Хипогликемични и хиполипидемични ефекти на общите гликозиди на Cistanche Tubulosa при диета/индуцирани от стрептозотоцин диабетни плъхове

За контакт: Одри Хуaudrey.hu@wecistanche.com

Kuiniu Zhu и др

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 антидиабетната активност наЦистанчеtubulosaекстракти е потвърдено. Въпреки това не е докладвано систематично изследване на общите гликозиди наCistatnche tubulosa(TGCT). Цел на изследването: Настоящото проучване има за цел да изследва хипогликемичните и хиполипидемичните ефекти на TGCT и потенциалните механизми при индуцирани от диета/стрептозотоцин (STZ) диабетни плъхове и да характеризира химично основните съставки на TGCT (общи гликозиди наЦистанчеtubulosa).

Материали и методи:Основните съставки на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)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. Плазмената глюкоза на гладно (FPG), орален тест за глюкозен толеранс (OGTT), площта под кривата на глюкозата (AUC-G), гликозилиран хемоглобин (HbA1c), инсулин на гладно, серумен С-пептид, съдържание на гликоген и индекс на инсулинова чувствителност е тестван. 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa). 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa) е ефективен хранителен агент за облекчаване на хипергликемия и хиперлипидемия при диабетни плъхове, предизвикани от диета/STZ, което до голяма степен може да се дължи на дейностите на TGCT(общо гликозиди наЦистанчеtubulosa)върху инхибирането на оксидативния стрес и възпалението.

Ключови думи:Общо гликозиди наCistanche tubulosaЗахарен диабет тип 2 Хипогликемичен Хиполипидемичен Антиоксидант Противовъзпалително

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) (American Diabetes Association, 2019). 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).

Цистанчеtubulosa(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). Последните проучвания съобщават, че водният екстракт отЦистанчеtubulosaпоказват хипогликемични и хиполипидемични ефекти при db/db мишки със захарен диабет тип 2 (T2DM) (Xiong et al., 2013) и подобряват нивата на кръвната захар, IR и липидната пероксидация при индуцирани от стрептозотоцин (STZ)-никотинамид диабетни плъхове ( Конг и др., 2018). Фенилетаноидните гликозиди (PhGs) са основните съставки наЦистанчеtubulosa(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 наЦистанчеtubulosa(TGCT).

В настоящото изследване антидиабетните свойства на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)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.

2.2. Растителни ресурси и подготовка на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)

Изсушеното сочно стъбло наЦистанчеtubulosaе закупен от Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, Китай) и идентифициран 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. Според националния лекарствен стандарт на SFDA „Congrong Zonggan Jiaonang“ (YBZ07482005-2011Z), сурово 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 събира 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)({{0}}.21 mg) и три смесени стандарта (ехинакозид: 131,3 ug, актеозид: 4,2 ug, изоактеозид: 39,4 ug) бяха съответно разтворени в 1 mL метанол: вода (50/50, v/ v) и след това се филтрува през 0, 45 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; фрагмент или напрежение, 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)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 (CMC Na, 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.

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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa).

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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)(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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)

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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)бяха 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="" посочи,="" че="">(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)може да предотврати прекомерна загуба на тегло при патологични състояния. Приемът на калории в групата NC е забележимо по-нисък в сравнение с другите групи и няма значителна разлика в приема на калории между другите пет групи (Фиг. 2B).

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.="" перорално="" приложение="" на="">(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)демонстриран хипогликемичен ефект по начин, зависим от времето и дозата. TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)(100 и 200 mg/kg) значително намаляват 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 групите TGCT също бяха намалени съответно с 8,1 процента, 18,5 процента и 25,4 процента. 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="">

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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)са прилагани на плъхове с диабет 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="" мускулния="" гликоген="" в="">(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)групи (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. 4B).

