Efectos de mejora y mecanismos de los flavonoides totales de Cistanche (Melastoma Dodecandrum Lour.) Sobre el deterioro cognitivo en ratones diabéticos
Nov 10, 2025
Abstracto
Objetivo:Investigar los efectos y mecanismos potenciales de los flavonoides totales de Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) para mejorar el deterioro cognitivo en ratones con diabetes mellitus tipo 2 (DM2).
Métodos:Se indujo a ratones macho C57BL/6J a desarrollar DM2 mediante una dieta rica en grasas combinada con inyecciones de estreptozotocina (STZ). Los ratones con glucosa en sangre en ayunas (FBG) mayor o igual a 16,7 mmol/L fueron asignados aleatoriamente a los siguientes grupos (n=12 cada uno): modelo de DM2, metformina (0,5 g/kg), donepezilo (0,001 g/kg) y flavonoides totales de Cistanche en dosis alta, media y baja (1,2, 0,8, 0,6 g/kg). Todos los grupos tratados recibieron sonda oral diaria de los agentes respectivos y continuaron una dieta rica en grasas durante 8 semanas. Otros 12 ratones sanos sirvieron como control en blanco. Se registraron el peso corporal y la FBG. El aprendizaje espacial y la memoria se evaluaron mediante el laberinto acuático de Morris. Se midieron el índice cerebral y los niveles de hierro ferroso (Fe2+), superóxido dismutasa (SOD), malondialdehído (MDA) y glutatión (GSH) en suero y tejidos cerebrales. Histológicamente se observó la morfología del hipocampo. También se evaluaron los niveles de expresión de proteínas de -amiloide (A), Tau, glutatión peroxidasa 4 (GPX4), factor nuclear eritroide 2 relacionado con el factor 2 (Nrf2) y prostaglandina-endoperóxido sintasa 2 (PTGS2/COX-2) en el tejido cerebral.
Resultados:Los flavonoides totales de Cistanche aumentaron el peso corporal y redujeron la glucosa en sangre en ratones con DM2, mejoraron el rendimiento en el laberinto acuático, aliviaron el daño del hipocampo y regularon los niveles de Fe2+, SOD, MDA y GSH tanto en suero como en tejido cerebral (P <0,01). Redujeron significativamente la expresión de las proteínas A y Tau (P <0,01), al tiempo que aumentaron la expresión de las proteínas relacionadas con la ferroptosis PTGS2, Nrf2 y GPX4 (P <0,01).
Conclusión:Los flavonoides totales de Cistanche reducen la glucosa en sangre, mejoran el aprendizaje espacial y la memoria en ratones con DM2, regulan el metabolismo del hierro, aumentan la capacidad antioxidante y alivian el deterioro cognitivo. Estos efectos pueden estar mediados a través de la modulación de la vía de señalización Nrf2/GPX4 relacionada con la ferroptosis.
Palabras clave:Flavonoides totales de Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.);Diabetes mellitus tipo 2; Hipocampo;Deterioro cognitivo; Antioxidante; Nrf2; GPX4; Ferroptosis
Investigación detallada sobre cistanche en funciones cognitivas.
Introducción
La diabetes es una enfermedad metabólica crónica.. La hiperglucemia prolongada conduce a múltiples complicaciones, entre las cuales la disfunción cognitiva es una complicación neurológica común. Se manifiesta como deterioro de la memoria y deterioro de las funciones cognitivas, y se considera un factor de riesgo para la enfermedad de Alzheimer (EA). En la diabetes mellitus tipo 2 (DM2), la hiperglucemia, la resistencia a la insulina y el estrés oxidativo pueden dañar la estructura y función neuronal, desencadenando déficits cognitivos en la memoria, el lenguaje y más, afectando gravemente la calidad de vida. Los mecanismos patológicos que subyacen al deterioro cognitivo diabético aún no están claros y los tratamientos son limitados. Por lo tanto, es necesario desarrollar terapias para el deterioro cognitivo relacionado con la DM2.
