Hipoglikemijski i hipopolipidemijski efekti 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 propisana komponenta u mnogim tradicionalnim biljnim receptima koji se koriste za liječenje dijabetesa u Kini. U novijim studijama potvrđeno je antidijabetičko djelovanje ekstrakta Cistanche tubulosa. Međutim, nije prijavljeno sistematsko istraživanje ukupnih glikozida Cistatnche tubulosa (TGCT).
Cilj studije:Ova studija je imala za cilj da istraži hipoglikemijske i hipolipidemijske efekte TGCT i potencijalne mehanizme kod dijabetičkih štakora izazvanih dijetom/streptozotocinom (STZ) i da hemijski karakteriše glavne sastojke TGCT.
Materijali i metode:Glavni sastojci TGCT su okarakterisani pomoću HPLC/Q-TOF-MS, a analitička kvantifikacija je izvršena pomoću HPLC-DAD. Štakori sa dijabetesom tipa 2 inducirani su dijetom s visokim udjelom masti i 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) su davani oralno tokom 6 nedelja. Telesna težina i unos kalorija su praćeni tokom eksperimenta. Testirani su glukoza u plazmi natašte (FPG), oralni test tolerancije glukoze (OGTT), površina ispod krivulje glukoze (AUC-G), glikozilirani hemoglobin (HbA1c), inzulin natašte, serumski C-peptid, sadržaj glikogena i indeks osjetljivosti na inzulin . Ispitivani su nivoi fosforilirane protein kinaze B i fosforilirane glikogen sintaze kinaze 3, aktivnosti heksokinaze i piruvat kinaze. U međuvremenu su mjerene promjene serumskih lipidnih profila, superoksid dismutaze, glutation peroksidaze, malondialdehida i inflamatornih faktora. Histološki pankreas je također procijenjen hematoksilin-eozinom.
Rezultati:Naše istraživanje je otkrilo prisustvo feniletanoidnih glikozida (PhGs): ehinakozida (500,19 ±11,52 mg/g), akteozida (19,13 ± 1,44 mg/g) i izoakteozida (141,82 ± 5,78 mg/g) u TGCT. Farmakološki testovi su pokazali da je TGCT značajno preokrenuo gubitak težine izazvan STZ (11,1 posto, 200 mg/kg); smanjen 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 koji metaboliziraju ugljikohidrate; regulirane promjene lipidnog profila i aktivnosti antioksidativnih enzima; smanjeni serumski markeri oksidativnog stresa i upale na način ovisan o dozi (p <>
Zaključci:Ova studija je potvrdila da je TGCT bio efikasan nutritivni agens za ublažavanje hiperglikemije i hiperlipidemije kod dijabetičkih štakora izazvanih dijetom/STZ, što se u velikoj mjeri može pripisati aktivnostima TGCT na inhibiciji oksidativnog stresa i upale.
Cistanche attributionna aktivnosti na inhibicijioksidativni stresiupala.
