Hipoglikemijski i hipolipidemijski učinci ukupnih glikozida Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
Kontakt: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,*
SAŽETAK
Etnofarmakološka relevantnost:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) je često propisivana komponenta u mnogim tradicionalnim biljnim receptima koji se koriste za liječenje dijabetesa u Kini. U novijim studijama potvrđeno je antidijabetičko djelovanje ekstrakata Cistanche tubulosa. Međutim, nije zabilježeno sustavno istraživanje ukupnih glikozida Cistatnche tubulosa (TGCT).
Cilj studije:Cilj ove studije bio je istražiti hipoglikemijske i hipolipidemijske učinke TGCT-a i potencijalne mehanizme u dijabetičkih štakora izazvanih prehranom/streptozotocinom (STZ), te kemijski karakterizirati glavne sastojke TGCT-a.
Materijali i metode:Glavni sastojci TGCT-a karakterizirani su pomoću HPLC/Q-TOF-MS, a analitička kvantifikacija provedena je pomoću HPLC-DAD. Štakori s dijabetesom tipa 2 inducirani su dijetom s visokim udjelom masti i visokom saharozom (HFSD) i jednom injekcijom STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg i 200 mg/kg) ili metformin (200 mg/kg) davani su oralno tijekom 6 tjedana. Tijekom eksperimenta praćeni su tjelesna težina i unos kalorija. Ispitivani su glukoza u plazmi natašte (FPG), oralni test tolerancije glukoze (OGTT), površina ispod krivulje glukoze (AUC-G), glikolizirani hemoglobin (HbA1c), inzulin natašte, C-peptid u serumu, sadržaj glikogena i indeks inzulinske osjetljivosti. . Analizirane su razine fosforilirane protein kinaze B i fosforilirane glikogen sintaze kinaze 3, aktivnosti heksokinaze i piruvat kinaze. U međuvremenu, mjerene su promjene profila lipida u serumu, superoksid dismutaze, glutation peroksidaze, malondialdehida i upalnih čimbenika. Histološki pregled gušterače također je procijenjen bojom hematoksilin-eozinom.
Rezultati:Našim istraživanjem utvrđena je prisutnost feniletanoidnih glikozida (PhG): ehinakozida (500,19 ±11,52 mg/g), akteozida (19,13 ± 1,44 mg/g) i izoakteozida (141,82 ± 5,78 mg/g) u TGCT-u. Farmakološki testovi su pokazali da je TGCT značajno poništio gubitak težine uzrokovan STZ-om (11,1 posto, 200 mg/kg); sniženi FPG (56,4 posto, 200 mg/kg) i HbA1c (37,4 posto, 200 mg/kg); poboljšao OGTT, AUC-G i osjetljivost na inzulin; povećan sadržaj glikogena (40,8 posto u jetri i 52,6 posto u mišićima, 200 mg/kg) i aktivnosti enzima za metabolizam ugljikohidrata; regulirane promjene lipidnog profila i aktivnosti antioksidativnih enzima; smanjeni serumski markeri oksidativnog stresa i upale ovisno o dozi (p <>
Zaključci:Ovo je istraživanje potvrdilo da je TGCT učinkovito nutritivno sredstvo za ublažavanje hiperglikemije i hiperlipidemije u dijabetičkih štakora izazvanih dijetom/STZ-om, što se uvelike može pripisati aktivnostima TGCT-a na inhibiciji oksidativnog stresa i upale.
Cistanche atribucijana aktivnosti na inhibicijioksidativni stresiupala.
