Т.С. де Мело

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Форталеза, CE, Бразилия

П.Р.Лима

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Бразилия

К.М.М.Б. Карвальо

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Бразилия

Т.М. Фонтенеле

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Форталеза, CE, Бразилия

F.R.N. Солон

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Форталеза, CE, Бразилия

А.Р. На мен

3 Faculdade de Medicina Veterinária, Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, CE, Бразилия

T.L.G. де Лемос

4 Departamento de Química Orgânica e Inorgânica, Universidade Federal do Ceará, Форталеза, CE, Бразилия

С. Г. да Круз Фонсека

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Форталеза, CE, Бразилия

Ф. А. Сантос

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Бразилия

СРЕЩУ. Рао

2 Laboratório de Produtos Naturais, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Бразилия

M.G.R. де Queiroz

1 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Ceará, Форталеза, CE, Бразилия

Резюме

Предишни проучвания са докладвали за глюкозния и липидо-понижаващия ефект на феруловата киселина (FA), но потенциалът му за затлъстяване все още не е установен категорично. Това проучване изследва възможните анти-обезитогенни ефекти на FA при мишки, хранени с високомаслена диета (HFD) в продължение на 15 седмици. За да се оцени потенциалът за затлъстяване на FA, 32 мъжки швейцарски мишки с тегло 20-25 g (n = 6-8 на група) са хранени с нормална диета (ND) или HFD, лекувани през устата или не с FA (10 mg/kg) ) или сибутрамин (10 mg/kg) в продължение на 15 седмици и в края на този период телесното тегло на животните, натрупването на висцерални мазнини, плазмените нива на глюкоза и инсулиновия хормон, амилаза и липаза, хормонът на ситостта грелин и лептин, и се анализират фактор на туморна некроза-α (TNF-α) и моноцитен хемоаттрактант протеин-1 (MCH-1). Резултатите разкриват, че FA може ефективно да потисне свързаното с HFD увеличаване на натрупването на висцерална мастна тъкан, размера на адипоцитите и наддаването на телесно тегло, подобно на сибутрамина, положителната контрола. FA също значително (P Ключови думи: Ферулова киселина, Анти-затлъстяване, Диета с високо съдържание на мазнини, Лептин, Липаза, Туморен фактор на некроза-α

Въведение

Нарастващата тенденция на разпространението на затлъстяването се превърна в глобална грижа, причинявайки сериозна тежест върху здравните системи (1). Характеризиращо се с натрупване на излишна мастна тъкан, затлъстяването е свързано със сърдечно-съдови заболявания, инсулинова резистентност и метаболитен синдром (2). Наличните лекарства против затлъстяване като орлистат и сибутрамин (SIB) имат умерена клинична ефикасност, но опасенията за безопасност и поносимост могат да ограничат тяхната употреба (3,4). Следователно е необходимо откриването и разработването на нови, безопасни и ефективни лекарства за контрол и лечение на затлъстяването.

киселина

Консумацията на храни, богати на мазнини, може да активира възпалителен отговор в хипоталамуса, като по този начин нарушава анорексигенните и термогенните сигнали, генерирани от хормоните, грелин, лептин и инсулин, което води до аномален контрол на телесната маса (15). Тъй като FA проявява антиоксидант (9) и противовъзпалителни свойства (16) и модулиращи ефекти върху глюкозния и липидния метаболизъм (14,17), вероятно FA фактулира адипогенезата. Следователно, настоящото проучване имаше за цел да демонстрира ефекта на FA срещу затлъстяване (10 mg/kg) в сравнение със сибутрамин (10 mg/kg), добре познат агент за отслабване, използвайки миши модел на HFD-индуцирано затлъстяване.

Материали и методи

Химикали и лекарства

Ферулова киселина е закупена от Sigma Aldrich® (САЩ), чиста 98%. Сибутраминът е закупен от Aché® (Бразилия). Всички други използвани химикали и реагенти са с аналитично качество и са получени от стандартни търговски доставчици.

Животни

Използвани са мъжки швейцарски мишки (общо 32, с тегло 20–25 g), получени от Централната къща за животни на Universidade Federal do Ceará. Те се държат в клетки с пропилен, при стайна температура (24 ± 2 ° C) на 12-часов цикъл светлина/тъмнина с храна (чау) и вода, предоставена ad libitum. Експериментални протоколи (# 34/2011) бяха одобрени от Федералния институт на Universidade do Ceará за грижи и използване на животни за експерименти, в съответствие с насоките на Националния здравен институт, САЩ.

