Efectele hipoglicemiante și hipopolipidemice ale glicozidelor totale ale Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
A lua legatura: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,*
ABSTRACT
Relevanță etnofarmacologică:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) este o componentă frecvent prescrisă în multe prescripții tradiționale pe bază de plante care sunt folosite pentru a trata diabetul în China. În studii recente, a fost confirmată activitatea antidiabetică a extractelor de Cistanche tubulosa. Cu toate acestea, nu a fost raportată nicio investigație sistematică asupra glicozidelor totale ale Cistatnche tubulosa (TGCT).
Scopul studiului:Prezentul studiu și-a propus să investigheze efectele hipoglicemiante și hipolipidemice ale TGCT și mecanismele potențiale la șobolanii diabetici induși de dietă/streptozotocină (STZ) și să caracterizeze chimic principalii constituenți ai TGCT.
Materiale și metode:Constituenții majori ai TGCT au fost caracterizați prin HPLC/Q-TOF-MS și cuantificarea analitică a fost efectuată cu HPLC-DAD. Șobolanii diabetici de tip 2 au fost induși de o dietă bogată în grăsimi și zaharoză (HFSD) și o singură injecție de STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg și 200 mg/kg) sau metformină (200 mg/kg) au fost administrate oral timp de 6 săptămâni. Greutatea corporală și aportul de calorii au fost monitorizate pe tot parcursul experimentului. Au fost testate glicemia plasmatică a jeun (FPG), testul de toleranță la glucoză orală (OGTT), aria sub curba glucozei (AUC-G), hemoglobina glicozilată (HbA1c), insulina a jeun, peptida C seric, conținutul de glicogen și indicele de sensibilitate la insulină . Au fost testate nivelurile proteinei kinazei B fosforilate și ale glicogen sintazei kinazei fosforilate 3, activitățile hexokinazei și piruvat kinazei. Între timp, au fost măsurate modificările profilurilor lipidelor serice, superoxid dismutază, glutation peroxidază, malondialdehidă și factori inflamatori. Histologice ale pancreasului au fost, de asemenea, evaluate prin colorarea hematoxilină-eozină.
Rezultate:Investigația noastră a relevat prezența glicozidelor feniletanoide (PhG): echinacozidă (500,19 ±11,52 mg/g), actozidă (19,13 ± 1,44 mg/g) și izoacteozidă (141,82 ± 5,78 mg/g) în TGCT. Testele farmacologice au indicat că TGCT a inversat semnificativ pierderea în greutate indusă de STZ (11,1 la sută, 200 mg/kg); scăderea FPG (56,4 la sută, 200 mg/kg) și a HbA1c (37,4 la sută, 200 mg/kg); a ameliorat OGTT, AUC-G și sensibilitatea la insulină; conținut crescut de glicogen (40,8 la sută în ficat și 52,6 la sută în mușchi, 200 mg/kg) și activitățile enzimelor de metabolizare a carbohidraților; modificările profilului lipidic reglate și activitățile enzimelor antioxidante; markeri serici diminuați ai stresului oxidativ și ai inflamației într-o manieră dependentă de doză (p <>
Concluzii:Acest studiu a confirmat că TGCT a fost un agent nutrițional eficient pentru ameliorarea hiperglicemiei și hiperlipidemiei la șobolanii diabetici induși de dietă/STZ, care ar putea fi atribuit în mare parte activităților TGCT asupra inhibării stresului oxidativ și a inflamației.
atribuire Cistanchela activităţile privind inhibiţiile destresul oxidativșiinflamaţie.
