A friss gránátalma lé hatása a melatonin, az inzulin és az éhomi szérum glükóz szintjére egészséges egyénekben és csökkent éhgyomri glükózban szenvedőknél

Saleem A. Banihani

1 Orvosi Laboratóriumi Tanszék, Jordán Tudományos és Technológiai Egyetem, Irbid Jordan,

Reham A. Fashtaky

1 Orvosi Laboratóriumi Tanszék, Jordán Tudományos és Technológiai Egyetem, Irbid Jordan,

Seham M. Makahleh

1 Orvosi Laboratóriumi Tanszék, Jordán Tudományos és Technológiai Egyetem, Irbid Jordan,

Zeyad J. El ‐ Akawi

2 Élettani és Biokémiai Tanszék, Jordan University of Science and Technology, Irbid Jordan,

Omar F. Khabour

1 Orvosi Laboratóriumi Tanszék, Jordán Tudományos és Technológiai Egyetem, Irbid Jordan,

Nesreen A. Saadeh

3 Belgyógyászati tanszék, Jordán Tudományos és Technológiai Egyetem, Irbid Jordan,

Absztrakt

A gránátalma lé (PGJ) gazdag egyedülálló bioaktív vegyületekben, amelyek felhasználhatók különféle betegségek/rendellenességek kezelésére, mint például rák, szívbetegségek, Alzheimer-kór, magas vérnyomás és cukorbetegség. Itt a friss PGJ hatásának vizsgálatát tűztük ki célul a melatonin, az inzulin és az éhomi vércukorszint szintjén olyan embereknél, akiknek csökkent az éhomi glükóz (IFG). A vizsgálat egy randomizált klinikai vizsgálat volt, amelyben 28 IFG-vel rendelkező résztvevőt (10 férfit, 18 nőt) vettek fel az Irbid Központi Laboratóriumból és a Jordán Tudományos és Technológiai Egyetem Egyetemi Kórházának Diabétesz Klinikájáról. Minden résztvevő vérmintáit összegyűjtöttük (-5 perc) előtt, és 1 és 3 órával a PGJ beadása után 1,5 ml/testtömeg-kg-ban, és megmértük a melatonint, az inzulint és a glükózt. Az IFG-ben szenvedő, de nem egészséges egyéneknél jelentős antihiperglikémiás válasz volt (p Kulcsszavak: károsodott éhomi glükóz, inzulin, melatonin, gránátalma leve

Absztrakt

Megállapították, hogy a friss gránátalma leve (PGJ) csökkenti a melatonin szintjét. Megállapították, hogy a friss PGJ növeli az inzulin szintjét és javítja az inzulinrezisztenciát az éhgyomri glükóz károsodása esetén.

1. BEMUTATKOZÁS

2007-ben Katz és munkatársai közvetlenül beszámoltak a gránátalma kivonatok 2-es típusú cukorbetegségre gyakorolt hatásáról (Katz, Newman és Lansky, 2007). Medjakovic és Jungbauer egy későbbi, 2013-as jelentése kiemelte a gránátalma lehetséges felhasználását a metabolikus szindróma kezelésében [4]. Korábbi „gránátalma és 2-es típusú cukorbetegség” című áttekintésünkben leírtuk azokat a mechanizmusokat, amelyek révén a gránátalma és származékai hatással vannak a diabéteszes állapotokra, különösen az inzulinrezisztenciára (Banihani et al., 2013).

Egy nemrégiben készült tanulmány feltárta a friss PGJ alkalmazás pozitív hatásait a betta sejtek működésének fokozásában és az inzulinrezisztencia enyhítésében a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegeknél (Banihani et al., 2014). A jelenlegi vizsgálat célja az volt, hogy megvizsgálja a friss PGJ hatásait a károsodott éhomi glükóz (IFG) állapotokra (más néven prediabetesre), tekintettel arra, hogy a cukorbetegség progressziójának ez a fázisa a terület számos kutatójának célja a a betegség kezdete. Ezenkívül a tanulmány a friss PGJ közvetlen hatását mérte a melatonin hormon (N-acetil-5-metoxi-triptamin) szintjén, mint kiváló kontroller a test számos fiziológiai folyamatában, beleértve az energia-anyagcserét is (Wolden-Hanson et al., 2000). Valójában kimutatták, hogy a melatonin szerepet játszik a cukorbetegség megelőzésében és kezelésében (Rahimi, Nikfar, Larijani és Abdollahi, 2005). A melatonin kiválasztódik a tobozmirigyből, és fő szerepe van az alvás-ébrenlét időzítésében (Tan, Xu, Zhou és Reiter, 2018), és erős antioxidáns molekulaként megerősítették (Zhang & Zhang, 2014).

2. ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK

2.1. Tárgyak

Ez a tanulmány egy randomizált klinikai vizsgálat volt, amelyben 28 IFG-vel rendelkező humán személyt (10 felnőtt férfit és 18 felnőtt nőt) vettek fel az Irbid Központi Laboratóriumból és az Abdullah Kingi Egyetemi Kórház Endokrinológiai Osztályáról. Az alanyok 29 és 56 év közöttiek voltak; közülük öt hipertóniás volt. Ezen túlmenően, 28 egészséges alany, mint kontrollcsoport (10 férfi és 18 nő), 28 és 59 év közöttiek is részt vettek ebben a vizsgálatban. A felvett alanyok látszólag egészségesek voltak, és úgy tekintették, hogy IFG-vel rendelkeznek, ha 12 órás éhomi szérum glükózuk 6,1 és 7,0 mmol/l között volt. Az IFG-ben résztvevő összes résztvevőt a 2006-os ADA kritériumok szerint választották ki (American Diabetes Association, A., 2006).

A kizárási kritériumok a vese-/májbetegségek, a terhesség, az alvászavarok, az éjszakai műszakban dolgozók és a hormonterápiás kezelés voltak. Ezenkívül a kizárási kritériumok közé tartoztak az antioxidáns kiegészítők, a dohányzás, a lipidszint csökkentő gyógyszerek, a metformin (Glucophage), a melatonin gyógyszerek és a glibenklamid vagy más orális antihiperglikémiás szerek.

2.2. Gránátalma leve

Friss gránátalma gyümölcsöket a Jordán Irbid kormányzóság Kofor-Soom völgyéből nyertek. A gyümölcsöket speciális kartondobozokban tárolták, legfeljebb két hétig, felhasználás céljából. A gránátalma arilokat kézzel elválasztottuk, és a PGJ előkészítését présgéppel hajtottuk végre (Philips, Japán).

2.3. Közbelépés

A vérmintákat sima vacutainer csövekbe gyűjtöttük reggelente (8: 00–8: 30) egy éjszakai éhgyomorra (átlagosan 12 ± 1 óra) követően. Mindkét csoport résztvevői (egészséges és IFG-ben szenvedők) friss PGJ-t kaptak (1,5 ml/testtömeg-kg). Ezt az összeget véletlenszerűen választották ki, figyelembe véve azt a mennyiséget, amelyet Jordánia északi részén az emberek friss PGJ-ból fogyasztanak a kis gyümölcslé-éttermekben. A PGJ-k kiosztott mennyiségét minden résztvevő számára 5 percen belül bevették. Vérmintákat vettünk a résztvevőktől 1 és 3 óra elteltével a PGJ beadásának nulla idejétől számítva. Ezután a vérmintákat centrifugáltuk, közvetlenül a véralvadás után (

15-20 perc alvadási idő), és minden egyes mintát több alikvotban tároltunk −35 ° C-on a hormonális elemzéshez.

2.4. Klinikai kémiai intézkedések

A vércukor-koncentrációt a JUST Egészségügyi Központ Laboratóriumában a PZ Cormay S.A. Diagnostics és a Chemistry Analyzer (BS-200, Shenzhen Mindray Electronics) Accent 200-készleteivel határoztuk meg. Az inzulint a Beckman Coulter Access 2 készletével mértük. Az összes összegyűjtött eredmény a kettős mérés eszköze. Az inzulint kereskedelmi forgalomban alkalmazott kemilumineszcens immunvizsgálati készletekkel (Access 2 Beckman Coulter) mértük. Az összes összegyűjtött eredmény a kettős mérés eszköze.

A szérum melatonint egy immunvizsgálati készlet (DRG Melatonin ELISA) alkalmazásával határoztuk meg, amelyet a szérumminták melatoninszintjének mérésére használtunk. Immunanalízis alapú rendszert alkalmaztunk a melatonin kvantitatív meghatározásához (a Bio ‐ TEK Instruments Inc. szállította). A kvantálás előtt a mintákat átfordítottuk egy fordított fázisú oszlopon. Az összegyűjtött szűrletet metanollal extraháljuk, bepárlással szárítjuk és desztillált vízben oldjuk. Az összes szérummintát duplikátumban vizsgáltuk, és az átlagértékeket figyelembe vettük a végső statisztikai elemzéshez (Lahiri, Ge, Sharman és Bondy, 2004).

