A görögszéna alapú bionanokompozit hatékonysága veseelégtelenségben és endogén mérgezésben magas kalóriatartalmú étrend okozta elhízás patkány modellben - összehasonlító tanulmány

Absztrakt

Háttér

Az elhízás világméretű terjedése globális egészségügyi probléma, és további tanulmányozásra szorul. Az elhízás társbetegségei közé tartozik az inzulinrezisztencia, a 2-es típusú diabetes mellitus és a dyslipidaemia, amelyek a metabolikus szindróma (MetS), valamint az alkoholmentes zsírmájbetegség és a krónikus vesebetegség leggyakoribb tényezői. A cél a vesefunkció és az endogén mérgezés paneljének vizsgálata magas kalóriatartalmú étrend okozta elhízás patkány modellen, és összehasonlító vizsgálat elvégzése a görögszéna alapú bionanokompozit és az antiobesogén gyógyszerek (Orlistat) kezelésének hatékonyságáról.

Anyagok

60 hím patkányt vettünk fel, és mindegyik csoportban egyenlően elosztottuk őket 10 állatból álló 6 csoportra: a kísérleti csoportokat először kontrollként és magas kalóriatartalmú étrenddel (HCD) táplált csoportokba osztottuk be, és mindegyik csoportot továbbosztottuk, hogy kezeletlenek maradjanak. Fenugreek bionanocomposite (BNC) és Orlistat kezelt. A normál kontroll patkányokat (1., 2., 3. csoport) standard chow-val etettük, míg a többieket (4., 5., 6. csoport) HCD-vel etettük 98 nap alatt. A 77. és 98. naptól kezdve a 2. és az 5. csoportot BnC-vel kezelték a görögszéna alapján (150 mg/testtömeg-kg, orálisan), a 3. és 6. csoportot pedig orobisz-ellenes gyógyszerrel (10 mg/testtömeg-kg, orálisan). Naponta mértük az élelmiszer- és a vízfogyasztást, a testtömegeket pedig hetente egyszer. A 99. napon vért gyűjtöttek; a kreatinint, a karbamidot és a húgysavat a szérumban becsültük meg a standard protokollok szerint. Mértük az alacsony és közepes molekulák (MM) szintjét; az oligopeptidek mennyiségét Bradford módszerrel becsültük meg. Patkányokon végeztük a máj és a vese ultrahangvizsgálatát.

Eredmények

Kimutattuk az endogén intoxikációs szindróma markerek (MM és oligopeptidek) szintjének növekedését minden kísérleti elhízással rendelkező állatban. Az ultrahang adatok elhízott patkányok máj- és vesekárosodását mutatták. Az MM-szintek szignifikáns csökkenését figyeltük meg az Orlistat kezelés és a kontrollok után (o

Áttekintés

Az elhízás veseműködési zavarainak prediktív, megelőző és személyre szabott kezelése

Az elhízás terjedése világszerte globális egészségügyi problémává vált, és még tanulmányozni kell. Az elhízás társbetegségei közé tartozik az inzulinrezisztencia, a 2-es típusú diabetes mellitus és a dyslipidaemia, amelyek a metabolikus szindróma (MetS) kialakulásának leggyakoribb tényezői, valamint az alkoholmentes zsírmájbetegség (NAFLD), amely magában foglalja a steatosist, a steatohepatitist és a májfibrózis, és növeli a kialakulás kockázatát krónikus vesebetegség (CKD) [1, 2].

Endogén mérgezés szindróma (EIS) gyulladásos hatásokkal és metabolomváltozásokkal járó kóros állapotokban számos nem specifikus megjelenést mutat a szervezetben. A kóros folyamatok során a szervezet biológiai folyadékai magas lipid- és szénhidrát-metabolit-tartalommal rendelkeznek, és megváltoztatva toxikus hatást mutatnak a májra, a vesére és az agysejtekre [3, 4]. Ezen toxinok többsége a közepes tömegű molekulák (közepes tömegű molekulák, közepes molekulák, MM-k).

Az elhízást alig kezelik, és többféle terápiás stratégiára van szükség. Ide tartozhatnak a kalóriabevitel korlátozása és a fizikai aktivitás növelése, a tápanyagok felszívódásának blokkolása a belekben, a zsíranyagcsere modulálása, az intracelluláris jelátvitel szabályozása a zsírszövetben és a jóllakottság ellenőrzése. Az évek során az elhízás minimalizálására használt különféle gyógyszereket azonban súlyos káros hatásaik miatt visszavonják.