1. Uvod
Dijabetes melitus smatra se metaboličkom bolešću koju karakterizira hiperglikemija koja je posljedica oslabljene proizvodnje inzulina i/ili inzulinske rezistencije (IR) (American Diabetes Association, 2019). Kronična hiperglikemija povezana je s višestrukim teškim komplikacijama poput nefropatije, retinopatije, neuropatije i srčanih problema (Ekoe, 2019.). Procjenjuje se da će broj dijabetičara u svijetu u 2019. biti 463 milijuna (9,3 posto), porasti na 578 milijuna (10,2 posto) do 2030. i 700 milijuna (10,9 posto) do 2045. (Saeedi et al., 2019). Nekoliko lijekova poput metformina (Met, povećava proizvodnju jetrenog glikogena), inzulina (suzbija proizvodnju glukoze i povećava iskorištavanje glukoze) i sulfonilureje (potiče stanice otočića gušterače na lučenje inzulina) učinkoviti su u smanjenju glikemije. Međutim, mnoge neželjene nuspojave (uključujući debljanje, hipoglikemiju, IR i edeme) ograničile su njihovu upotrebu (Moller, 2001.). Stoga su mnogi istraživači proteklih godina tragali za biološki aktivnim spojevima iz tradicionalnih biljnih ekstrakata za liječenje dijabetesa (Kasangana i sur., 2019.; Liu i sur., 2020.).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) intenzivno se koristi u tradicionalnoj kineskoj medicini, koja se često propisuje u tradicionalnim formulama za liječenje nedostatka bubrega, ženske neplodnosti i dijabetes melitusa (Li i sur., 2016.; Han i sur. , 2017.; Su i sur., 2017.). Nedavne studije su izvijestile da je vodeni ekstrakt Cistanche tubulosa pokazao hipoglikemijske i hipolipidemijske učinke u db/db miševa s dijabetesom melitusom tipa 2 (T2DM) (Xiong et al., 2013.) i poboljšao razinu glukoze u krvi, IR i peroksidaciju lipida u streptozotocinu (STZ)-nikotinamidom inducirani dijabetički štakori (Kong i sur., 2018.). Feniletanoidni glikozidi (PhGs) glavni su sastojci Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014.), koji je pokazao različite biološke aktivnosti poput antioksidacije (Xue et al., 2017.) i protiv raka (Fu et al., 2019.) . Štoviše, PhGs je značajno inhibirao porast postprandijalne razine glukoze u krvi kod miševa punjenih škrobom (Morikawa et al., 2014.), potisnuo natrij-ovisan kotransporter glukoze 1-posredovan unos glukoze u epitelnim stanicama crijeva (Shimada et al., 2017.) i inhibirao aktivnost aldoza reduktaze u lećama štakora (Morikawa et al., 2019.). Međutim, nijedno prethodno istraživanje nije istraživalo antihiperglikemijsko djelovanje ukupnih glikozida Cistanche tubulosa (TGCT).
U ovoj studiji, antidijabetička svojstva TGCT-a procijenjena su na dijeti s visokim udjelom masti i saharozom (HFSD) i dijabetičkim štakorima izazvanim STZ-om. Osim toga, antioksidativna i protuupalna aktivnost također su istražene kako bi se sveobuhvatno razumio potencijalni mehanizam TGCT-a.
2. Materijali i metode
2.1. Kemikalije i reagensi
STZ je kupljen od Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, SAD). Met je nabavljen od kinesko-američke Shanghai Squibb Pharme. Komplete ELISA inzulina, C-peptida isporučila je Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, Kina). ELISA setovi glukoze, glikoziliranog hemoglobina (HbA1c), ukupnog kolesterola (TC), triacilglicerola (TG), kolesterola lipoproteina niske gustoće (LDL-C), kolesterola lipoproteina visoke gustoće (HDL-C), superoksid dismutaze (SOD) , glutation peroksidaza (GSH-Px), malondialdehid (MDA), faktor nekroze tumora (TNF), interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6) kupljeni su od Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . ELISA kompleti fosforilirane protein kinaze B (p-PKB) i fosforilirane glikogen sintaze kinaze 3 (p-GSK3) nabavljeni su od Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Ehinakozid (čistoća veća ili jednaka 98 posto) i akteozid (čistoća veća ili jednaka 97 posto) kupljeni su od Nacionalnog instituta za kontrolu hrane i lijekova. Izoakteozid (čistoća veća ili jednaka 98 posto) osigurao je Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
prah blagotvornog ekstrakta cistanche
2.2. Biljni resursi i priprema TGCT
Osušena sočna stabljika Cistanche tubulosa kupljena je od Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd. (Anhui, Kina), a identificirao ju je dr. Puyang Gong s Odjela za farmaceutsku botaniku, Southwest Minzu University. Uzorak vaučera (br. 20161103) smrvljen je u prah i pohranjen u herbariju Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Prema SFDA nacionalnom standardu za lijekove "Congrong Zonggan Jiaonang " (YBZ07482005-2011Z), sirovi lijek (1 kg) ekstrahiran je vodom tri puta nakon namakanja od 1 h. Nakon filtracije, filtrat je koncentriran pod sniženim tlakom, u koncentriranu otopinu je dodan alkohol dok koncentracija etanola nije dosegla 60 posto. Tekući supernatant je koncentriran do bez okusa alkohola i zatim pročišćen makroporoznom smolom. Prvo, vodeni eluent i 40-postotni etanolski eluent skupljeni su sukcesivno za kasniju upotrebu. Drugo, vodeni eluent je ponovno ubrizgan u makroporoznu smolu i eluiran vodom. Vodeni eluent je odbačen. Treće, eluacija s 40 postotnim etanolom i eluens su prikupljeni za kasniju upotrebu. Konačno, eluenti od 40 posto etanola su kombinirani i koncentrirani pomoću rotacijskog isparivača, zatim je otopina osušena sušenjem raspršivanjem. Dobiveno je oko 60 g smeđe energije (tj. TGCT). Čistoća TGCT-a detektirana je prema standardu (YBZ07482005-2011Z), koji se postiže do 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) i tri miješana standarda (ehinakozid: 131,3 ug, akteozid: 4,2 ug, izoakteozid: 39,4 ug) otopljeni su redom u 1 mL metanol:voda (50/50, v/v), a zatim filtrirani kroz 0,45 μm membrane prije ubrizgavanja.
