Del II-Cistanches Herba minskar viktökningen hos diet-inducerade överviktiga möss med hög fetthalt, möjligen genom mitokondriell frånkoppling
Mar 25, 2022
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.
4. Diskussioner
HCF1-behandling undertryckte den HFD-inducerade kroppsviktsökningen hos både han- och honmöss. Den HCF1-inducerade viktminskningen var associerad med signifikanta minskningar av de HFD-inducerade fettkuddarna, särskilt i visceralt fett. Visceralt fett, som är en metaboliskt aktiv vävnad, deltar i regleringen av olika neuroendokrina funktioner (Cefalu et al., 1995; Ibrahim, 2010; Nguyen-Duy, Nichaman, Church, Blair, & Ross, 2003; Wozniak, Gee, Wachtel , & Frezza, 2009; Zhang et al., 2012), där utsöndringen av pro-inflammatoriska cytokiner spelar en viktig roll för att framkalla en systemiskinflammatorisksvar (Ibrahim, 2010). Därför har förmågan hos HCF1 att undertrycka den HFD-inducerade ökningen av visceralt fett implikationer i förebyggandet av fetmarelaterade metabola störningar. Långvarig HCF1-behandling undertryckte också den HFD-inducerade ektopiska fettavlagringen, vilket framgår av den signifikanta minskningen av lever-TG-nivån hos HCF1-sambehandlade HFD-matade möss. Avsättningen av utomkvedsfett, som vanligtvis förekommer hos överviktiga individer (Iacobellis, Barbarini, Letizia, & Barbaro, 2013), sker när tillförseln av lipider i kosten överstiger lagringskapaciteten för fettvävnad (Bays, Mandarino, & DeFronzo, 2004) , med den resulterande ackumuleringen av lipider i icke-fettvävnader såsom skelettmuskler ochlever(Lettner & Roden, 2008). Kliniska studier visade ett starkt samband mellan deposition av ektopiskt fett och utvecklingen av typ 2-diabetes. En sådan patogen effekt visade sig vara medierad av ackumulering av mellanprodukter av lipidmetabolism. Till exempel kan mellanprodukterna från ofullständig -oxidation leda till att insulinreceptorerna inte fungerar via diacylglycerolsignalering (Snel et al., 2012). Därför tyder resultaten på att HCF1 kan minska ackumuleringen av utomkvedsfett genom att minska tillgången på lipider och därigenom ge en gynnsam effekt på insulinkänsligheten.
Cistanche herbaär bra förviktkontrollera
Chengdu Wecistanche producerar främst Cistanche-produkter för ett hälsosamt liv.
De HFD-inducerade höjningarna av plasma TG och glukosnivåer, som tyder på insulinresistens, beror sannolikt på försämringen av regleringen av insulinmedierad TG-syntes och glukosupptag (Koo, 2013; Leto & Saltiel, 2012; Moore, Coate, Winnick, An, & Cherrington, 2012). Ökningen av plasma-TG och glukosnivåer kan möjligen tillskrivas avregleringen av hepatisk TG/glukosanabolism förmedlad av fosfoinositid-3-kinas/proteinkinas B-vägen vid insulinsignalering (Farese, Sajan, & Standaert, 2005). Förmågan hos HCF1 att hämma den HFD-inducerade förhöjningen av plasma TG och glukosnivåer tyder på dess gynnsamma effekt på insulinkänsligheten. Den insulinsensibiliserande effekten stöddes ytterligare av HCF1--inducerade metabola förändringar under både ND- och HFD-förhållanden. HCF1-behandling verkade stimulera glykolys i ND-matade möss, vilket indikeras av stimuleringen av PFK-aktivitet, vilket tyder på den ökade användningen av glukos som bränslemolekyler. Å andra sidan utlöste HFD-matning en förändring av energimetabolismen från glukos till fettsyraoxidation, vilket tyder på ett adaptivt svar mot höjningen av plasma-TG-nivån, förmodligen via den peroxisomproliferationsaktiverade receptor-alfa (PPAR) fettsyraavkänningsmekanismen (Georgiadi & Kersten, 2012; Poulsen, Siersbak, & Mandrup, 2012). I processen aktiverar bindningen av fettsyror eller fettsyraderivat PPAR. Den resulterande nukleära translokationen av PPAR främjar fettsyrametabolismrelaterade genuttryck, med den efterföljande ökningen av fettsyraoxidationen (Georgiadi & Kersten, 2012; Poulsen et