文摘
芥子酸是一种天然酚酸存在于水果,蔬菜和谷物,施加大量的药理作用。这项研究的目的是探讨影响芥子酸的生化参数与葡萄糖和脂类代谢,以及标记的抗氧化能力和参数在estrogen-deficient血清氧化损伤的老鼠。这项研究是进行三个女Wistar鼠,分为5组,包括sham-operated控制老鼠,切除卵巢的控制老鼠,切除卵巢的老鼠口服药物与雌二醇(0.2毫克/公斤)或芥子酸(5和25毫克/公斤)28天。雌二醇的水平,孕激素,胰岛素,白介素18日,葡萄糖,果糖胺、脂质、酶和非酶的抗氧化剂(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽);总抗氧化能力;和氧化损伤参数(羰基硫代巴比土acid-reactive物质、蛋白质组和高级氧化蛋白质产物)测定血清。雌二醇抵消碳水化合物和胆固醇代谢紊乱引起的雌激素缺乏症。芥子酸血清雌二醇浓度增加;降低胰岛素抵抗和甘油三酯和总胆固醇浓度;和有利影响抗氧化能力的参数(谷胱甘肽降低,超氧化物歧化酶)和氧化损伤(高级氧化蛋白质产品)。
1。介绍
雌激素影响身体的代谢稳态调节许多信号通路。雌激素参与等,在控制能量体内平衡和葡萄糖代谢。通过代理在下丘脑,他们控制食物摄入量,能量消耗,白色脂肪组织的沉积。他们发挥重要作用在调节胰岛素分泌胰腺和骨骼肌对胰岛素的反应,肝脏和脂肪组织(1- - - - - -3]。绝经期后,雌激素缺乏导致肥胖的发展,血脂异常、高血压、胰岛素抵抗和,因此,它会增加心血管疾病和2型糖尿病的风险(1,4,5]。知识的当前状态的雌激素影响新陈代谢最近全面复查Mauvais-Jarvis et al。1,4),Sharma et al。6],Coyoy et al。7]。
氧化应激参与发展的障碍被认为是造成雌激素缺乏,如:潮热、心血管疾病、骨质疏松症(8- - - - - -10]。众多植物来源的酚类化合物,存在于食品,属于氧化应激的因素修改发展(11,12]。酚类化合物包括等黄酮和酚酸的含量。类黄酮的抗氧化活性(主要是大豆异黄酮)一直是研究的主题(例如,13- - - - - -16在estrogen-deficient老鼠])。尽管酚酸的抗氧化活性也记录(17- - - - - -19),还有数据不足的酚酸对氧化应激的影响条件的雌激素缺乏症。大豆异黄酮是植物雌激素,对氧化应激及其影响参数可能源于对雌激素受体的影响。酚酸,而没有被证实为雌激素受体亲和力(20.];然而,早期的研究表明,一些hydroxycinnamic酚酸(特别是咖啡酸)可能会增加estrogen-deficient大鼠血清雌二醇水平(21]。
芥子酸是一种酚酸,发现,,水果(如草莓、柠檬),谷物(oat)和蔬菜(特别是从十字花科家族,就像tronchuda卷心菜,花椰菜,和萝卜)以及在一些药用植物物种(例如琉璃苣、鼠尾草、权杖或迷迭香)(22- - - - - -24]。芥子酸,hydroxycinnamic酸衍生物,具有抗氧化活性。有报道称在其众多外围活动(抗炎(25),低血糖(26,27],护心[28,29日],王亚南[30.],nephroprotective [31日(神经[])和中央活动32- - - - - -34],抗惊厥的[34),和抗焦虑药35])。
考虑到酚酸可能会影响氧化压力参数和雌激素水平,该研究的目的是调查的影响政府的芥子酸血清生化参数相关的代谢紊乱的发展造成雌激素缺乏的老鼠。到目前为止,没有数据表明芥子酸的影响参数与脂质和糖代谢雌激素缺乏的条件。
2。材料和方法
2.1。动物和药物
