Efek Hipoglikemik Dan Hipolipidemik Dari Glikosida Total Cistanche Tubulosa
Mar 28, 2022
Kontak:{0}}/ WhatsApp: 008618081934791
Kuiniu Zhu a,b,1, Zhaoqing Meng a,c,1, Yushan Tian d, Rui Gu a, Zhongkun Xu a, Hui Fang a, Wenjun Liu a, Wenzhe Huang a, Gang Ding a, Wei Xiao a,*
ABSTRAK
Relevansi etnofarmakologi:Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) adalah komponen yang sering diresepkan dalam banyak resep herbal tradisional yang digunakan untuk mengobati diabetes di Cina. Dalam studi terbaru, aktivitas antidiabetes ekstrak Cistanche tubulosa telah dikonfirmasi. Namun, tidak ada penyelidikan sistematis yang dilaporkan pada total glikosida Cistatnche tubulosa (TGCT).
Tujuan studi:Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki efek hipoglikemik dan hipolipidemik TGCT dan mekanisme potensial pada tikus diabetes yang diinduksi diet / streptozotocin (STZ), dan untuk mengkarakterisasi secara kimiawi konstituen utama TGCT.
Bahan dan metode:Konstituen utama TGCT dicirikan oleh HPLC/Q-TOF-MS dan kuantifikasi analitik dilakukan dengan HPLC-DAD. Tikus diabetes tipe 2 diinduksi dengan diet tinggi lemak tinggi sukrosa (HFSD) dan injeksi tunggal STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg dan 200 mg/kg) atau metformin (200 mg/kg) diberikan secara oral selama 6 minggu. Berat badan dan asupan kalori dipantau selama percobaan. Glukosa plasma puasa (FPG), tes toleransi glukosa oral (OGTT), area di bawah kurva glukosa (AUC-G), hemoglobin glikosilasi (HbA1c), insulin puasa, serum C-peptida, kandungan glikogen, dan indeks sensitivitas insulin diuji . Kadar protein kinase B terfosforilasi dan glikogen sintase kinase 3 terfosforilasi, aktivitas heksokinase dan piruvat kinase diuji. Sementara itu, perubahan profil lipid serum, superoksida dismutase, glutathione peroksidase, malondialdehid, dan faktor inflamasi diukur. Histologi pankreas juga dievaluasi dengan pewarnaan hematoxylin-eosin.
Hasil:Penyelidikan kami mengungkapkan adanya glikosida fenilethanoid (PhGs): echinacosida (500,19 ±11,52 mg/g), acteoside (19,13 ± 1,44 mg/g) dan isoacteoside (141,82 ± 5,78 mg/g) di TGCT. Tes farmakologis menunjukkan bahwa TGCT secara signifikan membalikkan penurunan berat badan yang diinduksi STZ (11,1 persen , 200 mg/kg); penurunan FPG (56,4 persen , 200 mg/kg) dan HbA1c (37,4 persen , 200 mg/kg); memperbaiki OGTT, AUC-G, dan sensitivitas insulin; peningkatan kandungan glikogen (40,8 persen di hati dan 52,6 persen di otot, 200 mg/kg) dan aktivitas enzim metabolisme karbohidrat; perubahan profil lipid yang diatur dan aktivitas enzim antioksidan; penanda serum stres oksidatif dan peradangan yang berkurang dengan cara yang bergantung pada dosis (p <>
Kesimpulan:Studi ini mengkonfirmasi bahwa TGCT adalah agen nutrisi yang efektif untuk memperbaiki hiperglikemia dan hiperlipidemia pada tikus diabetes yang diinduksi diet / STZ, yang mungkin sebagian besar dikaitkan dengan aktivitas TGCT pada penghambatan stres oksidatif dan peradangan.
Atribusi Cistancheterhadap kegiatan penghambatanstres oksidatifdanperadangan.
