Az allopurinol enyhíti a magas fruktóz-diéta által kiváltott metabolikus szindrómát a

Az allopurinol enyhíti a magas fruktóz-diéta által kiváltott metabolikus szindrómát az adiponektin-receptorok és a hem-oxigenáz-1 expresszió patkányokban történő fokozott szabályozásán keresztül

G. Mostafa-Hedeab 1,2, Mary Shahataa 1, E. Fouaad Ali 3, Dina Sabry 4, EL-Shaymaa EL-Nahass 5, Manal Hassan 6 és Fatma Mahmoud 3

1 Farmakológiai Tanszék orvosi kara, Beni Suef Egyetem, Egyiptom.

2 Farmakológiai Tanszék orvosi kara, Al jouf Egyetem, Szaúd-Arábia.

3 Farmakológiai Tanszék orvosi kara, Kairói Egyetem, Egyiptom.

4 Biokémiai és molekuláris biológiai tanszék Orvostudományi Kairói Egyetem, Egyiptom.

5 Patológiai tanszék állatorvosi kar, Sueni Beni Egyetem, Egyiptom.

6 Biokémiai és molekuláris biológiai tanszék Orvostudományi Kar, Beni Suef Egyetem, Egyiptom.

Absztrakt

Kulcsszavak

Allopurinol; Adiponectin R1/R2; hem-oxigenáz-1 metabolikus szindróma;

Mostafa-Hedeab G, Shahataa M, Ali E. F, Sabry D, EL-Nahass E. S, Hassan M, Mahmoud F. Az allopurinol enyhíti a magas fruktóz-diéta által kiváltott metabolikus szindrómát az Adiponectin-receptorok és a hem-oxigenáz-1 felfelé történő szabályozásával. Kifejezések patkányokban. Biomed Pharmacol J 2017; 10 (4).

Bevezetés

A metabolikus szindróma (SM) a dyslipidaemia, az emelkedett vérnyomás, az IR és a hasi elhízás csoportja. 1 Az SM komponensei és a hyperuricemia között szoros kapcsolat áll fenn. 2 Az allopurinol egy olyan gyógyszer, amely elnyomja a xantin-oxidáz aktivitást, aminek következtében csökken a húgysav és a xantin-oxidáz által közvetített szabadgyökök. 3

Az adiponektin egy hormon, amelyet a fehér és a barna zsírszövet egyaránt termel. Az anyagcsere folyamatok sorozatát modulálja, például a vércukorszint-szabályozást és a zsírsavak oxidációját. 4 Kulcsfehérjének tekintik, amely szabályozza az inzulin aktivitását és csökkenti a szövetek gyulladásos folyamatát. Eközben csökkenti a szisztémás inzulinrezisztenciát (IR), és összességében megjósolja a szív- és érrendszeri betegségeket. 5 Az adiponektin hatását elsősorban az első és a második adiponektin receptor közvetíti (AdipoR1/R2).

A HO-1 egy olyan enzim, amelyet indukálva a hem vas-, biliverdin- és szén-monoxiddá (CO) bomlik le azonos moláris mennyiségben. 6 A stresszt követően a HO-1 indukálódik, ami fontos szerepet játszik a sejt sérülés elleni védelmében. 7

Az L-argininből származó endoteliális sejtek által termelt nitrogén-oxid (NO) három különböző szintáz formában van jelen: neuronális (nNOS), indukálható (iNOS) és endotheliális (eNOS), amelyek között az eNOS által generált NO fontos védő szerepet játszik a máj megőrzésén keresztül. véráramlás, a leukocita adhézió megakadályozása, a vérlemezkék aggregációjának csökkenése és a szabad gyökök felszámolása. 8.

A jelenlegi vizsgálat célja az volt, hogy értékelje az allopurinol HFD által termelt SM-re gyakorolt hatását, hangsúlyozva az AdipoR1/R2, HO-1 és eNOS lehetséges hatását a különböző szövetekben.

Anyag és módszerek

Kábítószerek és vegyszerek

Allopurinol: Zyloric tabletta, 100 mg (GSK, Egyiptom). Az összes tablettát desztillált vízben összetörtük, és lehetővé tettük a teljes oldódást.

Fruktóz: Uni-fruktóz por, amelyet az Universal Industrial Pharmaceutical Co. (UNIPHARMA) - Egyiptom vásárolt.

Állatok

Huszonegy hím Sprague Dawley patkányt vontak be (súlya 140-155 gm), és azokat a helyi etikai bizottsági irányelveknek megfelelően kezelték, amelyek egyetértenek Helenskiével, az állat ezután fémketrecekbe rakta a naponta 12 órát sötétet és 12 órát. ingyen, mielőtt megkezdené a kísérletet az akklimatizációra. E munka jegyzőkönyvét elfogadta az egyiptomi Beni Suef orvosi főiskola etikai bizottsága.

