Cistanches Herba minskar viktökningen hos fetma möss orsakade av hög fetthalt, möjligen genom mitokondriell frånkoppling

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com

Hoi Shan Wong, Jihang Chen, Pou Kuan Leong, Hoi Yan Leung, Wing Man Chan, Kam Ming Ko

* Division of Life Science, Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, Kina.

Abstrakt:

En halvrenad fraktion isolerad frånCistancherHerba(HCF1), har tidigare visat sig inducera mitokondriell frånkoppling i H9c2-celler och i råtthjärtan. Vi antog därför att HCF1 skulle ge en viktminskningseffekt mot en fettrik diet (HFD)-inducerad fetma. För att testa denna hypotes etablerades en musmodell av HFD-inducerad fetma och effekterna av HCF1 på en normal diet (ND)-matade och HFD-matade möss undersöktes. I studien gav långvarig HCF1-behandling en viktminskningseffekt mot HFD-inducerad fetma hos han- och honmöss. HCF1-inducerad viktminskning var associerad med förbättrad insulinkänslighet hos HFD-matade djur. För att förstå verkansmekanismen som ligger bakom viktminskningseffekten som HCF1 ger, undersöktes dess effekter på mitokondriell frånkoppling. En jämförande studie med kolestyramin (CT), ett gallsyrabindande medel, genomfördes också. Fynden visade att HCF1-inducerad viktminskning sannolikt medierades av ökningen av energiförbrukningen, förmodligen via induktionen av mitokondriell frånkoppling i musskelettmuskler. Sålunda tyder våra fynd på den potentiella användningen av HCF1 för att förhindra fetma och de associerade hälsokonsekvenserna såsom diabetes, hjärt-kärlsjukdomar och metabolt syndrom.

Nyckelord: Cistanches Herba, Viktkontroll,Mitokondriell frånkoppling,Mitokondriellt frånkopplingsprotein 3

cistanche tubolosa hälsofördelar

Chengdu Wecistanche producerar främst Cistanche-produkter för ett hälsosamt liv.

Introduktion

Fetma kännetecknas av onormal ackumulering av fett i fettvävnad och andra organ som ger negativa effekter på hälsan. Aktuella fynd tyder på att den stillasittande livsstilen och förändringarna i kostsammansättningen i välmående samhällen orsakade en fetmaepidemi, med åtföljande ökning av förekomsten av olika icke-smittsamma fetmarelaterade kroniska sjukdomar såsom metabolt syndrom (Shi et al., 2012) . National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) som genomfördes 2007 visade att den globala fetmaprevalensen var över 30 procent, och den förväntades öka med ytterligare 33 procent under de kommande två decennierna (Finkelstein et al., 2012). Uppkomsten av fetma kommer också att skifta till de unga populationerna, vilket återspeglas av trenderna för övervikt och fetma hos barn och ungdomar (McTigue, Garrett, & Popkin, 2002). Dessa fynd förutsäger den potentiella bördan på den medicinska vården för fetma och de associerade hälsokonsekvenserna, vilket innebär ett omedelbart behov av att kontrollera storleken på den feta befolkningen.

Hanteringen av fetma kräver en långsiktig intervention och ett multidisciplinärt tillvägagångssätt. Med tanke på fetmaepidemin har sökandet efter genomförbara icke-terapeutiska och/eller terapeutiska ingrepp varit ett område för intensiv forskning. Strategin är främst inriktad på att upprätta energibalans genom att öka energiförbrukningen eller minska energiintaget. Bland olika tillvägagångssätt som inkluderar kostersättning, träning, hämning av intestinal absorption och aktivering av det sympatiska nervsystemet, induktion av mitokondriell frånkoppling, antingen genom användning av kemisk frånkopplare eller genom induktion av mitokondriella frånkopplingsproteiner (Cerqueira, Laurindo, & Kowaltowski, 2011; Clapham et al., 2000), har visat sig vara ett effektivt sätt för viktminskning (Clapham et al., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper, Dickinson, & Brand, 2001; Li et al., 2000). Mitokondriell frånkoppling hänvisar till en process som orsakar avkopplingen mellan de energigivande elektrontransportprocesserna och fosforyleringen av ADP i mitokondrien. Genom att erbjuda en alternativ protonkonduktansväg, orsakar mitokondriell frånkoppling att protongradienten försvinner och en snabbare syreförbrukning (Brand et al., 2005). Under frikopplingstillståndet är minskningen av ATP-syntes associerad med en minskning av mitokondriell membranpotential, där den potentiella energin som lagras i protongradienten försvinner som värme. Denna meningslösa cykel av protontransport förbrukar en hög andel metabolisk energi i olika vävnader, särskilt i skelettmuskulaturen som förbrukar cirka 20 procent av den totala energin som genereras i ämnesomsättningen (Chan, Wei, Chigurupati, & Tu, 2010; Korshunov, Skulachev, & Starkoc 1997). Moduleringen av mitokondriellt protonläckage ökar den basala ämnesomsättningen, vilket bidrar till en betydande del av den dagliga energiförbrukningen, med efterföljande ökning av användningen av bränslemolekyler (såsom fettsyror) och orsakar därför viktminskning (Ricquier & Bouillaud, 2000) ).

