Резюме

Заден план

Лимонена трева (Цимбопогон цитрат Чаят Stapf) е широко консумирана напитка за подхранване и лечение на захарен диабет (DM) в Африка на местно ниво. Целта на настоящото проучване беше да се изследва антидиабетното действие на чая от лимонена трева (LGT) при диабет тип 2 (T2D) модел на плъхове.

Методи

Използва се фруктозо-стрептозотоцин (STZ) животински модел за T2D и LGT се приготвя чрез кипене за 10 минути във вода, оставя се да се охлади и се прилага при 0,25 или 0,5% (ad libitum), в продължение на 4 седмици на плъховете T2D.

Резултати

LGT показа по-високо фитохимично съдържание в сравнение с екстракта от студена вода. Нелекуваните диабет животни показват значително (стр

Въведение

The C. citratus широко известен като лимонена трева е роден от Азия, Африка и Америка, но се отглежда широко в умерените и тропическите региони. Това е ароматно растение, подобно на трева, с дълги тънки зелени листа и е широко разпространено в тропическите и субтропичните страни [8]. От няколко десетилетия се съобщава, че лимонената трева се използва широко за редица фолклорни, козметични и хранителни цели. В Нигерия, Египет, Южна Африка и Танзания чай от лимонена трева (LGT) се консумира за лечение на СД и други свързани с тях разстройства като хипертония и затлъстяване [9,10,11,12]. Основните активни съставки на LGT са феноли, флавоноиди и терпеноиди, чието съдържание е съобщено по-високо в сравнение с екстракт от студена вода [13].

Материали и методи

Растителен материал

Прясна лимонена трева е събрана през януари 2018 г. от Зария, щат Кадуна, Нигерия. Пробата е удостоверена в хербариума на отдела по биологични науки, Университета Ахмаду Бело, Зария, Нигерия и съответно е депозиран образец на ваучер номер 1882. Пробата от листа веднага се измива и изсушава на сянка в продължение на 2 седмици до постоянно тегло и се смила до фин прах.

Приготвяне на чай

Препаратът от чай от лимонена трева (LGT) се приготвя чрез имитиране на протоколите за приготвяне, използвани локално за лечение на диабет или консумирани за подхранване, и е в съответствие с метода Islam [17]. Накратко, фините прахообразни проби; 0,25 g/100 ml и 0,5 g/100 ml се приготвят чрез кипене в продължение на 10 минути във вода, оставят се да се охладят до стайна температура и се филтрират през филтърна хартия Whatmann (№ 1). Филтратите се доставяха на животните по време на 4 седмичния интервенционен период ad libitum. За фитохимичния анализ филтратът се изпарява с помощта на ротационен изпарител за получаване на екстракта.

Фитохимичен анализ

Съдържание на флавоноиди

За количествено определяне на флавоноидите е използван методът на Bohm и Koupai-Abyazani [18]. Накратко, 10 g от пробите се екстрахират многократно в 100 ml 80% метанол. Смесите се филтрират с помощта на филтърна хартия Whatman No. 42 (125 mm). Филтратите се прехвърлят в тигел и се изпаряват на сухо на водна баня и се претеглят до постоянно тегло.

Общо фенолно съдържание

Метод Folin-Ciocalteu от Chang et al. [19] е използван за количествено определяне на фенолното съдържание в пробата. Пет грама (5 g) от пробите се варят в 50 ml етер в продължение на 15 минути и след това 5 ml от екстрактите се пипетират в колба от 50 ml. 2 ml разтвор на амониев хидроксид и 5 ml амилов алкохол също се добавят към пробите и се допълват до маркировката. Оставя се да реагира в продължение на 30 минути за развитие на цвета; абсорбцията е измерена при 550 nm. За калибриране на стандартна крива се използва галова киселина. Резултатите са изразени като mg еквиваленти на галова киселина (mgGAE)/g сухо тегло на растителната тъкан.

