Hypoglykemiska och hypolipidemiska effekter av totala glykosider av Cistanche Tubulosa hos diet/streptozotocin-inducerade diabetesråttor

Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Kuiniu Zhu, et al

ABSTRAKT

Etnofarmakologisk relevans: Cistanche tubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) är en ofta förskriven komponent i många traditionella växtbaserade recept som används för att behandla diabetes i Kina. I nyare studier har den antidiabetiska aktiviteten avCistanchetubulosautdrag har bekräftats. Det har dock inte rapporterats någon systematisk undersökning av totala glykosider avCistatnche tubulosa(TGCT). Syfte med studien: Föreliggande studie syftade till att undersöka de hypoglykemiska och hypolipidemiska effekterna av TGCT och de potentiella mekanismerna i diet/streptozotocin (STZ)-inducerade diabetiska råttor, och att kemiskt karakterisera huvudbeståndsdelarna i TGCT (totala glykosider avCistanchetubulosa).

Material och metoder:Huvudbeståndsdelarna i TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)kännetecknades av HPLC/Q-TOF-MS och den analytiska kvantifieringen utfördes med HPLC-DAD. Typ 2-diabetesråttor inducerades av en diet med hög fetthalt och hög sackaros (HFSD) och en enda injektion av STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg och 200 mg/kg) eller metformin (200 mg/kg) administrerades oralt under 6 veckor. Kroppsvikt och kaloriintag övervakades under hela experimentet. Fastande plasmaglukos (FPG), oralt glukostoleranstest (OGTT), arean under kurvan för glukos (AUC-G), glykosylerat hemoglobin (HbA1c), fastande insulin, serum C-peptid, glykogenhalt och insulinkänslighetsindex var testat. Nivåerna av fosforylerat proteinkinas B och fosforylerat glykogensyntaskinas 3, aktiviteterna av hexokinas och pyruvatkinas analyserades. Under tiden mättes förändringarna i serumlipidprofiler, superoxiddismutas, glutationperoxidas, malondialdehyd och inflammatoriska faktorer. Histologiska av bukspottkörteln utvärderades också av hematoxylin-eosin-färgningen.

Resultat:Vår undersökning avslöjade närvaron av fenyletanoidglykosider (PhGs): echinakosid (500,19 ±11,52 mg/g), acteosid (19,13 ± 1,44 mg/g) och isoakteosid (141,82 ± 5,78 mg/g) i TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa). Farmakologiska tester visade att TGCT signifikant reverserade STZ-inducerad viktminskning (11,1 procent, 200 mg/kg); minskad FPG (56,4 procent, 200 mg/kg) och HbA1c (37,4 procent, 200 mg/kg); förbättrade OGTT, AUC-G och insulinkänslighet; ökat glykogeninnehåll (40,8 procent i levern och 52,6 procent i muskler, 200 mg/kg) och aktiviteten hos kolhydratmetaboliserande enzymer; reglerade förändringar i lipidprofilen och aktiviteten hos antioxidantenzymer; minskade serummarkörer för oxidativ stress och inflammation på ett dosberoende sätt (p <>

Slutsatser:Denna studie bekräftade att TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa) var ett effektivt näringsmedel för att lindra hyperglykemi och hyperlipidemi hos diet/STZ-inducerade diabetiska råttor, vilket till stor del kan tillskrivas aktiviteterna av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)på hämningar av oxidativ stress och inflammation.

Nyckelord:Totalt glykosider avCistanche tubulosaTyp 2 diabetes mellitus Hypoglykemisk Hypolipidemisk Antioxidant Antiinflammatorisk

1. Introduktion

Diabetes mellitus anses vara en metabolisk sjukdom, som kännetecknas av hyperglykemi till följd av nedsatt insulinproduktion eller/och insulinresistens (IR) (American Diabetes Association, 2019). Kronisk hyperglykemi är associerad med flera allvarliga komplikationer som nefropati, retinopati, neuropati och hjärtproblem (Ekoe, 2019). Antalet globala diabetiker under 2019 uppskattas till 463 miljoner (9,3 procent), stigande till 578 miljoner (10,2 procent) år 2030 och 700 miljoner (10,9 procent) år 2045 (Saeedi et al., 2019). Flera läkemedel som metformin (Met, ökar produktionen av leverglykogen), insulin (undertrycker glukosproduktionen och ökar glukosutnyttjandet) och sulfonylureider (stimulerar pankreatiska öceller att utsöndra insulin) är effektiva för att minska glykemi. Men många oönskade biverkningar (inklusive viktökning, hypoglykemi, IR och ödem) hade begränsat deras användning (Moller, 2001). Därför har många forskare sökt efter biologiskt aktiva föreningar från traditionella växtextrakt för behandling av diabetes under de senaste åren (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).

Cistanchetubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) har använts flitigt inom traditionell kinesisk medicin, som ofta ordineras i traditionella recept för behandling av njurbrist, kvinnlig infertilitet och diabetes mellitus (Li et al., 2016; Han et al., 2017 Su et al., 2017). Nyligen genomförda studier har rapporterat att vattenhaltigt extrakt avCistanchetubulosavisade hypoglykemiska och hypolipidemiska effekter hos db/db-möss med typ 2-diabetes mellitus (T2DM) (Xiong et al., 2013), och förbättrade blodsockernivåer, IR och lipidperoxidation hos streptozotocin (STZ)-nikotinamidinducerade råttor (diabetiska råttor) Kong et al., 2018). Fenyletanoidglykosider (PhG) är huvudbeståndsdelarna iCistanchetubulosa(Morikawa et al., 2014), som har uppvisat olika biologiska aktiviteter såsom antioxidation (Xue et al., 2017) och anti-cancer (Fu et al., 2019). Dessutom hämmade PhG signifikant ökningen av postprandiala blodsockernivåer i stärkelseladdade möss (Morikawa et al., 2014), undertryckte den natriumberoende glukossamtransportören 1-medierade glukosupptaget i tarmepitelceller (Shimada et al., 2017), och hämmade aktiviteten av aldosreduktas i råttlins (Morikawa et al., 2019). Emellertid har ingen tidigare forskning undersökt den antihyperglykemiska aktiviteten hos totala glykosider avCistanchetubulosa(TGCT).

I föreliggande studie, de antidiabetiska egenskaperna hos TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)har utvärderats i en diet med hög fetthalt och hög sackaros (HFSD) och STZ-inducerade diabetiska råttor. Dessutom undersöktes antioxidant- och antiinflammatoriska aktiviteter för att heltäckande förstå den potentiella mekanismen för TGCT.

2. Material och metoder

2.1. Kemikalier och reagens

STZ köptes från Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, USA). Met erhölls från Sino-American Shanghai Squibb Pharma. ELISA-kit med insulin, C-peptid levererades av Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, Kina). ELISA-kit med glukos, glykosylerat hemoglobin (HbA1c), totalt kolesterol (TC), triacylglycerol (TG), lågdensitetslipoproteinkolesterol (LDL-C), högdensitetslipoproteinkolesterol (HDL-C), superoxiddismutas (SOD) , glutationperoxidas (GSH-Px), malondialdehyd (MDA), tumörnekrosfaktor- (TNF ), interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6) köptes från Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . ELISA-kiten med fosforylerat proteinkinas B (p-PKB) och fosforylerat glykogensyntaskinas 3 (p-GSK3 ) förvärvades från Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacoside (renhet större än eller lika med 98 procent) och acteosid (renhet högre än eller lika med 97 procent) köptes från National Institutes for Food and Drug Control. Isoacteosid (renhet större än eller lika med 98 procent) tillhandahölls av Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.

