ČÁST 1 Antidiabetické a antioxidační účinky akteosidu z čeledi Jacaranda Mimosifolia Biognoniaceae u diabetu u potkanů ​​vyvolaného streptozotocinem-nikotinamidem

Jak se projevují proticukrové a antioxidační účinky glykosidů Verbascum?

Salma A. El-Marasy1, Siham M. El-Shenawy1, Fatma A. Moharram2, Nagla A. El-Sherbeeny3* 1 Ústav farmakologie, Národní výzkumné centrum, Gíza, Egypt; 2 Katedra farmakognózie, Farmaceutická fakulta, Univerzita Helwan, Helwan, Egypt; 3 Ústav klinické farmakologie, Lékařská fakulta, Univerzita Suezského průplavu, Ismailia, Egypt

Abstraktní

POZADÍ: Akteosidje fenylethanoidová sloučenina izolovaná zJacaranda mimosifolia D. Don odchází s potenciálním antidiabetickým účinkem.

CÍLE:Tato studie byla navržena tak, aby prozkoumala antidiabetické a antioxidační účinkyakteosidu diabetu 2. typu u potkanů ​​indukovaného streptozotocinem-nikotinamidem (STZ-NA).

METODY:Diabetes byl indukován intraperitoneální (ip) injekcí jedné dávky STZ (52,5 mg/kg), 15 minut po ip podání NA (25 mg/kg). Krysy byly rozděleny do šesti skupin; Skupina I: Skupina normálních potkanů ​​dostávala vehikulum, skupina II: kontrolní skupina s diabetem a skupiny III-IV: Skupiny potkanů ​​s diabetem byly léčeny buď perorálním podáním.akteosid(10, 20 a 40 mg/kg) nebo pioglitazon (30 mg/kg) po dobu 21 po sobě jdoucích dnů. Biochemické parametry byly hodnoceny v homogenátech séra a jater. Bylo také provedeno histopatologické vyšetření jaterních řezů.

VÝSLEDEK:Akteosidléčení potkani vykazovali významně nižší hladiny glukózy v krvi, glykosylovaného hemoglobinu, celkového cholesterolu, triglyceridů a zvýšený sérový inzulín ve srovnání s kontrolními diabetickými potkany. dáleakteosidléčení potkani ve srovnání s diabetickou kontrolou prokázali významně snížený malondialdehyd, zvýšený snížený obsah glutathionu v játrech a zmírněné patologické změny v játrech. Tyto účinky byly srovnatelné s účinky způsobenými standardním antidiabetikem, pioglitazonem.In vitro, akteosidvychytaný stabilní volný radikál 1,1-difenyl-2-pikrylhydrazyl.

ZÁVĚR:Akteosidby mohl být považován za potenciální terapeutické činidlo pro diabetes mellitus 2. typu. Doporučuje se však studium dalších mechanismů, které jsou základem jeho antidiabetického účinku.

Pro více informací prosím kontaktujte:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola má mnoho účinků, klikněte sem a dozvíte se více

Úvod

Diabetes mellitus je chronické metabolické onemocnění, které postihuje asi 450 milionů dospělých na celém světě. Očekává se, že počet dosáhne 629 milionů do roku 2045 [1]. Onemocnění je charakterizováno hyperglykémií vyvolanou sníženým výdejem inzulínu z pankreatických beta buněk a/nebo rezistencí tkání vůči působení inzulínu. Diabetes 2. typu se vyskytuje v 90–95 procentech všech případů diabetu. Diabetes je spojen s vysokým rizikem makrovaskulárních a mikrovaskulárních (nefropatie, neuropatie a retinopatie) komplikací [2]. Základem léčby diabetu je úprava životního stylu, farmakologická léčba a pečlivé sledování. Dosažení cílové glykemické kontroly pomáhá předcházet nebo alespoň oddálit komplikace diabetu [3]. Navzdory výhodám současných antidiabetik má každá třída nežádoucí nežádoucí účinky. Hledání nových způsobů léčby diabetu 2. typu je proto oprávněné. Nové léky by měly být účinné s minimálními nežádoucími účinky a za dostupnou cenu. Diabetičtí pacienti používají přírodní léky, o kterých se předpokládá, že zlepšují kontrolu glykémie, zejména v oblastech, kde náklady na léky představují skutečnou výzvu [4]. Rod Jacaranda (Bignoniaceae) se vyskytuje především v tropických a subtropických zeměpisných oblastech. Jacaranda mimosifolia pochází z Brazílie, ale také se pěstuje jako okrasný strom v Egyptě. Akteosid (verbaskosid) byl izolován z listů J. mimosifolia [5]. V předchozích studiích byla popsána řada slibných aktivit akteosidu, včetně protizánětlivých [6], [7], hepatoprotektivních [8], antioxidačních [9], antineoplastických [10] a neuroprotektivních účinků [11]. Předchozí zprávy prokázaly potenciální antihyperglykemický účinek akteosidu. Akteosid například bránil glykaci proteinů in vitro, což je aktivita, která koreluje s antidiabetiky [12]. Navíc rostlinné extrakty obsahující akteosid vykazovaly antihyperglykemické účinky u experimentálního diabetu 2. typu [13]. Kromě toho bylo ve studii Morikawy et al. uvedeno přímější testování potenciálního hypoglykemického účinku akteosidu. [14]; po 2 týdnech denního orálního akteosidu podávaného současně se škrobovou zátěží u myší se glukózová tolerance zlepšila bez významné změny hmotnosti. Antidiabetický účinek akteosidu však nebyl dosud prozkoumán na experimentálních modelech diabetu. Tato práce si proto klade za cíl prozkoumat antidiabetické a antioxidační účinky akteosidu na potkaním modelu diabetu 2. typu indukovaného streptozotocinem-nikotinamidem (STZ-NA).

