Повољни ефекти ехинакозида на дијабетичку кардиомиопатију код дијабетичких Дб/Дб мишева

Контакт: Аудреи Ху Вхатсапп/хп: 0086 13880143964 Е-пошта:audrey.hu@wecistanche.com

Ксианг Зханг & Иаронг Хао

Увод

Дијабетичка кардиомиопатија (ДЦМ) је главна компликација дијабетеса, са високим морбидитетом и високим ризиком од кардиоваскуларних болести и морталитета код пацијената са дијабетесом.1 Инциденција ДЦМ код пацијената са историјом дијабетеса већом од или једнаком 5 година је преко 44,4 проценат , који се након 8 година повећава на 56 процената.2,3 ДЦМ је врста примарне кардиомиопатије, која се манифестује као срчане структурне и функционалне абнормалности узроковане апоптозом ћелија фиброзе миокарда и микроваскуларним лезијама код дијабетичара без исхемијске или хипертензивне болести срца и може изазвати срчану аритмију са шоком срчаног порекла и изненадном смрћу у срчаној инсуфицијенцији.4 Због сложене патогенезе ДЦМ-а и његове дијагнозе у узнапредовалим стадијумима, не постоји ефикасан третман.5 Хипергликемија је почетни фактор током патогенезе ДЦМ. Дуготрајна хипергликемија доводи до поремећеног метаболизма глукозе и липида у кардиомиоцитима пацијената са дијабетесом, што доводи до повреде васкуларних ендотелних ћелија и других ткива, промовишући патолошке промене укључујући хипертрофију, некрозу, апоптозу и интерстицијалну фиброзу миокарда.6,7 Глукоза и липид поремећаји метаболизма су кључни за патолошке механизме ДЦМ. Ефикасна контрола енергетског метаболизма у кардиомиоцитима, стога, представља важну терапијску стратегију за ДЦМ.

цистанцхе тубулоса третманДијабетичка кардиомиопатија

Акумулација липида миокарда у ДЦМ погоршава прогресију срчане инсуфицијенције. ППАР- је кључни регулатор различитих сродних гена у систему оксидације масних киселина ћелијских пероксидаза, митохондрија и микрозома, и игра кључну улогу током метаболизма липида и регулације запаљења и имунитета.8 ППАР- побољшава метаболизам липида кроз митохондријалне и бета-оксидација пероксидазе масних киселина, посредована преко карнитин палмитоил трансферазе-И (ЦПТ-И).9 Оксидација дугих и разгранатих масних киселина10 смањује синтезу и склапање липопротеина и ВЛДЛ.11 Индиректна регулација синтезе жучне киселине промовише излучивање холестерола12 и инхибира експресију гена повезаних са инфламацијом. Експресија ППАР у јетри је значајно нижа код пацијената са неалкохолном масном болешћу јетре или код животињских модела дуготрајне конзумације са високим садржајем масти.13,14 Еверетт и сарадници су показали да се нивои слободних масних киселина повезаних са јетром значајно повећавају. у ППАР- нокаут моделима мишева због ослабљеног метаболизма липида, промовишући стеатозу јетре.15 Ови налази сугеришу да ППАР- игра важну улогу у патогенези метаболизма липида.

Ехинозид (ЕЦХ) је природно једињење изоловано из стабљикацистанцхе тубулоса.Активна хемикалија ЕЦХ је фенилетаноид, који испољава антиоксидативне, анти-уморне, антитуморске и антиинфламаторне ефекте и може побољшати памћење, заштиту нерава и јетре и побољшати имунолошку регулацију.16,17 У студији о дб/дб дијабетичких мишева, откривено је да ЕЦХ може побољшати инсулинску резистенцију, повећати ниво ХДЛ и смањити нивое ТГ, ТЦ и ЛДЛ, што указује да ЕЦХ може ефикасно побољшати метаболизам липида код дијабетеса.18 Поред тога, Схимода и сарадници су доказали да ехинакозид може утицати на метаболизам липида регулацијом мРНА у вези са транспортом хепатобилијарног стерола