al., 2012), vilket var fallet i de obehandlade HFD-matade mössen . HCF1 hämmade den HFD-stimulerade fettsyraoxidationen, förmodligen medierad av den ökade insulinkänsligheten hos HFD-matade möss. Dessutom orsakade HFD-matning dyslipidemi, vilket framgår av signifikanta höjningar av TC-nivåer i lever och plasma, såväl som en minskning av förhållandet mellan HDL och LDL (Klop, Elte, & Cabezas, 2013). Med tanke på det faktum att kolesterolmetabolismen delvis regleras av plasma/lever-TG-nivån och den insulinberoende signalvägen (Dickson-Humphries, Bottenberg, & Kuntz, 2013; Ruderman, Carling, Prentki, & Cacicedo, 2013), kan förmågan av HCF1 för att modulera kolesterolmetabolism ger bevis för att ytterligare stödja dess fördelaktiga roll i insulinkänslighet.
Desert Cistanche
För att undersöka mekanismen bakom den HCF1--inducerade viktminskningen undersöktes effekten av HCF1 på mitokondriell frånkoppling. Induktionen av mitokondriell frånkoppling i musskelettmuskulatur, vilket indikeras av minskningen av mitokondriell RCR och det förhöjda uttrycket av mitokondriell UCP3, var associerad med minskningarna i kroppsvikt och totala fettindex i HCF1-sambehandlad HFD-matad möss. Fyndet tyder på den möjliga inblandningen av mitokondriell frånkoppling för att producera viktminskningseffekten hos möss, särskilt under HFD-förhållanden. Medan HCF1 inducerade mitokondriell avkoppling i han- och honmöss under både ND- och HFD-förhållanden, observerades en större utsträckning av HCF1--inducerad viktminskning hos hanmöss. Könsskillnaden beror förmodligen på den större skelettmuskelmassan hos hanar än hos honmöss. Den differentiella suppressiva effekten på den HFD-inducerade ökningen av subkutant och visceralt fett genom HCF1-sambehandling ger också stöd till involveringen av mitokondriell frånkoppling i viktminskning. Dessutom var upptäckten att HCF1 orsakade en mer framträdande minskning av visceralt fett sannolikt relaterat till det relativt höga mitokondrieinnehållet i visceralt fett jämfört med subkutan fettvävnad (Krauneoe et al., 2010). Å andra sidan, medan HCF1 producerade en dosberoende effekt på viktminskning hos ND-matade och HFD-matade möss, visade sig dess effekt på mitokondriell frånkoppling vara självbegränsande. Den avvikande observationen kan tillskrivas andra faktorer än induktionen av mitokondriell frånkoppling. Till exempel kan ökningen av muskelmassa efter samtidig behandling med HCF1 leda till en större utsträckning av mitokondriell frånkopplingsinducerad energiförbrukning hos möss som matas med HFD. Dessutom uteslöt resultat från den jämförande studien mellan effekterna av HCF1 och CT på HFD-inducerad fetma även den möjliga inblandningen av hämning av fettabsorptionen i kosten i HCF1-inducerad viktminskning. I studien orsakade både CT- och HCF1-behandlingar viktminskning hos både ND-matade och HFD-matade möss. Intressant nog var den CT-medierade viktminskningseffekten associerad med signifikanta minskningar av plasma-LDL-nivåer och den resulterande ökningen av förhållandet mellan HDL och LDL, men inte induktionen av mitokondriell avkoppling i skelettmuskulaturen. Fyndet tyder på att viktminskningseffekten av CT främst kan vara relaterad till dess förmåga att binda gallsyra som hindrar fettupptaget i kosten (Chen et al., 2010; Yamato et al., 2012). Dessutom, i motsats till HCF1 som förbättrade det glykolytiska flödet för energigenerering, kunde CT inte ge någon detekterbar effekt på energimetabolismen. Den förbättrade glukos- och lipidmetabolismen genom CT-sambehandling i HFD-matade möss är händelser sekundära till den CT-inducerade minskningen av fettabsorption i kosten och därmed viktminskning. Den differentiella effekten mellan HCF1 och CT-sambehandling tyder på att den HCF1-inducerade viktminskningen osannolikt förmedlas av försämringen av fettabsorptionen i kosten.
