文摘
前驱糖尿病是一个中间hyperglycaemic状态已与心血管功能障碍有关。然而,心血管功能障碍不仅是由中间高血糖症还内皮功能障碍、炎症和氧化应激与前驱糖尿病有关。Bredemolic酸(BA), maslinic酸的异构体,据报道改善中间高血糖症中发现前驱糖尿病;然而,这三萜烯对心血管功能的影响尚未确定。因此,本研究调查了BA对心血管功能的影响在食源性前驱糖尿病的老鼠。36个雄性老鼠重150 - 180 g分为两组,non-prediabetic (n= 6)和前驱糖尿病的组(n= 30),美联储正常饮食(ND)和饲料,分别。前驱糖尿病的老鼠被进一步细分为五组(n= 6)和治疗与BA(80毫克/公斤)或二甲双胍(满足,500毫克/公斤)每12周的第三天。12周后,收集血液样本和心脏进行生化分析。未经处理的前驱糖尿病的老鼠有显著提高身体质量指数(BMI)、腰围(WC)、血压、心率、血脂、脂质过氧化反应和炎症标志物显著降低内皮功能和抗氧化生物标记与non-prediabetic动物相比。英航管理显著改善心血管功能如血压、心率、内皮功能。也有显著降低BMI、WC、血脂、脂质过氧化反应,炎症与随之而来的抗氧化能力。英航政府改善心血管功能衰减的氧化应激,炎症和内皮功能障碍标记。
1。介绍
2型糖尿病(T2DM)病人体内是一个异构的代谢紊乱,与心血管疾病(心血管病),通常是之前前驱糖尿病的发作(1]。发现这种疾病的原因之一是长期食用高热量饮食富含碳水化合物以及饱和和不饱和脂肪加上久坐不动的生活方式(2,3]。因此,这将导致低效率的碳水化合物和脂肪代谢导致积累细胞内和细胞外葡萄糖和脂类称为glucolipotoxicity [4]。
然而,glucolipotoxicity与胰岛素抵抗有关,随后导致高身体质量指数(BMI)、腰围、hyperlipidaemia,氧化应激,并释放炎性细胞因子,如高敏感的c反应蛋白,hs-CRP,白介素6、白介素、肿瘤坏死因子-α(TNF -α)[3- - - - - -6]。Glucolipotoxicity也与内皮功能障碍,高血压,动脉硬化,冠心病,中风5- - - - - -8]。此外,胰岛素抵抗与减少一氧化氮(NO)生产由于抑制内皮一氧化氮合酶(以挪士)通过受损的磷脂酰肌醇3激酶(PI3K) akt通路(蛋白激酶B) (9]。没有生产的减少导致的血管内皮的语气不平衡引发血管收缩增加心率和高血压[紧随其后9,10]。前驱糖尿病是一个无症状和中间hyperglycaemic阶段,据报道之前观察2型糖尿病心血管并发症的发病(8,11,12]。此外,先前的研究已经表明,中间高血糖症水平以下用于定义糖尿病是心血管疾病的危险因素的发展13,14]。
值得注意的是,改变饮食和药物治疗的结合是主要的方法在预防心血管病的发展前驱糖尿病人或糖尿病人6,15]。然而,据报道低符合这种联合治疗大多数病人只观察药理干预不改变他们的饮食16]。这无意中减少了药理干预措施的有效性17]。因此,抗糖尿病的药物有能力恢复葡萄糖体内平衡,防止心血管疾病的风险开发无论饮食干预是必要的。
五环三萜等齐墩果酸和maslinic酸是治疗糖尿病药和抗氧化剂代理证明和文献证据(18,19]。bredemolic酸(BA),更重要的是,maslinic酸的异构体,已被证明在前面的研究中有抗糖尿病的作用通过降低血糖增加过剩的表达式4前驱糖尿病的大鼠的骨骼肌(20.]。然而,这种三萜烯的影响在前驱糖尿病的心血管系统尚未建立。因此,本研究的目的是探讨BA对选定的标记的影响心血管功能的食源性前驱糖尿病的大鼠模型。
2。材料和方法
2.1。动物