Cistanches Herba, en torkad hel växt av Cistanche deserticola YC Ma, är en "Yang-upplivande" stärkande ört inom traditionell kinesisk medicin. Örten har också använts som hälsosam mat för behandling av njurbrist i hundratals år i Kina. Våra senaste fynd visade att en semiprenad fraktion av Cistanches Herba (HCF1) inducerade mitokondriell avkoppling i H9c2-celler och i råtthjärtan (Wong & Ko, 2013). Det visades också att långtidsbehandling med HCF1 (vid dagliga doser på 1,14 och 11,4 mg/kg; 14 dagar i följd) gav en frikopplingseffekt på mitokondrier isolerade från njure och lever hos råttor, vilket indirekt bevisas av minskningen av ATP-nivåer i dessa vävnader (opublicerade data). Med tanke på att induktionen av mitokondriell frånkoppling är ett effektivt sätt för viktminskning (Clapham et al., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper et al., 2001; Li et al., 2000), antog vi att HCF1 också skulle producera mitokondriell frånkoppling i skelettmuskulaturen, med resulterande viktminskning. För att testa hypotesen etablerades en musmodell av högfettsdiet (HFD)-inducerad fetma och effekterna av HCF1 på en normal diet (ND)-matade och HFD-matade möss undersöktes. Dessutom genomfördes en jämförande studie mellan effekterna av HCF1 och ett gallsyrabindande kolestyramin (CT) (Chen et al., 2010; Yamato et al., 2012) för att karakterisera den viktminskningseffekt som HCF1 ger.

cistanche stam

2. Material och metoder

2.1. Örtextraktion

Cistanches Herba, den torkade hela växten av Cistanches deserticola YC Ma (Orobanchaceae), köptes från en lokal örthandlare (Lee Hoong Kee). Örten autentiserades av leverantören och ett kupongexemplar (HKUST00301) deponerades i Division of Life Science, Hong Kong University of Science and Technology (HKUST). Cistanches Herba etanolextrakt erhölls genom etanolextraktion av malet örtmaterial genom upphettning under återflöde vid 78 grader i 2 timmar, som tidigare beskrivits (Leung & Ko, 2008), med ett utbyte på 14 procent (vikt/vikt). Extraktet fraktionerades ytterligare med hjälp av silikagelkromatografi (Wong & Ko, 2013). HCF1, med extraktionsutbytet på 1,14 procent, erhölls. Extraktet torkades genom att avdunsta lösningsmedlet under reducerat tryck vid 50 grader, och det torkade extraktet förvarades vid -20 grader fram till användning.

2.2. Kemikalier

Bio-Rad analysreagens köptes från Bio-Rad Laboratories (Richmond, CA, USA). LabAssay™ Triglyceride (290-63701), LabAssay™ Cholesterol (294-65801) och HDL-Cholesterol E testkit (431-52501) köptes från Wako (Osaka, Japan). Anti UCP3 (E-18) antikropp (katalog # sc-31387) ​​köptes från Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA). Alla andra kemikalier köptes från Sigma (St. Louis, MO, USA).