Диетичен състав

Използваната нормална диета (ND) е гранулираната чау, получена от търговски източник (Nuvilab, Бразилия). Състои се от 19,0% протеин, 56% въглехидрати, 3,5% липиди, 4,5% целулоза, 5,0% витамини и минерали и 12% влажност с общо енергийно съдържание 17,03 kJ/g. Стандартизираният HFD, използван за изследването (18), включваше следните хиперкалорични съставки: 15 g лабораторна чау-чау, 10 g печена смляна ядка, 10 g млечен шоколад и 5 g майзенски бисквитки. Тези съставки се смилат и приготвят под формата на гранули, които съдържат тегловно 20% протеин, 48% въглехидрати, 20% липиди, 4% целулоза, 5% витамини и минерали и 3% влажност. Нетното енергийно съдържание на тази диета е 21,40 kJ/g. По този начин HFD, в сравнение с ND, е хиперкалоричен и съдържа по-малко въглехидрати, но повече липиди с нетна енергийна разлика от 4,37 kJ/g. За да се избегне автоокисляването на мастните компоненти, храната се съхранява при приблизително 24 ° C.

Активност срещу затлъстяване

Биохимичен анализ

Активността на плазмената амилаза и липаза се определя по кинетичен метод, като се използват търговски комплекти за амилаза (Labtest®, Бразилия) и липаза (Bioclin®, Бразилия). Анализите се извършват в съответствие с инструкциите на производителя и нивата им се отчитат в U/L. Плазмената глюкоза, триглицеридите и общият холестерол се анализират с помощта на търговски комплекти (Labtest®) и нивата се отчитат като mg/dL. Плазмената аланин аминотрансфераза (ALT) и аспартат аминотрансферазата (AST), докладвани в U/L, се анализират чрез кинетичен метод, използвайки търговски комплекти (Labtest®). Плазмените нива на TNF-α, MCP-1, инсулин, лептин и грелин бяха измерени чрез ензимно свързани имуносорбентни анализи (Crystal Chem, САЩ), извършени в два екземпляра и отчетени в ng/mL или pg/mL.

Непротеинови сулфхидрили (NP-SH)

NP-SH (непротеинови сулфхидрили, GSH) в чернодробните тъкани се определят чрез реакцията на Ellman, използвайки 5’5’-дитио-бис-2-нитробензоена киселина (DTNB) (20). Аликвотни части от 4 ml хомогенати в ледено студен етилендиаминтетраоцетна киселина (EDTA; 0,02 mol/L, pH 8,9) се смесват с 3,2 ml дестилирана вода и 0,8 ml 50% трихлороцетна киселина (TCA). Епруветките се центрофугират при 800 g в продължение на 15 минути при 4 ° С. Супернатантата (2 ml) се смесва с 4 ml Tris буфер (0,4 mol/L, рН 8,9) и 0,1 ml DTNB (0,01 mol/L). Абсорбцията се измерва в рамките на 5 минути след добавяне на DTNB при 412 nm. Стойностите на абсорбцията се екстраполират от стандартната крива на глутатиона и се отчитат като µg/g от чернодробната тъкан.

Анализ на малондиалдехид

Концентрацията на чернодробна липидна пероксидация се определя чрез оценка на малоновия диалдехид (MDA) с помощта на теста за тиобарбитурова киселина (21). Чернодробната тъкан се хомогенизира в 0.15 KCl, рН 7.4. Хомогенатът се поддържа във водна баня в продължение на 60 минути при 37 ° С. Към хомогената се добавя хлорна киселина (35%) и се центрофугира при 17 500 g в продължение на 10 минути при 4 ° С. Супернатантата се смесва с 1,2% тиобарбитурова киселина и сместа се нагрява при 98 ° С в продължение на 30 минути. След охлаждане до стайна температура, абсорбцията се измерва при 532 nm. Стандартната крива беше получена с използване на 1,1,3,3-тетраметоксипропан. Резултатите са докладвани като nmol на MDA/g чернодробна тъкан.

Хистологичен анализ

Мастните подложки на епидидима се изрязват, фиксират се в 10% формалин и се обработват рутинно за вграждане на парафин. Изрязват се тъканни участъци с дебелина 5 µm, обработват се за оцветяване с хематоксилин и еозин (H&E) и се изследват под светлинен микроскоп за хистологични промени.

статистически анализи

Ефекти на ферулова киселина и сибутрамин върху плазмените нива на възпаление и свързаните с липидната пероксидация параметри

Дискусия

Предишни проучвания са разглеждали хипогликемичните, хиполипидемичните и антиоксидантните свойства на FA при животни, хранени с HFD (8,9), но неговото влияние при понижаване на висцералното затлъстяване не е анализирано и докладвано. Резултатите, получени в това проучване, ясно показват, че HFD в продължение на 15 седмици насърчава висцерално затлъстяване и увеличаване на теглото при швейцарски мишки и лечение с FA или известен аноректичен агент, като SIB (22) в питейна вода (50 mg/L ) предотврати това затлъстяване и наддаване на тегло.