1. Uvod
Dijabetes melitus se smatra metaboličkom bolešću koju karakterizira hiperglikemija koja nastaje zbog poremećene proizvodnje inzulina ili/ili inzulinske rezistencije (IR) (American Diabetes Association, 2019). Hronična hiperglikemija je povezana s višestrukim teškim komplikacijama kao što su nefropatija, retinopatija, neuropatija i srčani problemi (Ekoe, 2019). Broj dijabetičara u svijetu u 2019. procjenjuje se na 463 miliona (9,3 posto), porast na 578 miliona (10,2 posto) do 2030. i 700 miliona (10,9 posto) do 2045. (Saeedi et al., 2019.). Nekoliko lijekova kao što su metformin (Met, povećava proizvodnju glikogena u jetri), inzulin (suzbija proizvodnju glukoze i povećava iskorištenje glukoze) i sulfoniluree (stimuliraju stanice otočića pankreasa da luče inzulin) djelotvorno su u smanjenju glikemije. Međutim, mnoge neželjene nuspojave (uključujući debljanje, hipoglikemiju, IR i edem) ograničile su njihovu upotrebu (Moller, 2001). Stoga su mnogi istraživači proteklih godina tražili biološki aktivne spojeve iz tradicionalnih biljnih ekstrakata za liječenje dijabetesa (Kasangana et al., 2019.; Liu et al., 2020.).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) se intenzivno koristi u tradicionalnoj kineskoj medicini, koja se često propisuje u tradicionalnim formulama za liječenje nedostatka bubrega, ženske neplodnosti i dijabetes melitusa (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). Nedavne studije su objavile da je vodeni ekstrakt Cistanche tubulosa pokazao hipoglikemijske i hipolipidemijske efekte kod db/db miševa sa dijabetes melitusom tipa 2 (T2DM) (Xiong et al., 2013) i poboljšao nivo glukoze u krvi, IR i peroksidaciju lipida u streptozotocinu. (STZ)-nikotinamid-inducirani dijabetički štakori (Kong et al., 2018). Feniletanoidni glikozidi (PhG) su glavni sastojci Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014.), koji je pokazao različite biološke aktivnosti kao što su antioksidacija (Xue et al., 2017.) i antikancerogena (Fu et al., 2019.) . Štaviše, PhGs su značajno inhibirali povećanje postprandijalnog nivoa glukoze u krvi kod miševa napunjenih škrobom (Morikawa et al., 2014), potisnuli natrijum-ovisni kotransporter glukoze 1-posredovanu uzimanje glukoze u epitelnim stanicama crijeva (Shimada et al., 2017), i inhibirao aktivnost aldoze reduktaze u sočivu pacova (Morikawa et al., 2019). Međutim, nijedno prethodno istraživanje nije istraživalo antihiperglikemijsku aktivnost ukupnih glikozida Cistanche tubulosa (TGCT).
U ovoj studiji, antidijabetička svojstva TGCT-a su procijenjena u dijeti s visokim udjelom masti i saharozom (HFSD) i STZ-induciranim dijabetičkim štakorima. Osim toga, istraživane su i antioksidativne i protuupalne aktivnosti kako bi se sveobuhvatno razumio potencijalni mehanizam TGCT.
2. Materijali i metode
2.1. Hemikalije i reagensi
STZ je kupljen od Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, SAD). Met je nabavljen od kinesko-američke kompanije Shanghai Squibb Pharma. ELISA komplete insulina, C-peptida isporučila je Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, Kina). ELISA kompleti glukoze, glikoziliranog hemoglobina (HbA1c), ukupnog holesterola (TC), triacilglicerola (TG), holesterola lipoproteina niske gustine (LDL-C), holesterola lipoproteina visoke gustine (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 Bioinženjering Instituta . ELISA setovi fosforilirane protein kinaze B (p-PKB) i fosforilirane glikogen sintaze kinaze 3 (p-GSK3) nabavljeni su od Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacoside (čistoća veća ili jednaka 98 posto) i djeluju (čistoća veća ili jednaka 97 posto) kupljeni su od Nacionalnog instituta za kontrolu hrane i lijekova. Izoakteozid (čistoća veća ili jednaka 98 posto) je osigurala Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