实验进行成熟,三女Wistar鼠,与当地伦理委员会批准,在卡托维兹(许可数量38/2015,148/2015,66/2016)。提供的动物实验医学中心,医科大学的西里西亚,卡托维兹,波兰。老鼠无限制地饮用水和标准实验室饲料(Labofeed B;Wytwornia Pasz“Morawski Kcynia、波兰)。下列物质和药物:芥子酸(Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国),雌二醇半水化合物(Estrofem,诺和诺德公司/ S, Bagsvard,丹麦),氯胺酮(Ketamina 10%, Biowet Puławy, Puławy,波兰),甲苯噻嗪(Xylapan, Vetoquinol Biowet, Gorzow Wlkp。、波兰)。
2.2。实验设计
在13天的适应时期,动物们被分成以下组( ):SHAM-sham-operated控制老鼠;OVX-ovariectomized控制老鼠;ESTR-ovariectomized老鼠收到雌二醇(每天0.2毫克/公斤以上);SA5-ovariectomized老鼠收到芥子酸(每天5毫克/公斤以上);SA25-ovariectomized老鼠收到芥子酸(每天25毫克/公斤以上)。老鼠ESTR集团作为阳性对照组。双侧卵巢切除术(OVX大鼠的,ESTR SA5,和SA25组)和虚假的手术(老鼠的虚假的组)进行7天前开始的雌二醇或芥子酸管理。动物麻醉与氯胺酮和甲苯噻嗪(87.5和12.5毫克/公斤i.p。、职责)。芥子酸和雌二醇的口服药物在胃内的管一天一次为4周水悬浮的渐变20问:做好准备。(最大值1μ20 l的渐变/ 1毫升的水)。剂量的剂量范围内的是以前的实验研究芥子酸(27,28,30.,31日,33)和雌二醇(36在老鼠身上)。虚假和OVX控制老鼠收到水20相同数量的渐变,同样体积的2毫升/公斤订单。所有的动物都是每周两次。最后的测量体重是上届政府芥子酸之前,雌二醇或车辆。
在上届政府芥子酸或雌二醇,老鼠牺牲下心脏放血氯胺酮和甲苯噻嗪麻醉。这些动物安乐死之前禁食过夜。血清得到从凝结的血液离心和冷冻直到生化进行测量。子宫、胸腺、肝脏和右肾被孤立于牺牲了老鼠和体重。所有光谱光度测量的测量进行了使用M200 Tecan无限PRO板读者与麦哲伦2.0软件。
实验的时间轴图所示1。
2.3。测定性激素
血清雌二醇和孕酮的浓度是由ELISA,使用DiaMetra (Segrate-Milano、意大利)包根据制造商提供的说明。
2.4。相关参数测定葡萄糖体内平衡
血清浓度的葡萄糖和果糖胺测定spectrophotometrically,利用黑科学(美国广州,MI)包、胰岛素浓度由ELISA的时候,使用BioVendor(捷克布尔诺)装备,根据制造商的指示。HOMA-IR指数(稳态模型评估胰岛素抵抗)计算使用公式(1)[37,38]:
2.5。测定脂质浓度
血清浓度的甘油三酯,总胆固醇,低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白),和高密度脂蛋白胆固醇(hdl - c)测定spectrophotometrically使用黑科学(美国广州,MI)包,根据制造商提供的说明。
2.6。非酶的测定和酶的抗氧化剂
减少血清谷胱甘肽(GSH)和氧化谷胱甘肽(GSSG)水平,总抗氧化能力(TAC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性测定使用开曼化学(美国安阿伯市MI)包。
