A bórsav bevitelének testsúlycsökkentő hatása

Erhan Aysan

1. Bezmialem Vakif Egyetem, Orvostudományi Kar Általános Sebészeti Klinika, Törökország

bórsav

Fikrettin Sahin

2. Biomérnöki Tanszék, Yeditepe Egyetem, Törökország

Dilek Telci

2. Biomérnöki Tanszék, Yeditepe Egyetem, Törökország

Mehmet Emir Yalvac

2. Biomérnöki Tanszék, Yeditepe Egyetem, Törökország

Sinem Hocaoglu Emre

3. Biokémiai Tanszék, Isztambul Oktatási és Kutatási Kórház, Törökország

Cetin Karaca

4. Isztambuli Egyetem Állatkutató Laboratórium, Törökország

Mahmut Muslumanoglu

1. Bezmialem Vakif Egyetem, Orvostudományi Kar Általános Sebészeti Klinika, Törökország

Absztrakt

Háttér: A bórsavat széles körben alkalmazzák a biológiában, de testsúlycsökkentő hatását nem kutatják.

Mód: Húsz egeret osztottak két egyenlő csoportba. A kontrollcsoport egerei szokásos csapvizet ittak, de a vizsgálati csoport egerei 0,28 mg/250 ml bórsav hozzáadásával csapvizet ittak öt nap alatt. Összehasonlítottuk a teljes testtömeg-változást, a fő szervi hisztopatológiát, a vér biokémiáját, a vizeletet és a székletet.

Eredmények: A vizsgálati csoport egereinek testtömeg-csökkenése átlagosan 28,1% volt, de a kontrollcsoportban nincs súlycsökkenés és a súlygyarapodás is átlagosan 0,09% (p Kulcsszavak: Bórsav, orális bevitel, testtömeg

Bevezetés

A bór nagyon stabil ametal, és természetében borátként található meg. A borátok kémiai vegyületek, amelyek bór oxoanionjait tartalmazzák. A talajvíz és a felszíni vizek természetes boráttartalma általában kicsi. A bór koncentrációja a talajvízben az egész világon széles skálán mozog, 0,3 és 100 mg/liter között. A bór koncentrációja az ivóvízben a forrástól függően széles tartományban mozog, de a világ legnagyobb részén ez a tartomány 0,1 és 0,3 mg/liter között van. A bór leggazdagabb forrásai a gyümölcsök, zöldségek, hüvelyesek, hüvelyesek és diófélék. A tejtermékek, a halak, a húsok és a legtöbb gabona rossz bórforrás. Az étrendben a bór átlagos napi bevitele a becslések szerint 1,2 mg/nap közel 1 .

A bór közvetlenül a szénatomtól balra található a periódusos rendszerben. Nagyon hasonlít a szénatomokra, így sok szénalapú molekula megegyezik a bóralapú molekulákkal. A legfontosabb különbség a bór és a szén között a kisebb atomszerkezet. Ezért a bórt körülbelül 30 éve használják a bórneutron befogási terápiában 2. A szén lánc- vagy gyűrű alakú molekulákat hoz létre, de a bór nagyon különböző formákat hoz létre - ketreceket, klasztereket stb. 3 .

A bór nyomelem növényekben betöltött alapvető szerepét már régóta megállapították 4 .

A bór nélkülözhetetlen tápanyag az állatok számára 5. A bórt sokféle termékben alkalmazzák, beleértve az üveget, mosószereket, tűzgátló anyagokat, szálakat a sík törzsének és a testpáncélzatának megerősítésére, valamint a keménykemény anyagokban 3 .

Ebben a kutatásban az orális bórsav bevitel testtömegre gyakorolt ​​hatásának vizsgálatát tűztük ki célul. Feltételeztük, hogy az alacsony dózisú orális bórsavbevitel súlycsökkenést okoz mellékhatások nélkül.

Mód

Ezt a vizsgálatot az Isztambuli Egyetem Cerrahpasa Orvostudományi Karának kísérleti állattenyésztési és kutatási laboratóriumában végezték el, és a megfelelő Állatetikai Bizottság jóváhagyta. Valamennyi protokoll összhangban volt a Helsinki nyilatkozatban szereplő laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó előírásokkal.

Az egereket két csoportra osztottuk, mindegyik csoportban 10 egér volt. Nyolc hetes, tizenkét bal-c kinőtt nőstény egeret használtunk. Az állatokat standard metabolikus ketrecekben tartottuk, kifejezetten egerek számára, amelyekből a napi vizelet és ürülék kimutatható volt. 12 órás fény/12 órás sötét ciklust alkalmaztunk az egerek elhelyezésére szolgáló helyiség megvilágítására.

