Efectele hipoglicemiante și hipopolipidemice ale antocianinelor de afine prin activarea AMPK: Studii in vitro și in vivo Partea 2

Vă rog contactațioscar.xiao@wecistanche.compentru mai multe informatii

3. Rezultate

3.1.Studii in vitro

3.1.1. Efectele My, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE asupra viabilității celulelor în celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată

Glucoza ridicată provoacă stres oxidativ hepatic și contribuie la citotoxicitatea celulară [28]. Potrivit studiului nostru, stimularea cu glucoză ridicată (HG, 30 mM: 35,67±1,90 la sută) timp de 24 de ore a scăzut semnificativ vitalitatea celulelor la 35,67 la sută în comparație cu celulele stimulate cu glucoză normală (NG, 5,5 mM: 100 la sută). Scăderea viabilității celulare a explicat faptul că glucoza ridicată a perturbat homeostazia celulară hepatică și a dus la apoptoză care a provocat degradareaglucozăconsumul și absorbția, agravând astfel rezistența la insulină. Pretratare cu 5 ug/mL malvidină (Mv), malvidin-3-glucozidă (Mv{-3-glc), malvidin-3-galactozidă (Mv{-3-ga) și afineantocianiextractul (BAE) a ameliorat consumul și absorbția de glucoză după 24 de ore de incubare cu glucoză ridicată prin îmbunătățirea semnificativă a vitalității celulelor la 99,04%, 97,76%, 96,47% și 110,72%, respectiv.Extract de antociani de afine {12}} la sută )a îmbunătățit vitalitatea celulelor HepG2 mai mult decât malvidina și derivații de malvidină. Malvidin (Mv: 99,04 ± 1,49 la sută) ar putea proteja vitalitatea celulei puțin mai mult decât derivații săi. Efectul antidiabetic al malvidin-3-glucozidei (Mv{-3-glc: 97,76± 1,82 la sută) a fost ușor, dar nu semnificativ mai mare decât malvidin{-3-galactozide (Mv{{-3-gal:96,47) ±1,71 procente )(Fig. 1).

Vă rugăm să faceți clic aici pentru a afla mai multe

3.1.2. Efectele antioxidante ale Mvy, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE asupra nivelurilor de ROS din celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată

Intensitatea defluorescenţăa ROS în celulele HepG2 tratate cu glucoză normală a fost scăzută. După stimularea cu glucoză ridicată, intensitatea fluorescenței ROS a fost semnificativ îmbunătățită (Fig.2). Nivelul ROS a fost crescut semnificativ de 6-ori atunci când a fost expus la glucoză ridicată timp de 24 de ore (HG: 3309,62± 23,82 A U.) în comparaţie cu glucoza normală (NG:560,41 ±26,38 A U.). Acest lucru a indicat că nivelul de oxigen reactiv

a crescut și a avut loc stresul oxidativ hepatic.Fluorescenţăintensitatea ROS în celulele HepG2 a fost scăzută după pretratarea cu 5 ug/mL de Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE timp de 24 de ore (Fig.2A). Tratamentul prealabil cu Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE a inhibat semnificativ formațiunile de ROS cu aproximativ 89,48%, 81,54%, 84,57% și, respectiv, 92,38% (Fig.2B). Extractul de antociani (BAE: 769,83±20,41 A U.) a scăzut semnificativ nivelurile de ROS mai mult decât malvidina și derivații săi. Malvidin (Mv: 849,53± 31,43 A U.) a prezentat în mod semnificativ o mai puternicăantioxidantefect decât derivatele sale. Efectul antioxidant al malvidin-3-galactozidei (Mv{-3-gal:984,66 ± 18,77 A U.) a fost semnificativ mai mare decât malvidin-3-glucozid (Mv{{-3-glc: 1067,83± 20,85 A) U.

3.1.3. Efectele My, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE asupra metabolismului glucozei în celulele și supernatanții HepG2 stimulate cu glucoză ridicată