9,2% zsírból, 52,8% szénhidrátból és 38% fehérjéből álló szokásos étrendet használtak patkányok etetéséhez, vízmentes hozzáféréssel, két csoportba sorolva.

A csoport (normál kontrollcsoport): Hét patkánynak kaptak standard chow étrendet és hordozót (víz, 1 ml/kg).

B csoport: Tizennégy patkány kapott fruktózt és normál rágótáplálékot tartalmazó HFD-t 6: 4 arányban 8 hétig (a kísérlet végéig). 9 A B csoportot további két csoportra osztották, mindegyikben hét patkány:

B1 csoport: csak HFD-t kapott és 1 ml/kg desztillált vizet szájon át.

B2 csoport: allopurinolt (5 mg/kg) kapott szájon át.

Az allopurinolt és a desztillált vizet naponta adták a 4. héttől kezdve, és utána négy hétig tartottak.

A 8. hét végére az összes patkány vérnyomását és vérnyomását (átlag (MBP), szisztolés (SBP) és diasztolés (DBP)) digitálisan rögzítettük egy non-invazív vérnyomáselemzéssel farok-mandzsetta vérnyomásmérővel. módszer (Bioszintézis Biotechnológia TSE-rendszer, Homburg, Németország). Háromszor mértük a vérnyomást, és megkaptuk a mérés átlagát, majd az összes patkányt leöltük, a patkányok vese, máj, szív, lép és hasnyálmirigy súlyát feljegyeztük a PCR és a hisztopatológia előtt.

Biokémiai vizsgálat

Inhalációs érzéstelenítésben 5 ml vérmintát vettünk legalább 6-8 éhgyomri óra után (éjszakán át éheztettük), 804,96 g-vel 20 percig centrifugáltuk. és a szérumot tiszta fiolákban -20 ° C-on tároltuk. Az inzulin, a glükóz (Monobind Inc., USA), a szérum húgysav (SUA), az alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin (LDL-c), a nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin (HDL-c), a trigliceridek (TG), a kreatinin, a karbamid szintje A nitrogént (BUN) (Biodiagnostic, Egyiptom) speciális készletek felhasználásával becsültük meg, a gyártó útmutatásait követve.

Az inzulinrezisztencia homeosztázisának kiszámítása (HOMA-IR; IR Index)

Az IR homeosztázisát (HOMA-IR) Matthews et al. 1985 a következő egyenlet alkalmazásával: HOMA-IR = éhomi glükóz (mg/dL) × éhomi inzulin (µU/L)/405. 10.

Az első és a második adiponektin receptor (adipo R1/R2) (ADIPO R1/2), a hem-oxigenáz-1 (HO-1) és az endotheliális nitrogén-oxid szintáz (eNOS) expressziós vizsgálata hasnyálmirigy-, máj-, vese- és szívszövetekben:

RNS extrakció

A teljes RNS-t az összes vizsgált csoport hasnyálmirigyéből, májából, veséjéből és szívszövetéből extraháltuk a gyártó utasításainak megfelelően, az QiagenInc (USA) QIamp RNS készletével. A tisztítás értékeléséhez az extrahált RNS-t spektrofotometriával 260 nm-en kvantáltuk.

Valós idejű PCR (RT-PCR)

RT-PCR kísérleteket végeztek HO-1, eNOS, adiponectin receptor1 (AdipR1) és adiponektin receptor2 (AdipR2) kimutatására a megfelelő primer szekvenciák alkalmazásával, amint az az 1. táblázatban látható. Az extrahált RNS 1000 ng-jából cDNS-t szintetizáltunk 1 µl (20 pmol) antiszensz primerrel és 0,8 ml szuperszkript madár myeloblastosis vírus (AMV) reverz transzkriptázzal 60 percig, 37 ° C-on. A Fast Start Universal Syber Green Master keveréket (Thermo Scientific) az Applied Biosystem Instrument alkalmazásban használták, a 2.1-es szoftver verzióval (StepOne ™, USA). Röviden, 20 µl-t készítettünk, amelyből 5 µl szintetizált cDNS-t adtunk a PCR-hez, mindegyik előre és reverz primer 0,5 mM végső koncentrációját és 12,5 µL Syber Green Master keveréket használtunk. A ciklus körülményei közé tartozik az enzimaktiválás 95 ° C-on 15 percig, majd 40 ciklus 95 ° C-on 10 másodpercig és 60 ° C-ig 60 másodpercig. A sikeresen amplifikált célokat Ct-értékekben vagy abban a ciklusban fejezzük ki, amelynél a cél-amplikon kezdetben detektálásra került a háttérfluoreszcencia szintek felett, a műszer szoftverével meghatározva. Minden RT-PCR mintát legalább háromszor elvégeztünk. A PCR adatlap tartalmazza a vizsgált gének és a házmegőrző gén (Β-aktin) Ct értékeit. A célgének relatív kvantálását a.

