Moringa oleifera levélkivonat enyhítette a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízást, oxidatív stresszt és a metabolikus hormonok megzavarását

Absztrakt

Háttér

Az elhízás számos országban egészségügyi probléma, és a tökéletes testsúly fenntartása kihívást jelent. Moringa oleifera a levélkivonat (ME) antioxidáns és gyógyszerészeti potenciállal rendelkező polifenolokban gazdag. Jelen tanulmány a Moringa oleifera levélkivonat a zsírtartalmú étrend (HFD), az oxidatív stressz és az anyagcsere-hormonok megzavarása által kiváltott elhízás ellen a szimvasztatinnal (SIM) vagy ezek kombinációjával szemben.

Eredmények

Következtetés

Javasoljuk, hogy az ME kivonat elhízásgátló és antioxidáns potenciállal rendelkezik, és lipidcsökkentő gyógyszerként alkalmazható a súly, az elhízás és annak patofiziológiai következményeinek ellenőrzésére.

Bevezetés

A kiegészítő és alternatív gyógyszert világszerte számos olyan betegség és rendellenesség kezelésére használják, amelyek oxidatív stresszel járnak. A növényi polifenolok hatékony antioxidánsok, amelyeket különböző betegségek oxidatív stresszének kezelésére használnak. A növényi polifenolok felszabadítják a szabad gyököket, a kelát-átmenetifémeket, például a vasat és a rézet, és megvédik az endogén antioxidáns rendszereket [1]. Ezek a polifenolok minden növényi részben megtalálhatók, és az emberi étrend fontos részét képezik. A természetes polifenolok fő forrása a gyógynövények, amelyek funkcionális csoportjaikban és biológiai aktivitásukban az emberi betegségek kezelésében jelentősen különböznek egymástól [2].

Számos növényi kivonat és tisztított vegyületük szabályozza a vércukorszintet és visszafordítja a fiziológiai rendellenességeket [3]. Döntő fontosságú, hogy az oxidatív stresszt csökkentő szerek terápiás szempontból hasznosak legyenek. Ezért a növényi polifenolok elhízás elleni és antioxidáns tulajdonságai összekapcsolódnak. Az elhízott egyéneknél fokozódnak az oxidatív stressz markerek. A reaktív oxigénfajok (ROS) termelésének növekedése a zsírszövetben a NADPH-oxidáz felszabályozásával és az antioxidáns enzimek visszaszorításával jár együtt [4]. A magas zsírtartalmú étrenddel (HFD) táplált patkányok testtömegüket növelték, fokozott oxidatív stresszel a májban [5] és az izmokban [6]. Ez utóbbi szerző a hidrogén-peroxid termelésének növekedéséről és a szuperoxid-diszmutáz csökkenéséről számolt be az izmokban. A HFD súlyos változásokat is eredményez a mitokondriális lipidekben és a reaktív oxigénfajok (ROS) túltermelésében a májban [7].

A magas zsírtartalmú étrend fogyasztása metabolikus szindrómákkal, különösen cukorbetegséggel [8] és elhízással [9, 10] függ össze. Ezek a rendellenességek növelik az inzulinrezisztencia és a magas vérnyomás kialakulásának kockázatát [11]. Az inzulinrezisztencia a perifériás célszövetben, így a májban, az izomban és a zsírszövetben az inzulin normális szintjére adott elégtelen válaszra utal. Az új orvostudomány fejlődése ellenére a cukorbetegség és az elhízás továbbra is a morbiditás és a halálozás legfőbb oka, növekvő társadalmi és egészségügyi zavarokkal világszerte [8]. Ezért az elhízást csökkentő természetes és biztonságos szerek, nem pedig sebészeti beavatkozás és szintetikus kábítószer-alkalmazás, fontos kérdés a modernizált és a fejlődő országokban.