Грелинът от стомаха и лептинът от мастната тъкан регулират апетита и енергийната хомеостаза при хора и гризачи. Забелязано е, че дългосрочният прием на HFD може да предизвика хиперлептинемия и хипогрелинемия и значителна положителна корелация между нивата на лептин в плазмата и епидидималната мастна маса (23). В съответствие с тези по-ранни открития, настоящото проучване с мишки на HFD в продължение на 15 седмици демонстрира хиперлептинемия и хипогрелинемия и повишено отлагане на мазнини в корема, което може да бъде противодействано чрез добавяне на FA. Хипоталамусът се счита за основното място на интеграция на анорексигенен и орексигенен сигнал чрез активиране на съответните рецептори за грелин (орексиген) и лептин (анорексиген). Затлъстяването е свързано с повишен лептин и резистентност към ефекта на лептин върху енергийната хомеостаза (24). Нашето текущо проучване демонстрира, че добавките с FA значително понижават нивото на циркулиращия лептин. Тъй като добавките с FA могат да намалят приема на храна и енергия, предполагаме, че индуцираните от HFD промени в плазмените нива на грелин и лептин могат отчасти да обяснят наблюдаваната загуба на телесно тегло и намалените коремни мазнини. Въпреки това, основният молекулярен механизъм на FA в неговия антиобезен ефект остава да бъде установен.

Няколко проучвания демонстрират, че дисрегулацията на мастната тъкан и аберрантната секреция на адипокин допринасят за нискостепенно хронично провоспалително състояние и инсулинова резистентност (25–27). Затлъстяването се счита за заболяване, при което преобладава провъзпалителните цитокини. Последните открития показват, че размерът на адипоцитите е основен модулатор на тяхната ендокринна функция. Хипертрофичните адипоцити секретират по-големи количества TNF-α и MCH-1 от нормалните адипоцити и се предполага, че тази излишна секреция причинява инсулинова резистентност (28-30). В нашите проучвания циркулиращите нива на MCP-1 и TNF-α, както и инсулинът бяха значително повишени при мишки, хранени с HFD в продължение на 15 седмици, което показва проинфламаторно състояние и инсулинова резистентност, наблюдавани при диабет тип 2. Както FA, така и SIB намаляват размера на адипоцитите, както и циркулиращите нива на адипокини, TNF-α и MCH-1, което би обяснило неговия подобряващ ефект върху коремното затлъстяване и инсулиновата резистентност.

Освен това се наблюдава значително подобрение на биохимичните параметри като плазмена глюкоза, холестерол и триглицериди, както и активността на липазата и амилазата, когато мишките са били лекувани с комбинацията от FA плюс HFD. Инхибирането на панкреатичната липаза и свързаното с това намаляване на липидната абсорбция е привлекателен подход за откриването на мощни агенти (31). Понастоящем единственият клинично одобрен фармакологичен агент за инхибитор на панкреатичната липаза е орлистат. Използването му обаче е компрометирано от неприятни стомашно-чревни нежелани реакции (мазни изпражнения и метеоризъм). Важна цел за лечение на затлъстяването включва разработването на инхибитори на храносмилането и усвояването на хранителните вещества. Следователно FA е способен да модулира метаболизма на глюкозата и липидите, в съответствие с по-ранните доклади (8,16,32).

Това проучване има своята сила в оценката на различни параметри, които са тясно свързани с метаболитния синдром и затлъстяването, които бяха подобрени с лечението с FA. Мастната тъкан и черният дроб са двата основни органа, участващи в липидния метаболизъм, а транскрипционният контрол на генната експресия е често срещан механизъм, чрез който липидите и други хранителни вещества влияят върху метаболизма. Ограничението на това проучване е липсата на анализ на възможни генетични промени, свързани със затлъстяването, насърчавано от лечението на FA. Следователно са необходими допълнителни проучвания, за да се изясни действието на FA за затлъстяване.

В обобщение, феруловата киселина ефективно предотвратява индуцираното от диетата висцерално затлъстяване и повишаване на телесното тегло с високо съдържание на мазнини чрез механизми, включващи модулация на хранителните регулаторни пептидни хормони (инсулин, грелин и лептин), инхибиране на активността на серумната амилаза и липаза и потискане на производни на адипоцитите провъзпалителни цитокини MCP-1 и TNF-α. Тези ефекти на феруловата киселина могат да бъдат полезни и следователно може да бъде обещаваща адювантна терапия за лечение на затлъстяване и неговите усложнения.

Благодарности

Авторите биха искали да благодарят на Aguinéa Rocha de Morais за техническата подкрепа. Това изследване беше подкрепено от безвъзмездни средства и стипендии от CNPq и FUNCAP.