Účinek oligosacharidu Cistanche proti stárnutí na subakutní stárnutí vyvolané D-galaktózou u myší

Abstraktní:Cistancheoligosacharid(COS), přírodnípolysacharids dobrýmantioxidanta protizánětlivé vlastnostije depolymerizovaný produkt cistanche s různými biologickými vlastnostmičinnosti. Tato studie byla navržena tak, aby prozkoumalamožný anti-aging efekt COSnamodel stárnutí myši vyvolanýD- galaktóza (D-gal) a prozkoumejte základní mechanismus.V experimentu bylo 48 samců myší Kunming (KM myši) náhodně rozděleno na normálnískupina, modelová skupina, pozitivní skupina a skupiny s nízkou střední až vysokou dávkou polysacharidů (300, 600,1200 mg/kg/den).

Kliknutím sem získáte extrakt z cistanche proti stárnutí

Výsledky ukázaly, že COS, intragastrickou sondou po subkutánní injekcizD-gal (250 mg/kg/den) do krku myší nepřetržitě po dobu osmi týdnů, postupně obnovovaltělesná hmotnost, aktivita každodenního života a orgánové indexy myší, stejně jako účinně zlepšenyhistologické zhoršeníjátra a ledvinyu myší spouštěnýchD-gal. Být konkrétní,COS evidentně zlepšil aktivity antioxidačních enzymůvjátra a ledviny KM myší, včetně katalázy (CAT), glutathionperoxidázy (GSH-Px) asuperoxiddismutáza(SOD), asstejně taksnížený malondialdehyd(MDA) ve srovnání s hladinami v modelové skupině myší.Navíc COS nejen zvýšilsnížené úrovněsérový imunoglobulinG (IgG) a IgM vyvolanéD-galale takévýrazně inhibovalD- zvýšená regulace sérového alaninu způsobená galaminotransferáza(ALT), aspartát transamináza (AST), alkalická fosfatáza (ALP), kyselina močová (UA)a hladiny kreatininu (CREA) ve srovnání s hladinami u myší v modelové skupině. Tyto výsledkyprokázat, že COS mázjevná aktivita proti stárnutí vD- gal-indukované subakutní stárnutí myší,mechanismus, který je do jisté míry spojen sposílení antioxidační obranyschopnosti,sníženíoxidační stres, azlepšení imunitní funkcestárnoucích modelových myší.

Klíčová slova:Cistancheoligosacharid; D-galaktóza; subakutní stárnutí;proti stárnutí; antioxidant; imunitní funkce

1. Úvod

Stárnutí, známé také jako senescence, je komplikovaná a nevratná degenerace, která se objevujenejen v tělesných tkáních, ale i ve fyziologických funkcích tělesných orgánů, jako je špatná imunitareakce, ztráta paměti a tak dále. Četné studie zjistily, že stárnutí úzce souvisísrůzná chronická onemocnění, jakohypertenze, cukrovka,ateroskleróza, Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, amnohočetná rakovina [1–3]. Po vstupu do 21. století s trendem globálnístárnutí a zlepšování životní úrovně na celém světě, zdravotní problémy způsobené stárnutíma nemoci spojené se stárnutím jsou stále důležitější. Proto, jak udržovatzdraví seniorů a oddálit výskyt stárnutí a nemocí souvisejících se stárnutím se již staloběžné téma mezi dnešními lidmi, zejména mezi mladými lidmi, a také výzkumný hotspotvědci [2,3]. V teoretických hypotézách stárnutí byla původně navržena teorie stárnutí volných radikálůod Denhama Harmana v 50. letech 20. století, byl široce znepokojen [4]. Je dobře přijímáno, že nejvícevýznamným determinantem stárnutí je oxidační poškození způsobené nadprodukcí reaktivního kyslíkudruh (ROS). Tvorba nadbytku ROS má přímo za následek oxidační stres a prozánětlivé účinkyreakce, což pak způsobuje redoxní nerovnováhu, což nakonec vede k oxidaci proteinu, lipiduperoxidace a poškození mitochondrií a DNA, které mohou přesně inhibovat normální funkce buněk,a dokonce způsobit apoptózu [5,6].

