Departamentul de Farmacologie, Facultatea de Medicină, Universitatea Sud-Est

obezitatea

87 Dingjiaqiao Road, Nanjing, Jiangsu, P. R. China, 210009

Tel. + 86-25-83272525, E-mail [email protected]

Articole similare pentru „”

  • Facebook
  • Stare de nervozitate
  • LinkedIn
  • E-mail

Abstract

Introducere

Excesul de greutate și obezitatea au devenit o epidemie și afectează peste 2,1 miliarde de persoane din întreaga lume [1]. Dintre factorii predispozanți la dezvoltarea fiziopatologică a obezității, aportul excesiv de energie din dietă este cea mai frecventă cauză [2]. Când aportul de energie depășește cheltuielile de energie, acumularea excesivă de lipide celulare are loc nu numai în țesutul adipos, ci și în țesuturile ectopice, cum ar fi ficatul [3,4]. Depunerea excesivă de lipide ectopice perturbă adesea funcția fiziologică celulară normală, care, dacă este permisă, procedează necontrolat va duce la progresia patologică [3,4]. Odată cu progresul obezității, creșterea lipogenezei hepatice și a acizilor grași serici neesterificați duc la acumularea excesivă de lipide hepatice, ceea ce duce la ficat gras (cunoscut și sub numele de steatoză hepatică), afectarea funcției hepatice și, în cele din urmă, insuficiență hepatică [5,6]. S-a estimat că 28,8 milioane sau aproximativ 19% din S.U.A. adulții au afecțiuni hepatice grase [7]. Deoarece ficatul este un organ vital care participă la reglarea digestiei, metabolismul nutrienților și al multor medicamente, detoxifiere și homeostazie din sânge (cum ar fi coltting), dezvoltarea agenților anti-obezitate cu proprietăți hepatoprotectoare a devenit de un interes semnificativ atât pentru cercetătorii biomedici, cât și pentru clinicieni.

Materiale și metode

Materiale

Baicalin (conținut de HPLC 98%) a fost achiziționat de la Guanghan Bio-Tech (Sichuan, China). Anticorpii primari împotriva fosfo-AMPKα (Thr172), AMPKα, fosfo-ACC (Ser79), ACC, fosfor-CaMKKβ (Ser511), GAPDH, scări de proteine ​​biotinilate și anticorpi secundari marcați cu peroxidază de hrean au fost achiziționați de la Cell Signaling Technology (Beverly, STATELE UNITE ALE AMERICII). Anticorpul CaMKKβ provine de la Proteintech Group (Chicago, IL, SUA). Membranele de difluorură de poliviniliden și reactivi de detectare a Western blot de chemiluminescență îmbunătățită (ECL) au fost achiziționați de la Millipore (Billerica, MA, SUA). Setul de colorare roșu ulei, kitul de hematoxilină și eozină, tamponul de liză RIPA și tamponul de încărcare a probei 5X au fost procurate de la Nanjing sunshine Biotechnology (Nanjing, China). Carboximetilceluloza sodică provine din reactivul chimic Sinopharm (Sanghai, China). Trusa de testare BCA a fost de la Pierce Biotechnology (Rockford, IL, SUA).

Studiu pe animale

Analize biochimice serice

Nivelurile serice ale trigliceridelor, colesterolului total, cantitatea de colesterol conținută în lipoproteinele cu densitate mică sau înaltă (LDL-c și respectiv HDL-c), aspartat transaminază (AST) și alanină transaminază (ALT) au fost măsurate folosind UniCel DxC 800 de sisteme clinice sincronizate (Beckman Coulter, Pasadena, CA, SUA) și truse de diagnostic clinic comercial (Shanghai Fuxing Changzheng Medical Co. Ltd.; Shanghai, China).

