Hye-Jin Lee

Departamentul de Științe Alimentare și Nutriție, Daedeok Valley Campus, Universitatea Hannam, 461-6 Jeonmin-dong, Yuseng-gu, Deajeon 305-811, Coreea.

Myung-Hee Kang

Departamentul de Științe Alimentare și Nutriție, Daedeok Valley Campus, Universitatea Hannam, 461-6 Jeonmin-dong, Yuseng-gu, Deajeon 305-811, Coreea.

Abstract

Introducere

Conform datelor recent anunțate din Statistica Coreea [1], diabetul zaharat s-a arătat la 20,7 din 100 000 de persoane și s-a clasat pe locul patru în Raportul anual 2010 privind statisticile privind cauza morții; iar rata mortalității datorată diabetului a tindut să crească cu 5,6% față de anul precedent. Diabetul zaharat a fost considerat o boală dezvoltată de mai multe mecanisme, dar au fost sugerate recent unele ipoteze asupra diabetului și a stresului oxidativ. Hiperglicemia, unul dintre simptomele clinice majore ale diabetului, este factorul principal pentru mai multe complicații cronice ale diabetului, cum ar fi arterioscleroza sau bolile cardiovasculare [2]. Când se menține o creștere cronică a glicemiei, producția de specii reactive de oxigen (ROS) crește datorită glicației proteinelor și a autoxidării glucozei [3] și interferează cu sistemele de apărare anti-oxidative [4].

Recent, interesul pentru apa magnetizată a crescut împreună cu interesul pentru funcționalitatea băuturilor. Apa magnetizată este apă hexagonală obținută prin trecerea apei printr-un magnet permanent special fabricat, care poate activa și ioniza moleculele de apă pentru a-și schimba structura hexagonală, cum ar fi apa din corpul nostru. Din experiențele de băut și din rapoartele de caz s-a știut că apa magnetizată este eficientă în mai multe boli cronice, inclusiv diabetul zaharat (cauzat de stresul oxidativ), dar rezultatele experimentale științifice sunt rareori raportate. Printre eficacitățile apei magnetizate, sa raportat că apa magnetizată a crescut activitatea glutamatului decarboxilazei [19] și a redus placa dentară [20]. Unele studii chineze au arătat că apa magnetizată este eficientă în tratamentul urolitiazei [21] și litolizei [22]. În studiul preliminar recent al laboratorului nostru, administrarea de apă magnetizată timp de cel puțin 6 săptămâni a suprimat daunele ADN-ului limfocitelor la animalele cu cancer indus de DEN (dietil nitrozamină) [23].

Astfel, acest studiu a fost realizat pentru a investiga efectele apei magnetizate administrate pentru o perioadă de timp asupra glicemiei, deteriorării ADN-ului limfocitar, stării antioxidante și profilurilor lipidice la șobolanii diabetici induși de streptozotocină.

Materiale și metode

Creșterea animalelor și proiectarea experimentală

Pentru animalele experimentale, 24 de șobolani Sprague-Dawley masculi, în vârstă de 4 săptămâni, au fost achiziționați de la Central Lab, Animal Inc. (Coreea) și păstrat în laboratorul pentru animale cu control automat al temperaturii și umidității. Fiecare animal a fost ținut într-o cușcă cu acces gratuit la apă și hrană pentru o săptămână de perioadă de aclimatizare înainte de experiment. Opt animale au fost alocate grupului de control (C) și șaisprezece animale au fost alocate grupurilor de diabet. Pentru a induce diabetul, 50 mg/kg streptozotocină (STZ) dizolvată în soluție salină 0,9% NaCI a fost injectată prin vena cozii. După 3-4 zile, șobolanii cu peste 200 mg/dl de glicemie la jeun au fost selectați și repartizați în două grupe: grupul de control al diabetului (6 șobolani, controlul diabetului indus de STZ, DC) și grupul de apă magnetizată (5 șobolani), apă magnetizată suplimentată după inducerea diabetului folosind STZ, DMW) și păstrată timp de 8 săptămâni.

Apa magnetizată utilizată în experiment a fost produsă prin trecerea apei prin câmpul magnetic de 9.000-13.000 gauss la Korea Clean System Co. și a fost furnizată grupului de apă magnetizată pentru apă potabilă. Apa magnetizată a fost schimbată în fiecare zi, deoarece durata de valabilitate a apei magnetizate a fost de 1 zi, conform instrucțiunilor producătorului. Dieta AIN-93 [24] a fost utilizată pentru dieta experimentală de bază pentru animale (Tabelul 1). Toate cele trei grupuri au primit aceeași dietă.

tabelul 1

Compoziția dietei experimentale

efectul

Test de toleranță la glucoză din sânge și glucoză intra-peritoneală (IPGTT)

Pentru măsurarea glicemiei, probele de sânge au fost colectate din vena cozii animalului după 12 ore de post în săptămâna a 8-a a tratamentului dietetic experimental și măsurate cu ajutorul sistemului de monitorizare a glicemiei (Accutrend GC, Roche, Germania). Pentru testul de toleranță la glucoză intra-peritoneală, a fost utilizat ca date inițiale nivelul de glucoză din sânge, iar soluția de glucoză 50% (2 g glucoză/1 kg BW) a fost administrată intra-peritoneal folosind un tub de incubare. Probele de sânge au fost colectate din vena cozii la 30, 60, 90, 120 și 180 de minute, iar modificarea concentrației glicemiei din sângele venos a fost măsurată utilizând sistemul de monitorizare a glicemiei (Accutrend GC, Roche, Germania).

