Cistanches Herba reduce creșterea în greutate la șoarecii obezi induși de dieta bogată în grăsimi, posibil prin decuplarea mitocondrială

Contact: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Hoi Shan Wong, Jihang Chen, Pou Kuan Leong, Hoi Yan Leung, Wing Man Chan, Kam Ming Ko

* Division of Life Science, Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China.

Abstract:

O fracție semi-purificată izolată dincistanciHerba(HCF1), s-a descoperit anterior că induce decuplarea mitocondrială în celulele H9c2 și în inimile de șobolan. Prin urmare, am emis ipoteza că HCF1 ar produce un efect de scădere în greutate împotriva obezității induse de o dietă bogată în grăsimi (HFD). Pentru a testa această ipoteză, a fost stabilit un model de șoarece de obezitate indusă de HFD și au fost examinate efectele HCF1 asupra unei dietă normale (ND) și a șoarecilor hrăniți cu HFD. În studiu, tratamentul pe termen lung cu HCF1 a produs un efect de reducere a greutății împotriva obezității induse de HFD la șoarecii masculi și femele. Pierderea în greutate indusă de HCF1-a fost asociată cu o sensibilitate îmbunătățită la insulină la animalele hrănite cu HFD. Pentru a înțelege mecanismul de acțiune care stă la baza efectului de reducere a greutății oferit de HCF1, au fost examinate efectele acestuia asupra decuplării mitocondriale. De asemenea, a fost efectuat un studiu comparativ cu colestiramină (CT), un sechestrator de acizi biliari. Descoperirile au demonstrat că pierderea în greutate indusă de HCF1-a fost probabil mediată de creșterea consumului de energie, probabil prin inducerea decuplării mitocondriale în mușchiul scheletic al șoarecelui. Astfel, descoperirile noastre sugerează utilizarea potențială a HCF1 pentru a preveni obezitatea și consecințele asociate asupra sănătății, cum ar fi diabetul, bolile cardiovasculare și sindromul metabolic.

Cuvinte cheie: Cistanches Herba, Controlul greutății,Decuplarea mitocondrială,Proteina de decuplare mitocondrială 3

cistanche tubolosa beneficii pentru sănătate

Chengdu Wecistanche produce în principal produse Cistanche pentru o viață sănătoasă.

Introducere

Obezitatea se caracterizează prin acumularea anormală de grăsime în țesutul adipos și alte organe care produce efecte adverse asupra sănătății. Descoperirile actuale au indicat că stilul de viață sedentar și schimbările în compoziția dietei în societățile bogate au provocat o epidemie de obezitate, cu creșterea concomitentă a incidenței diferitelor boli cronice netransmisibile legate de obezitate, cum ar fi sindromul metabolic (Shi et al., 2012) . Sondajul național de examinare a sănătății și nutriției (NHANES) realizat în 2007 a arătat că prevalența obezității la nivel global a fost de peste 30% și era de așteptat să crească cu încă 33% în următoarele două decenii (Finkelstein et al., 2012). Debutul obezității se va muta, de asemenea, către populațiile tinere, așa cum se reflectă de tendințele în ceea ce privește supraponderalitatea și obezitatea la copii și adolescenți (McTigue, Garrett și Popkin, 2002). Aceste constatări prognozează povara potențială a îngrijirii medicale pentru obezitate și consecințele asociate asupra sănătății, implicând o nevoie imediată de a controla dimensiunea populației obeze.

Managementul obezității necesită o intervenție pe termen lung și o abordare multidisciplinară. Având în vedere epidemia de obezitate, căutarea unor intervenții fezabile non-terapeutice și/sau terapeutice a fost un domeniu de cercetare intensivă. Strategia se concentrează în principal pe stabilirea echilibrului energetic prin creșterea cheltuielilor energetice sau reducerea consumului de energie. Printre diversele abordări care includ înlocuirea dietei, exercițiile fizice, inhibarea absorbției intestinale și activarea sistemului nervos simpatic, inducerea decuplării mitocondriale, fie prin utilizarea decuplatorului chimic, fie prin inducerea proteinelor de decuplare mitocondrială (Cerqueira, Laurindo și Kowaltowski, 2011; Clapham et al., 2000), sa dovedit a fi un mijloc eficient de pierdere în greutate (Clapham et al., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper, Dickinson, & Brand, 2001; Li et al., 2000). Decuplarea mitocondrială se referă la un proces care provoacă decuplarea dintre procesele de transport de electroni care produc energie și fosforilarea ADP în mitocondrie. Oferind o cale alternativă de conductanță a protonilor, decuplarea mitocondrială determină disiparea gradientului de protoni și o rată mai rapidă a consumului de oxigen (Brand et al., 2005). În condiția de decuplare, scăderea sintezei ATP este asociată cu o reducere a potențialului membranei mitocondriale, energia potențială stocată în gradientul de protoni fiind disipată sub formă de căldură. Acest ciclu inutil de transport de protoni consumă o proporție mare de energie metabolică în diferite țesuturi, în special în mușchii scheletici care consumă aproximativ 20% din energia totală generată în metabolism (Chan, Wei, Chigurupati și Tu, 2010; Korshunov, Skulachev și Starkoc). , 1997). Modularea scurgerii de protoni mitocondriali crește rata metabolică bazală, ceea ce contribuie la o parte semnificativă a cheltuielilor zilnice de energie, cu creșterea ulterioară a utilizării moleculelor de combustibil (cum ar fi acizii grași) și, prin urmare, provoacă pierderea în greutate (Ricquier & Bouillaud, 2000). ).

