APS 药理科学的进步 1687 - 6342 1687 - 6334 Hindawi 10.1155 / 2019/4143137 4143137 研究文章 结合肌醇Hexakisphosphate和肌醇补充消耗提高血清α淀粉酶活性和2型糖尿病大鼠血液在体外实验参数 https://orcid.org/0000 - 0003 - 1978 - 6704 福斯特 Shadae R。 1 :帝尔沃斯历史学 洛厄尔L。 2 火花 琼 3 Alexander-Lindo Ruby L。 1 https://orcid.org/0000 - 0001 - 6926 - 8097 Omoruyi Felix O。 3 设施 Masahiro 1 基本的医学科学 生物化学部分 赴 蒙纳 牙买加 uwi.edu 2 病理学系 赴 蒙纳 牙买加 uwi.edu 3 生命科学部门 德州农工大学 科珀斯克里斯蒂 美国 tamu.edu 2019年 15 10 2019年 2019年 06 07年 2019年 28 09年 2019年 15 10 2019年 2019年 版权©2019 Shadae r .促进et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

本研究评估的影响结合肌醇hexakisphosphate (IP6)和肌醇补充器官重量,肠道atp酶活动,完整的血细胞计数,血清分析物在链脲霉素(STZ) 2型糖尿病大鼠全身。高脂肪饮食和一腹腔内注射链脲霉素(35毫克/公斤体重)被用来在Sprague-Dawley诱导2型糖尿病大鼠。糖尿病组被IP6和肌醇联合补充或格列本脲治疗4周。器官重量、肠道atp酶活动,完整的血细胞计数,血清 α淀粉酶、总蛋白、白蛋白和球蛋白含量测定。胰腺重量显著降低,而相对肾脏和肝脏重量升高IP6和肌醇联合治疗组比非糖尿病患者控制补充。血清 α格列本脲和联合治疗组淀粉酶活性是未经治疗的糖尿病组相比显著提高。红细胞分布宽度的百分比显著低于相结合治疗组相比,在治疗糖尿病组,而肠道腺苷三磷酸酶活动是受治疗方案的影响。IP6和肌醇联合补充消费可能防止糖尿病患者心血管疾病的风险增加,由于补充的能力来维持红细胞分布宽度比例接近正常对照组。

 西印度群岛大学 1。介绍

糖尿病是一种慢性疾病,发生要么是因为胰腺无法产生足够的胰岛素或未能有效利用胰岛素。发病率和死亡率的青年和成年人口显著增加由于糖尿病。也有一个强大的协会之间的糖尿病患心血管疾病的风险增加,神经病变和微血管损伤器官,包括肾脏和眼睛。有几种口服降糖代理商用;然而,许多有不良的副作用。

肌醇是一种天然cyclitol以前称为pseudovitamin。肌醇hexakisphosphate (IP6或InsP6),也称为植酸,是一种polyphosphorylated肌醇衍生物。IP6和肌醇都是大量存在于许多豆类和粗粮和存在于哺乳动物细胞。他们分别参与胰岛素分泌的调节 1- - - - - - 4]。异常肌醇代谢(inosituria和肌醇胞内损耗)曾被观察到在一些人类和动物研究协会与高血糖和胰岛素抵抗。它提出了肌醇intratissue损耗可能导致一些糖尿病微血管并发症的进展或发展( 5- - - - - - 9]。根据桶顶槽和Soulage、膳食补充肌醇能减少和防止细胞内肌醇在人体组织内的损耗 10]。研究发现,大大降低脂肪吸积和补充肌醇显著改善胰岛素敏感性和葡萄糖耐量但没有防止食源性肥胖胰岛素抵抗和肥胖发展(戴奥)小鼠模型 10, 11]。