Gluconeogeneza este stimulată de activarea factorului de transcripție FOXO1, în care interacțiunea cu coactivatorul său, PGCl, ar putea crește nivelurile de expresie ale gluconeogenezei (PEPCK și G6Pase)[29]. Efectele hipoglicemiante ale Mv, Mv-3-glc, Mv{-3-gal și BAE asupra PEPCK și PGCl- în celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată au fost evaluate folosind Western Blot (Fig, 3), în timp ce pe FOXO1 și G6Pase din supernatantul HepG2 stimulat cu glucoză ridicată au fost evaluate utilizând ELISA (Tabelul 1). Nivelul de PEPCK din celulele HepG2 a fost crescut de 1,87-ori în grupul cu diabet, comparativ cu controlul. Rezultatele noastre, care pot fi văzute în Fig.3A, au arătat că BAE, malvidina și derivații săi au avut o capacitate similară de a scădea reglarea în sus a nivelului de expresie a PEPCK în celulele HepG2 induse de glucoză cu 89,02%, 87,36%, 92,59% și 97,84 la sută, respectiv. Nivelurile de expresie ale PGC-1 în celulele HepG2 au crescut de 1.75-ori în grupul cu diabet zaharat (cu conținut ridicat de glucoză) în comparație cu controlul (fără glucoză), în timp ce Mv, Mv-3- glc, Mv-3-gal și BAE au inversat semnificativ această modificare. Pretratamentul cu BAE a arătat cea mai puternică capacitate de a scădea nivelul PGC{-1 (scădere cu 93,22 la sută) în celulele HepG2 induse de glucoză crescută mai mult decât malvidin (scădere cu 63,49 la sută) și derivații săi mv-3-glc (59,21 la sută). reducerea) și mv-3-gal (scădere de 55,57 la sută) care au arătat o capacitate similară de a scădea nivelul PGC-1 în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată (Fig.3B).

Cistanche poate îmbunătăți imunitatea

Tabelul 1 arată că, în cazul celulelor normale, expresia FOXO1 a fost mai mare de 2,12-ori în cazul tratamentului cu glucoză ridicată, comparativ cu tratamentul fără glucoză. Supraactivarea FOXO1 stimulată de condițiile ridicate de glucoză ar putea induce factori proinflamatori la diabetici și ar putea promova acumularea de lipide [30]. Suprareglarea FOXO1 în condițiile cu conținut ridicat de glucoză a fost inhibată prin pretratamentul cu Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE, astfel încât efectul inhibitor asupra FOXO1 în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată a fost de 89,73 la sută, 89,94 la sută, 72,71 la sută și, respectiv, 76,64 la sută (Tabelul 1). Expresia G6Pasei a fost puternic reglată atunci când a fost expus la glucoză ridicată în comparație cu un grup normal de glucoză, dar aceste efecte au fost reduse de BAE, malvidină și derivații săi. Acești compuși au scăzut reglarea în sus a nivelului de expresie G6Pase în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată. Efectul inhibitor al Mv, Mv-3-glc, Mv{-3-gal și BAE asupra G6Pasei în supernatantul HepG2 stimulat cu glucoză a fost de aproximativ 74,12%, 85,89%, 72,33% și, respectiv, 77,58% (Tabel 1).

ELISA a fost, de asemenea, utilizat pentru a evalua efectele hipoglicemiante ale Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE asupra fosforilării GSK3 la forma inactivă Ser9 în supernatantul HepG2 stimulat cu glucoză ridicată, în timp ce Western Blot a fost utilizat pentru a evalua fosforilarea GS la forma inactivă Ser641 în celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată. Nivelul de expresie al fosforilării GSK3 la forma inactivă Ser9 a fost ridicat în celulele nestimulate, în timp ce nivelul de expresie al fosforilării GS la forma inactivă Ser641 a fost scăzut. Când a fost expus la glucoză ridicată, nivelul de expresie al fosforilării GSK3 la forma inactivă Ser9 a fost puternic reglat în jos la 1.3-ori (Tabelul 1), iar nivelul de expresie al fosforilării GS la forma inactivă Ser641 a fost puternic reglat la 2.{21}}ori. Acest experiment a arătat că BAE, malvidina și derivații săi au aceeași capacitate de a crește fosforilarea enzimei de glicogenoliză GSK3 la forma inactivă Ser9 în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată. Pretratarea cu Mv, Mv-3-glc, Mv{-3-gal și BAE a crescut semnificativ fosforilarea GSK3 la forma inactivă Ser9 de aproximativ 1,54-ori, de 1,78-ori , 2.08-ori și, respectiv, 2.12-ori (Tabelul 1). Rezultatele arată o îmbunătățire dramatică a activității GS. Pretratarea BAE, malvidinei și derivaților săi a arătat aceeași capacitate de a crește sinteza GS prin scăderea fosforilării GS la forma inactivă Ser641 în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată. Pretratarea cu Mv, Mv{-3-glc, Mv{-3-gal și BAE a scăzut semnificativ nivelurile de expresie p-GS/GS la 82,94%, 85,99%, 89,83% și, respectiv, 96,22% în HepG2 (Fig. .3C). În plus, pretratarea BAE, malvidinei și derivaților săi a arătat capacitatea de a inhiba reglarea în sus a nivelului de expresie GLUT2 a transportorului de glucoză în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată în acest experiment. Efectele inhibitoare ale Mv, Mv{-3-glc, Mv{{-3-gal și BAE asupra GLUT2 în supernatantul HepG2 stimulat cu glucoză crescută au fost de 74,59%, 80,38%, 54,68% și, respectiv, 58,51% (Tabelul 1). ).