2.3. Kvalitativna analiza TGCT pomoću HPLC/Q-TOF-MS
HPLC sustav je povezan s Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, SAD) opremljenim elektrosprej ionizacijom. Analiza je provedena na koloni Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Mobilna faza bila je sastavljena od metanol-vode (sa 0.1 posto H3PO4). Brzina protoka bila je 1.0 mL/min. Programi gradijentnog eluiranja su sažeti kako slijedi: 0-20 min, 18 posto -28 posto A; 20–50 min, 28 posto –32 posto A; 50–60 min, 32 posto A; 60–70 min, 32 posto –50 posto . TOF-MS je proveden iu modu pozitivnih i negativnih iona preko m/z 100-3000 pod sljedećim radnim parametrima: kapilarni napon 3500 V (ESI-) ili 4000 V (ESI plus); plin za sušenje, 10,0 L/min; temperatura plina, 350 ◦C; tlak nebulizatora, 35 psi; napon skimmera, 65 V; napon fragmenta, 135 V; OCTRFV, 750 V. Svi podaci su kontrolirani prikupljanjem podataka za TOF/Q-TOF ver. B.03.01 i kvalitativna analiza ver. B.03.01 (Agilent Technologies, SAD).
2.4. Kvantitativna analiza TGCT pomoću HPLC-DAD
Razdvajanje je provedeno na koloni Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) unutar 50 minuta (1,0 mL/min). Kromatografski uvjeti za HPLC-DAD bili su isti kao i za kvalitativnu analizu. Volumen injekcije, temperatura kolone i UV valna duljina postavljeni su na 5 μL, 30 ◦C, odnosno 330 nm.
2.5. Pokusne životinje
Muški SD štakori, težine 180 ± 20 g, kupljeni su od Laboratory Animal Center of Nanjing Qinglongshan [Certificate No. SCXK (SU) 2017-0001] i smješteni u Animal Care Facility u Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Kina). Brigu o životinjama i eksperimentalne postupke odobrio je Institucionalni odbor za skrb i korištenje životinja, Huzhou institut za kontrolu hrane i lijekova (br. odobrenja 19018) i provedeni su u skladu s kineskim propisima za pokuse na životinjama. Štakori su držani na kontroliranoj temperaturi (24 ± 2 ◦C) i vlažnosti (50 ± 10 posto) s ciklusom svjetla i tame od 12 sati, aklimatizirani na životne uvjete tijekom 7 dana normalnom laboratorijskom hranom i vodom ad libitum.
2.6. Indukcija dijabetesa
Štakori u normalnoj kontrolnoj skupini (NC, n {{0}}) hranjeni su normalnom prehranom, dok su pokusni štakori hranjeni HFSD-om (normalna prehrana s dodatkom 20 posto saharoze, 10 posto masti, 2,5 postotak kolesterola i 1 posto kolata, 3,95 kcal/g) tijekom 4 tjedna. Nakon 12 sati gladovanja, štakorima je intraperitonealno ubrizgana jedna doza STZ (30 mg/kg), koja je otopljena u hladnom citratnom puferu (0,1 M, pH 4,5) neposredno prije upotrebe. Osmog dana nakon ubrizgavanja STZ-a, uzet je uzorak krvi iz repnog dijela jednokratnom iglom za uzimanje krvi, a glukoza u plazmi natašte (FPG) određena je prijenosnim glukometrom (LifeScan, Inc. UK). Štakori sa simptomima poliurije, polidipsije i FPG većim ili jednakim 11,1 mmol/L smatrani su dijabetičkim štakorima i nasumično podijeljeni u pet skupina (n =10).