Az inzulin, a leptin és a gherlin a három metabolikus hormon, amelyek felelősek a vércukorszint szabályozásáért, a testzsírkészletek szabályozásáért, az energiafelhasználásért és a testtömeg-növekedésért [12]. Az étkezés típusa és mennyisége jelentősen befolyásolja a hormonok szintjét és egyensúlyát. Ezeknek a hormonoknak a megzavarása jelentősen befolyásolja a metabolikus szindróma kialakulását elhízott betegeknél [13].

Moringa oleifera A Lam egy kisméretű fa, amely a Moringaceae családhoz tartozik, és Afrikában és Ázsiában termesztik. A levelek M oleifera fitokomponensei és természetes antioxidáns molekulái, köztük vitaminok és karotinoidok miatt gyógyszerészeti aktivitást mutatnak [14, 15]. A. Jótékony farmakológiai hatása M oleifera gyulladáscsökkentő, sebgyógyító, vizelethajtó [16], gombaellenes [17] és antioxidáns [18] aktivitás.

A szimvasztatint Zocor néven forgalmazzák, és a sztatin gyógyszercsoporthoz tartozik, amelyeket a vér koleszterinszintjének csökkentésére használnak különböző körülmények között [19]. A szimvasztatin jelentős védőhatást mutatott az endothel sejtekre és az antikoagulációra [20]. A szimvasztatin sajnos számos káros mellékhatással is jár, például gyomor-bélrendszeri rendellenességek, fejfájás és kiütések [21], és e hatások némelyike ​​valós veszélyt jelent a betegek életére és egészségére [22].

Egyre több tanulmány számolt be a hipoglikémiás és antioxidáns hatásáról Moringa oleifera [14, 15, 18]. Jelen tanulmány a Moringa oleifera levélkivonat a HFD által kiváltott elhízás, oxidatív stressz és a metabolikus hormonok megzavarása ellen a HFD-vel táplált patkányokban, összehasonlítva a koleszterinszint-csökkentő szimvasztatinnal és ezek kombinációjával.

Anyagok és metódusok

Vegyszerek

A szimvasztatint a Global Napi Pharmaceuticals-tól (Egyiptom) szerezték be. A koleszterint a Sigma vegyipari vállalattól (St. Louis, MO, USA) vásároltuk. Az összes többi vegyi anyag analitikai minőségű volt.

Előkészítése Moringa oleifera levél kivonat

A levelek Moringa oleifera helyi manzúrai piacról szerezték be és hitelesítették az egyiptomi Mansoura Egyetem Növénytani Tanszékén. A leveleket megtisztítottuk, szárítottuk és őröltük. Az őrölt leveleket (40 g) etil-alkoholban (70%) maceráltuk folyamatos keverés közben 3 napig 4 ° C-on. Az extraktumot leszűrjük és liofilizáljuk, így szilárd port kapunk, amelyet 4 ° C-on tárolunk. Az extraktum kitermelése 17,5% volt. A jelenlegi kísérletben alkalmazott dózis 300 mg/kg volt, amelyet desztillált vízben készítettek orális beadásra [23].

Állatok

Felnőtt hím Wistar patkányokat, 200–230 g-ot szereztünk be a biológiai termékek és oltások Holding Company-jától (VACSERA, Kairó, Egyiptom). Az állatokat normál laboratóriumi körülmények között rozsdamentes acélból készült ketrecekbe helyeztük, és 12 órás fény/sötét ciklusoknak tettük ki őket. Az összes patkányt egy hétig akklimatizálták a kísérlet előtt. A kísérleti protokollt a laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó Nemzeti Egészségügyi Intézetek (NIH publikáció, 8523, felülvizsgált 1996) irányelveinek megfelelően hajtották végre, és megfelelt az egyiptomi Mansoura Egyetem helyi kísérleti állatetikai bizottságának.

