Резюме

Заден план

Царевичната коприна съдържа протеини, витамини, въглехидрати, Ca, K, Mg и Na соли, фиксирани и летливи масла, стероиди като ситостерол и стигмастерол, алкалоиди, сапонини, танини и флавоноиди. Въз основа на народни лекарства, царевичната коприна се използва като орален антидиабетен агент в Китай от десетилетия. Въпреки това, хипогликемичната му активност все още не е разбрана от гледна точка на съвременните фармакологични концепции. Целта на това проучване е да се изследват ефектите на царевичната коприна върху гликемичния метаболизъм.

Методи

В проучването са използвани хипергликемични мишки, индуцирани от алоксан и адреналин. Ефектите на царевичната коприна върху кръвната глюкоза, гликохемоглобин (HbA1c), секрецията на инсулин, увредените β-клетки на панкреаса, чернодробния гликоген и глюконеогенезата при хипергликемични мишки са изследвани съответно.

Резултати

След като мишките бяха приложени орално с екстракт от царевична коприна, кръвната глюкоза и HbA1c бяха значително намалени при индуцирани от алоксан хипергликемични мишки (р 0,05). Въпреки че екстрактът от царевична коприна повишава нивото на чернодробния гликоген в индуцираните от алоксан хипергликемични мишки, няма значителна разлика между тях и тази на контролната група (p> 0,05).

Заключение

Екстрактът от царевична коприна значително намалява хипергликемията при индуцирани от алоксан мишки с диабет. Действието на екстракта от царевична коприна върху гликемичния метаболизъм не е чрез увеличаване на гликогена и инхибиране на глюконеогенезата, а чрез повишаване нивото на инсулин, както и възстановяване на увредените β-клетки. Резултатите предполагат, че екстрактът от царевична коприна може да се използва като хипогликемична храна или лекарство за хора с хипергликемия по отношение на това модерно фармакологично проучване.

Заден план

Царевичната коприна (ZeamaysL.) Се отнася до стигмите от женските цветя на царевицата. Пресната царевична коприна прилича на меки копринени конци с дължина 10-20 см, които са или светлозелени или жълто-кафяви на цвят. Царевичната коприна съдържа протеини, витамини, въглехидрати, Ca, K, Mg и Na соли, фиксирани и летливи масла, стероиди като ситостерол и стигмастерол, алкалоиди, сапонини, танини и флавоноиди [1–14]. Има много доклади за биологичната активност на съставките на царевичната коприна. Метаноловите екстракти от царевична коприна показват антиоксидантна активност на нивото на липидна пероксидация [15]. Летливите вещества от царевична коприна инхибираха растежа на Aspergillus flavus, което показва, че той има противогъбично действие [16]. Освен това екстрактът от царевична коприна инхибира индуцираната от TNF и LPS клетъчна адхезия, но не и цитотоксичната активност или производството на TNF [17].

Царевичната коприна се използва в много части на света за лечение на отоци, както и при цистит, подагра, нефрит в бъбреците и простатит [13, 18]. Въз основа на народни лекарства, царевичната коприна се използва като орален антидиабетен агент в Китай от десетилетия. Въпреки широкото му използване обаче, механизмите, залегнали в основата на хипогликемичната активност на царевичната коприна, все още не са били разбрани. Следователно целта на това проучване е да изследва ефектите на царевичната коприна върху гликемичния метаболизъм. Ефектите на царевичната коприна върху кръвната глюкоза, HbA1c, секрецията на инсулин, увредените β-клетки на панкреаса, чернодробния гликоген и глюконеогенезата при хипергликемични мишки са изследвани съответно.

Материали и методи

Животни

Мишки от щам Kunming с тегло 20-22 g, степен II, сертификат SCXK (Lu) 20080006, са закупени от Експерименталния център за животни, Университета Шандонг, Китай. Мишките се поддържат при стайна температура при променлив естествен светлинен/тъмен фотопериод и имат достъп до стандартна лабораторна храна и прясна вода ad libitum. Това проучване е проведено в съответствие с Ръководството за грижа и употреба на лабораторни животни. Внимава се да се сведат до минимум дискомфортът, дистресът и болката при животните.

