文摘
为了避免低吸收、合并和不良的副作用无机oxovanadium化合物,有机oxovanadium的抗糖尿病的活动(IV)化合物alloxan-induced糖尿病小鼠调查。Vanadyl羧甲基卡拉胶(VOCCA)和Vanadyl合成了羧甲基壳聚糖(VOCCH),通过胃内的行政管理在alloxan-induced糖尿病小鼠不同剂量为20天。格列本脲和积极的控制管理。我们的研究结果表明,低剂量组、中组和高剂量组VOCCA和VOCCH可以显著降低血糖的水平()与对照组相比,但不是在正常小鼠。此外,高剂量组VOCCA和VOCCH表现出更重要的血糖过低的活动()。VOCCH处理后,高剂量组的口服葡萄糖耐量VOCCH提高与模型对照组相比)。
1。介绍
糖尿病(DM),胰岛素缺乏或胰岛素抵抗的结果,是一种严重的慢性代谢疾病(1]。DM包括胰岛素依赖型1型糖尿病和2型糖尿病非胰岛素依赖。直到现在,1型DM只能由皮下注射胰岛素,导致许多问题的病人。为了治疗2型DM,一些药物也被合成(2),例如,磺脲类,磺胺类药,双胍类,thiozolidinediones等等。口服药物而不是痛苦的胰岛素注射1型糖尿病和2型DM的合成药物没有副作用已经变得迫切和重要的要求。
钒不仅是生物体的重要微量元素,但也为人体必需的元素(3]。已经证明很多钒化合物具有疗效胰岛素模拟(4,5]。Heyliger等人首次报道钒酸口服胰岛素模拟活动在活的有机体内1985年(6]。自那以后,大量的研究已经进行了探索钒化学,包括新颖的配合物的合成及其抗糖尿病的活动在体外和在活的有机体内(7- - - - - -16]。此外,许多临床试验的钒化合物也被报道(17- - - - - -20.VOSO等),其中钒盐4和衣饰归宿3是糖尿病患者管理。为了提高亲油性和钒化合物的生物利用度,克服缺点的副作用,增加化合物的半衰期,减少系统性药物毒性,提高治疗吸收率,并提供保护制药与生物化学降解,两种类型的有毒vanadyl更少(钒氧化态+ 4)复合物的方法制备了具有不同的协调结构和检查。
此外,多糖聚合物是可生物降解和生物相容性,将有效地提高药物生物利用度通过延迟释放的机制。为了研究不同有机配体对vanadyl复合物的影响,vanadyl羧甲基k-carrageenin和vanadyl羧甲基壳聚糖合成。本研究进行调查的抗糖尿病的性质这两个新vanadyl复合物alloxan-induced糖尿病老鼠。
2。材料和方法
2.1。材料和设备
K-carrageenin和壳聚糖脱乙酰作用程度的95.3%购买来自青岛白城生化集团(中国),他们的viscosity-average分子量3.77×105和2.0×105,分别。异丙醇、葡萄糖、四氧嘧啶和水合硫酸氧钒(VOSO4·xH2啊,x= 3 - 5)从Sigma-Aldrich化工有限公司购买的格列本脲从太平洋制药科技集团购买。乙醇、氢氧化钠、和其他试剂购自国药控股有限公司昆明小鼠实验动物中心提供的昆明。的红外光谱测量jasco - 4100英尺-红外光谱仪与溴化钾磁盘。钒的含量是衡量7 - 986 (G)原子吸收光谱仪。化学品和溶剂试剂级。
2.2。合成VOCCA VOCCH
K-carrageenin(壳聚糖)(50克)加入750毫升异丙醇,搅拌30分钟。40毫升氢氧化钠溶液(质量分数为50%)慢慢掉进混合物(25分钟),搅拌3 h。60 g一氯醋酸被添加到混合5次30分钟,与系统温度保持在60°C 4 h。酝酿4 h后,温度降至25°C和pH值调整到7.0。混合物被集中与乙醇体积的三倍的母液。后过滤、洗涤、干燥、粉碎,羧甲基卡拉胶和羧甲基壳聚糖。
灰化法(21)是应用于计算羧甲基组的SD羧甲基卡拉胶和羧甲基壳聚糖。羧甲基壳聚糖和羧甲基卡拉胶真空干燥60°C到恒定的质量;羧甲基壳聚糖和羧甲基卡拉胶加热和烧焦700°C 15 - 20分钟。残留的Na2啊,淋溶和50毫升盐酸溶液(0.1莫伊/ L),加热,紧随其后的是剩余0.1 mol / L标准氢氧化钠滴定。羧甲基组的SD羧甲基卡拉胶和羧甲基壳聚糖计算公式讨论了你们。
Vanadyl羧甲基卡拉胶(壳聚糖)(羧甲基卡拉胶的SD和羧甲基壳聚糖分别为47.3%和84.9%,分别地。)是通过混合各种大量的VOSO准备的4与羧甲基卡拉胶(V的质量比羧甲基卡拉胶(壳聚糖)是1%)的解决方案在磁搅拌在室温下24 h。乙醇体积的四次母液添加到解决方案完全沉淀vanadyl羧甲基卡拉胶(壳聚糖)复杂。由此产生的沉淀用乙醇洗净,在室温下真空条件下干燥,和白色固体vanadyl羧甲基卡拉胶和羧甲基壳聚糖。VOCCA和VOCCH溶解在自来水的浓度5% (w / v),每天保持在4°C。