Állatcsoportok

Az állatokat hat, hat patkányból álló csoportba osztottuk. A kontrollcsoport patkányai rendes táplálékot és vizet ad libitumban kaptak. A 2. csoportban a Moringa levélkivonattal (ME) kezelt csoport hat héten keresztül napi 300 mg/testtömeg-kg [23] orális adagolást kapott. A 3. csoportba tartozó patkányok hat héten keresztül naponta kaptak HFD-t. A 4. csoportba tartozó patkányokat HFD-vel etették, és egyidejűleg hat héten keresztül naponta kaptak orális ME-kivonatot. Az 5. csoport HFD-t és szimvasztatint (SIM) kapott 40 mg/kg adagban napi hat héten keresztül. SIM szondával kezelt. A 6. csoportba tartozó patkányok HFD-t, ME-t és SIM-t kaptak ugyanolyan dózisokkal és beadási móddal, mint a többi csoport. A HFD 68% standard chow-étrend, 30% állati zsír és 2% koleszterin keveréke volt [24].

A testtömegeket a kísérlet első napján rögzítettük, majd egymást követő hat héten keresztül hetente digitális mérleg segítségével.

A patkányokat hat hét után egy éjszakán át éheztettük, és ketamin és xilazin keverékkel altattuk. A vérmintákat szívpunkcióval vettük fel. A szérummintákat 5000 x g-vel 10 percig, 4 ° C-on végzett centrifugálás után kaptuk. Az érzéstelenített patkányokat eutanizálták és boncolták, hogy májmintákat kapjanak, amelyeket megtisztítottak és hűtött Tris-HCl pufferban (0,1 M) pH = 7,4 homogenizáltak Potter-Elvehjem szövetdarálókban biokémiai elemzésekhez.

Biokémiai elemzések

A szérum glükóz- és lipidfrakciók (trigliceridek (TG), összkoleszterin (TC) és nagy sűrűségű lipoproteinek (HDL-koleszterin)) szintjét kolorimetriás vizsgálati készlet segítségével vizsgáltuk a Biodiagnostic Co-tól, Egyiptom. Az LDL értékét az eq. LDL = koleszterin - trigliceridek/5 -HDL.

A szérum inzulin-, leptin-, gherlin-, T3- és T4-szinteket patkány ELISA-készletek segítségével becsültük meg (Siemens egészségügyi diagnosztika, Cambridge, MA, USA). Az inzulinrezisztencia (HOMA-IR), a kvantitatív inzulinérzékenység-ellenőrző index (QUICKI) és az aterogén index homeosztázis-modelljének értékelését a korábban leírtak szerint becsülték [25].

Az aszpartát-amino-transzferáz, az alanin-amino-transzferáz, az alkalikus foszfatáz és a gamma-glutamil-transzferáz aktivitását a szérumokban az Elitech Group (Puteaux, Franciaország) készletével mértük.

A malondialdehidet (MDA) az MDA és a tiobarbitursav reakciójával mértük, így tiobarbitursav-reaktív anyagokat (TBARS) kaptunk a gyártó utasításainak megfelelően (Biodiagnositic Kit, Egyiptom). A fehérje-karbonil-szintet a Cayman Chemical (USA) kolorimetrikus vizsgálati készletének utasításai szerint becsültük meg. A nitrogén-monoxidot az egyiptomi Biodiagnositic Kit segítségével becsültük meg. A teljes antioxidáns kapacitást, a glutation (GSH) szintet és a szuperoxid-diszmutáz (SOD), a kataláz (CAT) glutation-peroxidáz (GPx) és a glutation-reduktáz (GR) aktivitásokat a Biodiagnositic Kit-ben leírtak szerint határoztuk meg, Egyiptom.

statisztikai elemzések

Az adatokat a GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software Inc., San Diego, Kalifornia, USA) segítségével elemeztük, és az eredményeket átlag ± SD-ként fejeztük ki (n = 6). Statisztikai összehasonlításokat egyirányú ANOVA alkalmazásával, majd Student’s Newman – Keuls post-hoc teszttel végeztünk. Jelentős különbséget vettek figyelembe a P