и метаболизам.19 Претходне студије су показале да ЕЦХ регулише експресију ТГФ- и његових гена низводно како би побољшао фиброзу бубрега код дб/дб мишева.20 У овој студији, да би се даље разумели заштитни ефекти ЕЦХ на повреде ћелија миокарда код ДЦМ ​​и да бисмо истражили његове потенцијалне молекуларне механизме, користили смо дб/дб мишеве као модел ДЦМ болести и истражили регулаторни механизам(е) ЕЦХ на протеинима који контролишу поремећаје метаболизма глукозе и липида, оксидативни стрес и апоптозу у кардиомиоцитима. Наш циљ је био да обезбедимо теоријску основу за ефикасан третман ДЦМ.

цистанцхе тубулоса

Материјали и методе

Хемикалије и реагенси

ЕЦХ прах (94 процента чистоће детектован ХПЛЦ, серија бр. 190906) (Слика 1 у додатку) је добијен од компаније Схангхаи Медицал Сциенце Цомпани, Лтд. (Шангај, Кина). ЕЦХ је растворен у води до 2 мг/мЛ и чуван на 4 степена у мраку. ЕЦХ је даван у дози од 100–500 мг/кг·д и значајно смањен

глукозе у крви и побољшаних нивоа липида у крви.18 ЕЦХ је показао хипогликемијске и антихиперлипидемијске ефекте зависне од дозе.

Експерименталне животиње и лечење

Експерименти на животињама су изведени у складу са смерницама Националног института за здравље (НИХ Пуб. Но 85-23, ревидирано 1996). Протоколе су одобрили експериментални комитет за етику животиња и Центар за храњење животиња Ренмин болнице Универзитета Вухан (Вухан, Кина, бр. 20190517). Одрасли мужјаци мишева Ц57БЛКС/Ј дб/дб и дб/м мишева (СПФ степен) купљени су од Нањинг универзитета – Института за биомедицинска истраживања у Нањингу (Нањинг, Народна Република Кина, број: СЦКСК (Суе) 2018-0001). Животиње су држане у кавезима у Центру за животиње болнице Ренмин (Вухан, Народна Република Кина) на собној температури (20 степени), релативној влажности од 50 процената -60 процената и изложеној 12-х светлости/ мрачни циклус. Адаптивно храњење је спроведено 1 х и нису давани хипогликемични лекови.

Након карантина, дб/дб мишеви су насумично распоређени у групу модела дијабетеса (дб/дб група, н{{0}}), групу третмана ЕЦХ (дб/дб плус ЕЦХ група, н=11 ) или дб/м контролна група (дб/м, н=9). Након 8 недеља, мишевима у дб/дб и дб/м групама је давана орално 0,05 мЛ/10 г физиолошког раствора током 10 недеља, док је мишевима у дб/дб плус ЕЦХ групи давано 300 мг/(кг/д) орално.

ЕЦХ према телесној тежини 10 недеља. Телесна тежина три групе мишева је праћена недељно, а процењивани су храњење, пиће и активност. Након што су мишеви постили 8 сати, узорци крви (~50ул) су узимани са краја репа сваке 2 недеље помоћу мерача глукозе у крви и тест папира (Јохнсон & Јохнсон, Нев Брунсвицк, Њ, САД) да би се одредио ниво глукозе у крви . После 10 недеља интервенције, мишеви су анестезирани интраперитонеалном ињекцијом са 2 процента пентобарбитал натријума (Схангхаи Харвест цомпани, Шангај, Народна Република Кина) (100 мг/кг). Крв је сакупљена након уметања капиларне игле, а серум је брзо одвојен и похрањен на -80 степени за анализу. Након срчане перфузије хладним ПБС-ом да би се уклонила крв, слободни ПБС је уклоњен филтер папиром. Срчано ткиво је издвојено и измерено, а измерена је сува тежина срца. Абдомен мишева је обријан, стомак је отворен након дезинфекције алкохолом (70 одсто), а поткожно масно ткиво стомака је брзо уклоњено и мокро измерено. Тибија мишева је изолована и измерена. Хипертрофија срца је процењена кроз однос тежине срца и дужине тибије (ХВ/ТЛ) (мг/мм). Срчана ткива су фиксирана са 4 процента параформалдехида (Гоогле биотехнологија, Вухан, Народна Република Кина) и урађене су биопсије ради праћења морфологије ткива миокарда. Преостало срчано ткиво је стављено у течни азот на 1 х и чувано на -80 степени пре РТ-ПЦР и Вестерн блот анализе.