2.2. Växtresurser och beredning av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)

Den torkade saftiga stjälken avCistanchetubulosaköptes från Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, Kina) och identifierades av Dr. Puyang Gong från Pharmaceutical Botany Department, Southwest Minzu University. Ett kupongprov (nr 20161103) krossades till ett pulver och deponerades i herbariet hos Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Enligt SFDA:s nationella läkemedelsstandard "Congrong Zonggan Jiaonang" (YBZ07482005-2011Z), råläkemedlet (1 kg) extraherades med vatten i tre gånger efter blötläggning i 1 timme. Efter filtrering koncentrerades filtratet under reducerat tryck, tillsattes alkohol till den koncentrerade lösningen tills etanolkoncentrationen nådde 60 %. Flytande supernatant koncentrerades till ingen alkoholsmak och renades sedan med makroporöst harts. Först uppsamlades vattenelueringsmedel och 40 procent etanolelueringsmedel successivt för senare användning. För det andra återinjicerades vattenelueringsmedel i det makroporösa hartset och eluerades med vatten. Vattenelueringsmedlet kasserades. För det tredje, eluering med 40 procent etanol och eluenten uppsamlades för senare användning. Slutligen kombinerades 40-procentiga etanolelueringsmedel och koncentrerades med rotationsindunstare, varefter lösningen torkades genom spraytorkning. Cirka 60 g brun kraft erhölls (dvs TGCT). Renheten hos TGCT detekterades enligt standarden (YBZ07482005-2011Z), som nås upp till 853 mg/g. TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)({{0}},21 mg) och tre blandade standarder (echinakosid: 131,3 ug, akteosid: 4,2 ug, isoakteosid: 39,4 ug) löstes upp i 1 mL metanol: vatten (50/50, v/ v), och filtrerades sedan genom ett 0,45 μm membran före injektion.

2.3. Kvalitativ analys av TGCT med HPLC/Q-TOF-MS

HPLC-systemet var kopplat till en Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, USA) utrustad med elektrosprayjonisering. Analysen utfördes på Zorbax SB-C18-kolonnen (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Den mobila fasen bestod av metanol-vatten (innehållande 0,1 procent H3PO4). Flödeshastigheten var 1,0 mL/min. Gradientelueringsprogram sammanfattades enligt följande: 0–20 min, 18 procent –28 procent A; 20–50 min, 28 procent –32 procent A; 50–60 min, 32 procent A; 60–70 min, 32 procent –50 procent . TOF-MS utfördes i både positivt och negativt jonläge över m/z 100–3000 under följande driftsparametrar: kapillärspänning 3500 V (ESI-) eller 4000 V (ESI plus ); torkgas, 10,0 L/min; gastemperatur, 350 ◦C; nebulisatortryck, 35 psi; skummarspänning, 65 V; fragment eller spänning, 135 V; OCTRFV, 750 V. All data kontrollerades av datainsamling för TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 och kvalitativ analys Ver. B.03.01 (Agilent Technologies, USA) respektive.

2.4. Kvantitativ analys av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)av HPLC-DAD

Separation utfördes på Zorbax SB-C18-kolonnen (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) inom 50 minuter (1,0 ml/min). Kromatografiska förhållanden för HPLC-DAD var desamma som den kvalitativa analysen. Injektionsvolymen, kolonntemperaturen och UV-våglängden sattes till 5 μL, 30 ◦C respektive 330 nm.

2.5. Försöksdjur

SD-råttor av hankön, som vägde 180 ± 20 g, köptes från Laboratory Animal Center i Nanjing Qinglongshan [certifikat nr. SCXK (SU) 2017-0001] och inhystes på Animal Care Facility i Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Kina). Djurvården och experimentella procedurer godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee, Huzhou Institute for Food and Drug Control (Godkännande nr 19018), och utfördes i enlighet med förordningarna för djurförsök i Kina. Råttorna hölls under kontrollerad temperatur (24 ± 2 ◦C) och fuktighet (50 ± 10 procent) med en 12 timmars ljus- och mörkcykel, acklimatiserade till levnadsförhållanden i 7 dagar med normal laboratoriemat och vatten ad libitum.

2.6. Induktion av diabetes

Råttorna i den normala kontrollgruppen (NC, n {{0}}) matades med en normal diet, medan experimentråttorna matades med HFSD (en normal diet kompletterad med 20 procent sackaros, 10 procent ister, 2,5 procent kolesterol och 1 procent kolesterol, 3,95 kcal/g) i 4 veckor. Efter 12 timmars fasta injicerades råttor intraperitonealt med en enkel dos STZ (30 mg/kg), som löstes i kall citratbuffert (0,1 M, pH 4,5) omedelbart före användning. På den 8:e dagen av STZ-injicering togs ett blodprov från bakänden med en engångsnål för blodtagning, och fasteplasmaglukos (FPG) bestämdes med den bärbara glukosmetern (LifeScan, Inc. UK). Råttor med symtom på polyuri, polydipsi och FPG större än eller lika med 11,1 mmol/L ansågs vara diabetiska råttor och slumpmässigt indelade i fem grupper (n =10).

