Efectos hipoglucémicos e hipolipidémicos de los glucósidos totales de Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
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Kuiniu Zhu a,b,1, Zhaoqing Meng a,c,1, Yushan Tian d, Rui Gu a, Zhongkun Xu a, Hui Fang a, Wenjun Liu a, Wenzhe Huang a, Gang Ding a, Wei Xiao a,*
RESUMEN
Relevancia etnofarmacológica:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) es un componente recetado con frecuencia en muchas recetas herbales tradicionales que se usan para tratar la diabetes en China. En estudios recientes se ha confirmado la actividad antidiabética de los extractos de Cistanche tubulosa. Sin embargo, no se ha informado de ninguna investigación sistemática sobre los glucósidos totales de Cistatnche tubulosa (TGCT).
Objetivo del estudio:El presente estudio tuvo como objetivo investigar los efectos hipoglucémicos e hipolipidémicos de TGCT y los posibles mecanismos en ratas diabéticas inducidas por dieta/estreptozotocina (STZ), y caracterizar químicamente los principales constituyentes de TGCT.
Materiales y métodos:Los componentes principales de TGCT se caracterizaron por HPLC/Q-TOF-MS y la cuantificación analítica se realizó con HPLC-DAD. Se indujo a ratas diabéticas tipo 2 con una dieta rica en grasas y sacarosa (HFSD) y una sola inyección de STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg y 200 mg/kg) o metformina (200 mg/kg) se administraron por vía oral durante 6 semanas. El peso corporal y la ingesta de calorías se controlaron durante todo el experimento. Se analizó glucosa plasmática en ayunas (FPG), prueba de tolerancia oral a la glucosa (OGTT), área bajo la curva de glucosa (AUC-G), hemoglobina glicosilada (HbA1c), insulina en ayunas, péptido C sérico, contenido de glucógeno e índice de sensibilidad a la insulina. . Se ensayaron los niveles de proteína quinasa B fosforilada y glucógeno sintasa quinasa 3 fosforilada, las actividades de hexoquinasa y piruvato quinasa. Mientras tanto, se midieron los cambios en los perfiles de lípidos séricos, superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa, malondialdehído y factores inflamatorios. La histología del páncreas también se evaluó mediante tinción con hematoxilina-eosina.
Resultados:Nuestra investigación reveló la presencia de glucósidos feniletanoides (PhG): echinacósido (500,19 ± 11,52 mg/g), acteósido (19,13 ± 1,44 mg/g) e isoactósido (141,82 ± 5,78 mg/g) en TGCT. Las pruebas farmacológicas indicaron que TGCT revirtió significativamente la pérdida de peso inducida por STZ (11,1 por ciento, 200 mg/kg); disminución de FPG (56,4 por ciento, 200 mg/kg) y HbA1c (37,4 por ciento, 200 mg/kg); mejoró la OGTT, AUC-G y la sensibilidad a la insulina; aumento del contenido de glucógeno (40,8 por ciento en el hígado y 52,6 por ciento en el músculo, 200 mg/kg) y las actividades de las enzimas metabolizadoras de carbohidratos; cambios en el perfil de lípidos regulados y las actividades de las enzimas antioxidantes; disminución de los marcadores séricos de estrés oxidativo e inflamación de forma dependiente de la dosis (p <>
Conclusiones:Este estudio confirmó que TGCT era un agente nutricional eficaz para mejorar la hiperglucemia y la hiperlipidemia en ratas diabéticas inducidas por dieta/STZ, lo que podría atribuirse en gran medida a las actividades de TGCT sobre la inhibición del estrés oxidativo y la inflamación.
atribución de cistanchea las actividades sobre las inhibiciones deestrés oxidativoyinflamación.