Eredmények

A HFD patkányok testtömegének szignifikáns növekedését mutatták a normál étrendű állatokhoz képest (1. táblázat). Két hét Moringa levélkivonat (ME) kezelés jelentősen csökkentette a testtömeg-növekedés százalékát a HFD-vel kiegészített patkányokhoz képest. Az ezt követő testtömeg-növekedés a 3., 4., 5. és 6. héten alacsonyabb volt, mint a HFD csoporté. A szimvasztatinnal (SIM) vagy ME plusz SIM-vel etetett patkányok kisebb testtömeg-növekedést mutattak, mint a HFD-vel táplált patkányok.

Vizsgáltuk az ME és a SIM hatását a lipidekre HFD patkányokban (1. ábra). A HFD-vel hat egymást követő héten táplált állatok szignifikáns növekedést mutattak az összes lipidben, koleszterinben, trigliceridekben és LDL-ben, csökkent HDL-t (1. ábra) és megnövekedett aterogén indexet (1. ábra) összehasonlítva a normál táplálékkal etetett kontroll patkányokkal. Az ME, SIM vagy mindkét szerrel végzett kezelés jelentősen megakadályozta a dyslipidaemiát és csökkentette az aterogén indexet HFD patkányokban. Hasonló eredményeket kaptunk a standard gyógyszer SIM és SIM plusz ME lipideken és az aterogén indexen.

oleifera

A HFD-vel táplált patkányok szignifikáns növekedést mutattak a szérum glükóz-, leptin- és inzulin- és gherlinszintjeiben (2. ábra). Szintén megfigyelték a HOMA-IR szignifikáns növekedését és a QUICKI szignifikáns csökkenését a kontroll állatokhoz képest (2. ábra). A ME-vel történő egyidejű kiegészítés megakadályozta a hiperglikémiát, és enyhítette az inzulin-, gherlin- és leptinszint változását. Hasonló hatásokat figyeltek meg a SIM-kezelés és a SIM és ME kombinációja után. A HFD patkányok ME és SIM kombinációval történő kezelése 6 héten keresztül minden egyes szerhez viszonyítva kiemelkedően jó hatással volt az inzulinra és a leptinre.

A HFD-vel táplált patkányok a T3 és T4 vérszintjének szignifikáns csökkenését mutatták a kontroll csoporthoz képest (3. ábra). Az ME, SIM és ezek kombinációjával végzett kezelés jelentősen enyhítette ezeket a változásokat, és összehasonlítható értékeket mutatott a kontroll csoporthoz képest.

A 4. ábra azt mutatja, hogy a 6 hétig HFD-vel táplált patkányok szignifikáns emelkedést mutattak a májenzimekben, beleértve az ALT-t, az AST-t, az AP-t és a GGT-t a kontroll csoporthoz képest. A HFD-vel egyidejűleg végzett ME-kezelés jelentősen enyhítette a májenzimek növekedését. Hasonló eredményeket kaptunk a standard gyógyszer SIM, valamint a SIM és ME kombinációjával.

A HFD patkányok jelentősen megnövelték a lipidperoxidációt, a fehérje oxidációját és a nitrogén-oxidot (5. ábra), és csökkentették a máj GSH és GR, GPx, SOD és CAT aktivitását (6. ábra). A ME, SIM vagy ezek kombinációjával végzett kezelés jelentősen megakadályozta ezeket a változásokat az oxidatív stressz paraméterekben és az antioxidánsokban a májban. A SIM és ME kombinációja kiváló hatást gyakorolt, mint minden egyes gyógyszer önmagában (5. ábra).

