A kukoricaselyem hatása a glikémiás anyagcserére

Absztrakt

Háttér

A kukoricaselyem fehérjéket, vitaminokat, szénhidrátokat, Ca, K, Mg és Na sókat, rögzített és illékony olajokat, szteroidokat, például szitoszterint és sztigmaszterint, alkaloidokat, szaponinokat, tanninokat és flavonoidokat tartalmaz. A népi gyógymódok alapján a kukorica selymet évtizedek óta használják orális antidiabetikus szerként Kínában. Ennek hipoglikémiás aktivitását azonban még nem értették a modern farmakológiai koncepciók szempontjából. A tanulmány célja a kukorica selyem glikémiás anyagcserére gyakorolt hatásainak vizsgálata.

Mód

Alloxan és adrenalin által kiváltott hiperglikémiás egereket használtunk a vizsgálatban. A kukorica selyem vércukorszintre, glikohemoglobinra (HbA1c), inzulin szekrécióra, károsodott hasnyálmirigy β-sejtekre, májglikogénre és glükoneogenezisre gyakorolt hatását vizsgálták hiperglikémiás egerekben.

Eredmények

Miután az egereket kukoricaselyem-kivonattal orálisan adtuk be, az alloxán által kiváltott hiperglikémiás egerekben a vércukorszint és a HbA1c jelentősen csökkent (p 0,05). Noha a kukorica selyemkivonat növelte a máj glikogén szintjét az alloxan által kiváltott hiperglikémiás egerekben, nem volt szignifikáns különbség közöttük és a kontroll csoport között (p> 0,05).

Következtetés

A kukoricaselyem kivonat jelentősen csökkentette a hiperglikémiát az alloxan által kiváltott diabéteszes egerekben. A kukorica selyemkivonat hatása a glikémiás anyagcserére nem a glikogén növelésével és a glükoneogenezis gátlásával jár, hanem az inzulinszint növelésével, valamint a sérült β-sejtek helyreállításával. Az eredmények arra utalnak, hogy a kukorica selyemkivonat hipoglikémiás ételként vagy gyógyszerként használható hiperglikémiás emberek számára e modern farmakológiai vizsgálat szempontjából.

Háttér

A kukoricaselyem (ZeamaysL.) A kukorica nővirágainak stigmáira utal. A friss kukoricaselyem 10-20 cm hosszú puha selyemfonalakhoz hasonlít, amelyek halványzöld vagy sárga-barna színűek. A kukoricaselyem fehérjéket, vitaminokat, szénhidrátokat, Ca, K, Mg és Na sókat, fixált és illékony olajokat, szteroidokat, például szitoszterint és stigmaszterint, alkaloidokat, szaponinokat, tanninokat és flavonoidokat tartalmaz [1–14]. Sok jelentés érkezett a kukoricaselyem alkotóelemek biológiai aktivitásáról. A kukoricaselyem metanolos kivonatai antioxidáns aktivitást mutattak a lipidperoxidáció szintjén [15]. A kukoricaselyemből származó illékony anyagok gátolták az Aspergillus flavus növekedését, jelezve, hogy gombaellenes aktivitással rendelkezik [16]. Ezenkívül a kukoricaselyem kivonata gátolta a TNF és az LPS által kiváltott sejtadhéziót, de nem a citotoxikus aktivitást vagy a TNF termelést [17].

A kukoricaselymet a világ számos részén használják ödéma, valamint hólyaghurut, köszvény, vesekő vesegyulladás és prosztatagyulladás kezelésére [13, 18]. A népi gyógymódok alapján a kukoricaselymet évtizedek óta használják orális antidiabetikus szerként Kínában. Széles körű alkalmazása ellenére azonban a kukorica selyem hipoglikémiás aktivitásának mechanizmusait még nem ismerték meg. Ezért a tanulmány célja a kukorica selyem glikémiás anyagcserére gyakorolt hatásainak vizsgálata volt. A kukorica selyem vércukorszintre, HbA1c, inzulin szekrécióra, károsodott hasnyálmirigy β-sejtekre, májglikogénre és glükoneogenezisre gyakorolt hatását vizsgálták hiperglikémiás egerekben.

