A szimvasztatin nem befolyásolja az elhízott Zucker patkányokban a szezámolaj által megnövelt nitrogén-oxid termelést

1 Normál és Kórélettani Intézet, Kísérleti Orvostudományi Központ, Szlovák Tudományos Akadémia, Sienkiewiczova 1, 813 71 Pozsony, Szlovákia

Absztrakt

A kardiovaszkuláris és elhízással járó betegségek jelenlegi kezelése, például a sztatin-terápia, számos mellékhatással társulhat. Élelmiszerforrásokból származó, polifenol-vegyületeket tartalmazó termékek ígéretes hatóanyagok lehetnek a szív- és érrendszeri és anyagcsere-betegségek kezelésében, minimális mellékhatásokkal. Tehát a szezámolaj és a szimvasztatin kezelés hatását vizsgáltuk elhízott Zucker patkányok plazma lipidprofiljára, nitrogén-oxid termelésére és oxidatív terhelésére. A 12 hetes hím Zucker patkányokat felosztottuk a kontroll és szezámolajjal (1,25 ml/kg/nap) kezelt Zucker sovány csoportokra, a kontroll és szezámolajjal (1,25 ml/kg/nap) vagy szimvasztatinnal (15 mg/nap). kg/nap) szezámolajjal kezelt Zucker fa/fa csoportokkal együtt,

1. Bemutatkozás

A modern társadalomban az elhízás, a magas vérnyomás, a diszlipidémia és a hiperglikémia csoportosítja a metabolikus szindrómát az érelmeszesedés, a szívelégtelenség és a stroke egyik fő okának. A metabolikus szindróma átlagos prevalenciája 31%, és a szívkoszorúér-betegség és az agyi érrendszeri megbetegedések kockázatának kétszeres növekedésével és a minden okból eredő halálozás kockázatának 1,5-szeres növekedésével jár [1]. A metabolikus szindróma minden összetevője független kockázati tényező a szív- és érrendszeri betegségek szempontjából, és ezek kombinációja megemeli a különböző patofiziológiai állapotok és súlyosságot, ideértve a mikrovaszkuláris diszfunkciót, a koszorúér-érelmeszesedést, a szívműködési rendellenességet, a szívizominfarktust és a szívelégtelenséget [2, 3]. A kardiovaszkuláris és az elhízással járó betegségek jelenlegi kezelése, például a sztatin-terápia, egyes betegeknél jelentős maradék kockázattal és számos mellékhatással járhat [4]. A szív- és érrendszeri betegségek kezelésére szolgáló alternatív gyógyszerek azonosítására összpontosító kutatások viszonylag kiábrándítóak voltak, különösen klinikai szinten. A közelmúltban az élelmiszerekből származó, polifenolos vegyületeket tartalmazó termékek ígéretes szerek a kardiovaszkuláris és anyagcsere-betegségek kezelésében [4–8].

A polifenolos vegyületek kardioprotektív hatásait főként antioxidáns tulajdonságaikhoz kötik; a legújabb eredmények azonban antiatherosclerotikus potenciálját a különböző jelátviteli utak modulációjának tulajdonítják [9]. A felmerülő adatok arra utalnak, hogy a polifenolok képesek szabályozni a sejtek lipidanyagcseréjét, a vérlemezkék működését és az érrendszer működését, különösen az endotheliális funkciót, amelyek az érelmeszesedéses plakkképződés és fejlődés elsődleges feltételeit jelentik [5, 10].

A többféle polifenolos ligandummal és magas olajtartalommal (50–60%) rendelkező szezám ígéretes eszközzé válik a szív- és érrendszeri betegségek kezelésében. A szezámolaj kiváló telítetlen zsírsavforrás, amely olajsavból (37%) és linolsavsavból (46%) áll [12]. A szezámolaj olyan mennyiségű bioaktív komponenst is tartalmaz, mint például tokoferolok, polifenolok, flavonoidok, fenolos ligandumok, szezamin és szezamolin. Mindegyiket védő hatásúnak tekintik [13, 14], antioxidánsként, vérnyomáscsökkentőként, gyulladáscsökkentőként és kardioprotektív anyagként hatnak [15–17]. A 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA (HMG-CoA) reduktáz aktivitás csökkentésével a szezamin potenciálisan csökkentheti az LDL szintet hasonló módon, mint a mellékhatások nélküli sztatin gyógyszerek [18]. Hasonlóképpen, a különböző más polifenolok, azok is, amelyek a szezámban találhatók, javíthatják a vazoaktivitást, az endotheliális funkciót és a nitrogén-oxid (NO) termelést.