1. Perkenalan
Diabetes mellitus dianggap sebagai penyakit metabolik, yang ditandai dengan hiperglikemia akibat gangguan produksi insulin atau/dan resistensi insulin (IR) (American Diabetes Association, 2019). Hiperglikemia kronis dikaitkan dengan beberapa komplikasi berat seperti nefropati, retinopati, neuropati, dan masalah jantung (Ekoe, 2019). Jumlah penderita diabetes global pada tahun 2019 diperkirakan 463 juta (9,3 persen), meningkat menjadi 578 juta (10,2 persen) pada tahun 2030 dan 700 juta (10,9 persen) pada tahun 2045 (Saeedi et al., 2019). Beberapa obat seperti metformin (Met, meningkatkan produksi glikogen hati), insulin (menekan produksi glukosa dan meningkatkan pemanfaatan glukosa), dan sulfonilurea (merangsang sel pulau pankreas untuk mensekresi insulin) efektif dalam mengurangi glikemia. Namun, banyak reaksi merugikan yang tidak diinginkan (termasuk penambahan berat badan, hipoglikemia, IR, dan edema) telah membatasi penggunaannya (Moller, 2001). Oleh karena itu, banyak peneliti telah mencari senyawa biologis aktif dari ekstrak tumbuhan tradisional untuk pengobatan diabetes selama beberapa tahun terakhir (Kasanana et al., 2019; Liu et al., 2020).
Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) telah banyak digunakan dalam pengobatan tradisional Tiongkok, yang sering diresepkan dalam formula tradisional untuk mengobati defisiensi ginjal, infertilitas wanita, dan diabetes mellitus (Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). Studi terbaru melaporkan bahwa ekstrak air Cistanche tubulosa menunjukkan efek hipoglikemik dan hipolipidemik pada tikus db/db dengan diabetes mellitus tipe 2 (T2DM) (Xiong et al., 2013), dan memperbaiki kadar glukosa darah, IR, dan peroksidasi lipid pada streptozotocin (STZ)-tikus diabetes yang diinduksi nikotinamida (Kong et al., 2018). Glikosida fenilethanoid (PhGs) adalah konstituen utama Cistanche tubulosa (Morikawa et al., 2014), yang telah menunjukkan berbagai aktivitas biologis seperti antioksidan (Xue et al., 2017) dan anti-kanker (Fu et al., 2019) . Selain itu, PhGs secara signifikan menghambat peningkatan kadar glukosa darah postprandial pada tikus yang mengandung pati (Morikawa et al., 2014), menekan cotransporter glukosa yang bergantung natrium 1-memediasi pengambilan glukosa dalam sel epitel usus (Shimada et al., 2017), dan menghambat aktivitas aldosa reduktase pada lensa tikus (Morikawa et al., 2019). Namun, tidak ada penelitian sebelumnya yang menyelidiki aktivitas anti-hiperglikemik dari total glikosida Cistanche tubulosa (TGCT).
Dalam penelitian ini, sifat antidiabetes dari TGCT telah dievaluasi dalam diet tinggi lemak tinggi sukrosa (HFSD) dan tikus diabetes yang diinduksi STZ. Selain itu, aktivitas antioksidan dan anti-inflamasi juga diselidiki untuk memahami secara komprehensif mekanisme potensial TGCT.
2. Bahan-bahan dan metode-metode
2.1. Bahan kimia dan reagen
STZ dibeli dari Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, USA). Met diperoleh dari Sino-Amerika Shanghai Squibb Pharma. Kit ELISA insulin, C-peptida dipasok oleh Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, China). Kit ELISA glukosa, hemoglobin glikosilasi (HbA1c), kolesterol total (TC), triasilgliserol (TG), kolesterol lipoprotein densitas rendah (LDL-C), kolesterol lipoprotein densitas tinggi (HDL-C), superoksida dismutase (SOD) , glutathione peroxidase (GSH-Px), malondialdehyde (MDA), tumor necrosis factor- (TNF ), interleukin 1 (IL-1 ), interleukin 6 (IL-6) dibeli dari Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . Kit ELISA protein kinase B terfosforilasi (p-PKB) dan glikogen sintase kinase 3 terfosforilasi (p-GSK3) diperoleh dari Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacoside (kemurnian Lebih dari atau sama dengan 98 persen) dan acteoside (kemurnian Lebih besar dari atau sama dengan 97 persen) dibeli dari National Institutes for Food and Drug Control. Isoacteoside (kemurnian Lebih dari atau sama dengan 98 persen) disediakan oleh Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.