Anyagok és metódusok

Állatok

20-22 g tömegű Kunming törzsegereket (II. Fokozat, SCXK (Lu) 20080006 tanúsítvány) a kínai Shandong Egyetem Kísérleti Állatközpontjától vásároltunk. Az egereket szobahőmérsékleten tartottuk váltakozó természetes fény/sötét fényperiódus alatt, és standard laboratóriumi táplálékhoz és friss vízhez jutottak ad libitum. Ezt a vizsgálatot a Laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó útmutatónak megfelelően végezték el. Gondoskodtunk az állatok kellemetlenségének, szorongásának és fájdalmának minimalizálásáról.

Vegyszerek

Az alloxan és az adrenalin analitikai fokozatú volt. Az Alloxant a Sigma Co., Ltd.-től, az adrenalint a Tianjin Amino acid Co., Ltd. China-tól vásároltuk. A Xiaoke tablettákat a kínai Jilin Liuhe Gyógyszergyárból vásárolták. A Xiaoke tabletta egyfajta kínai orvoslás, amelyet a cukorbetegség kezelésében használnak. Glibenklamidból és számos hagyományos kínai gyógynövényből áll, köztük Radix Puerariae, Radix Rehmannia, Radix Astragali, Radix Trichosanthis, Corn Stigma, Fructus Schisandrae és Rhizoma Dioscoreae.

Kukorica selyem kivonat (CSE) készítése

A kukoricaselymet a helyi piacról szerezték be. A mintát a Velazquez által bevezetett módon állították elő [1]. Röviden, a kukoricaselymet szobahőmérsékleten (24,2 ± 1,0 ° C) szárítottuk, és vizes extrakciót hajtottunk végre 100 ml forrásban lévő víz hozzáadásával 10 g kukoricaselyemhez, 20 perc után leszűrtük, majd liofilizáltuk.

Kísérleti terv

Alloxan által kiváltott hiperglikémiás egerek vérmintái

A hasnyálmirigy szöveteit paraffin blokkokba ágyazták, miután formalint rögzítettek

A paraffin metszeteket 4 μm vastagságúra vágtuk, majd xilolban kétszer 5 percen keresztül paraffinmentesítettük, majd osztályozott etanollal rehidratáltuk. A metszeteket hematoxilin és eozin (H&E) festés után vizsgálták [21].

A máj glikogénjének becslése

A májat jéghideg, 0,6 M HClO4-ban homogenizálták. Az elegyet azonnal 3000 g-vel centrifugáltuk 10 percig, 4 ° C-on, hogy megkapjuk a felülúszót. A szövetben lévő szabad glükózt glükóz-oxidáz módszerrel mértük. Ezután 0,2 mol/1 nátrium-acetát pufferben (pH 4,8) lévő amiloglükozidáz-oldatot (10 U/ml) összekevertünk és az elegyben 40 ° C-on 2 órán át inkubáltuk. Inkubálás után a keverék pH-ját 7-re állítottuk, és az összes glükóz meghatározásának vetettük alá. A szabad glükózt kivontuk az összes glükózból, hogy megkapjuk a glikogén-tartalmat. A glikogént nedves szövet mg/g-ban fejeztük ki [22].

A glükoneogenezis becslése

Harminc normál egeret szelektáltunk, és egyenlően osztottunk 3 csoportba: Xiaoke Pill-kezelt csoportba, CSE-vel kezelt csoportba és sóoldati csoportba, amelyet kontrollcsoportként használtunk. Ettől kezdve ezt a 3 egércsoportot orálisan adtuk be Xiaoke Pill-rel, CSE-vel (4,0 g/kg) és sóoldattal. A kísérleti időszak végén (15 nappal később) az állatokat 12 órán át éheztettük. 1 órával később történő beadás után az egereket (szk.) L-alaninnal injektálták. Az egerek farokvénájának vérmintáit a 0. és a 60. percben gyűjtöttük a vércukorszint meghatározásához.

