1 Институт по нормална и патологична физиология, Център по експериментална медицина, Словашка академия на науките, Sienkiewiczova 1, 813 71 Братислава, Словакия

образуването

Резюме

Съвременното лечение на сърдечно-съдови заболявания и заболявания, свързани със затлъстяването, като терапия със статини, може да бъде свързано с няколко странични ефекти. Продуктите от хранителни източници с полифенолни съединения могат да представляват обещаващи агенти при лечението на сърдечно-съдови и метаболитни заболявания с минимални странични ефекти. По този начин ние имахме за цел да проучим ефекта от сусамовото масло и лечението със симвастатин върху плазмения липиден профил, генерирането на азотен оксид и окислителното натоварване при плъхове със затлъстяване Zucker. 12-седмични мъжки плъхове Zucker бяха разделени на контролни и сусамово масло (1,25 ml/kg/ден) третирани Zucker постни групи, контролно и сусамово масло (1,25 ml/kg/ден) или симвастатин (15 mg/кг/ден), заедно с обработените със сусамово масло факели Fa/fa,

1. Въведение

В съвременното общество метаболитният синдром, групиращ затлъстяването, хипертонията, дислипидемията и хипергликемията, представляват една от основните причини за атеросклероза, сърдечна недостатъчност и инсулт. Средното разпространение на метаболитния синдром е 31% и е свързано с двукратно увеличаване на риска от коронарна болест на сърцето и мозъчно-съдови заболявания и 1,5-кратно увеличение на риска от смъртност от всички причини [1]. Всеки компонент на метаболитния синдром е независим рисков фактор за сърдечно-съдови заболявания и комбинацията от тях повишава честотата и тежестта на различни патофизиологични състояния, включително микросъдова дисфункция, коронарна атеросклероза, сърдечна дисфункция, инфаркт на миокарда и сърдечна недостатъчност [2, 3]. Съвременното лечение на сърдечно-съдови заболявания и заболявания, свързани със затлъстяването, като терапия със статини, може да бъде свързано със значителен остатъчен риск и няколко странични ефекти при някои пациенти [4]. Изследванията, фокусирани върху идентифицирането на алтернативни фармацевтични агенти за лечение на сърдечно-съдови заболявания, са относително разочароващи, особено на клинично ниво. Напоследък продуктите от хранителни източници с полифенолни съединения представляват обещаващи агенти при лечението на сърдечно-съдови и метаболитни заболявания [4-8].

Кардиопротективните ефекти на полифенолните съединения са свързани главно с неговите антиоксидантни свойства; но последните открития приписват неговия антиатеросклеротичен потенциал на модулация на различни сигнални пътища [9]. Възникващите данни показват, че полифенолите могат да регулират клетъчния липиден метаболизъм, функцията на тромбоцитите и съдовата функция, особено ендотелната функция, които представляват основни условия за образуване и развитие на атеросклеротична плака [5, 10].

Сусамът, с няколко полифенолни лиганди и високо съдържание на масло (50–60%) [11], се превръща в обещаващ инструмент за лечение на сърдечно-съдови заболявания. Сусамовото масло е отличен източник на ненаситени мастни киселини, състоящи се от олеинова киселина (37%) и линолова мастна киселина (46%) [12]. Сусамовото масло също съдържа количество биоактивни компоненти като токофероли, полифеноли, флавоноиди, фенолни лиганди, сезамин и сезамолин. Всички те се считат за защитни [13, 14], действащи като антиоксиданти, антихипертензивни, противовъзпалителни и кардиопротективни вещества [15–17]. Чрез намаляване на активността на 3-хидрокси-3-метилглутарил-КоА (HMG-CoA) редуктаза, сезаминът също може потенциално да намали нивата на LDL по подобен начин като статините без странични ефекти [18]. По същия начин, различни други полифеноли, включително тези в сусама, могат да подобрят вазоактивността, ендотелната функция и производството на азотен оксид (NO).

По този начин целта на нашето проучване е да се оцени ефектът от лечението със сусамово масло и симвастатин върху плазмения липиден профил и образуването на азотен оксид в лявата камера и аортата, както и върху чернодробното окислително натоварване при затлъстели плъхове Zucker.

2. Материали и методи

2.1. Химикали

Повечето химикали и реагенти са получени от Sigma-Aldrich; когато не, се посочва компанията.

2.2. Животни и лечение

Всички процедури и експериментални протоколи са извършени в съответствие с институционалните насоки и са одобрени от Държавната ветеринарна и хранителна администрация на Словашката република (Ro-1998/15-221) и от етична комисия съгласно Европейската конвенция за защита на гръбначните животни Животни, използвани за експериментални и други научни цели, Директива 2010/63/ЕС на Европейския парламент. Мъжки слаби плъхове Zucker и затлъстели Zucker са получени от Charles River, САЩ. Всички плъхове, използвани в проучването, са родени в акредитирано развъдно заведение. Те бяха настанени в групи от по 3 животни, под 12 часа светлина-12 часа тъмен цикъл, при постоянна влажност (45–65%) и температура (20–22 ° C), със свободен достъп до стандартна лабораторна чау-чау и пиене вода.

