文摘
糖尿病性视网膜病变是一个复杂的条件,炎症和氧化应激代表疾病的发病机理的关键途径。这项研究的目的是调查的影响强化提取的红浆果,银杏叶和白柳树皮含有肌肽和-酸在体外糖尿病大鼠的早期视网膜和等离子体的变化。糖尿病是由一个单一注射链脲霉素诱导的雄性sd大鼠中。糖尿病患者和非糖尿病患者(控制)大鼠治疗日常的强化提取十天。视网膜的TNF -样本收集和分析和VEGF的内容。此外,等离子体氧化应激评估了硫代巴比土酸反应物质(TBARS)。增加肿瘤坏死因子-和VEGF水平在糖尿病大鼠的视网膜。强化提取治疗显著降低视网膜细胞因子水平,抑制糖尿病引起的脂质过氧化作用。这些数据表明,强化提取变弱的程度视网膜炎症和血浆脂质过氧化保留在早期糖尿病大鼠视网膜。
1。介绍
糖尿病性视网膜病变,糖尿病引起的并发症,是盲症和视力损害的主要原因在工作年龄的人(1]。糖尿病性视网膜病变是一种慢性疾病,发展阶段,很少发现在糖尿病的头几年。疾病的发病率增加到10年的50%和90%,25年的糖尿病1]。
氧化应激的似乎是一个重要的特征糖尿病视网膜病变等并发症。除了众所周知的脂质过氧化增加,糖尿病患者红细胞谷胱甘肽和更高浓度的低浓度dehydroascorbate血浆和血小板低水平的维生素E。氧化应激引起的生产化学活性分子,这诱发多种促炎介质如VEGF和TNF -α(2,3]。最早的变化检测在糖尿病性视网膜病变是周的损失,毛细血管基底膜增厚、水肿、和微动脉瘤的形成。这些结构和功能变化是紧随其后的是微血管闭塞,新血管形成和神经退化4]。
考虑到氧化应激和炎症表现的关键因素在糖尿病视网膜病变的发病和进展,抗氧化和抗炎产品预计将产生显著的治疗优势。
目前的治疗与抗糖尿病的药物大多是为了调节血管的变化,炎症和氧化应激增加。膳食补充剂可以发挥重要作用在改善糖尿病的临床症状5]。许多研究已经确定了类黄酮与减少相关先进的视网膜变性的风险。最近[6],已经证明,圣草酚,一个强大的抗氧化类黄酮提取Eriodictyon californicum,大大降低了视网膜VEGF水平,ICAM-1, TNF -α糖尿病大鼠,以挪士。
多的证据支持浆果提取物的作用,α-酸和L-carnosine抗氧化和抗炎产品(5,7,8]。已经证明,补充与这些化合物可以抑制视网膜diabetes-induced异常(5]。特别是,α-酸可以清除自由基,可以作为一种抗氧化剂9]。α硫辛酸行为都直接通过激进的淬火和金属螯合,或间接通过回收等抗氧化剂抗坏血酸,维生素E,谷胱甘肽(9]。α硫辛酸可以预防白内障(10,11),多元醇积累产生的糖尿病并发症,它是有益的也在糖尿病性视网膜病变的老鼠模型12]。α硫辛酸变弱凋亡视网膜毛细血管内皮细胞的老鼠和减少氧化应激标志物的水平如8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG)和硝基酪氨酸(13]。此外,Kowluru et al。14,15)表明其补充完全防止diabetes-induced增加NF -硝基酪氨酸和激活κB,而降低VEGF的含量在大鼠视网膜14,15]。多个已知的生化途径增加活性氧簇(ROS)的生产,先进的糖基化终端产品(年龄)和活性氮物种(RNS)与高血糖/ diabetes-induced血管损伤(16]。