bubuk ekstrak bermanfaat cistanche
2.2. Sumber daya tanaman dan persiapan TGCT
Batang sukulen kering dari Cistanche tubulosa dibeli dari Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, China) dan diidentifikasi oleh Dr. Puyang Gong dari Pharmaceutical Botany Department, Southwest Minzu University. Spesimen voucher (No. 20161103) dihancurkan menjadi bubuk dan disimpan di herbarium Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Menurut standar obat nasional SFDA "Congrong Zonggan Jiaonang " (YBZ07482005-2011Z), obat mentah (1 kg) diekstraksi dengan air tiga kali setelah direndam selama 1 jam. Setelah penyaringan, filtrat dipekatkan di bawah tekanan rendah, ditambahkan alkohol ke larutan pekat sampai konsentrasi etanol mencapai 60 persen. Supernatan cair dipekatkan hingga tidak berasa alkohol dan kemudian dimurnikan dengan resin berpori makro. Pertama, eluen air dan eluen etanol 40 persen dikumpulkan secara berurutan untuk digunakan nanti. Kedua, eluen air diinjeksikan kembali ke dalam resin berpori makro dan dielusi dengan air. Eluen air dibuang. Ketiga, elusi dengan etanol 40 persen dan eluen dikumpulkan untuk digunakan nanti. Terakhir, eluen etanol 40 persen digabungkan dan dipekatkan dengan rotary evaporator, kemudian larutan dikeringkan dengan spray drying. Sekitar 60 g daya coklat diperoleh (yaitu TGCT). Kemurnian TGCT terdeteksi sesuai standar (YBZ07482005-2011Z), yaitu mencapai 853 mg/g. TGCT (0,21 mg) dan tiga standar campuran (echinacoside: 131,3 ug, acteoside: 4,2 ug, isoacteoside: 39,4 ug) masing-masing dilarutkan dalam 1 mL metanol: air (50/50, v/v), dan kemudian disaring melalui 0,45 membran m sebelum injeksi.
2.3. Analisis kualitatif TGCT dengan HPLC/Q-TOF-MS
Sistem HPLC dihubungkan dengan Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, USA) yang dilengkapi dengan ionisasi elektrospray. Analisis dilakukan pada kolom Zorbax SB-C18 (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 m). Fase gerak terdiri dari metanol-air (mengandung 0.1 persen H3PO4). Laju aliran adalah 1.0 mL/menit. Program elusi gradien diringkas sebagai berikut: 0–20 menit, 18 persen –28 persen A; 20–50 menit, 28 persen –32 persen A; 50–60 menit, 32 persen A; 60–70 menit, 32 persen –50 persen . TOF-MS dilakukan dalam mode ion positif dan negatif pada m/z 100–3000 di bawah parameter operasi berikut: tegangan kapiler 3500 V (ESI-) atau 4000 V (ESI plus ); gas pengering, 10,0 L/menit; suhu gas, 350 C; tekanan nebulizer, 35 psi; tegangan skimmer, 65 V; tegangan fragmen, 135 V; OCTRFV, 750 V. Semua data dikendalikan oleh Akuisisi Data untuk TOF/ Q-TOF Ver. B.03.01 dan Analisis Kualitatif Ver. B.03.01 (Agilent Technologies, AS) masing-masing.
2.4. Analisis kuantitatif TGCT oleh HPLC-DAD
Pemisahan dilakukan pada kolom Zorbax SB-C18 (150 mm × 4,6 mm, 5 m) dalam waktu 50 menit (1,0 mL/menit). Kondisi kromatografi untuk HPLC-DAD sama dengan analisis kualitatif. Volume injeksi, suhu kolom, dan panjang gelombang UV ditetapkan masing-masing pada 5 L, 30 C, dan 330 nm.
2.5. Hewan percobaan
Tikus SD jantan, dengan berat 180 ± 20 g, dibeli dari Pusat Hewan Laboratorium Nanjing Qinglongshan [Nomor Sertifikat SCXK (SU) 2017-0001] dan ditempatkan di Fasilitas Perawatan Hewan di Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Tiongkok). Perawatan hewan dan prosedur eksperimental telah disetujui oleh Institutional Animal Care and Use Committee, Huzhou Institute for Food and Drug Control (Persetujuan No. 19018), dan dilakukan sesuai dengan Regulations for Animal Experiments of China. Tikus dipelihara di bawah suhu terkontrol (24 ± 2 C) dan kelembaban (50 ± 10 persen ) dengan siklus terang dan gelap 12 jam, diaklimatisasi dengan kondisi hidup selama 7 hari dengan chow laboratorium normal dan air ad libitum.