Prelevarea de sânge și țesuturi hepatice

La a opta săptămână după administrarea dietei experimentale pentru grupul de control, grupul pentru diabet și grupul cu apă magnetizată, toate animalele din cele trei grupuri au fost postite timp de 12 ore și apoi sacrificate pentru a colecta probe de sânge prin puncție cardiacă. Din probele de sânge întreg, 70 pl au fost economisiți pentru analiza Comet și 50 pl pentru analiza hemoglobinei glicate. Sângele rămas a fost plasat într-un tub de polistiren tratat cu litiu-heparină și centrifugat la 3.000 rpm timp de 15 minute, apoi depozitat la -80 ° C într-un congelator pentru analiza plasmatică a insulinei. Eritrocitele au fost amestecate cu soluție salină tamponată cu fosfat izo-osmotic (pH 7,4) și centrifugate la 3.000 rpm timp de 10 minute, repetate de 3 ori și apoi diluate 1: 1 cu tampon pentru a obține suspensie de eritrocite. Plasma și eritrocitele au fost depozitate la -70 ° C într-un congelator până la analiză. Pentru probele de țesut hepatic, ficatul a fost disecat după sacrificiu și clătit în soluție salină rece, apoi șters pe o hârtie de filtru, congelat rapid în azot lichid și depozitat la -70 ℃ până la analiză.

Hemoglobina glicată

Hemoglobina glicată a fost măsurată folosind un kit de hemoglobină A1c (BioSystem, Ltd, Spania). Un sânge integral de 50 de grame a fost amestecat cu 200 ui de soluție de ftalat de potasiu și lăsat la temperatura camerei timp de 15 minute pentru reacție. Hemolizatul a fost trecut prin coloană folosind tampon fosfat, iar absorbanța a fost măsurată la 415 nm folosind spectrofotometrul UV/VIS (Shimadzu UV-1601, Japonia).

Insulina plasmatică

Nivelul de insulină plasmatică la animalele experimentale a fost măsurat folosind trusa ELISA pentru insulină (Linco, Ltd, SUA) conform testului de sorbent imun legat de enzimă. Într-un godeu cu 96 de plăci, au fost așezate în ordine un tampon de testare de 10 analize, 10 pl de soluție matricială și 10 plasmă plasmatică și apoi amestecate cu 80 de anticorpi de detecție și agitate la temperatura camerei timp de 2 ore. A fost clătit de 3 ori cu tampon de spălare, amestecat cu soluție de enzimă enzimatică 100, agitat din nou la temperatura camerei timp de 30 de minute și clătit cu tampon de spălare. Soluția de substrat de 100 substl a fost adăugată și agitată timp de 15 minute; iar absorbanța a fost măsurată la 590 nm folosind cititorul ELISA (SUNRISE, Austria).

Analiza lipidelor plasmatice

O probă de 0,01 ml de plasmă depozitată la -80 ° C într-un congelator a fost amestecată cu 1 ml soluție de enzimă a reactivului kit (CM Korea Co. Inc.) și a reacționat timp de 5 minute la 37 ° C într-o baie de apă. Lipidele plasmatice precum colesterolul total și trigliceridele au fost analizate cu ajutorul analizorului fotometric auto (ERBA CHEMPRO, India). Pentru HDL-colesterol, 0,2 ml plasmă și 0,2 ml soluție de precipitare au fost amestecate și lăsate la temperatura camerei timp de 5 minute și apoi centrifugate timp de 10 minute. Apoi un supernatant de 0,1 ml a fost amestecat cu 3 ml soluție de enzimă și plasat într-o baie de apă de 37 ° C timp de 5 minute pentru reacție. A fost analizat folosind Analizorul Auto Potometric. LDL-colesterolul a fost calculat utilizând formula Friedwald.

Activitate enzimatică antioxidantă a eritrocitelor

Analiza eritrocitelor catalazei a fost efectuată, după cum sa menționat anterior [25], utilizând spectrofotometrul UV/VIS. Eritrocitele hemolizate au fost amestecate cu tampon fosfat 50 mM (pH 7,0) și peroxid de hidrogen, iar reducerea peroxidului de hidrogen a fost măsurată la 240 nm timp de 30 de secunde, la 20 (.

Pentru activitatea eritrocitară SOD (superoxid dismutază), suspensia eritrocitară a fost hemolizată cu apă distilată și amestecată cu etanol și cloroform și apoi centrifugată la 3.000 U/min timp de 2 minute. Supernatantul a fost împărțit în mai multe concentrații și incubat la 37 ° C timp de 10 minute și amestecat cu 20 pirilgalol (1,2,3-trihidroxibenzol), iar concentrația a fost măsurată la 320 nm timp de 180 de secunde utilizând spectrofotometrul UV/VIS [25] ]. Activitatea SOD a fost definită ca fiind capacitatea antioxidantă care suprimă auto-oxidarea pirogalolului cu 50%.