Az egerek bórsav-bevitelét az ivóvízhez való hozzáadásával biztosították. 0,28 mg bórsavat (2 mg Bor Atac DF®, 14% bórsav, TMT Co, Tekirdag, Törökország) hozzáadunk 250 ml csapvizet, és 3 perc alatt megolvasztjuk. agitáció.

A 0. napon az egereket mérés után metabolikus ketrecekbe tették. Naponként ante meridiemet mértek és rögzítették az adatokat. Öt nap alatt az egereket standard pellet-takarmánnyal etették, amelyet kifejezetten kisállatok számára gyártottak, és bórsavval ellátott csapvizet ittak. Semmiféle ételt vagy italt nem váltottak vagy korlátoztak.

Öt nap elteltével a vizelet és a széklet teljes felvételét regisztrálták, és az állatokat méhnyak diszlokációval feláldozták. Elülső középvonal abdomino-thoracalis bemetszést végeztünk, és a vérszérum paramétereinek elemzéséhez a szív szúrását 21 g-os steril injektorral végeztük. A aspiráció után a fő hasi szervek; máj, lép, gyomor, belek, vastagbél és mellkasi szervek; a pajzsmirigy, a csecsemőmirigy és a koponya bemetszésű agyát reszektálták.

A vizsgálat elsődleges értékelési paramétere az egerek teljes testtömeg-változása. A másodlagos értékelési paraméterek voltak; a fő szervek hisztopatológiai változásai, a vér biokémiai változásai, a teljes vizeletmennyiség, a vizelet uroblinogénszintje, a széklet térfogata és az ürülékben lévő epekavak.

Morfológiai értékelés: A reszekció után az összes szervet képletben rögzítettük. Kiszáradás után paraffinba ágyazták őket. 5 mm keresztmetszeteket készítettünk, hematoxilinnal és eozinnal festettünk, és fénymikroszkóppal értékeltük x100-as nagyítással. Az összes értékelést egy patológus végezte, akit elvakítottak a módszerek és a csoportok felé.

Statisztikai értékelés: A statisztikai elemzéseket GraphPad Prisma V.3 szoftverrel végeztük. Az eredményeket 95% -os konfidencia intervallummal értékeltük, és 1. táblázat. 1. A vizsgálati csoportba tartozó egerek átlagosan 28,1% -kal csökkentek testsúlyt öt nap alatt, de a kontrollcsoportban nincs súlycsökkenés; súlygyarapodásuk átlagosan 0,09% volt. A testsúly változásai a vizsgálati csoportban statisztikailag szignifikánsabbak voltak, mint a kontroll csoport (p (1. táblázat) .1). A koleszterin, az LDL, az AST, az ALT, az LDH, az amiláz és az urobilinogén szintje statisztikailag szignifikánsan magas volt a vizsgálati csoportban. Más változók statisztikailag nem különböztek egymástól (táblázat (1 1. táblázat).

Nem találtunk hisztopatológiai különbségeket az összes reszektált szerv értékelésében; máj, lép, gyomor, belek, vastagbél, pajzsmirigy, csecsemőmirigy és agy.

Vita

A bórt széles körben használják az orvostudományban. A bórpótlás patkányok étrendjében fokozza a máj glikogén lerakódását 6, a csibékétrendben pedig növeli a csontok nyírási törési energiáját 7, 8. Az elválasztott sertések féltisztított étrendjének bórral történő kiegészítése javítja a takarmány hatékonyságát és megváltoztatja a plazma lipid metabolitjait 9. A bór befolyásolja a szerin proteázokat, ahol a bór tetraéderes adduktot képez a 10 szerin aktív helyével. Nielsen és munkatársai humán vizsgálatában a kiegészítő bór megnövelte a szérum tesztoszteron és ösztradiol koncentrációját a posztmenopauzás nőknél 11. Az atomi szerkezeti hasonlóság miatt a bór alternatívája a szénnek a gyógyszertervezésben. A boromicin, a streptomyces által termelt antibiotikus vegyület. Az első klinikailag tesztelt bóralapú gyógyszer a Velcade® (bortezomib, Millennium Pharm., USA), amelyet myeloma multiplex kezelésére alkalmaznak 12 .

A bór hatótávolsága nagyon széles, de fiziológiai és metabolikus mechanizmusai nem tisztázottak. A bór fontos szerepe az anyagcsere-szabályozás, mert különféle szubsztrátokkal vagy reagensekkel komplexál, amelyekben a hidroxilcsoportok kedvező helyzetben vannak 13 .