Химикали

Алоксан и адреналин са аналитични. Alloxan е закупен от Sigma Co., Ltd, а адреналинът е закупен от Tianjin Amino acid Co., Ltd. Китай. Хапчета Xiaoke са закупени от фармацевтичната фабрика Jilin Liuhe, Китай. Xiaoke хапче е вид китайско лекарство, използвано за лечение на диабет. Състои се от глибенкламид и няколко традиционни китайски билки, включително Radix Puerariae, Radix Rehmannia, Radix Astragali, Radix Trichosanthis, царевична стигма, Fructus Schisandrae и Rhizoma Dioscoreae.

Препарат от екстракт от царевична коприна (CSE)

Царевичната коприна е получена от местния пазар. Пробата е произведена по начина, въведен от Веласкес [1]. Накратко царевичната коприна се суши при стайна температура (24,2 ± 1,0 ° C) и се извършва водна екстракция чрез добавяне на 100 ml вряща вода към 10 g царевична коприна, филтриране след 20 минути и след това лиофилизиране.

Експериментален дизайн

Кръвни проби от индуцирани от алоксан хипергликемични мишки

Тъканите на панкреаса бяха вградени в парафинови блокове след фиксиране на формалин

Парафиновите срезове се нарязват с дебелина 4- μm и се депарафинизират в ксилол два пъти за 5 минути и след това се рехидратират със сортирания етанол. Разрезите бяха изследвани след оцветяване с хематоксилин и еозин (H&E) [21].

Оценка на чернодробния гликоген

Черният дроб се хомогенизира в ледено студена 0,6 М HClO4. Сместа веднага се центрофугира при 3000 g в продължение на 10 минути при 4 ° С, за да се получи супернатантата. Свободната глюкоза в тъканта се измерва с метода на глюкозната оксидаза. След това разтвор на амилоглюкозидаза (10 U/ml) в 0,2 М натриев ацетатен буфер (рН 4,8) се смесва и се инкубира в сместа при 40 ° С за 2 часа. След инкубация, рН на сместа се регулира на 7 и се подлага на определяне на общата глюкоза. Свободната глюкоза се изважда от общата глюкоза, за да се получи съдържание на гликоген. Гликогенът се изразява като mg/g влажна тъкан [22].

Оценка на глюконеогенезата

Тридесет нормални мишки бяха избрани и разпределени по еднакъв начин в 3 групи: група, третирана с Xiaoke Pill, група, третирана с CSE и физиологичен разтвор, използвани като контролна група. От този момент нататък тези 3 групи мишки се прилагат перорално с Xiaoke Pill, CSE (4,0 g/kg) и физиологичен разтвор съответно. В края на експерименталния период (15 дни по-късно) животните са гладували 12 часа. След приложение 1 час по-късно, мишките се инжектират (s.c.) с L-аланин. Кръвните проби от опашната вена на мишките се събират на 0-ата и 60-ата минута, за да се определи нивото на кръвната глюкоза.

Кръвни проби от хипергликемични мишки, предизвикани от адреналин

Шестдесет здрави мишки бяха разпределени еднакво в 6 групи. След това тези 6 групи мишки също бяха приложени орално с физиологичен разтвор, Xiaoke Pill и CSE (0,5, 1,0, 20 и 4,0 g/kg), съответно. На 14-ия ден те бяха постили през нощта. След приложение 1 час по-късно, животните се инжектират (sc) с адреналин. Кръвни проби от опашната вена на мишките бяха събрани на 0-та и 60-та минута, за да се определи нивото на кръвната глюкоза точно както по-горе.

Статистически анализ

Всички данни бяха анализирани чрез еднопосочен дисперсионен анализ, а разликите между средните стойности бяха установени чрез теста на Дънкан с множество обхвати [23]. Данните представляват средни стойности и стандартни отклонения. Значителното ниво от 5% (стр

Резултати и дискусия

Алоксан и стрептозотоцин са най-известните диабетогенни химикали в изследванията на диабета. И двата са токсични аналози на глюкоза, които за предпочитане се натрупват в бета-клетките на панкреаса чрез GLUT2 глюкозния транспортер [24-28]. Стрептозотоцинът се разделя на неговата глюкозна и метилнитро-карбамидна част. Поради алкилиращите си свойства, последният модифицира биологичните макромолекули, фрагментира ДНК и унищожава бета клетките, причинявайки състояние на инсулинозависим диабет (захарен диабет тип 1) [27, 28]. От друга страна, алоксанът има два различни патологични ефекта: той инхибира селективно индуцираната от глюкоза секреция на инсулин чрез специфично инхибиране на глюкокиназата, глюкозния сензор на бета-клетката и причинява състояние на инсулинозависим диабет чрез селективна некроза на бета-клетките при захарен диабет тип 1 и тип 2 [24–26]. Така че алоксанът е избраният агент за индукция на експериментални животни с диабет в това проучване.

