A ferulinsav csökkenti a testsúlyt és a zsigeri zsír felhalmozódását az enzimatikus, hormonális és gyulladásos változások modulálásával a zsírtartalmú étrend okozta elhízás egérmodelljében.

T.S. de Melo

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

P.R. Lima

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

K.M.M.B. Carvalho

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

T.M. Fontenele

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

F.R.N. Solon

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

A.R. Nekem

3 Faculdade de Medicina Veterinária, Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

T.L.G. de Lemos

4 Departamento de Química Orgânica e Inorgânica, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

S.G. da Cruz Fonseca

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

F.A. Santos

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

V.S. Rao

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

M.G.R. de Queiroz

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil

Absztrakt

Korábbi tanulmányok beszámoltak a ferulinsav (FA) glükóz- és lipidcsökkentő hatásairól, de annak elhízás elleni potenciálját még nem határozták meg szilárdan. Ez a tanulmány az FA lehetséges elhízásellenes hatásait vizsgálta olyan egerekben, amelyeket 15 hétig tápláltak magas zsírtartalmú étrenddel (HFD). Az FA elhízás-ellenes potenciáljának értékeléséhez 32 hím svájci egeret, 20–25 g tömegű (csoportonként n = 6–8) tápláltak normál étrendet (ND) vagy HFD-t, orálisan vagy nem kezeltek FA-val (10 mg/kg). ) vagy szibutramint (10 mg/kg) 15 hétig, ezen időszak végén pedig az állatok testtömegét, a zsigeri zsír felhalmozódását, a glükóz és inzulinhormon plazmaszintjét, az amiláz- és lipázaktivitásokat, a jóllakottsági ghrelin és a leptin hormonokat, és a tumor nekrózis faktor-a-t (TNF-a) és a monocita kemoattraktáns protein-1-et (MCH-1) elemeztük. Az eredmények azt mutatták, hogy az FA hatékonyan elnyomhatja a viscerális zsír felhalmozódásának, az adipocita méretének és a testtömeg-növekedésnek a HFD-hez kapcsolódó növekedését, hasonlóan a szibutraminnal, a pozitív kontrollhoz. Az FA szintén jelentősen (P Kulcsszavak: Ferulinsav, elhízásgátló, magas zsírtartalmú étrend, leptin, lipáz, tumor necrosis factor-α

Bevezetés

Az elhízás gyakoriságának növekvő tendenciája globális problémává vált, ami súlyos terhet ró az egészségügyi ellátórendszerekre (1). A túlzott zsírszövet felhalmozódása jellemzi az elhízást a szív- és érrendszeri betegségekkel, az inzulinrezisztenciával és a metabolikus szindrómával (2). A rendelkezésre álló elhízás elleni gyógyszerek, mint például az orlisztát és a szibutramin (SIB), mérsékelt klinikai hatékonysággal bírnak, de a biztonsággal és az elviselhetőséggel kapcsolatos aggályok korlátozhatják használatukat (3,4). Ezért szükség van új, biztonságos és hatékony gyógyszerek felfedezésére és kifejlesztésére az elhízás kezelésére és kezelésére.

A zsírban gazdag ételek fogyasztása aktiválhatja a gyulladásos reakciót a hipotalamuszban, ezáltal megzavarhatja a hormonok, a ghrelin, a leptin és az inzulin által generált anorexigén és termogén jeleket, ami rendellenes testtömeg-szabályozáshoz vezethet (15). Mivel az FA antioxidáns (9) és gyulladásgátló tulajdonságokkal rendelkezik (16), valamint moduláló hatással van a glükóz és a lipid anyagcserére (14, 17), valószínűleg az FA modulálja az adipogenezist. Ezért a jelen tanulmány célja az FA (10 mg/kg) elhízásellenes hatásának bemutatása volt a jól ismert súlycsökkentő szibutraminnal (10 mg/kg) szemben, a HFD által kiváltott elhízás egér modelljével.