Grupp I: NC, matad med 0,5 procent natriumkarboxylmetylcellulosa (CMC Na, 10 ml/kg).

Grupp II: diabeteskontroll (DC), matad med 0,5 procent CMC-Na (10 ml/kg).

Grupp III: TGCT-50, behandlad med TGCT (50 mg/kg).

Grupp Ⅳ: TGCT-100, behandlad med TGCT (100 mg/kg).

Grupp Ⅴ: TGCT-200, behandlad med TGCT (200 mg/kg).

Grupp Ⅵ: Met-200, behandlad med Met (200 mg/kg).

Doserna som användes i denna studie valdes ut utifrån Chinese Pharmacopeia (2015 års upplaga). Alla grupper administrerades oralt en gång dagligen och fortsatte att få sina respektive dieter i ytterligare 6 veckor.

2.7. Observera det allmänna tillståndet hos råttor

Pälskondition, urinproduktion och överlevnad hos råttor observerades varje dag. Kroppsvikt (BW) och kaloriintag övervakades under hela experimentet. FPG utvärderades vid 0, 2:a, 4:e och 6:e veckorna efter behandling med TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa).

2.8. Oralt glukostoleranstest (OGTT)

OGTT utfördes på råttor som fastade över natten vid slutstadiet av hela studien. Endast 6 0 μL blodprover togs med en kapillärpipett från sinus orbital (0 h), och administrerades sedan med TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)(50 mg/kg, 100 mg/kg och 200 mg/kg) respektive Met (200 mg/kg). Blodprover togs 0,5 h, 1 h, 2 h efter glukosbelastning (2 g/kg). Råttorna bedövades med isofluran under några minuter innan de tog blod och tryckte sedan omedelbart för att stoppa blödningen med hemostatisk bomull. Alla experiment gjordes med god omsorg för att säkerställa djurens välbefinnande. Plasmaglukoskoncentrationer bestämdes med ett glukoskit baserat på glukosoxidasperoxidasmetoden. Arean under kurvan för glukos (AUC-G) beräknades för att hänvisa till litteraturen (Shao et al., 2013).

2.9. Bestämning av fasteinsulin (FINS) och insulinkänslighetsindex (ISI)

Intervall på 1 dag efter OGTT var alla råttor i goda förhållanden utan några symtom som blindhet och inflammation. Sedan sövdes de med pentobarbitalnatrium (40 mg/kg, ip) efter fasta i 12 timmar och blodprover togs från bukaorta med och utan heparin för biokemiska uppskattningar. Serum uppsamlades från blodprover (utan heparin) genom centrifugering. FINS analyserades med ELISA-kitet. FPG bestämdes med användning av ett kommersiellt kit baserat på glukosperoxidasmetoden. ISI beräknades i enlighet med formeln: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).

2.10. Uppskattning av glykogensyntes i lever och muskler

Lever- och gastrocnemiusmuskler skars ut, sköljdes, vägdes och förvarades vid -70 ◦C. Glykogen i lever och muskler mättes med antronmetoden som beskrivits tidigare (Ren et al., 2015). Innehållet av glykogen uttrycktes som mg/g våtvikt av vävnad. Aktiviteterna av hexokinas (HK) och pyruvatkinas (PK) i levern bestämdes med kommersiellt tillgängliga kit enligt tillverkarens instruktioner.

2.11. Biokemisk analys

HbA1c i helblod (med heparin) mättes med ett diagnostiskt kit. Serum C-peptid, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 och IL-1 testades med kommersiella kit i enlighet med tillverkarens anvisningar.

2.12. Histologisk utvärdering av bukspottkörteln

Bukspottkörtelvävnader skars också ut, sköljdes och fixerades i 10 procent neutralt formalin, dehydrerades sedan i gradientetanol (75 procent, 85 procent, 95 procent och 100 procent) och xylen (100 procent). Efter genomträngning bäddades de in i paraffin och skars i 3 μm tjocka sektioner med en roterande mikrotom. Vävnadssnitt färgades med hematoxylin-eosin (H&E) för ljusmikroskopiska undersökningar (Chen et al., 2014).