2.3. Djurvård

ICR-möss (8 veckor; 30–35 g för hanar och 25–30 g för honor) hölls under en 12-h mörk/ljus-cykel i ett luft/fuktighetskontrollerat rum vid cirka 22 grader och tillät mat och vatten ad libitum i djur- och växtvårdsanläggningarna (APCF) på HKUST. Alla experimentella procedurer godkändes av Research Practice Committee (HKUST) (Djurprotokolls godkännande nr. 2013049; godkänt datum: 25 september 2013; experimentets varaktighet: 3 år).

cistanche livslängd

2.4. Behandlingsprotokoll

För att undersöka effekten av HCF1 på HFD-inducerad fetma, var manliga eller kvinnliga ICR möss slumpmässigt fördelade till åtta grupper, med 10-15 möss i varje: (1) Normal diet (ND, 13 procent energi från fett) kontroll; (2) ND plus låg dos av HCF1 (HCF1 L) (vid en daglig dos av 1,5 mg/kg); (3) ND plus medeldos av HCF1 (HCF1 M) (vid en daglig dos av 15 mg/kg); (4) ND plus hög dos av HCF1 (HCF1 H) (vid en daglig dos av 45 mg/kg); (5) HFD (60 procent energi härrörande från fett; köpt från Research Diet Inc., produktnr D12492) kontroll; (6) HFD plus HCF1 L; (7) HFD plus HCF1 M; och (8) HFD plus HCF1 H. Eftersom könsskillnader i reaktionsförmågan gentemot dieten inducerade kroppsviktsförändringar och viktminskningsinterventioner rapporterades hos råttor och människor (Rodriguez & Palou, 2004; Rodriguez, Quevedo-Coli, Roca, & Palou, 2001), var vi intresserade av att undersöka effekterna av HCF1 på både han- och honmöss. Doserna av HCF1 härleddes från dess effektiva doser för att inducera mitokondriell frånkoppling av råtthjärtan (Wong & Ko, 2013). I HCF1-sambehandlingsgrupper administrerades möss intragastriskt med HCF1, 5 dagar per vecka under 8 veckor (dvs. 40 doser). Kontrollmöss fick endast vehikel (olivolja). Kroppsvikter och matkonsumtion hos mössen övervakades varje vecka under experimentets gång. Förändringarna i kroppsvikt kvantifierades genom att beräkna arean under kurvan (AUC) av grafen som plottade procent initial kroppsvikt mot tid (vecka 1–8) och uttryckt i godtyckliga enheter. Blodprover togs 24 timmar efter den sista dosen med HCF1 från över natten fastade, fenobarbital-bedövade möss genom hjärtpunktion. Mössen avlivades sedan genom cervikal dislokation. Prover av gastrocnemius-muskeln skars ut för ytterligare biokemisk analys. Fettkuddar (gonadalt, retroperitonealt och mesenteriskt fett) dissekerades och vägdes. Förhållandet mellan en viss fettkuddevikt och kroppsvikt uppskattades och uttrycktes som fettkuddeindex. För att undersöka effekten av CT på HFD-matade överviktiga hanmöss administrerades hanmöss intragastriskt med CT (suspenderad i vatten) i en daglig dos av 300 mg/kg.

2.5. Provberedningar

Plasmaprover, skelettmuskelhomogenat (kärnfri fraktion) och skelettmuskelmitokondrier erhölls som beskrivits tidigare (Leong et al., 2013).

2.6. Biokemisk analys

2.6.1. Plasmaglukos och lipidinnehåll

Plasmaglukosnivåer mättes med ett glukos (hexokinas) analyskit (Sigma, St. Louis, MO, USA). Mängden glukos bedömdes genom tillsats av en reaktionsblandning innehållande 1,5 mM NAD, 1,0 mM ATP, 1,0 enhet/ml hexokinas och 1,0 enhet/ ml glukos-6-fosfatdehydrogenas. Absorbansförändringar vid 340 nm övervakades spektrofotometriskt av Victor V3 Multi-Label Counter (Perkin Elmer, Santa Clara, CA, USA).