Grupa I: NC, hranjen s 0,5 posto natrij karboksil metilceluloze (CMCNa, 10 mL/kg).
Grupa II: kontrola dijabetesa (DC), hranjena sa 0.5 posto CMC-Na (10 mL/kg).
Grupa III: TGCT-50, tretirana s TGCT (50 mg/kg).
Skupina Ⅳ: TGCT-100, tretirana s TGCT (100 mg/kg).
Grupa Ⅴ: TGCT-200, tretirana s TGCT (200 mg/kg).
Grupa Ⅵ: Met-200, tretirana Metom (200 mg/kg).
Doze korištene u ovoj studiji odabrane su na temelju Kineske farmakopeje (izdanje iz 2015.). Sve skupine su dobivale oralno jednom dnevno i nastavile su primati svoju dijetu još 6 tjedana.
Cistanche štiti jetru.
2.7. Promatrajte opće stanje štakora
Stanje krzna, izlučivanje urina i preživljenje štakora promatrani su svaki dan. Tijekom eksperimenta praćeni su tjelesna težina (BW) i unos kalorija. FPG je procijenjen u 0, 2., 4. i 6. tjednu nakon liječenja TGCT-om.
2.8. Oralni test tolerancije glukoze (OGTT)
OGTT je izveden na štakorima koji su gladovali preko noći u terminalnoj fazi cijele studije. Samo 60 μL uzoraka krvi prikupljeno je kapilarnom pipetom iz orbitalnog sinusa (0 h), a zatim primijenjeno s TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg i 200 mg/kg) odnosno Met (200 mg/kg). Uzorci krvi su sakupljeni 0,5 h, 1 h, 2 h nakon opterećenja glukozom (2 g/kg). Štakori su anestezirani izofluranom nekoliko minuta prije uzimanja krvi, a zatim odmah pritisnuti hemostatskom vatom da se zaustavi krvarenje. Svi pokusi obavljeni su pažljivo kako bi se osigurala dobrobit životinja. Koncentracije glukoze u plazmi određene su opremom za određivanje glukoze koja se temelji na metodi glukoza oksidaza peroksidaze. Površina ispod krivulje glukoze (AUC-G) izračunata je prema literaturi (Shao et al., 2013.).
2.9. Određivanje inzulina natašte (FINS) i indeksa inzulinske osjetljivosti (ISI)
U intervalu od 1 dana nakon OGTT-a svi su štakori bili u dobrom stanju bez ikakvih simptoma poput sljepoće i upale. Zatim su anestezirani pentobarbital natrijem (40 mg/kg, ip) nakon gladovanja od 12 sati i uzorci krvi su sakupljeni iz abdominalne aorte sa i bez heparina za biokemijske procjene. Serum je sakupljen iz uzoraka krvi (bez heparina) centrifugiranjem. FINS je ispitan ELISA kitom. FPG je određen korištenjem komercijalnog pribora koji se temelji na metodi glukoza peroksidaze. ISI je izračunat u skladu s formulom: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013.).
2.10. Procjena sinteze glikogena u jetri i mišićima
Jetra i gastrocnemius mišići su izrezani, isprani, izvagani i pohranjeni na -70 ◦C. Glikogen u jetri i mišićima mjeren je metodom antron kako je prethodno opisano (Ren i sur., 2015.). Sadržaj glikogena je izražen kao mg/g mokre težine tkiva. Aktivnosti heksokinaze (HK) i piruvat kinaze (PK) u jetri određene su komercijalno dostupnim kitovima prema uputama proizvođača.
2.11. Biokemijska analiza
HbA1c u punoj krvi (s heparinom) mjeren je dijagnostičkim priborom. Serumski C-peptid, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 i IL-1 testirani su korištenjem komercijalnih kompleta u skladu s uputama proizvođača.