在这项研究中,36个男性的雄性sd大鼠中,体重150 - 180克。获得的老鼠和培育生物医学研究单位(BRU)、夸祖鲁-纳塔尔大学的(UKZN)。动物被保存和维护在标准试验条件下室温(22±2°C)、湿度(55±5%),和12 h: 12 h晚上周期。动物食用标准的鼠粮(草甸提要,南非)和水随意前2周时间才能接触实验饮食(高脂肪高碳水化合物)。高脂肪高碳水化合物饮食(饲料)组成的碳水化合物(55%千卡/ g),脂肪(30%千卡/克)和蛋白质(15%千卡/克)。实验过程都是根据动物的伦理和动物保健指南研究伦理委员会(UKZN AREC),德班,南非(AREC / 024/018D)。
2.2。实验设计
经过2周的适应环境,动物被分成两个主要团体:non-prediabetic对照组(n= 6)和前驱糖尿病的集团(n= 30)。non-prediabetic控制(NPDC)动物作为消极的控制,给出了正常饮食(ND)和水随意当前驱糖尿病的动物饲料和饮水补充与果糖为20周诱导前驱糖尿病(15%)。20周后,前驱糖尿病被证实通过空腹血糖和口服葡萄糖耐量试验使用的标准描述的美国糖尿病协会在我们之前的研究20.]。
2.3。对待动物
前驱糖尿病诱导的20周后,non-prediabetic控制(组1)连续12周美联储进一步对ND而前驱糖尿病的动物(n= 30)被分成5组(组2组6,n在每组= 6)。组2 (PD)作为治疗前驱糖尿病的对照组,不断消耗的饲料12周;组3 (ND +遇到)前驱糖尿病的动物,切换到标准的鼠粮和收到12周;组4(饲料+遇到)前驱糖尿病的动物,不断消耗饲料满足治疗;组5 (ND + BA)前驱糖尿病的动物转向标准为12周的鼠粮和接收的手提包;组6(饲料+ BA)前驱糖尿病的动物,不断消耗饲料和接收英航治疗12周。治疗遇到(500毫克/公斤)或BA(80毫克/公斤)每三天进行了两次,连续12周。的身体质量指数(BMI)、腰围(WC)、血压和心率进行评估在所有动物在20周,每4周(24th,28岁th,32nd周)。
2.4。血液收集和组织收割
在12周的治疗后,动物被牺牲了。动物被放置在一个毒气室(BRU, UKZN,南非)和犀牛100毫克/公斤Isofor (Roodeport Safeline制药有限公司、南非)3分钟收集血液样本。处于无意识状态,通过心脏穿刺收集血液样本为预冷肝素化容器。血液样本离心机(5403年埃普多夫离心机,德国)在4°C, 503克15分钟为等离子体集合。等离子体被收集并存储在−80°C生物超冰箱(Snijers科学、蒂尔堡、荷兰)。的心所有的动物都被切除,与冷生理盐溶液冲洗,体重,和之前在液态氮冷冻储存在生物超冰箱−80°C进行生化分析。
2.5。BMI和WC的决心
BMI的决心从体重的比值测量长度的平方的动物建立协议中描述(21]。此外,动物的腰围决心按照先前的协议(22]。
2.6。测定血压和心率
血压和心率测量所述建立协议(19]。短暂,每4周的治疗,无创性MRBP IITC模型31日生命科学多道尾袖带血压系统(生命科学,森林山,CA)是用于监测血压和心率将动物抑制剂(3“ID(75毫米)-12”长度)的尾巴的动物尾巴袖口。抑制剂的老鼠都是放置在一个变暖室(IITC型号303 sc动物试验箱、生命科学、林地,CA)保持在32°C,血压和心率测量通过阻塞或通缩的尾巴袖口检测尾动脉的血流量的改变。平均三个测量会议组成的15个周期被用于统计分析。
2.7。生物化学分析
血脂、抗氧化、炎症和内皮标记测量32nd仅一周。
2.8。血脂分析