3.1.4. Efectele Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE asupra metabolismului lipidelor în celulele și supernatantele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată

Efectele acumulării mari de grăsime hepatică indusă de glucoză asupra ACC și HMGCR în supernatantul HepG2 au fost evaluate folosind ELISA (Tabelul 1), în timp ce fosforilarea ACCat Ser79 și SREBP-1cin

Celulele HepG2 au fost evaluate folosind Western Blot (Fig.4). Pretratarea celulelor HepG2 induse de glucoză ridicată cu Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE a inhibat activitatea ACC prin creșterea semnificativă a fosforilării ACC la forma inactivă Ser79 cu 1.{{8} }fold, 1.87-fold, 2.18-fold și, respectiv, 1.97-fold (Fig.4B). Tratamentul cu glucoză ridicată a îmbunătățit semnificativ nivelul de expresie al coactivatorului ACC, SREBP-1c, în celulele HepG2. BAE a avut cea mai puternică capacitate de a inhiba activitatea ACC prin scăderea reglării în sus a SREBP-1c nivelul de expresie, aproape aceleași niveluri ca și controlul. Malvidin-3-galactozida a scăzut semnificativ, de asemenea, reglarea în sus a nivelului de expresie a SREBP-1c la aproape aceleași niveluri ca și controlul. Malvidina (78,59 la sută) și malvidin-3-glucozida (77,53 la sută) au arătat, de asemenea, capacitatea de a scădea nivelul de expresie a SREBP{-1c în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată, dar nu în aceeași măsură ca malvidin{{33} }}galactozidă (92,72 la sută) sau BAE (95,58 la sută) (Fig.4A). Tratamentul cu glucoză ridicată a îmbunătățit semnificativ expresiile ACC și HMGCR în supernatantul HepG2. Tratamentul prealabil cu BAE, malvidină și derivații săi a dus la inhibarea sintezei colesterolului într-o măsură similară prin inhibarea reglării în sus a nivelurilor de expresie ACC și HMGCR.

Fig. 4. Efectele de reglementare ale Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE asupra nivelurilor relative de proteine ​​ale lipogenezei în celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată.(A)SREBP-1c ,(B)p-ACC/ACC schimbarea pliului și (C) sunt afișate benzi reprezentative Western blot. Barele reprezintă valorile medii ± SD (n=3).*,** și*** indică P<><0.01,and><0.001 compared="" with="" the="" control="" ng;##="" and="" ###="" indicate=""><0.01 and=""><0.001 compared="" with="" the="" hg="">

Pretratarea cu Mv, Mv{0}}glc, Mv-3-gal și BAE a scăzut nivelurile de expresie ACC cu 67,93%, 70,71%, 62,12% și 68,43%, respectiv, și a scăzut nivelurile de expresie HMGCR cu 68,72 la sută, 68,18 la sută, 77,55 la sută și, respectiv, 72,94 la sută (Tabelul 1).

Pe de altă parte, pretratamentul cu BAE a arătat cea mai puternică capacitate de a inhiba scăderea nivelurilor de expresie a enzimei de lipoliză HSL în supernatantul HepG2 cauzată de tratamentul cu glucoză ridicată, urmată de malvidin-3-glucozidă, malvidină și malvidin{{3} }galactozidă. Pretratamentul cu Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și BAE a crescut nivelurile de expresie a HSL cu 89,69%, 89,59%, 76,07% și 68,68%, respectiv (Tabelul 1).

3.1.5. Efectele My, Mv-3-GLC, Mv-3-gal și BAE asupra activării AMPK în celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată

AMPK este un regulator major al homeostaziei glucolipidelor hepatice și a întregului corp [31].AMPKi este activat prin creșterea fosforilării Thr172[32]. Fosforilarea AMPK la forma activă Thr172 în celulele HepG2 a fost semnificativ scăzută în grupul cu conținut ridicat de glucoză, comparativ cu grupul fără glucoză. BAE a arătat cea mai puternică capacitate de a activa AMPK în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată în comparație cu malvidina și derivații săi. Pretratarea cu Mv, Mv-3-GLC, Mv-3-gal și BAE a crescut semnificativ nivelurile de expresie p-AMPK/AMPK de aproximativ 1,32-ori, 1,26-ori, 1.39-ori, respectiv 1.91-orii (Fig. 5A și B), ceea ce a indicat că au abilități similare de a activa AMPK în celulele HepG2 induse de glucoză ridicată.