SOD和CAT的活动被转换为毫克的蛋白质。血清蛋白水平由缩二脲的方法使用一个黑的科学(美国广州,MI)设备。测量是根据制造商提供的指令执行。
2.7。测定氧化损伤参数
的血清含量TBARS(硫代巴比土acid-reactive物质)确定使用的方法Ohkawa et al。39]。该方法是基于脂质过氧化作用的产品和硫代巴比土酸之间的反应。产生颜色的强度确定spectrophotometrically的波长535 nm。建立标准曲线,1,1,3,3-tetraethoxypropane (Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)使用。
光度法测定先进氧化蛋白质产品(AOPP)的基础上进行了描述的协议Witko-Sarsat et al。40]。校准曲线是用氯胺T (Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国),和吸光度测量的波长340纳米。提出了AOPP的浓度μ摩尔的氯胺T等价物/ l。
蛋白质羰基化合物的浓度(PCG)测量spectrophotometrically使用商用设备(美国细胞生物学实验室,圣地亚哥,CA),根据制造商提供的说明。
2.8。测定白介素18
血清白介素18(地震)的浓度由ELISA用Cloud-Clone(美国休斯顿,德克萨斯州)工具包,指令后由制造商提供。
2.9。生化标记物的测定肝脏和肾脏功能
活动的天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT),以及尿酸和尿素的浓度,测定spectrophotometrically使用包由生物系统(科斯塔布拉瓦,巴塞罗那,西班牙)血清。肌酐的浓度决定使用黑科学(美国广州,MI)工具。测量是根据制造商提供的说明。
2.10。统计分析
结果给出了算术平均值±SEM。评估结果的统计学意义,单向方差分析以及Fisher LSD事后测试使用。结果被认为是具有统计学意义 。
3所示。结果
3.1。雌二醇和芥子酸的影响体重和器官质量
4周后体重和体重增加的观察统计上显著增加切除卵巢的控制老鼠(OVX) sham-operated相比控制老鼠(假的)。在控制OVX大鼠子宫的质量显著降低,而胸腺的质量增加。肝脏和肾脏的质量没有显著变化相比,这些器官的虚假的控制质量的老鼠。管理的剂量雌二醇0.2毫克/公斤下降造成体重增加,增加子宫的质量,和减少胸腺质量,虽然它并不影响肝脏和肾质量,而OVX大鼠的控制。芥子酸政府在剂量没有导致任何体重的变化,体重增加,和质量的检查器官(表1)。
3.2。雌二醇的影响和芥子酸的浓度血清性激素
OVX大鼠控制,显著减少观察雌二醇和孕酮浓度,而虚假的控制老鼠。雌二醇管理局没有触发任何变化的激素水平测试。芥子酸政府在使用剂量导致显著提高血清雌二醇浓度相比,OVX大鼠的控制。芥子酸并不影响血清孕酮浓度(图2)。
3.3。雌二醇和芥子酸的影响在血清中葡萄糖稳态参数
OVX控制老鼠,没有显著变化的葡萄糖,胰岛素和果糖胺浓度被发现;然而,HOMA-IR指数显著增加老鼠比虚假的控制。雌二醇和芥子酸两种剂量没有明显影响葡萄糖、胰岛素和果糖胺的浓度,但他们导致HOMA-IR指数减少,相比与OVX大鼠的控制。芥子酸剂5毫克/公斤显示倾向于果糖胺浓度较低,而高剂量(25毫克/公斤)透露倾向于降低OVX大鼠的血清中胰岛素浓度(图3)。
3.4。雌二醇的影响和芥子酸的浓度血清脂质