2.13. Statistisk analys

Statistisk analys utfördes av SPSS version 16.0 programvara. Data presenterades som medelvärde ± SD. Statistiska jämförelser mellan grupperna utfördes med envägs ANOVA följt av Tukeys test och ett värde på p < 0.05="" togs="" som="" statistiskt="">

3. Resultat

3.1. Fytokemisk analys av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)

Den kvalitativa analysen genomfördes och presenterades i tilläggsmaterialet. Det totala jonkromatogrammet i negativ jonläge visades i Fig. S1. MS-data tilldelades preliminärt genom jämförelse med data i en tidigare rapport (Li et al., 2015) och sammanfattades i tabell S1. De analytiska metoderna för att kvantifiera markörerna har också validerats och kortfattat beskrivits i tilläggsmaterialet. HPLC-kromatogrammen presenterades i fig. 1. Tre huvudbeståndsdelar (echinakosid, acteosid och isoacteosid) i TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)identifierades jämfört med referensämnena. Identifieringen av föreningarna och deras koncentrationer i TGCT visades i tabell 1.

3.2. Effekter av TGCT på BW och kaloriintag

Som visas i Fig. 2A visade råttor som matades med HFSD vikten ökade med i genomsnitt 41 g jämfört med NC-gruppen efter 4 veckor. Men STZ minskade uppenbarligen BW hos råttor jämfört med NC-gruppen. Däremot ökade BW i TGCT-grupper (100 och 200 mg/kg) progressivt och signifikant (p < 0,05)="" med="" 8,1="" procent="" respektive="" 11,1="" procent="" jämfört="" med="" dc-gruppen="" vid="" slutet="" av="" experimentperioden="" ,="" vilket="" indikerade="" att="">(totala glykosider avCistanchetubulosa)kan förhindra överdriven viktminskning under patologiska tillstånd. Kaloriintaget för NC-gruppen var observerbart lägre än de andra grupperna, och det fanns ingen signifikant skillnad i kaloriintag mellan de andra fem grupperna (Fig. 2B).

3.3. Effekter av TGCT på FPG, OGTT och HbA1c

STZ-inducerade diabetiska råttor visade en anmärkningsvärd ökning av FPG jämfört med NC-gruppen (p < 0.01)="" som="" visas="" i="" fig.="" 3a.="" oral="" administrering="" av="">(totala glykosider avCistanchetubulosa)visade hypoglykemisk effekt på ett tids- och dosberoende sätt. TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)(100 och 200 mg/kg) minskade signifikant FPG-nivåerna vid fjärde (22,1 procent och 24,8 procent) och sjätte (23,2 procent och 56,4 procent) vecka jämfört med DC-gruppen. Såsom visas i Fig. 3B och C, minskade TGCT (100 mg/kg och 200 mg/kg) uppenbarligen blodsockret med 16,1 procent och 22,2 procent vid 0,5 timmar och minskade med 17,2 procent och 26,5 procent vid 1 timme, och AUC -G av TGCT-grupperna minskade också med 8,1 procent, 18,5 procent respektive 25,4 procent. Som illustreras i Fig. 3D, var det en signifikant ökning av HbA1c (93,3 procent) jämfört med NC-gruppen, medan oral administrering av TGCT (100 mg/kg och 200 mg/kg) till diabetiska råttor minskade anmärkningsvärt (p < 0,05)="" hba1c="" (26,7="" procent="" respektive="" 37,4="" procent)="" jämfört="" med="">

3.4. Glykogeninnehåll i lever och muskler

Såsom visas i Fig. 4A och B minskade glykogennivåerna signifikant hos diabetiska råttor. När olika koncentrationer av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)administrerades till diabetiska råttor i 6 veckor, leverglykogen i TGCT-grupper (100 mg/kg och 200 mg/kg) var högre (25,2 procent och 40,8 procent) än de i DC-gruppen (p < 0,05="" fig.="" 4a).="" en="" liknande="" effekt="" påvisades="" i="" muskeln="" som="" glykogen="" i="">(totala glykosider avCistanchetubulosa)grupperna (100 mg/kg och 200 mg/kg) var högre (40,7 procent och 52,6 procent) än de i DC-gruppen (p < 0,05, fig. 4B).