血浆总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)胆固醇和甘油三酯(TG)分析了通过Spectrostar Nano分光光度计(BMG Labtech、Ortenburg LGBW德国)通过使用商业专业工具根据制造商的指令(Elabscience生物技术有限公司,休斯顿,TX,美国)。等血脂水平非常低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇是根据Friedewald公式计算(23]。VLDL胆固醇= TG×0.2, TC和LDL胆固醇=−(VLDL胆固醇+高密度脂蛋白胆固醇)。
2.9。MDA和抗氧化状态
脂质过氧化是由估计的丙二醛(MDA)在心脏组织匀浆根据先前描述的协议(19,24]。然而,心脏匀浆的抗氧化状态是由使用特定的酶联免疫试剂盒分析的浓度超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)根据制造商的说明书(Elabscience生物技术有限公司,休斯顿,TX,美国)。
2.10。测定内皮功能和炎症标记物
等离子体的内皮功能和炎症进行评估通过测定内皮一氧化氮合酶(以挪士)通过商业化酶联免疫试剂盒按照制造商的指示(Elabscience生物技术有限公司,休斯顿,TX,美国)。炎症标记物(TNF -α、il - 6和hs-CRP)测量等离子体通过特定的ELISA试剂盒按照制造商的指示(Elabscience生物技术有限公司,休斯顿,TX,美国),和吸光度测量通过微型板块读者,Spectrostar Nano分光光度计(BMG Labtech, Ortenburg LGBW,德国)。
2.11。统计分析
数据提出了均值的平均值±标准误差(SEM)。统计分析是由双向方差分析(方差分析)其次是Bonferroni测试,事后通过GraphPad棱镜5软件。统计显著差异水平被认为是 。
3所示。结果
3.1。身体质量指数(BMI)、腰围(WC)
BA处理的影响在non-prediabetic BMI和WC和前驱糖尿病的老鼠有或没有饮食干预测定数据的表示1和2。未经处理的BMI和WC前驱糖尿病人(PD)老鼠相比显著增加与non-prediabetic (NPD)控制老鼠在整个治疗期间( )。然而,英航有或没有饮食干预的政府相比显著降低BMI和WC PD组如图1和2分别为( )。
3.2。血压和心率
如图3PD控制大鼠的收缩压显著增加整个治疗时期相比,NPD控制大鼠( )。然而,BA-treated大鼠的收缩压有或没有饮食干预相比显著降低PD控制的老鼠。作为显示在图4舒张压的PD控制老鼠相比显著增加NPD控制大鼠( )。英航有或没有管理饮食干预显著降低舒张压相比,PD组( )。相同的结果观察ND +集团。在观察心率显著增加整个疗程的PD大鼠相比,NPD控制老鼠,表示图5( )。然而,心率BA-treated老鼠有或没有饮食干预和MET-treated老鼠与饮食干预(ND +遇到)明显降低与PD控制大鼠( )。
3.3。血脂
如表所示1、TC、TG、LDL和VLDL治疗PD组显著增加相比,NPD集团( )。的TC和LDL BA-treated老鼠有或没有饮食干预相比明显降低PD控制大鼠( )。ND +满足集团也获得了类似的调查结果。此外,只有ND + BA和ND +组明显降低TG和VLDL的PD控制老鼠(相比 )。
3.4。内皮功能标志
以挪士PD控制大鼠的血浆浓度显著降低NPD控制老鼠相比,显示在图6( )。然而,以挪士的血浆浓度BA-treated老鼠有或没有饮食干预与PD控制老鼠相比显著增加( )。
3.5。脂质过氧化和抗氧化状态
显示在表2,观察MDA浓度显著增加心脏PD组相比NPD集团( )。老鼠对英航的存在和缺乏饮食干预明显降低MDA浓度与未经处理的PD大鼠相比。然而,心里没有显著差异MDA浓度饲料+遇到组相比,PD控制老鼠。心脏PD控制老鼠的SOD、GPx浓度显著下降相比,NPD控制大鼠( )。另一方面,英国航空管理局有或没有饮食干预显著增加两个心脏组织中SOD、GPx浓度与治疗PD组相比 )。