2.12. Histološka procjena gušterače
Tkiva gušterače također su izrezana, isprana i fiksirana u 10 posto neutralnom formalinu, zatim dehidrirana u gradijentnom etanolu (75 posto, 85 posto, 95 posto i 100 posto) i ksilenu (100 posto). Nakon prodiranja, ugrađeni su u parafin i rotirajućim mikrotomom izrezani na dijelove debljine 3 μm. Sekcije tkiva obojene su hematoksilin-eozinom (H&E) za preglede svjetlosnim mikroskopom (Chen et al., 2014.).
2.13. Statistička analiza
Statistička analiza provedena je softverom SPSS verzija 16.0. Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± SD. Statističke usporedbe između skupina provedene su korištenjem jednosmjerne ANOVA praćene Tukeyevim testom, a vrijednost p < 0.05="" uzeta="" je="" kao="" statistički="">
3. Rezultati
3.1. Fitokemijska analiza TGCT
Kvalitativna analiza je provedena i prikazana u dopunskim materijalima. Ukupni ionski kromatogram u načinu rada negativnih iona prikazan je na slici S1. MS podaci provizorno su dodijeljeni usporedbom s podacima u prethodnom izvješću (Li et al., 2015.) i sažeti u tablici S1. Analitičke metode za kvantificiranje markera također su potvrđene i ukratko opisane u dopunskim materijalima. HPLC kromatogrami prikazani su na slici 1. Tri glavna sastojka (ehinakozid, akteozid i izoakteozid) TGCT-a identificirana su u usporedbi s referentnim tvarima. Identifikacija spojeva i njihove koncentracije u TGCT prikazani su u tablici 1.
3.2. Učinci TGCT-a na tjelesnu masu i unos kalorija
Kao što je prikazano na slici 2A, štakori hranjeni HFSD-om pokazali su povećanje težine za prosječno 41 g u usporedbi s NC grupom nakon 4 tjedna. Međutim, STZ je očito smanjio BW štakora u usporedbi sa skupinom NC. Nasuprot tome, tjelesna težina u TGCT skupinama (100 i 200 mg/kg) progresivno je i značajno povećana (p <0,05) za="" 8,1="" posto="" odnosno="" 11,1="" posto="" u="" usporedbi="" sa="" skupinom="" dc="" do="" kraja="" eksperimentalnog="" razdoblja="" ,="" što="" je="" pokazalo="" da="" tgct="" može="" spriječiti="" prekomjerni="" gubitak="" težine="" u="" patološkim="" uvjetima.="" unos="" kalorija="" u="" skupini="" nc="" bio="" je="" vidljivo="" niži="" od="" ostalih="" skupina,="" a="" nije="" bilo="" značajne="" razlike="" u="" unosu="" kalorija="" između="" ostalih="" pet="" skupina="" (slika="">
3.3. Učinci TGCT na FPG, OGTT i HbA1c
Štakori s dijabetesom induciranim STZ-om pokazali su značajno povećanje FPG-a u usporedbi sa skupinom NC (p < 0.01)="" kao="" što="" je="" prikazano="" na="" slici="" 3a.="" oralna="" primjena="" tgct-a="" pokazala="" je="" hipoglikemijski="" učinak="" na="" način="" ovisan="" o="" vremenu="" i="" dozi.="" tgct="" (100="" i="" 200="" mg/kg)="" značajno="" je="" smanjio="" razine="" fpg-a="" u="" 4.="" (22,1="" posto="" i="" 24,8="" posto)="" i="" 6.="" (23,2="" posto="" i="" 56,4="" posto)="" tjednu="" u="" usporedbi="" s="" dc="" grupom.="" kao="" što="" je="" prikazano="" na="" slikama="" 3b="" i="" c,="" tgct="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" očito="" je="" smanjio="" glukozu="" u="" krvi="" za="" 16,1="" posto="" i="" 22,2="" posto="" nakon="" 0,5="" sati="" i="" smanjio="" se="" za="" 17,2="" posto="" i="" 26,5="" posto="" nakon="" 1="" sata,="" a="" auc="" -g="" tgct="" grupa="" također="" je="" smanjen="" za="" 8,1="" posto,="" 18,5="" posto="" odnosno="" 25,4="" posto.="" kao="" što="" je="" ilustrirano="" na="" slici="" 3d,="" došlo="" je="" do="" značajnog="" povećanja="" hba1c="" (93,3="" posto)="" u="" usporedbi="" s="" nc="" grupom,="" dok="" je="" oralna="" primjena="" tgct="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" štakorima="" s="" dijabetesom="" značajno="" (p="">< 0,05)="" smanjena.="" hba1c="" (26,7="" posto="" odnosno="" 37,4="" posto)="" u="" usporedbi="" s="" dc="">
Slika 1. HPLC spektar TGCT-a i kemijske strukture glavnih spojeva u TGCT-u.
