Hypoglykemické a hypolipidemické účinky celkových glykosidů Cistanche Tubulosa

Kontakt: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,*

ABSTRAKTNÍ

Etnofarmakologický význam:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) je často předepisovanou součástí mnoha tradičních bylinných receptur, které se v Číně používají k léčbě cukrovky. V nedávných studiích byla potvrzena antidiabetická aktivita extraktů Cistanche tubulosa. Nebylo však hlášeno žádné systematické zkoumání celkových glykosidů Cistatnche tubulosa (TGCT).

Cíl studie:Cílem této studie bylo prozkoumat hypoglykemické a hypolipidemické účinky TGCT a potenciální mechanismy u diabetických potkanů ​​indukovaných dietou/streptozotocinem (STZ) a chemicky charakterizovat hlavní složky TGCT.

Materiály a metody:Hlavní složky TGCT byly charakterizovány pomocí HPLC/Q-TOF-MS a analytická kvantifikace byla provedena pomocí HPLC-DAD. Diabetické krysy typu 2 byly indukovány vysokotučnou dietou s vysokým obsahem sacharózy (HFSD) a jednou injekcí STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg a 200 mg/kg) nebo metformin (200 mg/kg) byly podávány perorálně po dobu 6 týdnů. Během experimentu byla sledována tělesná hmotnost a příjem kalorií. Byly testovány plazmatické glukózy nalačno (FPG), orální glukózový toleranční test (OGTT), plocha pod křivkou glukózy (AUC-G), glykosylovaný hemoglobin (HbA1c), inzulín nalačno, sérový C-peptid, obsah glykogenu a index inzulínové senzitivity . Byly testovány hladiny fosforylované protein kinázy B a fosforylované glykogen syntázy kinázy 3, aktivity hexokinázy a pyruvát kinázy. Mezitím byly měřeny změny profilů sérových lipidů, superoxiddismutázy, glutathionperoxidázy, malondialdehydu a zánětlivých faktorů. Histologické vyšetření pankreatu bylo také hodnoceno hematoxylinem-eosinem.

Výsledek:Naše šetření odhalilo přítomnost fenylethanoidových glykosidů (PhGs): echinakosid (500,19 ±11,52 mg/g), akteosid (19,13 ± 1,44 mg/g) a isoakteosid (141,82 ± 5,78 mg/g) v TGCT.g. Farmakologické testy ukázaly, že TGCT významně zvrátil STZ-indukovaný úbytek hmotnosti (11,1 procenta, 200 mg/kg); snížení FPG (56,4 procent, 200 mg/kg) a HbA1c (37,4 procent, 200 mg/kg); zlepšila OGTT, AUC-G a citlivost na inzulín; zvýšený obsah glykogenu (40,8 procent v játrech a 52,6 procent ve svalech, 200 mg/kg) a aktivity enzymů metabolizujících sacharidy; regulované změny lipidového profilu a aktivity antioxidačních enzymů; snížené sérové ​​markery oxidačního stresu a zánětu v závislosti na dávce (p <>

Závěry:Tato studie potvrdila, že TGCT byl účinným nutričním činidlem pro zmírnění hyperglykémie a hyperlipidémie u dietou/STZ-indukovaných diabetických potkanů, což lze z velké části připsat aktivitám TGCT na inhibici oxidačního stresu a zánětu.

Cistanche atribucek činnostem na zábranyoxidační stresazánět.

1. Úvod

Diabetes mellitus je považován za metabolické onemocnění, které je charakterizováno hyperglykémií v důsledku poruchy produkce inzulínu nebo/a inzulínové rezistence (IR) (American Diabetes Association, 2019). Chronická hyperglykémie je spojena s mnoha závažnými komplikacemi, jako je nefropatie, retinopatie, neuropatie a srdeční problémy (Ekoe, 2019). Počet diabetiků na celém světě v roce 2019 se odhaduje na 463 milionů (9,3 procenta), vzroste na 578 milionů (10,2 procenta) do roku 2030 a 700 milionů (10,9 procenta) do roku 2045 (Saeedi et al., 2019). Několik léků, jako je metformin (Met, zvyšující produkci jaterního glykogenu), inzulín (potlačující produkci glukózy a zvyšující využití glukózy) a sulfonylmočoviny (stimulující buňky pankreatických ostrůvků k sekreci inzulínu) jsou účinné při snižování glykémie. Nicméně mnoho nežádoucích nežádoucích reakcí (včetně nárůstu hmotnosti, hypoglykémie, IR a edému) omezilo jejich použití (Moller, 2001). Mnoho výzkumníků proto v posledních letech hledalo biologicky aktivní sloučeniny z tradičních rostlinných extraktů pro léčbu diabetu (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).

Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) je široce používán v tradiční čínské medicíně, která je často předepisována v tradičních recepturách pro léčbu nedostatku ledvin, ženské neplodnosti a diabetes mellitus (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). Nedávné studie uvádějí, že vodný extrakt z Cistanche tubulosa vykazoval hypoglykemické a hypolipidemické účinky u db/db myší s diabetes mellitus 2. typu (T2DM) (Xiong et al., 2013) a zlepšil hladiny glukózy v krvi, IR a peroxidaci lipidů u streptozotocinu (STZ)-nikotinamidem indukované diabetické krysy (Kong et al., 2018). Fenylethanoidové glykosidy (PhGs) jsou hlavními složkami Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014), která vykazuje různé biologické aktivity, jako je antioxidační (Xue et al., 2017) a protirakovinná (Fu et al., 2019). . Kromě toho PhG významně inhibovaly zvýšení postprandiálních hladin glukózy v krvi u myší naložených škrobem (Morikawa et al., 2014), potlačily na sodíku závislý kotransportér glukózy zprostředkovaný 1-vychytáváním glukózy ve střevních epiteliálních buňkách (Shimada et al., 2017) a inhibovala aktivitu aldosareduktázy v čočce potkana (Morikawa et al., 2019). Žádný předchozí výzkum však nezkoumal antihyperglykemickou aktivitu celkových glykosidů Cistanche tubulosa (TGCT).

V této studii byly antidiabetické vlastnosti TGCT hodnoceny u vysokotučné diety s vysokým obsahem sacharózy (HFSD) a diabetických potkanů ​​indukovaných STZ. Kromě toho byly také zkoumány antioxidační a protizánětlivé aktivity, aby bylo možné komplexně porozumět potenciálnímu mechanismu TGCT.

2. Materiály a metody

2.1. Chemikálie a činidla

STZ byl zakoupen od Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, USA). Met byl získán od Sino-American Shanghai Squibb Pharma. Soupravy ELISA inzulinu, C-peptidu byly dodány společností Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, Čína). Soupravy ELISA obsahující glukózu, glykosylovaný hemoglobin (HbA1c), celkový cholesterol (TC), triacylglycerol (TG), cholesterol lipoproteinů s nízkou hustotou (LDL-C), cholesterol lipoproteinů s vysokou hustotou (HDL-C), superoxiddismutázu (SOD) , glutathionperoxidáza (GSH-Px), malondialdehyd (MDA), tumor nekrotizující faktor- (TNF ), interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6) byly zakoupeny od Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . Soupravy ELISA fosforylované protein kinázy B (p-PKB) a fosforylované glykogensyntázy kinázy 3 (p-GSK3) byly získány od Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinakosid (čistota větší nebo rovna 98 procent) a akteosid (čistota větší nebo rovna 97 procentům) byly zakoupeny od National Institutes for Food and Drug Control. Isoakteosid (čistota větší nebo rovna 98 procentům) poskytla společnost Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.

