Ерхан Айсан

1. Катедра по обща хирургия, Медицински факултет, Университет Безмиалем Вакиф, Турция

телесното

Фикретин Шахин

2. Катедра по биоинженерство, Университет Йедитепе, Турция

Дилек Телчи

2. Катедра по биоинженерство, Университет Йедитепе, Турция

Мехмет Емир Ялвац

2. Катедра по биоинженерство, Университет Йедитепе, Турция

Синем Ходжаоглу Емре

3. Катедра по биохимия, образователна и изследователска болница в Истанбул, Турция

Четин Карача

4. Изследователска лаборатория за животни в Истанбул, Турция

Махмут Муслуманоглу

1. Катедра по обща хирургия, Медицински факултет, Университет Безмиалем Вакиф, Турция

Резюме

Заден план: Борната киселина се използва широко в биологията, но ефектът й за намаляване на телесното тегло не е изследван.

Методи: Двадесет мишки бяха разделени на две равни групи. Мишките от контролната група пиеха стандартна вода от чешмата, но мишките от изследваната група пиеха 0,28 mg/250 ml борна киселина с добавена чешмяна вода в продължение на пет дни. Сравнени са общите промени в телесното тегло, основните хистопатологии на органи, биохимията на кръвта, анализи на урина и изпражнения.

Резултати: Мишките от изследваната група са загубили телесно тегло средно 28,1%, но в контролната група няма загуба на тегло, а също и натрупано тегло средно 0,09% (p Ключови думи: Борна киселина, прием през устата, телесно тегло

Въведение

Борът е много стабилен аметал и в природата се среща като борати. Боратите са химични съединения, които съдържат оксоаниони на бор. Съдържанието на естествен борат в подпочвените и повърхностните води обикновено е малко. Концентрациите на бор в подземните води в целия свят варират в широки граници, от 0,3 до 100 mg/литър. Концентрациите на бор в питейната вода имат широки граници, в зависимост от източника, но за по-голямата част от света диапазонът се изчислява между 0,1 и 0,3 mg/литър. Най-богатите източници на бор са плодове, зеленчуци, варива, бобови растения и ядки. Млечните продукти, рибата, месото и повечето зърнени храни са лоши източници на бор. Средният дневен прием на бор в храната се оценява на около 1,2 mg/ден 1 .

Борът е непосредствено вляво от въглеродния атом в периодичната таблица. Той е много подобен на въглеродните атоми, така че много молекули на основата на въглерод са същите като молекулите, базирани на бор. Най-важната разлика между бор и въглерод е неговата по-малка атомна структура. Поради тази причина борът се използва от около 30 години в терапия за улавяне на борни неутрони 2. Въглеродът създава верижни или пръстеновидни молекули, но борът създава много различни форми - клетки, клъстери и др .

Съществената роля на микроелемента бор в растенията отдавна е установена 4 .

Борът е основно хранително вещество за животните 5. Борът се използва в широк спектър от продукти, включително стъкло, детергенти, антипирети, влакна за подсилване на равнинни фюзелажи и бронежилетки, както и в свръхтвърди материали 3 .

В това изследване имахме за цел да изследваме ефектите от приема на орална борна киселина върху телесното тегло. Ние предположихме, че приемът на ниска доза перорална борна киселина причинява сериозно отслабване без никакви странични ефекти.

Методи

Това проучване е проведено в Експерименталната лаборатория за животновъдство и изследвания на Медицинското училище Cerrahpasa, Университет в Истанбул и е одобрено от съответния комитет по етика на животните. Всички протоколи са в съответствие с разпоредбите, уреждащи грижите и използването на лабораторни животни от декларацията от Хелзинки.

Мишките бяха разделени на две групи, с по 10 мишки във всяка група. Осем седмици бяха използвани дванадесет женски мишки без порода Bal-c. Животните се държат в стандартни метаболитни клетки, специално за мишки, от които се открива ежедневна урина и изпражнения. 12-часов светлинен/12-часов тъмен цикъл беше използван за осветяване на стаята, където бяха поставени мишките.