3.4. Sadržaj glikogena u jetri i mišićima
Kao što je prikazano na slikama 4A i B, razine glikogena bile su značajno smanjene kod štakora s dijabetesom. Kada su različite koncentracije TGCT-a davane štakorima s dijabetesom tijekom 6 tjedana, jetreni glikogen u TGCT grupama (100 mg/kg i 200 mg/kg) bio je viši (25,2 posto i 40,8 posto) od oni u skupini DC (p < 0,05,="" slika="" 4a).="" sličan="" učinak="" je="" pokazan="" u="" mišićima="" da="" je="" glikogen="" u="" tgct="" skupinama="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" bio="" viši="" (40,7="" posto="" i="" 52,6="" posto)="" od="" onih="" u="" dc="" skupini="" (p="">< 0,05,="" slika="">
3.5. Učinci TGCT na serumski inzulin, C-peptid i 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), čak i ako su inzulin i C-peptid u skupinama liječenim TGCT-om bili malo viši nego u skupini DC. U međuvremenu smo izračunali ISI na slici 4C. Za razliku od izlučivanja inzulina, ISI je bio povišen za 32,9 posto odnosno 37,8 posto prema TGCT (100 mg/kg i 200 mg/kg) u usporedbi s DC skupinom (p <>
Tablica 1. Sadržaj fitokemijskih markera TGCT.
3.6. Histopatološki pregled gušterače
Kako bi se provjerio učinak TGCT-a na regeneraciju u otočićima gušterače, učinjena je histološka analiza gušterače. Na slici 5A, normalna histološka struktura i otočići veličine uočeni su u skupini NC. Nasuprot tome, ubrizgavanje STZ rezultiralo je smanjenjem broja i promjera otočića s izraženim mikrovezikularnim promjenama (slika 5B). I TGCT i Met značajno su povećali broj i veličinu otočića analizom bodovanja (sl. 5C–F).
3.7. Učinci TGCT na p-PKB, p-GSK3, HK i PK
U tablici 2, utvrđeno je da su razine fosforilacije PKB i GSK3 značajno smanjene (p < 0.{{10}}5)="" u="" dijabetičkih="" štakora.="" tgct="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" značajno="" je="" povećao="" koncentracije="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" posto="" ,="" p="">< 0,05="" i="" tgct-200:="" 16,7="" posto,="" p="">< 0,05)="" i="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" posto,="" p="">< 0,01).="" također="" su="" primijećeni="" slični="" učinci="" tgct-a="" na="" hk="" i="" pk.="" grupe="" tgct="" povećale="" su="" aktivnosti="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" posto,="" p="">< 0,05="" i="" tgct-200:="" 59,1="" posto,="" p="">< 0,01)="" i="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" posto,="" p="">< 0,05)="" od="" onih="" u="" dc="">
Slika 2. Učinci TGCT-a na tjelesnu težinu (A) i unos kalorija (B) kod štakora s dijabetesom izazvanih STZ-om.
3.8. Učinci TGCT na dislipidemiju
Kao što je prikazano u tablici 3, štakori tretirani s TGCT (100 mg/kg i 200 mg/kg) značajno su poboljšali abnormalnosti lipida. TG su smanjeni za 19,8 posto (p < 0,05)="" i="" 25,9="" posto="" (p="">< 0,01);="" tc="" su="" smanjeni="" za="" 28,5="" posto="" i="" 31,4="" posto="" (p="">< 0,05);="" ldl-c="" smanjen="" je="" za="" 20,0="" posto="">< 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. Učinci TGCT-a na oksidativni stres i upalu
U svjetlu važne uloge oksidativnog stresa i upale u patofiziologiji dijabetesa, procijenili smo sposobnost TGCT-a na oksidativni stres i upalu u dijabetičkih štakora. TGCT (100 i 200 mg/kg) učinkovito se povećao (14,7 posto, p <0,05 i="" 20,5="" posto,="">< 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. Rasprava
Dijabetes je progresivni i kronični metabolički poremećaj koji je uglavnom karakteriziran hiperglikemijom. Trenutačno je FPG specifična mjera koncentracije glukoze u krvi, OGTT je osjetljiv kriterij otkrivanja ranih abnormalnosti u odlaganju glukoze, dok se HbA1c naširoko koristi kao zlatni standardni indeks za kontrolu glikemije koji odražava prosječnu razinu glukoze tijekom 120 dana prije testa ( Nagy i sur., 2018.; Gan i sur., 2018.). FPG, OGTT i HbA1c klinički se koriste za dijagnozu i liječenje predijabetesa i dijabetesa (Chai i sur., 2017.). U našoj studiji jasno je da je FPG dijabetičkih štakora liječenih TGCT-om (100 mg/kg i 200 mg/kg) značajno smanjen u usporedbi sa skupinom DC. Kao što su podaci prikazani u OGTT i AUC-G, oslabljena tolerancija glukoze i stopa unosa glukoze bili su poništeni pomoću TGCT u dijabetičkih štakora. U međuvremenu, rezultat je također potkrijepljen mjerenjem sadržaja HbA1c. Ovi podaci pokazuju da je TGCT poboljšao fiziološke indekse dijabetičkih štakora reguliranjem homeostaze glukoze u krvi.