Vizsgálatunk célja tehát az volt, hogy értékeljük a szezámolaj és a szimvasztatin kezelés hatását az elhízott Zucker patkányok plazma lipidprofiljára és nitrogén-oxid termelésére a bal kamrában és az aortában, valamint a máj oxidatív terhelésére.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Vegyszerek

A vegyi anyagok és reagensek nagy részét a Sigma-Aldrich cégtől szerezték be; ha nem, akkor a céget jelzik.

2.2. Állatok és kezelés

Valamennyi eljárást és kísérleti protokollt az intézményi irányelveknek megfelelően hajtották végre, és a Szlovák Köztársaság Állategészségügyi és Élelmiszerügyi Hivatala (Ro-1998/15-221), valamint a gerincesek védelméről szóló európai egyezmény szerint etikai bizottság hagyta jóvá. Kísérleti és egyéb tudományos célokra használt állatok, az Európai Parlament 2010/63/EU irányelve. Hím sovány Zucker és elhízott Zucker fa/fa-patkányokat az amerikai Charles River-ből szereztek be. A vizsgálatban használt összes patkány akkreditált tenyésztelepen született. Három állatból álló csoportokban, 12 órás világos-12 órás sötét ciklus alatt, állandó páratartalom mellett (45–65%) és hőmérsékleten (20–22 ° C) helyezték el őket, szabad hozzáférést biztosítva a standard laboratóriumi patkányokhoz és iváshoz víz.

2.3. Szezámolaj és plazma lipidprofil

A szezámolaj összetételét kereskedelemben határozták meg, és a plazma lipidprofilokat a kereskedelemben kapható készletekkel detektálták (Abcam és Crystal Chem, USA).

Röviden, patkány vért gyűjtöttünk az aortából érzéstelenítés után. A triglicerid (TG), az összes koleszterin (TC) nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin (HDL) és az alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin (LDL) szintjét biokémiai enzimkészlet (Abcam és Crystal Chem, ill.) Segítségével mértük a plazmában. a protokoll szerint 800TS Absorbance Microplate Reader (BioTek, USA).

2.4. Teljes NOS aktivitás és fehérje kifejezések

Az összes NOS-aktivitást a bal kamra és az aorta nyers homogenátumaiban határoztuk meg az [3H] -L-citrullin képződésének mérésével [3H] -L-argininból (ARC, Montana, USA), az előzőekben leírtak szerint és kissé módosítva. Pechánová et al. [19]. A [3H] -L-citrullint a Quanta Smart TriCarb folyadék szcintillációs analizátorral (Packard Instrument Company, Meriden, CT) mértük.

Az eNOS és az iNOS fehérje expresszióját Western blot analízissel határoztuk meg a bal kamrában és az aortában. A foszforilezett eNOS (peNOS) fehérje expresszióját csak a bal kamrában határoztuk meg. A mintákat poliklonális nyúl, anti-eNOS, anti-peNOS, anti-iNOS és anti-GAPDH antitestekkel vizsgáltuk (Abcam, Cambridge, Egyesült Királyság). A sávok intenzitását a továbbfejlesztett kemilumineszcencia rendszer (ECL, Amersham, Egyesült Királyság) segítségével vizualizálták, a ChemiDoc ™ Touch Imagine System (Image Lab ™ Touch szoftver, Bio-Rad) segítségével számszerűsítették és a GAPDH sávokra normalizálták.

2.5. Konjugált Dienes (CD) és tiobarbitursav reaktív anyagok (TBARS)

A májmintákat 15 mmol/l EDTA-ban homogenizáltuk, amely 4% NaCl-ot tartalmaz. A lipideket kloroform/metanol 1: 1 arányú elegyével extraháltuk. A CD koncentrációját Kogure és mtsai. [20]. A kloroformot N2 atmoszférában bepároljuk. Ciklohexán hozzáadása után meghatároztuk az abszorbanciát (NanoDrop 2000 c, UV-Vis spektrofotométer). A CD koncentrációját az extinkciós együttható alkalmazásával számítottuk ε = 29 000 l/mol/cm és kifejezve μmol/g szövet.