Vita

Jelen tanulmány feltárta, hogy a HFD növelte a szérum glükóz-, inzulin- és leptinszintjét, valamint megnövelte a HOMA-IR értékeket, amelyeket jelentősen javított az ME, SIM és ezek kombinációjának egyidejű kiegészítése a kontroll patkányokhoz képest. A ME hasonló hatásokat mutatott, mint a SIM és ezek kombinációja. A ME javította a szöveti inzulinrezisztenciát, a glükózszintet és csökkentette a testtömeg-növekedést a HFD-vel táplált patkányokban, ami alátámasztja a polifenolban gazdag növényi kivonatok alkalmazásával végzett korábbi vizsgálatokat [28, 29]. Az inzulin és a glükóz szabályozza a leptin szintjét. Korábbi tanulmányok pozitív összefüggést mutattak a leptin és a testzsírok inzulin általi szabályozása és a glükóz metabolizmusa között [31]. A megemelkedett leptin visszatükrözte az inzulinrezisztenciát [32], és szignifikáns összefüggést mutatott a HOMA-IR-vel [13].

A jelenlegi tanulmány kimutatta, hogy a gherlin szekréciója jelentősen csökkent a HFD-vel táplált patkányokban. A csökkent gherlin szekréció mechanizmusa nem világos. Négy javasolt tényező magyarázza a gherlin szintek elnyomását, beleértve a hiperinsulinémiát [33], a hiperglikémiát [34], a hiperleptinémiát [35] és az emelkedett testtömeget [36]. A jelenlegi tanulmány ezeket a lehetőségeket támasztja alá a megnövekedett inzulin-, leptin- és glükózszinteken, valamint a megnövekedett testtömegen HFD-vel táplált patkányokban. A gherlin szekréciójának elnyomása a patkány gyomrából a gyomor magasabb szomatosztatin felszabadulásához kapcsolódik [37]. Ezek az eredmények azt jelzik, hogy számos hormonális jel szabályozza a gherlin szekrécióját a gyomorból. Az ME, SIM és ezek kombinációjával végzett kezelés javította a gherlin szintet, és a kombinált kezelés jobb volt a gherlin szintek upregulációjában HFD-vel táplált patkányokban.

Jelen tanulmány alacsony T3 és T4 szintet mutatott ki HFD-vel táplált patkányokban, ami hipotoxinémiára utal. Ez a megállapítás alátámasztja azt a közelmúltbeli jelentést, miszerint a HFD fokozott bevitele és a szérum lipidfrakciók megnövekedése a pajzsmirigy lipidprofiljának zavarait és hipotoxinémiáját, valamint a megnövekedett TSH szintet eredményezte a csökkent pajzsmirigyhormonok hatására [38], amelyet az étrend módosítása enyhített [39]. A pajzsmirigy homeosztázisának fenntartása elengedhetetlen az emberi egészség szempontjából. Az egyidejű ME bevitele korrigálta a pajzsmirigyhormonok zavarát, valószínűleg a hipotalamusz-hipofízis-pajzsmirigy tengelyen keresztül [40].

A ME kezelés számos antioxidánst normalizált a HFD-vel táplált patkányok májában. A szuperoxid-diszmutáz (SOD) és a kataláz (CAT) két antioxidáns enzim, amelyek felelősek a szuperoxid-anionok hidrogén-peroxiddá, vízzé és oxigénné történő lebontásáért. A SOD kiküszöböli a szuperoxid gyököket a májban, és csökkenti a vércukorszintet [47]. Az ME-vel való egyidejű kezelés magasabb SOD és CAT aktivitást eredményezett a HFD-vel táplált patkányok májjában, ami azt jelzi, hogy ME képes elszennyezni az ROS-t vagy megvédeni a szuperoxid gyököket elimináló SOD/CAT rendszert. A szervezetben a redox egyensúly megváltozásának meghatározása szempontjából fontos tényező a teljes antioxidáns kapacitás (TAC), amely kifejezi a fő eltávolító képességet [48]. A jelenlegi tanulmány kimutatta, hogy az ME fokozta a TAC-ot a HFD-vel táplált patkányok májjában, ami jelzi az ME antioxidáns képességét.