Nivåer av plasmatriglycerider (TG), totalkolesterol (TC) och högdensitetslipoprotein-kolesterol (HDL) mättes med hjälp av analyskit: TG: LabAssayTM Triglyceride, TC: LabAssayTM Kolesterol; HDL-C: HDL-kolesterol E testkit. TG-, TC- och HDL-innehållen utvärderades genom att tillsätta de kromogenreagens som tillhandahålls av motsvarande analyskit. Absorbansförändringar vid 600 nm övervakades (Siddiqua, Hamid, Ar-Rashid, Akther, & Choudhuri, 2010). Lågdensitet lipoprotein-kolesterol (LDL) nivå uppskattades med Friedewalds formel:

LDL= TC-( HDL plus TG/5)

2.6.2. Fosfofruktokinas (PFK) aktivitet i skelettmuskulaturen

PFK-aktiviteten utvärderades genom att blanda en reaktionsblandning innehållande 1 mM fruktos-6-fosfat, 1 mM ATP, 0,5 mM NADH, 2 mU/ml aldolas, 2 mU/ml triosefosfatisomeras, 2 mU /ml glycerofosfatdehydrogenas i analysbufferten (50 mM Tris-HCl, 5 mM MgCl2, 5 mM (NH4)2SO4, pH 7,4) med den kärnfria fraktionen (50 ug protein/ml) av skelettmuskulaturen i en sista volym av 200 μL. NADH-oxidation mättes sedan genom att övervaka absorbansförändringarna vid 340 nm (Coelho, Costa, & Sola-Penna, 2007).

2.6.3. Citratsyntas (CS) aktivitet

En reaktionsblandning för att mäta CS-aktivitet framställdes genom att blanda {{0}}.1 M Tris-buffert (pH 8.0), 0.058 mM acetyl -CoA och 0,1 mM 5,5'-ditiobis-(2-nitrobensoesyra) (DTNB). Reaktionen initierades genom tillsats av oxaloacetat (fislutlig koncentration: 0,5 mM). Absorbans vid 412 nm registrerades var 30:e s vid 30 grader under 3 minuter (Carter, Rennie, Hamilton, & Tarnopolsky, 2001; Holloway, Bonen, & Spriet, 2009).

cistanche tubolosa hälsofördelar

2.6.4. -hydroxiacyl-koenzym A-dehydrogenas (-HAD) aktivitet

-HAD-aktiviteten mättes genom att blanda reaktionsblandningen innehållande 100 μM acetoacetyl-CoA och 100 μM -NADH i analysbuffert (100 mM kaliumfosfatbuffert med 2 mM etylendiamintetraättiksyra (EDTA), pH 7,3). Absorbansförändringarna vid 340 nm övervakades vid 30 grader under 2 minuter (Holloway et al., 2006).

2.6.5. Karnitinpalmitoyltransferas (CPT) aktivitet

Bedömningen av CPT-aktivitet baserades på CPT-katalyserad produktion av CoA-SH från palmityl-CoA. Reaktionen initierades genom att tillsätta L-karnitin (fislutlig koncentration 6 μM) till reaktionsblandningen (16 mM Tris, 2,5 mM EDTA, 2 mM DTNB och 50 μM palmitoyl-CoA, pH 8,0). Absorbansen vid 412 nm övervakades vid 30 grader under 180 s. Den millimolära extinktionskoefficienten på 13,6 mM−1 cm−1 för 5'-tio-2-nitrobensoat (slutprodukt) användes för uppskattning av enzymaktivitet. En enhet av CPT-aktivitet definieras som mängden enzym som katalyserar frisättningen av 1 nmol CoA-SH på 1 min (Karlic, Lohninger, Koeck, & Lohninger, 2002).

2.6.6. Mitokondriell andning

Andningshastigheten i mitokondrier isolerade från musskelettmuskler bestämdes enligt beskrivning av Wong och Ko (2013). Kort sagt, mitokondriell andning mättes polarografiskt med en elektrod av Clark-typ (Hansatech Instruments, Norfolk) vid 30 grader. Mitokondriell fraktion (1 mg protein/ml) inkuberades i respirationsbufferten (30 mM KCl, 6 mM MgCl2, 75 mM sackaros, 1 mM EDTA, 20 mM KH2PO4, pH 7,0). Substratlösning innehållande 15 mM natriumpyruvat och 5 mM natriummalat tillsattes. Efter jämvikt initierades tillstånd 3-andning genom tillsats av ADP (fislutlig koncentration 0,6 mM). När all tillsatt ADP användes för ATP-generering, tillsattes oligomycin för att inducera tillstånd 4-andning. Andningskontrollkvoten (RCR) uppskattades genom att beräkna förhållandet mellan tillstånd 3 och tillstånd 4 andningsfrekvenser (Jiang et al., 2009).