1. Introducere
Diabetul zaharat este considerat o boală metabolică, care se caracterizează prin hiperglicemie rezultată din producerea defectuoasă de insulină sau/și rezistența la insulină (IR) (American Diabetes Association, 2019). Hiperglicemia cronică este asociată cu multiple complicații severe, cum ar fi nefropatia, retinopatia, neuropatia și problemele cardiace (Ekoe, 2019). Numărul persoanelor cu diabet la nivel global în 2019 este estimat la 463 milioane (9,3 la sută), crescând la 578 milioane (10,2 la sută) până în 2030 și la 700 milioane (10,9 la sută) până în 2045 (Saeedi et al., 2019). Mai multe medicamente precum metformina (Met, care mărește producția de glicogen hepatic), insulina (suprima producția de glucoză și crește utilizarea glucozei) și sulfonilureele (stimularea celulelor insulare pancreatice pentru a secreta insulină) sunt eficiente în reducerea glicemiei. Cu toate acestea, o mulțime de reacții adverse nedorite (inclusiv creșterea în greutate, hipoglicemie, IR și edem) au limitat utilizarea lor (Moller, 2001). Prin urmare, mulți cercetători au căutat în ultimii ani compuși biologic activi din extracte tradiționale de plante pentru tratamentul diabetului (Kasangana și colab., 2019; Liu și colab., 2020).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) a fost utilizat pe scară largă în medicina tradițională chineză, care este frecvent prescris în formulele tradiționale pentru tratarea deficienței renale, a infertilității feminine și a diabetului zaharat (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). Studii recente au raportat că extractul apos de Cistanche tubulosa a arătat efecte hipoglicemiante și hipolipidemice la șoarecii db/db cu diabet zaharat de tip 2 (T2DM) (Xiong și colab., 2013) și a ameliorat nivelurile de glucoză din sânge, IR și peroxidarea lipidelor în streptozotocină. șobolani diabetici induși de (STZ)-nicotinamidă (Kong și colab., 2018). Glicozidele feniletanoide (PhG) sunt constituenții majori ai Cistanche tubulosa (Morikawa și colab., 2014), care a prezentat diverse activități biologice, cum ar fi antioxidarea (Xue și colab., 2017) și anti-cancer (Fu et al., 2019) . Mai mult, PhG-urile au inhibat semnificativ creșterea nivelului de glucoză din sânge postprandial la șoarecii încărcați cu amidon (Morikawa și colab., 2014), au suprimat absorbția de glucoză mediată de cotransportatorul de glucoză dependent de sodiu 1-în celulele epiteliale intestinale (Shimada și colab., 2017) și a inhibat activitatea aldoze reductazei în cristalinul de șobolan (Morikawa et al., 2019). Cu toate acestea, nicio cercetare anterioară nu a investigat activitatea anti-hiperglicemică a glicozidelor totale de Cistanche tubulosa (TGCT).
În studiul de față, proprietățile antidiabetice ale TGCT au fost evaluate într-o dietă bogată în grăsimi și zaharoză (HFSD) și șobolani diabetici induși de STZ. În plus, activitățile antioxidante și antiinflamatorii au fost, de asemenea, investigate pentru a înțelege cuprinzător mecanismul potențial al TGCT.
2. Materiale și metode
2.1. Produse chimice și reactivi
STZ a fost achiziționat de la Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, SUA). Met a fost obținut de la chino-american Shanghai Squibb Pharma. Trusele ELISA de insulină, C-peptidă au fost furnizate de Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, China). Trusele ELISA de glucoză, hemoglobină glicozilată (HbA1c), colesterol total (TC), triacilglicerol (TG), colesterol cu lipoproteine cu densitate joasă (LDL-C), colesterol cu lipoproteine cu densitate mare (HDL-C), superoxid dismutază (SOD) , glutation peroxidază (GSH-Px), malondialdehidă (MDA), factor de necroză tumorală (TNF), interleukina 1 (IL{-1), interleukina 6 (IL{-6) au fost achiziționate de la Institutul de Bioinginerie Nanjing Jiancheng . Trusele ELISA de protein kinaza B fosforilată (p-PKB) și glicogen sinteta kinaza fosforilată 3 (p-GSK3) au fost achiziționate de la Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacozidă (puritate mai mare sau egală cu 98 la sută) și actozidă (puritate mai mare sau egală cu 97 la sută) au fost achiziționate de la National Institutes for Food and Drug Control. Isoacteozidul (puritate mai mare sau egală cu 98 la sută) a fost furnizat de Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
praf de extract benefic de cistanche
2.2. Resurse vegetale și pregătirea TGCT
Tulpina suculentă uscată de Cistanche tubulosa a fost achiziționată de la Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, China) și identificată de Dr. Puyang Gong de la Departamentul de Botanică Farmaceutică, Universitatea Southwest Minzu. Un exemplar de voucher (nr. 201611{03) a fost zdrobit într-o pulbere și depus în herbariul Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Conform standardului național de medicamente SFDA „Congrong Zonggan Jiaonang „(YBZ07482005-2011Z), medicamentul brut (1 kg) a fost extras cu apă de trei ori după înmuiere timp de 1 oră. După filtrare, filtratul a fost concentrat sub presiune redusă, s-a adăugat alcool la soluţia concentrată până când concentraţia de etanol a atins 60%. Supernatantul lichid a fost concentrat fără gust de alcool și apoi a fost purificat cu rășină macroporoasă. În primul rând, eluent cu apă și eluent etanol 40% au fost colectate succesiv pentru utilizare ulterioară. În al doilea rând, eluentul apos a fost reinjectat în rășina macroporoasă și eluat cu apă. Eluentul de apă a fost aruncat. În al treilea rând, eluția cu 40% etanol și eluentul au fost colectate pentru utilizare ulterioară. În cele din urmă, 40% eluanți cu etanol au fost combinați și concentrați prin evaporator rotativ, apoi soluția a fost uscată prin uscare prin pulverizare. S-a obţinut aproximativ 60 g putere maro (adică TGCT). Puritatea TGCT a fost detectată conform standardului (YBZ07482005-2011Z), care este atinsă până la 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) și trei standarde mixte (echinacozidă: 131,3 ug, actozidă: 4,2 ug, izoacteozidă: 39,4 ug) au fost dizolvate în 1 mL metanol: apă (50/50, v/v) și apoi filtrate printr-un 0,45 μm membrana înainte de injectare.