cistanche korisni ekstrakt u prahu
2.2. Biljni resursi i priprema TGCT
Osušena sočna stabljika Cistanche tubulosa kupljena je od Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, Kina) i identificirana od strane dr. Puyang Gonga sa odjela za farmaceutsku botaniku, Southwest Minzu University. Uzorak vaučera (br. 20161103) je smrvljen u prah i deponovan u herbarijum Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Prema SFDA nacionalnom standardu za lijekove "Congrong Zonggan Jiaonang " (YBZ07482005-2011Z), sirova droga (1 kg) je ekstrahirana vodom tri puta nakon namakanja od 1 h. Nakon filtracije, filtrat je koncentrisan pod sniženim pritiskom, u koncentrovanu otopinu je dodan alkohol dok koncentracija etanola nije dostigla 60 posto. Tečni supernatant je koncentrisan bez ukusa alkohola, a zatim je prečišćen makroporoznom smolom. Prvo, vodeni eluent i 40 posto eluenta etanola su sakupljeni sukcesivno za kasniju upotrebu. Drugo, vodeni eluent je ponovo ubrizgan u makroporoznu smolu i eluiran vodom. Vodeni eluent je odbačen. Treće, eluiranje sa 40 posto etanola i eluent su sakupljeni za kasniju upotrebu. Konačno, 40-postotni eluensi etanola su kombinovani i koncentrirani na rotacionom isparivaču, a zatim je rastvor osušen sušenjem raspršivanjem. Dobijeno je oko 60 g smeđe snage (tj. TGCT). Čistoća TGCT-a je detektirana prema standardu (YBZ07482005-2011Z), koja se dostiže do 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) i tri pomešana standarda (ehinakozid: 131,3 ug, akteozid: 4,2 ug, izoakteozid: 39,4 ug) rastvoreni su u 1 mL metanol: voda (50/50, v/v), a zatim filtrirani kroz 0. μm membrane prije ubrizgavanja.
2.3. Kvalitativna analiza TGCT pomoću HPLC/Q-TOF-MS
HPLC sistem je bio povezan sa Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, SAD) opremljenim elektrosprej jonizacijom. Analiza je izvršena na koloni Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Mobilna faza je bila sastavljena od metanola-vode (sadrži 0.1 posto H3PO4). Brzina protoka je bila 1.0 mL/min. Gradijentni elucijski programi su sažeti na sljedeći način: 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 izveden u modu pozitivnih i negativnih jona preko m/z 100–3000 pod sljedećim radnim parametrima: kapilarni napon 3500 V (ESI-) ili 4000 V (ESI plus); gas za sušenje, 10,0 L/min; temperatura gasa, 350 ◦C; pritisak nebulizatora, 35 psi; napon skimera, 65 V; napon fragmenta, 135 V; OCTRFV, 750 V. Svi podaci su kontrolirani pomoću Data Acquisition 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
Odvajanje je izvršeno na koloni Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) u roku od 50 min (1,0 mL/min). Uslovi hromatografije za HPLC-DAD bili su isti kao i za kvalitativnu analizu. Zapremina ubrizgavanja, temperatura kolone i UV talasna dužina su postavljeni na 5 μL, 30 ◦C i 330 nm, respektivno.
2.5. Eksperimentalne životinje
Mužjaci SD štakora, težine 180 ± 20 g, kupljeni su od Laboratory Animal Center of Nanjing Qinglongshan [Sertifikat br. SCXK (SU) 2017-0001] i smješteni u Animal Care Facility u Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Kina). Briga o životinjama i eksperimentalni postupci odobreni su od strane Institucionalnog odbora za negu i upotrebu životinja, Instituta za kontrolu hrane i lekova Huzhou (odobrenje br. 19018), a sprovedeni su u skladu sa propisima za eksperimente na životinjama Kine. Pacovi su održavani na kontrolisanoj temperaturi (24 ± 2 ◦C) i vlažnosti (50 ± 10 procenata) sa ciklusom svetlosti i mraka od 12 sati, aklimatizovani na uslove života tokom 7 dana normalnom laboratorijskom hranom i vodom ad libitum.
