A vörös káposzta (Brassica oleracea) javítja a diabéteszes nephropathiát patkányokban

Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, amelyet a Creative Commons Nevezd meg, nem kereskedelmi licenc (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/uk/) feltételei szerint terjesztenek, és amely korlátlan, nem kereskedelmi célú felhasználást, terjesztést és terjesztést tesz lehetővé. bármilyen médiumban történő reprodukció, feltéve, hogy az eredeti művet megfelelően idézik.

Absztrakt

Bevezetés

A cukorbetegség mikrovaszkuláris szövődményei közös patofiziológiát mutatnak, amely a reaktív oxigénfajok (ROS) hiperglikémia által közvetített túltermelésének közvetlen vagy közvetett következményeként magyarázható. A mikrovaszkuláris romlás megelőzhető akár a szuperoxid felhalmozódásának gátlásával, akár a vércukorszint modulálásával, és számos mikrovaszkuláris rendellenesség közül a nephropathiát (1,2) javíthatják antioxidánsok (3,4). A természetes növények antioxidáns védelme ígéretes terápiás gyógymód a szabadgyökök kórképei ellen (5). Számtalan természetes növény közül a vörös káposztában (Brassica oleracea var capitata) és más, a Földközi-tenger térségében endemikus zöldségfélékben és zöldségfélékben találtak antioxidáns, antihiperglikémiás (6–8), rákellenes (9–11) és hipokoleszterinémiás (12) tulajdonságok. Az RC-kivonat megakadályozta a paraquate (13) és az N-metil-d-aspartart (14) hatásának kitett állatok májában és agyában kiváltott oxidatív stresszt is.

Az RC fő alkotóelemei az izotiocianátok (glükozinolát), az A, B, C vitaminok és az antocianinok (11,15,16). Az antocianinok, az RC-ben jelen lévő fenolos természetes pigmentek csoportja a 150 flavonoid legerősebb antioxidáns hatását tapasztalták (17). Célunk az volt, hogy megvizsgáljuk az RC poláris kivonatot antioxidáns-eltávolító enzimekre és oxidatív stresszre a streptozotocin által kiváltott diabéteszes patkányok veséjében.

Mód

Vegyszerek

A friss RC-ket az Egyesült Arab Emírségekbeli Al Ain helyi piacáról vásárolták. A karbamid és a kreatinin reagenskészleteit a BioMerieux-tól (RCS Lyon, Franciaország) szereztük be. Tiobarbitursavat, redukált glutationt, 5,5-ditiobis (2-nitro-benzoesavat), Folin reagensét, epinefrin, szuperoxid-diszmutáz (SOD) enzimet, H2O2-t, sztreptozotocint (STZ) és szarvasmarha-albumint a Sigma Chemical Co.-tól (St. Louis) szereztük be., MO, USA). Az összes többi szokásos vegyszer közös kereskedelmi beszállítóktól származik.

Albino Rats

A hím Wistar patkányokat (130–180 g) az Egyesült Arab Emírségek Egyesült Arab Emírségek Egyetemének Orvostudományi és Egészségtudományi Karának Állattartó házából szereztük be. A patkányokat standard pellet-étrenden és csapvízen tartottuk ad libitum. Műanyag ketrecekben tartottuk, 12 órás világos/sötét ciklus alatt, szobahőmérsékleten 22–24 ° C-on, és a kísérleti felhasználás előtt 2 hétig a környezettel akklimatizálódtak. Az Egyesült Arab Emírségekben a kutatási állatok gondozására és használatára vonatkozó eljárások megfelelnek vagy meghaladják az összes alkalmazandó helyi, nemzeti és nemzetközi törvényt és előírást.