akteosidv cistanche můžeproti stárnutí

Materiály a metody

Zvířata

V současné studii byli použiti samci bílých potkanů ​​kmene Wistar (hmotnost 180–210 g). Krysy byly zakoupeny ze zařízení Animal House Facility Národního výzkumného centra (Káhira, Egypt). Zvířata byla chována ve standardizovaných podmínkách a před zahájením experimentu byla ponechána aklimatizovat se po dobu 7 dnů v laboratoři. Potkani měli volný přístup ke standardním potravinovým peletám a vodě ad libitum. Experimentální protokol a všechny postupy na zvířatech byly schváleny Etickou komisí Národního výzkumného centra v Egyptě (číslo schválení: 18/042). Pokyny komise jsou v souladu s příručkou National Institutes of Health pro péči a použití laboratorních zvířat.

Materiály

STZ byl získán od Sigma-Aldrich (Missouri, USA), NA od Bayer Schering Pharma (Švýcarsko, Evropa) a Pioglitazone od Amoun Pharmaceutical Industries Co., (Káhira, Egypt). Čistý vzorek akteosidu poskytl čtvrtý autor. Izolace akteosidu z listů J. mimosifolia byla provedena, jak již dříve uvedli Moharram a Marzouk [5]. Všechny ostatní chemikálie a činidla byly analytické čistoty.

Indukce diabetu

Po 12 hodinách hladovění byl u potkanů ​​indukován diabetes jednou intraperitoneální dávkou STZ (52,5 mg/kg) rozpuštěnou v 0,1 mol/l citrátovém pufru (pH 4,5) [15]. STZ byl podán 15 minut po intraperitoneální injekci NA (25 mg/kg) [16]. Následujících 24 hodin po injekci STZ byl krysám podán 5% roztok glukózy, aby se překonalo riziko smrti, které může vyplynout z hypoglykemického šoku. Po 48 hodinách injekce STZ byly stanoveny hladiny glukózy v krvi ve vzorcích krve odebraných z ocasní žíly pomocí přenosného glukometru. Potkani byli považováni za diabetiky pouze v případě, že hladina glukózy v krvi nalačno byla vyšší nebo rovna 250 mg/dl.

Experimentální design

Po zvážení byly krysy náhodně rozděleny do šesti skupin (šest krys na skupinu): Skupina I: Sloužila jako normální kontrola (podávána pouze destilovaná voda); Skupina II: Diabetická kontrolní skupina; Skupiny III-V: Diabetičtí potkani léčení orálním akteosidem po dobu 3 týdnů (10, 20 a 40 mg/kg), v daném pořadí; a Skupina IV: Diabetičtí potkani léčení perorálním pioglitazonem (30 mg/kg) po dobu 3 týdnů. Vehikulum bylo podáváno normálním a diabetickým kontrolním krysám. Léčba akteosidy nebo pioglitazonem byla zahájena po potvrzení hyperglykémie, 48 hodin po injekci STZ. Dávky akteosidu a pioglitazonu byly vybrány podle dříve publikovaných dat Liu et al. [17] a Vidal et al. [18], resp.