2.3. Сусамово масло и плазмен липиден профил

Съставът на сусамовото масло е търговски определен и плазмените липидни профили са открити от наличните в търговската мрежа комплекти (Abcam и Crystal Chem, САЩ).

Накратко, кръв от плъхове беше събрана от аортата след анестезия. Нивата на триглицериди (TG), общ холестерол (TC) липопротеинов холестерол с висока плътност (HDL) и липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL) са измерени в плазмата с помощта на биохимичен ензимен комплект (Abcam и Crystal Chem, респ.) според протокола от 800TS Absorbance Microplate Reader (BioTek, САЩ).

2.4. Обща NOS активност и експресии на протеини

Общата активност на NOS се определя в сурови хомогенати на лявата камера и аортата чрез измерване на образуването на [3H] -L-цитрулин от [3H] -L-аргинин (ARC, Монтана, САЩ), както е описано по-рано и леко модифицирано от Pechánová и сътр. [19]. [3Н] -L-цитрулин е измерен с течен сцинтилационен анализатор Quanta Smart TriCarb (Packard Instrument Company, Meriden, CT).

Експресията на протеини на eNOS и iNOS се определя в лявата камера и аортата чрез Western blot анализ. Експресията на протеин на фосфорилиран eNOS (peNOS) се определя само в лявата камера. Пробите се сондират с поликлонални заешки, анти-eNOS, анти-peNOS, анти-iNOS и анти-GAPDH антитела (Abcam, Cambridge, UK). Интензивността на лентите е визуализирана с помощта на усъвършенстваната система за хемилуминесценция (ECL, Amersham, UK), количествено определена с помощта на ChemiDoc ™ Touch Imagine System (Image Lab ™ Touch софтуер, Bio-Rad) и нормализирана на GAPDH ленти.

2.5. Конюгирани диени (CD) и реагиращи вещества с тиобарбитурова киселина (TBARS)

Пробите от черния дроб се хомогенизират в 15 mmol/l EDTA, съдържащ 4% NaCl. Липидите се екстрахират като се използва смес 1: 1 хлороформ-метанол. Концентрацията на CD се изчислява, както е описано от Kogure et al. [20]. Хлороформът се изпарява в N2 атмосфера. След добавянето на циклохексан се определя абсорбцията (NanoDrop 2000 c, UV-Vis спектрофотометър). Концентрацията на CD се изчислява, като се използва коефициент на екстинкция ε = 29 000 l/mol/cm и изразено като μmol на g тъкан.

За определяне на TBARS, 1 ml 10% тъканни хомогенати на черния дроб (в 1,15% KCl в 0,01 mol/l фосфатен буфер, рН 7,4) се добавя към 2 ml 7,5% трихлороцетна киселина и се смесва. След центрофугиране при 1000 ° С

за 10 минути, 1 ml от супернатантата се добавя към 0,5 ml от 0,7% 2-тиобарбитурова киселина и се инкубира в баня с гореща вода в продължение на 10 минути. След охлаждане се измерват TBARS при 532 nm (NanoDrop 2000 c, UV-Vis спектрофотометър). За изчисляване на резултатите е използван коефициент на екстинкция от 156 000 mol −1 · l · cm −1.

2.6. Статистика

Резултатите са изразени като средна стойност ± SEM. За статистически анализ са използвани еднопосочен дисперсионен анализ и тест на Дънкан. Стойностите се считат за значими със стойност на вероятността

(както за ANOVA, така и за тест на Дънкан).

3. Резултати

3.1. Основни характеристики

Относителното тегло на сърцето и бъбреците не се различава между плъховете Zucker faan и Zucker fa/fa или fa Zu/fa/fa. Нямаше разлики в рамките на групите. Кръвното налягане не се различава между Zucker постно и Zucker fa/fa плъхове. Лечението със сусамово масло (SO) или SO + симвастатин (SIM) не е повлияло кръвното налягане при плъхове Zucker (данните не са показани).

3.2. Характеристика на сусамово масло

Сусамовото масло съдържа предимно ненаситени мастни киселини; 46,7%, от които е линолова киселина и 37,6% олеинова киселина. Сусамовото масло съдържа ниско количество наситени мастни киселини, по-специално 1,8% от палмитинова киселина.

Бяха открити елементите (P, K и Ca) и бяха определени техните концентрации. Калцият присъства в най-високата концентрация 1,24%, калият в концентрация 0,49% и фосфорът 0,20%.