Vöröskáposzta-kivonat elkészítése

Az RC leveleket apróra vágtuk és kemencében szárítottuk 50 ° C-on. A szárított növényeket (800 g) 8000 ml 70% -os vizes etanolban extraháltuk ultrahangos kezeléssel 70 W/cm2 intenzitással és rezgési frekvenciával 20 kHz-en 5 percig. Kimutatták, hogy az ultrahangos extrakciós módszer csökkenti a hőbomlás veszélyét (18). Az ultrahang az oldószer nagyobb mértékű behatolását biztosítja a kavitáció révén a sejtek anyagaiba, és javítja a sejttartalom felszabadulását az ömlesztett közegben (18). Az ultrahangos besugárzást egy Branson 450 digitális szonifikátorral (20 kHz, 450 W) végeztük, amely hengeres titánötvözet-szondával (12,70 mm átmérőjű) volt felszerelve. Száraz növények alkalmazása hatékony lehet a fonetikus vegyületek enzimatikus lebontásának minimalizálására a növényi szövetekben. Egy éjszakán át tartó macerálás után az extraktumot gézen átszűrjük, és az etanolt csökkentett nyomáson, 50 ° C-on rotációs bepárló segítségével bepároljuk. A maradék vizes kivonatot fagyasztva szárított rendszer alkalmazásával csökkentett nyomáson szárítottuk. A szárított extraktumot desztillált vízben 1 g/ml koncentrációra feloldjuk normál és cukorbeteg patkányoknak történő beadás előtt. Az RC extrakciós hozama körülbelül 15% volt.

Kísérleti cukorbetegség kiváltása

A cukorbetegséget egyetlen intraperitoneális dózisú STZ injekcióval (frissen 0,01 M citrátpufferben, pH 4,5) készített injekcióval indukáltuk, a korábban leírtak szerint (19). A kontroll patkányokat csak citrátpufferrel injektáltuk. A cukorbetegséget polidipszia, polyuria (vizuális megfigyelések) és az STZ injekció beadása után 72 órával a vércukor-koncentráció mérésével azonosították. A 200 mg/dl feletti éhomi vércukorszinttel rendelkező patkányokat cukorbetegeknek tekintették, és ebben a vizsgálatban használták őket.

Kísérleti csoportok

Az RC-kivonatot desztillált vízben feloldjuk és szájon át adjuk be 1 g/testtömeg-kg és térfogat: 5 ml/testtömeg-kg dózissal. Az RC napi dózisa (1 g/testtömeg-kg) azon az alapon volt, amely korábban bizonyítottan hatékonyan megakadályozza az állatokban egy másik toxikus szer által kiváltott oxidatív stresszt (14). A nem diabéteszes kontroll patkányokat, valamint a diabéteszes patkányokat véletlenszerűen két csoportba soroltuk, amelyek 8 hétig napi 1 g/testtömeg-kg/nap vivőanyagot vagy RC-kivonatot fogyasztottak. A kísérleti időszak végén a patkányokat 12 órán át éhezés után dietil-éterrel altattuk, és vér- és vesemintákat gyűjtöttünk.

Minta kollekció

Vérvétel

A napi glükózanalízishez egy csepp vért gyűjtöttünk a farokból. A szérumot kivontuk a retro-orbitális plexusból (20) gyűjtött vérből, miután a patkányokat könnyű érzéstelenítésnek vetettük alá. A friss szérumban meghatározott szérum karbamid és kreatinin a veseműködés mutatói voltak.

Vese gyűjtemény

A kísérleti szakasz végén a patkányokat lemértük és felöltük. A veséket eltávolítottuk, lemértük, és kiszámítottuk a vese/test tömeg arányt. Az adatokat egy vese szervtömegének a teljes testtömeg 100 g-jához viszonyított arányában fejeztük ki. A másik vesét kivágtuk és homogenizáltuk (1 g/10 ml jéghideg kálium-klorid, 150 mM). Ezután a homogenizátumot használtuk a redukált glutation (GSH), a lipidperoxidációs (LP) termék malondialdehid (MDA), az összes fehérje, valamint az SOD és a kataláz (CAT) aktivitásának meghatározására.

Biokémiai vizsgálatok

Vér glükóz

A vércukorszintet glükóz-oxidáz módszerrel határoztuk meg egy érintéses alap plusz glükométerrel (Lifescane Ltd., Kalifornia, USA).

Csökkentett glutation

A vese homogenátumban a GSH-tartalmat Van Dooran és munkatársai által leírt módszerrel határoztuk meg. (21) A GSH meghatározási módszer alapja az Ellman-5,5-ditiobisz (2-nitro-benzoesav) (DTNB) reagens és a GSH tiolcsoportjának reakciója 8,0 pH-értéken, így az 5-tiol-2-nitro-benzoát-anion sárga színt kap.