Съдържание на алкалоиди

Naili et al. [20] е използван метод за определяне на съдържанието на алкалоиди. 5 g от пробите се претеглят в 250 ml бехерова чаша и се добавят 200 ml 10% оцетна киселина в етанол и те се покриват и се оставят да престоят 4 h. Смесите се филтрират и екстрактите се концентрират на водна баня до една четвърт от първоначалния обем. Концентриран амониев хидроксид се добавя на капки към всеки от екстрактите, докато утаяването завърши. Целите разтвори се оставят да се утаят и утайките се събират и промиват с разреден амониев хидроксид и след това се филтруват. Остатъците се претеглят и записват като съдържание на алкалоиди.

Съдържание на сапонин

За определяне на съдържанието на сапонин е използван методът на Obadoni and Ochuko [21]. 20 g от пробите се поставят в конична колба и се прибавят 100 ml 20% воден етанол. Смесите се нагряват в баня с гореща вода в продължение на 4 часа при непрекъснато разбъркване при около 55 ° С. Смесите се филтруват и остатъците се екстрахират повторно с още 200 ml 20% етанол. Екстрактът се редуцира до 40 ml над водна баня при около 90 ° С. Концентратите се прехвърлят в 250 ml делителна фуния и се добавят 20 ml диетилов етер и те се разклащат енергично. Водният слой се възстановява, докато етерният слой се изхвърля. Процесът на пречистване се повтаря. Добавя се обем от 60 ml н-бутанол. Комбинираните екстракти от n-бутанол се промиват два пъти с 10 ml 5% воден разтвор на натриев хлорид. Останалите разтвори се загряват на водна баня. След изпаряване пробите се сушат във фурната до постоянно тегло.

Съдържание на танин

Съдържанието на танин се анализира съгласно AOAC [22]. Водните разтвори (25 ml) от препаратите се прехвърлят в 1 L конична колба, след това се добавят 25 ml индигов разтвор и 750 ml дестилирана дейонизирана вода. 0,1 N воден разтвор на KMnO4 се използва за титруване, докато синьо оцветеният разтвор не премине в зелен цвят. След това няколко капки навреме, докато разтворът стане златисто жълт. Приготвен е стандартен разтвор на индиго кармин. Проведени са празни тестове чрез титруване на смес от 25 ml разтвор на индигокармин и 750 ml дестилирана вода.

Експериментални животни и групиране

Четиридесет и двама (42) мъжки плъхове Wistar са получени от Катедрата по фармакология, Факултет по фармацевтични науки, Университет Ahmadu Bello, Zaria, Нигерия с първоначално средно т.т. Обработката и използването на животните са в съответствие с Националния здравен институт за грижи и употреба на лабораторни животни. Обработката и използването на експериментални животни са одобрени от Етичния комитет за изследване на животните към университета Ahmadu Bello, Zaria, Нигерия. Животните бяха настанени в прозрачни клетки (3 или 4 животни/клетка) с 12-часов цикъл светлина-тъмнина и снабдени със стандартна диета с плъхове ad libitum през целия експериментален период. Животните бяха разделени на случаен принцип в шест групи от по седем животни, а именно; NC: Нормален контрол, DBC: Диабетен контрол, DLTL, Диабет + ниска доза (0,25%) LGT, DLTH, Диабет + висока доза (0,5%) LGT, DMF: Диабет + метформин (150 mg/kg телесно тегло), NLTH: Недиабетно + висока доза (0,5%) LGT. Животните се оставят да се аклиматизират в продължение на 1 седмица преди започване на експеримента. Изборът на дозировките, използвани за LGT и стандартния метформин, се основава на проучване на проучването и налична литература [23, 24].