Anyag és módszerek

Vegyszerek és gyógyszerek

A ferulsavat a Sigma Aldrich®-től (USA) szereztük be, 98% -os tisztaságú. A szibutramint az Aché®-től (Brazília) vásárolták. Az összes alkalmazott vegyszer és reagens analitikai minőségű volt, és standard kereskedelmi beszállítóktól származik.

Állatok

Az Universidade Federal do Ceará Központi Állattenyésztőjétől származó hím svájci egereket (összesen 32, súlya 20-25 g) használtuk. Propilén ketrecekben tartottuk szobahőmérsékleten (24 ± 2 ° C) 12 órás világos/sötét ciklusban, étellel (chow) és vízzel ad libitum biztosítva. A kísérleti protokollokat (# 34/2011) az Universidade Federal do Ceará Intézményi Bizottság hagyta jóvá az állatok gondozásával és kísérleti célú felhasználásával, az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetének irányelveivel összhangban.

Diéta összetétele

A szokásos étrend (ND) a kereskedelmi forgalomban (Nuvilab, Brazília) nyert pelletált tojás volt. 19,0% fehérjét, 56% szénhidrátot, 3,5% lipidet, 4,5% cellulózot, 5,0% vitamint és ásványi anyagot, valamint 12% páratartalmat tartalmazott, összes energiatartalma 17,03 kJ/g. A vizsgálathoz használt standardizált HFD (18) a következő hiperkalórikus alkotóelemeket tartalmazta: 15 g laboratóriumi állateledel, 10 g sült őrölt dió, 10 g tejcsokoládé és 5 g kukoricacukor. Ezeket az összetevőket őrölték és pelletek formájában készítették el, amelyek 20 tömeg% fehérjét, 48 tömeg% szénhidrátot, 20 tömeg% lipidet, 4 tömeg% cellulózot, 5 tömeg% vitamint és ásványi anyagot és 3 tömeg% nedvességet tartalmaztak. A diéta nettó energiatartalma 21,40 kJ/g volt. Így a HFD az ND-vel összehasonlítva hiperkalórikus volt, és kevesebb szénhidrátot, de több lipidet tartalmazott, nettó energiakülönbséggel 4,37 kJ/g. A zsírkomponensek automatikus oxidációjának elkerülése érdekében az ételt körülbelül 24 ° C-on tárolták.

Elhízás elleni tevékenység

Biokémiai elemzés

A plazma amiláz- és lipázaktivitásokat kinetikai módszerrel határoztuk meg az amiláz (Labtest®, Brazília) és a lipáz (Bioclin®, Brazília) kereskedelmi készletei felhasználásával. A vizsgálatokat a gyártó utasításai szerint hajtották végre, és azok szintjét U/L-ben adják meg. A plazma glükózt, triglicerideket és az összkoleszterint kereskedelmi készletekkel (Labtest®) elemeztük, és a szinteket mg/dL-ben adtuk meg. Az U/L-ben közölt plazma alanin-aminotranszferázt (ALT) és aszpartát-aminotranszferázt (AST) kinetikai módszerrel elemeztük kereskedelmi készletekkel (Labtest®). A plazma TNF-α, MCP-1, inzulin, leptin és ghrelin szintjét enzimmel kapcsolt immunszorbens vizsgálatokkal (Crystal Chem, USA) mértük duplikátumban, és ng/ml vagy pg/ml értékben jelentettük őket.

Nem fehérje szulfhidrilek (NP-SH)

A májszövetekben az NP-SH-t (nem fehérje-szulfhidrilek, GSH) Ellman reakciójával 5'5’-ditio-bisz-2-nitrobenzoesav (DTNB) alkalmazásával határoztuk meg (20). Jéghideg etilén-diamin-tetraecetsavban (EDTA; 0,02 mol/l, pH 8,9) lévő homogenizátumok 4 ml-es alikvot részét 3,2 ml desztillált vízzel és 0,8 ml 50% -os triklór-ecetsavval (TCA) keverjük össze. A csöveket 800 g-on 15 percig 4 ° C-on centrifugáltuk. A felülúszót (2 ml) összekevertük 4 ml Tris-pufferrel (0,4 mol/l, pH 8,9) és 0,1 ml DTNB-vel (0,01 mol/l). Az abszorbanciát 5 percen belül mértük a DTNB hozzáadása után 412 nm-en. Az abszorbancia értékeket egy glutation standard görbéből extrapoláltuk, és µg/g májszövetben adtuk meg.