2.3. Analiza calitativă a TGCT prin HPLC/Q-TOF-MS
Sistemul HPLC a fost interfațat cu un Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, SUA) echipat cu ionizare electrospray. Analiza a fost efectuată pe coloana Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Faza mobilă a fost compusă din metanol-apă (conținând 0,1 procente H3PO4). Debitul a fost de 1,0 mL/min. Programele de eluare cu gradient au fost rezumate după cum urmează: 0–20 min, 18% –28% A; 20–50 min, 28 la sută –32 la sută A; 50–60 min, 32 la sută A; 60–70 min, 32 la sută – 50 la sută . TOF-MS a fost efectuat atât în modul de ioni pozitivi cât și negativi peste m/z 100–3000 sub următorii parametri de funcționare: tensiune capilară 3500 V (ESI-) sau 4000 V (ESI plus); gaz de uscare, 10,0 L/min; temperatura gazului, 350 ◦C; presiunea nebulizatorului, 35 psi; tensiune skimmer, 65 V; tensiune fragment, 135 V; OCTRFV, 750 V. Toate datele au fost controlate de Data Acquisition pentru TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 și Analiza calitativă Ver. B.03.01 (Agilent Technologies, respectiv SUA).
2.4. Analiza cantitativă a TGCT prin HPLC-DAD
Separarea a fost efectuată pe coloana Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) în 50 de minute (1,0 ml/min). Condițiile cromatografice pentru HPLC-DAD au fost aceleași cu cele ale analizei calitative. Volumul de injecție, temperatura coloanei și lungimea de undă UV au fost setate la 5 μL, 30 ◦ C și, respectiv, 330 nm.
2.5. Animale experimentale
Șobolani masculi SD, cântărind 180 ± 20 g, au fost achiziționați de la Centrul pentru animale de laborator din Nanjing Qinglongshan [Certificat nr. SCXK (SU) 2017-0001] și găzduiți la unitatea de îngrijire a animalelor din Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, China). Îngrijirea animalelor și procedurile experimentale au fost aprobate de Comitetul Instituțional pentru Îngrijirea și Utilizarea Animalelor, Institutul Huzhou pentru Controlul Alimentelor și Medicamentelor (Aprobare nr. 19018) și au fost efectuate în conformitate cu Regulamentele pentru experimentele pe animale din China. Șobolanii au fost menținuți la temperatură controlată (24 ± 2 ◦ C) și umiditate (50 ± 10 la sută) cu un ciclu de lumină și întuneric de 12 ore, aclimatizați la condițiile de viață timp de 7 zile prin mâncare normală de laborator și apă ad libitum.
2.6. Inducerea diabetului
Șobolanii din grupul de control normal (NC, n {{0}}) au fost hrăniți cu o dietă normală, în timp ce șobolanii experimentali au fost hrăniți cu HFSD (o dietă normală suplimentată cu 20% zaharoză, 10% untură, 2,5% la sută colesterol și 1 la sută colat, 3,95 kcal/g) timp de 4 săptămâni. După un post de 12 ore, șobolanii au fost injectați intraperitoneal cu o singură doză de STZ (30 mg/kg), care s-a dizolvat în tampon citrat rece (0,1 M, pH 4,5) imediat înainte de utilizare. În a 8-a zi de injectare cu STZ, o probă de sânge a fost prelevată de la capăt cu un ac de prelevare de sânge de unică folosință, iar glicemia plasmatică a jeun (FPG) a fost determinată de glucometrul portabil (LifeScan, Inc. UK). Șobolanii cu simptome de poliurie, polidipsie și FPG Mai mare sau egal cu 11,1 mmol/L au fost considerați șobolani diabetici și împărțiți aleatoriu în cinci grupuri (n =10).