3.2.Studii in vivo

3.2.1. Efectul BAE asupra greutății corporale și a țesutului la șoarecii diabetici induși

Administrarea orală de antocianină de afine timp de cinci săptămâni la șoareci C57BL/6J a avut un efect semnificativ (P<0.0001)effect on="" the="" body="" weight,="" since="" the="" control="" had="" a="" significant="" high="" body="" weight="" compared="" to="" the="" diabetic="" model="" group,="" while="" bae="" treatments="" alleviated="" the="" bodyweight="" decrease="" of="" diabetic="" mice="" (fig.="" 6a).="" in="" blueberry="" anthocyanin="" extracts="" -low="" concentration="" (bae-l)and="" blueberry="" anthocyanin="" ex-tracts-high="" concentration="" (bae-h)="" treatments,="" daily="" administration="" of="" bae="" had="" no="" significant="" differences="" on="" body="" weight="" indicating="" its="" dose-independent="" manner="" (p="">0.05). Mai mult, Tabelul 2 arată greutatea organelor interne ale șoarecilor selectate. Rezultatele au arătat că greutățile au fost ușor similare cu grupul de control. Cu toate acestea, în comparație cu grupul de control, greutățile ficatului, splinei și timusului au fost semnificativ diferite (P<0.05)in bae-l.="" moreover,="" there="" was="" no="" statistical="" significance="" in="" the="" liver="" length="" and="" body="" width="" among="" treatments="" (p="">0.05).

3.2.2. Efectul BAE asupra nivelurilor de glucoză din sânge și urină la șoarecii diabetici induși

A existat o semnificativă (P<0.0001)elevation in="" fasting="" blood="" glucose="" in="" model="" mice="" as="" compared="" to="" the="" control="" group,="" implying="" that="" the="" diabetic="" model="" of="" mice="" was="" successful.="" however,="" supplementation="" of="" bae="" to="" model="" mice,="" bae-l="" and="" bae-h="" for5="" weeks="" resulted="" in="" significant="" recovery="" of="" fasting="" blood="" glucose="" levels(fig.="" 6b)="" and="" ameliorated="" glucose="" tolerance="" (fig.6c)="" in="" diabetic="" mice.="" the="" control="">

Fig.5. Efectele de activare ale BAE asupra metabolismului glucolipidului centrează calea de semnalizare AMPK in vitro și in vivo. Modificarea orificiului (A)p-AMPK/AMPK prin Mv, Mv-3-GLC, Mv-3-gal , și BAE în celulele HepG2 stimulate cu glucoză ridicată și (B) benzile lor reprezentative Western blot sunt prezentate. (C) p-AMPK/AMPK modificarea ori de către BAE-Land BAE-H la șoarecii diabetici induși și (D) sunt prezentate benzile lor reprezentative Western blot. Barele reprezintă valori medii ± SD (n=3 pentru celulele din experimentul repetat, n=4-6 pentru șoareci).*,** și***indică P<><0.01,and><0.001 compared="" with="" the="" group/the="" control;#,##,and###="" indicate=""><><0.01,and <="" 0.001="" compared="" with="" the="" model="" hg="" group/the="" induced="" diabetic="" mice.="" maintained="" a="" constant="" glucose="" level="" during="" that="" period.="" compared="" with="" the="" control,="" the="" bae-l="" group="" notably="" reduced="" the="" blood="" glucose="" level="" in="" diabetic="" mice="" from="" week="" 2.="" similarly,="" high-dose="" bae="" obviously="" reduced="" the="" blood="" glucose="" levels="" from="" week="" 2="" with="" continued="" gradual="" reduction="" until="" week="" 4.="" bae="" at="" two="" doses(100="" mg/kg="" and="" 400="" mg/kg="" per="" day)significantly="" decreased="" blood="" glucose="" levels="" in="" diabetic="" mice="" at="" 30,="" 60,="" and="" 120="" min="" after="" glucose="" load="" during="" glucose="" tolerance="" test.="" these="" results="" indicate="" that="" dietary="" inclusion="" of="" bae="" for="" 5="" weeks="" can="" effectively="" regulate="" glucose="" metabolism="" in="" diabetic="" mice.="" the="" diabetic="" model="" of="" mice="" drank="" more="" water="" and="" produced="" more="" urine="" than="" the="" control="" group.="" the="" supplementation="" of="" bae="" to="" the="" model="" group="" could="" lessen="" the="" symptoms="" of="" polydipsia="" and="" polyuria="" in="" diabetic="" mice.="" moreover,="" bae-l="" and="" bae-h="" treatments="" significantly="" decreased="" urine="" glucose=""><0.01 and=""><0.001, respectively,="" fig.7d).="" the="" levels="" of="" excreted="" urine="" showed="" significant="" increases="" in="" the="" model="" group="" compared="" to="" control,="" indicating="" that="" the="" former="" group="" of="" mice="" suffered="" from="">