Mezitím se očekává, že ROS bude hrát další roli při stárnutípřímo nebo nepřímo poškozují endogenní antioxidační systém, včetně superoxiddismutáz(SOD), kataláza (CAT) a glutathionperoxidáza (GSH-Px) [7]. Navíc další a další důkazyprokázal, že stárnutí je nevyhnutelný biologický jev způsobený úbytkem organismuimunitní funkce a studie také ukázaly, že existuje pozitivní vztah mezi stárnutím aimunitní dysfunkce, která vede ke snížení schopnosti těla odolávat vnějším patogenům,čímž se zvyšuje možnost onemocnění souvisejících se stárnutím [8–10]. Na základě analýzy těchtomechanismy stárnutí, mohou mít látky s antioxidačními a/nebo imunomodulačními funkcemipreventivní nebo potenciální terapeutická hodnota u nemocí spojených se stárnutím.

Kecentlv. byla objevena řada přírodních sloučenin, které přitahovaly značný zájem jako potenciální kandidáti na vývoj nových terapií proti stárnutí (6,7,9). biologické aktivity, tedy hledání přírodních složek s antioxidačními, imunomodulačními a protizánětlivými vlastnostmi pro prevenci a/nebo léčbu tohoto subakutního stárnutí se stalo novým hot spotem. cistanche oligosacharid (COS), sestávající z ot{{6} } B-14- vázané D-glukosaminové jednotky, je depolymerizovaný produkt cistanche (jak je znázorněno na obrázku 1) [11). Studie ukázaly, že COS je biokompatibilní, netoxický a vstřebatelný, stejně jako má řadu biologických účinků, včetně antibakteriálních, neuroprotektivních, antidiabetických, protinádorových a antihypoglykemických vlastností, které mu poskytují potenciál. ve farmaceutických aplikacích (11-13Kromě toho existují důkazy o tom, že COS může zvýšit antioxidační aktivitu, udržovat příznivou redoxní rovnováhu a mít protizánětlivou kapacitu úpravou příslušných signálních drah (14 151. Naše nedávná studie prokázala, že ultrafialovým zářením indukované fotostárnutí na kůži myší bez srsti je významně zmírněno lokální léčbou pomocí COS (16 Navíc bylo hlášeno, že COS může zmírnit poškození sítnice vyvolané oxidativním stresem u potkanů, chránit myši před expozicí LPS, zabránit poškození sítnice I/R u potkanů ​​a urychlují růst odstavených prasat především udržováním aktivit antioxidačních enzymů a inhibicí aktivace NF-KB (17-20. Kromě toho je široce uznáváno, že s nízkou molekulovou hmotností a nízkou viskozitou má COS skvělou vliv na absorpci lidského střevního traktu a může rychle vstoupit do krevního řečiště; mezitím také přispívá k vytvoření systémového biologického účinku v organismu a zvyšuje farmakologické účinky v těle (17181.

Obrázek 1.Chemická strukturaspolečnosti COS.

Na základě předchozích studií o biologických aktivitách COS je rozumné se domnívat, že tento oligosacharid může mít značný potenciál pro využití v oblasti anti-aging, avšak existují omezené znalosti o ochranných účincích tohoto přírodního polysacharidu s nízkou molekulová hmotnost proti D-galaktózou (D-gal) indukovanému subakutnímu stárnutí in vivo. Cílem této studie bylo prozkoumat anti-aging aktivitu COS intragastrickou sondou u subakutně stárnoucích myší vyvolaných D-gal především měřením parametrů oxidačního stresu, jakož i vyhodnocením makroskopického a histopatologického stavu myší a/nebo jejich hlavní orgány, aby poskytly průkopnický farmakologický základ pro anti-aging efekt COS