2.6. Indukcija dijabetesa
Pacovi u normalnoj kontrolnoj grupi (NC, n {{0}}) hranjeni su normalnom prehranom, dok su eksperimentalni pacovi hranjeni HFSD-om (normalna ishrana sa dodatkom 20 posto saharoze, 10 posto masti, 2,5 posto procenat holesterola i 1 procenat holata, 3,95 kcal/g) tokom 4 nedelje. Nakon 12 h gladovanja, pacovima je intraperitonealno ubrizgana jedna doza STZ (30 mg/kg), koja je rastvorena u hladnom citratnom puferu (0,1 M, pH 4,5) neposredno pre upotrebe. Osmog dana ubrizgavanja STZ-a, uzorak krvi je uzet sa zadnjeg dijela iglom za vađenje krvi za jednokratnu upotrebu, a glukoza u plazmi natašte (FPG) određena je prijenosnim glukometrom (LifeScan, Inc. UK). Pacovi sa simptomima poliurije, polidipsije i FPG većim ili jednakim 11,1 mmol/L smatrani su dijabetičkim štakorima i nasumično podijeljeni u pet grupa (n =10).
Grupa I: NC, hranjen sa 0.5 posto natrijum 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, tretirani sa TGCT (50 mg/kg).
Grupa Ⅳ: TGCT-100, tretirana sa TGCT (100 mg/kg).
Grupa Ⅴ: TGCT-200, tretirana sa TGCT (200 mg/kg).
Grupa Ⅵ: Met-200, tretirana Metom (200 mg/kg).
Doze korištene u ovoj studiji odabrane su na osnovu Kineske farmakopeje (izdanje 2015.). Sve grupe su davane oralno jednom dnevno i nastavile su da primaju odgovarajuću dijetu još 6 nedelja.
Cistanche štiti jetru.
2.7. Posmatrajte opšte stanje pacova
Stanje krzna, izlučivanje urina i preživljavanje štakora su posmatrani svaki dan. Telesna težina (BW) i unos kalorija su praćeni tokom eksperimenta. FPG je procijenjen u 0, 2., 4. i 6. sedmica nakon tretmana sa TGCT.
2.8. Oralni test tolerancije glukoze (OGTT)
OGTT je obavljen na štakorima koji su natašteni preko noći u završnoj fazi cijele studije. Samo 60 μL uzoraka krvi je sakupljeno kapilarnom pipetom iz orbitalnog sinusa (0 h), a zatim je primijenjeno TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg i 200 mg/kg) ili Met (200 mg/kg) respektivno. Uzorci krvi su uzeti 0,5 h, 1 h, 2 h nakon opterećenja glukozom (2 g/kg). Pacovi su anestezirani izofluranom nekoliko minuta prije uzimanja krvi, a zatim odmah pritisnuti hemostatskim vatom za zaustavljanje krvarenja. Svi eksperimenti su obavljeni sa dobrom pažnjom kako bi se osigurala dobrobit životinja. Koncentracije glukoze u plazmi određivane su kompletom za glukozu baziranom na metodi glukoza oksidaze peroksidaze. Površina ispod krive glukoze (AUC-G) izračunata je prema literaturi (Shao et al., 2013).
2.9. Određivanje insulina natašte (FINS) i indeksa insulinske osetljivosti (ISI)
U intervalu od 1 dan nakon OGTT, svi pacovi su bili u dobrom stanju bez ikakvih simptoma kao što su sljepoća i upala. Zatim su anestezirani pentobarbital natrijumom (40 mg/kg, ip) nakon 12 h gladovanja i uzeti su uzorci krvi iz abdominalne aorte sa i bez heparina za biohemijske procene. Serum je sakupljen iz uzoraka krvi (bez heparina) centrifugiranjem. FINS je analiziran ELISA kompletom. FPG je određen korištenjem komercijalnog kompleta zasnovanog na metodi glukozne peroksidaze. ISI je izračunat prema formuli: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).
2.10. Procjena sinteze glikogena u jetri i mišićima
Mišići jetre i gastrocnemiusa su izrezani, isprani, izvagani i pohranjeni na -70 ◦C. Glikogen u jetri i mišićima mjeren je antronskom metodom kao što je prethodno opisano (Ren et al., 2015). Sadržaj glikogena je izražen kao mg/g vlažne težine tkiva. Aktivnosti heksokinaze (HK) i piruvat kinaze (PK) u jetri određene su komercijalno dostupnim setovima prema uputama proizvođača.