Az oxidoreduktáz enzimeket in vitro versenyképesen gátolják a borát vagy származékai, amelyekhez piridin- vagy flavin-nukleotidokra van szükség, gátoltak, mivel a borát versenyez a NAD vagy a flavin ko-faktorért. Néhány példa az aldehid-dehidrogenáz 14, a xantin-oxidáz 15 és a citokróm b5 reduktáz 16. A borát nyilvánvalóan komplexet képez a NAD 17 ribozil-cisz-hidroxi-csoportjaival. Az energia szubsztrát anyagcseréjének fő útjai az oxidoreduktáz enzimek tagjait tartalmazzák, amelyeket a bór gátol. Jelentős bizonyíték van arra, hogy az étrendi bór fiziológiai mennyisége modulálja mind az energia szubsztrát kihasználtságát, mind az ásványi anyagcserét .

Blevins és mtsai. kiderült, hogy a bór megváltoztathatja az anyagcserét azáltal, hogy szabályozza a mangán enzimek és/vagy ametal által aktivált enzimek aktivációját. Kimutatták, hogy a bór gátolja bizonyos enzimeket, például a 6-foszfoglukonát-dehdrogenázt és az aldolázt azáltal, hogy a növényekben 18 szubsztrátokhoz vagy enzim szubsztrát-komplexekhez kötődik. Sok tanulmány kimutatta, hogy a kiegészítő bór serkenti a protonpumpálást a növényekben, a membránpotenciál hiperpolarizációját okozza és növeli a káliumfelvételt. Ezekkel a megállapításokkal együtt beszámoltak a ferricianid redukciójának bór által közvetített növekedéséről is 19–22. Szintén erős bizonyíték van arra, hogy a bór részt vesz a lignin bioszintézisében és a sejtek keresztkötésében a növényekben 23. Barr és Morre és mtsai feltételezték, hogy a bór membránfunkcióra gyakorolt ​​hatása közvetlenebbül összefüggésbe hozható a protonpumpálással vagy a redoxirendszer változásával a 24., 25. plazamalemmában. .

Bár a javasolt bórmennyiség 3 mg/kg az állatok étrendjében 26, a napi bórbevitel széles tartományban változik, és a mérgező dózisok nagyon magasak. A toxicitási vizsgálatok a bórsav rövid és hosszú távú expozíciójának eredményeire összpontosítottak. Egy 13 hetes vizsgálat során az egereket bórsavat tartalmazó táplálékkal etették, körülbelül 0, 34, 70, 141, 281 vagy 563 mg bór/testtömeg-kilogramm/nap mennyiségben. A két legmagasabb dózisnál megnövekedett mortalitást és a szemináris tubulusok degenerációját vagy atrófiáját figyelték meg. Valamennyi dóziscsoportban minimális vagy enyhe súlyú lép extramedulláris haematopoiesist figyeltek meg 27. Ugyanebben a vizsgálatban az egerek két év alatt körülbelül 0, 275 vagy 550 mg bórsavat kaptak testtömeg-kilogrammonként naponta az étrendben. Ez a kutatás kimutatta, hogy a férfiaknál magasabb a halálozási arány és a nem neoplasztikus here elváltozások. A 2 éves vizsgálat során a kutyák napi 0, 1,5, 2,9 vagy 8,8 mg testtömeg-kilogrammonként a bórsavat kapták az étrendben. Egy további csoport napi 29 mg bórt kapott testtömeg-kilogrammonként 38 héten keresztül. A herék atrófiáját két kísérleti kutyánál figyelték meg, akik boraxot kaptak a 26. héten, és a két, illetve egy kutyánál, akiket elpusztítottak 26 vagy 38 hét bórsav fogyasztás után. 28. .

A bórsav mutagén aktivitását egér, hörcsög, egér embrió sejtekben és emberi fibroblasztokban vizsgálták, de kiderült, hogy a bórsav nem okoz semmilyen génmutációt 29, 30. A tumor előfordulása nem nőtt azokban a vizsgálatokban, amelyekben a B6C3F1 egerek 0, 2500 vagy 5000 mg bórsavat kaptak takarmány-kilogrammonként 103 héten át 27, Sprague-Dawley patkányok pedig 0, 117, 350 vagy 1170 mg bórt tartalmazó étrendet kaptak kg takarmány 2 évig 28 .