1. Introducción
La diabetes mellitus se considera una enfermedad metabólica, que se caracteriza por hiperglucemia resultante de una producción deficiente de insulina o/y resistencia a la insulina (RI) (American Diabetes Association, 2019). La hiperglucemia crónica se asocia con múltiples complicaciones graves, como nefropatía, retinopatía, neuropatía y problemas cardíacos (Ekoe, 2019). Se estima que la cantidad de personas diabéticas en el mundo en 2019 será de 463 millones (9,3 por ciento), aumentando a 578 millones (10,2 por ciento) para 2030 y 700 millones (10,9 por ciento) para 2045 (Saeedi et al., 2019). Varios fármacos como la metformina (Met, que aumenta la producción de glucógeno hepático), la insulina (que suprime la producción de glucosa y aumenta la utilización de glucosa) y las sulfonilureas (que estimulan las células de los islotes pancreáticos para que secreten insulina) son eficaces para reducir la glucemia. Sin embargo, muchas reacciones adversas indeseables (incluyendo aumento de peso, hipoglucemia, RI y edema) habían limitado su uso (Moller, 2001). Por lo tanto, muchos investigadores han estado buscando compuestos biológicamente activos de extractos de plantas tradicionales para el tratamiento de la diabetes en los últimos años (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) se ha utilizado ampliamente en la medicina tradicional china, que se prescribe con frecuencia en fórmulas tradicionales para tratar la deficiencia renal, la infertilidad femenina y la diabetes mellitus (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). Estudios recientes han informado que el extracto acuoso de Cistanche tubulosa mostró efectos hipoglucémicos e hipolipidémicos en ratones db/db con diabetes mellitus tipo 2 (T2DM) (Xiong et al., 2013), y mejoró los niveles de glucosa en sangre, IR y peroxidación lipídica en estreptozotocina (STZ)-ratas diabéticas inducidas por nicotinamida (Kong et al., 2018). Los glucósidos feniletanoides (PhG) son los principales constituyentes de Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014), que ha exhibido diversas actividades biológicas como la antioxidación (Xue et al., 2017) y anticancerígena (Fu et al., 2019) . Además, los PhG inhibieron significativamente el aumento de los niveles de glucosa en sangre posprandiales en ratones cargados con almidón (Morikawa et al., 2014), suprimieron la captación de glucosa mediada por el cotransportador de glucosa dependiente de sodio 1-en las células epiteliales intestinales (Shimada et al., 2017), e inhibió la actividad de la aldosa reductasa en el cristalino de rata (Morikawa et al., 2019). Sin embargo, ninguna investigación anterior ha investigado la actividad antihiperglucémica de los glucósidos totales de Cistanche tubulosa (TGCT).
En el presente estudio, las propiedades antidiabéticas de TGCT se han evaluado en una dieta rica en grasas y sacarosa (HFSD) y ratas diabéticas inducidas por STZ. Además, también se investigaron las actividades antioxidantes y antiinflamatorias para comprender de manera integral el mecanismo potencial de TGCT.
2. Materiales y métodos
2.1. Sustancias químicas y reactivos
STZ se adquirió de Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, EE. UU.). Met se obtuvo de Sino-American Shanghai Squibb Pharma. Los kits ELISA de insulina, péptido C fueron suministrados por Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, China). Los kits ELISA de glucosa, hemoglobina glicosilada (HbA1c), colesterol total (TC), triacilglicerol (TG), colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C), colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL-C), superóxido dismutasa (SOD) , glutatión peroxidasa (GSH-Px), malondialdehído (MDA), factor de necrosis tumoral (TNF), interleucina 1 (IL-1 ), interleucina 6 (IL-6) se adquirieron del Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . Los kits ELISA de proteína quinasa B fosforilada (p-PKB) y glucógeno sintasa quinasa 3 fosforilada (p-GSK3) se adquirieron de Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacoside (pureza mayor o igual al 98 por ciento) y acteoside (pureza mayor o igual al 97 por ciento) se adquirieron de los Institutos Nacionales para el Control de Alimentos y Medicamentos. El isoactósido (pureza mayor o igual al 98 por ciento) fue proporcionado por Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
polvo de extracto beneficioso de cistanche
2.2. Recursos vegetales y preparación de TGCT
El tallo suculento seco de Cistanche tubulosa se adquirió de Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, China) y fue identificado por el Dr. Puyang Gong del Departamento de Botánica Farmacéutica de la Universidad Southwest Minzu. Un espécimen de cupón (No. 20161103) se trituró hasta convertirlo en polvo y se depositó en el herbario de Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. De acuerdo con el estándar nacional de medicamentos de la SFDA "Congrong Zonggan Jiaonang "(YBZ07482005-2011Z), el fármaco crudo (1 kg) se extrajo con agua tres veces después de remojar durante 1 h. Después de la filtración, el filtrado se concentró a presión reducida, se añadió alcohol a la solución concentrada hasta que la concentración de etanol alcanzó el 60 por ciento. El sobrenadante líquido se concentró sin sabor a alcohol y luego se purificó con resina macroporosa. En primer lugar, el eluyente de agua y el eluyente de etanol al 40 por ciento se recogieron sucesivamente para su uso posterior. En segundo lugar, se reinyectó agua como eluyente en la resina macroporosa y se eluyó con agua. El agua eluyente se descartó. En tercer lugar, la elución con etanol al 40 por ciento y el eluyente se recogieron para su uso posterior. Finalmente, los eluyentes de etanol al 40 por ciento se combinaron y concentraron mediante un evaporador rotatorio, luego la solución se secó mediante secado por pulverización. Se obtuvieron aproximadamente 60 g de potencia marrón (es decir, TGCT). La pureza de TGCT se detectó según el estándar (YBZ07482005-2011Z), que se alcanza hasta 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) y tres patrones mixtos (echinacósido: 131,3 ug, acteósido: 4,2 ug, isoactósido: 39,4 ug) se disolvieron respectivamente en 1 ml de metanol:agua (50/50, v/v), y luego se filtraron a través de un filtro de 0,45 membrana de μm antes de la inyección.