Grupa I: NC, alimentat cu 0,5 procente carboxil metilceluloză de sodiu (CMCNa, 10 ml/kg).
Grupa II: control diabetic (DC), hrănit cu 0,5 procente CMC-Na (10 ml/kg).
Grupa III: TGCT-50, tratat cu TGCT (50 mg/kg).
Grupa Ⅳ: TGCT-100, tratat cu TGCT (100 mg/kg).
Grupa Ⅴ: TGCT-200, tratat cu TGCT (200 mg/kg).
Grupa Ⅵ: Met-200, tratat cu Met (200 mg/kg).
Dozele utilizate în acest studiu au fost selectate pe baza Farmacopeei Chineze (ediția 2015). Toate grupurile au fost administrate pe cale orală o dată pe zi și au continuat să primească dietele respective timp de încă 6 săptămâni.
Cistanche protejează ficatul.
2.7. Observați starea generală a șobolanilor
Starea blănii, producția de urină și supraviețuirea șobolanilor au fost observate în fiecare zi. Greutatea corporală (BW) și aportul de calorii au fost monitorizate pe tot parcursul experimentului. FPG a fost evaluată la 0, a 2-a, a 4-a și a 6-a săptămână după tratamentul cu TGCT.
2.8. Testul de toleranță la glucoză orală (OGTT)
OGTT a fost efectuat pe șobolani aflați în post peste noapte în stadiul terminal al întregului studiu. Doar 60 μL probe de sânge au fost colectate cu o pipetă capilară din sinusul orbital (0 h), apoi au fost administrate cu TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg și 200 mg/kg) sau respectiv Met (200 mg/kg). Probele de sânge au fost colectate la 0,5 ore, 1 oră, 2 ore după încărcarea cu glucoză (2 g/kg). Șobolanii au fost anesteziați cu izofluran timp de câteva minute înainte de a lua sânge și apoi imediat apăsați pentru a opri sângerarea prin bumbac hemostatic. Toate experimentele au fost făcute cu grijă pentru a asigura bunăstarea animalelor. Concentrațiile plasmatice de glucoză au fost determinate printr-un kit de glucoză bazat pe metoda glucozooxidazei peroxidazei. Aria de sub curba glucozei (AUC-G) a fost calculată pentru a se referi la literatură (Shao et al., 2013).
2.9. Determinarea insulinei de jeun (FINS) și a indicelui de sensibilitate la insulină (ISI)
Interval de 1 zi după OGTT, toți șobolanii au fost în condiții bune, fără niciun simptom, cum ar fi orbire și inflamație. Apoi, au fost anesteziați cu pentobarbital sodic (40 mg/kg, ip) după post timp de 12 ore și au fost recoltate probe de sânge din aorta abdominală cu și fără heparină pentru estimări biochimice. Serul a fost colectat din probe de sânge (fără heparină) prin centrifugare. FINS a fost testat prin trusa ELISA. FPG a fost determinat folosind un kit comercial bazat pe metoda glucozei peroxidazei. ISI a fost calculat în conformitate cu formula: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).
2.10. Estimarea sintezei glicogenului în ficat și mușchi
Mușchii ficatului și gastrocnemiului au fost excizati, clătiți, cântăriți și păstrați la -70 ◦C. Glicogenul din ficat și mușchi a fost măsurat prin metoda antronului, așa cum a fost descris anterior (Ren și colab., 2015). Conținutul de glicogen a fost exprimat ca mg/g greutate umedă a țesutului. Activitățile hexokinazei (HK) și piruvat kinazei (PK) în ficat au fost determinate de truse disponibile comercial, conform instrucțiunilor producătorului.
2.11. Analiza biochimică
HbA1c din sângele integral (cu heparină) a fost măsurată printr-un kit de diagnostic. Peptida C serică, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 și IL-1 au fost testate folosind truse comerciale în conformitate cu instrucțiunile producătorului.
2.12. Evaluarea histologică a pancreasului
Țesuturile pancreasului au fost, de asemenea, excizate, clătite și fixate în formol neutru 10%, apoi deshidratate în etanol în gradient (75%, 85%, 95% și 100%) și xilen (100%). După permeare, acestea au fost încorporate în parafină și tăiate în secțiuni groase de 3 μm cu un microtom rotativ. Secțiunile de țesut au fost colorate cu hematoxilin-eozină (H&E) pentru examinări microscopice cu lumină (Chen și colab., 2014).