Приемът на борна киселина от мишки се осигурява чрез добавяне към питейна вода. 0,28 mg борна киселина (2 mg Bor Atac DF®,% 14 борна киселина, TMT Co, Текирдаг, Турция) добави 250 ml чешмяна вода и се стопи в продължение на 3 минути. възбуда.

На ден 0 мишките бяха поставени в метаболитни клетки след претегляне. На ден те се претеглят ante meridiem и данните се записват. За пет дни мишките бяха хранени със стандартна храна за пелети, произведена специално за малки животни, и пиеха борна киселина с добавена чешмяна вода. Не е използвана промяна или ограничение на ядене или пиене.

След пет дни се регистрира общото поемане на урина и изпражнения и животните бяха умъртвени с дислокация на шийката на матката. Извършен е преден средна коремно-гръдна инцизия и за анализи на параметри на кръвен серум е извършена сърдечна пункция с 21 габарит стерилен инжектор. След аспирацията основните коремни органи; черен дроб, далак, стомах, черва, дебело черво и гръдни органи; щитовидната жлеза, тимуса и с черепно-мозъчен разрез бяха резецирани.

Основният параметър за оценка на това проучване е общото изменение на телесното тегло на мишките. Параметрите за вторична оценка бяха; хистопатологични промени на основните органи, промени в биохимията на кръвта, общ обем урина, ниво на уроблиноген в урината, обем на изпражненията и жлъчни киселини във изпражненията.

Морфологична оценка: След резекция всички органи бяха фиксирани във формула. След дехидратация те бяха вградени в парафин. Приготвят се напречни сечения от 5 mm, оцветяват се с хематоксилин и еозин и се оценяват чрез светлинна микроскопия при увеличение x100. Всички оценки бяха извършени от патолог, който беше заслепен за методи и групи.

Статистическа оценка: Статистическите анализи бяха извършени с помощта на софтуера GraphPad Prisma V.3. Резултатите бяха оценени с доверителен интервал от 95% и p Таблица1. 1. Мишките от изследваната група са загубили телесно тегло средно 28,1% за пет дни, но в контролната група липсва загуба на тегло; повишаването на теглото им е средно 0,09%. Промените в телесното тегло в изследваната група са статистически по-значими от контролната група (р (таблица 1). 1). Нивата на холестерол, LDL, AST, ALT, LDH, амилаза и уробилиноген са били статистически значими в изследваната група. Други променливи не се различават статистически (таблица (таблица 1 1).

Не са открити хистопатологични разлики при оценките на всички резецирани органи; черен дроб, далак, стомах, черва, дебело черво, щитовидна жлеза, тимус и мозък.

Дискусия

Борът се използва широко в медицината. Добавянето на бор в диетите на плъхове засилва отлагането на гликоген в черния дроб 6, а в диетите на пилетата увеличава енергията на счупване на костите 7, 8. Добавянето на бор в полупречистена диета за отбиване на прасета подобрява ефективността на храненето и променя метаболитите на плазмените липиди 9. Борът влияе върху сериновите протеази, където борът образува тетраедричен адукт с активното място на серин 10. В проучване при хора на Nielsen et al., Допълнителният бор увеличава серумните концентрации на тестостерон и естрадиол при жени в постменопауза 11. Поради атомното структурно сходство борът е алтернатива на въглерода в дизайна на лекарствата. Боромицин, антибиотично съединение, произведено от стрептомицес. Първото клинично тествано лекарство на борна основа е Velcade® (бортезомиб, Millennium Pharm., САЩ), което се използва за лечение на множествен миелом 12 .

Обхватът на действие на бор е много широк, но физиологичните и метаболитните механизми не са ясни. Важна роля на борът е метаболитната регулация, тъй като той се комплексира с различни субстрати или реагенти, в които има хидроксилни групи в благоприятни позиции 13 .