Colorarea hematoxilinei și eozinei și scorul steatozei hepatice

Țesuturile congelate din ficat au fost secționate (5 μm) folosind un microtom (Leica Microsystems; Buffalo Grove, IL, SUA). Colorarea hematoxilinei și a eozinei a fost efectuată conform protocolului producătorului. Steatoza hepatică a fost evaluată pe baza sistemului de notare dezvoltat de Comitetul de patologie al Rețelei de cercetare clinică NASH [19] și de un patolog certificat de consiliu.

Roșu de ulei O colorare

Secțiunile hepatice au fost colorate cu un kit de colorare roșu ulei și contracolorate cu hematoxilină pentru a detecta acumularea de lipide hepatice în conformitate cu protocoalele producătorului. Imaginile au fost capturate într-un mod orbit folosind un microscop cu lumină Olympus BX51 (Olympus America, Melville, NY, SUA) la mărire de 400 ×.

Analiza Western blot

Proteinele hepatice au fost extrase dintr-o proporție de țesut pulverizat folosind tampon de liza RIPA. Concentrația de proteine ​​a fost determinată folosind un kit de testare BCA. Proteinele au fost fierte în tamponul de încărcare a probei 5X timp de 5 minute pentru teste de imunoblotare [20]. Cantitatea egală de proteine ​​hepatice din fiecare probă a fost rezolvată cu 8% SDS-PAGE, transferată pe membranele de difluorură de poliviniliden și supusă procedurii standard de imunoblotare, inclusiv incubarea cu anticorp primar peste noapte la 4 ° C. Imunocomplexele au fost vizualizate prin chemiluminescență îmbunătățită și scanate pentru analize ulterioare de densitometrie.

Analize statistice

Rezultatele sunt prezentate ca medie ± SEM. Efectele dietei bogate în grăsimi și ale tratamentului cu baicalină au fost analizate prin analiza unică a varianței (ANOVA). Au fost efectuate comparații multiple folosind testul Tukey pentru a determina diferențele dintre grupuri. Nivelul de semnificație acceptat a a priori a fost ≤ 0,05.

Rezultate

Baicalin atenuează obezitatea și greutatea ficatului induse de diete bogate în grăsimi

FIG. 1

Baicalin atenuează obezitatea și greutatea ficatului induse de diete bogate în grăsimi. A. Greutatea corporală a șoarecilor masculi C57BL/6J hrăniți cu dietă normală servind drept control slab (LC), dietă bogată în grăsimi (HF) sau dietă bogată în grăsimi, împreună cu administrarea orală a trei concentrații diferite de baicalină (100, 200 sau 400 mg baicalină/kg greutate corporală/zi timp de 14 săptămâni, respectiv). Intervenția Baicalin a fost inițiată la vârsta de 25 de săptămâni (după 16 săptămâni de tratament cu diete bogate în grăsimi). Șoarecilor LC și HF li s-a administrat zilnic o cantitate egală de soluție sodică de carboximetilceluloză de sodiu (300 pl) ca șoarecii tratați cu baicalină. B. Raportul dintre tamponul de grăsime epididimal și greutatea corporală (BW). C. Raportul dintre ficat și greutatea corporală. D. Imagini reprezentative ale cavității abdominale, tamponului de grăsime și ficatului. abc: Grupurile fără aceeași literă sunt semnificativ diferite (P ≤ 0,05).

Baicalin atenuează hiperlipidemia indusă de dietă bogată în grăsimi

Comparativ cu cel din grupul cu diete normale, aportul ridicat de grăsimi a crescut semnificativ nivelul seric al trigliceridelor, colesterolului total și LDL, dar a scăzut HDL seric (P ≤ 0,05; Fig. 2A-D). Aceste modificări asociate cu dietele bogate în grăsimi au fost atenuate în funcție de doză de baicalină, iar dozele mai mari de baicalină (200 și 400 mg/kg) au reușit să restabilească toți acești parametri de hiperlipidemie comparabili cu cei ai controalelor slabe (P ≥ 0,05; 2A-D ).