3.5. Effekter av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)på seruminsulin, C-peptid och ISI

Som visas i tabell 2 minskade insulin och C-peptid uppenbarligen (p < 0.01)="" hos="" diabetiska="" råttor="" jämfört="" med="" nc-gruppen.="" men="">(totala glykosider avCistanchetubulosa)at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), även om insulin och C-peptid i TGCT-behandlade grupper var något högre än i DC-gruppen. Under tiden beräknade vi ISI i fig. 4C. I motsats till insulinsekretionen förhöjdes ISI med 32,9 procent respektive 37,8 procent av TGCT (100 mg/kg och 200 mg/kg) jämfört med DC-gruppen (p <>

3.6. Histopatologisk undersökning av bukspottkörteln

För att verifiera effekten av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)vid regenerering i pankreasöar utfördes den histologiska analysen av pankreas. I Fig. 5A observerades normal histologisk struktur och storlek på öar i NC-gruppen. Däremot resulterade STZ-injicerad i att minska antalet och diametern av öar med markerade mikrovesikulära förändringar (Fig. 5B). Både TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)och Met ökade avsevärt antalet och storleken på öar genom poänganalys (Fig. 5C-F).

3.7. Effekter av TGCT på p-PKB, p-GSK3, HK och PK

I tabell 2 visade sig fosforyleringsnivåerna av PKB och GSK3 vara signifikant (p < 0.05)="" minskade="" hos="" diabetiska="" råttor.="">(totala glykosider avCistanchetubulosa)(100 mg/kg och 200 mg/kg) ökade anmärkningsvärt koncentrationerna av p-PKB (TGCT-100: 13,5 procent, p < 0.05="" och="" tgct-200:="" 16,7="" procent,="" p="">< 0,05)="" och="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" procent,="" p="">< 0,01).="" liknande="" effekter="" av="" tgct="" på="" hk="" och="" pk="" observerades="" också.="" tgct-grupper="" ökade="" aktiviteterna="" för="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" procent,="" p="">< 0,05="" och="" tgct-200:="" 59,1="" procent,="" p="">< 0,01)="" och="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" procent,="" p="">< 0,05)="" än="" de="" i="">

3.8. Effekter av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)på dyslipidemi

Som visas i tabell 3 förbättrades lipidavvikelserna hos råttor som behandlats med TGCT (100 mg/kg och 200 mg/kg). TG minskade med 19,8 procent (p < 0,05)="" och="" 25,9="" procent="" (p="">< 0,01);="" tc="" minskade="" med="" 28,5="" procent="" och="" 31,4="" procent="" (p="">< 0,05);="" ldl-c="" minskade="" med="" 20,0="" procent="">< 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. Effekter av TGCT på oxidativ stress och inflammation

I ljuset av de viktiga rollerna för oxidativ stress och inflammation i patofysiologin för diabetes, utvärderade vi förmågan hos TGCT på oxidativ stress och inflammation hos diabetiska råttor. TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)(100 och 200 mg/kg) ökade effektivt (14,7 procent , p < 0,05 och 20,5 procent , 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. Diskussion

Diabetes är en progressiv och kronisk metabolisk störning som främst kännetecknas av hyperglykemi. För närvarande är FPG ett specifikt mått på blodsockerkoncentrationen, OGTT är ett känsligt detektionskriterium för tidiga avvikelser i glukosavfall, medan HbA1c används allmänt som ett guldstandardindex för glykemisk kontroll reflekterar den genomsnittliga glukosnivån under 120 dagar före testet ( Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT och HbA1c används kliniskt för diagnos och hantering av prediabetes och diabetes (Chai et al., 2017). I vår studie är det tydligt att FPG för diabetiska råttor behandlade med TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)(100 mg/kg och 200 mg/kg) minskade signifikant jämfört med DC-gruppen. Som data som visas i OGTT och AUC-G, reverserades den försämrade glukostoleransen och glukosupptagningshastigheten av TGCT hos diabetiska råttor. Samtidigt stöddes resultatet också av mätningen av HbA1c-halten. Dessa data indikerade att TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)förbättrade de fysiologiska indexen för diabetiska råttor genom att reglera blodsockerhomeostas.