2.6.7. UCP3 uttryck

UCP3-nivån uppskattades genom Western blot-analys med användning av anti-UCP3 (E-18)-antikropp efter SDS-PAGE-analys av mitokondriella fraktionen, med användning av en separerande gel av 10 procent akrylamid. Mitokondriella fraktioner isolerade från musskelettmuskel (100 g) laddades och cytokrom c-oxidas (COX) användes som en markör för referens. De immunfärgade proteinbanden analyserades med densitometri (Quantiscan, Biosoft, Cam bridge, GB, UK), och mängderna (godtyckliga enheter) av UCP3 normaliserades med hänvisning till COX-nivån (godtyckliga enheter) i provet.

2.7. Proteinanalys

Proteinkoncentrationen bestämdes med användning av ett Bio-Rad proteinanalyskit. Proteinkoncentrationen bestämdes från en kalibreringskurva med användning av bovint serumalbumin (BSA) som standard.

2.8. Statistisk analys

Alla data uttrycktes som medelvärde ± standardfel för medelvärdet (SEM) om inte annat anges. Data analyserades med envägsvariansanalys (envägs-ANOVA) och skillnaden mellan grupperna upptäcktes med Tukey-intervalltest när p <>

Cistanche herba

3. Resultat

3.1. Effekter av HCF1 på kroppsvikt hos ND-matade och HFD-matade möss

ND-dietmatning orsakade en liten ökning av kroppsvikten (med 13 procent respektive 10 procent) hos han- och honmöss under loppet av 8-veckans experiment (Fig. 1a). HFD påskyndade ökningen av kroppsvikt, med graden av stimulering som var 269 procent respektive 320 procent hos han- och honmöss, jämfört med respektive ND-djur (Fig. 1a). Förändringarna i kroppsvikt under loppet av 8-veckans experiment kvantifierades och uttrycktes i godtyckliga enheter. HCF1-behandling undertryckte fullständigt kroppsviktsökningen hos ND-matade hanmöss (Fig. Ib). HCF1-behandling undertryckte också kroppsviktsökningen i HFD-matade möss dosberoende, med inhiberingsgraden på 100 procent respektive 61 procent vid 45 mg/kg hos både han- och honmöss (Fig. 1b). Ingen signifikant förändring i matkonsumtionen observerades vid HFD-utfodring och/eller HCF1-sambehandlingar jämfört med de obehandlade ND-matade mössen (data visas inte).

Fig. 1 – Effekter av HCF1 på kroppsviktsförändringar hos ND-matade och HFD-matade möss. Kroppsvikten övervakades varje vecka under loppet av 8-veckans experiment. (a) Tidsförloppet för kroppsviktsförändringar analyserades med en blandad design ANOVA och skillnaden mellan grupperna upptäcktes av Tukey-intervalltestet. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på respektive initial kroppsvikt. (b) Kroppsviktsförändringarna kvantifierades såsom beskrivs i Material och metoder. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på ND-kontrollen [kontroll AUC-värde (godtycklig enhet): hane=777.6 ± 10.4; hona {{10}}.0 ± 8,0]. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n=15. * Skiljer sig väsentligt från ND-kontrollen; # Skiljer sig väsentligt från HFD-kontrollen (p <>

3.2. Effekter av HCF1 på fettkuddeindex hos ND-matade och HFD-matade möss

Effekterna av HCF1 på fettackumulering undersöktes också. HFD inducerade signifikanta ökningar av subkutana och viscerala fettindex hos hanmöss (med 346 procent respektive 325 procent) och honmöss (med 248 procent respektive 257 procent) (Fig. 2). Medan HCF1-behandling inte gav någon effekt på subkutant och visceralt fett hos ND-matade möss, var förmågan hos HCF1 att hämma den HFD-inducerade ökningen av kroppsvikt associerad med minskningen av kroppsfettmassan, vilket indikeras av minskningar i båda subkutant och visceralt fett hos HFD-matade hanmöss (med 42 procent respektive 49 procent vid 45 mg/kg) och i visceralt fett hos HFD-matade honmöss (med 53 procent, vid 45 mg/kg) (Fig. 2) .