IP6和肌醇扮演重要角色在各种细胞过程和结构参与形成的二级信使如肌醇三磷酸腺苷(Ins (1、4、5) P3或IP3)和磷脂酰肌醇磷酸脂质(PIP2或PIP3)在哺乳动物细胞。因此,代谢改变水平可能影响广泛的细胞功能。Shamsuddin等人表明,当IP6和肌醇结合在适当的比例,副产品是两个IP3信号分子,这是至关重要的细胞监管机构( 12]。我们假定的几种机制组合功能之一是作为前体的形成降低肌醇磷酸盐和磷脂酰肌醇。因此,治疗结合IP6 /肌醇可以导致细胞三磷酸肌醇的浓度增加。三磷酸肌醇参与监管Ca2 +动员,因此胰岛素分泌( 13, 14]。之前的研究表明,结合IP6和肌醇具有抗糖尿病的,抗癌,抗氧化剂,和器官保护属性和可以提供一个自然的替代治疗糖尿病与很少或根本没有副作用( 15- - - - - - 19]。血液和器官重量比较分析广泛应用筛选药物和确定毒性( 20.]。本研究考察了IP6和肌醇联合补充对器官的影响权重,肠道atp酶活动,完整的血细胞计数,和四个2型糖尿病大鼠血清分析物在体外实验。

 2。材料和方法 2.1。动物保健

健康成年男性Sprague-Dawley老鼠(168±5.9克)采购从哈伦实验室Inc .(美国印第安纳波利斯,)。老鼠被安置在聚丙烯笼子实心地板和床上用品材料。房间被保持在控制温度与湿度(22±2°C)(45±5%)和12/12-hour光/暗周期。动物们可以免费获得标准实验室老鼠的饮食(PicoLab®啮齿动物饮食20;5053)或高脂肪的饮食含有45%的脂肪占总千卡(D12451;研究饮食Inc .)、美国新泽西州新不伦瑞克)。他们也提供干净的饮用水 随意。

 2.2。伦理批准

研究批准后取得协议的审查制度动物保健和使用委员会(IACUC)研究所的生物科学和技术,德州农工大学健康科学中心,美国休斯顿(协议编号011645)。

 2.3。诱导2型糖尿病

诱导2型糖尿病是根据以前的修改版本协议( 21- - - - - - 23]。老鼠被喂食高脂肪饮食为45%四个星期。在星期2,老鼠管理一个腹腔内(i.p)注射35毫克/公斤体重(合著)链脲霉素(美国密苏里州Sigma-Aldrich)溶解在0.1冷柠檬酸缓冲(pH值4.5)。这个解决方案是刚做好的,远离光,在5分钟内管理的准备。控制老鼠注射柠檬酸缓冲液的体积相同。一个星期后,nonfasting测量血糖水平,和动物血糖浓度≥300 mg / dL被认为是糖尿病。确定2型糖尿病,抗糖尿病药反应进行了测试(先前描述) 15]。2型糖尿病大鼠被划分基于格列本脲治疗的积极回应。

 2.4。实验设计

动物试验是一个8周的研究。第四周,六个老鼠喂食正常基底(PicoLab®啮齿动物饮食20;5053)和24老鼠被喂食高脂肪饮食的45%。糖尿病是导致在18的老鼠喂食高脂肪的饮食。在星期4,老鼠分为以下五组(每组6大鼠):非糖尿病患者控制(数控;非糖尿病患者基底饮食喂养的大鼠),控制高脂肪(氢氟烃;高脂肪饮食和非糖尿病患者),未经治疗的糖尿病控制(DC),糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇补充(IP6 +间接宾语;650毫克/公斤体重/天)和格列本脲阳性对照组(口齿伶俐的;10毫克/公斤体重/天)。在周4 - 8人,所有的老鼠被喂食基底的饮食以及各自的治疗制度概述。 The experiment was designed to administer a dosage of 1% IP6 and inositol combined, which is equivalent to 650 mg/kg body weight at a ratio of 220 : 800. The IP6 and inositol used were extracted from rice and supplied by Vita-Tech International Inc. (Tustin, CA, USA). Glibenclamide is slightly soluble in water. To improve the solubility and bioavailability of the drug, 1% sodium carboxymethyl cellulose (Na-CMC) was used as the transport medium. Combined IP6 and inositol were also dissolved in 1% Na-CMC. Both were administered by oral gavage once daily. The control groups (NC, HFC, and DC) received Na-CMC daily.