Телесните тегла на хипергликемичните мишки, индуцирани от алоксан, са представени на фиг. 1. За разлика от контролната група, телесното тегло на мишките в група, лекувана с CSE, се увеличава постепенно 20 дни по-късно (p Фигура 1

коприна

Резултатите от кръвната глюкоза от хипергликемични мишки, индуцирани от алоксан, са представени в таблица 1. Нивата на кръвната глюкоза са намалени след приложение на CSE (2.0 и 4.0) и хапчето Xiaoke (p Таблица 1 Ефект на CSE върху нивата на кръвната захар в алоксан -хипергликемични мишки

Смърт и репликация на островни клетки, представени от хематоксилин - еозин. Островните клетки на диабетни мишки при лечение с алоксан (A) показа обширен клетъчен лизис, представляващ загуба на плазмена мембрана с кондензирани ядра и разтворена цитоплазма в широки междуклетъчни пространства. За разлика от тях, островните клетки на мишки, хранени с CSE (4.0) (Б.) и третирани с D хаос мишки (D) мишки бяха частично възстановени. Островните клетки на мишки, хранени с CSE (2.0), бяха С.

HbA1c е по-полезен параметър при диабет. CSE (4,0 g/kg) може да намали концентрацията на HbA1c в плазмата на индуцирана от алоксан хипергликемична група 45 дни по-късно (p Таблица 3 Ефект на CSE върху HbA1c от хипергликемични мишки, индуцирани от алоксан (%)

Адреналинът активира гликогенолизата и гликонеогенезата, за да повиши нивото на серумна глюкоза [29] и ефектът му е относително бърз [30]. Резултатите от кръвната глюкоза от хипергликемични мишки, индуцирани от адреналин, са представени в Таблица 4. Тя показва, че повишаването на кръвната глюкоза, индуцирано от адреналин, не е инхибирано (р> 0,05), след като мишки са били прилагани перорално с CSE в продължение на 15 дни. Това показва, че механизмите на хипогликемичните ефекти на CSE могат чрез повишаване на нивото на инсулин, както и възстановяване на увредените β-клетки, но не чрез инхибиране на глюконеогенезата и гликогенолизата. Това е в съответствие с резултатите, представени в таблици 1, 3, 5 и 6.

Съхранението на гликоген в черния дроб е друг начин за поддържане на концентрацията на глюкоза в кръвта при бозайниците. Намаленото производство на чернодробна глюкоза се индуцира от синтеза на гликоген и лечебните ефекти на CSE се потвърждават допълнително чрез анализа за оценка на съхранението на гликоген в черния дроб. Лечението с CSE повишава нивото на чернодробния гликоген. Нивата на гликоген са 17,0 ± 4,2 mg/g тъкан при мишки, лекувани с CSE. Концентрациите на чернодробен гликоген са били по-ниски при мишки, третирани с физиологичен разтвор (14,2 ± 3,4 mg/g), отколкото тези при мишки, третирани с CSE (Таблица 5). Няма обаче значителна разлика между тях (p> 0,05).

Както е показано в Таблица 6, През 60-ата минута нивото на кръвната глюкоза на мишките от групата на CSE се повишава от 92,1 ± 17,9 mg/mL до 102,6 ± 9,0 mg/mL през 60-ата минута, след като мишките са инжектиран (sc) с L-аланин. В същото време нивото на кръвната глюкоза на мишките в контролната група се повишава, след като мишките се инжектират (подкожно) с L-аланин (от 91,6 ± 14,7 mg/ml до 100,0 ± 12,2 mg/ml). Резултатът е показан в табл. 6 (p> 0,05). Глюконеогенезата е един от ключовите метаболитни пътища в черния дроб. Това е важен механизъм за поддържане на кръвната захар в нормални граници. Резултатът е показан в табл. 6 показва, че механизмите на хипогликемичните ефекти на CSE не са чрез инхибиране на глюконеогенезата.