OVX大鼠控制,总胆固醇和低密度脂蛋白浓度显著增加,虽然没有甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇浓度的变化观察大鼠相比,那些虚假的控制。政府引起的雌二醇降低总胆固醇和低密度脂蛋白浓度控制OVX大鼠相比,没有任何重大影响甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇浓度。芥子酸在剂量降低总胆固醇浓度,使用时的剂量25毫克/公斤,甘油三酯浓度增大而减小。没有影响芥子酸的高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白浓度观察(图4)。
3.5。雌二醇和芥子酸的非酶的浓度和血清酶的抗氧化剂
OVX组的控制老鼠,谷胱甘肽浓度明显降低,倾向于减少谷胱甘肽(GSSG比率,减少无意义的TAC老鼠被发现而虚假的控制。对GSSG浓度没有影响。SOD活性显著增加;猫活动并没有显著的增加。雌二醇导致谷胱甘肽浓度的增加和SOD活性下降。政府芥子酸的低剂量导致倾向于增加谷胱甘肽浓度,及其政府在高剂量导致显著增加该参数相比,OVX大鼠的控制。只有芥子酸高剂量降低SOD的活性。其他参数没有显著改变后雌二醇或芥子酸(表2)。
3.6。雌二醇的影响和芥子酸的浓度在血清中氧化损伤指标
雌激素缺乏OVX大鼠控制导致微不足道TBARS浓度的增加,AOPP, PCG老鼠相比,那些虚假的控制。雌二醇管理局并没有显着影响的氧化损伤参数的水平调查,虽然有一个倾向于减少PCG浓度相比,OVX大鼠的控制。芥子酸在剂量显著降低了AOPP浓度OVX大鼠,但没有造成任何重大变化在PCG的浓度。芥子酸在剂量显示倾向于低浓度TBARS OVX大鼠(图5)。
3.7。雌二醇的影响和芥子酸的地震在血清中的浓度
OVX控制老鼠,倾向于减少地震-浓度,而虚假的控制大鼠,观察。在两个剂量雌二醇和芥子酸导致统计增加无意义的地震-浓度相比,OVX大鼠(图控制6)。
3.8。雌二醇的影响和芥子酸血清生化标记物的肝脏和肾脏功能
雌激素缺乏没有改变AST和ALT活动以及尿酸的浓度、尿素、肌酐相比与虚假的控制老鼠。政府在两个剂量雌二醇或芥子酸并不影响这些参数,控制OVX大鼠(表相比3)。
4所示。讨论
在目前的研究中,试图探讨芥子酸对生化参数的影响与葡萄糖和脂类代谢以及氧化应激条件下的血清雌激素缺乏,芥子酸的老鼠注射两剂:5和25毫克/公斤订单。芥子酸在食品的内容报道非常多样化。例如,它从0.26不等μ450.3 g / gμ从0.5 g / g水果μ180.1 g / gμ在蔬菜g / g,从0.07到56.05μg / g在谷物22]。假设每天摄入150 - 250克蔬菜和水果富含芥子酸的成年人体重70公斤,考虑到老鼠的新陈代谢快得多(41),它可以假定5毫克/公斤的剂量相当于人类最大剂量可实现的高摄入量。在这项研究中使用的高剂量(25毫克/公斤)更有效地降低葡萄糖比5毫克/公斤剂量与实验1型糖尿病大鼠(27]。
在目前的研究中,5周后执行双边卵巢切除术,减少血清性激素水平(雌二醇和孕酮)和特征的变化estrogen-dependent器官质量(子宫质量和增加胸腺质量下降),以及增加体重增加,证明,表明大鼠雌激素不足。典型的碳水化合物代谢障碍(胰岛素抵抗)和脂质稳态(增加总胆固醇和低密度脂蛋白浓度)观察,与文献数据一致21,42,43]。
虽然最后雌二醇后24 h政府没有什么区别的血清水平的控制老鼠(因为自由雌二醇对大鼠循环半衰期只有2小时(44]),雌激素效应体现了子宫的增加质量和胸腺质量下降。政府的雌二醇剂量为0.2毫克/公斤以上4周有抵消作用在所有上述干扰造成的碳水化合物和脂质代谢雌激素缺乏,与文献数据一致45,46]。