Malondialdehid assay

A máj lipidperoxidációjának koncentrációját a malondialdehid (MDA) becslésével határoztuk meg tiobarbitursav teszt alkalmazásával (21). A májszövetet 0,15 KCl-ban (pH 7,4) homogenizáltuk. A homogenátumot vízfürdőben 60 percig 37 ° C-on tartjuk. 35% perklórsavat adunk a homogenizátumhoz, és 17 500 g nyomáson 10 percig 4 ° C-on centrifugáljuk. A felülúszót 1,2% tiobarbitursavval összekevertük, és az elegyet 30 percig 98 ° C-on tartottuk. Szobahőmérsékletre történő lehűlés után az abszorbanciát 532 nm-en mértük. A standard görbét 1,1,3,3-tetrametoxi-propán alkalmazásával kaptuk. Az eredményeket nmol MDA/g májszövetben jelentettük.

Szövettani elemzés

Az epididymális zsírpárnákat kivágtuk, 10% -os formalinban rögzítettük és rutinszerűen feldolgoztuk a paraffin beágyazásához. Az 5 µm vastag szövetrészeket kivágtuk, feldolgoztuk hematoxilin és eozin (H&E) festésre, és fénymikroszkóp alatt megvizsgáltuk szövettani változásokat.

statisztikai elemzések

A ferulinsav és a sibutramin hatása a gyulladás plazmaszintjére és a lipidperoxidációval kapcsolatos paraméterekre

Vita

Korábbi tanulmányok foglalkoztak a FA hipoglikémiás, hipolipidémiás és antioxidáns tulajdonságával HFD-vel táplált állatokban (8,9), de a zsigeri zsírosság csökkentésében kifejtett hatását nem elemezték és nem számoltak be róla. Az ebben a vizsgálatban elért eredmények egyértelműen azt mutatták, hogy a 15 héten át tartó HFD elősegítette a visceralis zsírbontást és a súlygyarapodást a svájci egerekben, valamint az FA-val vagy egy ismert anorektikus szerrel, például SIB (22) ivóvízben (50 mg/l) végzett kezeléseket. ) megakadályozta ezt az adipozitást és a súlygyarapodást.

A gyomorból származó ghelin és a zsírszövetből származó leptin szabályozza az étvágyat és az energia homeosztázist emberekben és rágcsálókban. Megfigyelték, hogy a HFD hosszú távú bevitele hiperleptinémiát és hipoghrelinémiát, valamint jelentős pozitív korrelációt okozhat a plazma leptinszintje és az epididymális zsírtömeg között (23). Ezekkel a korábbi megállapításokkal összhangban a HFD-vel egereken végzett, 15 héten át tartó tanulmány hiperleptinémiát és hipoghrelinémiát, valamint megnövekedett hasi zsírlerakódást mutatott, amelyet FA-kiegészítéssel lehetne ellensúlyozni. A hipotalamust tekintik az anorexigén és orexigén jelátviteli integráció fő helyének a ghrelin (orexigén) és a leptin (anorexigén) megfelelő receptorainak aktiválása révén. Az elhízás az emelkedett leptinnel és a leptinnel szembeni ellenálló képességgel társul az energia homeosztázisban (24). Jelenlegi tanulmányunk kimutatta, hogy az FA-kiegészítés jelentősen csökkenti a keringő leptin szintet. Mivel az FA-kiegészítés csökkentheti az élelmiszer- és energiafogyasztást, feltételezzük, hogy a ghrelin és a leptin plazmaszintjének HFD-indukálta változásai részben a megfigyelt testtömeg-csökkenést és a csökkent hasi zsírtartalmat is figyelembe vehetik. Azonban a FA molekuláris mechanizmusa antiobeszes hatásában még megalapozatlan.