hälsofördelar med öknencistanche
Som bedömts med högpresterande vätskekromatografi (HPLC) och vätskekromatografi-masspektrometri (LC-MS), visade preliminära fynd att fytosteroler, såsom -sitosterol (BSS), är de viktigaste kemiska beståndsdelarna i HCF1. Vi visade vidare att både HCF1 och BSS var effektiva för att inducera mitokondriell frånkoppling i H9c2-celler in vitro och i råtthjärtan ex vivo via en ROS-medierad mekanism (Wong, Chen, Leong, & Ko, 2013), vilket tyder på BSS som en aktiv komponent av HCF1. BSS, som delar en liknande kemisk struktur med kolesterol, visade sig kunna fluidisera det inre mitokondriella membranet genom membranstörning, med en resulterande ökning av den mitokondriella elektrontransporten (Shi, Wu, & Xu, 2013). Vi postulerar därför att fytosteroler i HCF1, särskilt BSS, kan öka den inre mitokondriella membranfluiditeten via de hydrofoba interaktionerna mellan det pentacykliska skelettet och mitokondriella inre membranet. Den associerade höjningen av mitokondriell elektrontransport, som också observerades i våra tidigare studier (Wong et al., 2013; Wong & Ko, 2013) kan orsaka en parallell ökning av mitokondriell ROS-produktion, vilket i sin tur kan inducera mitokondriell frånkoppling och så småningom leda till viktminskning in vivo.
cistanche hälsofördelar
5. Sammanfattning
Sammantaget visade sig HCF1-behandling utöva en viktminskningseffekt hos HFD-inducerade överviktiga möss, förmodligen genom att öka energimetabolismen in vivo, särskilt i skelettmuskulaturen via induktion av mitokondriell frånkoppling. Devikt minskningeffektvar också associerat med förbättrad insulinkänslighet. Ytterligare studier som använder 6-keto-kolestanol som en koppling kommer att utföras för att bekräfta involveringen av HCF1-inducerad mitokondriell frånkoppling i framställningen avviktminskningeffekt. Vidare studier om effekterna av BSS påvikt kontrolleraär berättigade. Resultaten tyder på den potentiella användningen av HCF1 för att förebygga diet-inducerad fetma och associerade metabola störningar.
Intressekonflikt
Vi förklarar att vi inte har någon intressekonflikt.
Referens:
Bays, H., Mandarino, L., & DeFronzo, RA (2004). Adipocytens, fria fettsyror och ektopiskt fetts roll i patogenesen av typ 2-diabetes mellitus: Peroxisomala proliferatoraktiverade receptoragonister ger ett rationellt terapeutiskt tillvägagångssätt. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 89, 463–478.
Brand, MD, Pakay, JL, Ocloo, A., Kokoazka, J., Wallace, DC, & Brooks, PS (2005). Den basala protonkonduktansen hos mitokondrier beror på innehållet av adeninnukleotidtranslokaser. The Biochemical Journal, 392, 353–362.
Carter, SL, Rennie, CD, Hamilton, SJ och Tarnopolsky, MA (2001). Förändringar i skelettmuskulaturen hos män och kvinnor efter uthållighetsträning. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 79, 386–392.