От полифенолните съединения сусамовото масло съдържа 4,73% сезамин и 0,13% сезамол.

3.3. Концентрация на плазмени липиди

Плазмените концентрации на общия холестерол, TG, HDL и LDL са били по-високи при Zucker fa/fa в сравнение с Zucker постно плъхове. SO лечението повишава концентрацията на TG при слаби плъхове на Zucker. Нито SO, нито SO + SIM повлияват плазмения липиден профил при плъхове Zucker fa/fa (Таблица 1).

6,36 ± 3,8410,33 ± 3,10

3.4. Обща NOS активност и експресии на протеини

Няма промени в общата активност на NOS при плъхове Zucker постно и Zucker fa/fa. SO и SO + SIM съвместното лечение значително увеличава NOS активността в лявата камера (Фигура 1 (а)) и аортата (Фигура 1 (б)) на Zucker fa/fa плъхове. NOS активността на слаби плъхове на Zucker не се променя след третиране с SO в двете изследвани тъкани (Фигури 1 (a) и 1 (b)).

Няма промени в експресията на eNOS протеин в изследваните групи и тъкани (Фигури 2 (а) и 2 (б)). Експресията на фосфорилиран eNOS (peNOS) протеин в лявата камера беше значително увеличена след SO и SO + SIM лечения при плъхове Zucker fa/fa (Фигура 3).


Подобно на eNOS, няма промени в експресията на iNOS протеин в изследваните групи и тъкани (Фигура 4 (а) и 4 (б)).

3.5. Концентрации на CD и TBARS

Чернодробната концентрация на CD е по-висока при Zucker fa/fa в сравнение с Zucker постно плъхове и лечението със SO намалява значително. Интересното е, че това намаление не се наблюдава след SO + SIM лечение (Фигура 5). Няма значителни промени в концентрацията на TBARS в рамките на групите; обаче се наблюдава тенденция на намаляване на концентрацията на TBARS след третиране с SO при плъхове fa/fa от Zucker (Фигура 6).



4. Дискусия

Нашето проучване документира, че нито сусамовото масло, нито сусамовото масло и лечението със симвастатин влияят върху плазмения липиден профил при плъхове Zucker fa/fa. Интересното е, че сусамовото масло и подобно сусамовото масло и лечението със симвастатин значително повишават NOS активността в лявата камера и аортата на плъхове Zu/fa/fa. Фосфорилирането на eNOS, намалената липидна пероксидация и окислителното натоварване могат значително да допринесат за повишена NOS активност при тези плъхове. Доколкото ни е известно, това е първото проучване, изследващо ефектите от сусамовото масло и лечението със симвастатин върху генерирането на азотен оксид при затлъстели плъхове Zucker.

Zucker fa/fa плъх представлява спонтанен генетичен модел на затлъстяване, който показва някои компоненти на метаболитния синдром, включително хиперлипидемия [21]. Хиперлипидемията и други метаболитни нарушения са сред основните рискови фактори за сърдечно-съдови заболявания [2–4]. По този начин, за да се изследват ефектите на сусамовото масло и симвастатин в условия на експериментална хиперлипидемия, в нашето проучване са използвани плъхове със затлъстяване Zucker.

При плъховете fa/fa Zucker общият холестерол се е увеличил със 119% в сравнение с постния контрол. Симвастатинът обаче не успя да намали значително нивото на холестерола. Този факт може да се обясни с относително по-ниска доза симвастатин в нашия експеримент, устойчивост на статини или недостатъчна абсорбция. Въпреки това, в нашите паралелни експерименти (непубликувани данни), успяхме да видим повишаване на серумните жлъчни киселини в присъствието на симвастатин. По този начин, благоприятният ефект на симвастатин може да бъде свързан с ускорената трансформация на холестерола в жлъчни киселини, което играе важна роля за подобряване на физиологичните функции [22]. Лечението със сусамово масло не е повлияло плазмения липиден профил при плъхове fa/fa на Zucker. В изследването на Namayandeh et al. [23] при използване на 48 пациенти, холестеролът, TG и LDL дори са значително намалени след консумация на сусамово масло. По същия начин добавките със сусамово семе намаляват серумния TG, LDL и липидната пероксидация и повишават антиоксидантния статус при пациенти с хиперлипидемия [24].

Последните проучвания предполагат, че статините могат да повишат NOS активността при различни условия [25, 26]. Li et al. [26] съобщават за увеличаване на активността на eNOS след третиране със статини чрез неговото фосфорилиране върху серинов остатък. Документирано е също, че фосфорилирането на eNOS е необходимо за пълното активиране на eNOS и ендотел-зависимата вазорелаксация. Серин/треонин протеин киназата Akt функционира като активатор на производството на NO на ендотелните клетки в отговор на съдовия ендотелен растежен фактор и срязващия поток чрез способността му да фосфорилира eNOS на серин 1179 или 1177 [27–29]. От друга страна, няколко доклада показват, че статините инхибират фосфорилирането на Akt в отговор на инсулин, особено при клетъчни типове, различни от съдовите ендотелни клетки [30]. Въпреки че причината за това несъответствие остава неясна, също така се съобщава, че статините не са активирали Akt в съдовите гладкомускулни клетки или сърдечните миоцити [31].