cistanche blahodárný extraktový prášek

2.2. Rostlinné zdroje a příprava TGCT

Sušený sukulentní stonek Cistanche tubulosa byl zakoupen od Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, Čína) a identifikován Dr. Puyang Gongem z oddělení farmaceutické botaniky, Southwest Minzu University. Vzorek poukázky (č. 20161103) byl rozdrcen na prášek a uložen do herbáře společnosti Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Podle národního lékového standardu SFDA „Congrong Zonggan Jiaonang “ (YBZ07482005-2011Z), surová droga (1 kg) byla po máčení po dobu 1 hodiny třikrát extrahována vodou. Po filtraci byl filtrát zahuštěn za sníženého tlaku, k zahuštěnému roztoku byl přidáván alkohol, dokud koncentrace ethanolu nedosáhla 60 procent. Kapalný supernatant byl koncentrován tak, aby nebyla cítit alkohol, a poté byl čištěn makroporézní pryskyřicí. Nejprve byly postupně shromážděny eluenty vody a 40 procent ethanolu pro pozdější použití. Za druhé se do makroporézní pryskyřice znovu vstřikuje voda a eluuje se vodou. Vodní eluční činidlo bylo odstraněno. Za třetí, eluce 40% ethanolem a eluční činidlo byly shromážděny pro pozdější použití. Nakonec byly 40% ethanolové eluenty spojeny a zakoncentrovány na rotační odparce, poté byl roztok vysušen sušením rozprašováním. Bylo získáno asi 60 g hnědé energie (tj. TGCT). Čistota TGCT byla detekována podle standardu (YBZ07482005-2011}Z), která dosahuje až 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) a tři smíšené standardy (echinakosid: 131,3 ug, akteosid: 4,2 ug, isoakteosid: 39,4 ug) byly rozpuštěny v 1 ml methanolu:voda (50/50, obj./obj.) a poté přefiltrovány přes 0,45 ug μm membrány před injekcí.

2.3. Kvalitativní analýza TGCT pomocí HPLC/Q-TOF-MS

HPLC systém byl propojen s Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, USA) vybaveným elektrosprejovou ionizací. Analýza byla provedena na koloně Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Mobilní fáze byla složena ze směsi methanol-voda (obsahující 0,1 procenta H3PO4). Průtok byl 1,{38}} ml/min. Programy gradientové eluce byly shrnuty následovně: 0–20 min, 18 procent –28 procent A; 20–50 min, 28 procent –32 procent A; 50–60 min, 32 procent A; 60–70 minut, 32 procent – ​​50 procent. TOF-MS byla provedena v pozitivním i negativním iontovém módu nad m/z 100–3000 za následujících provozních parametrů: kapilární napětí 3500 V (ESI-) nebo 4000 V (ESI plus); sušící plyn, 10,0 l/min; teplota plynu, 350 ◦C; tlak nebulizátoru, 35 psi; napětí skimmeru, 65 V; fragmentové napětí, 135 V; OCTRFV, 750 V. Všechna data byla kontrolována pomocí Data Acquisition pro TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 a kvalitativní analýza Ver. B.03.01 (Agilent Technologies, USA).

2.4. Kvantitativní analýza TGCT pomocí HPLC-DAD

Separace byla provedena na koloně Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) během 50 minut (1,0 ml/min). Chromatografické podmínky pro HPLC-DAD byly stejné jako u kvalitativní analýzy. Objem nástřiku, teplota kolony a UV vlnová délka byly nastaveny na 5 μl, 30 ◦C a 330 nm.

2.5. Pokusná zvířata

Samci potkanů ​​SD, vážící 180 ± 20 g, byli zakoupeni z Laboratory Animal Center of Nanjing Qinglongshan [Certificate No. SCXK (SU) 2017-0001] a umístěni ve Animal Care Facility v Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Čína). Péče o zvířata a experimentální postupy byly schváleny Institutional Animal Care and Use Committee, Huzhou Institute for Food and Drug Control (schválení č. 19018) a byly prováděny v souladu s předpisy pro experimenty na zvířatech v Číně. Krysy byly udržovány při kontrolované teplotě (24 ± 2 °C) a vlhkosti (50 ± 10 procent) s 12hodinovým cyklem světla a tmy, aklimatizovány na životní podmínky po dobu 7 dnů normální laboratorní potravou a vodou ad libitum.

2.6. Vyvolání cukrovky

Krysy v normální kontrolní skupině (NC, n {{0}}) byly krmeny normální stravou, zatímco experimentální krysy byly krmeny HFSD (normální strava doplněná o 20 procent sacharózy, 10 procent sádla, 2,5 % % cholesterolu a 1 % cholátu, 3,95 kcal/g) po dobu 4 týdnů. Po 12 hodinách hladovění byla potkanům intraperitoneálně injikována jedna dávka STZ (30 mg/kg), která se bezprostředně před použitím rozpustila ve studeném citrátovém pufru (0,1 M, pH 4,5). 8. den injekce STZ byl odebrán vzorek krve z konce ocasu jednorázovou jehlou pro odběr krve a plazmatická glukóza nalačno (FPG) byla stanovena pomocí přenosného glukometru (LifeScan, Inc. UK). Potkani se symptomy polyurie, polydipsie a FPG většími nebo rovnými 11,1 mmol/l byli považováni za diabetické potkany a náhodně rozděleni do pěti skupin (n =10).