L-Carnosine,二肽主要在骨骼肌和中枢神经系统,产生行为作为活性氧的清除剂和抑制剂的生产(8]。L-carnosine是最丰富的抗氧化剂在大脑和视网膜8]。肌肽合成的β丙氨酸和组氨酸是专门等选择性酶降解carnosinase-1(所)。有人建议,肌肽/ carnosinase系统扮演着一个重要的角色在糖尿病并发症的发病机制8]。红莓富含酚类化合物以及许多其他重要营养成分,如类黄酮和酚酸,具有多种有益的属性,包括视网膜保护(17]。流行病学证据表明,高消耗的类黄酮可能是有用的对冠心病、中风和神经退行性疾病(18,19]。清除活动的高水平的红色浆果提取物对化学产生活性氧被描述在几项研究[18]。柳属阿尔巴(白柳树皮)提取用于抗炎医学治疗由于其抑制前列腺素合成的能力。的主要成分柳属阿尔巴水杨苷,模拟的广泛使用乙酰水杨酸(20.]。两个实验调查的影响柳属阿尔巴发现证据表明每日120毫克剂量标准化或240毫克的水杨苷比安慰剂好短期改善疼痛和救援药物(20.,21]。
银杏叶对叶提取物(GBE)包含许多不同的黄酮苷类和萜类化合物22]。对众所周知,GBE有抗氧化剂作用作为自由基清除剂和抗炎效应抑制活性氧和氮物种的生产(22]。GBE抑制的增加产品的低密度脂蛋白(LDL)的氧化分解,降低了细胞死亡在各种类型的神经病变,并防止线粒体的氧化损伤,表明其对神经退行性疾病相关的有益影响预防慢性氧化损伤(23]。
在目前的研究中,我们调查了全身治疗的效果与强化提取(FE)促炎介质(TNF -α和VEGF)在糖尿病大鼠视网膜。此外,我们评估等离子体氧化应激通过测量硫代巴比土酸反应物质(TBARS) [24]。
2。材料和方法
2.1。动物和试剂
男性的雄性sd大鼠中(约200克)来自查尔斯河(Calco、意大利)。所有的动物治疗根据下午声明使用动物眼科和视觉研究欧盟指令2010/63 /欧洲议会和理事会。标准实验室的动物喂养食物和被允许免费使用水在空调房12 h光/ 12 h暗周期。最后一组对所有测量尺寸-10年。从Sigma-Aldrich STZ购买(圣路易斯,密苏里州,美国)。所有其他试剂购买的标准商业供应商除非另有注明。
2.2。诱导糖尿病和治疗计划
STZ行为产生的过氧化物浓度大于可容忍的胰岛,因为这些很穷谷胱甘肽过氧化物酶。如前所述(执行糖尿病的感应24]。短暂,动物收到一个注射STZ (iv)的(60毫克/公斤)。控制(非糖尿病患者)动物仅接受车辆。24小时后,动物血糖水平大于250 mg / dL被认为是糖尿病患者,随机分成组。所有实验进行了诱导糖尿病后10天。我们证实了糖尿病状态通过评估血糖日常使用血糖仪(Accu-Check活跃;罗氏诊断,意大利米兰)。一群老鼠服用铁提取腹腔内(i.p)从30分钟后STZ管理。每天注射的治疗包括混合悬浮包含以下:300毫克/公斤α-酸,150毫克/公斤柳属阿尔巴水杨苷提取(包含15%),100毫克/公斤浆果提取物(35%多酚;花青素6%),和65毫克/公斤银杏叶提取(22.0 - -27.0%银杏类黄酮;5.0 - -7.0%萜烯内酯;银杏酸含量< 5 ppm), 50毫克/公斤L-carnosine (Tiomax,意大利Sooft SpA、Montegiorgio、意大利)。我们选择这些浓度,因为他们代表了眼科医生在临床实践中推荐的剂量(25]。10天后动物被杀,视网膜和血液样本收集评估细胞因子(TNF -α分别和VEGF)和TBARS。
2.3。测量肿瘤坏死因子-α和VEGF
从注射STZ后10天,眼睛是阐明和视网膜样本收集;每一个视网膜处理如前所述[24]。简单地说,100年视网膜样本均质μL与蛋白酶抑制剂使用前混合解决方案的补充。样本离心机,蛋白质含量测定(迷你BCA试剂盒;皮尔斯科学、钙、美国)。肿瘤坏死因子-α和VEGF蛋白水平估计与商业ELISA试剂盒。的组织样本浓度计算蛋白质含量的标准曲线和纠正。