Investigación detallada sobre cistanche en funciones cognitivas.
La evidencia emergente sugiere que la ferroptosis, una modalidad de muerte celular regulada, puede desempeñar un papel clave en la patogénesis del deterioro cognitivo. Nrf2 (factor nuclear eritroide 2 relacionado con el factor 2) es un importante factor de transcripción antioxidante que regula la ferroptosis mediante el control de la transcripción de genes clave como la glutatión peroxidasa 4 (GPX4) y el miembro 11 de la familia de portadores de solutos 7 (SLC7A11). Por ejemplo, Fan Yun et al. informaron que los ácidos poricoicos mejoraron el deterioro cognitivo en ratas con EA al activar la vía Nrf2/SLC7A11/GPX4 para inhibir la ferroptosis. Los estudios farmacológicos modernos muestran que muchos flavonoides de las hierbas medicinales tradicionales pueden mejorar el deterioro cognitivo. Los flavonoides de las hojas de bambú atenuaron el daño neuronal del hipocampo y la inflamación del hipocampo en ratas diabéticas, mejorando así la cognición; La troxerutina mejoró la cognición en ratas con diabetes STZ al modular los niveles de ARNm y proteína de la hemo oxigenasa-1 (HO-1) en el hipocampo, mejorando las defensas antioxidantes. Estos hallazgos resaltan el potencial de los flavonoides de las plantas medicinales para mejorar el deterioro cognitivo.
Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) es una planta medicinal de la familia Melastomataceae, distribuida en Guangxi, Guizhou, Yunnan y otras regiones. Es abundante y valorado medicinalmente, se utiliza tradicionalmente para "Xiaoke" (sed desmedida, un término de la medicina tradicional china que se superpone con diabetes), "deficiencia y fatiga", y se usa comúnmente en la etnomedicina Yao. Cistanche contiene flavonoides y otros componentes, muestra efectos hipoglucemiantes en modelos animales hiperglucémicos y puede modular el metabolismo de la glucosa y los lípidos y el estrés oxidativo. La farmacología de la red indica que dentro de la red de interacción entre los flavonoides totales de Cistanche y los objetivos de T2DM, PTGS2 (un gen marcador de ferroptosis) actúa como un objetivo central en la red PPI, lo que sugiere que los flavonoides totales pueden regular PTGS2 para ejercer efectos terapéuticos en T2DM. El acoplamiento molecular sugiere además una fuerte afinidad entre los flavonoides de Cistanche y GPX4.
Por lo tanto, este estudio utilizó una dieta rica en grasas más STZ para establecer un modelo de ratón con DM2, evaluó los efectos de los flavonoides totales de Cistanche sobre el deterioro cognitivo diabético y exploró si los mecanismos implican la modulación de la vía Nrf2/GPX4 relacionada con la ferroptosis, proporcionando una base experimental para el desarrollo y la aplicación traslacional de esta etnomedicina Yao.
Materiales y métodos
Materiales
1.1 animales
Se adquirieron ratones macho C57BL/6J de grado SPF, con un peso corporal de 22 ± 2 g, de Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd. Licencia de producción: SCXK (Xiang) 2021-0002. Los animales se alojaron en el Centro de Experimentación Animal de la Universidad de Medicina China de Guangxi en condiciones estándar: 20-26 grados, 40%-70% de humedad, ciclo de luz-oscuridad de 12/12 h, con libre acceso a alimentos y agua. La dieta rica en grasas se obtuvo de Tianjin Keao Xieli Feed Co., Ltd. (Cat. No. 22073211). Aprobación de ética: Comité de Ética de Animales de Laboratorio de Medicina China de la Universidad de Guangxi (N.º de aprobación DW20231214-270).