Számos tanulmány kimutatta, hogy a zsírszövet diszregulációja és az aberrált adipokin szekréció hozzájárul az alacsony fokú krónikus proinflammatorikus állapothoz és az inzulinrezisztenciához (25–27). Az elhízást olyan betegségnek tekintették, amelyben túlsúlyban vannak a proinflammatorikus citokinek. A legfrissebb eredmények azt sugallják, hogy az adipociták mérete az endokrin működés fő modulátora. A hipertrófiás adipociták nagyobb mennyiségű TNF-α-t és MCH-1-t választanak ki, mint a normál adipociták, és feltételezik, hogy ez a túlzott szekréció inzulinrezisztenciát okoz (28–30). Vizsgálataink során az MCP-1 és a TNF-α, valamint az inzulin keringő szintje 15 hétig HFD-vel táplált egerekben nagymértékben megemelkedett, jelezve a gyulladásos állapotot és az inzulinrezisztenciát a 2-es típusú cukorbetegségben. Mind az FA, mind a SIB csökkentette az adipocita méretét, valamint az adipokinek, a TNF-α és az MCH-1 keringési szintjét, ami megmagyarázná annak hasi adipozitásra és inzulinrezisztenciára gyakorolt enyhítő hatását.

Ezenkívül jelentősen javult a biokémiai paraméterek, például a plazma glükóz, koleszterin és trigliceridek, valamint a lipáz és az amiláz aktivitása, amikor az egereket FA és HFD kombinációjával kezelték. A hasnyálmirigy-lipáz gátlása és a lipidfelszívódás csökkentése vonzó megközelítés a hatékony szerek felfedezéséhez (31). Jelenleg a hasnyálmirigy lipázinhibitorának egyetlen klinikailag jóváhagyott farmakológiai ágense az orlisztát. Használatát azonban a gyomor-bélrendszeri kellemetlen reakciók (olajos széklet és puffadás) veszélyeztetik. Az elhízás kezelésének egyik fontos célja a tápanyagok emésztésének és felszívódásának inhibitorainak kifejlesztése. Az FA tehát képes módosítani a glükóz és a lipid anyagcserét, összhangban a korábbi jelentésekkel (8,16,32).

Ennek a tanulmánynak erőssége van a metabolikus szindrómához és az elhízáshoz szorosan kapcsolódó különféle paraméterek értékelésében, amelyeket FA kezeléssel javítottak. A zsírszövet és a máj a lipidanyagcserében részt vevő két fő szerv, és a génexpresszió transzkripciós szabályozása közös mechanizmus, amellyel a lipidek és más tápanyagok befolyásolják az anyagcserét. Ennek a vizsgálatnak a korlátja az elhízással kapcsolatos lehetséges genetikai változások elemzésének hiánya, amelyet az FA-kezelés elősegít. Ezért további vizsgálatokra van szükség az elhízás elleni FA hatásának tisztázásához.

Összefoglalva, a ferulinsav hatékonyan megakadályozta a magas zsírtartalmú étrend okozta zsigeri zsírosságot és a testtömeg-gyarapodást olyan mechanizmusok révén, amelyek magukban foglalják az élelmiszer-szabályozó peptid hormonok (inzulin, ghrelin és leptin) modulálását, a szérum amiláz- és lipázaktivitás gátlását, valamint az adipocitákból származó származékok elnyomását. gyulladásgátló MCP-1 és TNF-a citokinek. A ferulinsav ezen hatásai hasznosak lehetnek, ezért ígéretes adjuváns terápia lehet az elhízás és szövődményeinek kezelésében.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak Aguinéa Rocha de Morais-nak a technikai támogatásért. Ezt a kutatást a CNPq és a FUNCAP támogatásai és ösztöndíjai támogatták.