 2.5。血清和血细胞计数分析

老鼠最后被斩首禁食过夜和安乐死的八个星期。血液样本被收集并存储在适当的真空采血管管。血清样本评估总蛋白浓度的白蛋白, α淀粉酶使用Stanbio Sirrus临床化学分析仪。血清球蛋白测量的计算是通过减去血清白蛋白浓度的血清总蛋白浓度。全血细胞计数(CBC)分析进行全血样品使用西门子Advia 120系统分析仪。

 2.6。器官重量

血液样本的收集后,肝、肾、肠、心脏、脾脏,胰腺切除和体重。

 2.7。肠道分析

每个老鼠的小肠,免费的食物材料,被切除,分为近端(十二指肠)和远端(空肠和回肠)部分。氯化钠溶液(0.9%)被用来冲洗肠道流明好几次了。刮粘膜是均质和离心机(5000克),和所需的上层清液冻结直到化验 23]。atp酶测定的活动使用的方法块和肉毒毒素 24]修改提升装置等。 25和Takeoet。 26]。腺苷三磷酸酶活动是由无机磷酸盐的数量决定解放与二钠孵化后ATP。肠匀浆蛋白质浓度的测定采用布拉德福德的方法( 27]。

 2.8。统计分析

所有的数据进行了分析使用统计软件包版本20软件(SPSS . n:行情)、芝加哥,伊利诺斯州,美国)。测试组之间差异是使用单向方差分析评价。 事后分析使用邓肯的多个范围进行测试评估手段之间的显著差异( p < 0.05 )。结果表示为均值±S.E.M.

 3所示。结果 3.1。器官重量

表 1显示器官的重量的研究。没有显著差异意味着肝脏重量( p = 0.078 各组之间)。然而,肝脏重量相对于体重显著增加在处理和未经治疗的糖尿病组与非糖尿病患者相比组。肾脏重量相对于体重显著增加在处理和未经治疗的糖尿病组与非糖尿病患者相比,老鼠( p < 0.05 )。有显著减少胰腺重量在治疗和治疗糖尿病组与非糖尿病患者相比,组。脾脏的重量和心脏组没有显著不同。

器官重量的糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇补充或格列本脲。

意思是权重 数控 氢氟烃 直流 IP6 +间接宾语 口齿伶俐的
肝脏(g) 10.7±0.31一个 10.2±0.35一个 11.1±0.45一个 11.0±0.37一个 11.2±.19一个
相对肝脏wt。(%) 3.02±0.56一个 2.78±0.07一个 3.78±0.13b 3.61±0.14b 3.38±0.13b
肾脏(g) 1.18±0.02一个 1.2±0.07一个 1.52±0.09b 1.45±0.06b 1.44±0.04b
相对肾脏wt。(%) 0.33±0.01一个 0.33±0.01一个 0.51±0.03b 0.47±0.03b 0.44±0.03b
脾(g) 0.67±0.03一个 0.69±0.06一个 0.63±0.05一个 0.60±0.03一个 0.60±0.03一个
心(g) 1.36±0.06一个 1.32±0.05一个 1.30±0.05一个 1.35±0.51一个 1.31±0.47一个
胰腺(g) 1.33±0.1一个 1.56±0.1一个 0.93±0.09b 0.97±0.07b 0.84±0.06b

请注意。数据显示为均值±S.E.M.连续平均值与不同的上标字母明显不同 p < 0.05 测试评估,邓肯的多个范围。相对器官wt. % =(器官重量(g) /身体wt (g))×100。数控,正常的控制;氢氟烃、高脂肪控制;糖尿病治疗,控制;IP6 +间接宾语,IP6和肌醇。

 3.2。血清分析物

血清 α淀粉酶活性显著低于未经处理的糖尿病组相比其他组(表 2)。血清 α淀粉酶活性在糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇或格列本脲增加无意义的非糖尿病患者相比对照组。在血清白蛋白有明显降低糖尿病组与非糖尿病患者组( p = 0.008 )。血清总蛋白、球蛋白含量显示各组之间无显著差异( p = 0.461 和 p = 0.675 分别)。