Slika 3. Promjena FPG-a u štakora s dijabetesom tijekom primjene TGCT-a tijekom 6 tjedana.
Poremećeno lučenje inzulina i IR igraju ključnu ulogu u razvoju hiperglikemije. Ciljanje bilo kojeg od njih prikladno je za poboljšanje kontrole glikemije i sprječavanje T2DM (Szoke i Gerich, 2005; Punthakee i sur., 2018). Nekoliko je vrsta istraživanja izvijestilo da je kombinacija prehrane bogate masnoćama i niske doze STZ učinkovito sredstvo za indukciju T2DM u pokusima na životinjama. Niske doze STZ uzrokuju blago oštećenje lučenja inzulina koje više nalikuje kasnijim fazama T2DM (Gheibi i sur., 2017.). U ovoj studiji, TGCT niti značajno povećava izlučivanje inzulina niti obnavlja otočić gušterače dijabetičkih štakora, čak i ako su inzulin i broj otočića u skupinama liječenim TGCT-om bili veći nego u skupini DC. Ovi su nalazi u skladu s prethodnom studijom na db/db miševima (Xiong i sur., 2013.). Naši rezultati pokazali su značajan porast težine kod štakora s dijabetesom liječenih TGCT-om, što se može objasniti blagim povećanjem inzulina koji može inhibirati katabolizam proteina u mišićnom tkivu (Adams i sur., 2019.). Nadalje, rezultat ISI pokazao je da je TGCT očito poboljšao IR dijabetičkih štakora, što je u skladu s prethodnim izvješćem (Kong et al., 2018.), koje je pružilo nove dokaze u pogledu potencijalnog mehanizma na antidijabetički učinak TGCT-a.
Kao što svi znamo, put PKB/GSK3 jedan je od najkritičnijih signalnih putova inzulina, za koji se smatra da posreduje u sintezi glikogena izazvanoj inzulinom (Zheng et al., 2015.). HK i PK djeluju kao potencijalne mete lijekova u farmakološkom liječenju dijabetesa. Snižene aktivnosti HK i PK potvrđene su u IR, dok aktivacija HK i PK uzrokuje veće rezerve glikogena ili glikolizu koja proizvodi puniju energiju korištenjem glukoze u krvi (Hu i sur., 2014.). U ovoj studiji, liječenje TGCT-om istovremeno je povećalo ekspresiju fosforiliranih proteina PKB i GSK3, dovelo do značajnog preokreta u aktivnostima HK i PK i značajno obnovilo sadržaj glikogena u jetri i mišićima kako se glukoza u krvi smanjivala. Ovi rezultati su pokazali da je TGCT aktivirao ključne enzime inzulinskog signalnog puta, i dodatno su pružili dokaz da je osjetljivost na inzulin stvarno poboljšana kod štakora s dijabetesom.
Tablica 2 Učinci TGCT na izlučivanje inzulina i enzime koji metaboliziraju ugljikohidrate u dijabetičkih štakora.