2.5. Statisztikai analízis

Két csoportos összehasonlításokat végeztek a Student páros t teszttel, míg ANOVA-t alkalmaztak több csoport összehasonlításához. A korrelációs elemzést Spearman-teszt alkalmazásával hajtottuk végre. A GraphPad Prism szoftvert (6.0 verzió) alkalmazták az ábrák előkészítésére és a statisztikai szignifikancia megállapítására p-értéken. Az 1. ábra bemutatja a friss PGJ hatását az éhomi szérum glükózra egészséges egyénekben (A) és IFG-ben szenvedőkben (B). A szérum glükózszintet (-5 perc) előtt és 1 és 3 óra múlva mértük 1,5 ml/testtömeg-kilogramm lé beadása után. Amint az ábra mutatja, a szérum glükóz jelentősen csökkent (p (2. ábra). 2). Az IFG-vel rendelkező résztvevők körülbelül 96,4% -ának (27) volt pozitív antihiperglikémiás válasza a PGJ-re.

A friss PGJ-re adott antihiperglikémiás válasz egészséges egyénekben, szemben az IFG-vel rendelkező emberekkel 3 órával a lé beadása után. IFG, károsodott éhomi glükóz; PGJ, gránátalma leve

A 3. ábra a 3. ábra szemlélteti az inzulinrezisztencia (HOMA ‐ IR) homeosztatikus modelljének értékelését az éheztetett alanyok között IFG-vel (–5 perc) előtt és 3 órás szint után 1,5 ml/testtömeg-kg friss PGJ fogyasztása után. A HOMA ‐ IR szignifikánsan alacsonyabb volt azoknál az egyéneknél, akik IFG-vel friss PGJ-t fogyasztottak 3 órával, szemben az éheztetett egyénekkel.

A HOMA ‐ IR szintje az éheztetett (–5 perc) alanyok között IFG-vel 3 órával a PGJ-dózis (1,5 ml/kg) után. A méréseket átlag ± SEM-ként mutatjuk be. (n = 28) (* p A 4. ábra a PGJ-re kifejtett antihiperglikémiás válasz és az IFG-ben szenvedő betegek életkora közötti összefüggést mutatja be. Az antihiperglikémiás válasz és a az IFG-ben szenvedő egyének kora.

Összefüggés a PGJ-re adott antihiperglikémiás válaszok és az IFG-ben szenvedő betegek életkora között. IFG, károsodott éhomi glükóz; PGJ, gránátalma leve

Az 5. ábra az 5. ábra bemutatja a PGJ hatását a melatonin és az inzulin szérum szintjére egészséges (H-melatonin és H-inzulin), illetve IFG-ben szenvedő betegeknél (IFG-melatonin és IFG-inzulin). A szérum melatonint és az inzulint mértük (-5 perc) és 1 óra PGJ-fogyasztás után. Amint az ábra mutatja, a melatonin szignifikánsan csökkent 1 óra PGJ-s ivás után egészséges (p = 0,0284) és IFG-ben szenvedőknél (p = 0,0056).

A PGJ hatása a melatonin és az inzulin szérum szintjére egészséges (H-melatonin és H-inzulin) egyénekben, illetve IFG-ben szenvedő emberekben (IFG-melatonin és IFG-inzulin). A szérum melatonint és inzulint mértük (-5 perc) és 1 óra PGJ-fogyasztás után. A méréseket átlag ± SEM-ként mutatjuk be. (* p -, H2O2 és · OH, és végső soron csökkenti a sejtek oxidatív stresszét (Banihani et al., 2013), az oxidánsok, elsősorban az ROS (Alzoubi et al., 2019) és az antioxidánsok közötti egyensúlyhiányt a előbbi (Banihani, 2018; Mahmoodi, Koohpeyma, Saki, Maleksabet és Zare, 2019). A PGJ-ben azonosított aktív antioxidáns vegyületek közül a cianidin-3,5-O-diglukozid, a pelargonidin-3,5-O-diglukozid, az ellagitanninok, punicalagin és punicinsav (Di Stefano és mtsai, 2019; Ding és mtsai, 2017; Russo és mtsai, 2018; Shabbir és mtsai, 2017). Megállapítást nyert, hogy a PGJ, beleértve az aktív punicalagin vegyületet is, fokozza a az oxidánsok méregtelenítésében szerepet játszó enzimek, például a kataláz, a peroxidáz, a SOD és a GSH reduktáz (GR) (Rock és mtsai., 2008; Rozenberg, Howell és Aviram, 2006). Ezenkívül a PGJ, beleértve annak aktív vegyületét, a puninsavat azáltal, hogy befolyásolja a glükóz homeosztázisát: bizonyos transzkripciós faktorok aktivitásának modulálása (pl. peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor γ és nukleáris faktor κB) (Banihani et al., 2013; Hontecillas, O'Shea, Einerhand, Diguardo és Bassaganya ‐ Riera, 2009; Schubert, Neeman és Resnick, 2002). Továbbá a PGJ-ben ismert bioaktív vegyületekről, mint például a punicalagin, a galluszsav, az ellagsav, az ursolsav, az oleanolsav és az uallinsav, antidiabetikus hatással bírnak (Banihani et al., 2013).