血清 α淀粉酶、总蛋白、白蛋白和球蛋白浓度在结合IP6和肌醇治疗糖尿病大鼠补充或格列本脲。

参数 数控 氢氟烃 直流 IP6 +间接宾语 口齿伶俐的
α淀粉酶活性(U / L) 1599±21公元前 1544±57ab 1457±31一个 1689±19c 1655±38公元前
总蛋白(g / dL) 7.9±0.16一个 8.4±0.19一个 7.8±0.23一个 7.9±0.26一个 8±0.26一个
白蛋白(g / dL) 5.13±0.14一个 4.81±0.16一个 4.38±0.09b 4.5±0.17b 4.45±0.12b
球蛋白(g / dL) 3.1±0.41一个 3.5±0.31一个 3.38±0.29一个 3.28±0.24一个 3.58±0.26一个

请注意。数据显示为均值±S.E.米( n= 6)。连续平均值与不同的上标字母明显不同 p < 0.05 测试评估,邓肯的多个范围。数控,正常的控制;氢氟烃、高脂肪控制;糖尿病治疗,控制;IP6 +间接宾语,IP6和肌醇。

 3.3。完整的血细胞计数分析

完整的血细胞计数数据分析没有任何明显差异白细胞(WBC); p = 0.073 )、红血细胞(红细胞; p = 0.076 血红蛋白(HGB)实现; p = 0.106 )、红细胞比容(HCT; p = 0.072 ),意思是微粒体积”的; p = 0.104 ),意思是微粒血红蛋白(妇幼保健; p = 0.253 ),血红蛋白分布宽度(HDW; p = 0.05 ),平均血红蛋白浓度(MCHC; p = 0.010 ),细胞血红蛋白浓度的意思(CHCM; p = 0.115 )、平均血小板体积(MPV); p = 0.083 ),血小板计数(PLT; p = 0.453 组(表) 3)。红细胞分布宽度(RDW)百分比显著升高糖尿病与非糖尿病患者相比对照组对照组( p < 0.05 )。红细胞分布宽度比例保持在治疗组与IP6和肌醇联合组织水平与非糖尿病的对照组( p = 0.106 )。

完整的血细胞计数分析糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇补充或格列本脲。

血液学 数控 氢氟烃 直流 IP6 +间接宾语 口齿伶俐的
白细胞(103/ uL) 12.9±0.24一个 13.42±1.7一个 9.61±1.27一个 10.3±0.64一个 9.7±1.45一个
加拿大皇家银行(106/ uL) 9.45±0.2一个 9.37±0.3一个 8.95±0.20一个 9.71±0.13一个 9.38±0.2一个
血红蛋白(g / dL) 17.23±0.3一个 17.23±0.4一个 16.6±0.2一个 17.62±0.3一个 17.1±0.47一个
血细胞比容(%) 51.13±0.3一个 51.15±1.6一个 49.8±0.6一个 53.32±0.6一个 51.8±1.52一个
MCV (fL) 54.1±0.64一个 54.68±1.0一个 55.8±0.63一个 54.9±0.23一个 55.3±0.44一个
妇幼保健(pg) 18.27±0.1一个 18.4±0.42一个 18.6±0.29一个 18.16±0.2一个 18.2±0.11一个
MCHC (g / dL) 33.73±0.1一个 33.6±0.34一个 33.4±0.18一个 33.06±0.3一个 33.1±0.23一个
CHCM (g / dL) 33.6±0.9一个 33.6±0.4一个 33.4±0.3一个 32.8±0.3一个 32.8±0.25一个
RDW (%) 11.9±0.15一个 12±0.91一个 12.9±0.14b 12.4±0.17一个 12.3±0.21一个
“(g / dL) 2.8±0.02一个 2.8±0.03一个 2.7±0.06一个 2.7±0.05一个 2.61±0.05一个
PLT (103/ uL) 582±143一个 673±116一个 637±59.5一个 681±42.2一个 685±83.2一个
商务(fL) 6.7±0.09一个 6.4±0.15一个 6.7±0.15一个 6.9±0.17一个 6.7±0.17一个

请注意。数据显示为均值±S.E.米( n= 6)。连续平均值与不同的上标字母明显不同 p < 0.05 测试评估,邓肯的多个范围。数控,正常的控制;氢氟烃、高脂肪控制;糖尿病治疗,控制;IP6 +间接宾语,结合IP6和肌醇;RDW、红细胞分布宽度、HDW血红蛋白分布宽度;白细胞,白细胞;红细胞,红细胞;血红蛋白,血红蛋白;HCT、血细胞压积; MCV, mean corpuscular volume; MCH, mean corpuscular hemoglobin; MCHC, mean corpuscular hemoglobin concentration; CHCM, cell hemoglobin concentration mean; MPV, mean platelet volume; PLT, platelet count.