3.2.3. Efectul BAE asupra nivelurilor de trigliceride, colesterol total și insulină în serul șoarecilor cu diabet zaharat indus

Administrarea de BAE (100 mg/kg și 400 mg/kg pe zi) a afectat în mod semnificativ nivelurile de lipide la șoarecii diabetici induși. Colesterolul total și trigliceridele au fost semnificativ crescute (P<0.01)in model="" mice="" in="" comparison="" to="" the="" control(fig.7a="" and="" b).="" bae-treatment="" only="" induced="" a="" slight="" decrease="" in="" blood="" lipid="" indexes="" but="" there="" was="" no="" significant="" difference="" with="" the="" model="" diabetic="" mice(p="">0.05). Tratamentul BAE-H a dus la o scădere semnificativă a colesterolului total și a trigliceridelor (P<0.01)and the="" levels="" of="" these="" parameters="" were="" similar="" to="" the="" control="" (p="">0.05). Pe de altă parte, Fig.7C arată nivelurile de insulină din serul șoarecilor după cinci săptămâni de tratament. Atât BAE-L cât și BAE-H au scăzut semnificativ (P<0.001) the="" insulin="" levels="" in="" serum="" of="" induced="" diabetic="" mice.="" these="" results="" indicate="" that="" the="" inclusion="" of="" dietary="" bae="" for="" 5="" weeks="" can="" effectively="" ameliorate="" insulin="" resistance="" in="" diabetic="">

3.2.4. Efectul BAE asupra nivelurilor de antioxidanti hepatici și de transportor de glucoză la șoarecii diabetici induși

În acest studiu, efectul BAE asupra activității enzimelor antioxidante a nivelurilor de SOD și GSH-PX la șoarecii diabetici a fost evaluat pentru a elucida dacă efectele hipolipidemice și hipoglicemiante ale BAE au fost asociate cu protecția sistemelor de apărare antioxidante. După cum se arată în Fig. 8A și B, grupul model a avut o scădere semnificativă a activității SOD și GSH-PX în comparație cu grupul de control (P<0.05). after="" bae="" treatment,="" the="" activity="" of="" sod="" was="" significantly="" increased="" (p=""><0.01)in bae-l="" and="" bae-h="" when="" compared="" with="" the="" model="" group.="" moreover,="" the="" gsh-px="" activity="" of="" the="" bae-h="" group(400="" mg/kg="" bae)was="" significantly="" higher="" than="" the="" model=""><0.05). glut2="" is="" the="" main="" glucose="" transporter="" in="" the="" plasma="" membranes="" of="" hepatocytes,="">

Fig. 6. Efectele BAE asupra greutății corporale și nivelurilor de glucoză din sânge la șoarecii diabetici induși. (A) Greutatea corporală și (B) Schimbarea glucozei din sânge la șoareci din grupele martor, model, BAE-L și BAE-H în ​​timpul gavajului timp de cinci săptămâni și (C) toleranța la glucoză a șoarecilor de la control, model, BAE- Grupurile L și BAE-H după gavaj timp de cinci săptămâni. Barele reprezintă valori medii ± SD (n=6).*,** și *** indică P<><0.01, and=""><0.001 compared="" with="" the="" ng="" group/the="" control;#,##,and="" ###="" indicate=""><><0.01,and><0.001 compared="" with="" the="" model="" hg="" group/the="" induced="" diabetic="" mice.="" the="" effects="" of="" bae="" on="" glucose="" glut2="" content="" in="" induced="" diabetic="" mice="" were="" studied="" (fig.8c).="" glut2="" levels="" in="" mice="" liver="" were="" not="" statistically="" affected="" by="" bae="" treatments="" but="" were="" significantly="" higher="" in="" diabetic="" mice="" treated="" with="" bae,="" compared="" to="" the="" model="">

3.2.5. Efectele BAE asupra activării AMPK la șoarecii diabetici induși

O cale de semnalizare AMPK este unul dintre factorii principali pentru homeostazia energiei celulare, care poate fi recunoscută ca ținta crucială în prevenirea și tratamentul obezității și diabetului. Efectele BAE asupra

calea de semnalizare AMPK la șoarecii diabetici induși sunt prezentate în Fig.5C și D. Nivelul AMPK a scăzut semnificativ (P<0.001)in the="" model="" group="" in="" comparison="" with="" the="" control.="" groups="" with="" bae="" showed="" the="" strongest="" ability="" to="" activate="" ampk="" compared="" to="" the="" control.="" moreover,="" bae-l="" and="" bae-h="" showed="" similar="" ability="" to="" activate="" ampk="" in="" samples="" from="" diabetic="" mice,="" and="" also="" significantly="" increased="" p-ampk/ampk="" expression="" levels="" by="" about="" 0.54-fold="" and="" 0.45-fold,="" respectively="">