Adrenalin által kiváltott hiperglikémiás egerek vérmintái

Hatvan egészséges egeret osztottak egyenlően 6 csoportba. Ezután ezt a 6 egércsoportot orálisan sóoldattal, Xiaoke tablettával és CSE-vel (0,5, 1,0, 20 és 4,0 g/kg) is beadtuk. 14. napon éjszakán át böjtöltek. 1 órával később történő beadás után az állatoknak adrenalint injektáltak (sc). Az egerek farokvénájából vérmintákat gyűjtöttünk a 0. és a 60. percben, hogy a fenti módon meghatározzuk a vércukorszintet.

Statisztikai analízis

Az összes adatot egyirányú varianciaanalízissel elemeztük, és az átlagok közötti különbségeket Duncan több tartományú tesztjével állapítottuk meg [23]. Az adatok az átlagokat és a szórásokat jelentik. A szignifikáns 5% -os szint (p

Eredmények és vita

Az alloxan és a sztreptozotocin a cukorbetegség kutatásában a legkiemelkedőbb diabetogén vegyi anyagok. Mindkettő mérgező glükózanalóg, amely előnyösen felhalmozódik a hasnyálmirigy béta sejtjeiben a GLUT2 glükóz transzporter révén [24–28]. A sztreptozotocint glükóz- és metil-nitro-savanyú részre osztják. Alkilező tulajdonságainak köszönhetően ez utóbbi módosítja a biológiai makromolekulákat, fragmentálja a DNS-t és elpusztítja a béta-sejteket, inzulinfüggő cukorbetegség (1-es típusú diabetes mellitus) állapotot okozva [27, 28]. Másrészt az alloxánnak két különálló kóros hatása van: szelektíven gátolja a glükóz által kiváltott inzulin szekréciót a glükokináz, a béta sejt glükóz érzékelőjének specifikus gátlásán keresztül, és az inzulinfüggő cukorbetegség állapotát idézi elő a béta sejtek szelektív nekrózisa révén. 1. és 2. típusú diabetes mellitusban [24–26]. Tehát az alloxan a választott szer a diabéteszes kísérleti állatok kiváltásában ebben a vizsgálatban.

Az alloxan által kiváltott hiperglikémiás egerek testtömegét az 1. ábra mutatja be. A kontrollcsoporttal ellentétben a CSE-vel kezelt csoportban az egerek testtömege fokozatosan nőtt 20 nappal később (p 1. ábra

Az alloxan által kiváltott hiperglikémiás egerek vércukorszintjének eredményeit az 1. táblázat mutatja be. A CSE (2.0 és 4.0) és a Xiaoke Pill beadása után a vércukorszint csökkent (1. táblázat: CSE hatása az alloxan vércukorszintjére). -hiperglikémiás egerek

Szigetsejtek pusztulása és replikációja, amelyet a hematoxilin - eozin képvisel. Az alloxannal kezelt cukorbeteg egerek szigetsejtjei (A) kiterjedt sejtlízist mutatott, ami a plazmamembrán elvesztését mutatja kondenzált magokkal és oldott citoplazmával a széles sejtközi terekben. Ezzel szemben a CSE (4.0) táplált egerek szigetsejtjei (B) és a Xiaoke Pill-lel kezelt (D) egereket részben kinyertük. A CSE (2.0) táplált egerek szigetsejtjei C voltak.