Cefalu, WT, Wang, ZQ, Werbel, S., Bell-Farrow, A., Crouse, JR, 3rd, Hinson, WH, Terry, JG, & Anderson, R. (1995). Bidrag av visceral fettmassa till insulinresistensen vid åldrande. Metabolism: Clinical and Experimental, 44, 954–959.
Cerqueira, FM, Laurindo, FRM, & Kowaltowski, AJ (2011). Mild mitokondriell frånkoppling och kalorirestriktion ökar fastande eNOS, Akt och mitokondriell biogenes. PLoS ONE, doi:10.137/journal.pone.0018433.
Chan, SL, Wei, Z., Chigurupati, S., & Tu, W. (2010). Komprometterad andningsanpassning och termoreglering vid åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. Aging Research Reviews, 9, 20–40.
Chen, L., McNulty, J., Anderson, D., Liu, Y., Nystrom, C., Bullard, S., Collins, J., Handlon, AL, Klein, R., Grimes, A., Murray , D., Brown, R., Krull, D., Benson, B., Kleymenova, E., Remlinger, K., Young, A., & Yao, X. (2010). Kolestyramin reverserar hyperglykemi och förbättrar glukosstimulerad glukagonliknande peptid 1-frisättning hos Zucker-diabetiska feta råttor. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 334, 164–170.
Clapham, JC, Arch, JRS, Chapman, H., Haynes, A., Lister, C., Moore, GBT, Piercy, V., Carter, SA, Lehner, I., Smith, SA, Beeley, LJ, Godden , RJ, Herrity, N., Skehel, M., Changani, KK, Hockings, PD, Reid, DG, Squires, SM, Hatcher, J., Trail, B., Latcham, J., Rastan, S., Harper , AJ, Cadenas, S., Buckingham, JA, Brand, MD, & Abuin, A. (2000). Möss som överuttrycker mänskligt frånkopplingsprotein-3 i skelettmuskulaturen är hyperfagiska och magra. Naturen, 406, 415–418.
Coelho, WS, Costa, KC, & Sola-Penna, M. (2007). Serotonin stimulerar musskelettmuskel-6-fosfofrukto-1-kinas genom tyrosinfosforylering av enzymet som förändrar dess intracellulära lokalisering. Molecular Genetics and Metabolism, 92, 364–370.
Dickson-Humphries, T., Bottenberg, B., & Kuntz, S. (2013). Lipoproteinavvikelser hos patienter med typ 2-diabetes och metabolt syndrom. JAAPA, 26, 12–18.
Diehl, AM, & Hoek, JB (1999). Mitokondriell frånkoppling: Rollen av att koppla bort proteinanjonbärare och förhållande till termogenes och viktkontroll "fördelarna med att förlora kontrollen. Journal of Bioenergetics and Biomembranes, 31, 493–506.
Farese, RV, Sajan, MP, & Standaert, ML (2005). Insulinkänsliga proteinkinaser (atypiskt proteinkinas C och proteinkinas B/Akt): Verkningar och nederlag vid fetma och typ II-diabetes. Experimentell biologi och medicin (Maywood, NJ), 230, 593–605.
Finkelstein, EA, Khavjou, OA, Thompson, H., Trogdon, JG, Pan, L., Sherry, B., & Dietz, W. (2012). Obesity and severe journal of functional foods 10(2014)292-304 303, fetmaprognoser till 2030. American Journal of Preventive Medicine, 42, 563–570.
Georgiadi, A., & Kersten, S. (2012). Mekanismer för genreglering av fettsyror. Advances in Nutritional, 3, 127–134.
Harper, JA, Dickinson, K., & Brand, MD (2001). Mitokondriell frånkoppling som mål för läkemedelsutveckling för behandling av fetma. Obesity Reviews, 2, 255–265.
Holloway, GP, Bonen, A., & Spriet, LL (2009). Reglering av skelettmuskelmitokondriell fettsyrametabolism hos magra och feta individer. American Journal of Clinical Nutrition, 89, 455S–462S.