4. Discutie

Diabetul este o tulburare metabolică cronică care afectează o mare parte a populației din întreaga lume. Afinele sunt bogate în antocianine care au fost studiate pentru numeroasele lor efecte benefice asupra sănătății umane. Antocianinele sunt capabile să amelioreze disfuncția metabolismului lipidelor și glucozei, care sunt factori de risc fundamentali pentru obezitate și diabet. Obiectivele acestui studiu au fost de a investiga efectele hipoglicemiante și hipolipidemice ale unui extract de afine bogat în antociani asupra celulelor HepG2 și a șoarecilor diabetici induși, precum și de a explora mecanismele de bază. Aportul de BAE in vivo timp de 5 săptămâni a atenuat semnificativ sindroamele de hiperglicemie și hiperlipidemie la șoarecii diabetici. În acest studiu, am constatat că administrarea de BAE, atât 100 mg/kg, cât și 400 mg/kg pe zi, ar putea reduce pierderea în greutate. Cu toate acestea, tratamentele cu BAE au scăzut semnificativ trigliceridele serice și colesterolul la șoarecii diabetici. Prezența compușilor hipocolesterolemici care pot acționa ca inhibitori ai unor enzime precum hidroxil metil glutaril CoA reductaza, care participă la sinteza colesterolului sau reduce absorbția colesterolului în intestin, ar putea fi un factor care poate fi atribuit scăderii colesterolului. proprietatea BAE [33]. În plus, BAE a dus la un vârf semnificativ redus de glucoză în decurs de 2 ore, ceea ce este susținut de alți autori [34-36] care au raportat efectul potențial antidiabetic al antocianilor. Stresul oxidativ excesiv în celulele corpului joacă un rol important în dezvoltarea diabetului, iar hiperglicemia persistentă a diabetului ar putea duce, de asemenea, la creșterea stresului oxidativ în organism [37], prin urmare, inhibarea sau reducerea stresului oxidativ ar putea fi o terapie suplimentară. pentru prevenirea sau amânarea incidenței diabetului zaharat. S-a raportat că antocianinele ar putea exercita capacitatea antioxidantă în condiții de stres oxidativ ridicat, cum ar fi obezitatea și hipercolesterolemia [38]. Rezultatele noastre au arătat o activitate semnificativ crescută a nivelurilor de SOD în tratamentul cu BAE-H. Aceste date au sugerat că BAE ar putea suprima stresul oxidant prin îmbunătățirea activității SOD, care ar putea fi atribuită efectului de hiperglicemie și atenuare a hiperlipidemiei al BAE. Descoperiri similare ale efectelor pozitive ale BAE asupra defensivității antioxidante au fost, de asemenea, stabilite în țesuturile hepatice și hipocampului, ceea ce a fost evidențiat de activitățile întărite ale enzimelor antioxidante, inclusiv SOD [39]. Antocianinele ar putea ameliora disfuncția metabolismului lipidelor și glucozei, care sunt factori de risc importanți pentru