Fig. 2 – Effekter av HCF1 på fettkuddsindex i ND-matade och HFD-matade möss. Massan av subkutant fett och visceralt fett mättes enligt beskrivningen i Material och metoder. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på ND-kontrollen. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n=15. * Skiljer sig väsentligt från ND-kontrollen; # Skiljer sig väsentligt från HFD-kontrollen (p <>

3.3. Effekter av HCF1 på plasmaglukos och lipidinnehåll i ND-matade och HFD-matade möss

HCF1-behandling förändrade inte plasmaglukos och lipidinnehåll i ND-matade han- och honmöss (Fig. 3). HFD-matning orsakade en signifikant höjning av plasmaglukosnivån (med 39 procent respektive 29 procent) hos han- och honmöss jämfört med respektive ND-kontroll (Fig. 3a). HCF1 H vände den HFD-inducerade höjningen av plasmaglukosnivån (med 41 respektive 64 procent) hos han- och honmöss (Fig. 3a). HFD förhöjde också signifikant TG-nivåer i plasma (med 38 respektive 53 procent) hos möss av hankön och hona, jämfört med respektive ND-kontroll (Fig. 3b). HCF1 L och HCF1 M hämmade signifikant den HFD-inducerade höjningen av plasma-TG-nivåer hos HFD-matade hanmöss (med 135 respektive 192) och honmöss (med 103 respektive 146 procent) (Fig. 3b). HCF1 H orsakade en signifikant höjning av plasma-TG-nivån (med 21 procent) i HFD-matade honmöss jämfört med den obehandlade HFD-kontrollen (Fig. 3b). Förutom plasma-TG observerades också signifikanta ökningar av plasma-TC-nivåer efter HFD-matning, med omfattningen av ökningarna på 73 procent respektive 100 procent hos han- och honmöss (Fig. 3c). Ökningen av plasma-TC-nivån var associerad med en signifikant minskning av plasma HDL/LDL-förhållandet hos både HFD-matade hanmöss (med 29 procent) och honmöss (med 49 procent) (Fig. 3d). HCF1 M och HCF1 H minskade den HFD-inducerade ökningen av plasma-TC-nivån hos HFD-matade hanmöss, med en åtföljande höjning av plasma HDL/LDL-förhållandet (med 255 procent respektive 212 procent), jämfört med obehandlad HFD kontroll (fig. 3c och 3d). HCF1 L och HCF1 M undertryckte den HFD-inducerade höjningen av plasma-TC-nivån (med 22 procent respektive 32 procent) hos honmöss, utan att någon förändring i plasma HDL/LDL-förhållandet observerades (fig. 3c och 3d).

Fig. 3 – Effekter av HCF1 på plasmaglukos och lipidinnehåll i ND-matade och HFD-matade möss. Plasmaglukos-, TG- och TC-nivåer mättes enligt beskrivning i Material och metoder. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på ND-kontrollen [kontrollplasmaglukosnivå (mg/dL): manlig=91.1 ± 3.3, hona=86.0 ± 2.3; kontrollplasma TG-nivå (mg/dL): hane=52.0 ± 1,7, hona=95,8 ± 4,1; kontrollplasma TC-nivå (mg/dL): hane {{20}},8 ± 4,3, hona=118,6 ± 5,4]. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n=15. * Skiljer sig väsentligt från ND-kontrollen; # Skiljer sig väsentligt från HFD-kontrollen (p <>

3.4. Effekter av HCF1 på leverlipidinnehåll i ND-matade och HFD-matade möss

HCF1-behandling förändrade inte leverns TG- och TC-nivåer i ND-matade möss (Fig. 4). Konsumtionen av HFD höjde signifikant TG-nivåer i levern (med 108 procent respektive 135 procent) hos han- och honmöss, jämfört med respektive ND-kontroll (Fig. 4a). HCF1 H, å ena sidan, undertryckte den HFD-inducerade förhöjningen av lever-TG-nivån (med 54 procent) hos hanmöss, jämfört med den obehandlade HFD-kontrollen (Fig. 4a). Å andra sidan ökade HCF1 H ytterligare hepatisk TG-nivå (med 14 procent) i HFD-matade honmöss, jämfört med respektive obehandlad HFD-kontroll (Fig. 4a). HFD orsakade också signifikanta ökningar av hepatiska TC-nivåer (med 48 procent respektive 26 procent) hos han- och honmöss (Fig. 4b). Medan HCF1 L och HCF1 H signifikant undertryckte den HFD-inducerade förhöjningen (med 42 respektive 44 procent) i lever TC-nivåer hos HFD-matade hanmöss, kunde bara HCF1 H ge en liknande effekt på HFD-matade honmöss, med graden av inhibering är 62 procent (fig. 4b).