Cistanches Herba, o plantă întreagă uscată de Cistanche deserticola YC Ma, este o plantă tonică „învigorătoare Yang” în medicina tradițională chineză. Planta a fost, de asemenea, folosită ca aliment sănătos pentru tratamentul deficienței de rinichi de sute de ani în China. Descoperirile noastre recente au arătat că o fracțiune semipurificată de Cistanches Herba (HCF1) a indus decuplarea mitocondrială în celulele H9c2 și în inimile de șobolan (Wong & Ko, 2013). S-a demonstrat, de asemenea, că tratamentul pe termen lung cu HCF1 (la doze zilnice de 1,14 și 11,4 mg/kg; 14 zile consecutive) a produs un efect de decuplare asupra mitocondriilor izolate din rinichi și ficat la șobolani, așa cum se evidențiază indirect prin reducerea nivelului de ATP la aceștia. tesuturi (date nepublicate). Având în vedere că inducerea decuplării mitocondriale este un mijloc eficient pentru pierderea în greutate (Clapham et al., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper et al., 2001; Li et al., 2000), am emis ipoteza că HCF1 ar produce, de asemenea, decuplarea mitocondrială în mușchiul scheletic, cu scăderea în greutate. Pentru a testa ipoteza, a fost stabilit un model de șoarece de obezitate indusă de dietă bogată în grăsimi (HFD) și au fost investigate efectele HCF1 asupra șoarecilor hrăniți cu dietă normală (ND) și hrăniți cu HFD. În plus, a fost efectuat un studiu comparativ între efectele HCF1 și colestiramină (CT) (Chen et al., 2010; Yamato și colab., 2012) pentru a caracteriza efectul de reducere a greutății oferit de HCF1.

cistanche stem

2. Materiale și metode

2.1. Extracția plantelor

Cistanches Herba, planta întreagă uscată a Cistanches deserticola YC Ma (Orobanchaceae), a fost achiziționată de la un dealer local de plante medicinale (Lee Hoong Kee). Planta a fost autentificată de furnizor și un exemplar de voucher (HKUST00301) a fost depus în Divizia de Științe Vieții, Universitatea de Știință și Tehnologie din Hong Kong (HKUST). Extractul etanolic de Cistanches Herba a fost obținut prin extracția cu etanol a materialului din plante măcinate prin încălzire sub reflux la 78 de grade timp de 2 ore, așa cum s-a descris anterior (Leung & Ko, 2008), cu randamentul fiind de 14% (g/g). Extractul a fost fracţionat în continuare utilizând cromatografie pe silicagel (Wong & Ko, 2013). S-a obţinut HCF1, cu randamentul de extracţie fiind de 1,14 la sută. Extractul a fost uscat prin evaporarea solventului sub presiune redusă la 50 de grade, iar extractul uscat a fost depozitat la -20 de grade până la utilizare.

2.2. Produse chimice

Reactivul de testare Bio-Rad a fost achiziționat de la Bio-Rad Laboratories (Richmond, CA, SUA). LabAssay™ Triglicerida (290-63701), LabAssay™ Colesterol (294-65801) și kitul de testare HDL-Colesterol E (431-52501) au fost achiziționate de la Wako (Osaka, Japonia). Anticorpul anti UCP3 (E-18) (număr de catalog sc{-31387) ​​a fost achiziționat de la Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, SUA). Toate celelalte substanțe chimice au fost achiziționate de la Sigma (St. Louis, MO, SUA).