Ехокардиографија

Ултразвук (ВисуалСоницс, Торонто, ОН, Канада) је урађен за ехокардиографска мерења на крају експеримента. Мишеви су анестезирани интраперитонеалном ињекцијом 4 процента хлорал хидрата у дози од 30 мг/кг током пола сата,21 обријани да би се открила област грудног коша и фиксирани на равну плочу. Одређени су систолни пречник леве коморе (ДВД), дијастолни пречник ЛВ (ЛВД), ејекциона фракција ЛВ (ЕФ) и фракционо скраћење ЛВ (ФС).

Метаболички и биохемијски параметри

У доби од 18 недеља, узорци крви су центрифугирани на 4 степена током 20 минута за сакупљање серума. Укупни аутоматизовани биохемијски анализатор (АДВИД2400, Токио, Јапан) је коришћен за детекцију укупног холестерола (ТЦ), триглицерида (ТГ), слободних масних киселина (ФФА), липопротеина високе густине (ХДЛ-ц) и холестерола ниске густине. липопротеин-холестерол (ЛДЛ-ц) у серуму.

Антиоксидација: цистанцхе тубулоса

Индекс оксидације и нивои антиоксиданса

Добијено је свеже ткиво миокарда леве коморе (50 мг) сваке групе. Нивои СОД, ГСХ-пк и МДА у ћелијама миокарда одређени су коришћењем комерцијалних комплета (Нањинг Јиангцхенг Биоенгинееринг Институте, Кина).

Бојење трихромом, тунелом и Судан ИИ. Регион леве коморе миокардијалног ткива сваке групе мишева је фиксиран у 4 процента параформалдехида током 24 сата, уметнут у парафин, пресечен и обојен ХЕ. Патолошке и морфолошке промене миокардних влакана сваке групе мишева уочене су под светлосном микроскопијом (ЈЕОЛ, Токио, Јапан). Апоптоза срчаних миоцита је откривена Тунел тестовима (број 11684817910, Роцхе, САД). Срчано ткиво је претходно третирано параформалдехидом, уграђено и исечено. Секције су испране ксиленом И (Шангај, Народна Република Кина) (20 мин) -ксиленом ИИ (20 мин) -безводним етанолом И (10 мин) -безводним етанолом ИИ (10 мин) -95 процената алкохола (5 мин){{ 14}} проценат алкохола (5 мин)-80 проценат алкохола (5 мин) −70 проценат алкохола (5 мин) и дестилована вода. Секције су осушене протресањем и коришћени су хистохемијски прстенови четкице да би се спречио губитак течности. Протеаза К је додата у прстенове да покрије ткиво. Након инкубације на 37 степени у трајању од 15 минута, стакалца су стављена у ПБС (пХ 7,4) и испрана у шејкеру за деколоризацију (три пута по 5 мин). Реагенси 1 (ТдТ) и 2 (дУТП) су помешани у односу 1:9 и додати у унутрашњи омотач ткива. Смеше су инкубиране у воденом купатилу на 37 степени 60 мин. Додата је мала количина воде да би се одржала влажност. Слајдови су испрани у ПБС и ДАПИ обојени (Аспен биологицал, Вухан, Народна Република Кина) у мраку 5 минута. Слајдови су испрани у ПБС-у и монтирани помоћу средства за гашење флуоресценције. Секције су визуализоване флуоресцентном микроскопом и снимљене. Бојење Судан ИИ је коришћено за посматрање акумулације липида у срчаним миоцитима. Ткива леве коморе су фиксирана у 10% параформалдехида током 30 минута, обојена Судан ред ИИ (Гефен, Шангај, Народна Република Кина) на собној температури 10 минута, обезбојена са 75% алкохола и поново обојена у ПБС 15 минута . Однос фиброзе миокарда према укупној површини у Массоновим обојеним трихромним пресецима одређен је коришћењем Имаге-Про Плус квантитативног софтвера. Слајдови су монтирани помоћу глицеринског желатина и снимљени микроскопски.