Malondialdehid

Az MDA a leggyakoribb egyéni aldehid, amely a biológiai rendszerek LP-bomlásából származik. Az LP közvetett indexeként használják. Az MDA meghatározása biológiai anyagokban, az Uchiyama és Mihara (22) cikkben leírtak szerint a tiobarbitursavval (TBA) reagáltatva rózsaszínű komplexet képez, amelynek abszorpciós maximuma 535 nm-nél van.

Kataláz és szuperoxid-diszmutáz enzimek

A SOD enzim aktivitását a vese homogenátumában Sun és Zigman (23) által leírt módszerrel határoztuk meg. Ez a módszer az SOD azon képességén alapul, hogy gátolja az epinefrin lúgos pH-értéken történő auto-oxidációját adrenokrómá és más származékokká, amelyek könnyen ellenőrizhetők az abszorpciós spektrum UV-közeli régiójában. A CAT aktivitást a H2O2 exponenciális eltűnésének 240 nm-en történő mérésével határoztuk meg, és egység/mg fehérje formájában fejeztük ki, Aebi leírása szerint (24).

Teljes antioxidáns kapacitás

A vesék összes antioxidáns kapacitását ferric redukáló antioxidáns erő (FRAP) assay alkalmazásával értékeltük. Az FRAP vizsgálatot a Benzie és Strain (25) leírása szerint határoztuk meg, és laboratóriumunkban kifejlesztettük. Röviden: az FRAP-vizsgálat az abszorbancia változását méri 593 nm-en, mivel egy kék színű vas-tripiridil-triazin komplex képződik színtelen oxidált vas-formából, elektront adományozó antioxidánsok hatására.

Kreatinin és karbamid

A kreatinin és a karbamid szintjét a szérumban Houot (26), illetve Fawcett és Scott (27) által leírt módszerrel határoztuk meg. A vizsgálatot BioMerieux reagenskészletek alkalmazásával hajtottuk végre. A vese teljes fehérjetartalmát Lowry módszerével és Peterson módosítása alapján határoztuk meg (28). Az abszorbanciát Shimadzu UV-160A spektrofotométerrel rögzítettük.

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzést az SPSS 10. verziójának statisztikai programjaival (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) végeztük. A kezelések közötti különbségeket egy kísérleten belül egyirányú varianciaanalízissel (ANOVA) elemeztük. A kezelési átlagok közötti jelentős különbségeket Dunnett t-teszttel határoztuk meg. Az eredményeket öt független kísérlet átlagának ± SEM-nek adjuk meg, hacsak másképp nem jelezzük.

Eredmények

A vörös káposzta lenyelésének csillapított tünetei a cukorbetegségnek

Az STZ intraperitoneális adagolása (60 mg/testtömeg-kg) a cukorbetegség minden jellegzetes tünetét kiváltotta, mint például a megnövekedett táplálék- és vízfogyasztás (a napi elfogyasztott étel és víz mennyiségéből ítélve), polyuria (az adatok nem szerepelnek), a gyarapodás elmulasztása súly (1. ábra). Ezek a tünetek a 60 napos kísérleti időszak alatt nyilvánvalóak voltak. 72 óra STZ injekció után az éhomi vércukor-koncentráció nőtt a nem diabéteszes kontroll patkányokhoz képest (2. ábra). A 200 mg/dl feletti vércukorszintet cukorbetegnek tekintették. Diabéteszes patkányok, akik naponta bevették az RC poláris kivonatát (1 g/testtömeg-kg), a diabéteszes polyuria javulását mutatták, amely a kísérleti időszak végére szinte eltűnt. Az élelmiszer- és vízfogyasztás szintén csökkent, amikor a cukorbeteg patkányok RC-kivonatot fogyasztottak. Az RC-kivonat szintén csökkentette a cukorbeteg patkányok súlygyarapodásának csökkenését (1. ábra), valamint a vércukorszintet (2. ábra) a kísérleti időszak végén. Azok a patkányok, amelyek RC kivonatot fogyasztottak, a vizsgált paraméterek egyikében sem mutattak szignifikáns változásokat a kontroll patkányokkal összehasonlítva.