2.3. Análisis cualitativo de TGCT por HPLC/Q-TOF-MS
El sistema de HPLC se interconectó con un Q-TOF-MS Agilent 6538 (Agilent Corp, EE. UU.) equipado con ionización por electropulverización. El análisis se llevó a cabo en la columna Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). La fase móvil estaba compuesta por metanol-agua (que contenía 0,1 por ciento de H3PO4). El caudal fue de 1.0 ml/min. Los programas de elución en gradiente se resumieron de la siguiente manera: 0-20 min, 18 por ciento -28 por ciento A; 20-50 min, 28 por ciento -32 por ciento A; 50–60 min, 32 por ciento A; 60–70 min, 32 por ciento –50 por ciento . TOF-MS se realizó en modo de iones positivos y negativos sobre m/z 100–3000 bajo los siguientes parámetros de operación: voltaje capilar 3500 V (ESI-) o 4000 V (ESI plus); gas de secado, 10,0 l/min; temperatura del gas, 350 ◦C; presión del nebulizador, 35 psi; voltaje del skimmer, 65 V; voltaje de fragmento, 135 V; OCTRFV, 750 V. Todos los datos fueron controlados por Adquisición de datos para TOF/ Q-TOF Ver. B.03.01 y Análisis Cualitativo Ver. B.03.01 (Agilent Technologies, EE. UU.) respectivamente.
2.4. Análisis cuantitativo de TGCT por HPLC-DAD
La separación se realizó en la columna Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) en 50 min (1,0 ml/min). Las condiciones cromatográficas para HPLC-DAD fueron las mismas que las del análisis cualitativo. El volumen de inyección, la temperatura de la columna y la longitud de onda UV se establecieron en 5 μL, 30 ◦C y 330 nm, respectivamente.
2.5. animales de experimentación
Se compraron ratas SD macho, con un peso de 180 ± 20 g, del Centro de animales de laboratorio de Nanjing Qinglongshan [N.º de certificado SCXK (SU) 2017-0001] y se alojaron en el Centro de cuidado de animales en Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, China). El cuidado de los animales y los procedimientos experimentales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales, Instituto Huzhou para el Control de Alimentos y Medicamentos (Aprobación No. 19018), y se realizaron de acuerdo con las Regulaciones para Experimentos con Animales de China. Las ratas se mantuvieron a temperatura controlada (24 ± 2 ◦C) y humedad (50 ± 10 por ciento) con un ciclo de luz y oscuridad de 12 h, aclimatadas a las condiciones de vida durante 7 días mediante comida normal de laboratorio y agua ad libitum.
2.6. Inducción de diabetes
Las ratas en el grupo de control normal (NC, n {{0}}) fueron alimentadas con una dieta normal, mientras que las ratas experimentales fueron alimentadas con HFSD (una dieta normal complementada con 20 por ciento de sacarosa, 10 por ciento de manteca de cerdo, 2.5 por ciento de colesterol y 1 por ciento de colato, 3,95 kcal/g) durante 4 semanas. Después de un ayuno de 12 horas, se inyectó a las ratas por vía intraperitoneal una dosis única de STZ (30 mg/kg), que se disolvió en tampón de citrato frío (0,1 M, pH 4,5) inmediatamente antes de su uso. El octavo día de la inyección de STZ, se tomó una muestra de sangre del extremo de la cola con una aguja de extracción de sangre desechable y se determinó la glucosa plasmática en ayunas (FPG) con el glucómetro portátil (LifeScan, Inc. Reino Unido). Las ratas con síntomas de poliuria, polidipsia y FPG mayores o iguales a 11,1 mmol/l se consideraron ratas diabéticas y se dividieron aleatoriamente en cinco grupos (n =10).