2.3. Îngrijire animale

Șoarecii ICR (8 săptămâni; 30–35 g pentru masculi și 25–30 g pentru femele) au fost menținuți într-un ciclu întuneric/luminos de 12-h într-o cameră cu aer/umiditate controlată la aproximativ 22 de grade și au permis hrana și apă ad libitum în unitățile de îngrijire a animalelor și plantelor (APCF) de la HKUST. Toate procedurile experimentale au fost aprobate de Comitetul pentru Practică de Cercetare (HKUST) (aprobarea protocolului animal nr. 2013049; data aprobării: 25 septembrie 2013; durata experimentului: 3 ani).

prelungirea vieții cistanche

2.4. Protocolul de tratament

Pentru a examina efectul HCF1 asupra obezității induse de HFD, șoarecii ICR masculi sau femele au fost repartizați aleatoriu în opt grupuri, cu 10-15 șoareci în fiecare: (1) Control dieta normală (ND, 13% energie derivată din grăsime); (2) ND plus doză mică de HCF1 (HCF1 L) (la o doză zilnică de 1,5 mg/kg); (3) ND plus doza medie de HCF1 (HCF1 M) (la o doză zilnică de 15 mg/kg); (4) ND plus doza mare de HCF1 (HCF1 H) (la o doză zilnică de 45 mg/kg); (5) control HFD (60% energie derivată din grăsimi; cumpărat de la Research Diet Inc., produs nr. D12492); (6) HFD plus HCF1 L; (7) HFD plus HCF1 M; și (8) HFD plus HCF1 H. Deoarece diferențele de gen în reacția față de dietă au fost raportate modificări ale greutății corporale și intervenții de reducere a greutății la șobolani și oameni (Rodriguez & Palou, 2004; Rodriguez, Quevedo-Coli, Roca și Palou, 2001), am fost interesați să investigăm efectele HCF1 atât asupra șoarecilor masculi, cât și asupra femelelor. Dozele de HCF1 au fost derivate din dozele sale eficiente pentru a induce decuplarea mitocondrială a inimilor de șobolan (Wong & Ko, 2013). În grupurile de co-tratament cu HCF1, șoarecii au fost administrați intragastric cu HCF1, 5 zile pe săptămână timp de 8 săptămâni (adică, 40 de doze). Soarecii de control au primit doar vehicul (ulei de măsline). Greutatea corporală și consumul de hrană al șoarecilor au fost monitorizate săptămânal pe parcursul experimentului. Modificările greutății corporale au fost cuantificate prin calcularea ariei de sub curbă (AUC) a graficului care reprezintă procentul greutății corporale inițiale în timp (săptămâna 1-8) și au fost exprimate în unități arbitrare. Probele de sânge au fost extrase la 24 de ore după ultima dozare cu HCF1 de la șoareci anesteziați cu fenobarbital, ținuți peste noapte, prin puncție cardiacă. Șoarecii au fost apoi sacrificați prin dislocare cervicală. Probele de mușchi gastrocnemius au fost excizate pentru analize biochimice ulterioare. Tampoanele de grăsime (grăsimea gonadală, retroperitoneală și mezenterică) au fost disecate și cântărite. Raportul dintre greutatea unei anumite grăsimi și greutatea corporală a fost estimat și exprimat ca indice de grăsime. Pentru a examina efectul CT asupra șoarecilor masculi obezi hrăniți cu HFD, șoarecii masculi au fost administrați intragastric cu CT (suspendat în apă) la o doză zilnică de 300 mg/kg.

2.5. Preparate probe

Probele de plasmă, omogenate de mușchi scheletici (fracție fără nucleu) și mitocondriile mușchilor scheletici au fost obținute așa cum s-a descris anterior (Leong și colab., 2013).

2.6. Analiza biochimică

2.6.1. Conținutul plasmatic de glucoză și lipide

Nivelurile de glucoză din plasmă au fost măsurate printr-un kit de testare a glucozei (hexokinază) (Sigma, St. Louis, MO, SUA). Cantitatea de glucoză a fost evaluată prin adăugarea unui amestec de reacție care conține 1,5 mM NAD, 1,0 mM ATP, 1,0 unități/mL hexokinază și 1,0 unitate/ ml glucoză-6-fosfat dehidrogenază. Modificările de absorbție la 340 nm au fost monitorizate spectrofotometric de Victor V3 Multi-Label Counter (Perkin Elmer, Santa Clara, CA, SUA).