Индукция на диабет тип 2 (T2D)

За да се индуцират двете основни патогенези на T2D, инсулинова резистентност и частична дисфункция на β-клетките на панкреаса, е приет методът на Wilson and Islam [25]. Накратко, през първите 2 седмици от експеримента, животните в групите DBC, DLTL, DLTH и DMF бяха снабдени с 10% разтвор на фруктоза (ad libitum) за индуциране на инсулинова резистентност, докато животните в NC и NLTH групите бяха снабдени с нормална питейна вода. След този период и едно нощно гладуване, ниска доза стрептозотоцин (STZ) при 40 mg/kg телесна маса, разтворена в цитратен буфер (рН 4,5), се инжектира интраперитонеално на животните в групите DBC, DLTL, DLTH и DMF, за да се индуцира частична панкреатична β-клетъчна дисфункция, докато на животните от NC и NLTH групите се инжектира с подобен обем от буфера на носителя. Една седмица след инжектирането на STZ, кръвната глюкоза на гладно (FBG) на всички животни се измерва в кръвта, събрана от опашната вена, с помощта на преносим глюкомер (Glucoplus Inc., Accucheck). Животните с ниво на FBG ≥ 200 mg/dl се считат за диабетици [26], докато животните с ниво на FBG $$ \ mathrm- \ mathrm = \ ляво [\ ляво (\ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm \ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm/ \ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm \ \ mathrm/\ mathrm \ вдясно) /22.5\right] $$

LDL-холестеролът се изчислява съгласно Friedewald et al. [27] уравнение, както е показано по-долу:

Гликоген (mg/g чернодробна тъкан) = (Неизвестна оптична плътност 0,5 х Кн. от проба × 100 × 0,9) /.

Оптична плътност x g на тъканта.

Статистически анализ

Всички данни са представени като средната стойност ± SD на седем животни. Данните бяха анализирани с помощта на дисперсионния анализ (ANOVA) (SPSS за Windows, версия 22, IBM Corporation, NY, USA), използвайки Tukey’s-HSD многократен пост-хок тест. Стойностите се считат за значително различни при стр

Резултати

Количествено фитохимично съдържание на LGT

Количеството на фитохимикалите, представено в чая от лимонена трева (LGT) и екстрактът от студена вода е представено в Таблица 1. С изключение на сапонините, всички количествено определени съставки са по-високи в LGT в сравнение с екстракта от студена вода, макар и не статистически (стр > 0,05) различни един от друг. Количеството на общите феноли в LGT обаче е значително (стр Таблица 1 Фитохимично съдържание на чай от лимонена трева и екстракт от студена вода

Ефект на LGT върху приема на фуражи и течности и средно изменение на телесното тегло при плъхове T2D

Данните за приема на фуражи и течности и средната промяна на телесното тегло са представени на фиг. 1 и 2, съответно. Беше забелязано, че индукцията на T2D значително (стр 0,05) в сравнение с DBC групата, както и в рамките на лекуваните диабетични групи. Освен това нямаше значително (стр > 0,05) ефект в групите, лекувани с LGT и стандартния метформин (Фиг. 1 и 2).

stapf

Ефект на LGT върху седмичния тест за глюкоза в кръвта и перорален глюкозен толеранс при плъхове T2D

Резултатът от седмичното ниво на глюкоза в кръвта е представен на фиг. 3. От данните, след индукцията на T2D, има значително (стр Фиг. 3

Ефект на LGT върху серумния инсулин и изчислените HOMA-IR и HOMA-β индекси и други биохимични параметри при плъхове T2D

Резултатите от серумния инсулин и изчислените HOMA-IR и HOMA-β индекси са представени в Таблица 2. Според данните нивото на серумния инсулин и изчисленият HOMA-β индекс са намалели значително (стр 0,05) се наблюдава разлика в третираните групи в съдържанието на чернодробен гликоген, нивата на ALT в серума, AST, ALP и албумин, ефектите са по-изразени при DLTH, отколкото при DLTL групи (Таблица 3).

Ефект на LGT върху серумните липидни профили при плъхове T2D

Общият серумен холестерол (TC), триглицеридите (TG) и липопротеините с ниска плътност (LDL) са значително (стр Фиг. 5

Дискусия

Нашите данни показват, че индуцирането на T2D намалява средното телесно тегло, причинява полифагия и полидипсия при нелекуваните с диабет животни. Те могат да бъдат свързани с увеличения разход на енергия, прекомерното задържане на течности и повишения хранителен навик, за да се компенсира загубата на телесно тегло при неконтролирано състояние на T2D [33]. Консумацията на LGT за 4 седмици подобри тези промени, което означава възможно възстановяване от състоянието на диабет. Нашите резултати са в съответствие с предишните проучвания, които са използвали екстракт от студена вода [11, 14], които са допълнително подкрепени от значителното намаляване на хипергликемията в групи, лекувани с LGT.