Skupina I: NC, přiváděná 0,5% sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMCNa, 10 ml/kg).

Skupina II: diabetická kontrola (DC), krmená 0,5 % CMC-Na (10 ml/kg).

Skupina III: TGCT-50, léčená TGCT (50 mg/kg).

Skupina Ⅳ: TGCT-100, léčená TGCT (100 mg/kg).

Skupina Ⅴ: TGCT-200, léčená TGCT (200 mg/kg).

Skupina Ⅵ: Met-200, léčená Met (200 mg/kg).

Dávky použité v této studii byly vybrány na základě čínského lékopisu (vydání 2015). Všem skupinám bylo podáváno orálně jednou denně a pokračovaly v přijímání příslušných diet po dobu dalších 6 týdnů.

Cistanche chrání játra.

2.7. Sledujte celkový stav krys

Stav srsti, výdej moči a přežití krys byly sledovány každý den. Během experimentu byla sledována tělesná hmotnost (BW) a příjem kalorií. FPG byla hodnocena v 0, 2., 4. a 6. týdnu po léčbě TGCT.

2.8. Orální glukózový toleranční test (OGTT)

OGTT byl proveden na krysách hladovějících přes noc v konečné fázi celé studie. Pouze 60 μl vzorků krve bylo odebráno kapilární pipetou z orbitálního sinu (0 h), poté podán TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg a 200 mg/kg) nebo Met (200 mg/kg). Vzorky krve byly odebírány 0,5 h, 1 h, 2 h po zatížení glukózou (2 g/kg). Před odběrem krve byly krysy několik minut anestetizovány isofluranem a poté okamžitě zatlačeny hemostatickou vatou, aby se zastavilo krvácení. Všechny experimenty byly prováděny s dobrou péčí, aby byly zajištěny dobré životní podmínky zvířat. Koncentrace glukózy v plazmě byly stanoveny glukózovou soupravou založenou na metodě glukózooxidázy peroxidázy. Plocha pod křivkou glukózy (AUC-G) byla vypočtena s odkazem na literaturu (Shao et al., 2013).

2.9. Stanovení inzulinu nalačno (FINS) a indexu inzulinové senzitivity (ISI)

V intervalu 1 den po OGTT byly všechny krysy v dobrém stavu bez jakýchkoli příznaků, jako je slepota a zánět. Poté byli anestetizováni pentobarbitalem sodným (40 mg/kg, ip) po 12 hodinách nalačno a vzorky krve byly odebrány z břišní aorty s heparinem a bez něj pro biochemické odhady. Sérum bylo odebráno ze vzorků krve (bez heparinu) centrifugací. FINS byl testován soupravou ELISA. FPG byla stanovena pomocí komerční soupravy založené na glukózoperoxidázové metodě. ISI byla vypočtena podle vzorce: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).

2.10. Odhad syntézy glykogenu v játrech a svalech

Jaterní a gastrocnemius svaly byly vyříznuty, opláchnuty, zváženy a skladovány při -70 ◦C. Glykogen v játrech a svalech byl měřen anthronovou metodou, jak bylo popsáno dříve (Ren et al., 2015). Obsah glykogenu byl vyjádřen jako mg/g vlhké hmotnosti tkáně. Aktivity hexokinázy (HK) a pyruvátkinázy (PK) v játrech byly stanoveny komerčně dostupnými soupravami podle pokynů výrobce.

2.11. Biochemická analýza

HbA1c v plné krvi (s heparinem) byl měřen diagnostickou soupravou. Sérový C-peptid, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 a IL-1 byly testovány pomocí komerčních souprav v souladu s pokyny výrobce.

2.12. Histologické hodnocení pankreatu

Tkáně slinivky břišní byly také vyříznuty, opláchnuty a fixovány v 10% neutrálním formalínu, poté dehydratovány v gradientu ethanolu (75 procent, 85 procent, 95 procent a 100 procent) a xylenu (100 procent). Po permeaci byly zality do parafínu a nařezány na 3 μm silné řezy rotačním mikrotomem. Tkáňové řezy byly barveny hematoxylinem-eosinem (H&E) pro vyšetření světelným mikroskopem (Chen et al., 2014).