2.6. Induksi diabetes
Tikus pada kelompok kontrol normal (NC, n {{{0}}) diberi makan dengan diet normal, sedangkan tikus percobaan diberi HFSD (diet normal ditambah dengan 20 persen sukrosa, 10 persen lemak babi, 2,5 persen). persen kolesterol, dan 1 persen kolat, 3,95 kkal/g) selama 4 minggu. Setelah puasa 12 jam, tikus diinjeksi secara intraperitoneal dengan dosis tunggal STZ (30 mg/kg), yang dilarutkan dalam buffer sitrat dingin (0,1 M, pH 4,5) segera sebelum digunakan. Pada hari ke-8 injeksi STZ, sampel darah diambil dari ujung ekor dengan jarum pengambilan darah sekali pakai, dan glukosa plasma puasa (FPG) ditentukan dengan glukometer portabel (LifeScan, Inc. UK). Tikus dengan gejala poliuria, polidipsia, dan FPG lebih besar atau sama dengan 11,1 mmol/L dianggap sebagai tikus diabetes dan dibagi secara acak menjadi lima kelompok (n =10).
Kelompok I: NC, diberi makan dengan 0.5 persen natrium karboksil metilselulosa (CMCNa, 10 mL/kg).
Kelompok II: kontrol diabetes (DC), diberi makan 0.5 persen CMC-Na (10 mL/kg).
Kelompok III: TGCT-50, diobati dengan TGCT (50 mg/kg).
Kelompok : TGCT-100, diobati dengan TGCT (100 mg/kg).
Kelompok : TGCT-200, diobati dengan TGCT (200 mg/kg).
Kelompok : Met-200, diobati dengan Met (200 mg/kg).
Dosis yang digunakan dalam penelitian ini dipilih berdasarkan Chinese Pharmacopeia (edisi 2015). Semua kelompok diberikan secara oral sekali sehari dan terus menerima diet masing-masing selama 6 minggu.
Cistanche melindungi hati.
2.7. Amati kondisi umum tikus
Kondisi bulu, keluaran urin, dan kelangsungan hidup tikus diamati setiap hari. Berat badan (BW) dan asupan kalori dipantau selama percobaan. FPG dievaluasi pada 0, 2, 4 dan 6 minggu setelah pengobatan dengan TGCT.
2.8. Tes toleransi glukosa oral (OGTT)
OGTT dilakukan pada tikus yang dipuasakan semalaman pada tahap akhir dari keseluruhan penelitian. Hanya 60 L sampel darah yang diambil dengan pipet kapiler dari sinus orbital (0 jam), kemudian diberikan dengan TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg, dan 200 mg/kg) atau Met (200 mg/kg) masing-masing. Sampel darah dikumpulkan pada 0,5 jam, 1 jam, 2 jam setelah beban glukosa (2 g/kg). Tikus dibius dengan isofluran selama beberapa menit sebelum diambil darahnya, kemudian segera ditekan untuk menghentikan pendarahan dengan kapas hemostatik. Semua percobaan dilakukan dengan hati-hati untuk memastikan kesejahteraan hewan. Konsentrasi glukosa plasma ditentukan dengan kit glukosa berdasarkan metode glukosa oksidase peroksidase. Area di bawah kurva glukosa (AUC-G) dihitung dengan mengacu pada literatur (Shao et al., 2013).
2.9. Penentuan insulin puasa (FINS) dan indeks sensitivitas insulin (ISI)
Interval 1 hari setelah TTGO, semua tikus dalam kondisi baik tanpa gejala seperti kebutaan dan peradangan. Kemudian, mereka dibius dengan natrium pentobarbital (40 mg/kg, ip) setelah puasa selama 12 jam dan sampel darah dikumpulkan dari aorta perut dengan dan tanpa heparin untuk estimasi biokimia. Serum dikumpulkan dari sampel darah (tanpa heparin) dengan sentrifugasi. FINS diuji dengan kit ELISA. FPG ditentukan menggunakan kit komersial berdasarkan metode glukosa peroksidase. ISI dihitung sesuai dengan rumus: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).
2.10. Estimasi sintesis glikogen di hati dan otot
Otot hati dan gastrocnemius dipotong, dibilas, ditimbang, dan disimpan pada suhu -70 C. Glikogen di hati dan otot diukur dengan metode anthrone seperti yang dijelaskan sebelumnya (Ren et al., 2015). Kandungan glikogen dinyatakan sebagai mg/g berat basah jaringan. Aktivitas heksokinase (HK) dan piruvat kinase (PK) di hati ditentukan oleh kit yang tersedia secara komersial sesuai dengan instruksi pabrik.