1. táblázat: A qRT-PCR-hez használt oligonukleotid primerek szekvenciái

Szövettani vizsgálat

Fénymikroszkópia

Szobahőmérsékleten; a májból, a szívből és a veséből vett mintákat összegyűjtöttük és 10% -os pufferolt formalinban fixáltuk 72 órán át. A minták vágását egy köbcentiméter nagyságúra végezték. Rutin szövettani eljárásokat (dehidratáció, ürítés és paraffin beágyazás) hajtottunk végre. 4-6 μm vastagságú szakaszokat rutin hematoxilinnal és eozinnal, valamint Masson trichrom foltjaival festettünk a kollagén azonosításához. 11.

Morfometria

A festett Masson trichrom metszeteinek morfometriai elemzését máj-, szív- és vesemintákon végeztük. A morfometriai elemzés fő paramétere a kollagéntartalom terület százalékos mérése volt. A méréseket mindegyik patkány harminc nem átfedésében végeztük x100 (májminták) és x200 (szív és vese minták) nagyítással.

Statisztikai analízis

Az adatok átlag ± SD értékként vannak feltüntetve

* Jelentős a Normal Control Group-hoz képest (P érték 12

HFD által kiváltott allopurinollal javított BW kezelés. Korábbi eredmények szerint a SUA szint korrelál az izom- és zsírtömegekkel. Az allopurinol jótékony hatása a testtömeg (BW) csökkentésében az antihiperurikémia hatása révén lehet. 14

A HFD hipertónia indukcióját eredményezi, amelyet az allopurinol egymás után megfordít. Jelen eredmény összhangban áll más kísérleti 15 és klinikai vizsgálatokkal is. 16.

A hiperurikémia hajlamosíthatja a magas vérnyomást az Ang II termelés stimulálása és az AT1 17 által közvetített oxidatív stressz révén, vagy a proximális tubulus keringő Ang II iránti érzékenységének növelésével. 18.

Az endoteliális nitrogén-oxid szintáz (eNOS) NO-t termelt, amely erős értágító. Sima izomlazítás indukciójával fokozza az acetilkolin, a bradikinin és a P anyag hatását az érágyakban. 19 Jelen munka során a magas vérnyomás a HFD csoportban az eNOS szint jelentős csökkenésével járt, amelyet az allopurinol a legtöbb szövetben egymás után megfordított.

Az SUA fontos szerepet játszik az IR súlyosbodásában. 20 Adenin-monofoszfát-deamináz (AMPD) stimulálása és az AMP-aktivált protein-kináz (AMPK) enzimaktivitás gátlása révén fokozhatja a máj glükoneogenezis termelését. Az AMPD serkenti a máj glükoneogenezisét. 21 Csökkentette az inzulin által stimulált glükózfelvételhez elengedhetetlen eNOS-termelést. 22.

Az AdipoR1 és R2 fontos szerepet játszik a glükóz anyagcsere és az inzulinérzékenység in vivo szabályozásában. Az adiponektin receptoraihoz való kötődése a glükóz transzporter 4 transzlokációjához vezet a sejtmembránhoz, ami fokozott glükóz transzportot eredményez és elősegíti a glikogén szintézist 24, amely IR javulást eredményez.

Ebben a tanulmányban a HFD szignifikánsan megemelte a vércukorszintet, az inzulint és az IR-t, csökkent adipoR1/R2 expressziós szintekkel együtt minden vizsgált szövetben (máj, vese, szív és hasnyálmirigy), ami összefüggésben áll az eNOS jelentős csökkenésével a májban, a vesében és a májban. a HFD csoport (B1) szívszövetei az A csoporthoz képest.

Az AdipoR1/R2 és az eNOS jelátvitelének alacsonyabb szabályozása az adiponektin hatékonyságának csökkenését eredményezi, ami IR-hez vezet. 25 Az AdipoR1 vagy AdipoR2 uregulációja a db/db egerek májában is jelentősen enyhítette a cukorbetegséget. 23 E vélemény alapján az AdipoR1/R2 agonisták vagy bármely olyan szer használata, amely növeli az AdipoR1/R2 expressziót, új kezelést jelenthet az IR és a 2-es típusú cukorbetegség számára.