Pentru măsurarea glutation peroxidazei (GSH-Px), eritrocitele hemolizate au fost amestecate cu glutation, glutation reductază și NADPH și incubate la 37 ° C timp de 10 minute și apoi au reacționat cu T-butilhidroperoxid. Concentrația redusă de NADPH a fost măsurată la 340 nm timp de 90 de secunde, utilizând spectrofotometrul UV/VIS, pentru a calcula gradul de antioxidare al GSH-Px [25].

Măsurarea deteriorării ADN-ului limfocitar prin testarea cometei

Măsurarea deteriorării ADN-ului hepatic prin testarea cometei

O anumită cantitate de țesut hepatic de la fiecare animal experimental a fost colectată și amestecată cu 10 ori volumul de tampon HBSS (1 mg/g colagenază), plasat într-un incubator de agitare (120 rpm, 37 ℃) pentru a separa celulele și apoi a fost amestecat cu gel de agaroză cu topire redusă pentru a se dispersa pe lamă. A fost analizat prin aceeași procedură ca și testul cometei de sânge.

analize statistice

Toate datele au fost analizate folosind pachetul de statistici SPSS-PC + (versiunea 10.0). Pentru fiecare articol, s-au calculat procentajul și media ± eroarea standard (SE). Pentru verificarea semnificației pe grupe, sa efectuat ANOVA. Pentru analiza post-hoc, semnificația diferenței de medii între grupuri a fost verificată prin testul Duncan Multiple Range. Toate semnificațiile statistice au fost evaluate la nivelul α = 0,05.

Rezultate

Modificări ale greutății corporale și aportul de alimente

Schimbările în greutatea corporală, aportul de alimente și aportul de apă la animalele experimentale au fost prezentate în Tabelul 2. Schimbarea greutății corporale a fost scăzută, iar aportul de alimente și aportul de apă au fost semnificativ crescute în grupul cu diabet și în grupul cu apă magnetizată comparativ cu grupul de control, dar nu s-au observat diferențe semnificative între grupul cu diabet și grupul cu apă magnetizată.

masa 2

Creșterea în greutate corporală, aportul de alimente și aportul de apă al șobolanilor

C, Control (n = 8); DC, controlul diabetului (n = 6); DMW, diabet + apă magnetizată (n = 5).

Diferite litere sunt semnificativ diferite de grupul martor (P Fig. 1. Nivelul glicemiei înainte de inducerea diabetului nu a fost diferit între grupul martor, grupul diabetului și grupul cu apă magnetizată. Nivelul glicemiei în prima săptămână (0 săptămână) a fost semnificativ mai mare în grupul cu diabet indus de streptozotocină și în grupul cu apă magnetizată comparativ cu grupul de control, dar nu a existat nicio diferență între grupul cu diabet și grupul cu apă magnetizată. Cu toate acestea, după 1 săptămână și 4 săptămâni de experiment, nivelul glicemiei în grupul de apă magnetizată a fost redus semnificativ în comparație cu grupul de diabet și un astfel de efect de reducere a fost continuat până la a opta săptămână, la sfârșitul experimentului (Fig. 1).

Efectul apei magnetizate asupra nivelului de glucoză din sânge la șobolanii diabetici induși de STZ. Media ± SD. C, Control (n = 8); DC, controlul diabetului (n = 6); DMW, diabet + apă magnetizată (n = 5). Punctele cu litere diferite între grupuri sunt semnificativ diferite la P Fig. 2. În grupul de control, nivelul glicemiei a crescut după 30 de minute de administrare a glucozei și a avut tendința de a scădea după 60 de minute, apoi a menținut nivelul scăzut la 90, 120 și 180 de minute. În grupul cu diabet zaharat, creșterea nivelului de glucoză din sânge după 30 de minute de administrare a glucozei a tins să scadă după 90 de minute. În grupul cu apă magnetizată, nivelul crescut de glucoză din sânge după 30 de minute de administrare a glucozei a avut tendința de a scădea treptat, apoi a fost semnificativ scăzut după 180 de minute.

Efectul apei magnetizate asupra toleranței glucozei intra-peritoneale la șobolanii diabetici induși de STZ. Media ± SD. C, Control (n = 8); DC, controlul diabetului (n = 6); DMW, diabet + apă magnetizată (n = 5). Punctele cu litere diferite în cadrul fiecărui grup sunt semnificativ diferite la P Fig. 3. Comparativ cu grupul martor (1,57 ± 0,16 ng/ml), nivelul plasmatic de insulină în grupul cu diabet zaharat indus de STZ (0,96 ± 0,11 ng/ml), modelul diabetului de tip 1, a fost semnificativ scăzut și a avut tendința de a crește ușor în grup de apă magnetizată (1,01 ± 0,42 ng/ml), dar nu semnificativ diferit (Fig. 3).