2.11. Biohemijska analiza
HbA1c u punoj krvi (sa heparinom) mjeren je dijagnostičkim kompletom. 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 pankreasa
Tkiva pankreasa su također izrezana, isprana i fiksirana u 10 posto neutralnom formalinu, a zatim dehidrirana u gradijentnom etanolu (75 posto, 85 posto, 95 posto i 100 posto) i ksilenu (100 posto). Nakon permeacije, stavljeni su u parafin i rotirajućim mikrotomom izrezani na dijelove debljine 3 μm. Presjeci tkiva su obojeni hematoksilin-eozinom (H&E) za svjetlosne mikroskopske preglede (Chen et al., 2014).
2.13. Statistička analiza
Statistička analiza je izvršena pomoću softvera SPSS verzije 16.0. Podaci su prikazani srednja vrijednost ± SD. Statistička poređenja između grupa vršena su korištenjem jednosmjerne ANOVA praćene Tukeyjevim testom, a vrijednost p < 0.05="" uzeta="" je="" kao="" statistički="">
3. Rezultati
3.1. Fitokemijska analiza TGCT
Kvalitativna analiza je izvršena i predstavljena u dopunskim materijalima. Ukupni ionski hromatogram u modu negativnih jona prikazan je na slici S1. MS podaci su provizorno dodijeljeni poređenjem s podacima u prethodnom izvještaju (Li et al., 2015) i sažeti u Tabeli S1. Analitičke metode za kvantifikaciju markera također su potvrđene i ukratko opisane u dodatnim materijalima. HPLC hromatogrami su predstavljeni na slici 1. Tri glavna sastojka (ehinakozid, akteozid i izoakteozid) TGCT su identifikovana u poređenju sa referentnim supstancama. Identifikacija jedinjenja i njihove koncentracije u TGCT prikazani su u tabeli 1.
3.2. Učinci TGCT-a na BW i unos kalorija
Kao što je prikazano na slici 2A, pacovi hranjeni HFSD pokazali su da se težina povećala u prosjeku za 41 g u poređenju sa NC grupom nakon 4 sedmice. Međutim, STZ je evidentno smanjio BW pacova u poređenju sa NC grupom. Nasuprot tome, BW u TGCT grupama (100 i 200 mg/kg) je progresivno i značajno povećana (p < 0,05)="" za="" 8,1="" posto="" odnosno="" 11,1="" posto="" u="" poređenju="" sa="" dc="" grupom="" do="" kraja="" eksperimentalnog="" perioda="" ,="" što="" je="" pokazalo="" da="" tgct="" može="" spriječiti="" prekomjerni="" gubitak="" težine="" u="" patološkim="" stanjima.="" unos="" kalorija="" u="" nc="" grupi="" bio="" je="" primetno="" niži="" od="" ostalih="" grupa,="" a="" nije="" bilo="" značajne="" razlike="" u="" unosu="" kalorija="" između="" ostalih="" pet="" grupa="" (slika="">
3.3. Efekti TGCT na FPG, OGTT i HbA1c
STZ-inducirani dijabetički štakori su pokazali značajno povećanje FPG u poređenju sa NC grupom (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="" nivoe="" fpg="" u="" 4.="" (22,1="" posto="" i="" 24,8="" posto)="" i="" 6.="" (23,2="" posto="" i="" 56,4="" posto)="" sedmicama="" u="" poređenju="" sa="" dc="" grupom.="" kao="" što="" je="" prikazano="" na="" slikama="" 3b="" i="" c,="" tgct="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" očigledno="" je="" smanjio="" glukozu="" u="" krvi="" za="" 16,1="" posto="" i="" 22,2="" posto="" na="" 0,5="" h="" i="" smanjio="" se="" za="" 17,2="" posto="" i="" 26,5="" posto="" u="" 1="" h,="" a="" auc="" -g="" tgct="" grupa="" također="" je="" smanjen="" za="" 8,1="" posto,="" 18,5="" posto="" i="" 25,4="" posto="" respektivno.="" kao="" što="" je="" ilustrovano="" na="" slici="" 3d,="" došlo="" je="" do="" značajnog="" povećanja="" hba1c="" (93,3="" posto)="" u="" poređenju="" sa="" nc="" grupom,="" dok="" je="" oralna="" primjena="" tgct="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" dijabetičkim="" štakorima="" značajno="" smanjena="" (p="">< 0,05)="" hba1c="" (26,7="" posto="" i="" 37,4="" posto,="" respektivno)="" u="" poređenju="" sa="" dc="">
Slika 1. HPLC spektar TGCT i hemijske strukture glavnih jedinjenja u TGCT.