Změny tělesné hmotnosti Počáteční tělesná hmotnost

byla stanovena zvážením každé krysy před začátkem experimentu. Kromě toho byla konečná tělesná hmotnost každého potkana odhadnuta 24 hodin po poslední dávce podání buď vehikula nebo léčby podle plánu studie. Procentuální změna tělesné hmotnosti byla vypočtena následovně:

Biochemická analýza

Hladina glukózy

Hladina glukózy (mg/dl) byla měřena kolorimetricky pomocí souprav zakoupených od (Biodiagnostic, Egypt) na základě metody Trindera [19].

Hladina inzulínu v séru

Hladina inzulinu v séru (uIU/ml) byla měřena pomocí soupravy enzym-linked immunosorbent kit Rat Insulin (INS) ELISA (Cusabio Biotech Co., Ltd., Hubei, Čína) podle protokolu výrobce. Hladina glykosylovaného hemoglobinu (HbA1c) Hladina glykosylovaného Hb (ng/ml) byla odhadnuta pomocí (Rat [HbA1c] ELISA) zakoupené od Glory Science, podle protokolu výrobce. Hladiny triglyceridů v séru a celkového cholesterolu Hladina triglyceridů (mg/dl) a hladina celkového cholesterolu (mg/dl) byly stanoveny pomocí enzymatických metod. Diagnostické soupravy od Biodiagnostic, Egypt, byly použity podle metody Fossati a Prencipe [20].

Příprava tkáňového homogenátu

ledově studený 0,1 M fosfátový pufr (pH 7,4). Poté byl homogenát odstřeďován při 4000 otáčkách za minutu po dobu 5 minut v chladicí odstředivce (2k15; Sigma/Laborzentrifugen). Supernatant byl poté použit pro stanovení obsahu malondialdehydu (MDA) a redukovaného glutathionu (GSH) v játrech. Všechny krysy byly usmrceny dekapitací v anestezii a poté jim byla odebrána játra. Část z jater byla homogenizována v (20 procent w/v)

Obsah peroxidu lipidů v játrech

Obsah MDA v játrech (nanomoly/gram jaterní tkáně) byl stanoven kolorimetricky, jak popsal Satoh [21] pomocí diagnostické soupravy zakoupené od BioDiagnostic Co., Egypt.

Obsah GSH v játrech

Snížený obsah GSH v játrech (mmol/g jaterní tkáně) byl odhadnut kolorimetrickou metodou podle Beutlera et al. [22] pomocí soupravy zakoupené od BioDiagnostic Co., Egypt

Hodnocení antioxidačního účinku (in vitro)

1,1-difenyl-2-pikrylhydrazyl (DPPH) aktivita vychytávání radikálů byla stanovena podle metody popsané Peiwu et al. [23]. Pokud je sloučenina antioxidantem, který může darovat vodík, bude reagovat s DPPH. Reakce vyvolá barevnou změnu DPPH z tmavě fialové na žlutou. Tato změna barvy byla měřena pomocí spektrofotometru při 517 nm. Kyselina askorbová v koncentraci 0,1 M byla standardem [24]. Aktivita vychytávání radikálů DPPH byla vypočtena podle rovnice: Aktivita vychytávání radikálů v procentech=(Ac-At)/ Acx100 (1) Kde Ac a At jsou absorbance kontroly (DPPH) a akteosidu, v daném pořadí.

Histopatologické vyšetření

Z krys byly odebrány jaterní tkáně a fixovány v 10% formaldehydu po dobu 24 hodin. Poté byly tkáně zpracovány za účelem získání 4 um řezů zalitých v parafinu. Tkáňové řezy byly obarveny hematoxylinem a eosinem a vyšetřeny pomocí světelného mikroskopu [25].