2.3。钒含量的测定
7 - 986 (G)原子吸收光谱法是应用于确定钒的复杂的内容根据指令的标准方法。
2.4。最大宽容VOCCA剂量(MTD)的决心
初步急性毒性试验的结果显示,没有死亡的老鼠。后来,最大宽容剂量(MTD)进行了测试。二十个正常小鼠体重20±2 g禁食24 h,然后VOCCA(5%, 0.8毫升)是管理intragastrically两周一天三次。两周后,最大耐受剂量是根据公式计算:
2.5。糖尿病小鼠模型的建设
雄性小鼠体重20 - 24 g用于动物模型建设。小鼠禁食24小时,然后腹腔注射四氧嘧啶(160毫克/公斤)。注射四氧嘧啶后五天,小鼠禁食6 h和血样从尾静脉的老鼠。的由葡萄糖氧化酶法测定血糖水平。alloxan-injected小鼠血糖水平10至20 L更易被认为是糖尿病的老鼠。
2.6。降糖测试
正常小鼠和糖尿病小鼠随机分为6组(每组10老鼠)。正常对照组:正常小鼠;糖尿病大鼠模型对照组:自来水处理;格列本脲组:治疗糖尿病鼠的0.2 g / kg格列本脲;低剂量组:治疗糖尿病鼠的0.3125克/公斤VOCCH和0.6250克/公斤VOCCA;中组:治疗糖尿病鼠的0.6250克/公斤VOCCH和1.250克/公斤VOCCA;高剂量组:治疗糖尿病鼠的1.2500 g / kg VOCCH VOCCA和2.500克/公斤。上面的样品管理是intragastrically为20天。
2.7。口服葡萄糖耐量试验(OGTT) VOCCH
VOCCH intragastrically接种后在正常和糖尿病小鼠alloxan-induced 20天,口服葡萄糖耐量试验执行。葡萄糖装载单一剂量的2.5 g / kg intragastrically管理小鼠禁食6小时,检查血糖水平(0,0.5,2 h。
2.8。血液样本集合
血液样本从尾静脉的老鼠。首先,老鼠的尾巴放进热水(50°C)几分钟,清洗,然后尾巴尖被切断长1 - 2毫米和血液样本。
2.9。统计分析
所有数据都表示为均值±SD。统计分析是由单向方差分析(方差分析)其次是至少显著差异(LSD)测试多个组之间的比较。值被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。性格VOCCA VOCCH
数据1,2,3红外光谱的壳聚糖、羧甲基壳聚糖和羧甲基壳聚糖vanadyl。红外光谱(图2)表明,c哦伸缩振动吸收峰的羧甲基壳聚糖是位于1066.44厘米−1- h和地3408.57厘米−1-哦,反对称伸缩振动吸收峰(首席运营官)是位于1603.52厘米−1,它的对称伸缩振动吸收峰在1421.28厘米(首席运营官)−1。
红外光谱的VOCCH(图3)表明,c哦吸收峰是流离失所的1070.30厘米−1,- h和s吸收峰地流离失所的3371.92厘米−1,哦,反对称伸缩振动吸收峰及其对称伸缩振动(首席运营官)吸收峰是流离失所的1599.66厘米−1和1416.46厘米−1。这表明,羧基、氨基和羟基参与交互的羧甲基壳聚糖和签证官2 +。V在VOCCH是0.36%的内容。
数据4,5,6的红外光谱角叉菜胶、羧甲基卡拉胶和vanadyl羧甲基卡拉胶。羧甲基卡拉胶,卡拉胶相比,显示特征峰1610厘米−1C = O组。此外,C = O的峰值羧甲基卡拉胶在1610厘米−1转移到1604厘米−1的vanadyl羧甲基卡拉胶,也吸收峰的变化观察S = O和哦(图6)。这些结果清楚地表明羧甲基组和签证官的合并2 +分别为卡拉胶和羧甲基卡拉胶。V VOCCA测量的内容在原子吸收光谱法为0.18%。
3.2。MTD的VOCCA
测试的最大宽容的剂量,没有抽搐、呕吐、或其他负面症状。
3.3。降糖研究和OGTT
在数据7和8,身体重量的每组治疗前后VOCCA和VOCCH显示。在这项研究中,糖尿病老鼠的身体重量降低相比正常控制老鼠的整个实验周期20天。在实验结束时,身体的重量vanadium-treated组表现出没有明显的偏差与模型对照组和格列本脲组。
体重概要文件表明,没有负面影响后的小鼠体重VOCCA和VOCCH治疗。这些复合物显示比较结果与其他vanadyl协调化合物(22]。