A HbA1c hasznosabb paraméter a cukorbetegségben. A CSE (4,0 g/kg) 45 nappal később csökkentheti a HbA1c koncentrációját az alloxan-indukálta hiperglikémiás csoport plazmájában (p 3. táblázat: A CSE hatása az alloxan által indukált hiperglikémiás egerek HbA1c-re (%)

Az adrenalin aktiválja a glikogenolízist és a glikoneogenezist, hogy emelje a szérum glükózszintjét [29], és hatása viszonylag gyors [30]. Az adrenalin által kiváltott hiperglikémiás egerek vércukorszintjének eredményeit a 4. táblázatban mutatjuk be. Ez azt mutatta, hogy az adrenalin által kiváltott vércukorszint emelkedését nem gátolták (p> 0,05), miután az egereket 15 napig orálisan adták CSE-vel. Jelzi, hogy a CSE hipoglikémiás hatásainak mechanizmusai az inzulinszint növelésével és a sérült β-sejtek helyreállításával járhatnak, de nem a glükoneogenezis és a glikogenolízis gátlásával. Összhangban van az 1., 3., 5. és 6. táblázatban bemutatott eredményekkel.

A glikogén májban történő tárolása egy másik módszer az emlősök vércukorszintjének fenntartására. A máj glükóztermelésének csökkenését a glikogénszintézis indukálja, és a CSE kezelési hatásait a májban történő glikogén-tárolás értékelésének vizsgálata is megerősítette. A CSE-kezelés növelte a máj glikogén szintjét. A glikogénszint 17,0 ± 4,2 mg/g szövet volt CSE-vel kezelt egerekben. A májglikogén koncentrációja alacsonyabb volt a sóoldattal kezelt egerekben (14,2 ± 3,4 mg/g), mint a CSE-vel kezelt egerekben (5. táblázat). Jelentős különbség azonban nem volt közöttük (p> 0,05).

Amint a 6. táblázat mutatja, a 60. percben az egerek vércukorszintje a CSE csoportban 92,1 ± 17,9 mg/ml-ről 102,6 ± 9,0 mg/ml-re emelkedett a 60. percben, miután az egereket injektáltunk (sc) L-alanint. Ugyanakkor a kontrollcsoport egereinek vércukorszintje megemelkedett, miután az egereket L-alaninnal (s.c.) injektálták (91,6 ± 14,7 mg/ml-ről 100,0 ± 12,2 mg/ml-re). Az eredményt a. 6 (p> 0,05). A glükoneogenezis az egyik legfontosabb metabolikus út a májban. Fontos mechanizmus a vércukorszint normális tartományban tartására. Táblázatban látható eredmény. A 6. ábra azt mutatja, hogy a CSE hipoglikémiás hatásainak mechanizmusa nem a glükoneogenezis gátlásával történt.

Következtetés

Eredményeink azt mutatták, hogy a CSE-kezelés jelentősen csökkentette a hiperglikémiát az alloxan-indukálta diabéteszes egerekben. A CSE hatása a glikémiás anyagcserére nem a glikogén növelésével és a glükoneogenezis gátlásával jár, hanem az inzulinszint növelésével, valamint a sérült β-sejtek helyreállításával.

Hivatkozások

Velazquez DVO, Xavier HS, Batista JEM, de Castro-Chavas C: A Zea mays L. kivonatok módosítják a glomeruláris funkciót és a kálium vizelettel történő kiválasztását tudatos patkányokban. Fitomedicina. 2005, 12: 363-369. 10.1016/j.phymed.2003.12.010.

Namba T, Xu H, Kadota S, Hattori M, Takahashi T, Kojima Y: Az egerek Ig E-képződésének gátlása kukoricaselyemből származó glikoproteinekkel. Phytother Res. 1993, 7: 227-230. 10.1002/ptr.2650070303.