A gránátalmával és annak származékaival kapcsolatos számos korábbi tanulmány összhangban áll a tanulmány eredményeinkkel. A cukorbetegség állatmodelljében a gránátalma magot etető patkányok

A 450 mg/kg-os vércukorszint alacsonyabb volt a kontrollcsoporthoz képest 12 óra elteltével (Das et al., 2001). Ezenkívül a gránátalmában jelenlévő többszörösen telítetlen szerves sav, a táptalaj 1/100 g-jában 30 napig a punicinsav (vagy trichozaninsav) jelentősen csökkenti az éhomi vércukorszintet a genetikailag elhízott db/db-ban egerek (Banihani et al., 2013; Hontecillas et al., 2009). Ezenkívül a PGJ-ben található egyéb bioaktív vegyületekről, különösen a szerves savakról, az ellágsavról, az ursolról, a gallusról, az uallinsavakról és az oleanolról kiderült, hogy antihiperglikémiás hatásúak (Bektas & Ozturk, 2012; Benalla, Bellahcen és Bnouham, 2010; Fuhrman, Volkova és Aviram, 2010; Johanningsmeier és Harris, 2011). Továbbá a rutinnak, amely a PGJ-ben jelen lévő flavonoid, jelentős antihiperglikémiás hatása van (Ghorbani, 2017). A rutin ilyen hatásának kifejtésének mechanizmusa lehet az, hogy csökkenti a szénhidrátok felszívódását a bélből, stimulálja az inzulin szekrécióját, gátolja a glükoneogenezist és növeli a glükózfelvételt a testi szövetekben (Ghorbani, 2017).

Az ilyen bioaktív vegyületek a PGJ-ben állhatnak az IFG-ben szenvedő embereknél megfigyelt antihiperglikémiás válasz mögött. Továbbá összehasonlítva más gyümölcsökkel, például a szőlővel (Bolton, Heaton és Burroughs, 1981; Rozenberg és mtsai, 2006), a PGJ-ről kiderült, hogy egyedülálló cukrokat tartalmaz, amelyek erős antioxidáns aktivitással bírnak (Banihani és mtsai, 2013; Rozenberg és mtsai. al., 2006). Rozenberg és mtsai. (2006) arra a következtetésre jutott, hogy a fehérszőlő-lé cukorfrakciója növeli a makrofágok oxidatív stresszét, míg a PGJ cukorfrakciója csökkenti (Rozenberg és mtsai, 2006). A PGJ bioaktív vegyületei közé tartoznak a hatásos antioxidáns polifenol-tanninok és antocianinok (Rozenberg et al., 2006), amelyekről kimutatták, hogy fokozzák a sejtek glükózfelvételét 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegeknél (Guo & Ling, 2015). Ezek az eredmények összhangban vannak azon eredményeinkkel, amelyek szerint a PGJ javítja az inzulinrezisztenciát IFG-ben szenvedő alanyokban.

A jelenlegi tanulmányban kíváncsiak voltunk a friss PGJ megfigyelt antihiperglikémiás hatásainak és az IFG-ben szenvedő egyének életkorának összefüggéseire. Valójában annak ellenére, hogy csökkent az antihiperglikémiás válasz az IFG-ben szenvedő betegek életkorához képest, de ez a csökkenés nem volt statisztikailag szignifikáns. Korábbi, 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegek vizsgálata során szignifikáns negatív összefüggést találtunk a PGJ antihiperglikémiás hatása és a betegek életkora között (Banihani et al., 2014). Ez a paradoxon a nagyobb mintanagyság és a magasabb hiperglikémiás indexű nagyobb populáció (2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegek) miatt következhet be. Valójában a PGJ antihiperglikémiás hatása érzékenyebb azoknál az embereknél, akiknek az éhomi éhomi szérum glükózszintje magasabb (Banihani et al., 2014).