A testsúly változása patkányokban, amelyek nem lenyelték (Kontroll) vagy lenyelték az RC kivonatot (RC), és az STZ által kiváltott cukorbetegség azoknál a patkányoknál, amelyek nem laktak be (Diabetes) vagy lenyelt RC kivonatot (Diabetic + RC), *** P ↑↑ P ** P ↑↑ P 3. ábra). Diabéteszes patkányokban a szérum karbamidszint (4. ábra) és a szérum kreatinin koncentráció (5. ábra) emelkedése a veseműködés károsodását jelezte. A vese nephropathia javult, amikor RC kivonatot fogyasztottak. A 3. ábra azt mutatja, hogy az RC-kivonatot fogyasztó cukorbeteg patkányok vese súlya nem különbözött a kontroll patkányokétól (P> 0,05). Ezenkívül a szérum karbamid (4. ábra) és a szérum kreatinin (5. ábra) koncentrációit enyhítették RC kivonat bevitelével.

Vese antioxidáns kapacitása. * P 8. ábra). Eközben jelentős csökkenés (P 9. ábra). A GSH aktivitása nőtt (P 10. ábra). Az enzim és a nem enzim antioxidánsokat enyhítették az RC kivonat bevitele után.

Vese SOD aktivitás. * P ↑ P ↑ P ↑↑↑ P d -aspartát az egerek agyában (14). Csak az RC mutatott jelentősen helyreállított glutationszintet, és megakadályozta az N-metil-d-aspartát által indukált LP-t egerek agyában 1 g/testtömeg-kg dózisban. Az RC poláris kivonat jobban védett, mint a fehér káposzta az amiloid fehérje által kiváltott idegsejtkárosodás ellen (40). Ezek az adatok azt mutatják, hogy az RC idegsejt-védelmi képessége a magas összes fenoltartalomnak és az antioxidáns aktivitásnak tudható be. A káposzta három különböző termesztett formája közül az RC-nek magasabb a C-vitamin (24,38 mg/100 g), a dl-a-tokoferol (0,261 mg/100 g) és a fenoltartalma (101,30 mg/100 g), összehasonlítva a fehér és a Savoyéval káposzta (16), amelyek mind védenek az oxidatív károsodásoktól.

Az RC és a Cruciferae családba és a Brassica nemzetségbe tartozó összes többi ehető növény (pl. Brokkoli és karfiol) jelentős mennyiségű izotiocianátot tartalmaz (többnyire glükozinolát-prekurzoruk formájában), amelyek egy része (pl. Szulfafafán vagy 4-metilszulfinilbutil-izotiocianát) nagyon erős antioxidánsok (11,15,16). Kimutatták, hogy az antocianin, amely az RC-ben jelen lévő fenolos természetes pigment, 150 flavonoid antioxidáns hatásával rendelkezik (17). Jelentjük, hogy az RC poláris kivonat jelentős antihiperglikémiás aktivitással rendelkezik, amely legalább részben modulálhatja a hiperglikémia által kiváltott szabad gyökök által okozott oxidatív stresszt. A növényi eredetű természetes egészségügyi termékek ígéretet tettek a krónikus betegségek megelőzésére (41).

Az RC poláris kivonat (1 g/testtömeg-kg) napi bevitele enyhíti az oxidatív stresszt és enyhíti a diabéteszes nephropathiát. Az RC megfigyelt farmakológiai előnyök dózis-válaszát itt még meg kell határozni, és további vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy a nagyobb dózis és a különböző beadási módok megvédhetik-e a diabéteszes nephropathiát.

Elismerés

Ezt a munkát az Egyesült Arab Emírségek Egyetemének kutatási ügyei anyagilag támogatták egy szerződés alapján. 07-04-2-11/04. Hálánk kiterjed a Természettudományi Kar Biológiai Tanszékére is segítségükért és támogatásukért. Köszönetet mondunk Paul DeBaufer úrnak (Illinoisi Egyetem, Chicago (UIC), USA) a kézirat lektorálásáért.