Grupo I: NC, alimentado con 0,5 por ciento de carboxilmetilcelulosa sódica (CMCNa, 10 ml/kg).
Grupo II: control diabético (DC), alimentado con 0,5 por ciento de CMC-Na (10 ml/kg).
Grupo III: TGCT-50, tratados con TGCT (50 mg/kg).
Grupo Ⅳ: TGCT-100, tratados con TGCT (100 mg/kg).
Grupo Ⅴ: TGCT-200, tratados con TGCT (200 mg/kg).
Grupo Ⅵ: Met-200, tratado con Met (200 mg/kg).
Las dosis utilizadas en este estudio se seleccionaron en base a la Farmacopea China (edición de 2015). A todos los grupos se les administró por vía oral una vez al día y continuaron recibiendo sus respectivas dietas durante otras 6 semanas.
Cistanche protege el hígado.
2.7. Observar el estado general de las ratas.
Se observaron todos los días el estado del pelaje, la producción de orina y la supervivencia de las ratas. El peso corporal (BW) y la ingesta de calorías se controlaron durante todo el experimento. La FPG se evaluó a las 0 semanas 2, 4 y 6 después del tratamiento con TGCT.
2.8. Prueba de tolerancia a la glucosa oral (OGTT)
La OGTT se realizó en ratas en ayunas durante la noche en la etapa terminal de todo el estudio. Solo se recolectaron muestras de sangre de 60 μL con una pipeta capilar del seno orbital (0 h), luego se administraron con TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg y 200 mg/kg) o Met (200 mg/kg) respectivamente. Se recogieron muestras de sangre a las 0,5 h, 1 h, 2 h después de la carga de glucosa (2 g/kg). Las ratas se anestesiaron con isoflurano durante unos minutos antes de extraer sangre y luego se presionaron inmediatamente para detener el sangrado mediante algodón hemostático. Todos los experimentos se realizaron con mucho cuidado para garantizar el bienestar de los animales. Las concentraciones de glucosa en plasma se determinaron mediante un kit de glucosa basado en el método de glucosa oxidasa peroxidasa. El área bajo la curva de glucosa (AUC-G) se calculó para referirse a la literatura (Shao et al., 2013).
2.9. Determinación de insulina en ayunas (FINS) e índice de sensibilidad a la insulina (ISI)
Intervalo de 1 día después de la OGTT, todas las ratas estaban en buenas condiciones sin ningún síntoma como ceguera e inflamación. Luego, fueron anestesiados con pentobarbital sódico (40 mg/kg, ip) en ayunas de 12 h y se tomaron muestras de sangre de la aorta abdominal con y sin heparina para las estimaciones bioquímicas. El suero se recogió de muestras de sangre (sin heparina) por centrifugación. FINS se analizó mediante el kit ELISA. La FPG se determinó mediante un kit comercial basado en el método de la glucosa peroxidasa. El ISI se calculó de acuerdo con la fórmula: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).
2.10. Estimación de la síntesis de glucógeno en hígado y músculo
Los músculos hepático y gastrocnemio se extirparon, lavaron, pesaron y almacenaron a −70 ◦C. El glucógeno en el hígado y el músculo se midió mediante el método de la antrona como se describió anteriormente (Ren et al., 2015). El contenido de glucógeno se expresó como mg/g de peso húmedo de tejido. Las actividades de hexoquinasa (HK) y piruvato quinasa (PK) en el hígado se determinaron mediante kits disponibles comercialmente de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
2.11. Análisis bioquímico
La HbA1c en sangre completa (con heparina) se midió mediante un kit de diagnóstico. Péptido C sérico, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 e IL-1 fueron probados utilizando kits comerciales de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
2.12. Evaluación histológica del páncreas
Los tejidos del páncreas también se extirparon, enjuagaron y fijaron en formalina neutra al 10 por ciento, luego se deshidrataron en gradiente de etanol (75 por ciento, 85 por ciento, 95 por ciento y 100 por ciento) y xileno (100 por ciento). Después de la permeación, se incluyeron en parafina y se cortaron en secciones de 3 μm de espesor con un micrótomo rotatorio. Las secciones de tejido se tiñeron con hematoxilina-eosina (H&E) para exámenes microscópicos de luz (Chen et al., 2014).