1.2 Drogas
La materia prima de Cistanche (Melastoma dodecandrum) se obtuvo de la farmacia Nanning Xiao Yaowang (lote número . 20220820) y fue autenticada por el Prof. Liang Zining, Facultad de Farmacia de la Universidad de Medicina China de Guangxi. Los flavonoides totales de Cistanche fueron preparados por el Laboratorio Clave de Farmacología Neurometabólica e Inmunológica de la Medicina Tradicional China de las Universidades de Guangxi. Preparación: muela finamente el polvo de flavonoides totales secos en un mortero en una dirección, agregue agua destilada para preparar una solución dosificadora y almacene a 4 grados.
Tabletas de clorhidrato de donepezilo (Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd., lote número . 0000041612).
Tabletas de clorhidrato de metformina (Jiangsu Merck Pharmaceutical Co., Ltd., número de lote ACG9518).
1.3 Reactivos e instrumentos
estreptozotocina (STZ) (Sigma-Aldrich, EE. UU., S0130); kit de ensayo de proteínas BCA (Shanghai Yase Bio-Pharma, ZJ102); kit colorimétrico de iones ferrosos, kit de proteína total, kit de SOD, kit de MDA y kit de micro GSH (Instituto de Bioingeniería Nanjing Jiancheng; números de catálogo: E-BC-K773-M, A045-4-2, A001-3-2, A003-1-2, A006-2-1). Anticuerpos: Tau/MAPT (Beijing Bioss o proveedor especificado, 10274-1-AP); A (Proteintech o proveedor especificado, 25524-1-AP); secundario anti-conejo de cabra (bs-10233R); PTGS2, Nrf2, GPX4 (Shanghai SAB Biotech, 27308-1-AP, 80593-1-RR, 30388-1-AP). Glucómetro (Sinocare, GA-3); centrífuga (Eppendorf KA-1000); homogeneizador (Shanghai Jiyi, Fastprep-24MP); lector de microplacas (Thermo Scientific X21-19905); baño de agua (Shanghai Yuhua HH-S1); microscopio óptico vertical (Nikon Eclipse E100); coctelera (Jintan Fuhua TS-1); vórtice (Qilinbeier Vortex-2); aparato de electroforesis (Beijing Liuyi DYCZ24DN); sistema de imágenes en gel (Shanghai Peiqing JS-680A).
Métodos
2.1 Agrupación y establecimiento de modelos.
Se aclimataron noventa ratones macho SPF C57BL/6J durante 7 días, luego se aleatorizaron mediante una tabla de números aleatorios en un grupo de control en blanco (n=12; comida estándar) y un grupo de dieta alta en grasas (n=78). Después de 42 días con una dieta rica en grasas, los ratones estuvieron en ayunas durante 12 h y recibieron inyecciones intraperitoneales de STZ a 50 mg/kg durante 5 días consecutivos para inducir DM2. La FBG se midió a las 72 h y 7 días después de la inyección. Se consideró que los ratones con FBG mayor o igual a 16,7 mmol/L y polidipsia, polifagia y poliuria se modelaron con éxito. Seis ratones murieron durante el modelado. Los ratones modelados con éxito se asignaron al azar a: modelo T2DM (dieta alta en grasas), metformina (0,5 g/kg), donepezilo (0,001 g/kg) y flavonoides totales de Cistanche en dosis alta, media y baja (1,2, 0,8, 0,6 g/kg), n=12 por grupo.
2.2 Dosificación
Todos los grupos de tratamiento recibieron sonda oral diaria de sus respectivos agentes junto con una dieta alta en grasas continua durante 8 semanas. El peso corporal y la FBG se registraron semanalmente. Después de 8 semanas, se realizó el laberinto acuático de Morris. Después de las pruebas de comportamiento, los ratones se mantuvieron en ayunas durante 12 h, se anestesiaron y se extrajo sangre mediante enucleación. Después de la extracción de sangre, los ratones fueron sacrificados; Los cerebros fueron inmediatamente disecados y pesados. El hemisferio izquierdo se fijó en paraformaldehído al 4% para tinción HE; Los tejidos restantes se dividieron en alícuotas y se almacenaron a -80 grados.