2.13. analize statistice
Analiza statistică a fost efectuată de software-ul SPSS versiunea 16.0. Datele au fost prezentate cu media ± SD. Comparațiile statistice între grupuri au fost efectuate folosind ANOVA unidirecțional urmată de testul Tukey și o valoare de p < 0.05="" a="" fost="" considerată="" semnificativă="">
3. Rezultate
3.1. Analiza fitochimică a TGCT
Analiza calitativă a fost efectuată și prezentată în materialele suplimentare. Cromatograma ionică totală în modul ion negativ a fost demonstrată în Fig. S1. Datele MS au fost alocate provizoriu prin comparație cu datele dintr-un raport anterior (Li et al., 2015) și rezumate în tabelul S1. Metodele analitice de cuantificare a markerilor au fost de asemenea validate și descrise pe scurt în materialele suplimentare. Cromatogramele HPLC au fost prezentate în Fig. 1. Trei constituenți majori (echinacozid, acteozid și izoacteozid) ai TGCT au fost identificați în comparație cu substanțele de referință. Identificarea compușilor și concentrațiile lor în TGCT au fost prezentate în Tabelul 1.
3.2. Efectele TGCT asupra BW și a aportului de calorii
După cum se arată în Fig. 2A, șobolanii hrăniți cu HFSD au arătat greutatea crescută cu o medie de 41 g în comparație cu grupul NC după 4 săptămâni. Cu toate acestea, STZ a redus în mod evident BW-ul șobolanilor în comparație cu grupul NC. În schimb, greutatea corporală în grupurile TGCT (100 și 200 mg/kg) a fost crescută progresiv și semnificativ (p < 0,05)="" cu="" 8,1%="" și,="" respectiv,="" 11,1%,="" în="" comparație="" cu="" grupul="" dc="" până="" la="" sfârșitul="" perioadei="" de="" experiment="" ,="" care="" a="" indicat="" că="" tgct="" ar="" putea="" preveni="" pierderea="" excesivă="" în="" greutate="" în="" condiții="" patologice.="" aportul="" de="" calorii="" al="" grupului="" nc="" a="" fost="" observabil="" mai="" mic="" decât="" al="" celorlalte="" grupuri="" și="" nu="" a="" existat="" nicio="" diferență="" semnificativă="" în="" aportul="" de="" calorii="" între="" celelalte="" cinci="" grupuri="" (fig.="">
3.3. Efectele TGCT asupra FPG, OGTT și HbA1c
Șobolanii diabetici induși de STZ au prezentat o creștere remarcabilă a FPG în comparație cu grupul NC (p <{1}}.01), așa="" cum="" este="" prezentat="" în="" fig.="" 3a.="" administrarea="" orală="" de="" tgct="" a="" demonstrat="" efect="" hipoglicemiant="" într-o="" manieră="" dependentă="" de="" timp="" și="" de="" doză.="" tgct="" (100="" și="" 200="" mg/kg)="" a="" scăzut="" semnificativ="" nivelurile="" de="" fpg="" la="" a="" 4-a="" (22,1="" la="" sută="" și="" 24,8="" la="" sută)="" și="" a="" 6-a="" (23,2="" la="" sută="" și="" 56,4="" la="" sută)="" săptămâni="" în="" comparație="" cu="" grupul="" dc.="" după="" cum="" este="" prezentat="" în="" fig.="" 3b="" și="" c,="" tgct="" (100="" mg/kg="" și="" 200="" mg/kg)="" a="" scăzut="" în="" mod="" evident="" glicemia="" cu="" 16,1%="" și="" 22,2%="" la="" 0,5="" ore="" și="" a="" scăzut="" cu="" 17,2%="" și="" 26,5%="" la="" 1="" oră,="" iar="" auc="" -g="" din="" grupurile="" tgct="" au="" fost,="" de="" asemenea,="" reduse="" cu="" 8,1="" la="" sută,="" 18,5="" la="" sută="" și,="" respectiv,="" 25,4="" la="" sută.="" după="" cum="" este="" ilustrat="" în="" fig.="" 3d,="" a="" existat="" o="" creștere="" semnificativă="" a="" hba1c="" (93,3="" la="" sută)="" în="" comparație="" cu="" grupul="" nc,="" în="" timp="" ce="" administrarea="" orală="" de="" tgct="" (100="" mg/kg="" și="" 200="" mg/kg)="" la="" șobolanii="" diabetici="" a="" scăzut="" remarcabil="" (p="">< 0,05).="" hba1c="" (26,7="" la="" sută="" și,="" respectiv,="" 37,4="" la="" sută)="" comparativ="" cu="" grupul="">
Fig. 1. Spectrul HPLC al TGCT și structurile chimice ale compușilor majori din TGCT.
