Efectele hipoglicemiante și hipopolipidemice ale glicozidelor totale ale Cistanche Tubulosa la șobolanii diabetici induși de dietă/streptozotocină

Contact: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Kuiniu Zhu, et al

ABSTRACT

Relevanță etnofarmacologică: Cistanche tubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) este o componentă prescrisă frecvent în multe rețete tradiționale pe bază de plante care sunt folosite pentru a trata diabetul în China. În studii recente, activitatea antidiabetică aCistanchetubulosaextrase a fost confirmată. Cu toate acestea, nu a fost raportată nicio investigație sistematică asupra glicozidelor totale aleCistatnche 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 (glicozide totale deCistanchetubulosa).

Materiale și metode:Principalii constituenți ai TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)au fost caracterizate prin HPLC/Q-TOF-MS iar 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. Glicemia a jeun (FPG), testul de toleranță la glucoză orală (OGTT), aria de sub curba glucozei (AUC-G), hemoglobinei glicozilate (HbA1c), insulină a jeun, peptida C seric, conținutul de glicogen și indicele de sensibilitate la insulină au fost testat. 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 evaluate și 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(glicozide totale deCistanchetubulosa). 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(glicozide totale deCistanchetubulosa) a fost un agent nutritiv eficient pentru ameliorarea hiperglicemiei și hiperlipidemiei la șobolanii diabetici induși de dietă/STZ, care ar putea fi în mare parte atribuite activităților TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)pe inhibarea stresului oxidativ și a inflamației.

Cuvinte cheie:Glicozide totale deCistanche tubulosaDiabet zaharat de tip 2 Hipoglicemic Hipolipidemic Antioxidant Antiinflamator

1. Introducere

Diabetul zaharat este considerat o boală metabolică, care se caracterizează prin hiperglicemie rezultată din deteriorarea producției de insulină sau/și rezistență 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 insulina) 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).

Cistanchetubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) a fost utilizat pe scară largă în medicina tradițională chineză, care este frecvent prescrisă în formulele tradiționale pentru tratarea deficienței renale, a infertilității feminine și a diabetului zaharat (Li et al., 2016; Han et al., 2017). ; Su și colab., 2017). Studii recente au raportat că extractul apos deCistanchetubulosaa arătat efecte hipoglicemice 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 la șobolanii diabetici induși de streptozotocină (STZ)-nicotinamidă ( Kong și colab., 2018). Glicozidele feniletanoide (PhG) sunt constituenții majori aiCistanchetubulosa(Morikawa et al., 2014), care a prezentat diverse activități biologice, cum ar fi antioxidarea (Xue și colab., 2017) și anti-cancer (Fu și colab., 2019). Mai mult decât atât, 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 deCistanchetubulosa(TGCT).

În studiul de față, proprietățile antidiabetice ale TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)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.

2.2. Resurse vegetale și pregătirea TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)

Tulpina suculenta uscata aCistanchetubulosaa fost achiziționat de la Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, China) și identificat de Dr. Puyang Gong de la Departamentul de Botanică Farmaceutică, Universitatea Southwest Minzu. Un exemplar de voucher (nr. 20161103) a fost zdrobit într-o pulbere și depus în ierbarul 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, eluarea cu 40% etanol și eluentul a fost colectat 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)({{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 filtrat printr-o membrană de 0,45 μm 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; fragment sau tensiune, 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)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 (CMC Na, 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.

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(glicozide totale deCistanchetubulosa).

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(glicozide totale deCistanchetubulosa)(50 mg/kg, 100 mg/kg și, respectiv, 200 mg/kg) sau 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 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)

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 (echinacozidă, acteozidă și izoacteozidă) ai TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)au fost identificate 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="">(glicozide totale deCistanchetubulosa)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. 2B).

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 < 0.01)="" așa="" cum="" este="" prezentat="" în="" fig.="" 3a.="" administrarea="" orală="" de="">(glicozide totale deCistanchetubulosa)a demonstrat efect hipoglicemiant într-o manieră dependentă de timp și doză. TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)(100 și 200 mg/kg) au 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="">

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 concentrații diferite de TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)au fost administrate 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).="" un="" efect="" similar="" a="" fost="" demonstrat="" în="" mușchi="" că="" glicogenul="" în="">(glicozide totale deCistanchetubulosa)grupurile (100 mg/kg și 200 mg/kg) a fost mai mare (40,7 la sută și 52,6 la sută) decât cele din grupul DC (p < 0,05, Fig. 4B).