Nivelurile de trigliceride din plasmă (TG), colesterol total (TC) și lipoproteine ​​de înaltă densitate-colesterol (HDL) au fost măsurate utilizând truse de analiză: TG: LabAssayTM Trigliceride, TC: LabAssayTM Colesterol; HDL-C: kit de testare HDL-colesterol E. Conținutul de TG, TC și HDL a fost evaluat prin adăugarea de reactivi cromogen furnizați de kiturile de analiză corespunzătoare. Au fost monitorizate modificările absorbanței la 600 nm (Siddiqua, Hamid, Ar-Rashid, Akther și Choudhuri, 2010). Nivelul de lipoproteină-colesterol cu ​​densitate joasă (LDL) a fost estimat prin formula lui Friedewald:

LDL= TC-( HDL plus TG/5 )

2.6.2. Activitatea fosfofructokinazei (PFK) în mușchii scheletici

Activitatea PFK a fost evaluată prin amestecarea unui amestec de reacție care conține 1 mM fructoză-6-fosfat, 1 mM ATP, 0,5 mM NADH, 2 mU/mL aldolază, 2 mU/mL triozofosfat izomerază, 2 mU /mL glicerofosfat dehidrogenază în tamponul de analiză (50 mM Tris-HCl, 5 mM MgCl2, 5 mM (NH4)2SO4, pH 7,4) cu fracția fără nucleu (50 ug proteină/mL) a mușchiului scheletic într-un volum final de 200 μL. Oxidarea NADH a fost apoi măsurată prin monitorizarea modificărilor absorbanței la 340 nm (Coelho, Costa și Sola-Penna, 2007).

2.6.3. Activitatea citrat sintetazei (CS).

Un amestec de reacție pentru măsurarea activității CS a fost preparat prin amestecarea tamponului Tris {{{0}}.1 M (pH 8.0), 0.{058 mM acetil -CoA și 0,1 mM 5,5'-ditiobis-(2-acid nitrobenzoic) (DTNB). Reacția a fost inițiată prin adăugarea de oxalacetat (concentrație finală: 0,5 mM). Absorbanța la 412 nm a fost înregistrată la fiecare 30 s la 30 de grade timp de 3 minute (Carter, Rennie, Hamilton și Tarnopolsky, 2001; Holloway, Bonen și Spriet, 2009).

cistanche tubolosa beneficii pentru sănătate

2.6.4. -activitatea hidroxi acil-coenzimei A dehidrogenazei (-HAD).

Activitatea -HAD a fost măsurată prin amestecarea amestecului de reacție care conține 100 μM acetoacetil-CoA și 100 μM -NADH în tampon de testare (tampon fosfat de potasiu 100 mM cu acid etilendiaminotetraacetic 2 mM (EDTA), pH 7,3). Modificările absorbanței la 340 nm au fost monitorizate la 30 de grade timp de 2 minute (Holloway și colab., 2006).

2.6.5. Activitatea carnitin palmitoiltransferazei (CPT).

Evaluarea activității CPT sa bazat pe producția catalizată de CPT de CoA-SH din palmityl-CoA. Reacția a fost inițiată prin adăugarea de L-carnitină (concentrație finală 6 μM) la amestecul de reacție (16 mM Tris, 2,5 mM EDTA, 2 mM DTNB și 50 μM palmitoil-CoA, pH 8,0). Absorbanța la 412 nm a fost monitorizată la 30 de grade timp de 180 s. Coeficientul de extincție milimolar de 13,6 mM-1 cm-1 pentru 5'-tio-2-nitrobenzoat (produsul final) a fost utilizat pentru estimarea activității enzimatice. O unitate de activitate CPT este definită ca cantitatea de enzimă care catalizează eliberarea a 1 nmol CoA-SH în 1 min (Karlic, Lohninger, Koeck și Lohninger, 2002).

2.6.6. Respirația mitocondrială

Ratele de respirație în mitocondriile izolate din mușchiul scheletic de șoarece au fost determinate așa cum este descris de Wong și Ko (2013). Pe scurt, respirația mitocondrială a fost măsurată polarografic cu un electrod de tip Clark (Hansatech Instruments, Norfolk) la 30 grade. Fracția mitocondrială (1 mg proteină/mL) a fost incubată în tampon de respirație (30 mM KCI, 6 mM MgCI2, 75 mM zaharoză, 1 mM EDTA, 20 mM KH2PO4, pH 7,0). S-a adăugat soluţie de substrat care conţine 15 mM piruvat de sodiu şi 5 mM malat de sodiu. După echilibrare, respirația în starea 3 a fost inițiată prin adăugarea de ADP (concentrație finală 0,6 mM). Când tot ADP-ul adăugat a fost consumat pentru generarea de ATP, a fost adăugată oligomicină pentru a induce respirația în starea 4. Raportul de control respirator (RCR) a fost estimat prin calcularea raportului dintre ratele de respirație din starea 3 la starea 4 (Jiang et al., 2009).