Orlisztát (N-formil-l-leucin [2S- [2alfa (R *), 3-béta]] - 1 - [(3-hexil-4-oxo-2-oxetanil) -metil] dodecil-észter) egy rendkívül hatékony elhízás elleni gyógyszer, a telített származék izolált hasnyálmirigy-lipáz lipstatin eredeti természetes inhibitora Streptomyces toxytricini. A zsírsav-szintáz tioészteráz doménjét is gátolja [7] mellett. Beszámoltak arról, hogy az Orlistat egy hipokalorikus étrenddel kombinált rövid távú testsúlycsökkenés és az elhízott serdülők életmódjának megváltoztatása mellett jellemzően enyhe-közepes gyomor-bélrendszeri káros hatásokkal jár [8]. Így a hosszú távú Orlistat kezelés steatorrhea-t okozhat, és jelentősen csökkentheti a zsírban oldódó vegyületek felszívódását, beleértve a zsírban oldódó vitaminokat, elsősorban az A és az E, amelyek az antioxidáns védekezés fontos komponensei.

Új anyagokra és új stratégiákra van szükség az elhízás és társbetegségei hatékony kezelésére és megelőzésére [9]. A természetes növényi termékek összetevőit széles körben használják a gyógyszerek aktív összetevőjeként vagy étrend-kiegészítőként [10].

Trigonella foenum-graecum, vagy a görögszéna egynyári növény, amely Indiában és Észak-Afrikában honos; de ma már szinte a világ minden táján széles körben termesztik ezt a növényt, amelyet a gyógynövénygyógyászatban régóta használnak az egész világon, leveleivel és magjaival, amelyeket általában levélzöldségekként és fűszerként, valamint hagyományos növényi gyógyszerként használnak. a különféle állapotok ajurvéda-kezeléseként, és része a hagyományos étrendeknek (rizskészítés) [10,11,12,13,14]. A görögszéna alapú gyógyszerek hipolipidémiás és hipoglikémiás hatást mutattak, antioxidáns tulajdonságokkal, hepatoprotektív és antibakteriális hatással bírnak, stimulálják a gyomorszekréció és a laktáció képességét, valamint gátolják a tumor növekedését [10]. A görögszéna alapú gyógyszerek csökkenthetik a testtömeget és a zsírtömeget a bélmozgás serkentésével, valamint a szénhidrátok és zsírsavak visszaszívódásának gátlásával [11]. A közelmúltban a metabonómiai megközelítés újszerű eszköznek bizonyult a gyógynövénykivonatok terápiás mechanizmusainak értékelésére; különösen ez derítette ki, hogy a görögszéna potenciális terápiás szer a cukorbetegség kezelésére szolgáló többféle terápiás mechanizmus révén [12].

A görögszéna tanulmányozására fordított tudományos cikkek nagy száma ellenére [10, 11, 13, 14] még mindig hiányoznak a végleges vélemények e növénynek az elhízás kezelésére és megelőzésére történő felhasználásáról, amelyek általában meghatározzák az e kutatások relevanciáját. konkrét probléma.

Így itt vagyunk feltételez a következő:

A magas kalóriatartalmú étrend által kiváltott elhízás veseelégtelenséget és endogén mérgezés kialakulását váltja ki.

A görögszéna alapú gyógyszer hatékony az elhízás és a meglévő antiobesogén gyógyszerek (Orlistat) megelőzésére és kezelésére.

Hipotézisünk szerint az elhízási patkány modellel kapcsolatos vizsgálatot terveztük a görögszéna alapú gyógyszer és az Orlistat kezelés hatékonyságának összehasonlító értékelésének elvégzésére az EIS és a veseműködési zavar specifikus markereinek felhasználásával [4,5,6], beleértve az oligopeptidek szintjét, MM, és a vesefunkciók nem specifikus biokémiai markerei: kreatinin (kreatin-foszfát metabolit), karbamid és urát (a fehérje és a purin metabolizmusának végtermékei) [15].

A cél a vesefunkció és az endogén mérgezés paneljének megvizsgálása magas kalóriatartalmú étrend okozta elhízás patkány modellen, és összehasonlító vizsgálat elvégzése volt a növényi (görögszéna) alapú bionanokompozit (BNC) és az antiobeszogén gyógyszerek (Orlistat) kezelésének hatékonysága és az áttekintés. a Fenugreek elhízás és vese szövődményeinek megelőzésére és kezelésére történő felhasználásának mai bizonyítéka.

Mód

A kutatás az Európa Tanács kísérleti és egyéb tudományos célokra használt „Európa gerinces állatok védelméről szóló egyezményének” (1997) bioetikai egyezményének (1997), valamint az ezen a téren érvényes egyéb nemzetközi megállapodásoknak és nemzeti jogszabályoknak megfelelően történt. . Az állatokat egy „kísérleti biológiai klinikák (vivarium) megrendelésére, felszerelésére és karbantartására vonatkozó általános szabályok” szerint akkreditált viváriumban tartották. A kutatás során használt eszközök metrológiai ellenőrzés alatt álltak. Emberi alanyok nem vettek részt a vizsgálatban.