Ebben a tanulmányban, függetlenül attól, hogy a melatonin részt vesz-e a glükóz homeosztázisban, és amely természetesen megtalálható a gránátalmában 13–29 ng/100 g koncentrációban (Badria, 2002), akkor azt kérdeztük, hogy a PGJ fogyasztása befolyásolja-e a szérum melatonin szintjét. E tanulmány eredményei a melatonin szintjének csökkenését javasolták 1 óra PGJ-fogyasztás után. Az IFG-ben szenvedő betegeknél a melatonin csökkenésének százaléka megközelítőleg 40,8% volt, míg egészséges embereknél ez a százalék körülbelül 45,8% volt. Ezzel szemben az inzulinszintek emelkedése 1 óra PGJ beadása után emelkedett. A PGJ beadása után 1 óra inzulin százalékos aránya megközelítőleg megduplázódott mindkét tesztelt csoportban. Tanulmányok kimutatták, hogy a melatonin cirkadián ritmusa befolyásolja a hasnyálmirigy inzulinszekréciójának módját (Peschke et al., 2006; Elmar Peschke et al., 2007). Konkrétan azt találták, hogy a melatoninnak szuppresszív hatása van a β-sejtek aktivitására (Rasmussen, Boldt, Wilkinson, Yellon és Matsumoto, 1999; Rasmussen, Mitton, Larsen és Yellon, 2001), ez a hatás egyetért a glükóz tolerancia csökkenésével (Cagnacci et al., 2001; Dhar, Dayal, Ramesh és Arora, 1983). Viszont, a megnövekedett inzulinkoncentrációról kiderült, hogy gátolja a melatonin szekrécióját a tobozmirigyben (Champney, Brainard, Richardson és Reiter, 1983; Champney, Steger, Christie és Reiter, 1985). Ezért létezhet „funkcionális ellentét” a melatonin és az inzulin között (Boden, Ruiz, Urbain és Chen, 1996; Peschke és mtsai, 2011). Jelen megállapítások összhangban vannak a fenti bizonyítékokkal. Így a glikémiás kontroll javulása az IFG-ben szenvedők körében a PJG keringési melatonin- és inzulinszintre gyakorolt hatásának tudható be.

A jelenlegi tanulmány eredményei azt mutatták, hogy a HOMA ‐ IR és ezáltal az inzulinrezisztencia csökkenést mutat az IFG-ben szenvedők körében 3 órával a PGJ beadása után. Általánosságban elmondható, hogy a HOMA-IR 3 órás értékének kiszámítása a lé elfogyasztása után nem megfelelő, ha nincs lenyúló állapotban; a résztvevőknek azonban nem volt szabad ételt fogyasztaniuk a kísérlet során, és a levét az éhezés időszakában alkalmazott kezelésnek tekintették. Ezenkívül az inzulinrezisztenciát 3 órával értékelték a gyümölcslé elfogyasztását követően, egy olyan állapotban, ahol a szérum glükózszint még a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegeknél is jelentősen csökkent (Banihani et al., 2014). Valójában ezt a megközelítést használták a korábbi tanulmányokban (Banihani et al., 2014; Papandreou et al., 2019), és a jelenlegi tanulmányban további bizonyítékok gyűjtésére használjuk fel az FPG hatékonyságának alátámasztására a 2-es típusú cukorbetegség kezelésében.

Jelen tanulmány korlátai között szerepel, hogy nem vettünk fel PJG-mentes csoportokat. Cirkadián ritmusról számoltak be a keringés melatonin szintjében (Kennaway & Voultsios, 1998). Ezért nem zárható ki annak a lehetősége, hogy a melatoninszint észlelt csökkenése a PJG fogyasztása után a cirkadián órának köszönhető, nem pedig a lé hatásának. Ezért további vizsgálatokra van szükség az ilyen lehetőségek feltárásához.

Összegzésképpen megállapítható, hogy a friss PGJ-nek (1,5 ml/kg) antihiperglikémiás reakciót találtak 3 óra léfogyasztás után IFG-ben szenvedőknél. A válasz nem volt összefüggésben az IFG-ben szenvedők életkorával. Ezenkívül a HOMA ‐ IR és ezáltal az inzulinrezisztencia csökkenését találták az IFG-ben szenvedők körében 3 órával a PGJ beadása után. Ezenkívül alacsonyabb, de magasabb inzulinszintet figyeltek meg 1 órával a PGJ beadása után mind egészséges, mind IFG-ben szenvedőknél.

ÖSSZEFÉRHETETLENSÉG

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.