2.6.7. Expresia UCP3

Nivelul UCP3 a fost estimat prin analiza Western blot utilizând anticorp anti-UCP3 (E-18) în urma analizei SDS-PAGE a fracției mitocondriale, folosind un gel de separare de 10% acrilamidă. Fracțiunile mitocondriale izolate din mușchiul scheletic de șoarece (100 g) au fost încărcate și citocrom c oxidaza (COX) a fost folosită ca marker pentru referință. Benzile de proteine ​​colorate imun au fost analizate prin densitometrie (Quantiscan, Biosoft, Cam bridge, GB, UK), iar cantitățile (unități arbitrare) de UCP3 au fost normalizate cu referire la nivelul COX (unități arbitrare) din probă.

2.7. Testul proteinelor

Concentrația de proteine ​​a fost determinată folosind un kit de testare a proteinelor Bio-Rad. Concentrația de proteine ​​a fost determinată dintr-o curbă de calibrare folosind albumină serică bovină (BSA) ca standard.

2.8. analize statistice

Toate datele au fost exprimate ca medie ± eroarea standard a mediei (SEM), dacă nu se specifică altfel. Datele au fost analizate prin analiza unidirecțională a varianței (ANOVA unidirecțională) și diferența dintre grupuri a fost detectată prin testul intervalului Tukey când p <>

Cistanche herba

3. Rezultate

3.1. Efectele HCF1 asupra greutății corporale la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD

Hrănirea cu dietă ND a provocat o ușoară creștere a greutății corporale (cu 13 la sută și, respectiv, 10 la sută) la șoarecii masculi și femele pe parcursul experimentului 8-săptămânii (Fig. 1a). HFD a grăbit creșterea greutății corporale, gradul de stimulare fiind de 269 la sută, respectiv 320 la sută, la șoarecii masculi și femele, în comparație cu animalele ND respective (Fig. 1a). Modificările în greutatea corporală în timpul experimentului 8-săptămânii au fost cuantificate și exprimate în unități arbitrare. Tratamentul cu HCF1 a suprimat complet creșterea în greutate corporală la șoarecii masculi hrăniți cu ND (Fig. 1b). Tratamentul cu HCF1 a suprimat, de asemenea, în funcție de doză, creșterea în greutate corporală la șoarecii hrăniți cu HFD, gradul de inhibare fiind de 100%, respectiv 61%, la 45 mg/kg atât la șoarecii masculi, cât și la femele (Fig. 1b). Nu s-a observat nicio schimbare semnificativă a consumului de hrană la hrănirea cu HFD și/sau co-tratamentele cu HCF1 în comparație cu șoarecii hrăniți cu ND netratate (datele nu sunt prezentate).

Fig. 1 – Efectele HCF1 asupra modificărilor greutății corporale la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD. Greutatea corporală a fost monitorizată săptămânal pe parcursul experimentului de 8-săptămână. (a) Evoluția în timp a modificărilor greutății corporale a fost analizată printr-un ANOVA cu design mixt, iar diferența dintre grupuri a fost detectată prin testul intervalului Tukey. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu greutatea corporală inițială respectivă. (b) Modificările greutății corporale au fost cuantificate așa cum este descris în Materiale și metode. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu controlul ND [valoarea AUC de control (unitate arbitrară): masculin=777,6 ± 10,4; femeie {{10}}.0 ± 8,0]. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n=15. * Semnificativ diferit de controlul ND; # Semnificativ diferit de controlul HFD (p <>

3.2. Efectele HCF1 asupra indicilor de grăsime la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD

Au fost de asemenea examinate efectele HCF1 asupra acumulării de grăsime. HFD a indus creșteri semnificative ale indicilor de grăsime subcutanată și viscerală la șoareci masculi (cu 346 la sută, respectiv 325 la sută) și femele (cu 248 la sută și, respectiv, 257 la sută) (Fig. 2). În timp ce tratamentul cu HCF1 nu a produs niciun efect asupra grăsimii subcutanate și viscerale la șoarecii hrăniți cu ND, capacitatea HCF1 de a inhiba creșterea în greutate corporală indusă de HFD a fost asociată cu scăderea masei de grăsime corporală, așa cum este indicat de reducerile ambelor. grăsimea subcutanată și viscerală la masculii hrăniți cu HFD (cu 42 la sută și, respectiv, 49 la sută, la 45 mg/kg) și în grăsimea viscerală la șoarecii femele hrăniți cu HFD (cu 53 la sută, la 45 mg/kg) (Fig. 2) .