FIG. 2

Baicalin atenuează hiperlipidemia indusă de dietă bogată în grăsimi. Trigliceridele serice (panoul A), colesterolul total (B), cantitatea de colesterol conținută în HDL (C) și LDL (D) au fost măsurate la șoarecii masculi C57BL/6J hrăniți cu dietă normală servind drept control slab (LC), dieta grasă (HF) și dieta bogată în grăsimi, împreună cu administrarea orală a trei concentrații diferite de baicalină (100, 200 sau 400 mg baicalină/kg greutate corporală/zi, respectiv). abc: Grupurile fără aceeași literă sunt semnificativ diferite (P ≤ 0,05).

Baicalin atenuează disfuncția hepatică indusă de dieta bogată în grăsimi

Consumul ridicat de grăsimi a crescut semnificativ atât nivelurile serice de alanină transaminază, cât și nivelurile de aspartat transaminazic (P ≤ 0,05; Fig. 3A-B). Toate cele trei doze de baicalină au reușit să restabilească nivelurile de ALT și AST la șoarecii alimentați cu diete bogate în grăsimi la cei comparabili cu martorii slabi (P ≥ 0,05; Fig. 3A-B).

FIG. 3

Tratamentul cronic cu baicalină atenuează disfuncția hepatică indusă de dieta bogată în grăsimi. Alanina transaminază serică (ALT; panoul A) și aspartatul transaminaza (AST; B) au fost măsurate în controlul slab (LC), obezitatea cu dietă bogată în grăsimi (HF) și dieta bogată în grăsimi, împreună cu administrarea orală de baicalină (100, 200 sau 400 mg baicalină/kg greutate corporală/zi, respectiv). ab: Grupurile fără aceeași literă sunt semnificativ diferite (P≤0.05).

Baicalin atenuează steatoza hepatică indusă de dietă bogată în grăsimi

Colorarea hematoxilinei și a eozinei a arătat o ingestie bogată în grăsimi de steatoză hepatică indusă semnificativ, dovadă fiind numărul crescut de vacuole goale goale care erau fie mai mari, fie mai mici decât nucleul hepatocitelor, cunoscut sub numele de steatoză macrovesiculară și microvesiculară (Fig. 4A). Zona de steatoză în grupurile de control cu ​​dietă bogată în grăsimi a reprezentat 43% din lobulii hepatici (Fig. 4C). Tratamentul cu baicalină la doza mai mică (100 mg/kg/zi) a redus vizibil numărul de steatoză macrovesiculară la șoarecii cu hrană bogată în grăsimi, dar steatoza microvesiculară ocupată în mod predominant în lobulul hepatic (Fig. 4A). Prin urmare, aria totală a steatozei în grupul cu baicalină 100 mg/kg a fost redusă, dar nu a fost statistic diferită de cea din grupul de control cu ​​grăsime ridicată (Fig. 4C). Odată cu creșterea dozei de la 100 la 200 și 400 mg/kg, baicalina a redus semnificativ numărul de steatoze macrovesiculare și microvesiculare la șoareci hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi (P ≤ 0,05; Fig. 4A și C). În concordanță cu datele steatozei hepatice, colorarea cu roșu uleios a confirmat că depunerea lipidelor a fost mai mare în grupul de control cu ​​dietă bogată în grăsimi, în timp ce a fost redusă în funcție de doză prin creșterea nivelului de baicalină (Fig. 4B).

FIG. 4

Baicalin atenuează steatoza hepatică indusă de dietă bogată în grăsimi. A. Colorarea cu hematoxilină și eozină a arătat steatoza în ficatul gras indusă de dieta bogată în grăsimi și efectul protector al baicalinei. Imaginea mărită din grupul HF a sugerat steatoza hepatică: steatozele macrovesiculare (stele roșii) și microvesiculare (vârful săgeții verzi) au fost caracterizate prin dimensiunea vacuolelor de grăsime goale mai mari sau mai mici decât diametrul nucleului hepatocitului (săgeata albastră). B. Uleiul O colorarea roșie contracolorată cu hematoxilină a arătat o scădere a depunerii lipidelor hepatice de către baicalină la șoarecii hrăniți cu dietă bogată în grăsimi. C. Gradul de steatoză hepatică a fost evaluat pe baza unui sistem de clasificare așa cum este descris în material și metode. abc: Grupurile fără aceeași literă sunt semnificativ diferite (P ≤ 0,05).