 3.4。肠道粘膜atp酶

近端和远端肠道粘膜atp酶的活动没有显著改变在组(数字 1和 2)。

近端小肠atp酶活性在糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇补充或格列本脲。数据显示为均值±S.E.米( n= 6)。一个列的平均值与不同的上标字母明显不同 p < 0.05 测试评估,邓肯的多个范围。

远端肠道atp酶活性在糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇补充或格列本脲。数据显示为均值±S.E.米( n= 6)。一个列的平均值与不同的上标字母明显不同 p < 0.05 测试评估,邓肯的多个范围。

 4所示。讨论

2型糖尿病患者胰岛素敏感性的特点是进步的障碍,其次是β细胞功能障碍。我们早些时候报道的治疗组合IP6 STZ-induced 2型糖尿病大鼠肌醇导致显著降低食物和液体摄入量,空腹血糖、血清甘油三酯、总胆固醇和改善胰岛素敏感性与糖尿病对照组因此无疑证明了组合具有抗糖尿病的活动( 15]。本研究评估2型糖尿病老鼠的器官重量之间的联系和处理结合IP6和肌醇补充。观察到显著减少胰腺重量在治疗和治疗糖尿病组与非糖尿病患者相比组可能是由于胰腺的毁灭 β细胞造成STZ的管理。以前的研究已经表明形态学变化经常发生之前器官重量的变化( 28]。比较器官重量分析治疗和治疗组动物之间是一个敏感和重要端点测试化合物的潜在有害影响评价在常规毒理学研究[ 29日]。然而,有争议的表达器官重量数据相对于动物的体重,即使它已经成为一个可接受的做法。据报道,绝对器官重量,而不是相对权重,应该使用( 30.]。

其他研究报告,有一种强烈的相关性肝、肾、脾、和心脏重量与身体的重量。然而,绝对的器官重量或其他分析方法应该在评估其它器官的药物毒性如脑下垂体、卵巢、胸腺,thyroid-parathyroid [ 31日]。我们的数据显示在肝脏的重量没有显著差异,脾脏,和心脏组织。然而,有一个显著增加肝脏或肾脏的相对权重处理和未经治疗的糖尿病组与正常对照组相比,这可能表明肝脏或肾脏肥大。这些结果与肝脏形态学,绝对的肝脏重量,和血清肝损伤的标志 17]。血清标志物的肾脏损害,肌酐、尿酸、尿素氮浓度表示,结合IP6治疗糖尿病大鼠肌醇对肾脏完整性(补充没有造成不利影响 17]。血清生化标记不同意绝对和相对肾脏重量可能表明,相对和绝对肾脏重量结果误导或重大变化在肾脏重量发生前血清生化变化。

消化酶淀粉酶合成和分泌的胰腺外分泌系统和唾液腺,负责淀粉和糖原的代谢降解麦芽糖和低聚糖。血清 α淀粉酶浓度显著低于未经处理的糖尿病组相比其他群体。降低血清 α淀粉酶活性观察到糖尿病人可能是由于胰岛素不足以来胰岛素作为促分泌素的淀粉酶当碳水化合物摄入增加( 32, 33]。先前的研究表明,低血清 α淀粉酶浓度可能是由于代谢异常与减少胰腺exocrine-endocrine关系( 34, 35]。观察到的无意义的血清 α淀粉酶活性在糖尿病大鼠治疗结合IP6和肌醇或格列本脲非糖尿病的对照组相比表明,补充或格列本脲治疗可能恢复与一个endocrine-exocrine函数相关的代谢异常在糖尿病。观察到的血清中增加的趋势 α淀粉酶活性治疗组可能占我们早些时候报道显著减少胰岛素抵抗[ 15]。