diabet și obezitate. Unul dintre factorii cruciali pentru homeostazia energiei celulare este calea de semnalizare AMPK, care poate fi recunoscută ca ținta cheie în prevenirea/tratamentul diabetului și obezității [40]. Celulele pancreatice din ficat sunt afectate de stresul glioxidativ din cauza cantităților reduse de enzime de detoxifiere a ROS [41]. Stresul glioxidativ hepatic este o contribuție esențială la progresia diabetului, deoarece scade stimularea insulinei a proteinelor de semnalizare a insulinei și provoacă rezistență la insulină[41]. Creșterea ROS după 24 de ore de stimulare cu glucoză ridicată a arătat că glucoza ridicată a perturbat homeostazia celulară hepatică și a dus la apoptoză. Scăderea viabilității celulare după 24 de ore de stimulare ridicată a glucozei a dus la rezistența la insulină și a cauzat disfuncție în consumul și absorbția de glucoză. Pretratamentul cu BAE, malvidină și derivații săi a scăzut generarea de ROS și a îmbunătățit viabilitatea celulară în acest studiu. și malvidin-3-glucozidă. Modelele de hidroxilare și metoxilare ale malvidin-3-glucozidei și malvidin-3-galactozidei pe 3,5-substituenții dimetoxi din inelul B au conferit aceste proprietăți antioxidante [42]. Pretratamentul cu BAE a dus la cea mai mare capacitate de a proteja celulele hepatice de hepatotoxicitatea declanșată de stresul oxidativ. Cu toate acestea, malvidina a arătat și capacitatea de a inhiba generarea de ROS. Prin urmare, extractul de antociani de afine are potențialul de a fi dezvoltat ca un nutraceutic anti-diabetic pentru a inhiba rezistența la insulină indusă de stresul oxidativ hepatic în prevenirea diabetului. Fig.9 prezintă mecanismele propuse pentru îmbunătățirea hiperglicemiei și hiperlipidemiei prin activarea AMPK folosind BAE. AMPK este o moleculă care are acțiuni în ficat, țesutul muscular scheletic, țesutul adipos și hipotalamus. Activat de obicei de deficiențe de nutrienți, restabilește echilibrul energetic în două moduri principale printr-un sistem complex de molecule activate în aval [43]. În primul rând, AMPK stimulează absorbția de glucoză și oxidarea lipidelor pentru a crește producția de ATP și, în al doilea rând, oprește procesele de consum de energie. AMPK este implicat în căile care reglează metabolismul lipidelor și glucozei. Reglarea AMPK printr-o reducere a speciilor reactive de oxigen de către BAE ar putea duce la efecte pozitive în reducerea hiperglicemiei și hiperlipidemiei la diabetici. Pe măsură ce activitatea AMPK crește, inhibă factorii multipli implicați în sinteza glucozei, inclusiv PGCl, FOXO1, PEPCK, G6Pase și GS care, la rândul lor, reglează în jos sinteza glucozei [43,44]. Potrivit acestui studiu, inhibă activitatea GLUT2 care scade transportul glucozei. De asemenea, crește activitatea lui GSK3 care este implicată în glicogenoliza, crescând astfel activitatea glicogenolitică a celulei. Toate acestea duc la o scădere a glicemiei. AMPK inhibă, de asemenea, factorii care joacă un rol în sinteza lipidelor, inclusiv HMGCR care este implicat în sinteza sterolilor și izoprenoidelor, SREBP-1 care promovează sinteza acizilor grași și ACC care este activ în lipogeneză și, în plus, AMPK promovează activitatea HSL care este implicat în lipoliză [43,45]. Aceste activități pot duce apoi la o reducere a lipidelor din sânge. BAE, malvidina și derivații săi și-au arătat capacitatea puternică de a îmbunătăți activarea AMPK prin fosforilare la forma activă Thrl172 în calea independentă de insulină. Prin urmare, BAE, malvidina și derivații săi pot fi considerate ca potențiale nutraceutice pentru a îmbunătăți sensibilitatea la insulină în celulele hepatice și pentru a crește homeostazia glucozei.

Gluconeogeneza catalizează eliberarea finală a glucozei în circulația sanguină, în care supraexprimarea acesteia în ficat ar duce la rezistența la insulină și la creșterea producției hepatice de glucoză [46]. Insulina inhibă direct gluconeogeneza și activatorii săi, reducând astfel nivelurile de glucoză din sânge circulant [29]. Rezultatele noastre au arătat că BAE, malvidina și derivații săi scad formarea glucozei hepatice prin suprimarea gluconeogenezei (PEPCK și G6Pase) și a coactivatorilor săi (PGC-1 și FOXO1) în calea independentă de insulină. Prin urmare, BAE, malvidina și derivații săi ar putea îmbunătăți sensibilitatea la insulină și răspunsul la creșterile postprandiale ale glicemiei, inhibând astfel gluconeogeneza și activatorii săi. Glucoza de prisos care nu este utilizată ca combustibil instantaneu pentru energie este stocată inițial sub formă de glicogen [47]. Glicogen sintaza (GS) formează glicogen din glucoză, dar glicogen sintaza kinaza 3 (GSK3p) inhibă activitatea GS prin transformarea glicogenului în glucoză. Insulina inhibă glicogenoliza prin inactivarea GSK3, promovând în consecință

glicogeneza prin creșterea activității GS în hepatocite [48]. În acest studiu, BAE, malvidina și derivații săi ar putea îmbunătăți sensibilitatea la insulină, acționând ca un inhibitor eficient de GSK3 și un stimulator GS în calea independentă de insulină.

GLUT2 este un transportor bidirecțional care preia glucoza în timpul fazei de absorbție (glicoliză) și o descarcă în fluxul sanguin în timpul gluconeogenezei și glicogenolizei [49]. Atunci când concentrația extracelulară de glucoză crește, mai multă glucoză intră în celulele pancreatice prin intermediul transportorului de glucoză cu afinitate scăzută GLUT2 [50]. Supraexpresia GLUT2 în ficat afectează secreția de insulină stimulată de glucoză și crește riscul de hiperglicemie a jeun și DMT2 [4]. Malvidina combinată cu zaharurile din extractul de afine a prevenit creșterea bruscă a glucozei prin scăderea nivelului de expresie a GLUT2. Zahărul care conține flavonoide ar putea reduce transportul și absorbția glucozei prin scăderea ratei de absorbție, în timp ce antocianina în sine nu este transportată de GLUT2 [51]. Primul ar fi benefic în reducerea creșterii bruște a glucozei. Coaliția antocianinei și GLUT2 a avut loc prin intermediul fragmentelor hidrofile, adică fragmentul 3-glucozil și inelul B pentru monoglucozidă, fragmentul 5-glucozil, inelul A pentru glucozid și inelul A sau B pentru agliconi [52].În acest studiu, BAE, malvidina și derivații săi au redus nivelurile de supraexpresie a GLUT2 în celulele hepatice, menținând astfel echilibrul secreției de insulină stimulată de glucoză în celulele pancreatice și, de asemenea, reducând transportul și absorbția glucozei în circulația sanguină. .