Dugotrajni dijabetes također pridonosi povećanju LDL-C i smanjenju HDL-C razina koje uzrokuju disregulaciju lipida (Jayashankar i sur., 2016.), a dislipidemija je utvrđeni marker za endotelnu disfunkciju i kardiovaskularni rizik kod dijabetesa (Shahwan i sur., 2019). U našoj studiji, TGCT (200 mg/kg) značajno je snizio razine TC, TG i LDL-C i povećao razinu HDL-C u dijabetičkih štakora, što je u skladu s prethodnim izvješćima da Cistanche tubulosa učinkovito regulira lipide metabolizma u miševa (Shimoda i sur., 2009; Xiong i sur., 2013). Ovi nalazi pokazuju da bi TGCT mogao biti korisniji za dijabetičara s abnormalnostima lipida u krvi.
STZ je antibiotik širokog spektra koji ima visok selektivni toksični učinak na stanice otočića gušterače što je rezultat povećanja superoksidnog radikala, a zatim i loše kontrole glikemije (Ghosh i sur., 2015.; Swain i sur., 2020.). ). U međuvremenu, oksidativni stres također je važan uzrok IR u brojnim okruženjima (Taniguchi et al., 2006). IR i dijabetes povezani su sa smanjenom aktivnošću antioksidativnih enzima, kao što su SOD i GSH-Px (Styskal i sur., 2012.). Prethodne studije su pokazale da je suzbijanje oksidativnog stresa moglo sniziti glukozu u krvi kod štakora s dijabetesom (Lim i sur., 2012.; Gao i sur., 2016.). U ovoj studiji, liječenje TGCT-om značajno je obnovilo stanične obrambene funkcije SOD i GSH-Px i smanjilo razine MDA u dijabetičkih štakora, što je pokazalo da TGCT ima svojstva antioksidacije.
Glavni sastojci u TGCT su PhG, a ukupni sadržaj ehinakozida, akteozida i izoakteozida veći je od 661 mg/g. Općenito je dokazano da biljke koje posjeduju visoke antioksidativne komponente, poput PhG-a, imaju hipoglikemijske učinke (Morikawa i sur., 2014.; Shimada i sur., 2017.; Spínola i sur., 2019.). Stoga smo nagađali da se antidijabetički učinak TGCT-a može djelomično pripisati antioksidativnoj aktivnosti PhG-a. S obzirom na sadržaj ehinakozida u TGCT-u, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se istražili učinci ehinakozida na IR i dijabetes in vivo i in vitro modele.
Opće je poznato da je dijabetes melitus upalna bolest. Upalni citokini kao što su TNF-, IL-6 i IL-1 mogu ometati signalni put inzulinskog receptora i dalje dovesti do IR (Bastard et al., 2006.). Čini se da je upala održiv cilj lijeka u liječenju IR-a, a time i dijabetesa (Chen i sur., 2015.). U trenutnoj studiji, TGCT bi mogao smanjiti razinu TNF-a, IL-6 i IL-1, što je pokazaloprotuupalni učinak. Ovo bi mogao biti još jedan antidijabetički mehanizam TGCT kod štakora s dijabetesom.
Prikupljeni dokazi pokazuju da postojana visoka razina glukoze u krvi dovodi do abnormalnosti u strukturi i funkciji cirkulirajućih proteina i lipida, što dovodi do glikoksidacije i peroksidacije, a zatim potiče proizvodnju upalnih citokina. Slično, povećani upalni citokini rezultiraju proizvodnjom reaktivnih kisikovih vrsta i drugih reaktivnih dijelova, što potiče oksidativni stres i oksidativno oštećenje. To dovodi do začaranog kruga (Aghadavod i sur., 2016.; Domingueti i sur., 2016.). Stoga, smanjenje glukoze u krvi i lipida može pridonijeti antioksidativnim i protuupalnim učincima TGCT-a. U određenoj mjeri, točan antidijabetički mehanizam nije u potpunosti jasan i zahtijeva dodatna istraživanja.
5. Zaključak
Ukratko, ova je studija pokazala da je TGCT učinkovito sredstvo za liječenje hiperglikemije i hiperlipidemije kod dijabetičkih štakora izazvanih dijetom/STZ-om. Nadalje, antidijabetički učinak mogao bi biti u velikoj mjeri povezan s antioksidativnim i protuupalnim svojstvima TGCT-a. Ova bi studija ukazala na mogućnost uvođenja TGCT-a u liječenje dijabetesa. Međutim, detaljan antidijabetički mehanizam TGCT ostaje neizvjestan, te su potrebna daljnja istraživanja in vivo i in vitro.
Cistanche je bio učinkovito sredstvo za liječenjehiperglikemijaihiperlipidemija.