Fig. 4 – Effekter av HCF1 på leverlipidinnehåll i ND-matade och HFD-matade möss. Hepatiska TG- och TC-nivåer mättes enligt beskrivningen i Material och metoder. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på ND-kontrollen [kontrolllever TG-nivå (g/mg protein): hane=31.7 ± 1.6, hona=38.5 ± 1.7; kontroll av TC-nivån i levern (g/mg protein): hane=12.8 ± 0.4, hona=17.9 ± 1.2]. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n {{20}}. * Skiljer sig väsentligt från ND-kontrollen; # Skiljer sig väsentligt från HFD-kontrollen (p <>

3.5. Effekter av HCF1 på metaboliska enzymaktiviteter i skelettmuskler isolerade från ND-matade och HFD-matade möss

HCF1-behandling stimulerade PFK-aktiviteten i skelettmuskulaturen hos antingen ND-matade han- eller honmöss, med effekten på hanmöss mer framträdande (55 procent mot 20 procents ökning vid 45 mg/kg) (Fig. 5a). Konsumtionen av HFD orsakade signifikanta undertryckningar av PFK-aktivitet (med 16 procent respektive 17 procent) hos han- och honmöss (Fig. 5a). HCF1 H reverserade de HFD-inducerade undertryckningarna av PFK-aktivitet (med 153 procent respektive 100 procent) i HFD-matade han- och honmöss (Fig. 5a). Både HFD- och HCF1-behandling gav inga detekterbara effekter på CS-aktiviteten i skelettmuskulaturen hos möss av hankön eller hona jämfört med den respektive obehandlade ND-kontrollen (Fig. 5b). HCF1 producerade ingen effekt på -HAD-aktiviteten hos skelettmuskeln hos ND-matade han- eller honmöss (fig. 5c). HFD-matning stimulerade -HAD-aktiviteten (med 47 respektive 21 procent) hos han- och honmöss jämfört med den obehandlade ND-kontrollen (Fig. 5c). HCF1, vid alla testade doser, inhiberade signifikant den HFD-inducerade stimuleringen i -HAD-aktivitet hos möss av hankön, varvid hämningsgraden var 62 procent, jämfört med den obehandlade HFD-kontrollen (Fig. 5c). HCF1-behandling gav inga signifikanta förändringar i -HAD-aktivitet i ND-matade och HFD-matade honmöss (Fig. 5c). Medan HCF1 H orsakade en signifikant minskning av CPT-aktiviteten (med 16 procent) av skelettmuskulaturen hos ND-matade hanmöss (Fig. 5d), ökade HCF1 L och HCF1 M signifikant CPT-aktiviteten med 24 procent och 22 procent hos ND-matade honmöss jämfört med ND-kontrollen (fig. 5d). HFD-matning ökade också CPT-aktiviteten (med 13 procent respektive 18 procent) hos han- och honmöss. HCF1 vände den HFD-inducerade ökningen av CPT-aktivitet, med undertryckningsgraden var 72 procent i hanmöss (vid alla testade doser) och 100 procent i honmöss (HCF1 L) (Fig. 5d).

Fig. 5 – Effekter av HCF1 på metaboliska enzymaktiviteter i skelettmuskler isolerade från ND-matade och HFD-matade möss. Skelettmuskel-PFK-, CS-, -HAD- och CPT-aktiviteter mättes enligt beskrivningen i Material och metoder. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på ND-kontrollen [kontroll PFK-aktivitet (mU/mg protein): hane=19.5 ± 1.1, hona=14.1 ± 0.7 ; kontroll CS-aktivitet (mU/mg protein): hane=30,6 ± 1,3, hona=36,8 ± 3,6; kontroll -HAD-aktivitet (mU/mg protein): hane=13.5 ± 0.6, hona=16.8 ± 0}.6; kontroll CPT-aktivitet (mU/mg protein): manliga {{30}}.0 ± 0.3, kvinnliga=3.0 ± { {39}}.1]. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n=15. * Skiljer sig väsentligt från ND-kontrollen; # Skiljer sig väsentligt från HFD-kontrollen (p <>

3.6. Effekter av HCF1 på mitokondriell RCR i musskelettmuskel

HFD gav ingen detekterbar effekt på mitokondriell RCR i musskelettmuskel (Fig. 6). HCF1-behandlingsinducerad mitokondriell frånkoppling i musskelettmuskel, vilket framgår av signifikanta minskningar av mitokondriell RCR hos både ND-matade (61–69 procent hos män; 66 procent hos kvinnor) och HFD-matade (73–78 procent hos män; 67 –70 procent i honmöss, jämfört med de respektive obehandlade djuren (Fig. 6).