经过政府的芥子酸在剂量,血清雌二醇浓度的增加,对孕酮的浓度没有影响。雌二醇浓度的增加与我们之前研究的结果是一致的(21),我们证明了另一个酚酸(咖啡酸;每天10毫克/公斤汇票28天)增加了estrogen-deficient大鼠的血清雌二醇水平。这表明提高雌二醇合成的可能性extraovarian组织(肌肉、脂肪组织)不同的酚酸。咖啡酸和芥子酸都是hydroxycinnamic酸衍生品:3,4-dihydroxycinnamic酸(咖啡酸)和3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic酸(芥子酸)。有趣的是,政府的芥子酸没有导致任何estrogen-specific estrogen-dependent器官质量的变化(如增加子宫的质量或降低胸腺质量)。子宫切除卵巢的老鼠接受芥子酸的质量甚至显示强烈倾向于减少,进而可能表明在子宫抗雌激素的活动。
在我们的研究中,芥子酸减少胰岛素抵抗由HOMA-IR指数计算,广泛用于评估胰岛素敏感性在人类和实验动物(8,36,37]。减少该参数由雌二醇和芥子酸可能表明芥子酸通过雌激素作用途径。芥子酸的有益作用在葡萄糖体内平衡以前的鼠模型中演示了链脲霉素引起的1型糖尿病和2型糖尿病引起fructose-rich饮食(27]。在1型糖尿病,芥子酸减少血浆葡萄糖浓度和增加GLUT4在骨骼肌基因表达27]。2型糖尿病、芥子酸增加细胞对胰岛素的敏感性27]。
在这项研究中,政府的芥子酸降低总胆固醇浓度和剂量,剂量越高,它在切除卵巢的老鼠也降低三酸甘油脂的浓度。结果关于降低总胆固醇水平符合我们之前的研究在其他酚酸(咖啡、p-coumaric和绿原酸)21]。还芥子酸的有益作用已经证明了血脂isoproterenol-induced心肌梗塞模型(28和L-NAME-induced高血压29日]。在这些模型中,芥子酸β-还原酶的活性降低(速率控制胆固醇合成途径中的酶)在肝脏28,29日和血清29日]。然而,在目前的研究中,没有芥子酸对血清低密度脂蛋白胆固醇浓度的影响被观察到,而雌二醇。
为了拓宽知识芥子酸的作用机制的发展引起的代谢紊乱雌激素缺乏,在血清中氧化应激的研究参数。建议雌二醇是绝经前预防氧化损伤9]。众多在活的有机体内研究在更年期引起的大鼠模型进行双边卵巢切除术表明,雌激素缺乏,oxidative-antioxidative平衡扰动,表现在抗氧化参数的变化,酶和非酶的,以及氧化损伤参数在不同器官(42,47- - - - - -54]。然而,这些参数的测量报告的数量的血清切除卵巢的实验动物是少很多42,54- - - - - -58]。
最常见的酶标记的抗氧化能力研究超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)。这些酶形成一个集成的、非常敏感和特异性抗氧化系统(59]。SOD超氧化物阴离子自由基参与中和,而猫和GPx分解过氧化氢形成的SOD活性。在我们的研究中,OVX控制老鼠,有提高SOD和CAT的活动,与先前的研究结果一致(55]。然而,应该指出,也有报道表明这些酶活性的降低血清大鼠去卵巢后的骨骼状况(56]。谷胱甘肽(减少谷胱甘肽),一个重要的非酶的抗氧化,是一个主要的末端硫醇,保护蛋白质免受氧化(60]。在我们的研究中,血清中谷胱甘肽的浓度estrogen-deficient老鼠下降,这与先前的观察是一致的(55,57]。此外,TAC的血清水平,统计无关紧要的减少。类似的结果在切除卵巢的老鼠(早些时候报道58]。
