Abstract

fundal

O dietă bogată în zahăr sau/și bogată în grăsimi este un factor de risc major pentru obezitate. Cu toate acestea, aportul crescut de fructe și legume a fost recent legat de prevenirea obezității. Scopul prezentului studiu a fost de a investiga efectele preventive ale extractelor de frunze de rodie (PL), suc (PJ) și coji (PP), asupra rezistenței la insulină și a stresului oxidativ la șobolanii obezi induși în dietă cu conținut ridicat de grăsimi și fructoză.

Metode

Obezitatea la șobolani a fost indusă de consumul unei diete bogate în grăsimi saturate și fructoză (HFD) pentru o perioadă lungă (12 săptămâni).

Rezultate

În comparație cu grupul martor (CG) hrănit cu chow, grupul cu dietă bogată în grăsimi și fructoză (HFD) a arătat o creștere semnificativă a nivelurilor plasmatice de glucoză (29,8%), insulină (45%), amilază (70%) și lipaza (54%). Mai mult, alimentarea cu HFD a crescut peroxidarea lipidelor și carbonilarea proteinelor și a scăzut nivelul enzimelor antioxidante. Cu toate acestea, tratamentul cu PL, PJ și PP previne semnificativ intoleranța la glucoză, rezistența la insulină și stresul oxidativ și scade nivelul de amilază și lipază.

Concluzie

Aceste descoperiri evidențiază faptul că un aport pe termen lung de extracte de rodie ar putea fi o strategie alternativă potențială pentru prevenirea rezistenței la insulină și a stresului oxidativ induse de HFD.

fundal

În prezent, există o popularitate crescândă a terapiilor pe bază de plante față de medicamentele convenționale, 40% din compușii folosiți în industria farmaceutică sunt derivați din plante medicinale [13]. Mai mult, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) a anunțat că 80% dintre persoanele din țările în curs de dezvoltare folosesc frecvent plante medicinale pentru îngrijirea medicală primară pentru diferite boli. S-a constatat că o mare varietate de plante medicinale au efecte sănătoase în tratamentul și prevenirea sindroamelor metabolice precum diabetul și obezitatea [14,15,16]. În acest context, o atenție mult mai mare s-a concentrat în special asupra consumului de fructe și legume, care a fost în general asociat cu o prevalență mai mică a sindromului metabolic, cum ar fi strugurii [9], ceaiul verde [17] și uleiul de avocado [18].

Materiale și metode

Material vegetal

Frunzele de rodie și fructele au fost culese din Tounsi copaci în regiunea Mahdia, Tunisia. Autenticitatea Tounsi cultivar a fost identificat de Dr. Faten Zaouay, taxonom de la Institutul Agronomic Superior (Universitatea din Sousse, Tunisia) și un specimen de voucher au fost depuse în ierbarul de la Facultatea de Farmacie (Universitatea din Monastir, Tunisia). Sucul de rodie și extractele metanolice din frunze și coajă de rodie au fost preparate așa cum s-a descris în studiul nostru anterior [22].

Extracția lipidelor și analiza esterilor metilici ai acizilor grași (FAME)

Protocoalele de extracție a lipidelor și analiza FAME au fost efectuate conform protocolului descris anterior de echipa noastră [23].

Proiectare experimentală

Masculin Wistar șobolanii (200-250 g) au fost obținuți de la farmacia centrală din Tunisia. Pentru condițiile de aclimatizare și cerințele de întreținere ale șobolanilor, dietele standard și compozițiile HFD, arătați datele în studiul nostru anterior [22]. Cinci grupuri (6 animale în fiecare grup) au fost împărțite. Un grup a fost hrănit doar cu o dietă standard (grupul de control CG). Un grup a fost alimentat numai cu HFD (grupul de control obez HFD). Cele trei grupuri rămase au fost hrănite cu HFD și au primit zilnic pe gavaj câte unul din cele trei extracte de rodie la o doză de 250 mg/kg BW, suc de rodie (Grup HFD + PJ) coajă de rodie (grup HFD + PP) și frunze de rodie (grup HFD + PL). Pe tot parcursul studiului, greutatea corporală și aportul alimentar au fost monitorizate, respectiv de două ori pe săptămână și zilnic. La sfârșitul experimentului și după un post peste noapte șobolanii au fost sacrificați prin decapitare și sângele a fost luat pentru analiză biochimică.

Test de toleranță la insulină (ITT) și test de toleranță orală la glucoză (OGTT)

ITT și OGTT au fost efectuate în săptămâna a 10-a și a 11-a de tratament cu extracte de rodie. Pentru ITT, șobolanii care au postit peste noapte au primit 0,75 UI/kg de soluție de insulină prin injecție intraperitoneală, iar glicemia a fost măsurată la 0, 30, 60 și 90 de minute după injectare.

