低血糖和抗氧化效果之间的比较研究海胆色素在1型和2型糖尿病

文摘

背景:糖尿病(DM)是五个死亡的主要原因之一,世界上大约每分钟6人死亡是由于糖尿病并发症。海胆色素醌型的颜料具有高的抗氧化和血糖过低的活动。目的:本研究进行比较低血糖和海胆色素抗氧化效果之间的1型和2型糖尿病大鼠。方法:三十六男性纯种白化病老鼠被分成两大组,1型糖尿病和2型糖尿病组。每个主要组分为3组(6大鼠/子群);控制糖尿病和海胆色素证明的团体。1型糖尿病是由单剂量链脲霉素诱导(60毫克/公斤,i.p)和2型引起的高脂肪饮食为前4周注射链脲霉素(30毫克/公斤,i.p)。治疗组管理海胆色素(1毫克/公斤体重10% DMSO)每天4周。结果:海胆色素改善糖尿病管理标志,肝功能、血脂、肾功能和抗氧化系统在T1DM更加明显,而改进glucose-6-phosphate脱氢酶,在2型糖尿病γ-glutamyltransferase和谷胱甘肽降低更明显。结论:治疗糖尿病药效力的决定在T1DM更为明显,表明电解珩磨的抗糖尿病的可能机制包括改善葡萄糖代谢,恢复β细胞,改善胰岛素分泌和抗氧化活性。 The cells in T1DM prefer pathway of glycolysis, while in T2DM the cells prefer pentose pathway.

关键字

糖尿病、胰岛素抵抗、海胆色素、肝、肾。

介绍

糖尿病(DM)是五个死亡的主要原因之一,每分钟约6人死亡是由于糖尿病并发症(1]。DM发病率的增加每年世界各地和糖尿病患者的数量将从3.82亿病人在2013年到5.92亿年的2035年2]。

大多数糖尿病患者2型糖尿病(T2DM)病人体内和相对较小的比例(7 - 10%)的糖尿病患者有1型糖尿病(T1DM) [3]。T1DM是一种自身免疫性疾病导致的破坏胰腺β细胞(4]。在过去的几十年里,已经有一个总体的发病率增加T1DM∼3%至5%,每年的,据估计,每年有65∼000新病例(儿童5]。另一方面,2型糖尿病是一种更普遍的糖尿病和负责90%的患病率(6]。发展主要是由于胰岛素抵抗和胰岛素的功能障碍产生胰腺β-cell,导致胰岛素分泌不足(7]。

在实验动物中,最突出的致糖尿病的化学在糖尿病研究链脲霉素(STZ) [8]。STZβ-cells有选择性毒性作用[9因为高度的亲和力β-cell膜(10)、低β-cells清除自由基的能力(11),和低河畔⁺/ DNA比值在小岛10]。STZ政府诱发T1DM的某些典型特征,如高血糖,hypoinsulinemia和身体减肥(12]。T1DM诱导实验的高剂量STZ(60毫克/公斤体重)导致β细胞的迅速破坏,严重的血浆胰岛素水平下降和深刻的高血糖(13]。塞维高血糖和hypoinsulinemia条件在当前的研究中可能与胰腺细胞的破坏是由组织病理学检查证实。另一方面,模拟2型糖尿病动物是通过结合喂食高脂肪的饮食(HFD)产生胰岛素抵抗和低剂量STZ治疗导致最初的β细胞功能障碍和随后的弗兰克高血糖(14]。HFD可以诱导胰岛素抵抗通过不同的机制,但考虑主要是通过反或glucose-fatty酸循环15]。高水平的甘油三酸酯的存在由于脂肪摄入过剩可能构成一种脂肪酸增加可用性和氧化。优惠的使用增加了氧化脂肪酸缓解insulin-mediated减少肝脏葡萄糖输出,又能降低葡萄糖的吸收或利用骨骼肌导致补偿高胰岛素血症,胰岛素抵抗的共同特征16]。作为对胰岛素抵抗的胰岛β细胞的分泌能力补偿现有减少胰岛素抵抗,这几乎达到较低的注射剂量STZ导致hypoinsulinemia [16]。

