от 661 mg/g. Растенията, които притежават високи антиоксидантни компоненти, като PhGs, като цяло са доказали, че имат хипогликемични ефекти (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Следователно, ние спекулирахме, че антидиабетният ефект на TGCT може отчасти да се дължи на антиоксидантната активност на PhGs. Като се има предвид съдържанието на ехинакозид в TGCT, са необходими допълнителни проучвания за изследване на ефектите на ехинакозид върху IR и диабет in vivo и in vitro модели.
Широко признато е, че захарният диабет е възпалително заболяване. Възпалителни цитокини като TNF-, IL-6 и IL-1 могат да попречат на сигналния път на инсулиновия рецептор и допълнително водят до IR (Bastard et al., 2006). Изглежда, че възпалението е жизнеспособна лекарствена цел при лечението на IR и като разширение диабет (Chen et al., 2015). В настоящото проучване TGCT може да намали нивото на TNF-, IL-6 и IL-1, което демонстрирапротивовъзпалителен ефект. Това може да е друг антидиабетичен механизъм на TGCT при плъхове с диабет.
Натрупващите се доказателства показват, че постоянната висока кръвна глюкоза води до аномалии в структурата и функцията на циркулиращите протеини и липиди, което води до гликоксидация и пероксидация и след това насърчава производството на възпалителни цитокини. По подобен начин повишените възпалителни цитокини водят до производството на реактивни кислородни видове и други реактивни части, което насърчава оксидативния стрес и оксидативното увреждане. Това води до порочен кръг (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Следователно, намаляването на кръвната глюкоза и липидите може да допринесе за антиоксидантните и противовъзпалителните ефекти на TGCT. До известна степен точният антидиабетичен механизъм не е напълно ясен и се нуждае от повече изследвания.
5. Заключение
В обобщение, това проучване показва, че TGCT е ефективен агент за лечение на хипергликемия и хиперлипидемия при диабетни плъхове, предизвикани от диета/STZ. Освен това, антидиабетният ефект може да бъде до голяма степен свързан с антиоксидантните и противовъзпалителните свойства на TGCT. Това проучване би изложило възможността за въвеждане на TGCT в лечението на диабета. Въпреки това, подробният антидиабетен механизъм на TGCT остава несигурен и са необходими допълнителни изследвания in vivo и in vitro.
Cistanche беше ефективно средство за лечениехипергликемияихиперлипидемия.