Försämrad insulinsekretion och IR spelar en avgörande roll i utvecklingen av hyperglykemi. Att rikta in sig på någon av dem är lämpligt för att förbättra glykemisk kontroll och förhindra T2DM (Szoke och Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Flera forskare har rapporterat att en kombination av en diet med hög fetthalt och lågdos STZ är ett effektivt sätt att inducera T2DM i försök med djur. Lågdos STZ orsakar mild försämring av insulinutsöndringen som mer liknar de senare stadierna av T2DM (Gheibi et al., 2017). I denna studie ökade TGCT varken insulinutsöndringen signifikant eller återställde pankreasö hos diabetiska råttor, även om insulin och antalet öar i TGCT-behandlade grupper var högre än i DC-gruppen. Dessa fynd är i linje med den tidigare studien på db/db-möss (Xiong et al., 2013). Våra resultat visade en signifikant viktökning hos diabetiska råttor som behandlats med TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa), vilket kan förklaras av en liten ökning av insulin som kan hämma proteinkatabolism i muskelvävnad (Adams et al., 2019). Dessutom visade resultatet av ISI att TGCT uppenbarligen förbättrade IR av diabetiska råttor som överensstämmer med en tidigare rapport (Kong et al., 2018), som gav nya bevis med avseende på den potentiella mekanismen för den antidiabetiska effekten av TGCT.

Som vi alla vet är PKB/GSK3-vägen en av de mest kritiska insulinsignaleringsvägarna, och har föreslagits för att mediera insulininducerad glykogensyntes (Zheng et al., 2015). HK och PK fungerar som potentiella läkemedelsmål vid farmakologisk behandling av diabetes. Sänkta HK- och PK-aktiviteter har bekräftats i IR, medan aktivering av HK och PK orsakar fler glykogenreserver eller glykolys som producerar fylligare energi genom att använda blodsocker (Hu et al., 2014). I föreliggande studie, TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)behandling ökade samtidigt uttrycket av fosforylerade proteiner av PKB och GSK3, vilket ledde till en signifikant omsvängning av aktiviteterna hos HK och PK, och återställde markant glykogeninnehållet i levern och musklerna när blodsockret minskade. Dessa resultat indikerade att TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)aktiverade nyckelenzymerna i insulinsignalvägen och gav ytterligare bevis för att insulinkänsligheten verkligen förbättrades hos diabetiska råttor.

Långvarig diabetes bidrar också till att öka LDL-C och sänka HDL-C-nivåer som orsakar lipiddysregulation (Jayashankar et al., 2016), och dyslipidemi är en etablerad markör för endotelial dysfunktion och kardiovaskulär risk vid diabetes (Shahwan et al., 2019). I vår studie sänkte TGCT (200 mg/kg) anmärkningsvärt nivåerna av TC, TG och LDL-C, och ökade nivån av HDL-C hos diabetiska råttor, vilket överensstämmer med de tidigare rapporterna attCistanchetubulosareglerade effektivt lipidmetabolismen hos möss (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Dessa fynd indikerade att TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)kan vara mer fördelaktigt för diabetiker med abnormiteter i blodfetter.

STZ är ett bredspektrumantibiotikum som har en hög selektiv toxicitetseffekt på cellöar i bukspottkörteln till följd av ökningen av superoxidradikal, och vidare till dålig glykemisk kontroll i sin tur (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020 ). Samtidigt är oxidativ stress också en viktig orsak till IR i många miljöer (Taniguchi et al., 2006). IR och diabetes är associerade med de reducerade aktiviteterna hos antioxidantenzymer, såsom SOD och GSH-Px (Styskal et al., 2012). Tidigare studier hade antytt att undertryckande av oxidativ stress kunde sänka blodsockret hos diabetiska råttor (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). I denna studie, behandling med TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)avsevärt återställde de cellulära defensiva funktionerna hos SOD och GSH-Px och minskade MDA-nivåer hos diabetiska råttor, vilket visade att TGCT har egenskaperna för antioxidation.