Baicalin atenuează inhibarea indusă de diete bogate în grăsimi a fosforilării CaMKKβ, AMPKα și ACC din ficat

Fosforilarea ACC hepatică la Ser79 (indicator al inactivării enzimatice), AMPKα la Thr172 și CaMKKβ la Ser511 a fost scăzută la șoarecii de control cu ​​dietă bogată în grăsimi (P ≤ 0,05; Fig. 5A-C), în timp ce doze mai mari de baicalină (200 și 400 mg/kg) au reușit să-și restabilească starea fosforilată la niveluri comparabile cu martorii slabi (P ≥ 0,05; Fig. 5A-C). Nivelurile de proteine ​​totale CaMKKβ, AMPK și ACC nu au fost diferite între grupuri.

FIG. 5

Baicalin atenuează inhibarea indusă de dietă bogată în grăsimi a fosforilării ficatului Ca 2+/CaM dependentă de protein kinază kinază β (CaMKKβ), acetil-CoA carboxilază (ACC) și proteină kinază activată de AMP (AMPKα). Proteinele totale și fosforilate ACC (panoul A), AMPKα (panoul B) și CaMKKβ (panoul C) au fost determinate prin Western blot. ab: Grupurile fără aceeași literă sunt semnificativ diferite (P ≤ 0,05).

Discuţie

Obezitatea afectează miliarde la nivel mondial și predispune semnificativ la dezvoltarea ficatului gras, principala cauză a bolilor hepatice cronice [1,4,7]. Studiile epidemiologice au sugerat că aportul excesiv de energie din dietă este una dintre cele mai frecvente cauze de obezitate [1,2]. Folosind modelul animal de dietă bogată în grăsimi, aici demonstrăm că obezitatea indusă de dieta bogată în grăsimi și steatoza și disfuncția ficatului pot fi diminuate de baicalină, un compus polifenolic găsit în Scutellaria baicalensis Georgi [8,16]. Datele noastre sugerează că baicalina până la 400 mg/kg/zi timp de 14 săptămâni a fost sigură pentru șoarecii hrăniți cu diete bogate în grăsimi, iar capacitățile sale anti-obezitate și hepatoprotectoare au crescut odată cu creșterea dozelor (de la 100 la 400 mg/kg/zi) .). Efectele hepatoprotectoare ale baicalinei par a fi asociate cu activarea CaMKKβ/AMPK hepatică și suprimarea ACC, o cale cheie care reglează hepaticul. de novo lipogeneza.

În rezumat, datele din acest studiu demonstrează că obezitatea indusă de o dietă bogată în grăsimi, hiperlipidemia, boala hepatică grasă (steatoza) și disfuncția hepatică pot fi tratate cu baicalină. Efectele terapeutice ale baicalinei sunt dependente de doză și cu doză optimă între 200 și 400 mg/kg/zi. Până la 400 mg/kg/zi este sigur pentru ficat pentru animalele cu dietă bogată în grăsimi, pe baza evaluării ALT și AST. De asemenea, demonstrăm că calea hepatică CaMKKβ/AMPK/ACC, un regulator cheie al hepaticului de novo lipogeneză, poate fi inhibată de doza crescândă de baicalină și poate media, cel puțin parțial, efectele terapeutice ale baicalinei.

Mulțumiri

Această lucrare a fost susținută de un grant acordat de Universitatea Southeast. Autorii vor să recunoască Chunjie Zhao și Honghong Yao pentru asistența lor tehnică remarcabilă. Finanțatorul nu a avut nici un rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, pregătirea manuscrisului sau decizia de publicare. Toți autorii declară că nu au interese concurente.

Declarație de divulgare

Toți autorii declară că nu au interese concurente.