Резултати

Ефекти ЕЦХ на Дб/Дб мишеве

Мишеви у дб/дб групама показали су очигледну полифагију и полиурију. Величине тела су такође биле значајно веће од оних дб/м мишева. Телесна тежина у групи дб/дб значајно је повећана у односу на групу дб/м (слика 1А; **п<0.01). body="" weights="" of="" the="" db/db="" +="" ech="" group="" were="" significantly="" lower="" than="" those="" of="" the="" db/="" db="" group="" after="" 10="" weeks="" of="" ech="" treatment="" (figure="" 1a;=""><0.05). at="" week="" 15,="" the="" difference="" in="" body="" weight="" of="" each="" group="" gradually="" appeared="" after="" ech="" intervention.="" the="" abdominal="" fat="" thickness="" of="" mice="" in="" the="" db/db="" group="" was="" higher="" than="" those="" in="" the="" db/m="" group="" (figure="" 2b;=""><0.01). ech,="" therefore,="" improves="" obesity="" in="" db/db="" mice,="" the="" specific="" mechanisms="" of="" which="" require="" further="">

Ниво глукозе у крви наташте се процењивао на недељној бази. Као што је приказано на слици 1Б, у поређењу са дб/м мишевима, ниво глукозе у крви наташте код дб/дб мишева значајно се повећава са годинама и показује очигледну хипергликемију (Слика 1Б; *п<0.01). over="" a="" 10="" week="" period,="" fasting="" blood="" glucose="" levels="" in="" the="" db/db="" and="" db/db="" +="" ech="" group="" increased,="" whilst="" glucose="" levels="" in="" the="" db/m="" group="" remained="" stable.="" fasting="" blood="" glucose="" levels="" in="" the="" db/="" db="" +="" ech="" group="" were="" slower="" than="" those="" of="" the="" db/db="" group="" (figure="" 1b;=""><0.01), suggesting="" that="" ech="" markedly="" improved="" hyperglycemia="" in="" db/db="" diabetic="" mice.="" we="" speculated="" that="" ech="" could="" promote="" the="" synthesis="" of="" liver="" glycogen="" and="" inhibited="" the="" activity="" of="" α-glucosidase="" to="" suppressed="" glucose="" transport="" in="" the="" small="" intestine,="" significantly="" contributing="" to="">