Statistická analýza

Výsledky jsou vyjádřeny jako průměr ± SEM pro šest krys na skupinu. Srovnání mezi více než dvěma skupinami bylo provedeno pomocí jednocestné ANOVA následované Tukeyovým testem vícenásobného srovnání. Všechny analýzy byly provedeny pomocí statistického balíčku GraphPad Prism 6.0 pro Windows (GraphPad, San Diego, Kalifornie). Statistická významnost byla stanovena na p <>

cistanchefunkce:akteosidumětproti stárnutí

Výsledek

Účinek akteosidu na tělesnou hmotnost

Obrázek 1 ukazuje, že diabetes vyvolaný jednou ip dávkou STZ (52,5 mg/kg) 15 minut po ip injekci NA (25 mg/kg) vedl k významnému úbytku tělesné hmotnosti procenta tělesné hmotnosti o 11.{101} {6}} ± 1,32 po 3 týdnech indukce diabetu. Mezitím normální krysy vykazovaly významný přírůstek v procentech tělesné hmotnosti o 22,74 ± 1,85. Akteosid byl podáván perorálně diabetickým potkanům v dávkách 10, 20 a 40 mg/kg po dobu 21 po sobě jdoucích dnů, což vedlo k významnému nárůstu procenta tělesné hmotnosti o 19,05 ± 1,14, 16,92 ± 1.00 a 22,98 ± 1,21, resp. Podobně pioglitazon podávaný perorálně v dávce 30 mg/kg vykázal významný nárůst procenta tělesné hmotnosti o 25,59 ± 2,13.

Účinek akteosidu na hladinu glukózy v krvi, hladiny inzulínu a HbA1c

Jak je ukázáno v tabulce 1, diabetici potkani vykazovali významné zvýšení hladiny glukózy v krvi na úroveň 318,70 ± 13,8 mg/dl, zatímco průměrná hladina normálních potkanů ​​byla 81,51 ± 4,15 mg/dl. Třítýdenní perorální léčba akteosidem (10, 20 a 4{{40}} mg/kg) způsobila významné snížení hladiny glukózy v krvi na 111,3{{5 0}} ± 0,61, 74,88 ± 3,23 a 75,15 ± 8,45 mg/dl, v tomto pořadí, oproti kontrolní hodnotě. Kromě toho pioglitazon (30 mg/kg) snížil hladinu glukózy v krvi na 103.00 ± 3,12 mg/dl oproti kontrolní hodnotě diabetických potkanů. Pokud jde o hladiny inzulínu v séru, kontrolní diabetické krysy vykazovaly významně sníženou hladinu inzulinu v séru 1,25 ± 0,07 µIU/ml, zatímco normální krysy 5,32 ± 0,27 µIU/ml. Perorální léčba akteosidem (10 mg/kg) vedla k významnému zvýšení hladiny inzulínu v séru na 3,23 ± 0,06 µIU/ml oproti kontrolním diabetickým a normálním skupinám. Akteosid v dávce 20 mg/kg obnovil hladinu inzulínu v séru na 5,38 ± 0,21 µIU/ml oproti kontrolní hodnotě diabetických potkanů. Perorální léčba akteosidem 40 mg/kg významně zvýšila hladinu inzulinu v séru na 6,80 ± 0,20 µIU/ml oproti kontrolním diabetickým a normálním hodnotám. Léčba pioglitazonem vedla k významnému zvýšení hladiny inzulinu v séru na 8.00 ± 0,16 µIU/ml oproti kontrolním diabetickým a normálním hodnotám (tabulka 1). Jak je znázorněno v tabulce 1, kontrolní diabetické krysy měly významně zvýšenou hladinu HbA1c 40,30 ± 3,39 ng/ml ve srovnání se středními normálními hodnotami 3,36 ± 0,21 ng/ml. Akteosid v dávkách 10 a 20 mg/kg vykázal významné zvýšení hladin HbA1c na 24,12 ± 1,88 ng/ml a 16,72 ± 1,06 ng/ml, v tomto pořadí, oproti hodnotám kontrolních diabetických potkanů ​​a normálních potkanů. Akteosid (40 mg/kg) významně snížil hladinu HbA1c na 10,18 ± 0,92 ng/ml oproti kontrolním diabetickým potkanům. Podobně pioglitazon významně snížil hladinu HbA1c na 6,42 ± 0,29 ng/ml oproti hodnotám kontrolních diabetických potkanů.