Tang L, Ding X, You L, Gu W, Yu F: Bioaktív anyagok kukoricaselyemből. Wuxi Qinggong Daxue Xuebao. 1995, 14: 319-324. kínaiul

Abdel-Wahab SM, El-Tanbouly ND, Kassem HA, Mohamed EA: A kukorica selyem fitokémiai és biológiai vizsgálata (Zea mays L. stílusai és stigmái). Bull Fac Pharm. 2002, 40: 93-102.

Li Q, Tian Z, Jia T, Xu Q: A kukoricaselyemben található szitoszterin meghatározása HPLC-ELSD módszerrel. Zhongcaoyao. 2005, 36: 1883-1884. kínaiul

Ren S, Din X: Szerves savak meghatározása kukoricaselyemben GC-MS-sel. Wuxi Qinggong Daxue Xuebao. 2003, 22: 89-91. kínaiul

Guevara P, Perez-Amador MC: Flavonok kukoricaselymekben és ellenállás a rovartámadásokkal szemben. Phyton. 2000, 69: 151-156.

Ren S, Ding X: A kukoricaselyemből származó flavonoidok meghatározási módszereinek vizsgálata. Shipin Kexue. 2004, 25: 139-142. kínaiul

Cantelo WW, Jacobson M: A kukoricaselyem illékony anyagai sok lepke kártevő fajt vonzanak. J Environ Sci Health A. rész, 1979, 14: 695-707. 10.1080/10934527909374907.

Flath RA, Forrey RR, John JO, Chan BG: A kukorica selyem (Zea mays L.) illékony komponensei: Lehetséges Heliothis zea (Boddie) attraktánsok. J Agric Food Chem. 1978, 26: 1290-1293. 10.1021/jf60220a012.

Buttery RG, Ling LC, Teranishi R: Illékony kukoricabojtok: Lehetséges kukoricacsőféreg-attraktor. J Agric Food Chem. 1980, 28: 771-774. 10.1021/jf60230a020.

Zeringue HJ: A kukoricaselyem illóanyagok azonosítása és hatása az Aspergillus flavus tenyészeteire. J Agric Food Chem. 2000, 48: 921-925. 10.1021/jf990061k.

Newal CA, Anderson LA, Phillipson JD: Gyógynövénygyógyászat: Útmutató az egészségügyi szakemberek számára. Szerkesztette: Newal CA. 1996, London, Pharmaceutical Press, 90.

Fleming T: PDR ® gyógynövényes gyógyszerekhez. Szerk .: Fleming T. 2000, New Jersey, Medical Economics Company, 224–225. Második

Maksimovic ZA, Kovacevic N: Előzetes vizsgálat a Maydis stigma kivonatok antioxidáns aktivitásáról. Fitoterápia. 2003, 74: 144-147. 10.1016/S0367-326X (02) 00311-8.

Ziringue HJ: A kukoricaselyem illóanyagok azonosítása és hatása az Aspergillus flavus tenyészeteire. J Agric Food Chem. 2000, 48: 921-925. 10.1021/jf990061k.

Habtemariam S: A kukoricaselyem kivonatai gátolják a tumor nekrózis faktor-alfa- és bakteriális lipopoliszacharid által kiváltott sejtadhéziót és ICAM-1 expressziót. Planta Med. 1998, 64: 314-318. 10.1055/s-2006-957441.

Grases F, március JG, Ramis M, Costa-Bauza A: A Zea mays hatása a patkányok veseköveinek vizelési kockázati tényezőire. Phytother Res. 1993, 7: 146-149. 10.1002/ptr.2650070210.

You Y, Lin Z: A Ganoderma poliszacharid peptid antioxidáns hatása. Acta Pharm Sinica. 2003, 38: 85-88.

Anderson L, Dinesen B, Jorgenson P, Poulsen F, Roder M: Enzim immunoassay intakt emberi inzulinhoz szérumban vagy plazmában. Clin Chem. 1993, 38: 578.

Zhou G, Han C: A vanádium és a Coprinus comatus fermentált gomba együttes hatása a glikémiás anyagcserére. Biol Trace Elem Res. 2008, 124: 20-27. 10.1007/s12011-008-8118-7.