2.13. análisis estadístico
El análisis estadístico se realizó con el software SPSS versión 16.0. Los datos fueron presentados por la media ± SD. Las comparaciones estadísticas entre los grupos se realizaron mediante ANOVA unidireccional seguido de la prueba de Tukey y se tomó un valor de p < 0.05="" como="" estadísticamente="">
3. Resultados
3.1. Análisis fitoquímico de TGCT
El análisis cualitativo se llevó a cabo y se presentó en los materiales complementarios. El cromatograma de iones totales en modo de iones negativos se demostró en la Fig. S1. Los datos de MS se asignaron tentativamente en comparación con los datos de un informe anterior (Li et al., 2015) y se resumen en la Tabla S1. Los métodos analíticos para cuantificar los marcadores también han sido validados y descritos brevemente en los materiales complementarios. Los cromatogramas de HPLC se presentaron en la Fig. 1. Se identificaron tres constituyentes principales (equinacósido, acteósido e isoactósido) de TGCT en comparación con las sustancias de referencia. La identificación de los compuestos y sus concentraciones en el TGCT se muestran en la Tabla 1.
3.2. Efectos de TGCT sobre el peso corporal y la ingesta de calorías
Como se muestra en la Fig. 2A, las ratas alimentadas con HFSD mostraron un aumento de peso en un promedio de 41 g en comparación con el grupo NC después de 4 semanas. Sin embargo, STZ evidentemente redujo el peso corporal de las ratas en comparación con el grupo NC. Por el contrario, el BW en los grupos TGCT (100 y 200 mg/kg) aumentó progresiva y significativamente (p < 0,05)="" en="" un="" 8,1="" %="" y="" un="" 11,1="" %="" respectivamente="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" dc="" al="" final="" del="" período="" del="" experimento.="" ,="" que="" indicó="" que="" tgct="" podría="" prevenir="" la="" pérdida="" de="" peso="" excesiva="" en="" condiciones="" patológicas.="" la="" ingesta="" de="" calorías="" del="" grupo="" nc="" fue="" notablemente="" más="" baja="" que="" la="" de="" los="" otros="" grupos,="" y="" no="" hubo="" una="" diferencia="" significativa="" en="" la="" ingesta="" de="" calorías="" entre="" los="" otros="" cinco="" grupos="" (fig.="">
3.3. Efectos de TGCT en FPG, OGTT y HbA1c
Las ratas diabéticas inducidas por STZ mostraron un aumento notable en FPG en comparación con el grupo NC (p < 0.01)="" como="" se="" muestra="" en="" la="" fig.="" 3a.="" la="" administración="" oral="" de="" tgct="" demostró="" un="" efecto="" hipoglucemiante="" de="" forma="" dependiente="" del="" tiempo="" y="" la="" dosis.="" tgct="" (100="" y="" 200="" mg/kg)="" disminuyó="" significativamente="" los="" niveles="" de="" fpg="" en="" la="" semana="" 4="" (22,1="" por="" ciento="" y="" 24,8="" por="" ciento)="" y="" sexta="" (23,2="" por="" ciento="" y="" 56,4="" por="" ciento)="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" dc.="" como="" se="" muestra="" en="" las="" fig.="" 3b="" y="" c,="" la="" tgct="" (100="" mg/kg="" y="" 200="" mg/kg)="" obviamente="" disminuyó="" la="" glucosa="" en="" sangre="" en="" un="" 16,1="" %="" y="" un="" 22,2="" %="" a="" las="" 0,5="" h="" y="" disminuyó="" en="" un="" 17,2="" %="" y="" un="" 26,5="" %="" a="" la="" 1="" h,="" y="" el="" auc="" -g="" de="" los="" grupos="" tgct="" también="" se="" redujeron="" en="" un="" 8,1="" por="" ciento,="" 18,5="" por="" ciento="" y="" 25,4="" por="" ciento,="" respectivamente.="" como="" se="" ilustra="" en="" la="" fig.="" 3d,="" hubo="" un="" aumento="" significativo="" en="" hba1c="" (93,3="" por="" ciento)="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" nc,="" mientras="" que="" la="" administración="" oral="" de="" tgct="" (100="" mg/kg="" y="" 200="" mg/kg)="" a="" ratas="" diabéticas="" disminuyó="" notablemente="" (p="">< 0,05).="" hba1c="" (26,7="" por="" ciento="" y="" 37,4="" por="" ciento,="" respectivamente)="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="">
Fig. 1. El espectro de HPLC de TGCT y las estructuras químicas de los compuestos principales en TGCT.