Supraexpresia lipogenezei, adică ACC, SREBP-1c, HMGCR și HSL la pacienții obezi a fost puternic asociată cu diabetul și bolile hepatice grase [53]. Pretratamentele cu BAE, malvidină și derivații săi ar fi putut inactiva ACC prin cauzarea unei creșteri a fosforilării ACC la forma inactivă Ser79. Inactivarea ACC ar putea stimula acizii grași cu lanț lung să intre în mitocondrii pentru oxidare, crescând astfel absorbția de acizi grași [54] . Aceste pretratamente au inhibat, de asemenea, sinteza acizilor grași prin scăderea expresiei activatorului ACC cO, SREBP-1c. 3-Hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductază (HMGCR) joacă un rol important în sinteza colesterolului [55]. Lipaza sensibilă la hormoni (HSL) mediază eliberarea acizilor grași liberi în sistemul vascular [56]. BAE, malvidina și derivații săi au scăzut în mod eficient sinteza colesterolului și circulația acizilor grași liberi în sistemul vascular prin scăderea semnificativă a nivelurilor de expresie a HMGCR și HSL în hepatocite. S-a raportat, de asemenea, că o doză mare de BAE ar putea suprima acumularea de ceramide serice, diacilgliceroli, triacilglicerol și colesterol și, astfel, poate preveni disfuncția metabolică a lipidelor [57]. Prin urmare, BAE joacă un rol de nutraceutic hipolipidemic care reduce eficient sinteza acizilor grași și a colesterolului și crește oxidarea acizilor grași, promovând astfel homeostazia lipidelor. Din descoperirile noastre, BAE, malvidina și derivații săi au potențiale efecte hipoglicemiante și hipolipidemice ale tratării diabetului zaharat prin activarea AMPK care cresc sensibilitatea la insulină prin inhibarea gluconeogenezei și lipogenezei în celulele hepatocarcinomului uman și prin scăderea transportului de glucoză în sânge.

5. Concluzie

Efectele hipoglicemiante și hipolipidemice ale extractului de antociani din soiul de afin de iepure in vitro și in vivo au fost investigate în acest studiu. Rezultatele au demonstrat că stresul oxidativ hepatic a fost crescut semnificativ de glucoza ridicată, care a crescut ROS de până la 6-ori și a scăzut viabilitatea celulară. Pretratarea cu Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal și extract de antocianin de afine (BAE) a redus semnificativ această daune prin scăderea generării de ROS și creșterea viabilității celulare. Aceste descoperiri arată că BAE, malvidina și derivații săi au o capacitate antioxidantă puternică de a proteja celulele hepatice de deteriorarea oxidativă prin scăderea formării ROS și creșterea viabilității celulare. Prin urmare, aceste pretratamente ar putea reduce eficient sinteza acizilor grași și a colesterolului și ar putea reduce circulația acizilor grași liberi în vasele de sânge. BAE ar putea ameliora în mod semnificativ hiperglicemia și hiperlipidemia la șoarecii diabetici induși printr-o reducere semnificativă a pierderii în greutate corporală, a nivelurilor de glucoză și lipide. Activitatea antioxidantă a activării SOD și AMPK a fost îmbunătățită în mod semnificativ de BAE. BAE, malvidina și derivații săi s-au dovedit a fi nutraceutice anti-diabetice eficiente cu activități hipoglicemiante și hipolipidemiante. Ei au activat eficient AMPK care, la rândul său, a îmbunătățit sensibilitatea la insulină și a protejat organismul de supraexprimarea gluconeogenezei și lipogenezei; prin urmare, ele ar putea menține în mod eficient homeostazia glucolipidicelor și ar putea preveni diabetul. Aceste descoperiri sugerează că BAE ar putea prezenta efecte anti-diabetice mari in vitro și in vivo, iar antocianinele fiind unul dintre constituenții majori ai extractului de afine, joacă un rol important în exercitarea activităților hipoglicemiante și hipolipidemiante.

Acest articol este extras din https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.102100 Primit 21 iulie 2021; Primit în formă revizuită 9 august 2021; Acceptat la 11 august 2021