Fig. 6 – Effekter av HCF1 på mitokondriell RCR i skelettmuskulaturen hos ND-matade och HFD-matade han- och honmöss. Den mitokondriella RCR mättes enligt beskrivningen i Material och metoder. Data uttrycktes i procent kontroll med avseende på ND-kontrollen. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n=15. * Skiljer sig väsentligt från ND-kontrollen; # Skiljer sig väsentligt från HFD-kontrollen (p <>

3.7. Effekter av HCF1 på UCP3-uttryck i mitokondrier isolerade från musskelettmuskel

Effekterna av HCF1 på UCP3-uttryck undersöktes också för att undersöka möjlig inblandning av mitokondriell frånkoppling i HCF1-inducerad viktminskning. En 2-veckors behandling av HCF1 H förhöjde signifikant UCP3-nivån i mitokondrier isolerade från musskelettmuskler hos hanmöss, med graden av stimulering som var 67 procent jämfört med den obehandlade kontrollen (Fig. 7).

Fig. 7 – Effekter av HCF1 på UCP3-uttryck i mitokondrier isolerade från musskelettmuskel. Hanmöss administrerades intragastriskt med HCF1 H under 14 på varandra följande dagar. Mitokondrier isolerades enligt beskrivning i Material och metoder, och UCP3-uttrycket mättes med Western blot-analys. Data kvantifierades och uttrycktes i procent kontroll med avseende på den obehandlade kontrollen. Angivna värden är medelvärden ± SEM, med n=4. * Skiljer sig markant från den obehandlade kontrollen.

3.8. Jämförelser mellan HCF1 och CT om deras effekter på ND-matade och HFD-matade möss

För att bättre förstå mekanismen bakom den viktminskningseffekt som HCF1 ger, studerades också effekterna av CT, en gallsyrabindare, på ND-matade och HFD-matade hanmöss. Både CT och HCF1 hämmade fullständigt den ND-inducerade viktökningen under experimentets 8-vecka. Båda behandlingarna gav också undertryckande effekter på den HFD-inducerade ökningen av kroppsvikt, visceralt fettindex, plasmaglukos/TG/TC såväl som hepatisk TG/TC-nivå, där effekten av CT var mer framträdande (tabell 1). Till skillnad från HCF1, som endast ökade plasma HDL/LDL-förhållandet i HFD-matade möss, höjde CT signifikant plasma HDL/LDL-förhållandet hos både ND-matade och HFD-matade möss (med 58 procent respektive 17 procent) jämfört med respektive obehandlad ND-kontroll (tabell 1). Dessutom, medan HCF1 ökade PFK-aktiviteten i skelettmuskulaturen hos både ND-matade (54 procent) och HFD-matade (14 procent) hanmöss jämfört med den obehandlade ND-kontrollen, gav CT ingen detekterbar effekt i ND-matade möss och kunde endast återställa den HFD-inducerade minskningen av PFK-aktiviteten till kontrollvärdet för ND-matade möss (tabell 1). Både CT- och HCF1-behandlingar vände de HFD-inducerade ökningarna av -HAD (med 61 procent respektive 60 procent) och CPT (med 122 procent respektive 72 procent) aktiviteter hos hanmöss (tabell 1). Medan HCF1 inducerade mitokondriell frånkoppling, vilket framgår av signifikanta minskningar av mitokondriellt RCR-värde i både ND- och HFD-matade hanmöss, producerade CT ingen detekterbar effekt på mitokondriell frånkoppling (tabell 1).

För mer information, klicka här för att få del II

Från: "Cistanches Herba minskar viktökningen hos fetma möss med hög fetthalt som orsakas av fetma, möjligen genom mitokondriell frånkoppling" avHoi Shan Wong et al.

---journal of functional foods 10 (2014) 292–304