脂类的氧化损伤参数(TBARS)和蛋白质(PCG AOPP)血清也被评估。雌激素缺乏的影响下,在动物模型中,TBARS通常的浓度增加(42,43,54),虽然也有出版物表明缺乏变化TBARS [55]。PCG的浓度也会增加雌激素缺乏症(42];据我们所知,没有报告描述的影响雌激素缺乏症在实验室动物AOPP的浓度。在我们的实验中,卵巢切除术后5周,所有氧化损伤指标的浓度检查(TBARS、PCG AOPP)无关紧要的增加。
在目前的研究中,芥子酸和雌二醇的影响一些抗氧化参数是相同的。芥子酸的影响下,雌二醇血清中谷胱甘肽的浓度增加,而且,在高剂量雌二醇和芥子酸、SOD的活性下降。这些特定的活动芥子酸可能部分源于增加血清雌二醇水平。
另一方面,芥子酸,与雌二醇,改善氧化损伤parameters-AOPP之一。除了标记的氧化损伤,AOPP被认为是炎症的标志(40,61年]。AOPP绑定到愤怒受体,受体对先进的糖化产品(年龄)。这种受体的刺激导致促炎细胞因子和粘附分子的生产,也会加重炎症和NADPH氧化酶激活,进而诱导活性氧的形成和强化氧化应激(62年]。AOPP浓度的降低血清大鼠去卵巢后的骨骼状况的影响下芥子酸表明潜在的芥子酸减少氧化应激和发挥抗炎活性。芥子酸的抗氧化性能的另一个表现是倾向于减少TBARS浓度血清大鼠去卵巢后的骨骼状况。芥子酸的抗氧化活性可能是由于一个事实,即hydroxycinnamic酸衍生品中和自由基的释放氢原子紧随其后的是一个含苯氧基的激进的形成。由共轭系统生成的自由基稳定芳烃和烯基羧酸盐侧链(23,24]。
除了氧化压力参数,促炎细胞因子的浓度的地震了。地震-包括在研究报道因为其浓度雌二醇(的依赖63年]。然而,地震作用的代谢综合征,糖尿病,肥胖是不清楚(64年- - - - - -68年]。的切除卵巢的老鼠,在我们的研究中,通过增加体重和胰岛素抵抗,降低浓度的地震造成的雌二醇是展示和管理一个微不足道的地震-浓度增加,虽然政府芥子酸(5毫克/公斤)导致强烈倾向于增加的地震的级别与切除卵巢的控制。同样,罗素et al。63年]报道略有增加的地震水平estradiol-treated切除卵巢的吃普通食物的同类老鼠。然而,estradiol-induced减少地震-浓度是在切除卵巢的老鼠喂食isoflavone-free饮食(63年]。本研究在大鼠喂养一个标准实验室饮食含有大豆。考虑到上述罗素等人的结果。63年),有可能影响地震芥子酸的浓度和其他参数中观察到目前的研究也可能依赖于饮食。应该考虑到这种可能性,因为咖啡酸,雌二醇增加效果依赖于饮食(21,36]。尽管政府咖啡酸(10毫克/公斤订单。)切除卵巢的老鼠喂标准实验室饮食导致增加血清雌二醇浓度(21),管理的咖啡酸(5和50毫克/公斤订单。)没有增加雌二醇浓度soy-free饮食喂养的大鼠(和酚酸含量较低)36]。本研究的结果表明,更多的数据的影响食品植物雌激素饮食活动的其他组件或药物是必要的。
5。结论
总之,政府的芥子酸切除卵巢的老鼠降低总胆固醇的浓度,甘油三酸酯,HOMA-IR指数,并归一化一些血清抗氧化能力的参数和氧化损伤,无序的雌激素缺乏症。芥子酸的影响可能部分是由于血清雌二醇浓度的增加。然而,微分芥子酸和雌二醇的影响(例如,在体重增加和子宫质量,血清甘油三酯浓度,低密度和AOPP)表明,芥子酸也可能根据雌激素以外的机制。
数据可用性
数据将根据要求提供。
的利益冲突
作者认为没有利益冲突。
确认
这项研究是由医科大学的西里西亚,卡托维兹,波兰。