Holloway, GP, Thrush, AB, Heigenhauser, GJF, Tandon, NN, Dyck, DJ, Bonen, A., & Spriet, LL (2006). Skelettmuskel mitokondriellt FAT/CD36-innehåll och palmitatoxidation minskar inte hos överviktiga kvinnor. American Journal of Physiology. Endokrinologi och metabolism, 292, E1782–E1789. Iacobellis, G., Barbarini, G., Letizia, C., & Barbaro, G. (2013).
Epikardiell fetttjocklek och icke-alkoholisk fettleversjukdom hos överviktiga personer. Fetma (Silver Spring), 22, 332–336. Ibrahim, MM (2010). Subkutan och visceral fettvävnad: strukturella och funktionella skillnader. Överviktsrecensioner, 11, 11–18.
Jiang, N., Zhang, G., Qu, J., Ma, G., Cao, D., Wen, L., Liu, S., Ji, LL, & Zhang, Y. (2009). Uppreglering av frånkopplande protein-3 i skelettmuskulaturen under träning: En potentiell antioxidantfunktion. Fri radikal biologi och medicin, 46, 138–145.
Karlic, H., Lohninger, S., Koeck, T., & Lohninger, A. (2002). L-karnitin i kosten stimulerar karnitinacyltransferaser i levern hos åldrade råttor. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry, 50, 205–212.
Klop, B., Elte, JW, & Cabezas, MC (2013). Dyslipidemi vid fetma: Mekanismer och potentiella mål. Näringsämnen, 5, 1218– 1240.
Koo, SH (2013). Nonalkoholisk fettleversjukdom: Molekylära mekanismer för leversteatos. Clinical and Molecular Hepatology, 19, 201–215.
Korshunov, SS, Skulachev, VP, & Starkoc, AA (1997). Hög protonisk potential aktiverar en mekanism för produktion av reaktiva syrearter i mitokondrier. FEBS Letters, 416, 15–18.
Krauneoe, R., Boushel, R., Hansen, CN, Schjerling, P., Qvortrup, K., Stockel, M., Mikines, KJ, & Dela, F. (2010). Mitokondriell andning i subkutan och visceral fettvävnad från patienter med sjuklig fetma. Journal of Physiology, 588, 2023–2032.
Leong, PK, Leung, HY, Wong, HS, Chen, J., Ma, CW, Yang, Y., & Ko, KM (2013). Långtidsbehandling med en växtbaserad formel MCC minskar viktökningen hos fetma möss med hög fetthalt. Kinesisk medicin, 4, 63–71.
Leto, D., & Saltiel, AR (2012). Reglering av glukostransport med insulin: Trafikkontroll av GLUT4. Naturrecensioner. Molecular Cell Biology, 13, 383–396.
Lettner, A., & Roden, M. (2008). Ektopiskt fett och insulinresistens. Aktuella diabetesrapporter, 8, 181–191.
Leung, HY, & Ko, KM (2008). Herba Cistanche-extrakt förbättrar mitokondriell ATP-generering i råtthjärtan och H9c2-celler. Le Pharmacien Biologiste, 46, 418–424.
Li, B., Nolte, LA, Ju, J., Han, DH, Coleman, T., Holloszy, JO, & Semenkovich, CF (2000). Frånkoppling av andningsorganen i skelettmuskulaturen förhindrar diet-inducerad fetma och insulinresistens hos möss. Naturmedicin, 6, 1115–1120.
McTigue, KM, Garrett, JM, & Popkin, BM (2002). Den naturliga historien om utvecklingen av fetma i en kohort unga amerikanska vuxna mellan 1981 och 1998. Annals of Internal Medicine, 136, 857–864.
Moore, MC, Coate, KC, Winnick, JJ, An, Z., & Cherrington, AD (2012). Reglering av leverglukosupptag och lagring in vivo. Advances in Nutritional, 3, 286–294.
Nguyen-Duy, TB, Nichaman, MZ, Church, TS, Blair, SN, & Ross, R. (2003). Visceralt fett och leverfett är oberoende prediktorer för metabola riskfaktorer hos män. American Journal of Physiology. Endokrinologi och metabolism, 284, E1065–E1071.