A HFD-vel táplált patkányok ME-kezelése után megfigyelt védelem az ME profilaktikus hatását sugallta a HFD által kiváltott anyagcserezavarral szemben a ROS normalizálása révén. A ME szabályozta a glutationt (GSH) a HFD-vel táplált patkányok májjában a kontroll patkányokhoz viszonyítva. A GSH fontos a szabad gyökök eliminálásában, és a glutation-peroxidáz (GPx) szubsztrátjaként működik, hogy semlegesítse a lipid sejtmembránokban található hidrogén-peroxidot és szerves hidroperoxidokat az oxidatív károsodások ellen [49]. A GPx fokozódó aktivitása figyelemre méltóan csökkenti a máj oxidatív stresszét [50]. Az ME lipid- és fehérjeoxidációra kifejtett antioxidáns hatása összefüggésben lehet e növényi kivonat fenolos vegyületeivel. Nevezetesen, a redukált és oxidált glutation (GSH/GSSG) aránya kulcsszerepet játszik az elhízás glükóz homeosztázisában, mivel a szulfhidrilcsoportok kulcsfontosságúak a hepatocita redox állapotban [51]. A ME-nek a glutation-reduktáz (GR) aktivitásának javításával lehet szabályozni a GSH-tartalmat, ami a GSSG-t GSH-ra redukálta és a GSH/GSSG arányt javította. Ezek a változások következtében csökkent a lipid- és fehérjeoxidáció, valamint javult a glükóz és anyagcseréje.

A HFD rontja a nitrogén-oxid (NO) stabilitását és szintézisét, és inzulinrezisztenciát vált ki [52]. Az NO-t extenzíven termelik az endothel sejtek, a Kupffer sejtek és a hepatocyták a gyulladásra reagálva [53]. A túlzott NO-termelés citotoxikus a hidroxilgyökök képződése miatt, és oxidatív stresszt indukálhat [54]. Jelen tanulmány magas NO-szintet mutatott ki a HFD-vel táplált patkányokban. Ez az emelkedés jelentősen enyhült az ME, SIM és ezek kombinációjával végzett kezelés után. Az alacsony NO-termelés fokozza a glükóz anyagcserét a vázizom glükózfelvételének szabályozásával a Glut transzporteren keresztül, és fokozza és aktiválja a mitokondriális biogenezist [55]. Ez a hatás lehet az ME potenciális védő mechanizmusa az elhízott alanyok májában.

A máj egy multifunkcionális szerv, amely felelős az egész test anyagcseréjéért, és fokozott ROS termelésnek és oxidatív stressz károsodásnak van kitéve [53]. Ez a szerep fokozza a metabolikus szindróma és a májkárosodás kiváltását. Az oxidatív stressz elnyomása és a szisztémás antioxidánsok ME által történő szabályozása fontos szerepet játszhat a májvédelemben a HFD fogyasztása során. A ME megvédte a HFD-vel táplált egerek máját, amit a májfunkciós enzimek, köztük az ALT, az AST, az AP és a GGT normalizálása jelzett.

Összefoglalva, Moringa a levélkivonat kontrollálta a testtömeg-növekedést, ha HFD-vel egyidejűleg adják, ami alacsonyabb elhízási állapotot jelez. Ez a hatás a szérum lipidfrakciók, a glükóz, az anyagcsere-hormonok, valamint az alacsonyabb oxidatív stressz és a máj működésének javulásával járt. Az elhízással kapcsolatos enyhítő változások mögöttes mechanizmusa a ME-ben lévő polifenolok antioxidáns hatásának tulajdonítható. A redox egyensúlyi utak javítása jó terápiás stratégia az elhízás és az azzal összefüggő káros következmények esetén.

Az adatok és anyagok rendelkezésre állása

A jelenlegi vizsgálat során felhasznált és/vagy elemzett adatkészletek ésszerű kérésre a megfelelő szerzőtől elérhetőek.