De viktigaste beståndsdelarna i TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)är PhG och det totala innehållet av echinakosid, acteosid och isoacteosid är mer än 661 mg/g. Växter som har höga antioxidantkomponenter, såsom PhG, visade sig generellt ha hypoglykemiska effekter (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Därför spekulerade vi att den antidiabetiska effekten av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)kan delvis tillskrivas PhGs antioxidantaktivitet. Med hänsyn till innehållet av echinakosid i TGCT krävs ytterligare studier för att undersöka effekterna av echinakosid på IR och diabetes in vivo och in vitro-modeller.

Det är allmänt erkänt att diabetes mellitus är en inflammatorisk sjukdom. Inflammatoriska cytokiner som TNF-, IL-6 och IL-1 kan störa insulinreceptorns signalväg och leder vidare till IR (Bastard et al., 2006). Inflammation verkar vara ett livskraftigt läkemedelsmål vid behandling av IR, och i förlängningen diabetes (Chen et al., 2015). I den aktuella studien, TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)kunde minska nivåerna av TNF-, IL-6 och IL-1, vilket visade den antiinflammatoriska effekten. Detta kan vara en annan antidiabetisk mekanism för TGCT hos diabetiska råttor.

Ackumulerande bevis visar att ihållande högt blodsocker ger upphov till abnormiteter i strukturen och funktionen hos cirkulerande proteiner och lipider, vilket leder till glyoxidation och peroxidation, och sedan främjar produktionen av inflammatoriska cytokiner. På liknande sätt resulterar ökade inflammatoriska cytokiner i produktionen av reaktiva syrearter och andra reaktiva delar, vilket främjar oxidativ stress och oxidativ skada. Detta resulterar i en ond cirkel (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Därför kan sänkning av blodsocker och lipider bidra till de antioxidanta och antiinflammatoriska effekterna av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa). I viss mån är den exakta antidiabetiska mekanismen inte helt klar och behöver utredas mer.

5. Sammanfattning

Sammanfattningsvis indikerade denna studie att TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)var ett effektivt medel för behandling av hyperglykemi och hyperlipidemi hos diet/STZ-inducerade diabetiska råttor. Dessutom kan den antidiabetiska effekten till stor del vara relaterad till TGCT:s antioxidant- och antiinflammatoriska egenskaper. Denna studie skulle föreslå möjligheten att införa TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)vid diabetesbehandling. Men den detaljerade antidiabetiska mekanismen för TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa)är fortfarande osäker och ytterligare studier in vivo och in vitro är nödvändiga.

Författarbidrag

Konception och design: ZQM, KNZ och WX. Förberedelse av TGCT(totala glykosider avCistanchetubulosa), analys av kemiska beståndsdelar och metodvalidering: RG, ZKX och WJL. Diabetesinduktion och daglig behandling: KNZ och HF. Beredning av prover för biokemisk analys: KNZ, HF och ZQM. Dataanalys och manuskriptutformning: KNZ, ZQM och YST. Datavalidering och manuskriptrevision: WZH, GD och YST.

Anmälan om konkurrerande intresse

Författarna har inte deklarerat några intressekonflikter.

Erkännanden

Denna studie fick ekonomiskt stöd av National Science & Technology Major Project Key New Drug Creation and Manufacturing Program, Kina (bidrag nr 2013ZX09402203) och Science and Technology Project i Huzhou, Zhejiang-provinsen (bidrag nr 2018GZ03). Vi tackar Mrs Ning Su och Mrs Sha Liu från Jiangsu Institute of Medicine för deras hjälp med vävnadsstudier. Jinfeng Wu och Xuefei Zhang etc. fick ett tacksamt erkännande i denna forskning.

Bilaga A. Kompletterande data till denna artikel kan hittas online på https://doi. org/10.1016/j.jep.2021.113991.

Från: 'Hypoglykemiska och hypolipidemiska effekter av totala glykosider avCistanchetubulosai diet/streptozotocin-inducerade diabetiska råttor' avKuiniu Zhu, et al

---Journal of Ethnopharmacology 276 (2021) 113991