Pentru OGTT, 2,5 g/10 ml/kg de glucoză dizolvată în apă au fost încărcate la șobolani postiti peste noapte prin gavaj oral și probele de sânge au fost colectate prin incizie din coadă pentru măsurarea glucozei cu 0 min înainte și, 30, 60, 90 și 120 de minute după încărcarea glucozei. Glucoza a fost determinată imediat de un glucometru portabil.

Analiza biochimică

Nivelurile de glucoză plasmatică au fost măsurate folosind kitul de glucoză oxidază-PAP (Biomaghreb, orașul Tunis, Tunisia). Nivelurile de insulină plasmatică au fost măsurate utilizând kitul ELISA RayBio Mouse Insulin (RayBiotech. Catalog #: ELM-Insulin). Activitatea a-amilazei a fost evaluată în conformitate cu metoda cinetică folosind un kit comercial (BIOLABO ref. 80.023, Maizy, Franța). Activitatea lipazei a fost evaluată și în conformitate cu metoda cinetică folosind un kit comercial (BIOLABO ref. 99.891, Maizy, Franța).

Markeri hepatici ai stresului oxidativ

Malondialdehida hepatică (MDA) ca marker al peroxidării lipidelor a fost măsurată conform referinței [24]. Carbonilarea proteinelor (PC) ca marker al deteriorării oxidative a proteinelor a fost cuantificată în conformitate cu referința [25]. Activitatea superoxid dismutazei (SOD) a fost efectuată urmând metoda citată în referință [26]. Activitatea glutation peroxidazei (GPx) a fost evaluată așa cum este descris de referință [27].

analize statistice

Analiza statistică a fost efectuată utilizând versiunea SPSS 21. Testul lui Duncan a fost utilizat pentru a analiza datele, iar criteriul pentru semnificația statistică a fost p

Rezultate

Compoziție de acizi grași

Efect asupra homeostaziei la glucoză și a sensibilității la insulină

În comparație cu grupul alimentat cu dieta chow, nivelurile de glucoză plasmatică și insulină plasmatice au crescut cu 30% și, respectiv, 44% în grupul HFD după 12 săptămâni de alimentație cu conținut ridicat de grăsimi și fructoză (Tabelul 2). Tratamentul cu frunze de suc de rodie și peeling a dus la o reducere semnificativă a nivelului de glucoză plasmatică și insulină la jeun. În consecință, indicele homeostatic de rezistență la insulină (HOMA-IR) care este utilizat pentru a cuantifica rezistența la insulină [33, 34], a fost respectiv redus la jumătate pentru extractele de suc și frunze și cu 39,1% pentru extractul de coajă, indicând o îmbunătățire semnificativă a sensibilității la insulină. prin cele trei extracte de rodie.

Pentru a evalua în continuare efectul extractelor de rodie asupra metabolismului glucozei și a sensibilității la insulină, am efectuat teste orale de toleranță la glucoză și insulină. Ambele teste au dus la modificări incrementale ale glucozei plasmatice la animale.

După ce animalele au primit soluție de glucoză, glucoza plasmatică incrementală a atins un maxim de 60 de minute. Rezultatele ilustrate în Fig.1; arată că alimentarea cu HFD a afectat toleranța la glucoză la șobolan. De fapt, grupul HFD a avut niveluri mai ridicate de glucoză în sânge decât grupul martor după 30, 60, 90 și 120 de minute după gavajul oral al glucozei (Fig. 1). Șobolanii HFD tratați cu frunze de rodie au prezentat niveluri semnificativ mai mici de glucoză plasmatică decât grupul HFD la 60 de minute după încărcarea orală de glucoză (p FIG. 1

rodie

În timpul testului de toleranță la insulină, rezultatele arată că alimentarea cu HFD a afectat sensibilitatea la insulină la șobolan (Fig. 2). De fapt, concentrațiile plasmatice de glucoză au fost semnificativ reduse la 30 și 60 de minute pentru toate grupurile de hrănire cu HFD, apoi restabilite ușor la 90 de minutep FIG. 2

Efect asupra nivelului plasmatic de amilază și lipază

Efectul tratamentului cu extracte de rodie asupra activităților α-amilazei și lipazei sunt raportate respectiv în Fig. 3a și b. Alimentația bogată în grăsimi și fructoză a indus o creștere semnificativă a activității serice a α-amilazei cu 70% în comparație cu șobolanii martori (p FIG. 3

Comparativ cu grupul de control alimentat cu dieta chow, alimentarea cu HFD a indus o creștere puternică (p Tabelul 3 Efectul HFD și administrarea extractelor de rodie pe markeri oxidativi hepatici

Discuţie

Fructoza, un monozaharid alimentar este cunoscut ca un factor care contribuie la aproape toate manifestările clasice ale sindromului metabolic, incluzând rezistența la insulină, hiperinsulinemia, hipertensiunea și dislipidemia [35]. Pentru aceasta, mai multe cercetări anterioare au folosit suplimentarea cu dietă bogată în fructoză ca un model animal excelent pentru a studia sindromul metabolic, tipul 2 și inflamația indusă de obezitate și rezistența la insulină, precum și pentru a investiga efectele modulatoare ale componentelor dietetice asupra progresiei acestor boli. [36,37,38]. În acest cadru, am utilizat acest model pentru a investiga efectele benefice potențiale ale tratamentului pe termen lung cu frunze de rodie, sucuri și extracte de coajă. Rezultatele noastre arată că consumul de HFD timp de 12 săptămâni induce semnificativ o creștere a greutății corporale (Arătați rezultatele publicate anterior), glicemie asociată cu insulinemie și, în consecință, o rezistență la insulină. Aceste constatări sunt în concordanță cu studiile anterioare [36].