3.6。炎症标记物
如表所示2hs-CRP血浆浓度,TNF -α,治疗PD组的il - 6与NPD对照组相比显著升高( )。然而,英航有或没有管理饮食干预显著减少这些标记物的浓度与PD组相比。ND +满足集团也获得了类似的调查结果。
4所示。讨论
本研究旨在探讨bredemolic酸对心血管功能的影响的风险因素,内皮功能,在食源性前驱糖尿病氧化应激和炎症标记。高热量饮食与前驱糖尿病已涉及与内皮功能障碍有关,活性氧(ROS),和炎性细胞因子的生产5,6]。研究表明,长期食用高热量饮食促进过度肥胖导致高BMI、腰围和hyperlipidaemia [3,25]。这些都被认定为危险因素对发展中胰岛素抵抗,葡萄糖代谢和心血管疾病在前驱糖尿病的阶段(26- - - - - -28]。此外,以前的研究也表明,糖尿病及其相关的心血管疾病的风险增加身体脂肪,BMI和腰围增加(25,27]。我们的研究结果表明,感应前驱糖尿病的慢性摄入高脂肪高碳水化合物饮食显著增加BMI和腰围的未经处理的前驱糖尿病的老鼠。我们建议增加BMI和腰围可以归因于增加卡路里的摄入量,我们在以前的研究报告(20.]。相反,政府的英航显著降低BMI和腰围BA-treated前驱糖尿病的老鼠有或没有饮食干预。在先前的研究中,我们报告说,英航政府大幅减少食物摄入量通过降低血浆胃促生长素浓度和提高胰岛素敏感性20.]。因此,在这项研究中,我们建议降低BMI和腰围BA-treated前驱糖尿病的老鼠可能是由于食物摄入量的减少和降低身体体重增加。
此外,食用高热量饮食一直增加的游离脂肪酸(FFA)肝脏(29日]。FFA交付的增加会导致增加肝脏和血浆TG浓度以及增加出口的TG VLDL从肝脏(29日,30.]。VLDL是依次转化为动脉间隙较低的低密度脂蛋白。因此,由于增加了转换TG VLDL、高密度脂蛋白间隙增加,导致降低血浆高密度脂蛋白浓度(31日,32]。
同样,在这项研究中,食用高热量食物可能导致增加FFA肝脏与后续的交付显著增加等离子体浓度的TC、TG、LDL, VLDL和轻微下降,高密度脂蛋白的浓度在未经处理的前驱糖尿病的老鼠。然而,我们表明,尽管高密度脂蛋白浓度略有下降,高密度脂蛋白VLDL由于增加的间隙形成本研究依然不受影响。因此,这种异常血脂表明发展dyslipidaemia和其他心血管并发症的风险开始在前驱糖尿病的阶段(11]。另一方面,英航显著规范化管理的TC、TG、LDL, VLDL水平BA-treated前驱糖尿病的老鼠有或没有饮食干预。据报道,在我们之前的研究中,英航抑制热量的摄入,减少身体体重增加,这可能导致观察到正常的血脂BA-treated老鼠(20.]。
高热量饮食也被报道导致glucolipotoxicity进而触发线粒体生产过剩的活性氧(ROS)由于损伤线粒体电子传递链的活动(4,33]。线粒体活性氧的生产过剩会导致氧化应激进而导致受损之间的平衡生产活性氧和抗氧化酶(3,34]。MDA和抗氧化剂酶(SOD、GPx)标记为脂质过氧化和抗氧化能力的细胞或组织,分别。实际上,在这项研究中,MDA浓度显著增加,SOD、GPx浓度显著下降的未经处理的前驱糖尿病的老鼠。这些结果与研究由Lozano et al。3]显示之间存在一种正相关食用高热量的饮食和增加脂质过氧化作用。另一方面,我们发现管理英航显著降低心脏脂质过氧化反应活动的心脏抗氧化能力显著增加BA-treated前驱糖尿病的老鼠。英航的生物效应的氧化应激标志物与三萜的早些时候报告中和自由基的抗氧化剂代理捐赠线粒体的电子由于氢氧自由基的存在在他们的结构(19]。同样,我们推测,英航减毒氧化应激通过电子捐赠中和自由基能力的羟基自由基和抗氧化活性提高了抗氧化剂酶生产的推广。抗氧化性质的英航也报告了maslinic等三萜酸、齐墩果酸、熊果酸(19,35]。