3.5. Efectele TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)asupra insulinei serice, peptidei C și ISI

După cum se arată în Tabelul 2, insulina și peptida C au fost în mod evident scăzute (p < 0.01)="" la="" șobolanii="" diabetici="" comparativ="" cu="" grupul="" nc.="" cu="" toate="" acestea,="">(glicozide totale deCistanchetubulosa)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 <>

3.6. Examenul histopatologic al pancreasului

Pentru a verifica efectul TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)la regenerarea în insulele pancreatice s-a efectuat 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). Ambele TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)și Met a 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, nivelurile de fosforilare ale PKB și GSK3 s-au dovedit a fi scăzute semnificativ (p < 0.05)="" la="" șobolanii="" diabetici.="">(glicozide totale deCistanchetubulosa)(100 mg/kg și 20{0 mg/kg) au crescut remarcabil concentrațiile de p-PKB (TGCT-100: 13,5 la sută, p <{27}}.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="">

3.8. Efectele TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)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 șobolanii diabetici. TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)(100 și 200 mg/kg) a crescut efectiv (14,7 la sută, p < 0,05 și 20,5 la sută, p< 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 al șobolanilor diabetici tratați cu TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)(100 mg/kg și 200 mg/kg) a fost semnificativ scăzută 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)a ameliorat indicii fiziologici ai sobolanilor diabetici prin reglarea homeostaziei glicemiei.

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 mulți cercetători 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 a restabilit insulă pancreasă a șobolanilor 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(glicozide totale deCistanchetubulosa), care poate fi explicată printr-o ușoară creștere 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 un raport anterior (Kong și colab., 2018), care a furnizat dovezi noi cu privire la 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, TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)tratamentul a crescut simultan expresia proteinelor fosforilate ale PKB și GSK3, ducând 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)a activat enzimele cheie ale căii de semnalizare a insulinei și a furnizat în continuare dovezi că sensibilitatea la insulină a fost cu adevărat îmbunătățită 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 HDL-C la șobolanii diabetici, ceea ce este în concordanță cu rapoartele anterioare careCistanchetubulosaa reglat eficient metabolismul lipidelor la șoareci (Shimoda și colab., 2009; Xiong și colab., 2013). Aceste constatări au indicat că TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)poate fi mai benefic pentru persoanele diabetice 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)a restabilit 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)sunt PhG și 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)ar putea fi parțial atribuită 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 receptorilor de insulină și conduc în continuare 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)ar putea scădea nivelul de TNF-, IL-6 și IL{-1, ceea ce a demonstrat efectul 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.(glicozide totale deCistanchetubulosa). 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(glicozide totale deCistanchetubulosa)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(glicozide totale deCistanchetubulosa)în tratamentul diabetului. Cu toate acestea, mecanismul antidiabetic detaliat al TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa)rămâne incertă și sunt necesare studii suplimentare in vivo și in vitro.

Contribuții ale autorului

Concepție și design: ZQM, KNZ și WX. Prepararea TGCT(glicozide totale deCistanchetubulosa), analiza constituenților chimici și validarea metodologiei: RG, ZKX și WJL. Inducerea diabetului și tratamentul zilnic: KNZ și HF. Pregătirea probelor pentru analiza biochimică: KNZ, HF și ZQM. Analiza datelor și redactarea manuscrisului: KNZ, ZQM și YST. Validarea datelor și revizuirea manuscrisului: WZH, GD și YST.

Declarație de interese concurente

Autorii au declarat că nu există conflicte de interese.

Mulțumiri

Acest studiu a fost susținut financiar de Proiectul major național de știință și tehnologie, programul cheie pentru crearea și fabricarea de noi medicamente, China (grant nr. 2013ZX09402203) și proiectul de știință și tehnologie din Huzhou, provincia Zhejiang (grant nr. 2018GZ03). Mulțumim doamnei Ning Su și doamnei Sha Liu de la institutul de medicină din Jiangsu pentru asistența acordată în studiile tisulare. Jinfeng Wu și Xuefei Zhang etc. au fost recunoscători în această cercetare.

Anexa A. Date suplimentare la acest articol pot fi găsite online la https://doi. org/10.1016/j.jep.2021.113991.

Din: „Efectele hipoglicemiante și hipolipidemiante ale glicozidelor totale aleCistanchetubulosala sobolani diabetici indusi de dieta/streptozotocina' deKuiniu Zhu, et al

---Jurnalul de etnofarmacologie 276 (2021) 113991