2.13. Statistická analýza

Statistická analýza byla provedena pomocí softwaru SPSS verze 16.0. Data byla prezentována jako průměr ± SD. Statistická srovnání mezi skupinami byla provedena pomocí jednocestné ANOVA následované Tukeyho testem a hodnota p < 0,05="" byla="" brána="" jako="" statisticky="">

3. Výsledky

3.1. Fytochemická analýza TGCT

Byla provedena kvalitativní analýza a uvedena v doplňkových materiálech. Celkový iontový chromatogram v negativním iontovém módu byl ukázán na obr. S1. Data MS byla předběžně přiřazena porovnáním s daty v předchozí zprávě (Li et al., 2015) a shrnuta v tabulce S1. Analytické metody pro kvantifikaci markerů byly také validovány a stručně popsány v doplňkových materiálech. HPLC chromatogramy jsou uvedeny na obr. 1. Byly identifikovány tři hlavní složky (echinakosid, akteosid a isoakteosid) TGCT ve srovnání s referenčními látkami. Identifikace sloučenin a jejich koncentrace v TGCT jsou uvedeny v tabulce 1.

3.2. Účinky TGCT na BW a příjem kalorií

Jak je znázorněno na obr. 2A, krysy krmené HFSD vykazovaly po 4 týdnech zvýšení hmotnosti v průměru o 41 g ve srovnání se skupinou NC. STZ však evidentně snížila BW potkanů ​​ve srovnání se skupinou NC. Na rozdíl od toho se tělesná hmotnost ve skupinách TGCT (100 a 200 mg/kg) postupně a významně zvýšila (p < 0,05)="" o="" 8,1="" procenta="" a="" 11,1="" procenta="" v="" tomto="" pořadí="" ve="" srovnání="" se="" skupinou="" dc="" na="" konci="" období="" experimentu="" ,="" který="" ukázal,="" že="" tgct="" může="" zabránit="" nadměrnému="" úbytku="" hmotnosti="" za="" patologických="" podmínek.="" příjem="" kalorií="" u="" skupiny="" nc="" byl="" pozorovatelně="" nižší="" než="" u="" ostatních="" skupin="" a="" mezi="" ostatními="" pěti="" skupinami="" nebyl="" žádný="" významný="" rozdíl="" v="" příjmu="" kalorií="" (obr.="">

3.3. Účinky TGCT na FPG, OGTT a HbA1c

Diabetické krysy indukované STZ vykazovaly pozoruhodný nárůst FPG ve srovnání se skupinou NC (p < 0.01),="" jak="" je="" znázorněno="" na="" obr.="" 3a.="" perorální="" podání="" tgct="" prokázalo="" hypoglykemický="" účinek="" v="" závislosti="" na="" čase="" a="" dávce.="" tgct="" (10}0="" a="" 200="" mg/kg)="" významně="" snížilo="" hladiny="" fpg="" ve="" 4.="" (22,1="" procenta="" a="" 24,8="" procenta)="" a="" 6.="" (23,2="" procent="" a="" 56,4="" procenta)="" týdnu="" ve="" srovnání="" se="" skupinou="" dc.="" jak="" je="" znázorněno="" na="" obr.="" 3b="" a="" c,="" tgct="" (100="" mg/kg="" a="" 200="" mg/kg)="" zjevně="" snížil="" glykémii="" o="" 16,1="" procenta="" a="" 22,2="" procenta="" za="" 0,5="" hodiny="" a="" snížil="" o="" 17,2="" procenta="" a="" 26,5="" procenta="" za="" 1="" hodinu,="" a="" auc="" -g="" skupin="" tgct="" byly="" také="" sníženy="" o="" 8,1="" procenta,="" 18,5="" procenta="" a="" 25,4="" procenta.="" jak="" je="" znázorněno="" na="" obr.="" 3d,="" došlo="" k="" významnému="" zvýšení="" hba1c="" (93,3="" procenta)="" ve="" srovnání="" se="" skupinou="" nc,="" zatímco="" perorální="" podávání="" tgct="" (100="" mg/kg="" a="" 200="" mg/kg)="" diabetickým="" potkanům="" se="" pozoruhodně="" snížilo="" (p="">< 0,05).="" hba1c="" (26,7="" procenta,="" respektive="" 37,4="" procenta)="" ve="" srovnání="" se="" skupinou="">

Obr. 1. HPLC spektrum TGCT a chemické struktury hlavních sloučenin v TGCT.