Keppler D, Decker K: Glikogén. Az enzimatikus analízis módszerei. Szerk .: Bergmeyer HU. 1974, New York, Academic Press, 11–17.

Duncan DB: Több tartományú tesztek korrelált és heteroszkedasztikus átlagokra. Biometria. 1957, 13: 164-76. 10.2307/2527799.

Weaver DC, Barry CD, McDaniel ML, Marshall GR, Lacy PE: Az inzulin felszabadulásának glükoreceptorán történő felismerés molekuláris követelményei. Mol Pharmacol. 1979, 16: 361-368.

Gorus FK, Malaisse WJ, Pipeleers DG: Az alloxán szelektív felvétele hasnyálmirigy B-sejtjeiben. Biochem J. 202, 513-515 (1982).

Elsner M, Tiedge M, Guldbakke B, Munday R, Lenzen S: A GLUT2 glükóz transzporter jelentősége az alloxan hasnyálmirigy béta sejt toxicitásában. Diabetologia. 2002, 45: 1542-1549. 10.1007/s00125-002-0955-x.

Elsner M, Guldbakke B, Tiedge M, Munday R, Lenzen S: A transzport és az alkilezés relatív jelentősége a streptozotocin hasnyálmirigy-béta-sejt toxicitása szempontjából. Diabetologia. 2000, 43: 1528-1533. 10.1007/s001250051564.

Schnedl WJ, Ferber S, Johnson JH, Newgard CB: STZ transzport és citotoxicitás. Specifikus fokozás a GLUT2-expresszáló sejtekben. Cukorbetegség. 1994, 43: 1326-1333. 10.2337/diabetes.43.11.1326.

Cherrington AD, Fuchs H, Stevenson RW, Williams PE, Alberti KG, Steiner KE: Az epinefrin hatása a glikogenolízisre és a glükoneogenezisre tudatos, éjszakán át éheztetett kutyákban. Am J Physiol. 1984, 247: E137-144.

Issekutz B, Allen M: A katekolaminok és a metilprednizolon hatása a kutyák szénhidrát-anyagcseréjére. Anyagcsere. 1972, 21: 48-59. 10.1016/0026-0495 (72) 90019-4.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a munkát a Kínai Tudományos Akadémia Pszichológiai Intézetének (08CX043004), a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány (30800301), a Kínai Posztdoktori Tudomány Alapítvány (20090450546) és a Shandong tartományi Felsőoktatási Tudományos és Technológiai Program (J08LH62) fiatal tudósai támogatták. ).

Szerzői információk

Hovatartozások

A Kínai Tudományos Akadémia Pszichológiai Intézetének Pszichológiai Intézetének legfontosabb laboratóriuma, Peking 100101, PR, Kína

Élelmiszer- és Biomérnöki Főiskola, Shandong Könnyűipari Intézet, Jinan 250353, PR, Kína

Gyógyszerésziskola, Shandong Hagyományos Kínai Orvostudományi Egyetem, Jinan 250355, PR, Kína

Kínai Kínai Orvostudományi Akadémia, a Guang'anmen Kórház molekuláris biológiai laboratóriuma, Peking 100053, PR, Kína

A PubMed Google Scholar alkalmazásban is kereshet erre a szerzőre

Levelezési cím

További információ

Versenyző érdekek

A szerzők kijelentik, hogy nincsenek versengő érdekeik.

A szerzők hozzájárulása

A tanulmány megtervezésében valamennyi szerző részt vett; és laboratóriumi elemzéseket és statisztikákat végzett. JG a többi szerzővel együtt elkészítette a kéziratot. Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a végleges kéziratot.

A szerzők eredeti fájljai fájlokhoz

Az alábbiakban mutatjuk be a linkeket a szerzők eredeti képfájljaihoz.