Заключение

Нашите резултати показаха, че лечението на CSE значително намалява хипергликемията при индуцирани от алоксан диабетни мишки. Действието на CSE върху гликемичния метаболизъм не е чрез увеличаване на гликогена и инхибиране на глюконеогенезата, а чрез повишаване на нивото на инсулин, както и възстановяване на увредените β-клетки.

Препратки

Velazquez DVO, Xavier HS, Batista JEM, de Castro-Chavas C: Zea mays L. екстракти модифицират гломерулната функция и отделянето на калий с урината при плъхове в съзнание. Фитомедицина. 2005, 12: 363-369. 10.1016/j.phymed.2003.12.010.

Namba T, Xu H, Kadota S, Hattori M, Takahashi T, Kojima Y: Инхибиране на образуването на Ig E при мишки от гликопротеини от царевична коприна. Фитотер Res. 1993, 7: 227-230. 10.1002/стр.2650070303.

Tang L, Ding X, You L, Gu W, Yu F: Биоактивни вещества от царевична коприна. Уси Цингонг Даксуе Сюебао. 1995, 14: 319-324. на китайски

Abdel-Wahab SM, El-Tanbouly ND, Kassem HA, Mohamed EA: Фитохимично и биологично изследване на царевична коприна (стилове и стигми на Zea mays L.). Bull Fac Pharm. 2002, 40: 93-102.

Li Q, Tian Z, Jia T, Xu Q: Определяне на -ситостерол в царевична коприна чрез HPLC-ELSD. Zhongcaoyao. 2005, 36: 1883-1884. на китайски

Ren S, Din X: Определяне на органични киселини в царевичната коприна с GC-MS. Уси Цингонг Даксуе Сюебао. 2003, 22: 89-91. на китайски

Guevara P, Perez-Amador MC: Флавони в царевичната коприна и устойчивост на нападения от насекоми. Фитон. 2000, 69: 151-156.

Ren S, Ding X: Изследване на методите за определяне на флавоноиди от царевична коприна. Shipin Kexue. 2004, 25: 139-142. на китайски

Cantelo WW, Jacobson M: Летливите летливи царевични коприни привличат много видове вредители молци. J Environment Sci Health Част А. 1979, 14: 695-707. 10.1080/10934527909374907.

Flath RA, Forrey RR, John JO, Chan BG: Летливи компоненти на царевична коприна (Zea mays L.): Възможни атрактанти Heliothis zea (Boddie). J Agric Food Chem. 1978, 26: 1290-1293. 10.1021/jf60220a012.

Buttery RG, Ling LC, Teranishi R: Летливи царевични пискюли: Възможно привличане на царевичен ушен червей. J Agric Food Chem. 1980, 28: 771-774. 10.1021/jf60230a020.

Zeringue HJ: Идентифициране и ефекти на летливите вещества от царевична коприна върху култури от Aspergillus flavus. J Agric Food Chem. 2000, 48: 921-925. 10.1021/jf990061k.

Newal CA, Anderson LA, Phillipson JD: Билкова медицина: Ръководство за здравни специалисти. Редактирано от: Newal CA. 1996, Лондон, Pharmaceutical Press, 90.

Fleming T: PDR ® за билкови лекарства ™. Редактиран от: Fleming T. 2000, Ню Джърси, Medical Economics Company, 224-225. Второ

Максимович ZA, Ковачевич N: Предварителен анализ на антиоксидантната активност на екстракти от стигма на Maydis. Фитотерапия. 2003, 74: 144-147. 10.1016/S0367-326X (02) 00311-8.

Ziringue HJ: Идентифициране и ефекти на летливите вещества от царевична коприна върху култури от Aspergillus flavus. J Agric Food Chem. 2000, 48: 921-925. 10.1021/jf990061k.

Habtemariam S: Екстракти от царевична коприна инхибира индуцирания от тумор некроза фактор-алфа- и бактериален липополизахарид, индуцирана клетъчна адхезия и експресия на ICAM-1. Planta Med. 1998, 64: 314-318. 10.1055/s-2006-957441.