3.4. Obsah glykogenu v játrech a svalech

Jak je ukázáno na obr. 4A a B, hladiny glykogenu byly významně sníženy u diabetických potkanů. Když byly diabetickým potkanům podávány různé koncentrace TGCT po dobu 6 týdnů, jaterní glykogen ve skupinách TGCT (100 mg/kg a 200 mg/kg) byl vyšší (25,2 procenta a 40,8 procenta) než ty ve skupině DC (p < 0,05,="" obr.="" 4a).="" podobný="" účinek="" byl="" prokázán="" ve="" svalu,="" že="" glykogen="" ve="" skupinách="" tgct="" (100="" mg/kg="" a="" 200="" mg/kg)="" byl="" vyšší="" (40,7="" procent="" a="" 52,6="" procent)="" než="" u="" skupiny="" dc="" (p="">< 0,05,="" obr.="">

3.5. Účinky TGCT na sérový inzulín, C-peptid a 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), i když inzulin a C-peptid ve skupinách léčených TGCT byly mírně vyšší než ve skupině DC. Mezitím jsme vypočítali ISI na obr. 4C. Na rozdíl od sekrece inzulínu byly ISI zvýšeny o 32,9 procent a 37,8 procent pomocí TGCT (100 mg/kg a 200 mg/kg) ve srovnání se skupinou DC (p <>

Tabulka 1 Obsahy fytochemických markerů TGCT.

3.6. Histopatologické vyšetření slinivky břišní

Za účelem ověření vlivu TGCT na regeneraci v pankreatických ostrůvcích byla provedena histologická analýza pankreatu. Na obr. 5A byla ve skupině NC pozorována normální histologická struktura a velké ostrůvky. Naproti tomu injekce STZ vedla ke snížení počtu a průměru ostrůvků s výraznými mikrovezikulárními změnami (obr. 5B). Jak TGCT, tak Met významně zvýšily počet a velikost ostrůvků pomocí bodovací analýzy (obr. 5C–F).

3.7. Účinky TGCT na p-PKB, p-GSK3, HK a PK

V tabulce 2 bylo zjištěno, že hladiny fosforylace PKB a GSK3 jsou významně (p < 0.{{10}}5)="" sníženy="" u="" diabetických="" potkanů.="" tgct="" (100="" mg/kg="" a="" 200="" mg/kg)="" pozoruhodně="" zvýšilo="" koncentrace="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" procenta="" ,="" p="">< 0,05="" a="" tgct-200:="" 16,7="" procenta,="" p="">< 0,05)="" a="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" procenta,="" p="">< 0,01).="" podobné="" účinky="" tgct="" na="" hk="" a="" pk="" byly="" také="" pozorovány.="" skupiny="" tgct="" zvýšily="" aktivity="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" procenta,="" p="">< 0,05="" a="" tgct-200:="" 59,1="" procenta,="" p="">< 0,01)="" a="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" procenta,="" p="">< 0,05)="" než="" ve="" skupině="">

Obr. 2. Účinky TGCT na tělesnou hmotnost (A) a příjem kalorií (B) u STZ-indukovaných diabetických potkanů.

3.8. Účinky TGCT na dyslipidémii

Jak je uvedeno v tabulce 3, u potkanů ​​léčených TGCT (100 mg/kg a 200 mg/kg) došlo k výraznému zlepšení lipidových abnormalit. TG byly sníženy o 19,8 procenta (p < 0,05)="" a="" 25,9="" procenta="" (p="">< 0,01);="" tc="" byly="" sníženy="" o="" 28,5="" procenta="" a="" 31,4="" procenta="" (p="">< 0,05);="" ldl-c="" byly="" sníženy="" o="" 20,0="" procenta="">< 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. Účinky TGCT na oxidační stres a zánět