A TBARS meghatározásához 1 ml 10% -os májszöveti homogenizátumot (1,15% KCl-ban 0,01 mol/l foszfátpufferben, pH 7,4) adunk 2 ml 7,5% -os triklór-ecetsavhoz, és összekeverjük. 1000 ° C-on végzett centrifugálás után

10 percig 1 ml felülúszót adunk 0,5 ml 0,7% 2-tiobarbitursavhoz, és forró vízfürdőben 10 percig inkubáljuk. Lehűlés után a TBARS-t 532 nm-en mértük (NanoDrop 2000 c, UV-Vis spektrofotométer). Az eredmények kiszámításához 156 000 mol −1 · l · cm −1 extinkciós együtthatót alkalmaztunk.

2.6. Statisztika

Az eredményeket átlag ± SEM-ben fejezzük ki. A statisztikai elemzéshez egyirányú varianciaanalízist és Duncan-tesztet használtunk. Az értékeket valószínűségértékkel szignifikánsnak tekintettük

(ANOVA és Duncan teszthez egyaránt).

3. Eredmények

3.1. Általános tulajdonságok

A szív és a vese relatív súlya nem különbözött Zucker sovány és Zucker fa/fa kezelt vagy Zucker fa/fa kezeletlen patkányok között. A csoportokon belül nem volt különbség. A vérnyomás nem különbözött a Zucker sovány és a Zucker fa/fa patkányok között. A szezámolajjal (SO) vagy az SO + szimvasztatinnal (SIM) végzett kezelés nem befolyásolta a vérnyomást Zucker patkányokban (az adatokat nem közöljük).

3.2. Szezámolaj jellemzése

A szezámolaj főleg telítetlen zsírsavakat tartalmaz; 46,7% linolsav és 37,6% olajsav. A szezámolajban alacsony volt a telített zsírsav, különösen a palmitinsav 1,8% -a.

Kimutattuk az elemeket (P, K és Ca), és meghatároztuk koncentrációikat. A kalcium a legnagyobb koncentrációban 1,24%, a kálium 0,49% és a foszfor 0,20% volt jelen.

A polifenolos vegyületekből a szezámolaj 4,73% szezamint és 0,13% szezamolt tartalmaz.

3.3. A plazma lipidek koncentrációja

Az összkoleszterin, a TG, a HDL és az LDL plazmakoncentrációja magasabb volt Zucker fa/fa-ban, összehasonlítva a Zucker sovány patkányokkal. Az SO kezelés növelte a TG koncentrációt a Zucker sovány patkányokban. Sem az SO, sem az SO + SIM nem befolyásolta a plazma lipidprofilt Zucker fa/fa patkányokban (1. táblázat).

6,36 ± 3,8410,33 ± 3,10

3.4. Teljes NOS aktivitás és fehérje kifejezések

A teljes NOS-aktivitás nem változott a Zucker sovány és Zucker fa/fa patkányokban. Az SO és SO + SIM együttes kezelés szignifikánsan megnövelte a Zucker fa/fa patkányok NOS aktivitását a bal kamrában (1. ábra (a)) és az aortában (1. ábra (b)). A Zucker sovány patkányok NOS aktivitása nem változott az SO kezelés után mindkét vizsgált szövetben (1. (a) és (b) ábra).

A vizsgált csoportokban és szövetekben az eNOS fehérje expressziójában nem történt változás (2. a) és 2. b) ábra). A foszforilált eNOS (peNOS) fehérje expressziója a bal kamrában jelentősen megnőtt az SO és SO + SIM kezelések után Zucker fa/fa patkányokban (3. ábra).

Hasonlóan az eNOS-hoz, a vizsgált csoportokban és szövetekben sem voltak változások az iNOS fehérje expressziójában (4. ábra (a) és (b)).

3.5. CD és TBARS koncentrációk

A máj CD koncentrációja magasabb volt a Zucker fa/fa-ban a Zucker sovány patkányokhoz képest, és az SO kezelés szignifikánsan csökkentette. Érdekes módon ez a csökkenés nem volt tapasztalható az SO + SIM kezelés után (5. ábra). A csoportokon belül a TBARS-koncentrációban nem történt jelentős változás; azonban a TBARS-koncentráció csökkenő tendenciája figyelhető meg SO-kezelés után Zucker fa/fa patkányokban (6. ábra).