3.4. Conținutul de glicogen în ficat și mușchi
După cum sa demonstrat în Fig. 4A și B, nivelurile de glicogen au fost semnificativ scăzute la șobolanii diabetici. Când s-au administrat diferite concentrații de TGCT la șobolani diabetici timp de 6 săptămâni, glicogenul hepatic în grupurile TGCT (100 mg/kg și 200 mg/kg) a fost mai mare (25,2 la sută și 40,8 la sută) decât cei din grupul DC (p < 0,05,="" fig.="" 4a).="" efect="" similar="" a="" fost="" demonstrat="" în="" mușchi="" că="" glicogenul="" din="" grupurile="" tgct="" (100="" mg/kg="" și="" 200="" mg/kg)="" a="" fost="" mai="" mare="" (40,7="" la="" sută="" și="" 52,6="" la="" sută)="" decât="" cei="" din="" grupul="" dc="" (p="">< 0,05,="" fig.="">
3.5. Efectele TGCT asupra insulinei serice, C-Peptidei și 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), chiar dacă insulina și peptida C din grupurile tratate cu TGCT au fost ușor mai mari decât cele din grupul DC. Între timp, am calculat ISI în Fig. 4C. Spre deosebire de secreția de insulină, ISI au fost crescute cu 32,9% și, respectiv, 37,8% de către TGCT (100 mg/kg și 200 mg/kg) în comparație cu grupul DC (p <>
Tabelul 1 Conținutul markerilor fitochimici ai TGCT.
3.6. Examenul histopatologic al pancreasului
Pentru a verifica efectul TGCT asupra regenerării în insulele pancreatice, a fost efectuată analiza histologică a pancreasului. În Fig. 5A, structura histologică normală și insulițele de dimensiuni au fost observate în grupul NC. În schimb, injectarea cu STZ a dus la scăderea numărului și a diametrului insulițelor cu modificări microveziculare marcate (Fig. 5B). Atât TGCT, cât și Met au crescut semnificativ numărul și dimensiunea insulițelor prin analiza punctajului (Fig. 5C-F).
3.7. Efectele TGCT asupra p-PKB, p-GSK3, HK și PK
În tabelul 2, s-a constatat că nivelurile de fosforilare ale PKB și GSK3 au scăzut semnificativ (p <0.{{10}}5) la="" șobolanii="" diabetici.="" tgct="" (100="" mg/kg="" și="" 200="" mg/kg)="" a="" crescut="" remarcabil="" concentrațiile="" de="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" la="" sută="" ,="" p="">< 0,05="" și="" tgct-200:="" 16,7="" la="" sută,="" p="">< 0,05)="" și="" p="" gsk3="" (tgct{-200:="" 18,3="" la="" sută,="" p="">< 0,01).="" efecte="" similare="" ale="" tgct="" asupra="" hk="" și="" pk="" au="" fost,="" de="" asemenea,="" observate.="" grupurile="" tgct="" au="" crescut="" activitățile="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" la="" sută,="" p="">< 0,05="" și="" tgct{-200:="" 59,1="" la="" sută,="" p="">< 0,01)="" și="" pk="" (tgct{-200:="" 32,7="" la="" sută,="" p="">< 0,05)="" decât="" cei="" din="" grupul="">
Fig. 2. Efectele TGCT asupra greutății corporale (A) și aportului de calorii (B) la șobolanii diabetici induși de STZ.