Ve světle důležitých rolí oxidačního stresu a zánětu v patofyziologii diabetu jsme hodnotili schopnost TGCT na oxidační stres a zánět u diabetických potkanů. TGCT (100 a 200 mg/kg) účinně vzrostlo (14,7 procenta, p < 0,05="" a="" 20,5="" procenta,="">< 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. Diskuze

Diabetes je progresivní a chronická metabolická porucha, která je charakterizována především hyperglykémií. V současné době je FPG specifickým měřítkem koncentrace glukózy v krvi, OGTT je citlivým detekčním kritériem časných abnormalit v likvidaci glukózy, zatímco HbA1c je široce používán jako zlatý standardní index pro kontrolu glykémie, který odráží průměrnou hladinu glukózy za 120 dní před testem ( Nagy a kol., 2018; Gan a kol., 2018). FPG, OGTT a HbA1c se klinicky používají pro diagnostiku a léčbu prediabetu a diabetu (Chai et al., 2017). V naší studii je zřejmé, že FPG diabetických potkanů ​​léčených TGCT (100 mg/kg a 200 mg/kg) byla významně snížena ve srovnání se skupinou DC. Jak jsou data ukázaná v OGTT a AUC-G, zhoršená glukózová tolerance a rychlost absorpce glukózy byly zvráceny pomocí TGCT u diabetických potkanů. Mezitím byl výsledek podpořen také měřením obsahu HbA1c. Tato data ukázala, že TGCT zlepšil fyziologické indexy diabetických potkanů ​​regulací homeostázy krevní glukózy.

Obr. 3. Změna FPG u diabetických potkanů ​​během podávání TGCT po dobu 6 týdnů.

Zásadní roli ve vzniku hyperglykémie hraje narušená sekrece inzulínu a IR. Cílení na kterýkoli z nich je vhodné pro zlepšení kontroly glykémie a prevenci T2DM (Szoke a Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Několik typů výzkumu uvádí, že kombinace diety s vysokým obsahem tuků a nízkých dávek STZ je účinným prostředkem k vyvolání T2DM v experimentech na zvířatech. Nízká dávka STZ způsobuje mírné narušení sekrece inzulínu, které se více podobá pozdějším stádiím T2DM (Gheibi et al., 2017). V této studii TGCT ani významně nezvýšil sekreci inzulínu, ani neobnovil ostrůvek pankreatu diabetických potkanů, i když inzulín a počet ostrůvků ve skupinách léčených TGCT byly vyšší než ve skupině DC. Tato zjištění jsou v souladu s předchozí studií u db/db myší (Xiong et al., 2013). Naše výsledky ukázaly významný nárůst hmotnosti u diabetických potkanů ​​léčených TGCT, což lze vysvětlit mírným zvýšením inzulínu, který může inhibovat katabolismus proteinů ve svalové tkáni (Adams et al., 2019). Kromě toho výsledek ISI ukázal, že TGCT zjevně zlepšilo IR diabetických potkanů, což je v souladu s předchozí zprávou (Kong et al., 2018), která poskytla nový důkaz, pokud jde o potenciální mechanismus na antidiabetický účinek TGCT.

Jak všichni víme, dráha PKB/GSK3 je jednou z nejkritičtějších inzulínových signálních drah, bylo navrženo, aby zprostředkovávala inzulínem indukovanou syntézu glykogenu (Zheng et al., 2015). HK a PK působí jako potenciální lékové cíle ve farmakologické léčbě diabetu. Snížené aktivity HK a PK byly potvrzeny u IR, zatímco aktivace HK a PK způsobují větší zásoby glykogenu nebo glykolýzu produkující plnější energii využitím glukózy v krvi (Hu et al., 2014). V této studii léčba TGCT současně zvýšila expresi fosforylovaných proteinů PKB a GSK3, vedla k významnému zvratu v aktivitách HK a PK a výrazně obnovila obsah glykogenu v játrech a svalech, když se snížila hladina glukózy v krvi. Tyto výsledky ukázaly, že TGCT aktivoval klíčové enzymy inzulínové signální dráhy a dále poskytly důkaz, že citlivost na inzulín byla u diabetických potkanů ​​skutečně zlepšena.

Tabulka 2 Účinky TGCT na sekreci inzulínu a enzymy metabolizující sacharidy u diabetických potkanů.