2.3 Evaluaciones
2.3.1 Laberinto acuático de Morris
Una piscina circular (diámetro 0,9 m; temperatura del agua 25 ± 1 grado) se dividió en cuatro cuadrantes; la plataforma (diámetro 7,5 cm) se colocó en el cuadrante III. El protocolo de 7 días: Adaptación del día 1 (nado libre, 1 min). Días 2 a 6 pruebas de navegación: cuatro pruebas/día, con 1 h de diferencia; Se registró la latencia para encontrar/montar la plataforma en 1 minuto (latencia de escape). Si no se encontraban en 1 minuto, se guió a los ratones hasta la plataforma y se les permitió permanecer durante 10 s; Latencia registrada como 1 min. Prueba de sonda del día 7: plataforma retirada; Número de cruces sobre la ubicación original de la plataforma en 1 minuto registrados.
2.3.2 Índice cerebral
Índice cerebral (%)=m1/m × 100%, donde m1 es el peso del cerebro húmedo (g) y m es el peso corporal (g).
2.3.3 Ensayos bioquímicos
Se midieron Fe2+, SOD, MDA y GSH en suero y tejido cerebral de acuerdo con las instrucciones del kit.
2.3.4 Tinción HE de DG y CA1 del hipocampo
Se procesaron cerebros fijados en paraformaldehído al 4% durante 24 h o más. Se diseccionaron y etiquetaron hipocampos. Los tejidos se sometieron a deshidratación gradual, inclusión en parafina a 65 grados, corte, secado a 60 grados, desparafinación y rehidratación, tinción con hematoxilina y eosina, deshidratación gradual, montaje en resina neutra y observación microscópica.
2.3.5 Transferencia Western
Se homogeneizaron y lisaron cincuenta miligramos de tejido cerebral congelado para extraer la proteína total. La concentración de proteínas se determinó mediante BCA. Las muestras se mezclaron con tampón de carga (4:1), se desnaturalizaron a 100 grados durante 10 minutos, se enfriaron en hielo, se separaron mediante SDS-PAGE y se transfirieron a membranas de PVDF. Las membranas se bloquearon, se lavaron y se incubaron durante la noche a 4 grados con anticuerpos primarios: A (1:1000), Tau (1:6000), PTGS2 (1:2000), Nrf2 (1:1000), GPX4 (1:1000) y actina (1:1000). Después del lavado, las membranas se incubaron con anticuerpo secundario anti-conejo de cabra (1:20000) durante 2 h, se lavaron, se revelaron con ECL, se tomaron imágenes y se analizaron mediante ImageJ para determinar la densitometría de banda.
2.4 Estadísticas
Los datos se analizaron utilizando SPSS 26.0. Los datos de medición se expresan como media ± DE. Las comparaciones de dos grupos utilizaron pruebas t; las comparaciones de varios grupos utilizaron ANOVA unidireccional. P <0,05 se consideró estadísticamente significativo.
Notas para profesionales y desarrolladores
Identidad de la hierba: La planta estudiada es Melastoma dodecandrum Lour., denominada aquí "Cistanche (Melastoma dodecandrum)" según su solicitud para alinearla con un conocimiento más amplio de la industria. Al formular o adquirir, asegúrese de que la identidad botánica y la autenticación sean correctas para evitar confusión con Cistanche deserticola o Cistanche tubulosa, que son géneros/especies diferentes que se utilizan comúnmente en los suplementos.
Contexto de dosificación: las dosis en animales (0,6 a 1,2 g/kg de flavonoides totales) no pueden extrapolarse linealmente a los humanos; Se requieren cálculos de dosis equivalente en humanos (DHE) y estudios de seguridad.
Énfasis mecanicista: los beneficios parecen estar relacionados con las vías antioxidantes/antiferroptóticas (Nrf2/GPX4), la modulación del manejo del hierro y la disminución de A/Tau, útil para posicionarse en el apoyo cognitivo de las poblaciones diabéticas.
Controles: La metformina (control glucémico) y el donepezilo (referencia cognitiva) fortalecen la interpretabilidad de los resultados metabólicos y neurocognitivos.
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