3.8. Efectele TGCT asupra dislipidemiei
După cum se arată în tabelul 3, șobolanii tratați cu TGCT (100 mg/kg și 200 mg/kg) au ameliorat în mod semnificativ anomaliile lipidelor. TG au fost reduse cu 19,8 la sută (p < 0,05)="" și="" 25,9="" la="" sută="" (p="">< 0,01);="" tc="" au="" scăzut="" cu="" 28,5="" la="" sută="" și="" 31,4="" la="" sută="" (p="">< 0,05);="" ldl-c="" au="" fost="" reduse="" cu="" 20,0="" la="" sută="">< 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. Efectele TGCT asupra stresului oxidativ și inflamației
În lumina rolurilor importante ale stresului oxidativ și inflamației în patofiziologia diabetului, am evaluat capacitatea TGCT asupra stresului oxidativ și inflamației la șobolani diabetici. TGCT (100 și 200 mg/kg) a crescut efectiv (14,7 la sută, p < 0,05="" și="" 20,5="" la="" sută,="">< 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. Discutie
Diabetul este o tulburare metabolică progresivă și cronică care se caracterizează în principal prin hiperglicemie. În prezent, FPG este o măsură specifică a concentrației de glucoză din sânge, OGTT este un criteriu sensibil de detectare a anomaliilor precoce în eliminarea glucozei, în timp ce HbA1c este utilizat pe scară largă ca indice standard de aur pentru controlul glicemic reflectă nivelul mediu al glucozei pe parcursul a 120 de zile înaintea testului ( Nagy și colab., 2018; Gan și colab., 2018). FPG, OGTT și HbA1c sunt utilizate clinic pentru diagnosticul și managementul prediabetului și diabetului (Chai et al., 2017). În studiul nostru, este clar că FPG la șobolanii diabetici tratați cu TGCT (100 mg/kg și 200 mg/kg) a fost semnificativ scăzut în comparație cu grupul DC. După cum au arătat datele în OGTT și AUC-G, toleranța afectată la glucoză și rata de absorbție a glucozei au fost inversate de TGCT la șobolanii diabetici. Între timp, rezultatul a fost susținut și de măsurarea conținutului de HbA1c. Aceste date au indicat că TGCT a ameliorat indicii fiziologici ai șobolanilor diabetici prin reglarea homeostaziei glicemiei.
Fig. 3. Modificarea FPG la șobolanii diabetici în timpul administrării cu TGCT timp de 6 săptămâni.
Secreția afectată de insulină și IR joacă un rol crucial în dezvoltarea hiperglicemiei. Direcționarea fiecăreia dintre ele este adecvată pentru a îmbunătăți controlul glicemic și a preveni T2DM (Szoke și Gerich, 2005; Punthakee și colab., 2018). Mai multe tipuri de cercetări au raportat că o combinație între o dietă bogată în grăsimi și STZ cu doze mici este un mijloc eficient de inducere a T2DM în experimente cu animale. STZ cu doze mici provoacă o ușoară afectare a secreției de insulină, care seamănă mai mult cu stadiile ulterioare ale DZ2 (Gheibi și colab., 2017). În acest studiu, TGCT nici nu crește semnificativ secreția de insulină și nici nu restabilește insulița pancreasului la șobolanii diabetici, chiar dacă insulina și numărul de insulițe din grupurile tratate cu TGCT au fost mai mari decât cele din grupul DC. Aceste constatări sunt în conformitate cu studiul anterior la șoareci db/db (Xiong și colab., 2013). Rezultatele noastre au arătat o creștere semnificativă în greutate la șobolanii diabetici tratați cu TGCT, care poate fi explicată printr-o creștere ușoară a insulinei care poate inhiba catabolismul proteinelor în țesutul muscular (Adams et al., 2019). În plus, rezultatul ISI a arătat că TGCT a ameliorat în mod evident IR-ul șobolanilor diabetici, ceea ce este în concordanță cu raportul anterior (Kong și colab., 2018), care a furnizat o dovadă nouă în ceea ce privește mecanismul potențial asupra efectului antidiabetic al TGCT.
După cum știm cu toții, calea PKB/GSK3 este una dintre cele mai critice căi de semnalizare a insulinei, s-a sugerat că mediază sinteza glicogenului indusă de insulină (Zheng et al., 2015). HK și PK acționează ca potențiale ținte medicamentoase în tratamentul farmacologic al diabetului. Activitățile scăzute de HK și PK au fost confirmate în IR, în timp ce activarea HK și PK determină mai multe rezerve de glicogen sau glicoliză producând energie mai deplină prin utilizarea glucozei din sânge (Hu et al., 2014). În studiul de față, tratamentul cu TGCT a crescut simultan expresia proteinelor fosforilate ale PKB și GSK3, a condus la o inversare semnificativă a activităților HK și PK și a restabilit semnificativ conținutul de glicogen din ficat și mușchi pe măsură ce glucoza din sânge s-a redus. Aceste rezultate au indicat că TGCT a activat enzimele cheie ale căii de semnalizare a insulinei și au furnizat în continuare dovezi că sensibilitatea la insulină a fost cu adevărat îmbunătățită la șobolanii diabetici.
Tabelul 2 Efectele TGCT asupra secreției de insulină și a enzimelor de metabolizare a carbohidraților la șobolanii diabetici.