Dlouhodobý diabetes také přispívá ke zvýšení LDL-C a snížení hladin HDL-C, které způsobují dysregulaci lipidů (Jayashankar et al., 2016), a dyslipidémie je zavedeným markerem endoteliální dysfunkce a kardiovaskulárního rizika u diabetu (Shahwan et al., 2019). V naší studii TGCT (200 mg/kg) výrazně snížil hladiny TC, TG a LDL-C a zvýšil hladinu HDL-C u diabetických potkanů, což je v souladu s předchozími zprávami, že Cistanche tubulosa účinně reguluje lipidy. metabolismus u myší (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Tato zjištění ukázala, že TGCT může být prospěšnější pro diabetika s abnormalitami krevních lipidů.

STZ je širokospektrální antibiotikum, které má vysoký selektivní toxický účinek na buňky pankreatických ostrůvků v důsledku nárůstu superoxidového radikálu a následně špatné kontroly glykémie (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020 ). Mezitím je oxidativní stres také důležitou příčinou IR v mnoha prostředích (Taniguchi et al., 2006). IR a diabetes jsou spojeny se sníženou aktivitou antioxidačních enzymů, jako je SOD a GSH-Px (Styskal et al., 2012). Předchozí studie naznačovaly, že potlačení oxidačního stresu dokázalo snížit hladinu glukózy v krvi u diabetických potkanů ​​(Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). V této studii léčba TGCT významně obnovila buněčné obranné funkce SOD a GSH-Px a snížila hladiny MDA u diabetických potkanů, což ukázalo, že TGCT má antioxidační vlastnosti.

Hlavními složkami v TGCT jsou PhGs a celkový obsah echinakosidu, akteosidu a isoakteosidu je více než 661 mg/g. U rostlin, které mají vysoké antioxidační složky, jako jsou PhGs, bylo obecně prokázáno, že mají hypoglykemické účinky (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Proto jsme spekulovali, že antidiabetický účinek TGCT by mohl být částečně připsán antioxidační aktivitě PhGs. S ohledem na obsah echinakosidu v TGCT jsou nutné další studie ke zkoumání účinků echinakosidu na IR a diabetes na modelech in vivo a in vitro.

Je všeobecně známo, že diabetes mellitus je zánětlivé onemocnění. Zánětlivé cytokiny jako TNF-, IL-6 a IL-1 mohou interferovat se signální dráhou inzulínového receptoru a dále vedou k IR (Bastard et al., 2006). Zánět se zdá být životaschopným lékovým cílem při léčbě IR a rozšířeného diabetu (Chen et al., 2015). V současné studii může TGCT snížit hladinu TNF-, IL-6 a IL-1, což prokázaloprotizánětlivý účinek. To může být další antidiabetický mechanismus TGCT u diabetických potkanů.

Hromadné důkazy ukazují, že přetrvávající vysoká hladina glukózy v krvi vede k abnormalitám ve struktuře a funkci cirkulujících proteinů a lipidů, což vede ke glykooxidaci a peroxidaci a pak podporuje produkci zánětlivých cytokinů. Podobně zvýšené zánětlivé cytokiny vedou k produkci reaktivních forem kyslíku a dalších reaktivních skupin, což podporuje oxidační stres a oxidační poškození. Výsledkem je začarovaný kruh (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Snížení hladiny glukózy a lipidů v krvi proto může přispět k antioxidačním a protizánětlivým účinkům TGCT. Do určité míry není přesný antidiabetický mechanismus zcela jasný a vyžaduje další zkoumání.

5. Závěr

V souhrnu tato studie ukázala, že TGCT byl účinným činidlem pro léčbu hyperglykémie a hyperlipidémie u dietou/STZ-indukovaných diabetických potkanů. Kromě toho může antidiabetický účinek do značné míry souviset s antioxidačními a protizánětlivými vlastnostmi TGCT. Tato studie by navrhla možnost zavedení TGCT v léčbě diabetu. Podrobný antidiabetický mechanismus TGCT však zůstává nejistý a jsou nezbytné další studie in vivo a in vitro.

Cistanche byl účinným prostředkem pro léčbuhyperglykémieahyperlipidemie.

Pro více informací klikněte sem.