Оксидоредуктазните ензими се инхибират конкурентно in vitro от борат или негови производни, които изискват пиридин или флавинови нуклеотиди, инхибират се, тъй като боратът се конкурира за NAD или флавин ко фактор. Някои примери са алдехиддехидрогеназа 14, ксантин оксидаза 15 и цитохром b5 редуктаза 16. Очевидно боратните комплекси с рибозил цишидрокси групите на NAD 17. Ключовите пътища на метаболизма на енергийния субстрат съдържат членове на оксидоредуктазните ензими, които се инхибират от бор. Съществуват значителни доказателства, че физиологичните количества диетичен бор модулират както използването на енергийния субстрат, така и метаболизма на минералите 15 - 17 .

Blevins et al. разкри, че борът може да промени метаболизма чрез регулиране на активирането на манганови ензими и/или аметално активирани ензими. Те са показали, че борът инхибира някои ензими, например 6-фосфоглюконат дехдрогеназа и алдолаза, чрез свързване със субстрати или ензимни субстратни комплекси в растенията 18. Много изследвания показват, че допълнителният бор стимулира протонното изпомпване в растенията, причинява хиперполяризация на мембранния потенциал и увеличава усвояването на калий. Наред с тези констатации има съобщения за бор-медиирано увеличение на редукцията на ферицианид 19 - 22. Съществуват също така сериозни доказателства, че борът участва в биосинтеза на лигнин и в омрежването на клетъчната стена в растенията 23. Barr и Morre и съавтори предположиха, че ефектите на бор върху мембранната функция могат да бъдат свързани по-пряко с протонното изпомпване или промените в редокс системата в плазмалема 24, 25 .

Въпреки че предложеното количество бор е 3 mg/kg диета за животни 26, но дневният прием на бор се променя в широки граници и токсичните дози са много високи. Изследванията на токсичността са фокусирани върху краткосрочните и дългосрочните резултати от експозицията на борна киселина. В 13-седмично проучване мишките са хранени с диети, съдържащи борна киселина с приблизително 0, 34, 70, 141, 281 или 563 mg бор на kg телесно тегло на ден. При двете най-високи дози се наблюдава повишена смъртност и дегенерация или атрофия на семенните тубули. Във всички дозови групи се наблюдава екстрамедуларна хематопоеза на далака с минимална до лека тежест 27. В същото проучване мишките са получавали приблизително 0, 275 или 550 mg борна киселина на кг телесно тегло на ден в храната за две години. Това изследване демонстрира, че повишената смъртност и не-неопластичните лезии на тестисите при мъжете. В 2-годишното проучване кучетата са получавали борна киселина с диетата 0, 1,5, 2,9 или 8,8 mg на kg телесно тегло на ден. Допълнителна група е получавала 29 mg бор на кг телесно тегло на ден в продължение на 38 седмици. Атрофия на тестисите се наблюдава при две тествани кучета, получаващи боракс на 26 седмици и съответно при две и едно куче, убити след 26 или 38 седмици консумация на борна киселина. 28 .

Мутагенната активност на борната киселина беше изследвана при мишки, хамстери, миши ембрионални клетки и човешки фибробласти, но разкри, че борната киселина не причинява никакви генни мутации 29, 30. Честотата на туморите не е била повишена при проучвания, при които мишките B6C3F1 са получавали 0, 2500 или 5000 mg борна киселина на килограм храна за 103 седмици 27, а плъховете Sprague-Dawley са получавали диети, съдържащи 0, 117, 350 или 1170 mg бор на кг фураж за 2 години 28 .