4. Megbeszélés

Vizsgálatunk dokumentálta, hogy sem a szezámolaj, sem a szezámolaj és a szimvasztatin együttes kezelés nem befolyásolta a plazma lipidprofilját Zucker fa/fa patkányokban. Érdekes, hogy a szezámolaj és hasonlóan a szezámolaj és a szimvasztatin együttes kezelése jelentősen megnövelte a Nuck aktivitást a Zucker fa/fa patkányok bal kamrájában és az aortájában. Az eNOS foszforilezése, a csökkent lipidperoxidáció és az oxidatív terhelés jelentősen hozzájárulhat a NOS aktivitás növekedéséhez ezeknél a patkányoknál. Legjobb tudomásunk szerint ez az első tanulmány, amely elhízott Zucker patkányokban vizsgálja a szezámolaj és a szimvasztatin együttes kezelés nitrogén-oxid-képződésre gyakorolt hatását.

A Zucker fa/fa patkány spontán genetikai elhízási modellt képvisel, amely a metabolikus szindróma néhány összetevőjét mutatja be, beleértve a hiperlipidémiát is [21]. A hiperlipidémia és más anyagcserezavarok a szív- és érrendszeri betegségek fő rizikófaktorai közé tartoznak [2–4]. Így a szezámolaj és a szimvasztatin hatásainak vizsgálatához a kísérleti hiperlipidémia körülményei között elhízott Zucker patkányokat használtunk vizsgálatunkban.

Zucker fa/fa patkányokban az összkoleszterinszint 119% -kal nőtt a sovány kontrollhoz képest. A szimvasztatin azonban nem volt képes jelentősen csökkenteni a koleszterinszintet. Ezt a tényt a kísérletünkben szereplő viszonylag alacsonyabb szimvasztatin-dózissal, sztatin-rezisztenciával vagy elégtelen felszívódással lehet magyarázni. Párhuzamos kísérleteink során (nem publikált adatok) azonban a szérum epesavak növekedését láthattuk szimvasztatin jelenlétében. Tehát a jó szimvasztatin-hatás összefüggésben lehet a koleszterin epesavvá történő gyorsított átalakulásával, amely fontos szerepet játszik a fiziológiai funkciók javításában [22]. A szezámolaj-kezelés nem befolyásolta a plazma lipidprofilt Zucker fa/fa patkányokban. Namayandeh et al. Tanulmányában. [23] 48 beteg felhasználásával a koleszterin, a TG és az LDL még a szezámolaj-fogyasztás után is jelentősen csökkent. Hasonlóképpen, a szezámmag-kiegészítés csökkentette a szérum TG, LDL és lipid peroxidációját, és növelte az antioxidáns státuszt hiperlipidémiás betegeknél [24].

A legújabb vizsgálatok szerint a sztatinok különböző körülmények között növelhetik a NOS aktivitását [25, 26]. Li és mtsai. [26] az eNOS aktivitásának növekedéséről számoltak be a sztatin kezelés után a szerin maradékon végzett foszforilációja révén. Azt is dokumentálták, hogy az eNOS foszforilezésére van szükség az eNOS teljes aktiválásához és az endothelium-függő vazorelaxációhoz. A szerin/treonin protein-kináz Akt az endothel sejtek NO-termelésének aktivátoraként működik, reagálva a vaszkuláris endotheliális növekedési faktorra és a nyírási áramlásra az 1179-es vagy 1177-es szerinen az eNOS foszforilezésének képessége révén. Másrészt számos jelentés kimutatta, hogy a sztatinok az inzulinra reagálva gátolták az Akt foszforilációt, különösen a vaszkuláris endoteliális sejtektől eltérő sejttípusokban [30]. Bár ennek az eltérésnek az oka továbbra sem tisztázott, arról is beszámoltak, hogy a sztatinok nem aktiválták az Akt vaszkuláris simaizomsejtekben vagy szívizomsejtekben [31].

Sajnos csak korlátozott számú adat áll rendelkezésre a szezámolaj NOS aktivitására gyakorolt hatásáról. Hsu és Parthasarathy [18] megállapította, hogy a szezámolaj szignifikánsan csökkentette a lipidperoxidációt, de nem növelte a nitrogén-oxidot az N-acetil-ciszteinhez képest. Sharma és mtsai. [32] szeszamolos kezelés után kardiometabolikus szindrómában szenvedő patkányokban az eNOS felnövekedését találták. Feltételeztük azt is, hogy a szezámolajban részt vevő polifenol vegyületek növelhetik a NOS aktivitást, mint sok más, különböző forrásból származó polifenolok [33]. Valóban, a szezámolaj jelentősen megnövelte a NOS aktivitást a Zucker fa/fa patkányok bal kamrájában és az aortájában. Ezenkívül a szezámolaj jelentősen megnövelte a foszforilezett eNOS expresszióját 1177 (Ser) értéknél a bal kamrában. A szimvasztatin hozzáadása ehhez a kezeléshez nem vezetett a NOS aktivitás további növekedéséhez és/vagy a foszforilezett eNOS expressziójához. A vizsgált csoportokban és szövetekben az iNOS fehérje expressziójában nem történt jelentős változás. Így úgy tűnik, hogy az iNOS expresszió nem vesz részt a teljes NOS aktivitás növekedésében.