Fig. 2 – Efectele HCF1 asupra indicilor de grăsime la șoarecii hrăniți cu ND și HFD. Masa de grăsime subcutanată și de grăsime viscerală au fost măsurate așa cum este descris în Materiale și Metode. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu controlul ND. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n=15. * Semnificativ diferit de controlul ND; # Semnificativ diferit de controlul HFD (p <>

3.3. Efectele HCF1 asupra conținutului de glucoză și lipide din plasmă la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD

Tratamentul cu HCF1 nu a modificat conținutul de glucoză și lipide din plasmă la șoarecii masculi și femele hrăniți cu ND (Fig. 3). Hrănirea HFD a provocat o creștere semnificativă a nivelului de glucoză în plasmă (cu 39 la sută, respectiv 29 la sută) la șoarecii masculi și femele în comparație cu controlul ND respectiv (Fig. 3a). HCF1 H a inversat creșterea indusă de HFD a nivelului de glucoză din plasmă (cu 41 și, respectiv, 64 la sută) la șoarecii masculi și femele (Fig. 3a). De asemenea, HFD a crescut semnificativ nivelurile plasmatice de TG (cu 38 și, respectiv, 53 la sută) la șoarecii masculi și femele, în comparație cu controlul ND respectiv (Fig. 3b). HCF1 L și HCF1 M au inhibat semnificativ creșterea indusă de HFD a nivelurilor plasmatice de TG la șoarecii masculi hrăniți cu HFD (cu 135, respectiv 192) și femele (cu 103 și, respectiv, 146 la sută) (Fig. 3b). HCF1 H a provocat o creștere semnificativă a nivelului de TG în plasmă (cu 21 la sută) la șoarecii femele hrăniți cu HFD în comparație cu controlul HFD netratat (Fig. 3b). În plus față de TG plasmatic, s-au observat creșteri semnificative ale nivelurilor plasmatice de TC după hrănirea cu HFD, amploarea creșterilor fiind de 73%, respectiv 100% la șoarecii masculi și femele (Fig. 3c). Creșterile nivelului plasmatic de TC au fost asociate cu o scădere semnificativă a raportului HDL/LDL în plasmă atât la șoarecii masculi hrăniți cu HFD (cu 29 la sută) cât și la femele (cu 49 la sută) (Fig. 3d). HCF1 M și HCF1 H au redus creșterea indusă de HFD a nivelului de TC în plasmă la șoarecii masculi hrăniți cu HFD, cu o creștere concomitentă a raportului HDL/LDL în plasmă (cu 255 la sută și, respectiv, 212 la sută), în comparație cu HFD netratat. control (Fig. 3c și 3d). HCF1 L și HCF1 M au suprimat creșterea indusă de HFD a nivelului de TC în plasmă (cu 22 la sută și, respectiv, 32 la sută) la șoarecii femele, fără a fi observată nicio modificare a raportului HDL/LDL în plasmă (Fig. 3c și 3d).

Fig. 3 – Efectele HCF1 asupra conținutului de glucoză și lipide din plasmă la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD. Nivelul glucozei plasmatice, TG și TC au fost măsurate așa cum este descris în Materiale și Metode. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu controlul ND [nivelul de control al glucozei în plasmă (mg/dL): bărbați=91,1 ± 3,3, femei=86.0 ± 2,3; nivel de TG plasmatic de control (mg/dL): bărbați=52.0 ± 1,7, femei=95,8 ± 4,1; nivel de control plasmatic TC (mg/dL): bărbați {{2{0}},8 ± 4,3, femei=118,6 ± 5,4]. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n=15. * Semnificativ diferit de controlul ND; # Semnificativ diferit de controlul HFD (p <>

3.4. Efectele HCF1 asupra conținutului de lipide hepatice la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD

Tratamentul cu HCF1 nu a modificat nivelul hepatic de TG și TC la șoarecii hrăniți cu ND (Fig. 4). Consumul de HFD a crescut semnificativ nivelurile hepatice de TG (cu 108 la sută și, respectiv, 135 la sută) la șoarecii masculi și femele, în comparație cu controlul ND respectiv (Fig. 4a). HCF1 H, pe de o parte, a suprimat creșterea indusă de HFD a nivelului hepatic de TG (cu 54 la sută) la șoarecii masculi, în comparație cu controlul HFD netratat (Fig. 4a). Pe de altă parte, HCF1 H a crescut și mai mult nivelul hepatic de TG (cu 14 la sută) la șoarecii femele hrăniți cu HFD, în comparație cu respectivul control HFD netratat (Fig. 4a). HFD a provocat, de asemenea, creșteri semnificative ale nivelurilor hepatice de TC (cu 48 la sută și, respectiv, 26 la sută) la șoarecii masculi și femele (Fig. 4b). În timp ce HCF1 L și HCF1 H au suprimat semnificativ creșterea indusă de HFD (cu 42 și, respectiv, 44 la sută) a nivelurilor hepatice de TC la șoarecii masculi hrăniți cu HFD, numai HCF1 H ar putea produce un efect similar asupra șoarecilor femele hrăniți cu HFD, cu gradul de inhibiție fiind de 62 la sută (Fig. 4b).