2.4。脂质过氧化作用分析
脂质过氧化作用被定义为“多不饱和脂类的氧化变质,“也就是说,脂类包含两个以上碳碳双共价键。如前所述(6),血浆脂质过氧化作用是由硫代巴比土酸反应物质评估方法。硫代巴比土酸测试是一种最常用的测试测量脂肪酸的过氧化反应。短暂,等离子体与盐酸混合硫代巴比土酸,孵化和加热20分钟,然后用三氯乙酸deproteinated。malonaldehyde和硫代巴比土酸粉产品的吸光度检测在532海里。nmol表达的结果是每毫升血浆MDA。
3所示。结果
3.1。血糖和体重
十天后出现糖尿病、治疗在糖尿病大鼠血糖值与铁明显高于非糖尿病的老鼠(表中相应的值1)。菲不会干扰在非糖尿病大鼠血糖值(数据没有显示)。身体重量的糖尿病大鼠治疗铁明显比非糖尿病的老鼠少但没有不同较糖尿病组(表1)。
3.2。肿瘤坏死因子-α和VEGF
图1显示了视网膜TNF -α和VEGF水平。实验性糖尿病显著增加了TNF -α级别(从pg /毫克pg /毫克;)。铁治疗显著降低TNF -视网膜水平αSTZ-treated组(从pg /毫克pg /毫克;)。我们也评估了铁治疗对VEGF的影响的内容。如图1STZ-treated动物显示,VEGF水平(从增加2倍pg /毫克pg /毫克;)。铁治疗糖尿病大鼠显著降低VEGF水平与对照组相比(从pg /毫克pg /毫克;)。菲没有显著影响细胞因子水平在正常非糖尿病的老鼠(数据未显示)。
(一)
(b)
3.3。脂质过氧化作用
显著增加血浆脂质过氧化是观察糖尿病(图10天后2)。铁治疗显著()抑制糖尿病引起的脂质过氧化反应(MDA nmol /毫升MDA nmol / mL,职责)。菲没有明显影响脂质过氧化作用在正常非糖尿病的老鼠(数据未显示)。
4所示。讨论
目前的结果表明,铁的红色浆果,银杏叶和白柳树皮,包含α-酸和L-carnosine,可能由于高血糖钝的一些负面影响,如氧化、炎症和VEGF表达,糖尿病性视网膜病变的主要原因。
糖尿病的特征是一个进步的血管损伤由周皮细胞损失导致增加视网膜渗漏和黄斑水肿和新血管的形成26]。许多研究表明,VEGF和TNF -α导致糖尿病性视网膜病变的发展,他们在糖尿病视网膜表达增加。VEGF的作用发展的糖尿病并发症的眼睛已是不争,而肿瘤坏死因子的作用α仍在调查之中。肿瘤坏死因子-α与糖尿病视网膜病变的发病机制,这促炎细胞因子诱导内皮细胞粘附分子的表达通过激活NF -κb .后者能够增加其他炎症介质,如环氧酶的表达酶2 (cox - 2)。这种酶也可以激活通过糖基化产品(27]。在目前的研究中,我们观察到,TNF -α水平在糖尿病大鼠视网膜与视网膜相比明显高于对照组(图1(一))。根据我们的数据,其他组表明,视网膜TNF -α显著提高糖尿病大鼠(28,29日]。肿瘤坏死因子-α是一种促炎细胞因子主要由炎症细胞和内皮细胞激活。这个细胞因子是一个有效的诱导物leukostasis引起的其他演员如VEGF、il - 1β,拥堵的视网膜血管(30.]。据Joussen et al。31日]TNF -α在糖尿病性视网膜病变是其中最重要的细胞因子参与激活白细胞和内皮细胞的凋亡。进一步,所显示的相同的作者29日,31日),肿瘤坏死因子-α受体抑制剂及非甾体类抗炎药减白细胞粘附在糖尿病视网膜血管以及视网膜渗漏,表明TNF -一个关键的角色α。