3.4. Sadržaj glikogena u jetri i mišićima
Kao što je prikazano na slikama 4A i B, nivoi glikogena su značajno smanjeni kod dijabetičkih štakora. Kada su različite koncentracije TGCT primijenjene dijabetičkim štakorima tokom 6 sedmica, glikogen u jetri u TGCT grupama (100 mg/kg i 200 mg/kg) bio je veći (25,2 posto i 40,8 posto) od oni u DC grupi (p < 0,05,="" slika="" 4a).="" sličan="" efekat="" je="" demonstriran="" u="" mišićima="" da="" je="" glikogen="" u="" tgct="" grupama="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" veći="" (40,7="" posto="" i="" 52,6="" posto)="" od="" onih="" u="" dc="" grupi="" (p="">< 0,05,="" slika="">
3.5. Efekti 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 insulin i C-peptid u grupama tretiranim TGCT bili nešto viši od onih u DC grupi. U međuvremenu smo izračunali ISI na slici 4C. Za razliku od lučenja inzulina, ISI je povećan za 32,9 posto i 37,8 posto uz TGCT (100 mg/kg i 200 mg/kg) u poređenju sa DC grupom (p <>
Tabela 1. Sadržaj fitokemijskih markera TGCT.
3.6. Histopatološki pregled pankreasa
Kako bi se provjerio učinak TGCT-a na regeneraciju u otočićima pankreasa, urađena je histološka analiza pankreasa. Na slici 5A, normalna histološka struktura i veličina otočića su uočeni u NC grupi. Nasuprot tome, STZ ubrizgan je rezultirao smanjenjem broja i prečnika otočića sa izraženim mikrovezikularnim promjenama (slika 5B). I TGCT i Met značajno su povećali broj i veličinu otočića analizom bodovanja (Slika 5C–F).
3.7. Efekti TGCT na p-PKB, p-GSK3, HK i PK
U tabeli 2, utvrđeno je da su nivoi fosforilacije PKB i GSK3 značajno smanjeni (p < 0.{{10}}5)="" kod="" dijabetičkih="" štakora.="" tgct="" (100="" mg/kg="" i="" 200="" mg/kg)="" značajno="" povećava="" koncentraciju="" 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).="" slični="" efekti="" tgct="" na="" hk="" i="" pk="" su="" također="" uočeni.="" tgct="" grupe="" 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. Efekti TGCT na tjelesnu težinu (A) i unos kalorija (B) kod pacova sa dijabetesom izazvanih STZ.