Fig. 4 – Efectele HCF1 asupra conținutului de lipide hepatice la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD. Nivelurile hepatice de TG și TC au fost măsurate așa cum este descris în Materiale și Metode. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu controlul ND [nivel hepatic de control TG (g/mg proteină): bărbați=31,7 ± 1,6, femele=38,5 ± 1,7; controlul nivelului hepatic de TC (g/mg proteină): bărbați=12.8 ± 0.4, femele {= 17.9 ± 1.2]. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n {{20}}. * Semnificativ diferit de controlul ND; # Semnificativ diferit de controlul HFD (p <>

3.5. Efectele HCF1 asupra activităților enzimelor metabolice în mușchii scheletici izolați de la șoarecii hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD

Tratamentul cu HCF1 a stimulat activitatea PFK în mușchiul scheletic al șoarecilor masculi sau femele hrăniți cu ND, efectul asupra șoarecilor masculi fiind mai proeminent (55% față de 20% creștere la 45 mg/kg) (Fig. 5a). Consumul de HFD a provocat suprimari semnificative ale activității PFK (cu 16 la sută și, respectiv, 17 la sută) la șoarecii masculi și femele (Fig. 5a). HCF1 H a inversat suprimările induse de HFD ale activității PFK (cu 153 la sută și, respectiv, 100 la sută) la șoarecii masculi și femele hrăniți cu HFD (Fig. 5a). Atât tratamentul cu HFD, cât și cu HCF1 nu au produs efecte detectabile asupra activității CS în mușchiul scheletic al șoarecilor masculi sau femele în comparație cu respectivul control ND netratat (Fig. 5b). HCF1 nu a produs niciun efect asupra activității -HAD a mușchiului scheletic al șoarecilor masculi sau femele hrăniți cu ND (Fig. 5c). Hrănirea HFD a stimulat activitatea -HAD (cu 47 și, respectiv, 21 la sută) la șoarecii masculi și femele în comparație cu controlul ND netratat (Fig. 5c). HCF1, la toate dozele testate, a inhibat semnificativ stimularea indusă de HFD în activitatea -HAD la șoarecii masculi, gradul de inhibare fiind de 62%, în comparație cu controlul HFD netratat (Fig. 5c). Tratamentul cu HCF1 nu a produs modificări semnificative ale activității -HAD la șoarecii femele hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD (Fig. 5c). În timp ce HCF1 H a provocat o scădere semnificativă a activității CPT (cu 16 la sută) a mușchiului scheletic la șoarecii masculi hrăniți cu ND (Fig. 5d), HCF1 L și HCF1 M au crescut semnificativ activitatea CPT cu 24 la sută și 22 la sută la șoarecii hrăniți cu ND. șoareci femele în comparație cu controlul ND (Fig. 5d). Hrănirea cu HFD a crescut, de asemenea, activitatea CPT (cu 13 la sută și, respectiv, 18 la sută) la șoarecii masculi și femele. HCF1 a inversat creșterea indusă de HFD a activității CPT, gradul de suprimare fiind de 72% la șoarecii masculi (la toate dozele testate) și 100% la șoarecii femele (HCF1 L) (Fig. 5d).

Fig. 5 – Efectele HCF1 asupra activităților enzimelor metabolice în mușchii scheletici izolați de la șoareci hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD. Activitățile PFK, CS, -HAD și CPT ale mușchilor scheletici au fost măsurate așa cum este descris în Materiale și Metode. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu controlul ND [activitatea PFK de control (mU/mg proteină): bărbați=19,5 ± 1,1, femele=14,1 ± 0,7 ; controlul activității CS (mU/mg proteină): masculin=30,6 ± 1,3, femelă {= 36,8 ± 3,6; martor -activitate HAD (mU/mg proteină): mascul=13.5 ± 0.6, feminin=16.8 ± 0.6; controlează activitatea CPT (mU/mg proteină): bărbați {{30}}.{0 ± 0.3, femei=3.{0 ± { {39}}.1]. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n=15. * Semnificativ diferit de controlul ND; # Semnificativ diferit de controlul HFD (p <>

3.6. Efectele HCF1 asupra RCR mitocondrial în mușchiul scheletic de șoarece

HFD nu a produs niciun efect detectabil asupra RCR mitocondrial în mușchiul scheletic de șoarece (Fig. 6). Decuplarea mitocondrială indusă de tratamentul cu HCF1 în mușchiul scheletic al șoarecelui, așa cum este evidențiată de reduceri semnificative ale RCR mitocondrial atât la hrăniți cu ND (61–69 la sută la bărbați; 66 la sută la femei) cât și la hrăniți cu HFD (73–78 la sută la bărbați; 67). –70 la sută la șoareci femele, în comparație cu animalele respective netratate (Fig. 6).