在有糖尿病胰岛素治疗是唯一令人满意的方法,尽管它有一些缺点如胰岛素抵抗,厌食,脑萎缩,在治疗慢性脂肪肝(17]。口服降糖药物,可以降低血糖水平属于两个化学类;磺脲类、双胍类(18]。然而,使用口服抗糖尿病是有限的由于其副作用包括血液、皮肤及胃肠道反应,那些昏迷和干扰肝脏和肾脏功能。此外,他们不适合使用在怀孕期间(19]。糖尿病管理没有任何副作用医学界仍然是一个挑战,因此能治疗糖尿病的天然产物活性和更少的副作用强烈需要(20.]。

海洋生物是一个奇妙的生物活性天然产物来源(21]。许多生物活性化合物的提取从各种各样的海洋动物22]。大多数药物活性次生代谢产物被隔绝棘皮动物(23]。有很多有价值的信息对新抗生素的发现从海胆(门棘皮类、类海胆纲),这给新见解(内生物活性化合物24]。海胆p lividus是一个广泛的物种在大西洋和地中海海岸和受到密集的商业捕鱼在几个国家25]。它有很多独特的物质,比如醌型的色素叫棘色素(26]。从这些化合物,海胆色素(决定),具有较高的抗氧化活性和是最常见的深红色颜料的海胆壳,刺,和鸡蛋27]。

材料和方法

化学药品和试剂

链脲霉素,二甲亚砜(DMSO),胰岛素和己糖激酶包买来Sigma-Aldrich(圣路易斯)。生化试剂盒从Biodiagnostic购买公司(El Moror圣,Dokki EGY)。

海胆集合

海胆(p . lividus)收集亚历山大(埃及)和地中海沿岸的运到实验室用冰。用海水样本彻底清洗除去沙子和疯狂生长的有机体在网站和运送到实验室集合。收集的标本被确定的标准文献分类指南(28]。收集的标本都被立即阴凉干燥。

海胆色素提取(决定)

颜料在贝壳和刺孤立Amarowicz方法用细微的修改(29日,30.]。切除内脏后,贝壳和刺用一连串的冷水洗净,风干在黑暗中在4°C 2天然后停飞。粉(5克)被逐渐溶解增加10毫升的6 M盐酸。解决方案中的色素提取3次同样体积的乙醚。乙醚层收集与5%生理盐水洗,直到酸几乎被移除。醚的解决方案包括颜料是干燥无水硫酸钠和溶剂蒸发压力降低。提取包括polyhydroxylated萘醌色素在黑暗中被储存在-30°C。

伦理批准

本研究实验协议和程序用于批准的开罗大学,理学院,机构的动物保健和使用委员会(IACUC)(埃及)(CUFS / F / 33/14)。所有实验过程进行了符合国际实验动物保健和使用指南。

实验动物

男性白化Wistar鼠(鼠形T1DM)重140±10 g和80±10 g 2型糖尿病被用于这项研究。老鼠从国家获得研究中心(NRC, Dokki吉萨)。老鼠被安置在一个温度和湿度控制环境和食物和水的广告随意。

感应的1型糖尿病(T1DM)

所有老鼠都饿死了12小时在实验之前,但被允许免费使用水。T1DM是引起腹腔内注射60毫克/公斤的链脲霉素(STZ)溶解在0.1 mol / l柠檬酸钠缓冲pH值4.5。血糖测定注射STZ后72小时。老鼠饿死,但能获得饮用水血糖测量前6小时。空腹血浆葡萄糖浓度≥300毫克/ 100毫升被认为是糖尿病1型在这个实验中(31日]。

诱导2型糖尿病(T2DM)病人体内

老鼠喂食高脂肪食物的能量为5.3千卡/克,由60%的卡路里来自脂肪,35%来自蛋白质和5%来自碳水化合物,根据修改的协议里德et al。32]。4周后,大鼠腹腔注射单剂量的准备解决STZ(30毫克/公斤溶解在0.1 mol / l柠檬酸钠缓冲pH值4.5)。72小时后,空腹血浆葡萄糖浓度≥300毫克/ 100毫升被认为是糖尿病2型在这个实验中(33]。

实验设计

经过一个星期的适应环境,36个老鼠是分为两个主要的组织;T1DM组大鼠(18)和2型糖尿病组大鼠(18)。

T1DM组分为3组(6大鼠/组):