研究表明,中间高血糖症和氧化应激改变内皮细胞功能和导致心血管疾病在前驱糖尿病的阶段33,36,37]。中间高血糖症与氧化应激通过激活蛋白激酶C (PKC)的作用进而提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶(8,38]。激活PKC改变血管体内平衡和减少通过抑制一氧化氮(NO)生产以挪士(1,12]。由于没有生产,减少血管改变,导致血管收缩与后续增加血压、心率和动脉硬化的过程发生(1]。在这项研究中,我们发现以挪士浓度明显降低伴随增加心率和收缩压和舒张压的未经处理的前驱糖尿病的老鼠相比,non-prediabetic控制老鼠。增加心率和收缩压和舒张压可以归因于血管收缩的血管内皮由于以挪士活动减少导致减少在前驱糖尿病(无生产已报告6]。这项研究的结果进一步表明,英航显著增加的政府以挪士浓度和改善心率和收缩压和舒张压的存在和缺乏饮食干预。根据类似的研究,我们建议政府改善氧化应激导致的英航增加以挪士浓度BA-treated老鼠(39]。以挪士浓度增加反过来会导致增加生产进而导致血管舒张,随后显著降低心率和血压相比,未经处理的前驱糖尿病的老鼠。
此外,增加血糖报道导致形成先进的糖化产品(年龄)40]。的形成年龄增加血管内皮细胞粘附分子的表达,随后促进单核细胞迁移形成巨噬细胞(1,41]。刺激单核细胞的年龄会导致低品位与炎症细胞因子的增加产量(如il - 6、TNF -α和hs-CRP) (4,41]。然而,文献报道,增加促炎细胞因子水平与前驱糖尿病(12,14]。同样,在这项研究中,il - 6的血浆浓度,TNF -α在未经处理的前驱糖尿病的老鼠,hs-CRP显著增加。促炎细胞因子升高的炎症反应,改变血管内皮和导致内皮功能障碍在前驱糖尿病的阶段(12,42]。的笔记,hs-CRP不仅仅是促炎细胞因子,但受伤的心由冠心病引起的生物标志物或缺血性心脏病43]。
观察到等离子体hs-CRP浓度增加未经处理的前驱糖尿病的老鼠在这项研究表明患心血管疾病的风险在前驱糖尿病的阶段。这些结果与其他相关研究报道,等离子体hs-CRP和其他促炎细胞因子浓度显著增加前驱糖尿病的状态(44,45]。此外,英航hs-CRP等政府明显减少促炎细胞因子,il - 6和TNF -α在前驱糖尿病的老鼠有或没有饮食干预。降低血浆促炎细胞因子浓度可以认为是由于先前的抗炎特性归因于五环三萜烯(19,35]。五环三萜烯(比如maslinic酸和齐墩果酸)已报告较低3天没有任何副作用的药代动力学活动(35,46,47]。因此,由于较低的药代动力学活动表现出五环三萜,英航的生物效应持续时间更长比合成药物和可持续保持活跃。然而,我们建议维持生物活性的BA可能补偿改善心血管功能的前驱糖尿病的老鼠即使没有饮食干预。
5。结论
本研究的结果表明,英航在业务和管理缺乏饮食干预减毒炎症和氧化应激反应,以及改善心血管内皮功能受损的食源性前驱糖尿病。然而,更多的研究需要调查这三萜烯的分子机制发挥其生物效应。
数据可用性
在这项研究中使用的数据来支持我们的发现可以要求从相应的作者。然而,体重的数据,食物摄入,以及空腹血糖和前驱糖尿病的口服葡萄糖耐量试验确认在我们之前的研究报道。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者承认生物医学资源单位人员为他们提供技术援助。这项研究得到了国家研究基金会(批准号106041)和夸祖鲁-纳塔尔大学的奖项(UKZN),健康科学学院。