2. Výsledky

2.1. Denní pozorování chování

Během osmitýdenního období našeho experimentu byl pozorován a týdně zaznamenáván denní vzhled a behaviorální aktivity myší, což ukázalo, že v každé skupině nedošlo k žádným patologickým změnám, jako je zvracení a nekrmení. Myši v normální skupině byly nejen v dobrém duševním stavu, ale také živé, aktivní a agilní a měly také zdravou stravu. Jak je znázorněno na obrázku 2, s výjimkou normální skupiny, myši v jiných skupinách vykazovaly úbytek hmotnosti v počátečním stádiu po injekci D-gal a poté postupně obnovovaly hmotnost. Po pátém týdnu injekce D-gal vykazovaly myši v modelové skupině zjevné příznaky stárnutí, včetně pomalého pohybu, postupného snižování příjmu potravy, opožděné reakce, netečnosti, stejně jako povadlé a nevýrazné srsti, což naznačuje, že model stárnutí spouštěný subkutánní injekcí D-gal byl úspěšně zaveden. Ve srovnání s modelovou skupinou byly tyto výše uvedené charakteristiky stárnutí u myší ve skupinách, kterým byl podáván vitamín E (VE) a ve skupinách, kterým byl podáván lék, v různé míře ustoupily. Zejména ve skupině léčené COS-H byly znaky stárnutí výše uvedených myší významně zmírněny ve srovnání s myší modelovou skupinou. Ačkoli u myší ve skupinách s nízkou a střední dávkou COS byla mírně nevýrazná srst a pomalá reakce, fenomén stárnutí byl zjevně zmírněn ve srovnání s modelovou skupinou.

2.2. Vliv COS na imunitní funkci

Vzhledem k tomu, že slezina a brzlík jsou významnými imunitními orgány, jejich indexy mohou odrážet sílu imunitního stavu nebo zlepšení imunitní funkce (101. Jak ukazuje tabulka 1 po osmitýdenní léčbě D-gal, slezina a brzlík indexy myší modelové skupiny byly znatelně nižší než u normální skupiny, což naznačuje, že myší imunitní systém byl inhibován podáváním D-gal po dobu 56 po sobě jdoucích dnů. Navíc snížené indexy sleziny a brzlíku u myší vyvolané D- gal léčba byla postupně up-regulována do určitého stupně po podání COS. Kromě toho naše výsledky (jak je uvedeno v tabulce 1) také ukázaly, že sérové ​​hladiny imunoglobulinu G (gG) a lgM viditelně klesly u modelové skupiny myší ve srovnání s

2.3. Vliv COS na funkci jater a ledvin

Vliv COS na funkci jater vDmyši ošetřené -gal byly hodnoceny měřením sérahladiny alaninaminotransferázy (ALT), aspartáttransaminázy (AST) a alkalické fosfatázy(HORSKÁ PASTVINA). Jak je vidět v tabulce2, po ošetření sD-gal po dobu osmi týdnů, myši v modelové skupině vystavovalyvýrazné zvýšení sérových hladin ALT, AST a ALP ve srovnání s normálními myšmi(Všechnop < 0.05). However, these D-gal spustil neobvykle vysoké hladiny ALT, AST a ALP u myšíséra byly postupně do určité míry sníženy ve skupinách léčených VE a COS ve srovnání smodelové skupiny myší, zejména pro skupinu COS-H, a tyto hladiny byly výrazně nižší než tyve skupině modelů (všep < 0.05). Mezitím vliv COS na funkci ledvin vD-Gal-injikované myši byly hodnoceny pomocíměření hladin kreatininu (CREA) a kyseliny močové (UA) v jejich séru a výsledky jsoutaké vystavena v tabulce2, který ukazuje, že sérové ​​hladiny CREA a UA pro modelovou skupinumyši jsou významně vyšší než normální skupina myší (všechnyp < 0.05). Nevertheless, for the VE and U skupin, kterým byl podáván COS, dochází k těmto nepříznivým nárůstům sérových hladin CREA a UA postupněobnoveny v rozsahu nižším než u modelové skupiny (zejména ve skupině COS-H).