对照组:后一剂柠檬酸缓冲(0.1 mol / l, i.p),老鼠收到1毫升(10% DMSO,口头)每天4周。

糖尿病组:在单剂量STZ(60毫克/公斤,i.p),老鼠收到1毫升(10% DMSO,口头)每天4周。

决定自组:在单剂量STZ(60毫克/公斤,i.p),老鼠收到1毫升决定(1毫克/公斤体重10% DMSO,口头)(34每天4周。

T1DM组也分为3组(6大鼠/组):

对照组:正常的饮食喂养4周后,大鼠注射单剂量柠檬酸缓冲(0.1 mol / l, i.p)然后收到1毫升(10% DMSO,口头)每天4周。

糖尿病组:HFD喂养4周后,大鼠注射单剂量STZ(30毫克/公斤,i.p)然后收到1毫升(10% DMSO,口头)每天4周。

决定自组:HFD喂养4周后,大鼠注射单剂量STZ(30毫克/公斤,i.p)然后收到1毫升决定(1毫克/公斤,10% DMSO,口头)每天4周。

测定体重

体重测量的开始和结束实验。

动物处理和样本采集

老鼠完全以3%的戊巴比妥钠麻醉,和胸部被打开了。一根针是通过隔膜和插入心脏。负压温柔地应用一旦有人刺穿了心脏,针是根据需要重新定位,直到血液流入注射器。从老鼠收集的血液被离心分离(3000 rpm, 15分钟)获得血清的生化测量储存在-80°C。

生物化学分析

血清葡萄糖被弗洛伊德等人的方法估计(35),血清中精氨酸酶(36)、肝脏glucose-6-phosphate脱氢酶(37)、血清胰岛素(38),血清天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT) [39)、血清碱性磷酸酶(ALP) (40),血清γ-glutamyltransferase (GGT) [41),血清血清总蛋白(42),血清白蛋白(43)、血清总脂质(44)、血清甘油三酯(45)、血清总胆固醇(46)、血清低密度脂蛋白(47)和血清高密度脂蛋白(48),血清肌酐(49)血清尿素(50)和血清尿酸(51)测定根据制造商的指示使用光谱诊断和Bio-diagnostic工具包(埃及吉萨金字塔)。

MDA水平索引的脂质过氧化和估计Ohkawa et al (52),减少谷胱甘肽(谷胱甘肽)53),一氧化氮(NO) (54)和过氧化氢酶(CAT) (55)测定肝匀浆上清液根据生产指令使用Biodiagnostic工具包(埃及吉萨金字塔)。

统计分析

改善的百分比用于比较的治疗疗效决定在两种类型的糖尿病。只有积极的价值,计算从以下方程:

结果

糖尿病标记

数据记录在图1表明,决定改善糖尿病的功效T1DM的标记是高于除了G6PD高2型糖尿病。

肝功能

我们的数据所示图2代表的有效性决定改善T1DM的肝酶是高于2型糖尿病除了GGT高在2型糖尿病。

血脂

图3显示,治疗后血脂的改善T1DM的决定是高于2型糖尿病。

肾脏功能

根据图4治疗后肾功能的改善T1DM的决定是高于2型糖尿病。

氧化应激的标记

数据记录在图5表明,电解珩磨的功效降低T1DM的氧化应激是高于2型糖尿病除了谷胱甘肽高2型糖尿病。

讨论

的低血糖和抗氧化剂perpeties决定被证明在透光的研究[56]。研究决定在每种类型的治疗糖尿病的功效给一般了解其机制和细胞的行为在每种类型的糖尿病。在我们的研究中,政府的决定明显增加血清胰岛素浓度,在糖尿病大鼠血糖浓度显著降低。胰腺有间接影响的决定,通过抑制乙酰胆碱酯酶导致增加乙酰胆碱水平(57]。的胰岛素释放乙酰胆碱是一种兴奋剂,这被认为是一个重要的调节胰岛细胞的功能作用[58]。决定对血糖和胰岛素的改善能力比T1DM低2型糖尿病,这可能是由于胰岛素抵抗。糖尿病大鼠的血清精氨酸酶活性降低治疗后决定。几个可能的解释可以解释这一结果:1)增加胰岛素水平抑制精氨酸酶活动只有在酶的活性增加,如糖尿病;2)减少血浆葡萄糖浓度抑制高血糖对血浆精氨酸酶活动的刺激效应;3)和增加胰岛素水平,恢复(s)(即其他代谢因素。,elevated plasma free fatty acid levels) to normal level, results in reduced plasma arginase activity [59]。决定的能力改善T1DM的精氨酸酶活动更为明显比2型糖尿病,这可能是由于其高T1DM血糖过低的活动。