Fig. 6 – Efectele HCF1 asupra RCR mitocondrial în mușchiul scheletic al șoarecilor masculi și femele hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD. RCR mitocondrial a fost măsurat așa cum este descris în Materiale și Metode. Datele au fost exprimate în procente de control în raport cu controlul ND. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n=15. * Semnificativ diferit de controlul ND; # Semnificativ diferit de controlul HFD (p <>

3.7. Efectele HCF1 asupra expresiei UCP3 în mitocondriile izolate din mușchiul scheletic de șoarece

Efectele HCF1 asupra expresiei UCP3 au fost, de asemenea, examinate pentru a explora posibila implicare a decuplării mitocondriale în pierderea în greutate indusă de HCF1-. Un tratament de 2-săptămână cu HCF1 H a crescut semnificativ nivelul UCP3 în mitocondriile izolate din mușchiul scheletic de șoarece la șoarecii masculi, gradul de stimulare fiind de 67% în comparație cu controlul netratat (Fig. 7).

Fig. 7 – Efectele HCF1 asupra expresiei UCP3 în mitocondriile izolate din mușchiul scheletic de șoarece. Șoarecii masculi au fost administrați intragastric cu HCF1 H timp de 14 zile consecutive. Mitocondriile au fost izolate așa cum este descris în Materiale și metode, iar expresia UCP3 a fost măsurată prin analiză Western blot. Datele au fost cuantificate și exprimate în procente de control în raport cu controlul netratat. Valorile date sunt medii ± SEM, cu n=4. * Semnificativ diferit de controlul netratat.

3.8. Comparații între HCF1 și CT asupra efectelor lor asupra șoarecilor hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD

Pentru a înțelege mai bine mecanismul care stă la baza efectului de reducere a greutății oferit de HCF1, au fost studiate și efectele CT, un sechestrator de acizi biliari, asupra șoarecilor masculi hrăniți cu ND și hrăniți cu HFD. Atât CT, cât și HCF1 au inhibat complet creșterea în greutate indusă de ND pe parcursul 8-săptămânii experimentului. Ambele tratamente au produs, de asemenea, efecte supresoare asupra creșterii greutății corporale induse de HFD, indicelui de grăsime viscerală, glucoză/TG/TC plasmatică, precum și nivelului hepatic TG/TC, efectul CT fiind mai proeminent (Tabelul 1). Spre deosebire de HCF1, care a crescut raportul HDL/LDL în plasmă numai la șoarecii hrăniți cu HFD, CT a crescut semnificativ raportul HDL/LDL în plasmă atât la șoarecii hrăniți cu ND, cât și la șoarecii hrăniți cu HFD (cu 58% și, respectiv, 17%), în comparație cu respectivul control ND netratat (Tabelul 1). În plus, în timp ce HCF1 a crescut activitatea PFK în mușchiul scheletic atât a șoarecilor masculi hrăniți cu ND (54 la sută) cât și hrăniți cu HFD (14 la sută) în comparație cu controlul ND netratat, CT nu a produs niciun efect detectabil la șoarecii hrăniți cu ND și ar putea restabili doar scăderea indusă de HFD a activității PFK la valoarea de control a șoarecilor hrăniți cu ND (Tabelul 1). Atât tratamentele CT, cât și HCF1 au inversat creșterile induse de HFD ale activităților -HAD (cu 61 la sută, respectiv 60 la sută) și CPT (cu 122 la sută și, respectiv, 72 la sută) la șoarecii masculi (Tabelul 1). În timp ce HCF1 a indus decuplarea mitocondrială, așa cum se evidențiază prin scăderi semnificative ale valorii RCR mitocondriale atât la șoarecii masculi hrăniți cu ND, cât și cu HFD, CT nu a produs niciun efect detectabil asupra decuplării mitocondriale (Tabelul 1).

Pentru mai multe informații, faceți clic aici pentru a obține partea a II-a

Din: „Cistanches Herba reduce creșterea în greutate la șoarecii obezi induși de dieta bogată în grăsimi, posibil prin decuplarea mitocondrială” deHoi Shan Wong și colab.

---jurnalul de alimente funcționale 10 (2014) 292–304