2.4. Vliv COS naD-Gal-indukované histochemické poškození jater a ledvin

Jak je znázorněno na obrázku3, normální histologická struktura jaterní tkáně je jasně viditelná u normálníhoskupina myší, včetně všudypřítomných polygonálních hepatocytů, radiálně rozmístěných jaterních provazců kolem centrálnížíla a mírná binukleace hepatocytů. Po osmi týdnech nepřetržitěD-gal injekce, játratkáně odhalily zvýšený počet binukleací hepatocytů, neuspořádaně uspořádanou jaterní šňůru,rozšířené hepatocelulární balonování a řada zánětlivých buněčných infiltrací. Nicméně,pro skupinu léčenou COS-H, úhledně uspořádaná jaterní šňůra, méně zánětlivých infiltrací abinukleace hepatocytů byla pozorována v myších jaterních tkáních, zatímco balonové hepatocyty bylypoklesla v závislosti na dávce, což naznačuje, že by se COS mohla zlepšitD- poškození jater vyvolané galdo určité míry

Obrázek 3. Histopatologický vzhled jater (barvení hematoxylin-eozin (HE) 400x). Binukleace hepatocytu (černá šipka), neuspořádaně uspořádaná jaterní šňůra (žlutá šipka) a balonový hepatocyt (červená šipka).

Kromě toho histopatologické analýzy ledvinové tkáně myší léčených D-gal odhalily, že glomerulus vykazoval zjevnou atrofii nebo dokonce zmizel, zatímco dutina rozšířená balónkem a pokles epiteliálních buněk v proximálních stočených tubulech ledvin, stejně jako rozsáhlý renální edém může nastat ve srovnání s normální skupinou (jak je vidět na obrázku 4). Je pozoruhodné, že léčba COS a VE významně zmírnila tyto nezdravé patologické změny ledvinové tkáně způsobené D-gal, projevující se aktivitou chránící ledviny, zatímco renální edém a balónem rozšířená dutina byly do značné míry kontrolovány u skupiny COS-H. Tyto výsledky ukázaly, že COS úspěšně zmírnil tato gal-indukovaná patologická poškození v jaterní a ledvinové tkáni myší Kunming (KM myši)

Obrázek 4. Histopatologický vzhled ledviny (HE barvení 400 x). Atrofie (žlutá šipka), kapka epiteliálních buněk v renálních proximálních stočených tubulech (černá šipka) a balónkem rozšířená dutina (červená šipka).

2.5. Vliv COS na antioxidační indexy jater a ledvin

Předchozí studie ukázaly, že antioxidační enzymy mohou chránit játra a ledviny před subakutním stárnutím vyvolaným D-gal vychytáváním ROS. V naší současné studii byly tedy zkoumány aktivity SOD, CAT a GSH-Px, stejně jako obsah malondialdehydu (MDA), jak je znázorněno na obrázku 5, po subkutánní injekci D-gal pro po osmi týdnech byly aktivity těchto tří klíčových antioxidačních enzymů prudce sníženy ve srovnání s aktivitami v jaterních a ledvinových tkáních normální skupiny myší, zatímco u hladiny MDA tomu bylo naopak (vše p < 0).{11 }}5). Když však byl myším podáván COS, snížené aktivity těchto enzymů způsobily, že bD-gal se postupně zvýšily v rozsahu větším než u myší modelové skupiny a hladina MDA byla zeslabena COS způsobem závislým na dávce ( zejména ve skupině COS-H, p < 0,05 vs modelová skupina). Tyto výsledky naznačují, že léčba COS by mohla významně zlepšit aktivity SOD, CAT a GSH-Px a snížit hladinu MDA v játrech a ledvinách myší léčených D-gal.

Obrázek 5. Účinek COS na aktivity SOD, GSH-Px a CAT, stejně jako hladiny MDA v myších játrech (A) a ledvinách (B) způsobené D-gal. Data představují prostředky 土 SD (n=8). # p < 0.05 ve srovnání s normální skupinou;* p < 0,05 ve srovnání s modelovou skupinou. Normální: normální kontrolní skupina; skupina léčená ModelD-gal; VE: léčebná skupina D-gal plus VE; COS-L: D-gal plus COS (300 mg/kg/den léčebná skupina; COS-M: D-gal plus COS (600 mg/kg) léčebná skupina; COS-H: D-gal plus COS 1200 mg/kg) léčebná skupina.