Poulsen, LI, Siersbak, M., & Mandrup, S. (2012). PPAR: Fettsyrasensorer som styr ämnesomsättningen. Seminarier i cell- och utvecklingsbiologi, 23, 631–639.
Ricquier, D., & Bouillaud, F. (2000). Mitokondriella frånkopplingsproteiner: Från mitokondrier till reglering av energibalansen. Journal of Physiology, 529, 3–10.
Rodriguez, AM, & Palou, A. (2004). Koppling av proteiner: Könsberoende och deras relation till kroppsviktkontroll. International Journal of Obesity (2005), 28, 500–502.
Rodriguez, AM, Quevedo-Coli, S., Roca, P., & Palou, A. (2001). Könsberoende dietfetma, induktion av UCP och leptinuttryck i fettvävnader från råtta. Obesity Research, 9, 579–588.
Ruderman, NB, Carling, D., Prentki, M., & Cacicedo, JM (2013). AMPK, insulinresistens och metabolt syndrom. The Journal of Clinical Investigation, 123, 2764–2772.
Shi, C., Wu, F., & Xu, J. (2013). Inkorporeringen av -sitosterol i mitokondriella membran förbättrar mitokondriell funktion genom att främja inre mitokondriella membranfluiditet. Journal of Bioenergetics and Biomembranes, 45, 301–305.
Shi, J., Finckenberg, P., Martonen, E., Ahlroos-Lehmus, A., Pilvi, TK, Korpela, R., & Mervaala, EM (2012). Metaboliska effekter av laktoferrin under energibegränsning och viktåtervinning hos dietinducerade överviktiga möss. Journal of Functional Foods, 4, 66–78.
Siddiqua, M., Hamid, K., Ar-Rashid, MH, Akther, MS, & Choudhuri, MSK (2010). Förändringar i lipidprofilen hos råttplasma efter kronisk administrering av laghobanondo Rosh (LNR) - en ayurvedisk formulering. Biologi och medicin, 2, 58–63.
Snel, M., Jonker, JT, Schoones, J., Lamb, H., de Roos, A., Pijl, H., Smit, JW, Meinders, AE, & Jazet, IM (2012). Ektopiskt fett och insulinresistens: Patologisk och effekt av kost- och livsstilsinterventioner. International Journal of Endocrinology, 2012, artikel-ID 983814.
Wong, HS, Chen, N., Leong, PK, & Ko, KM (2013). Β-sitosterol förbättrar cellulär glutationredox-cykling av reaktiva syrearter som genereras från mitokondriell andning: Skydd mot oxidantskada i H9c2-celler och råtthjärtan.
Phytotherapy Research, doi:10.1002/ptr.5087; publiceras på nätet. Wong, HS, & Ko, KM (2013). Herba Cistanches stimulerar cellulär glutationredox-cykling av reaktiva syrearter som genereras från mitokondriell andning i H9c2-kardiomyocyter. Le Pharmacien Biologiste, 51, 63–73.
Wozniak, SE, Gee, LL, Wachtel, MS, & Frezza, EE (2009). Fettvävnad: Det nya endokrina organet? En recensionsartikel. Digestive Diseases and Sciences, 54, 1847–1856.
Yamato, M., Shiba, T., Ide, T., Seri, N., Kudo, W., Ando, M., Yamada, K., Kinugawa, S., & Tsutsui, H. (2012). Fettrik diet-inducerad fetma och insulinresistens förbättrades via förbättrad fekal gallsyrautsöndring i tumörnekrosfaktor-alfa-receptor knockoutmöss. Molecular and Cellular Biochemistry, 359, 161–167.
Zhang, Y., Yu, Y., Li, X., Meguro, S., Hayashi, S., Katashima, M., Yasumasu, T., Wang, J., & Li, K. (2012). Effekter av katekinberikad grönt tedryck på visceral fettförlust hos vuxna med en hög andel visceralt fett: En dubbelblind, placebokontrollerad, randomiserad studie. Journal of Functional Foods, 4, 315–322.