Diabetul pe termen lung contribuie, de asemenea, la creșterea LDL-C și la scăderea nivelurilor de HDL-C care cauzează dereglarea lipidelor (Jayashankar și colab., 2016), iar dislipidemia este un marker stabilit pentru disfuncția endotelială și riscul cardiovascular în diabet (Shahwan și colab., 2016). 2019). În studiul nostru, TGCT (200 mg/kg) a scăzut remarcabil nivelurile de TC, TG și LDL-C și a crescut nivelul de HDL-C la șobolanii diabetici, ceea ce este în concordanță cu rapoartele anterioare conform cărora Cistanche tubulosa a reglat eficient lipidele. metabolismul la șoareci (Shimoda și colab., 2009; Xiong și colab., 2013). Aceste descoperiri au indicat că TGCT poate fi mai benefic pentru o persoană diabetică cu anomalii ale lipidelor din sânge.
STZ este un antibiotic cu spectru larg, care are un efect de toxicitate selectivă ridicată asupra celulelor insulare pancreatice, rezultat din creșterea radicalului superoxid și, la rândul său, la un control slab glicemic (Ghosh și colab., 2015; Swain și colab., 2020). ). Între timp, stresul oxidativ este, de asemenea, o cauză importantă a IR în numeroase medii (Taniguchi et al., 2006). IR și diabetul sunt asociate cu activitățile reduse ale enzimelor antioxidante, cum ar fi SOD și GSH-Px (Styskal și colab., 2012). Studiile anterioare au sugerat că suprimarea stresului oxidativ a putut scădea glicemia la șobolanii diabetici (Lim și colab., 2012; Gao și colab., 2016). În acest studiu, tratamentul cu TGCT a restabilit în mod semnificativ funcțiile defensive celulare ale SOD și GSH-Px și a redus nivelurile de MDA la șobolanii diabetici, ceea ce a manifestat că TGCT are proprietăți de antioxidare.
Constituenții majori din TGCT sunt PhG, iar conținutul total de echinacozidă, acteozidă și izoacteozidă este mai mare de 661 mg/g. S-a dovedit, în general, că plantele care posedă componente antioxidante mari, cum ar fi PhG, au efecte hipoglicemiante (Morikawa și colab., 2014; Shimada și colab., 2017; Spínola și colab., 2019). Prin urmare, am speculat că efectul anti-diabetic al TGCT ar putea fi atribuit parțial activității antioxidante a PhG. Având în vedere conținutul de echinacozid din TGCT, sunt necesare studii suplimentare pentru a investiga efectele echinacozidei asupra modelelor IR și diabetului in vivo și in vitro.
Este larg recunoscut faptul că diabetul zaharat este o boală inflamatorie. Citokinele inflamatorii cum ar fi TNF-, IL-6 și IL{-1 pot interfera cu calea de semnalizare a receptorului de insulină și, în continuare, duce la IR (Bastard și colab., 2006). Inflamația pare a fi o țintă medicamentoasă viabilă în tratamentul IR și, prin extensie, a diabetului (Chen și colab., 2015). În studiul actual, TGCT ar putea scădea nivelul de TNF-, IL-6 și IL{-1, ceea ce a demonstratefect antiinflamator. Acesta poate fi un alt mecanism anti-diabetic al TGCT la șobolanii diabetici.
Dovezile acumulate arată că glicemia crescută persistentă da naștere la anomalii în structura și funcția proteinelor și lipidelor circulante, ceea ce duce la glioxidare și peroxidare și apoi promovează producerea de citokine inflamatorii. În mod similar, creșterea citokinelor inflamatorii are ca rezultat producerea de specii reactive de oxigen și alte părți reactive, care promovează stresul oxidativ și deteriorarea oxidativă. Acest lucru duce la un cerc vicios (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Prin urmare, reducerea glicemiei și a lipidelor poate contribui la efectele antioxidante și antiinflamatorii ale TGCT. Într-o oarecare măsură, mecanismul antidiabetic exact nu este pe deplin clar și necesită mai multe investigații.
5. Concluzie
În rezumat, acest studiu a indicat că TGCT a fost un agent eficient pentru tratarea hiperglicemiei și hiperlipidemiei la șobolanii diabetici induși de dietă/STZ. În plus, efectul antidiabetic ar putea fi în mare măsură legat de proprietățile antioxidante și antiinflamatorii ale TGCT. Acest studiu ar propune posibilitatea introducerii TGCT în tratamentul diabetului zaharat. Cu toate acestea, mecanismul antidiabetic detaliat al TGCT rămâne incert și sunt necesare studii suplimentare in vivo și in vitro.
Cistanche a fost un agent eficient pentru tratarehiperglicemieșihiperlipidemie.