Účinek akteosidu na hladinu celkového cholesterolu a triglyceridů

Účinek akteosidu na celkový cholesterol a triglyceridy je uveden v tabulce 2. Kontrolní diabetické krysy vykazovaly významné zvýšení celkového cholesterolu o 139,35 ± 4,28 mg/dl ve srovnání s normálními hodnotami 94,38 ± 2,38 mg/dl. Perorální léčba akteosidem (10, 20 a 40 mg/kg) významně snížila hladinu celkového cholesterolu na 96,24 ± 1,08, 90,62 ± 1,60 a 95,14 ± 4,65 mg/dl, v tomto pořadí, oproti hodnotám kontrolních diabetických potkanů. Stejným způsobem pioglitazon (30 mg/kg) obnovil hladinu celkového cholesterolu na 96,80 ± 4,17 mg/dl oproti kontrolní hodnotě diabetických potkanů. Pokud jde o hladiny triglyceridů, kontrolní diabetické krysy vykazovaly významné zvýšení hladiny triglyceridů na 153,90 ± 3,33 mg/dl ve srovnání s normálními hodnotami 107,80 ± 2.00 mg/dl. Perorální léčba akteosidem (10, 20 a 40 mg/kg) obnovila hladinu celkového cholesterolu na 118,59 ± 6,46, 100,27 ± 4,19 a 91,89 ± 3,20 mg/dl oproti kontrolní hodnotě diabetických potkanů. Kromě toho pioglitazon obnovil hladinu triglyceridů na 108,98 ± 9,14 mg/dl oproti hodnotám kontrolních diabetických potkanů.

Účinek akteosidu na MDA a GSH v játrech

Výsledky zobrazené na obrázku 2a ukazují, že kontrolní diabetické krysy významně zvýšily jaterní obsah MDA na 65,27 ± 2,63 nmol/g ve srovnání s normálními krysami na 38,94 ± 1,57 nmol/g. Orální léčba akteosidem (10, 20 a 40 mg/kg) obnovila obsah MDA v játrech na 32,63 ± 2,14, 36,14 ± 2,75 a 39,40 ± 1,14 nmol/g, v daném pořadí, oproti hodnotám kontrolních diabetických potkanů.

Podobně pioglitazon (30 mg/kg) obnovil obsah MDA v játrech na 39,30 ± 3,49 nmol/g oproti hodnotě kontrolních diabetických potkanů. Pokud jde o obsah jaterního GSH, kontrolní diabetické krysy významně snížily obsah jaterního GSH na 6,61 ± 0,17 mmol/g, zatímco normální hodnoty 8,69 ± 0,16 mmol/g. Akteosid (10, 20 a 40 mg/kg) významně zvýšil obsah jaterního GSH na 8,99 ± 0,37, 8,30 ± 0,21 a 8,56 ± 0,39 mmol/g oproti hodnotám kontrolních diabetických potkanů . Kromě toho perorální léčba pioglitazonem (30 mg/kg) obnovila jaterní GSH na hodnotu 9.00 ± 0,30 mmol/g oproti hodnotě kontrolních diabetických potkanů ​​(obrázek 2b).

Antioxidační aktivita akteosidu in vitro

Antioxidační aktivita akteosidu proti kyselině askorbové in vitro (koncentrace 0,1 M), za použití metody vychytávání radikálů DPPH, je znázorněna na obrázku 3. Po reakční době 5 minut byly zjištěny různé koncentrace akteosidu (200, 150, 100 a 50 mg/ml) vykazovaly maximální reakční rychlosti 74,4, 74, 73 a 72,3 procent, v daném pořadí. Stejným způsobem byla reakční rychlost kyseliny L-askorbové 82,5 procenta.

akteosidvcistanchemají mnoho funkcí

Účinek akteosidu na histopatologické vyšetření jater

U normálních potkanů ​​nebyly nalezeny žádné histopatologické změny. U normální skupiny byla zaznamenána normální histologická struktura centrální žíly a okolních hepatocytů v parenchymu (obrázek 4a). Patologické změny, které byly zaznamenány v játrech kontrolních diabetických potkanů, byly závažná dilatace a kongesce centrální a portální žíly spojené s proliferací kolagenu a infiltrací malého počtu zánětlivých buněk v periduktální tkáni obklopující hyperplastické žlučovody v oblasti portálu (obrázek 4b a c ). Apoptóza byla detekována v několika hepatocytech spojených s proliferací difuzních buněk (obrázek 4d). Potkani, kteří byli orálně léčeni akteosidem (10, 20 a 40 mg/kg), v tomto pořadí, vykazovali výrazné snížení výše uvedených histopatologických lézí (obrázky 4e, f a 5a-d), které byly pozorovány v kontrolní diabetické skupině ( Skupina II). Diabetická skupina léčená pioglitazonem (skupina IV) vykazovala málo infiltrace zánětlivých buněk v oblasti portálu (obrázek 5e). Kromě toho došlo k difuzní proliferaci kupfferových buněk mezi hepatocyty (obrázek 5f).