Mini Review Volumul 2 Numărul 2

elegans

Sanchez Mora RM, 1,2,3

Verificați Captcha

Regret pentru inconvenient: luăm măsuri pentru a preveni trimiterea frauduloasă a formularelor de către extragători și crawlerele de pagini. Introduceți cuvântul Captcha corect pentru a vedea ID-ul de e-mail.

1 Colegiul Universitar din Cundinamarca, Columbia
2 Studenți Bacteriologie UCMC, Columbia
3 Grupul de biologie și genetică UCMC, Columbia

Corespondenţă: Ruth Sanchez Mora, profesor la Colegiul Universitar din Cundinamarca, Columbia, Tel 5713 1075 7035 2

Primit: 21 februarie 2018 | Publicat: 12 martie 2018

Citare: Sanchez MR, Medina CV, Tel DB. Glucoza și inulina: Caenorhabditis elegans un model de diabet. MY Biorg Org Chem. 2018; 2 (2): 57-59. DOI: 10.15406/mojboc.2018.02.00057

Nivelurile de carbohidrați din dietă sunt importante într-o mare varietate de organisme vii, datorită cerințelor esențiale, cum ar fi producerea și utilizarea energiei pentru a satisface cerințele de bază ale funcționării celulare. Cu toate acestea, aportul ridicat de glucoză în glucide este un factor de risc în dezvoltarea și menținerea tulburărilor metabolice, cum ar fi diabetul; în plus, să fie strâns legat de producția excesivă de specii de oxigen radioactiv (ERO), care generează pierderea echilibrului redox, daune celulare directe, implicarea componentei critice a procesului de îmbătrânire, inițierea și dezvoltarea bolilor cu morbiditate și mortalitate notabile (ateroscleroză, cancer, boli ale sistemului nervos central, boli autoimune, leziuni de ischemie-reperfuzie) printre altele. Caenorhabditis elegans este un model adecvat într-o mare varietate de studii. Unele studii sugerează că creșterea metabolismului glucozei scade timpul de înjumătățire al C. elegans, astfel că a devenit un model de studii ale stresului oxidativ care poate fi produs în diabetul zaharat.

Cuvinte cheie: glucoză, inulină, caenorhabdită elegans, stres oxidativ

În prezent, starea hiperglicemiantă a marcat un punct important ca etiologia diabetului, care se remarcă prin incidența sa crescută și este caracterizată ca o tulburare globală în organism care include modificări ale carbohidraților, lipidelor și proteinelor. 1,2 Diabetul este clasificat ca o boală metabolică în care există un dezechilibru al nivelului de glucoză. Diabetul zaharat duce la creșterea ROS și la o reducere a apărării antioxidante, crescând stresul oxidativ responsabil de multe dintre complicațiile acestei boli. 3 Radicalii liberi sunt capabili să provoace leziuni în diferite țesuturi și contribuie la stabilirea complicațiilor tardive ale diabetului. 4

Relația directă dintre stresul oxidativ și diabetul zaharat este un subiect interesant de studiu, datorită prezenței radicalilor liberi care au fost raportate și la pacienții diagnosticați cu patologii precum boala Parkinson. 5 Pentru a permite includerea diabetului în bolile cauzate de stresul oxidativ, este necesar să se verifice experimental și teoretic criteriile stabilite pentru a le asocia într-un mod semnificativ. 2 La diabetici s-a constatat o producție mai mare de ROS și slăbirea apărărilor antioxidante responsabile de eliminarea radicalilor liberi. 4

Glucoza este cea mai abundentă monozaharidă din natură și esențială pentru viață, este sursa primară pentru sinteza energiei la nivel celular prin oxidare și catabolism. Este componenta inițială sau rezultatul principalelor căi de metabolizare a carbohidraților și împreună cu fructoza și galactoza este absorbită și luată direct în fluxul sanguin. 6 Glucoza este un carbohidrat esențial pentru majoritatea organismelor, deoarece furnizează una dintre principalele surse de energie. Pe de altă parte, s-a documentat că alți carbohidrați, cum ar fi inulina, nu generează efecte toxice la om similare cu cele produse de glucoză în cantități mari.

Pe de altă parte, inulina este un aliment care oferă multe fibre, iar în comparație cu alți carbohidrați, cum ar fi glucoza, conținutul său caloric este mai mic. 7 Inulina este un carbohidrat nedigerabil, este prezent în diverse fructe, legume, cereale și în mai mult de 36.000 de specii de plante din întreaga lume; Poate fi folosit ca ingredient în alimentele funcționale, datorită faptului că este descris ca un nutrient cu activitate selectivă benefică, care conferă un efect fiziologic pe lângă valoarea sa nutritivă. Inulina este constituită din molecule de fructoză legate de legături β- (2-1) fructozil fructoză. Având în vedere conformația sa chimică, inulina nu este hidrolizată de enzimele digestive umane, ceea ce înseamnă că rămâne intactă în timpul trecerii sale prin partea superioară a tractului gastro-intestinal. Cu toate acestea, inulina este fermentată și hidrolizată în întregime de bacteriile prezente în intestinul gros.