Grases F, March JG, Ramis M, Costa-Bauza A: Влиянието на Zea mays върху рисковите фактори за урина за бъбречни камъни при плъхове. Фитотер Res. 1993, 7: 146-149. 10.1002/ptr.2650070210.

You Y, Lin Z: Антиоксидантен ефект на полизахаридния пептид на Ganoderma. Acta Pharm Sinica. 2003, 38: 85-88.

Anderson L, Dinesen B, Jorgenson P, Poulsen F, Roder M: Ензимен имуноанализ за непокътнат човешки инсулин в серум или плазма. Clin Chem. 1993, 38: 578.

Zhou G, Han C: Ефектът на ванадий и ферментирала гъба от Coprinus comatus върху гликемичния метаболизъм. Biol Trace Elem Res. 2008, 124: 20-27. 10.1007/s12011-008-8118-7.

Keppler D, Decker K: Гликоген. Методи на ензимен анализ. Редактиран от: Bergmeyer HU. 1974 г., Ню Йорк, Academic Press, 11-17.

Duncan DB: Тестове с множество обхвати за корелирани и хетероскедастични средства. Биометрия. 1957, 13: 164-76. 10.2307/2527799.

Weaver DC, Barry CD, McDaniel ML, Marshall GR, Lacy PE: Молекулярни изисквания за разпознаване при глюкорецептор за освобождаване на инсулин. Mol Pharmacol. 1979, 16: 361-368.

Gorus FK, Malaisse WJ, Pipeleers DG: Селективно поемане на алоксан от В-клетки на панкреаса. Biochem J. 1982, 208: 513-515.

Elsner M, Tiedge M, Guldbakke B, Munday R, Lenzen S: Значение на GLUT2 транспортера на глюкоза за панкреатичната бета клетъчна токсичност на алоксан. Диабетология. 2002, 45: 1542-1549. 10.1007/s00125-002-0955-x.

Elsner M, Guldbakke B, Tiedge M, Munday R, Lenzen S: Относително значение на транспорта и алкилирането за панкреатичната бета-клетъчна токсичност на стрептозотоцин. Диабетология. 2000, 43: 1528-1533. 10.1007/s001250051564.

Schnedl WJ, Ferber S, Johnson JH, Newgard CB: STZ транспорт и цитотоксичност. Специфично подобрение в GLUT2-експресиращи клетки. Диабет. 1994, 43: 1326-1333. 10.2337/диабет.43.11.1326.

Cherrington AD, Fuchs H, Stevenson RW, Williams PE, Alberti KG, Steiner KE: Ефект на епинефрина върху гликогенолизата и глюконеогенезата при съзнателни кучета, които са гладували през нощта. Am J Physiol. 1984, 247: E137-144.

Issekutz B, Allen M: Ефект на катехоламини и метилпреднизолон върху въглехидратния метаболизъм на кучета. Метаболизъм. 1972, 21: 48-59. 10.1016/0026-0495 (72) 90019-4.

Благодарности

Тази работа беше подкрепена от проекти за млад учен от Института по психология на Китайската академия на науките (08CX043004), Националната фондация за естествени науки на Китай (30800301), Китайската фондация за докторантура (20090450546) и Програма за висше образование в провинция Шандун (J08LH62 ).

Информация за автора

Принадлежности

Ключова лаборатория за психично здраве, Институт по психология, Китайска академия на науките, Пекин 100101, PR, Китай

Колеж по храните и биоинженерството, Институт по лека промишленост в Шандонг, Дзинан 250353, PR, Китай

Училище по фармация, Университет по традиционна китайска медицина в Шандонг, Дзинан 250355, PR, Китай

Лаборатория за молекулярна биология на болница Guang'anmen, Китайска академия на китайските медицински науки, Пекин 100053, PR, Китай

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Автора за кореспонденция

Допълнителна информация

Конкуриращи се интереси

Авторите заявяват, че нямат конкуриращи се интереси.

Принос на авторите

Всички автори са участвали в дизайна на това проучване; и извърши лабораторни анализи и статистика. JG изготви ръкописа заедно с другите автори. Всички автори прочетоха и одобриха окончателния ръкопис.

Оригинални подадени файлове на автори за изображения

По-долу са връзките към оригиналните подадени файлове за изображения на авторите.