3.5. Ефекти на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)върху серумен инсулин, С-пептид и ISI

Както е показано в таблица 2, инсулинът и С-пептидът са очевидно (p < 0.01)="" намалени="" при="" диабетни="" плъхове="" в="" сравнение="" с="" nc="" групата.="" въпреки="" това,="">(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)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 <>

3.6. Хистопатологично изследване на панкреаса

За да се провери ефекта на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)при регенерация в панкреасни островчета е 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). И двата TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)и Met значително увеличава 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 намалени (p < 0.05)="" при="" плъхове="" с="" диабет.="">(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)(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="">

3.8. Ефекти на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)при 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)(100 и 200 mg/kg) ефективно се увеличава (14,7 процента, p <0,05 и 20,5 процента, p< 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, лекувани с TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)(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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)подобрява физиологичните показатели на плъхове с диабет чрез регулиране на хомеостазата на кръвната глюкоза.

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 изследователи съобщават, че комбинацията от диета с високо съдържание на мазнини и ниски дози STZ е ефективно средство за индуциране 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa), 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 предишен доклад (Kong et al., 2018), който предоставя нови доказателства 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 TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)лечението едновременно повишава експресията на фосфорилираните протеини на PKB и GSK3, което води до значително обръщане на активността на HK и PK, и значително възстановява съдържанието на гликоген в черния дроб и мускулите, тъй като кръвната глюкоза намалява. Тези резултати показват, че TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)активира ключовите ензими на инсулиновия сигнален път и освен това предоставя доказателства, че инсулиновата чувствителност е наистина подобрена 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, чеЦистанчеtubulosaефективно регулира липидния метаболизъм при мишки (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Тези открития показват, че TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)може да бъде по-полезен за диабетици 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)са PhG и общото съдържание на ехинакозид, актеозид и изоактеозид е повече от 661 mg/g. Растенията, които притежават високи антиоксидантни компоненти, като PhG, като цяло са доказали, че имат хипогликемични ефекти (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Затова предположихме, че антидиабетният ефект на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)може отчасти да се дължи на антиоксидантната активност на PhG. 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). Възпалението изглежда е жизнеспособна лекарствена цел при лечението на IR и като разширение диабет (Chen et al., 2015). В настоящото проучване, TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)може да намали нивото на TNF-, IL-6 и IL-1, което демонстрира противовъзпалителния 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 захар и липидите може да допринесе за антиоксидантните и противовъзпалителните ефекти на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa). 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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)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(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)при лечение на диабет. Въпреки това, подробният антидиабетен механизъм на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa)остава несигурно и са необходими допълнителни изследвания in vivo и in vitro.

Авторски принос

Концепция и дизайн: ZQM, KNZ и WX. Подготовка на TGCT(общи гликозиди наЦистанчеtubulosa), анализ на химичните съставки и валидиране на методологията: RG, ZKX и WJL. Индукция на диабет и ежедневно лечение: KNZ и HF. Подготовка на проби за биохимичен анализ: KNZ, HF и ZQM. Анализ на данни и изготвяне на ръкописи: KNZ, ZQM и YST. Валидиране на данни и ревизия на ръкописа: WZH, GD и YST.

Декларация за конкурентен интерес

Авторите не са декларирали конфликт на интереси.

Благодарности

Това проучване е подкрепено финансово от Националния основен проект за наука и технологии Ключова програма за създаване и производство на нови лекарства, Китай (Грант № 2013ZX09402203) и Научно-технологичния проект на Худжоу, провинция Zhejiang (Грант № 2018GZ03). Благодарим на г-жа Ning Su и г-жа Sha Liu от института по медицина в Дзянсу за тяхната помощ в изследванията на тъканите. Jinfeng Wu и Xuefei Zhang и др. бяха признати с благодарност в това изследване.

Приложение A. Допълнителни данни към тази статия могат да бъдат намерени онлайн на https://doi. org/10.1016/j.jep.2021.113991.

От: „Хипогликемични и хиполипидемични ефекти на общите гликозиди наЦистанчеtubulosaпри диета/индуцирани от стрептозотоцин диабетни плъхове“ отKuiniu Zhu и др

---Journal of Ethnopharmacology 276 (2021) 113991