3.8. Efekti TGCT na dislipidemiju
Kao što je prikazano u Tabeli 3, pacovi tretirani TGCT (100 mg/kg i 200 mg/kg) su značajno poboljšali abnormalnosti lipida. TG su smanjene 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="" smanjeni="" su="" 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 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 kod dijabetičkih štakora. TGCT (100 i 200 mg/kg) efektivno povećan (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. Diskusija
Dijabetes je progresivni i kronični metabolički poremećaj koji je uglavnom karakteriziran hiperglikemijom. Trenutno je FPG specifična mjera koncentracije glukoze u krvi, OGTT je osjetljiv kriterij za otkrivanje ranih abnormalnosti u odlaganju glukoze, dok se HbA1c naširoko koristi kao indeks zlatnog standarda za kontrolu glikemije odražava prosječan nivo glukoze tokom 120 dana prije testa ( Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT i HbA1c se klinički koriste za dijagnozu i liječenje predijabetesa i dijabetesa (Chai et al., 2017). U našoj studiji je jasno da je FPG dijabetičkih štakora liječenih TGCT (100 mg/kg i 200 mg/kg) značajno smanjen u poređenju sa DC grupom. Kao što su podaci prikazani u OGTT i AUC-G, smanjena tolerancija glukoze i stopa uzimanja glukoze su preokrenuti TGCT kod dijabetičkih štakora. U međuvremenu, rezultat je podržan i mjerenjem sadržaja HbA1c. Ovi podaci pokazuju da je TGCT poboljšao fiziološke indekse dijabetičkih štakora regulacijom homeostaze glukoze u krvi.
Slika 3. Promjena FPG-a kod dijabetičkih pacova tokom primjene TGCT-a tokom 6 sedmica.
Poremećaj lučenja inzulina i IR igraju ključnu ulogu u nastanku hiperglikemije. Usmjeravanje na bilo koji od njih je prikladno za poboljšanje kontrole glikemije i prevenciju T2DM (Szoke i Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Nekoliko vrsta istraživanja izvijestilo je da je kombinacija dijete s visokim udjelom masti i niskih doza STZ učinkovito sredstvo za izazivanje T2DM u eksperimentima na životinjama. Niske doze STZ izazivaju blago oštećenje lučenja inzulina koje više liči na kasnije faze T2DM (Gheibi et al., 2017). U ovoj studiji, TGCT niti značajno povećava lučenje inzulina niti obnavlja otočić pankreasa dijabetičkih štakora, čak i ako su inzulin i broj otočića u grupama koje su tretirane TGCT bili veći od onog u DC grupi. Ovi nalazi su u skladu s prethodnom studijom na db/db miševima (Xiong et al., 2013). Naši rezultati su pokazali značajno povećanje težine kod dijabetičkih štakora liječenih TGCT-om, što se može objasniti blagim povećanjem inzulina koji može inhibirati katabolizam proteina u mišićnom tkivu (Adams et al., 2019). Nadalje, rezultat ISI je pokazao da je TGCT očito poboljšao IR dijabetičkih štakora što je u skladu s prethodnim izvještajem (Kong et al., 2018), koji je pružio nove dokaze u pogledu potencijalnog mehanizma na antidijabetički učinak TGCT.
Kao što svi znamo, PKB/GSK3 put je jedan od najkritičnijih inzulinskih signalnih puteva, za koji se sugerira da posreduje u sintezi glikogena inducirane 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 više rezervi glikogena ili glikolizu koja proizvodi puniju energiju korištenjem glukoze u krvi (Hu et al., 2014.). U ovoj studiji, TGCT tretman je istovremeno povećao ekspresiju fosforiliranih proteina PKB i GSK3, doveo do značajnog preokreta u aktivnostima HK i PK i značajno obnovio sadržaj glikogena u jetri i mišićima kako je smanjena glukoza u krvi. Ovi rezultati su pokazali da je TGCT aktivirao ključne enzime inzulinskog signalnog puta, i dalje pružio dokaz da je osjetljivost na inzulin zaista poboljšana kod dijabetičkih štakora.
Tabela 2. Učinci TGCT-a na lučenje inzulina i enzime koji metaboliziraju ugljikohidrate kod dijabetičkih štakora.