A máj CD-koncentrációja magasabb volt a Zucker fa/fa-ban a Zucker sovány patkányokhoz képest, és a szezámolaj-kezelés szignifikánsan csökkentette. Érdekes módon ez a csökkenés a szezámolaj és a szimvasztatin együttes kezelése után nem volt tapasztalható. A csoportokon belül a TBARS koncentrációban nem történt jelentős változás; azonban a TBARS koncentráció csökkenő tendenciáját figyelték meg Zucker fa/fa patkányokban végzett SO kezelés után. Vizsgálatunkkal összhangban szezámolaj és polifenolos vegyületeinek antioxidáns hatását dokumentálták ateroszklerotikus és diabéteszes körülmények között [18, 34] vagy hiperlipidémiás betegeknél [24]. Az oxidatív terhelés csökkentésével a szezámolajnak közvetlenül aktivált hatása lehet az endotheliális NOS-ra, ami az NO termelés növekedéséhez vezet. Feltételezzük, hogy a szezámolaj növelheti a NOS kofaktor - tetrahidrobiopterin - stabilitását, ami hatékony NOS aktivitáshoz vezet.

Összegzésként tanulmányunk egyértelműen dokumentálta, hogy sem a szezámolaj, sem a szimvasztatin hozzáadása nem befolyásolta a plazma lipidprofilját Zucker fa/fa patkányokban. A szezámolaj és hasonlóképpen a szezámolaj és a szimvasztatin együttes kezelése növelte a bal kamra és az aorta NOS aktivitását, és potenciálisan jótékony tulajdonságokkal bír a szív- és érrendszerben. Javasoljuk, hogy az eNOS foszforilezése és a csökkent oxidatív terhelés jelentősen hozzájárulhat a teljes NOS aktivitás növekedéséhez. Érdekes módon a szimvasztatin nem befolyásolja az elhízott Zucker patkányokban a szezámolaj által már megnövekedett nitrogén-oxid képződést.

4.1. Következtetések

Az LDL-koleszterint csökkentő és további pleiotróp hatású sztatinokat széles körben alkalmazzák a szív- és érrendszeri, valamint az elhízással kapcsolatos betegségek kezelésében [35–37]. A sztatin-terápiában részesülő betegeknél azonban jelentős a szív- és érrendszeri betegségek fennmaradó kockázata, olyan személyeknél, akik nagy dózisokkal sem képesek elérni a megcélzott LDL-koleszterin-célokat, vagy nem tolerálják a gyógyszert [37]. A nagy dózisú sztatin-terápia esetenként mellékhatásokkal is társul, például mozgásszervi zavarok, nonallergiás rhinitis, rhabdomyolysis és hyperglykaemia, bár ezek némelyike vitatható. Ezért jelentős kutatásokat végeztek az alternatív gyógymódok terén néhány közelmúltbeli sikerrel [4]. Amint azt kísérleti tanulmányunk dokumentálta, az oxidatív terhelés csökkentésével és a védő eNOS aktivitásának növelésével a szezámolaj ezen alternatívák egyike. A legfontosabb, hogy a szezámolaj képes volt arra, hogy az eNOS aktivitását olyan szintre növelje, amely a szimvasztatin hozzáadásával nem nőtt tovább.

Adatok elérhetősége

A tanulmány eredményeinek alátámasztására használt adatokat a cikk tartalmazza.

Összeférhetetlenség

A szerzők kijelentik, hogy a jelen cikk megjelenésével kapcsolatban nincs összeférhetetlenség.

Köszönetnyilvánítás

A tanulmányt támogatta az Agentúra na Podporu Výskumu a Vývoja (APVV) (no. APVV-14-0932) és a Scientific Grant Agency Vedecká Grantová Agentúra MŠVVaŠ SR a SAV (VEGA) (2/0195/15, 2/0137/16, 2/0170/17 és 2/0165/15).