血清白蛋白,最丰富的蛋白质,是一种球状蛋白专门由肝脏合成。血清白蛋白水平倾向于降低慢性肝脏疾病的进展。白蛋白的两个主要功能是维持血浆胶体渗透压和便利的交通的不同代谢物的血液。糖化蛋白非酶的蛋白质改性,发生在葡萄糖共价结合的蛋白质分子。糖化是提升血糖升高,如糖尿病人。蛋白质分子的自发的修改将导致形成的非均匀荧光分子称为晚期糖化终端产品(年龄)。年龄的逐步积累的血管会导致许多病理并发症糖尿病人。一个这样的并发症是脂质过氧化自由基的生成( 36]。低血清白蛋白通常是与心血管危险因素和加速动脉粥样硬化( 37]。在这项研究中,补充或格列本脲治疗没有明显改变血清总蛋白、白蛋白和球蛋白水平相比未经治疗的糖尿病组。降低糖尿病人血清白蛋白水平可能不是有用的作为一个早期心血管疾病发展的标志。长期补充IP6和肌醇的组合对血清蛋白的影响需要进一步研究。

红细胞(红血球)计算是一个重要的标志的识别高危糖尿病患者微血管并发症的发展( 38]。红细胞分布宽度(RDW)是一个数值的变化量的测量红细胞大小(例如,大小)和常规用于贫血的鉴别诊断 39]。研究表明,有一个高水平的之间的联系RDW和患心血管疾病和肾病的风险 40, 41]。红细胞生成的障碍已被证明是相关RDW的增加可能是由于慢性炎症和氧化应激。炎症和氧化应激是2型糖尿病发展的基石 42),他们对糖尿病并发症的发展作出贡献。研究表明RDW可以用作预测心血管疾病和贫血 43- - - - - - 45]。维斯和Goodnough报道,炎症可能会增加RDW水平影响铁代谢和抑制生产或减少红细胞生存( 46]。另一方面,阿加瓦尔认为,氧化应激可能通过增加循环不成熟的红细胞减少红细胞生存( 47]。这是建议RDW可能是一个重要的临床标记血管并发症的糖尿病患者。Cakir等人报道RDW值显著增加2型糖尿病患者( 48]。提出,糖尿病将是一个理想的治疗药物,可以降低血糖,以及减少氧化状态和糖尿病并发症( 38]。在这项研究中,RDW值明显高于在未经治疗的糖尿病大鼠相比其他组。然而,红细胞分布宽度比例相当的正常控制所有其他组织,这表明未经治疗的糖尿病控制可能患血管疾病的风险。这是合理的,因为血脂异常是心血管疾病的危险因素是未经治疗的糖尿病组中观察到实验动物( 17]。观察到的减少RDW水平在糖尿病大鼠治疗的组合或格列本脲的象征某种程度的保护血管疾病的发展。

腺苷三磷酸酶(毫克2 +,Na+/ K+和Ca2 +腺苷三磷酸酶)主要涉及主动运输的矿物质粘膜膜和能源生产。肠道粘膜atp酶的活动组没有显著改变。观察到的减少趋势Na+/ K+腺苷三磷酸酶活动结合IP6治疗组和肌醇的补充可能部分占其降糖活性。研究表明,atp酶活性降低可能导致降低血糖浓度。:帝尔沃斯历史学等人报道,减少材料的吸收消化老鼠美联储从红薯中提取植酸的减少可能是由于肠粘膜Na+/ K+腺苷三磷酸酶活性与随后降低血糖浓度( 49]。

 5。结论

这项研究表明IP6和肌醇可以保护受试者的2型糖尿病患者心血管疾病的风险增加,由于它能够维持红细胞分布宽度的百分比在正常范围内。结合也可以恢复代谢异常与糖尿病endocrine-exocrine函数有关。

 数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

 的利益冲突

作者报告没有利益冲突。

 确认

这项工作是支持的研究生学习和研究办公室格兰特和校长的新计划授予大学的西印度群岛,莫娜校园。

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