在目前的研究中,政府的决定导致己糖激酶活性显著增加。己糖激酶活性的增加表明糖尿病是转向期间增强脂质代谢碳水化合物代谢和提高了葡萄糖的利用率在外围网站(60]。改善T1DM的己糖激酶的比例高于2型糖尿病,与高改进共轭T1DM的葡萄糖水平。

糖尿病大鼠的肝脏G6PD活性增加治疗后决定。在肝脏G6PD活性越高表明葡萄糖的利用戊糖途径(61年]。的能力决定改善G6PD比T1DM高2型糖尿病。这意味着T1DM喜欢的糖酵解途径中的细胞葡萄糖代谢能量补偿的严重下降。,在2型糖尿病的细胞喜欢戊糖途径补偿缺乏谷胱甘肽减少(谷胱甘肽)的抗氧化系统,他们有其他的能源(高脂肪饮食的脂肪积累)。这种机制测量肝脏中谷胱甘肽的活性,证实了改进的比例在2型糖尿病。

的修复治疗后血清AST和ALT接近正常水平,决定进一步加强抗糖尿病的。此外,我们的结果表明,能力决定改善转氨酶活动高高于T1DM T1DM的降糖效果。

引起的电解珩磨治疗显著降低糖尿病大鼠血清ALP活性。减少高山活动显示其稳定性的胆道功能对STZ[造成的损害62年]。AST和ALT酶的能力决定提高高山T1DM的活动是高于2型糖尿病。

在我们的研究中,政府的决定明显降低GGT在糖尿病大鼠的活动。所决定充当抗氧化剂清除自由基(63年),它可以降低GGT的活动活动。决定的能力提高2型糖尿病高于T1DM的GGT活性。这种改进意味着抑制血清中酶的活性,这也意味着提高酶活性组织获得高数量的谷胱甘肽内戊糖途径运输到细胞槽迈斯特的γ谷酰基周期。

治疗的决定显示,TG浓度降低,TC,低密度和增加高密度脂蛋白胆固醇的水平,这可能是由于合适的稳定的血糖水平,提高胰岛素水平。此外,这种效应可能是由于肠道吸收减少或降低胆固醇生物合成(64年]。正如预期的那样,决定治疗后的改善脂质剖面T1DM的是高于2型糖尿病,由于高T1DM改善血糖和胰岛素。

政府决定改善肾功能的改善葡萄糖和脂类代谢,增强胰岛素的敏感性和抑制脂质过氧化过程。的能力决定T1DM的改善肾脏功能高于2型糖尿病证实血糖过低的高和抗氧化活动T1DM的决定。

口服引起的电解珩磨显著降低糖尿病大鼠的肝脏MDA水平。我们的研究结果表明,决定可以通过许多抗氧化机制,包括活性氧自由基的清除63年和抑制脂质过氧化作用65年]。决定的能力改善T1DM的MDA水平高于2型糖尿病,这可能是有关T1DM的改善高胰岛素和葡萄糖。

本研究的结果表明,糖尿病大鼠的治疗决定导致显著增加在糖尿病大鼠肝脏谷胱甘肽水平,这可能由于调控细胞的氧化还原电位决定的66年]。谷胱甘肽水平的改善2型糖尿病超过T1DM的细胞更倾向于对葡萄糖氧化2型糖尿病使用戊糖途径。

另一方面,管理决定的糖尿病组有显著提高浓度。没有浓度的增加可能与精氨酸酶活性的抑制67年),降低高血糖条件(68年]。此外,决定自诱导生产乙酰胆碱(57),刺激由血管内皮细胞NOS和增加没有生产(69年]。的能力决定T1DM的改善没有水平高于2型糖尿病,精氨酸酶活性的改善和葡萄糖水平在T1DM更高。

结论

电解珩磨的抗糖尿病的效力在T1DM更多的效果。我们建议决定可以作为潜在的替代治疗糖尿病药剂来控制糖尿病并发症的2型糖尿病,但它可以作为辅助剂1型糖尿病的胰岛素治疗。我们也注意到细胞T1DM喜欢糖酵解途径,在2型糖尿病的细胞更喜欢戊糖途径。

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