В това изследване разкрихме, че приемът на ниска доза (0,2 mg/kg) перорален прием на борна киселина води до сериозно намаляване на телесното тегло за пет дни и приложихме турския патентен институт (дата: май, 27,2011; №: 2011/05210). В изследванията на литературата не открихме никакви данни за ефектите на борната киселина върху намаляването на телесното тегло, освен изследванията на Willig и Curtze през 1952 г. Но не успяхме да достигнем до пълния текст и/или резюмето на тази статия 31. За разлика от това, някои изследвания върху животни разкриват, че над физиологичните количества (3 mg/kg/ден) на хранителни добавки с бор води до увеличаване на теглото 10. Някои изследвания на токсичността, изразяващи намаляване на телесното тегло при прием на високи дози борна киселина. В Lee et al. проучване с плъхове при концентрации от 0, 500, 1000 или 2000 mg бор на кг фураж за 30 или 60 дни, съобщава, че телесното тегло не е повлияно последователно 32. Weir и сътр. разкри, че приеманите 88 mg бор на кг телесно тегло на ден намаляват телесното тегло на плъховете 28. Токсикологично проучване, направено от Министерството на здравеопазването и хуманитарните услуги на САЩ, демонстрира, че 275 и 550 mg борна киселина на кг телесно тегло на ден приемни мишки намаляват телесното тегло с 10-17% след 32 седмици 27 .

Нашето проучване разкрива, че приемането на орална борна киселина с много ниска доза (0,2 mg/kg) осигурява сериозно намаляване на телесното тегло при мишки. За да изразим тази драматична загуба на телесно тегло (28,1%) за кратък период от време, предположихме първо, че борната киселина има диуретичен ефект. Събрахме отделяне на урина, но не достигнахме статистически разлики в сравнение с контролната група. На второ място анализирахме биохимията на кръвта, урината, изпражненията и оценихме хистопатологията на основните органи. Достигнахме, че само нивата на холестерол в кръвта, LDL, AST, ALT, LDH, амилаза и уробилиноген в урината са статистически високи в изследваната група.

Ясно е, че в биологията на животните и човека енергийните източници се секвенират чрез изразходване на глюкоза, липиди и протеини. Ние предположихме, че високите нива на амилаза (ензим за елиминиране на глюкозата), холестерол и LDL са резултат от висок глюкозен и липиден катаболизъм. Според това становище, - като ензим за елиминиране на протеин - стойностите на СК са високи в изследваната група, но не са статистически различни на нивото на контролната група. Резултатът от високия катаболен метаболизъм, високите нива на AST, ALT и уробилиноген като маркери на чернодробната функция подкрепя тази хипотеза.

В обобщение, това изследване показва, че приемът на ниска доза борна киселина през устата води до сериозно намаляване на телесното тегло. Резултатите от нашите анализи на кръв и урина поддържат висок глюкозен, липиден и среден протеинов катаболизъм, но механизмът е неясен.

Поддържането на лечението на затлъстяването и успехът при отслабване са много различни и включват някои от сериозните въпроси 33. Целевата област е мастната тъкан и нейният метаболизъм, свързан с глюкозата и липидите. Инсулиновата чувствителност и други показатели на инсулиновата секреция или действие са свързани с промени в телесното тегло или състав 34, 35. Различните аспекти на метаболизма на глюкозата и липидите са свързани с индивидуалните разлики в енергийния баланс във времето. Най-широко изследвана е инсулиновата чувствителност 33 - 36. Времето на живот на адипоцитите е друг важен момент за лечение на затлъстяване 37, 38. Индуцирането на апоптоза на адипоцитите може да бъде най-ефективният начин за отслабване.

Има някои въпроси, които не са намерили отговори. Трябва да се оценят ефектите от приема на различни дози борна киселина върху телесното тегло. Освен това трябва да се оценят ефектите от приема на ниска доза перорална борна киселина върху различни видове лабораторни животни (като плъхове, зайци), особено механизма на действие. Поради тази причина планираме пълно допълнение на дозата борна киселина, както и други видове изследвания върху животни. Ще извършим анализ на клетъчна пролиферация и PCR анализи в реално време върху мезенхимни стволови клетки, получени от мастна тъкан, за оценка на молекулярните промени в нивото на мастната тъкан.