3.4. Contenido de glucógeno en hígado y músculo
Como se demuestra en las Fig. 4A y B, los niveles de glucógeno se redujeron significativamente en ratas diabéticas. Cuando se administraron diferentes concentraciones de TGCT a ratas diabéticas durante 6 semanas, el glucógeno hepático en los grupos de TGCT (100 mg/kg y 200 mg/kg) fue mayor (25,2 % y 40,8 %) que los del grupo DC (p < 0,05,="" fig.="" 4a).="" se="" demostró="" un="" efecto="" similar="" en="" el="" músculo="" en="" el="" que="" el="" glucógeno="" en="" los="" grupos="" tgct="" (100="" mg/kg="" y="" 200="" mg/kg)="" fue="" mayor="" (40,7="" por="" ciento="" y="" 52,6="" por="" ciento)="" que="" en="" el="" grupo="" dc="" (p="">< 0,05,="" fig.="">
3.5. Efectos de TGCT sobre la insulina sérica, el péptido C y el ISI
As shown in Table 2, insulin and C-peptide were obviously (p < 0.01) decreased in diabetic rats compared with the NC group. However, TGCT at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), incluso si la insulina y el péptido C en los grupos tratados con TGCT fueron ligeramente más altos que en el grupo DC. Mientras tanto, calculamos el ISI en la Fig. 4C. En contraste con la secreción de insulina, el ISI se elevó respectivamente un 32,9 por ciento y un 37,8 por ciento por TGCT (100 mg/kg y 200 mg/kg) en comparación con el grupo DC (p <>
Tabla 1 Los contenidos de marcadores fitoquímicos de TGCT.
3.6. Examen histopatológico del páncreas
Para verificar el efecto de TGCT en la regeneración de los islotes pancreáticos, se realizó un análisis histológico del páncreas. En la Fig. 5A, se observaron islotes de tamaño y estructura histológica normales en el grupo NC. Por el contrario, la inyección de STZ dio como resultado una disminución del número y el diámetro de los islotes con cambios microvesiculares marcados (Fig. 5B). Tanto TGCT como Met aumentaron significativamente el número y el tamaño de los islotes mediante el análisis de puntuación (Fig. 5C-F).
3.7. Efectos de TGCT en p-PKB, p-GSK3, HK y PK
En la Tabla 2, se encontró que los niveles de fosforilación de PKB y GSK3 estaban significativamente (p < 0.{{10}}5)="" disminuidos="" en="" ratas="" diabéticas.="" tgct="" (100="" mg/="" kg="" y="" 200="" mg/kg)="" aumentó="" notablemente="" las="" concentraciones="" de="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" por="" ciento="" ,="" p="">< 0,05="" y="" tgct-200:="" 16,7="" por="" ciento,="" p="">< 0,05)="" y="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" por="" ciento,="" p="">< 0,01).="" también="" se="" observaron="" efectos="" similares="" de="" tgct="" en="" hk="" y="" pk.="" los="" grupos="" tgct="" aumentaron="" las="" actividades="" de="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" por="" ciento,="" p="">< 0,05="" y="" tgct-200:="" 59,1="" por="" ciento,="" p="">< 0,01)="" y="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" por="" ciento,="" p="">< 0,05)="" que="" los="" del="" grupo="">
Fig. 2. Efectos de TGCT sobre el peso corporal (A) y la ingesta de calorías (B) en ratas diabéticas inducidas por STZ.