A jelenlegi vizsgálatban az allopurinol szignifikánsan csökkentette az inzulinszintet, amely a hasnyálmirigy AdipoR1/R2 felpörgetésével jár; ráadásul az allopurinol normalizálja a hasnyálmirigy AdipoR2 jelátvitelt, miközben az eNOS jelátvitelben jelentéktelen különbségek vannak a HFD csoporthoz képest, ami azt jelzi, hogy az allopurinol főleg az AdipoR1/R2 felfelé történő szabályozása miatt szabályozhatja az inzulin szekrécióját.

Az éhomi glükóz főleg a máj glükóztermelését tükrözi, 26 a glükóz és a HOMA-IR főleg a máj inzulinrezisztenciáját tükrözi. Jelen munkánkban az allopurinol csökkenti a vércukorszintet és az IR-t a HFD-csoporthoz képest a normális májépítészet helyreállításával, ezt a máj AdipoR1/R2 és eNOS expressziójának növekedésével együtt futtatják. Meglepő módon az allopurinol normalizálja az IR, a glükózszintet, jelezve, hogy az allopurinol normalizálhatja a glükózszintet az AdipoR1/R2 és az eNOS expresszió kombinált szabályozásával a májszövetekben.

Az allopurinol szignifikánsan csökkentette a kreatinin és a BUN szintjét a HFD csoporthoz képest, míg jelentéktelen különbségek vannak a vivőanyag-csoporthoz képest, vagyis normalizálta ezeket a paramétereket.

Az allopurinol a vese védelmét közvetítette az eNOS és a HO-1 expressziójának megnövekedésével a HFD csoporthoz képest, ez a megfelelő szövettani vizsgálat kollagéntartalmának jelentős javulásával vagy közvetett módon a glükóz és IR állapot javulásával jár együtt.

A HO-1 egy indukálható enzim, amely lebontja a hemet, hogy egyenlő moláris mennyiségű szénmonoxidot (CO), vasvasat és biliverdint képezzen. 6 A stresszt követően a HO-1 indukálódik, ami fontos szerepet játszik a sejt sérülés elleni védelmében. A 7 HO-1 megvédi az érrendszeri betegségeket azáltal, hogy elősegíti az endothelsejtek életképességét és működését. 27 a CO-generáció révén, amely erős anti-apoptotikus tulajdonságokkal rendelkezik, vagy a mérgező szabad hem katabolizmusából származó biliverdin és bilirubin előállításával, amely erős antioxidáns aktivitással rendelkezik. 28.

Az allopurinol szignifikánsan javítja az összkoleszterin, a TG-k, a HDL-c és az LDL-c szintjét a HFD csoportban mért értékhez képest, ezek az eredmények egy másik, fruktózzal táplált patkányokon végzett vizsgálattal futnak. 29.

A diszlipidémia allopurinol-javulása korrelál az AdipoR1/R2 felfelé irányuló szabályozásával, vagy az eNOS-expressziók következményeként.

Az AdipoR1/R2 az AMP-aktivált kináz (AMPK) és a PPAR aktivitásának növelésével szabályozza a lipid anyagcserét. Az Adiponectin kötődése az AdipoR1/R2-hez apoptózis elleni védelmet eredményez; míg az adiponektin - azonosítatlan adiponektin receptoron keresztül aktiválja az NF-kB-t, ami az IL-6 makrofágok növekedéséhez vezet. 23

Jelen tanulmányban a kollagén rostok proliferációjának vagy fibrózisának detektálását a Masson Trichrome (MT) festett paraffinba ágyazott szakaszainak felhasználásával végeztük. Súlyos fokú fibrózis lehet a HFD-vel kezelt csoport (B1) különböző szerveiben, beleértve a májat, a vesét és a szíveket is, ahol a legmagasabb a kollagén területi aránya, összehasonlítva más csoportokkal. Ezt a megállapítást más tanulmányok is alátámasztják, amelyek megemlítették, hogy a fruktózban gazdag étrend elősegítette az oxidatív stresszt és az ROS a CD36 szabályozását, majd TLR4/6-IRAK4/1-függő módon provokálta az NLRP3 gyulladást, ami fibrózis és gyulladás kialakulásához vezetett metabolikus szindrómában szenvedő patkányok. 30 Ezen túlmenően nem volt kimutatható szignifikáns különbség a fibrózisban a vivőanyaggal és az allopurinollal kezelt csoport között. Eredményeinket Kang et al. akik bebizonyították az allopurinol kardio protektív hatását a HFD által kiváltott gyulladás és fibrózis ellen. 30

Következtetés

az allopurinol jó hatóanyag lehet az MS-komponensek enyhítésére, adott esetben az adipo R1/R2, HO-1 és eNOS- különböző szövetekben történő szabályozásával; azonban további kísérleti és klinikai vizsgálatokra van szükség a várható allopurinol-haszon súlyozásához a hosszú távú alkalmazással kapcsolatos mellékhatások ellen.