Проучванията показват, че хроничният неконтролиран T2D може да доведе до намаляване на нивата на циркулиращия инсулин и да промени целостта и функцията на панкреаса [38, 39], които са наблюдавани в настоящото ни проучване. В допълнение, функцията на панкреасните бета-клетки беше силно смекчена с появата на инсулинова резистентност при нелекувани диабетични плъхове. Консумацията на LGT подобрява целостта на панкреаса чрез повишено ниво на серумен инсулин, подобрявайки функцията на β-клетките на панкреаса и отслабване на инсулиновата резистентност (Таблица 2). Това може да обясни драстичното намаляване на нивото на глюкозата в кръвта, наблюдавано, тъй като повишеният циркулиращ инсулин и подобрената функция на β-клетките улесняват движението на глюкозата в клетките за производство на енергия.

Консумацията на диета с високо съдържание на фруктоза е свързана с повишено отлагане и натрупване на липиди в черния дроб и мускулите в T2D, чрез стимулиране на липогенезата [40]. Преди това пероралното третиране на алкохолни или водни екстракти от лимонена трева (200–1000 mg/kg телесно тегло) при недиабетни, хиперлипидемични и диабетни животни показва антихиперлипидемично действие [11, 14, 41]. Това съвпада с настоящите ни данни и допълнително потвърждава потенциала на лимонена трева за намаляване на хиперлипидемията, свързана с диабет. Повишеният HDL-холестерол в DBC групата, макар и не значително (стр > 0,05) различно с NC може да се дължи на способността на телесната система да произвежда повече HDL-холестерол, за да неутрализира негативния ефект от по-високите нива на TC, TG и LDL-холестерол.

От друга страна, лечението с алкохолен екстракт от лимонена трева в продължение на 2 седмици не показа ефект върху общия серумен протеин, албумин, ALT, AST, ALP и урея [41]. В настоящото ни проучване обаче се наблюдава намаляване на промените след приложението на LGT (Таблица 3), което означава по-добър ефект на LGT в сравнение с алкохолния екстракт. Това може да се дължи на по-голямото количество фитохимикали и по-дългия период на изследване. По-ниското съдържание на гликоген в DBC групата в нашето проучване може да бъде свързано със стимулирането на чернодробната гликоген фосфорилаза, което очевидно може да увеличи изхода на глюкоза и в крайна сметка усложнява хипергликемията при диабетно състояние. Интересното е, че лечението на LGT подобрява промяната и допълнително показва способността на LGT да обърне тази промяна, свързана с диабет. Показано е, че феноли и терпени, които са активни съставки на LGT, повишават чернодробната глюкокиназна активност, което увеличава използването на глюкозата за насърчаване на съхранението на енергия под формата на гликоген [42]. Следователно, повишеното съдържание на гликоген, наблюдавано в третираните групи, може да се отдаде на инхибирането на глюкокиназната активност от основните активни съставки. Това може би е механизмът на антидиабетния ефект на LGT.

Заключение

В заключение, оралната интервенция на LGT демонстрира антидиабетни действия чрез подобряване на наддаването на телесно тегло, намаляване на приема на храна и течности и хипергликемия, подобряване на способността за толерантност към глюкоза, чувствителност към инсулин, β-клетъчни функции и дислипидемия при T2D модел на плъхове. Следователно, нашите открития предполагат, че консумацията на LGT може да осигури добра възможност за управление на пациенти с Т2D без значителни странични ефекти, което също подкрепя антидиабетните твърдения на чая. Необходимо е по-нататъшно клинично проучване, за да се потвърдят ефектите при хора и специфична активна съставка, отговорна за наблюдаваното действие.

Наличност на данни и материали

Наборите от данни, използвани и/или анализирани по време на настоящото проучване, са достъпни от съответния автор при разумна заявка.