Ebben a kutatásban feltártuk, hogy az alacsony dózisú (0,2 mg/kg) orális bórsavbevitel komoly testsúlycsökkenést okoz öt nap alatt, és a török ​​szabadalmi bejelentést alkalmaztuk (dátum: 2011. május 27.; no: 2011/05210). Irodalmi kutatások során nem találtunk adatokat a bórsav testtömegcsökkentő hatásairól, kivéve Willig és Curtze 1952-es kutatásait. De nem tudtuk elérni a cikk teljes szövegét és/vagy absztraktját 31. Néhány állatkísérlet ellentétben azt mutatta, hogy az étrendi bórpótlás fiziológiás mennyisége (3 mg/kg/nap) súlygyarapodást okoz 10. Egyes toxicitási kutatások kifejezik a testtömeg csökkenését a magas bórsav bevitel dózisaiban. Lee és mtsai. patkányokkal végzett vizsgálat 0, 500, 1000 vagy 2000 mg bór/takarmány-kilogramm koncentrációban 30 vagy 60 napig azt jelentette, hogy a testtömeg nem következetesen változott 32. Weir és mtsai. kiderült, hogy 88 mg bór/testtömeg-kilogramm naponta kapta a patkányok testtömegét 28. Az Egyesült Államok Egészségügyi és Humánügyi Minisztériuma által végzett toxikológiai tanulmány kimutatta, hogy napi 275 és 550 mg bórsav/testtömeg-kilogramm/nap bevitt egerek 10-17% -kal csökkentették a testsúlyt 32 hét után .

Vizsgálatunkból kiderül, hogy a nagyon alacsony dózisú (0,2 mg/kg) orális bórsavbevitel biztosítja az egerek súlyos testsúlycsökkenését. Ennek a drámai testsúlycsökkenésnek (28,1%) rövid időn belül történő kifejezése érdekében először azt feltételeztük, hogy a bórsavnak vízhajtó hatása van. Összegyűjtöttük a vizelet mennyiségét, de nem értünk el statisztikai különbségeket a kontroll csoporthoz képest. Másodsorban elemeztük a vér biokémiáját, a vizeletet, az ürüléket és értékeltük a fő szerv hisztopatológiáját. Elértük, hogy csak a vér koleszterinszintje, LDL, AST, ALT, LDH, amiláz és vizelet urobilinogén szintje volt statisztikailag magas a vizsgálati csoportban.

Nyilvánvaló, hogy az állat- és az emberi biológiában az energiaforrások szekvenálódnak a glükóz, a lipid és a fehérje felhasználásával. Feltételeztük, hogy a magas amiláz (glükóz eliminációs enzim), koleszterin és LDL szint a magas glükóz és lipid katabolizmus eredménye. E vélemény szerint - mint fehérje eliminációs enzim - a CK értékek magasak voltak a vizsgálati csoportban, de statisztikailag nem különböztek a kontroll csoport szintjén. A magas katabolikus anyagcsere, az AST, az ALT és az urobilinogén, mint májfunkciós marker magas szintje eredményei alátámasztják ezt a hipotézist.

Összefoglalva, ez a kutatás azt mutatja, hogy az alacsony dózisú orális bórsavbevitel súlyosan csökkenti a testsúlyt. Vér- és vizeletelemzési eredményeink alátámasztják a magas glükóz-, lipid- és középfehérje-katabolizmusokat, de a mechanizmus nem világos.

Az elhízás kezelésének fenntartása és a fogyás sikere nagyon változó, és néhány súlyos kérdést felölel 33. A zsírszövet, valamint annak glükózzal és lipidekkel kapcsolatos metabolizmusa a célterület. Az inzulinérzékenység és az inzulin szekréciójának vagy hatásának egyéb mutatói összefüggenek a testtömeg vagy az összetétel változásával 34, 35. A glükóz és a lipid anyagcsere különféle aspektusait összekötötték az energiamérleg időbeli egyéni különbségeivel. A legszélesebb körben az inzulinérzékenység a 33-36. Az adipociták élettartama az elhízás kezelésének másik fontos pontja 37, 38. Az adipociták apoptózisának kiváltása lehet a legeredményesebb módja a fogyásnak.

Vannak olyan kérdések, amelyekre nem találtak választ. Értékelni kell a bórsav bevitelének különböző dózisainak a testsúlyra gyakorolt ​​hatását. Ezenkívül értékelni kell az alacsony dózisú orális bórsavbevitel különféle laboratóriumi állatokra (például patkányokra, nyulakra) gyakorolt ​​hatásait, különös tekintettel a hatásmechanizmusra. Ezért a bórsav dózisának teljes kiegészítését, valamint egyéb állatkísérleteket tervezünk. Sejtproliferációs vizsgálatot és valós idejű PCR elemzéseket fogunk végezni zsírszövetből származó mesenchymális őssejteken a zsírszövet szintjének molekuláris változásainak értékelésére.