S-a propus importanța speciilor reactive de oxigen în diferite patologii pentru a realiza abordări mai apropiate de cauzele reale și posibilele tratamente ale diabetului zaharat. Un raport realizat în 2013 de Calderón și colab. propune teoretic relația dintre creșterea speciilor reactive de oxigen și diabetul zaharat. Cu toate acestea, pentru a clasifica o boală ca fiind o cauză secundară a creșterii ERO, este necesar să se respecte parametri precum prezența radicalilor la locul specific de dezvoltare a patologiei; prezintă o relație directă între patologia și producția de radicali, precum și reducerea sau eliminarea afecțiunii atunci când se execută o terapie antioxidantă sau se elimină radicalii liberi care cauzează afecțiunea. 2

Deși influența ERO asupra diabetului zaharat nu a fost încă confirmată cu certitudine, existența unei stări de stres oxidativ a fost documentată în complicațiile frecvente ale diabetului zaharat, cum ar fi retinopatia diabetică, principala cauză a pierderii vederii la pacienții cu diabet zaharat. . Dezechilibrul dintre producția de ERO și sistemul de apărare antioxidant activează mai multe mecanisme oxidative care sunt legate de stres și sunt cauza retinopatiei diabetice. 8

elegans se dovedește a fi un model adecvat într-o varietate de studii datorită caracteristicilor precum manipularea ușoară la nivel de laborator sau marea sa omologie cu gene umane. Studiile cu C. elegans în culturi bogate în glucoză au reușit să demonstreze reducerea semnificativă a timpului de înjumătățire în tulpina sălbatică (N2) mediată de inhibarea factorilor de transcripție sau a altor mecanisme decât reducerea și inhibarea respirației în nematod. 1 Împreună cu aceste studii, a fost determinat efectul glucozei asupra culturilor de C. elegans și relația sa strânsă cu creșterea producției de trigliceride și derivați grași, ceea ce ar duce la o scădere semnificativă a timpului de înjumătățire în tulpina sălbatică . 9

Testele din model propun producerea de ERO prin creșterea cantității de glucoză din cultura nematodelor și s-a observat o scădere a timpului de înjumătățire al nematodului prin promovarea creșterii metabolismului oxidativ la nivel mitocondrial. 8 Multe studii au abordat efectul dietei asupra indicelui glicemic, obezității și diabetului, dar se știe puțin despre mecanismele care afectează speranța de viață a nematodului. Cu toate acestea, unele studii au arătat că glucoza scurtează durata de viață prin inhibarea activității factorilor de transcripție, care joacă un rol important în menținerea speranței de viață a nematodului. 1

În mod interesant, diferențierea masculină - hermafrodită în neamtodo a prezentat puncte marcate în anatomia, sistemul nervos și comportamentul său la vârsta adultă. Diferențele în sexul C. elegans sunt marcate în principal de activarea genelor, în care este posibil să observăm că căile genice ale glicolizei sunt foarte exprimate la mascul, spre deosebire de hermafrodit, cu diferențe de sex în metabolism. Din carbohidrații legați de expresia genică, ceea ce ar duce la efecte diferite ulterior sintezei și metabolismului glucidelor. 10

Pe de altă parte, analiza reproducerii la C. elegans se face adesea deoarece este considerată o specie cu o rată de reproducere care prezintă un fenotip fiziologic puternic menținut de moștenirea transgenerațională. Tauffenberger Arnaud și toți au efectuat un studiu în 2014 în care au cultivat tulpina N2 în mediu suplimentat cu glucoză, au putut verifica reducerea nivelurilor de reproducere, dar chiar inducând un fenotip ereditar; adică aceeași reducere semnificativă a ratei de reproducere a fost găsită la descendenți, atât în ​​generația F1, cât și în a doua generație (F2) cu o singură expunere a liniei parentale. 11

După cum sa documentat în mai multe studii, creșterea concentrațiilor de glucoză în culturile de C. elegans are un efect negativ asupra reproducerii și a ratei de supraviețuire; chiar și așa, a fost raportată o creștere puternică a capacității de rezistență la stresul oxidativ după expunerea la glucoză. 12

Pentru a testa această rezistență, tulpina N2 a fost supusă concentrațiilor de glucoză 4%, după care s-a efectuat o cultură în care tulpina a fost expusă unui produs natural (Juglone) care produce stres oxidativ crescut la nivel intracelular și mai târziu la aceasta scăderea supraviețuirii nematodului. S-a constatat că tratamentul anterior cu glucoză a dat un efect protector puternic împotriva creșterii stresului oxidativ, fiind transmis la prima generație (F1) fără ca acesta să fi avut contact cu glucoza. 13