Reducerea greutății corporale prezentată la șobolanii HFD poate fi explicată prin consumul de alimente energetice bogate în grăsimi saturate (untură de porc) și carbohidrați (fructoză) care stimulează pofta de mâncare prin creșterea nivelului de grelină [39] și blocarea sațietății prin scăderea nivelului de leptină [40]. În timpul OGTT și ITT, concentrațiile plasmatice de glucoză și insulină au crescut semnificativ în grupurile HFD, indicând faptul că alimentarea cu HFD a afectat semnificativ absorbția glucozei stimulată de insulină în țesuturile periferice. Mecanismul de acțiune al hrănirii grăsimilor de fructoză cu rezistență la insulină rămâne de neînțeles, dar s-au făcut unele explicații, inclusiv alterarea semnalizării insulinei [17], activitățile enzimatice ale metabolismului carbohidraților [12] și producția excesivă de specii reactive de oxigen (ROS). În acest studiu, putem explica hiperglicemia indusă de fructoză printr-o creștere a ROS și o scădere a sistemului de protecție antioxidantă în diferite țesuturi, cum ar fi ficatul. De fapt, descoperirile noastre arată că aportul excesiv de fructoză provoacă peroxidarea lipidelor și proteinelor și, astfel, inhibarea enzimei antioxidante hepatice precum SOD și GPx. Alte investigații anterioare au raportat rezultate similare la același model de șobolani [41, 42].

Rezultatele arată că suplimentarea cu frunze de rodie, coajă sau suc previne creșterea în greutate corporală (Arătați rezultatele publicate anterior [22]), hiperglicemie și hiperinsulinemie. Mai mult, acestea atenuează remarcabil impactul eliminării glucozei stimulată de insulină la șobolanii rezistenti la insulină [9]. Mai mult, extractele de rodie protejează enzimele antioxidante hepatice și scad peroxidarea lipidelor și a proteinelor. Efectul de prevenire a extractelor de rodie poate fi legat de proprietățile antioxidante ale componentelor lor active, cum ar fi polifenoli, flavonoide și antociani [21, 43].

Inhibarea activității amilazei de către extracte de rodie (care a fost raportată și de alți autori [44, 45]) a dus la o scădere a absorbției intestinale a carbohidraților prin suprimarea frânării acestora [46]. Această reducere a absorbției intestinale a carbohidraților poate explica efectul de scădere al extractelor de rodie în glucoza plasmatică postită. Mai mult, scăderea absorbției glucidelor intestinale contribuie la reducerea aportului de energie, ducând la pierderea în greutate observată la șobolanii HFD tratați cu extracte de rodie (Arătați rezultatele noastre publicate anterior [22]).

Îmbunătățirea sensibilității la insulină observată la animalele tratate cu rodie ar putea fi legată de proprietățile antiinflamatorii ale extractelor de fructe descrise de Harzallah și colab. [7]. Într-adevăr, scăderea citokinelor pro-inflamatorii, cum ar fi TNF-α sau IL-6, poate avea un efect benefic prin îmbunătățirea absorbției glucozei în țesuturile țintă, cum ar fi mușchiul scheletic și/sau țesutul adipos.

Mai mult, restaurarea profilului lipidelor plasmatice (Arătați rezultatele noastre publicate anterior [22]) prin suplimentarea extractelor de rodie poate fi atribuită diminuării absorbției de grăsimi și colesterol rezultată din inhibarea lipazei, enzima cheie în metabolismul lipidelor. Extractele de rodie pot conține compuși activi considerați inhibitori ai lipazei pancreatice [47]. Descoperirile noastre sunt în conformitate cu un raport anterior. De fapt, un screening in vitro al inhibării lipazei pancreatice prin extracte de fructe, legume, leguminoase și cereale, conținând niveluri ridicate de antocianină, a raportat că sucul de rodie avea cel mai ridicat nivel de antocianină și era cel mai bun inhibitor al lipazei pancreatice [48].

Concluzie

Studiul nostru indică faptul că tratamentul pe termen lung al șobolanilor hrăniți cu conținut ridicat de grăsimi și fructoză, cu frunze de rodie, coji sau extracte de suc, îmbunătățește toleranța la glucoză, previne rezistența la insulină și reduce absorbția glucidelor și a lipidelor prin scăderea activităților α-amilazei și lipazei.