3.8. Efectos de TGCT en la dislipidemia
Como se muestra en la Tabla 3, las ratas tratadas con TGCT (100 mg/kg y 200 mg/kg) mejoraron notablemente las anomalías lipídicas. TG se redujeron en un 19,8 por ciento (p < 0,05)="" y="" 25,9="" por="" ciento="" (p="">< 0,01);="" tc="" se="" redujeron="" en="" un="" 28,5="" por="" ciento="" y="" 31,4="" por="" ciento="" (p=""><0,05); ldl-c="" se="" redujeron="" en="" un="" 20,0="" por="" ciento="">< 0.01)="" compared="" with="" dc="" group.="" however,="" the="" suppressed="" hdl-c="" level="" in="" dc="" group="" was="" significantly="" elevated="" by="" 26.8%="" (p="" <="" 0.05)="" in="" tgct-200="">
3.9. Efectos de TGCT sobre el estrés oxidativo y la inflamación
A la luz de los roles importantes del estrés oxidativo y la inflamación en la fisiopatología de la diabetes, evaluamos la capacidad de TGCT sobre el estrés oxidativo y la inflamación en ratas diabéticas. TGCT (100 y 200 mg/kg) aumentó efectivamente (14,7 por ciento, p < 0,05="" y="" 20,5="" por="" ciento,="">< 0.01)="" the="" activity="" of="" sod,="" remarkably="" elevated="" (16.3%,="" p="" <="" 0.01="" and="" 22.3%,="" p="" <="" 0.01)="" the="" gsh-px="" activity="" and="" significantly="" decreased="" (15.0%,="" p="" <="" 0.05="" and="" 19.7%,="" p="" <="" 0.05)="" the="" mda="" formation="" compared="" with="" dc="" group="" in="" table="" 3.="" similarly,="" tgct="" (200="" mg/kg)="" treatment="" also="" blocked="" the="" stz-induced="" overproduction="" of="" pro-inflammatory="" cytokines="" tnf-α="" (21.8%,="" p="" <="" 0.01),="" il-6="" (14.0%,="" p="" <="" 0.05)="" and="" il-1β="" (15.2%,="" p=""><>
4. Discusión
La diabetes es un trastorno metabólico crónico y progresivo que se caracteriza principalmente por hiperglucemia. En la actualidad, FPG es una medida específica de la concentración de glucosa en sangre, OGTT es un criterio de detección sensible de anomalías tempranas en la eliminación de glucosa, mientras que HbA1c se usa ampliamente como índice estándar de oro para el control glucémico y refleja el nivel promedio de glucosa durante los 120 días anteriores a la prueba ( Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT y HbA1c se utilizan clínicamente para el diagnóstico y tratamiento de la prediabetes y la diabetes (Chai et al., 2017). En nuestro estudio, está claro que la GPA de las ratas diabéticas tratadas con TGCT (100 mg/kg y 200 mg/kg) disminuyó significativamente en comparación con el grupo DC. Como se muestra en los datos de OGTT y AUC-G, la tolerancia alterada a la glucosa y la velocidad de captación de glucosa fueron revertidas por TGCT en ratas diabéticas. Mientras tanto, el resultado también fue respaldado por la medición del contenido de HbA1c. Estos datos indicaron que TGCT mejoró los índices fisiológicos de las ratas diabéticas al regular la homeostasis de la glucosa en sangre.
Fig. 3. El cambio de FPG en ratas diabéticas durante la administración de TGCT durante 6 semanas.
La alteración de la secreción de insulina y la IR juegan un papel crucial en el desarrollo de la hiperglucemia. Dirigirse a cualquiera de ellos es apropiado para mejorar el control glucémico y prevenir la DM2 (Szoke y Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Varios tipos de investigación han informado que una combinación de una dieta rica en grasas y una dosis baja de STZ es un medio eficaz para inducir la DM2 en experimentos con animales. Las dosis bajas de STZ provocan un deterioro leve de la secreción de insulina que se asemeja más a las etapas posteriores de la DM2 (Gheibi et al., 2017). En este estudio, TGCT no aumentó significativamente la secreción de insulina ni restauró el islote del páncreas de ratas diabéticas, incluso si la insulina y el número de islotes en los grupos tratados con TGCT fueron mayores que en el grupo DC. Estos hallazgos están en línea con el estudio anterior en ratones db/db (Xiong et al., 2013). Nuestros resultados mostraron un aumento de peso significativo en ratas diabéticas tratadas con TGCT, lo que puede explicarse por un ligero aumento de insulina que puede inhibir el catabolismo de proteínas en el tejido muscular (Adams et al., 2019). Además, el resultado de ISI mostró que TGCT obviamente mejoró la RI de ratas diabéticas, lo cual es consistente con el informe anterior (Kong et al., 2018), que proporcionó una nueva evidencia con respecto al mecanismo potencial sobre el efecto antidiabético de TGCT.
Como todos sabemos, la vía PKB/GSK3 es una de las vías de señalización de insulina más críticas y se ha sugerido que media en la síntesis de glucógeno inducida por insulina (Zheng et al., 2015). HK y PK actúan como potenciales dianas farmacológicas en el tratamiento farmacológico de la diabetes. Las actividades reducidas de HK y PK se han confirmado en IR, mientras que la activación de HK y PK provocan más reservas de glucógeno o la glucólisis produce una energía más completa al utilizar la glucosa en sangre (Hu et al., 2014). En el presente estudio, el tratamiento con TGCT aumentó simultáneamente la expresión de proteínas fosforiladas de PKB y GSK3, condujo a una reversión significativa en las actividades de HK y PK, y restauró notablemente el contenido de glucógeno en el hígado y el músculo a medida que se reducía la glucosa en sangre. Estos resultados indicaron que TGCT activó las enzimas clave de la vía de señalización de la insulina y, además, proporcionó la evidencia de que la sensibilidad a la insulina realmente mejoró en ratas diabéticas.