Дискусија

Дијабетичка кардиомиопатија је генерално подељена у четири стадијума. У првој фази, повећана је маса леве коморе, нормална дијастолна дисфункција и ејекциона фракција (ЕФ). Чак и клинички асимптоматска, повећана је фиброза миокарда, смањено рано дијастолно пуњење и повећан крајњи дијастолни притисак леве коморе.22 Други стадијум карактерише повећана маса леве коморе, задебљани зидови коморе, систолна и дијастолна дисфункција (ЕФ<50%), mild="" cardiac="" dilatation.="" in="" the="" third="" stage,="" diastolic="" dysfunction="" and="" arterial="" hypertension="" contribute="" to="" systolic="" dysfunction="" and="" microangiopathy.="" stage="" iv,="" moderate-severe="" systolic="" dysfunction,="" cardiac="" dilatation,="" fibrosis,="" and="" microvascular="" and="" macrovascular="" lesions="" cause="" severe="" and="" irreversible="" changes="" in="" heart="" tissue="" ultimately.26="" myocardial="" cell="" apoptosis,="" necrosis,="" hypertrophy,="" and="" fibrosis="" increase="" leading="" to="" disorders="" of="" diastolic="" and="" systolic="" functioning.6,27="" this="" eventually="" develops="" into="" ischemic="" heart="" disease="" and="" heart="" failure.28="" in="" this="" study,="" blood="" glucose="" and="" serum="" lipid="" levels="" of="" db/db="" mice="" significantly="" increased="" in="" the="" db/db="" group.="" symptoms="" of="" obesity="" were="" also="" observed,="" including="" body="" weight="" changes="" and="" increases="" in="" the="" rate="" of="" hw/tl="" compared="" to="" the="" db/m="" group.="" he="" staining="" and="" masson's="" trichrome="" staining="" of="" the="" heart="" showed="" obvious="" pathological="" changes="" in="" the="" cardiac="" myocytes="" of="" the="" db/db="" group,="" including="" hypertrophy="" and="" necrosis,="" disordered="" cardiac="" myocytes,="" and="" high="" levels="" of="" extracellular="" matrix="" deposition.="" these="" data="" indicate="" that="" db/db="" mice="" exhibit="" early="" dcm="" under="" long-term="">

АТП је основни извор енергије за срце. Енергија срца се обезбеђује оксидацијом и разградњом ФА, што чини око 70 процената залиха енергије срца.29 Остатак се обезбеђује угљеним хидратима као што су глукоза и млечна киселина.30 Срца дијабетичара су подложна повећаној потрошњи енергије и неравнотежи у капацитет миокарда, који представља главни узрок метаболичких поремећаја миокарда, укључујући смањен метаболизам глукозе и повећан метаболизам ФА. Ово доводи до повећаног уноса и оксидације ФА, што доводи до акумулације масног ткива и стварања токсичних масних супстанци, директно доводећи до лезија ДЦМ.31

Закључци

Код дб/дб мишева са дијабетичким миокардијумом, метаболизам глукозе и липида је нерегулисан, што доводи до повећаног нивоа оксидативног стреса и апоптозе. Ова студија је потврдила да ЕЦХ може значајно смањити дуготрајну хипергликемију код дб/дб мишева путем ППАР/М-ЦПТ-1/ГЛУТ-4 сигнализације. У међувремену, ЕЦХ је побољшао оксидативни стрес и инхибирао апоптозу миокарда код дб/дб ДЦМ мишева, што може бити повезано са побољшаним енергетским метаболизмом. Док основни механизми који управљају овим ефектима нису откривени, ови налази дају нови правац за лечење ДЦМ и заштитну улогу ЕЦХ у побољшању повреде миокарда.

Референце

1. Баутерс Ц, Ламблин Н, Мц Фадден ЕП, Ван Белле Е, Миллаире А, де

Грооте П. Утицај дијабетес мелитуса на ризик и исход срчане инсуфицијенције. Цардиовасц Диабетол. 2003;1(8):1–2. дои:10.1186/1475- 2840-2-1

2. Тате М, Гриеве ДЈ, Ритцхие РХ. Да ли су циљане терапије за дијабетичку кардиомиопатију на хоризонту? Цлин Сци. 2017;131(10):897–915. дои:10.1042/ЦС20160491

3. Кхан Х, Анкер СД, Јануззи ЈЈ, ет ал. Епидемиологија срчане инсуфицијенције код пацијената са дијабетес мелитусом без коронарне болести срца. Ј Цард Фаил. 2019;25(2):78–86. дои:10.1016/ј.цардфаил.2018.10.015

4. Схеила К, Пател Б. Полиморфизам ЦТГФ гена -945 Г/Ц није повезан са срчаним или бубрежним компликацијама код особа са дијабетесом типа 2. Цардиовасц Диабетол. 2012;1(11):42.