我们的结果,确认TNF -旁边α水平STZ-induced糖尿病大鼠视网膜的增加,表明TNF - FE治疗防止增加α水平(图1(一)),这表明抗氧化剂治疗糖尿病视网膜炎症环境的改善。
进一步调查这个铁是否影响早期糖尿病视网膜病变的VEGF水平在我们的模型中,我们也测量视网膜VEGF水平。
VEGF是一种生长因子,刺激血管生成,促进血管渗透性,诱发离解的紧密连接。生产VEGF是引起的高葡萄糖水平,年龄,IGF-I,血管紧张素ⅱ,缺氧;所有这些因素增加视网膜糖尿病微血管床(32]。此外,VEGF水平被发现显著升高的眼部幽默幽默玻璃和水等液体增生性糖尿病性视网膜病变患者(33),许多研究证实其主要作用在新血管形成和血视网膜屏障的破坏6,34]。我们发现视网膜VEGF水平增加STZ大鼠和可以被铁钝化处理(图1 (b))。
糖尿病可能引发的氧化应激在糖尿病并发症的发展中发挥作用(1]。许多研究已经证明的关键作用氧化应激在糖尿病动物的视网膜35)和增加血清脂质氢过氧化物之间的相关性,在糖尿病患者视网膜病变的患病率36]。脂质过氧化是一个免费的radical-induced过程导致氧化变质的多不饱和脂肪酸(欧米伽)。在生理条件下,血浆脂质过氧化物的浓度很低。我们的结果表明,在糖尿病动物的水平高血浆和TBARS被铁治疗后恢复正常的价值观。
Kowluru et al。12)调查的影响长期管理不同的抗氧化剂的开发两种动物模型视网膜毛细血管病变的糖尿病性视网膜病变的早期阶段。他们在动物模型证明multiantioxidant饮食,显著抑制(55 - 65%)外膜细胞鬼魂和非细胞毛细血管的形成,并显著钝化氧化应激。先前的研究表明增加脂质过氧化水平的玻璃从增生性糖尿病性视网膜病变患者37]。血清脂质过氧化物增加表明自由基活动增加与视网膜病变有关,与发病的影响(37]。有趣的是,在目前的研究中,治疗等复杂的混合物提取抑制氧化应激诱导的糖尿病状态。
5。统计分析
所有的值表示为平均数±标准差。分析的结果是单向方差分析之后Bonferroni事后测试多个比较。时被认为是具有统计学意义的差异值小于0.05。
6。结论
对这些数据表明,铁的红色浆果,GBE,和白柳树皮,以及α-酸和L-carnosine可能有用的治疗糖尿病性视网膜病变,临床研究来评估这种可能性是必要的。
的缩写列表
| VEGF: | 血管内皮生长因子 |
| 肿瘤坏死因子-α: | 肿瘤坏死因子-α |
| ICAM-1: | 细胞间粘附molecule-1 |
| 以挪士: | 内皮细胞一氧化氮合酶 |
| 8-OHdG: | 8-Hydroxy-2′脱氧鸟苷 |
| NF -κB: | 核因子kappa-light-chain-enhancer激活B细胞 |
| ROS: | 活性氧 |
| 年龄: | 高级糖化最终产品 |
| RNS: | 活性氮物种 |
| 所: | Carnosinase |
| GBE: | 银杏叶叶提取 |
| TBARS: | 硫代巴比土酸活性物质 |
| 低密度脂蛋白: | 低密度脂蛋白 |
| STZ: | 链脲霉素 |
| ELISA: | 酶联免疫吸附试验 |
| 菲: | 强化提取 |
| cox - 2: | 环氧酶酶2 |
| MDA: | malonaldehyde。 |
利益冲突
所有作者没有利益冲突或直接金融与商业身份在本文中提到的。
确认
作者要感谢安东尼Bridgewood博士为他的英语论文的修改。这部分工作是支持由国家拨款主要2009 - bm7ljc和国家授予pon01 - 00110。