За съжаление, има само ограничени данни относно ефектите на сусамовото масло върху активността на NOS. Hsu и Parthasarathy [18] установяват, че сусамовото масло значително намалява липидната пероксидация, но не увеличава азотния оксид в сравнение с N-ацетил цистеин. Sharma et al. [32] са открили повишено регулиране на eNOS при плъхове с кардиометаболитен синдром след лечение със сезамол. Предполагаме също така, че полифенолните съединения, участващи в сусамовото масло, могат да повишат NOS активността, както много други полифеноли от различни източници [33]. Всъщност сусамовото масло значително повишава NOS активността в лявата камера и аортата на плъховете fa/fa на Zucker. Освен това сусамовото масло повишава значително експресията на фосфорилиран eNOS при 1177 (Ser) в лявата камера. Добавянето на симвастатин към това лечение не доведе до допълнително повишаване на NOS активността и/или експресията на фосфорилиран eNOS. Няма значителни промени в експресията на iNOS протеин в изследваните групи и тъкани. По този начин iNOS експресията изглежда не участва в увеличаване на общата NOS активност.

Концентрацията на CD в черния дроб е по-висока при Zucker fa/fa в сравнение с постните плъхове на Zucker, а лечението със сусамово масло го намалява значително. Интересното е, че това намаление не се наблюдава след лечение със сусамово масло и симвастатин. Няма значителни промени в концентрацията на TBARS в рамките на групите; обаче се наблюдава тенденция към намаляване на концентрацията на TBARS след лечение със SO при плъхове fa/fa от Zucker. В съгласие с нашето проучване, антиоксидантният ефект на сусамовото масло и неговите полифенолни съединения е документиран при атеросклеротични и диабетични състояния [18, 34] или при пациенти с хиперлипидемия [24]. Чрез намаляване на окислителното натоварване сусамовото масло може да има директен активиран ефект върху ендотелните NOS, което води до увеличаване на производството на NO. Предполагаме, че сусамовото масло може също да повиши стабилността на NOS кофактор - тетрахидробиоптерин, водещ до ефективна NOS активност.

В заключение, нашето проучване ясно документира, че нито сусамовото масло, нито добавянето на симвастатин са повлияли плазмения липиден профил при плъхове Zucker fa/fa. Сусамовото масло и подобно сусамовото масло и лечението със симвастатин увеличават NOS активността в лявата камера и аортата с потенциални полезни свойства в сърдечно-съдовата система. Предполагаме, че фосфорилирането на eNOS и намаленото окислително натоварване може значително да допринесе за увеличаване на общата активност на NOS. Интересното е, че симвастатин не повлиява генерирането на азотен оксид, което вече се увеличава от сусамовото масло при плъхове със затлъстяване Zucker.

4.1. Заключения

Статините, които понижават LDL холестерола и имат допълнителни плейотропни ефекти, се използват широко при лечението на сърдечно-съдови и свързани със затлъстяването заболявания [35–37]. Съществува обаче значителен остатъчен риск от сърдечно-съдови заболявания при пациенти на терапия със статини при някои индивиди, които не могат да постигнат целеви LDL холестеролни цели дори с високи дози или са непоносими към лекарството [37]. Терапията с високи дози статини също е свързана понякога със странични ефекти като нарушения на движението, неалергичен ринит, рабдомиолиза и хипергликемия, въпреки че някои от тях са спорни [38]. Поради това са проведени съществени изследвания на алтернативни терапии с някои скорошни успехи [4]. Както е документирано в нашето експериментално проучване, чрез намаляване на окислителното натоварване и увеличаване на активността на защитните eNOS, сусамовото масло изглежда една от тези алтернативи. Най-важното е, че сусамовото масло успя да увеличи активността на eNOS до ниво, което не се увеличи допълнително чрез добавяне на симвастатин.

Наличност на данни

Данните, използвани в подкрепа на констатациите от това проучване, са включени в статията.

Конфликт на интереси

Авторите декларират, че няма конфликт на интереси по отношение на публикуването на тази статия.

Благодарности

Проучването е подкрепено от Agentúra na Podporu Výskumu a Vývoja (APVV) (№ APVV-14-0932) и Агенция за научни грантове Vedecká Grantová Agentúra MŠVVaŠ SR a SAV (VEGA) (No 2/0195/15, 2/0137/16, 2/0170/17 и 2/0165/15).

Препратки