Dugotrajni dijabetes također doprinosi povećanju LDL-C i smanjenju razine HDL-C koji uzrokuju disregulaciju lipida (Jayashankar et al., 2016.), a dislipidemija je utvrđeni marker za endotelnu disfunkciju i kardiovaskularni rizik kod dijabetesa (Shahwan et al., 2019). U našoj studiji, TGCT (200 mg/kg) je značajno snizio nivoe TC, TG i LDL-C i povećao nivo HDL-C kod dijabetičkih štakora, što je u skladu sa prethodnim izveštajima da Cistanche tubulosa efikasno reguliše lipide metabolizam kod miševa (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Ovi nalazi su pokazali da TGCT može biti korisniji za dijabetičare sa abnormalnostima lipida u krvi.
STZ je antibiotik širokog spektra, koji ima visoku selektivnu toksičnost na ćelije otočića gušterače kao rezultat povećanja superoksidnog radikala, a potom i slabe kontrole glikemije (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020. ). U međuvremenu, oksidativni stres je također važan uzrok IR u brojnim sredinama (Taniguchi et al., 2006). IR i dijabetes su povezani sa smanjenom aktivnošću antioksidativnih enzima, kao što su SOD i GSH-Px (Styskal et al., 2012). Prethodne studije su implicirale da je suzbijanje oksidativnog stresa u stanju da snizi glukozu u krvi kod dijabetičkih štakora (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). U ovoj studiji, tretman sa TGCT značajno je obnovio ćelijske odbrambene funkcije SOD i GSH-Px i smanjio nivoe MDA kod dijabetičkih štakora, što je pokazalo da TGCT ima svojstva antioksidacije.
Glavni sastojci u TGCT su PhG, a ukupan sadržaj ehinakozida, akteozida i izoakteozida je više od 661 mg/g. Za biljke koje posjeduju visoke antioksidativne komponente, kao što su PhG, općenito je dokazano da imaju hipoglikemijski učinak (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Stoga smo spekulirali da se antidijabetički učinak TGCT-a može dijelom pripisati antioksidativnoj aktivnosti PhG-a. Uzimajući u obzir sadržaj ehinakozida u TGCT, potrebne su daljnje studije kako bi se istražili efekti ehinakozida na IR i dijabetes in vivo i in vitro modelima.
Opšte je poznato da je dijabetes melitus upalna bolest. Upalni citokini kao što su TNF-, IL-6 i IL-1 mogu interferirati sa signalnim putem inzulinskih receptora i dalje dovesti do IR (Bastard et al., 2006). Čini se da je upala održiva meta lijeka u liječenju IR, a time i dijabetesa (Chen et al., 2015). U trenutnoj studiji, TGCT bi mogao smanjiti nivo TNF-, IL-6 i IL-1, što je pokazaloantiinflamatorno dejstvo. Ovo može biti još jedan antidijabetički mehanizam TGCT kod dijabetičkih štakora.
Nagomilani dokazi pokazuju da stalna visoka razina glukoze u krvi uzrokuje 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 vrsta kisika i drugih reaktivnih dijelova, što potiče oksidativni stres i oksidativna oštećenja. Ovo dovodi do začaranog kruga (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Stoga, smanjenje glukoze i lipida u krvi može doprinijeti antioksidativnim i protuupalnim učincima TGCT. U određenoj mjeri, tačan antidijabetički mehanizam nije u potpunosti jasan i potrebno ga je dodatno istražiti.
5. Zaključak
Ukratko, ova studija je pokazala da je TGCT bio efikasan agens za liječenje hiperglikemije i hiperlipidemije kod dijabetičkih štakora izazvanih dijetom/STZ. Nadalje, antidijabetički učinak može biti u velikoj mjeri povezan s antioksidativnim i protuupalnim svojstvima TGCT-a. Ova studija bi iznijela mogućnost uvođenja TGCT u liječenje dijabetesa. Međutim, detaljan antidijabetički mehanizam TGCT ostaje neizvjestan i neophodna su daljnja istraživanja in vivo i in vitro.
Cistanche je bio efikasan agens za liječenjehiperglikemijaihiperlipidemija.