血糖水平的变化如表所示1和2。最初的糖尿病小鼠的血糖水平相似。低剂量组、中组和高剂量组的VOCCA可以统计上显著降低血糖的水平(与模型对照组相比,高剂量组VOCCA更重要的血糖过低的活动()(表1)。低剂量组之间没有明显差异,中组和高剂量组与格列本脲相比对照组()。低剂量组、中组和高剂量组的VOCCH可以统计上显著降低血糖的水平()相比,模型对照组。然而,高剂量组比格列本脲组表现出更明显的效果()(表2)。此外,口服葡萄糖耐量改善糖尿病动物VOCCH处理后()(图9)。与此同时,低剂量组、中组和高剂量组VOCCA和VOCCH没有负面影响正常小鼠的血糖水平(表1和2)。
在低剂量组、中组和高剂量组VOCCA和VOCCH相同浓度的钒,VOCCH组的血糖水平降低从29.8(模型组)到24.2,22.4,17.1,分别在VOCCA组从32.2(模型组)减少到28.9,28.1,和25.9,分别,这表明VOCCH会更好的候选人比VOCCA胰岛素增强剂。
如图9小鼠的血糖浓度,大大增加与葡萄糖负荷后,然后减少顺利。OGTT试验,正常小鼠的血糖浓度仍不到8毫米,而模型对照组一直高于vanadium-treated组。糖尿病小鼠的血糖水平仍高于基础水平的测试。然而,血糖浓度的钒治疗组明显低于模型对照组。此外,OGTT的结果表明,葡萄糖耐量和VOCCH改善治疗后。
4所示。讨论
钒钒盐的性质和样活性的化合物被广泛报道在1型和2型糖尿病动物模型(23- - - - - -25]。无机钒化合物已经被认为是有效的治疗糖尿病高血糖,但副作用,如呕吐、腹泻、肝和肾毒性限制了他们的应用程序26,27]。有机钒配合物已被证明在胃肠道有更好的吸收效率(28]。在这项研究中,高剂量的VOCCH和VOCCA抗糖尿病的展出活动显著降低摄入水平的元素钒相比,格列本脲。呕吐和腹泻,钒化合物的主要副作用,没有观察到。例如,BMOV和类似的化合物如bis (ethylmaltolato) oxovanadium (IV) (BEOV)已经在临床试验中29日]。然而,毒性、生物利用度低,非线性动力学研究这些化合物的妥协他们的药理成功30.]。这些结果表明,公司必需微量元素钒和多糖能增强其生物活性,相互协调和生物利用度。增强胰岛素属性的有机钒配合物相比之前已经与无机钒盐(31日,32]。据报道,vanadium-enriched冬虫夏草有利于当代治疗抑郁症和糖尿病通过coeffect [33]。VOCCA VOCCH也可能是潜在的策略来降低血糖水平通过coeffect钒和carboxymethyl-carrageenan carboxymethyl-chitosan。在目前的研究中,VOCCH、VOCCA VOSO4显示出类似的降糖功能。然而,钒的形式摄入数量VOCCH和VOCCA明显低于VOSO4(22]。这些结果表明,抗糖尿病的能力比VOSO VOCCH和VOCCA更有效4。
5。结论
增强抗糖尿病的有益作用VOCCH和VOCCA在这项研究中被发现。VOCCH VOCCA将优秀的候选人的胰岛素增强剂有效地激活葡萄糖代谢在活的有机体内和调节葡萄糖代谢影响胰岛素水平。羧甲基壳聚糖羧甲基卡拉胶和允许钒的配体提供最小的剂量,延长药物的持续时间活动,降低钒的毒性。这意味着羧甲基卡拉胶和羧甲基壳聚糖有前途的生物相容性和可生物降解的车辆交付签证官2 +离子。
胰岛素受体是一种跨膜糖蛋白的复杂分子由两个α亚基(135 kd)和两个β亚基(95 kd);他们由三个二硫键。α亚基的细胞外;β亚基是嵌在膜。引起的胰岛素和α亚基组合多个β亚基酪氨酸残基磷酸化,激活蛋白质酪氨酸激酶(PTK)和触发一系列的级联放大反应的磷酸化和去磷酸化调节新陈代谢。PTPase(蛋白质酪氨酸磷酸酶)是主要的负调节因子在胰岛素信号通路;它去磷酸化胰岛素受体及其引起的基质和削弱胰岛素信号。
可能低血糖VOCCA的性质和VOCCH机制如下:VOCCA PTPase VOCCH可以抑制脱磷酸作用活动,所以去磷酸化的酪氨酸激酶和下游信号将抑制衬底。这样,胰岛素信号的作用时间延长,所以VOCCA VOCCH可以降低血糖水平(图10)。
确认
这项工作得到了中国科学院知识创新项目(kzcx2 - yw - 225),山东省科技发展计划(2010 gsf10208),和CAS /认可国际合作项目创新研究团队。