Görögszéna alapú bionanokompozit készítmény

A biológiailag aktív anyagok használatának maximalizálása érdekében, T. foenum-graecum a magokat nagymértékben diszpergált állapotba helyeztük a felületi nanosilexen történő immobilizálással, amely lehetővé tette a bionanokompozit előállítását. A nanosilex és porított magvak keverékének mechanikus aktiválása T. foenum-graecum golyómalmokban végezték. Füstölt szilícium-dioxid Fine Asyl-300-at (SBET = 340 m 2/g, Kalush, Ukrajna) használtunk. Gömb alakú, 9–10 nm átmérőjű részecskékből áll, amelyek a felszínen a ≡Si – OH szilanolcsoportokból és az adszorbeált vízmolekulákból állnak. A szabad silanolcsoportok (aOH) koncentrációja a kiválasztott mintánál 0,8 mmol/g volt.

Állatok, tartási körülmények és étrend

60 hím patkányt vontunk be, és mindegyik csoportban 10 állatból álló 6 csoportra osztottuk őket: a kísérleti csoportokat először kontrollként és magas kalóriatartalmú étrenddel (HCD) táplált csoportokba osztottuk be, és mindegyik csoportot tovább osztottuk, hogy kezeletlenek maradjanak, Fenugreek BNC- kezelt és Orlistat kezelt.

Minden kísérleti csoportba tartozó állatokat külön-külön polipropilén ketrecekben helyeztünk el egy környezetvédelmi szempontból ellenőrzött tiszta levegő helyiségben, 22 ± 3 ° C hőmérsékletű, 12 órás fény/12 órás sötét ciklus és 60 ± 5% relatív páratartalom mellett.

A normál kontroll patkányokat (1. csoportok - a kontrollok kezeletlenek maradtak, a 2. csoport - a Fenugreek BNC-vel kezelt és a 3. - az Orlistat-tal kezelt kontrollok) standard chow-val etették, míg a többi csoportot (4. csoport - HCD kezeletlen marad, 5-HCD Fenugreek BNC kezelt és 6-HCD Orlistat-kezelt) HCD-t ad libitummal etettük a kísérleti időszak 98 napja alatt [16]. A 77. és 98. naptól kezdve a 2. és az 5. csoportot TFG-n alapuló bionanokompozittal (150 mg/testtömeg-kg, orálisan), míg a 3. és 6. csoportot Orlistat-tal (10 mg/testtömeg-kg, orálisan) kezelték [17].

Az élelmiszer- és vízfogyasztást naponta, egy időben (09:00 és 10:00 óra között) mértük, és a testtömegeket hetente egyszer határoztuk meg.

Szérum gyűjtése

A 99. napon vérmintákat vettünk egyidejűleg minden csoportból származó állatokból egy éjszakán át éheztetett patkányok retroorbitalis plexusából könnyű éteres érzéstelenítésben, és a szérumot 3000 fordulat/perc sebességgel, 15 percig végzett centrifugálással választottuk el. A szérummintákat az elemzésig -80 ° C-on tároltuk. Mértük a test hosszát; testtömeg-index (BMI) (a patkányok testtömegének (g) és a testhossz négyzetének (cm 2) aránya) és a Lee elhízási indexe (a testtömeg (g) kocka gyökérének 1/4 aránya) kiszámítottuk a test orr-végbélnyílás hosszát (cm)).

A szérum biokémiai paraméterei

A kreatinint, a karbamidot és a húgysavat megmértük a Microlab 300 (Elitech, Franciaország) biokémiai analizátorral és az Elitech Diagnostikától (Franciaország) származó kereskedelmi készletekkel a gyártók által biztosított standard protokollok szerint.

Az alacsony és közepes tömegű molekulák szintjét Gabrielyan módszerével mértük módosításokkal [16]. Egy milliliter szérumot és 0,5 ml triklór-ecetsavat adunk a centrifugacsőhöz (100 g/l), majd keverés után 30 percig 3000 fordulat/perc sebességgel centrifugáljuk. A felülúszót összegyűjtöttük, és egy kémcsőbe helyeztük 4,5 ml desztillált vízzel. A cső tartalmát keverjük és mérjük λ 254 nm. Az oligopeptidek mennyiségét a felülúszó fehérjeszintje alapján becsültük meg Bradford módszerrel.

Patkányok ultrahangvizsgálata

Minden csoport két patkányánál elvégeztük a máj és a vese ultrahangvizsgálatát (USA), ultrahang szkenner lineáris 5–12 MHz frekvenciás szondáinak felhasználásával. Ultrahang Philips/ATL HDI 3500 (Hollandia).

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzést a „Statistica 7.0” szoftverrel végeztük. A vizsgálat összes kísérleti adatát átlagként ± szórásként (M ± SD) fejeztük ki. A statisztikai elemzést egyirányú varianciaanalízissel (ANOVA) végeztük. A csoportok közötti különbséget statisztikailag szignifikánsnak határoztuk meg, amikor a o értéke alacsonyabb volt, mint 0,05.

Eredmények

A kísérleti állatok testtömegének, testtömeg-indexének és Lee-indexének alapinformációit az 1. táblázat tartalmazza. 1., 2., 3., 4., 5. és 6.