Tabla 2 Efectos de TGCT sobre la secreción de insulina y enzimas metabolizadoras de carbohidratos en ratas diabéticas.
La diabetes a largo plazo también contribuye a aumentar el LDL-C y disminuir los niveles de HDL-C que causan la desregulación de los lípidos (Jayashankar et al., 2016), y la dislipidemia es un marcador establecido para la disfunción endotelial y el riesgo cardiovascular en la diabetes (Shahwan et al., 2019). En nuestro estudio, TGCT (200 mg/kg) redujo notablemente los niveles de TC, TG y LDL-C, y mejoró el nivel de HDL-C en ratas diabéticas, lo que es consistente con los informes anteriores de que Cistanche tubulosa reguló de manera efectiva la concentración de lípidos. metabolismo en ratones (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Estos hallazgos indicaron que TGCT puede ser más beneficioso para un individuo diabético con anormalidades de lípidos en sangre.
STZ es un antibiótico de amplio espectro, que tiene un alto efecto de toxicidad selectiva en las células de los islotes pancreáticos como resultado del aumento del radical superóxido y, a su vez, además del control deficiente de la glucemia (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020). ). Mientras tanto, el estrés oxidativo también es una causa importante de IR en numerosos entornos (Taniguchi et al., 2006). La RI y la diabetes se asocian con actividades reducidas de enzimas antioxidantes, como SOD y GSH-Px (Styskal et al., 2012). Estudios anteriores habían implicado que la supresión del estrés oxidativo podía reducir la glucosa en sangre en ratas diabéticas (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). En este estudio, el tratamiento con TGCT restauró significativamente las funciones defensivas celulares de SOD y GSH-Px y redujo los niveles de MDA en ratas diabéticas, lo que manifestó que TGCT tiene propiedades antioxidantes.
Los componentes principales de TGCT son PhG y el contenido total de equinacósido, acteósido e isoactósido es superior a 661 mg/g. Las plantas que poseen altos componentes antioxidantes, como las PhG, generalmente demostraron tener efectos hipoglucemiantes (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Por lo tanto, especulamos que el efecto antidiabético de TGCT podría atribuirse en parte a la actividad antioxidante de PhG. Teniendo en cuenta el contenido de equinacósido en TGCT, se requieren más estudios para investigar los efectos del equinacósido en la RI y la diabetes en modelos in vivo e in vitro.
Es ampliamente reconocido que la diabetes mellitus es una enfermedad inflamatoria. Las citocinas inflamatorias como TNF-, IL-6 e IL-1 pueden interferir con la vía de señalización del receptor de insulina y, además, conducen a la IR (Bastard et al., 2006). La inflamación parece ser un objetivo farmacológico viable en el tratamiento de la RI y, por extensión, de la diabetes (Chen et al., 2015). En el estudio actual, TGCT podría disminuir el nivel de TNF-, IL-6 e IL-1, lo que demostró laefecto antiinflamatorio. Este puede ser otro mecanismo antidiabético de TGCT en ratas diabéticas.
La evidencia acumulada muestra que la glucemia alta persistente da lugar a anomalías en la estructura y la función de las proteínas y los lípidos circulantes, lo que conduce a la glucoxidación y la peroxidación, y luego promueve la producción de citocinas inflamatorias. De manera similar, el aumento de las citoquinas inflamatorias da como resultado la producción de especies reactivas de oxígeno y otras fracciones reactivas, lo que promueve el estrés oxidativo y el daño oxidativo. Esto da como resultado un círculo vicioso (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Por lo tanto, la reducción de la glucosa y los lípidos en sangre puede contribuir a los efectos antioxidantes y antiinflamatorios de TGCT. Hasta cierto punto, el mecanismo antidiabético exacto no está completamente claro y necesita más investigación.
5. Conclusión
En resumen, este estudio indicó que TGCT era un agente eficaz para tratar la hiperglucemia y la hiperlipidemia en ratas diabéticas inducidas por dieta/STZ. Además, el efecto antidiabético podría estar relacionado en gran medida con las propiedades antioxidantes y antiinflamatorias de TGCT. Este estudio plantearía la posibilidad de introducir TGCT en el tratamiento de la diabetes. Sin embargo, el mecanismo antidiabético detallado de TGCT sigue siendo incierto y se necesitan más estudios in vivo e in vitro.
Cistanche fue un agente eficaz para tratarhiperglucemiayhiperlipidemia.