2.11. Analisis biokimia
HbA1c dalam darah lengkap (dengan heparin) diukur dengan kit diagnostik. Serum C-peptida, p-PKB, p-GSK3 , TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF- , IL-6, dan IL-1 diuji menggunakan kit komersial sesuai dengan petunjuk pabrik.
2.12. Evaluasi histologi pankreas
Jaringan pankreas juga dipotong, dibilas, dan difiksasi dalam formalin 10 persen netral, kemudian didehidrasi dalam etanol gradien (75 persen, 85 persen, 95 persen dan 100 persen) dan xilena (100 persen). Setelah permeasi, mereka tertanam dalam parafin dan dipotong menjadi bagian setebal 3 m dengan mikrotom putar. Bagian jaringan diwarnai dengan hematoxylin-eosin (H&E) untuk pemeriksaan mikroskopis cahaya (Chen et al., 2014).
2.13. Analisis statistik
Analisis statistik dilakukan dengan perangkat lunak SPSS versi 16.0. Data disajikan dengan mean ± SD. Perbandingan statistik antara kelompok dilakukan dengan menggunakan ANOVA satu arah diikuti dengan uji Tukey dan nilai p < 0.05="" dianggap="" signifikan="" secara="">
3. Hasil
3.1. Analisis fitokimia TGCT
Analisis kualitatif dilakukan dan disajikan dalam bahan pelengkap. Kromatogram ion total dalam mode ion negatif ditunjukkan pada Gambar. S1. Data MS secara tentatif ditetapkan dengan perbandingan dengan data dalam laporan sebelumnya (Li et al., 2015) dan diringkas dalam Tabel S1. Metode analisis untuk mengukur penanda juga telah divalidasi dan dijelaskan secara singkat dalam bahan tambahan. Kromatogram HPLC disajikan pada Gambar. 1. Tiga konstituen utama (echinacoside, acteoside dan isoacteoside) dari TGCT diidentifikasi dibandingkan dengan zat referensi. Identifikasi senyawa dan konsentrasinya dalam TGCT ditunjukkan pada Tabel 1.
3.2. Efek TGCT pada BB dan asupan kalori
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2A, tikus yang diberi HFSD menunjukkan peningkatan berat badan rata-rata 41 g dibandingkan dengan kelompok NC setelah 4 minggu. Namun, STZ terbukti mengurangi BW tikus jika dibandingkan dengan kelompok NC. Sebaliknya, BB pada kelompok TGCT (100 dan 200 mg/kg) meningkat secara progresif dan signifikan (p <0,05) masing-masing="" sebesar="" 8,1="" persen="" dan="" 11,1="" persen="" dibandingkan="" dengan="" kelompok="" dc="" pada="" akhir="" periode="" percobaan.="" ,="" yang="" menunjukkan="" bahwa="" tgct="" dapat="" mencegah="" penurunan="" berat="" badan="" yang="" berlebihan="" dalam="" kondisi="" patologis.="" asupan="" kalori="" dari="" kelompok="" nc="" terlihat="" lebih="" rendah="" daripada="" kelompok="" lain,="" dan="" tidak="" ada="" perbedaan="" yang="" signifikan="" dalam="" asupan="" kalori="" antara="" lima="" kelompok="" lainnya="" (gbr.="">
3.3. Efek TGCT pada FPG, OGTT dan HbA1c
Tikus diabetes yang diinduksi STZ menunjukkan peningkatan FPG yang luar biasa dibandingkan dengan kelompok NC (p < 0.01)="" seperti="" yang="" digambarkan="" pada="" gambar.="" 3a.="" pemberian="" oral="" tgct="" menunjukkan="" efek="" hipoglikemik="" dalam="" waktu="" dan="" cara="" yang="" tergantung="" dosis.="" tgct="" (100="" dan="" 200="" mg/kg)="" secara="" signifikan="" menurunkan="" kadar="" fpg="" pada="" minggu="" ke-4="" (22,1="" persen="" dan="" 24,8="" persen="" )="" dan="" ke-6="" (23,2="" persen="" dan="" 56,4="" persen="" )="" dibandingkan="" dengan="" kelompok="" dc.="" seperti="" digambarkan="" pada="" gambar.="" 3b="" dan="" c,="" tgct="" (100="" mg/kg="" dan="" 200="" mg/kg)="" jelas="" menurunkan="" glukosa="" darah="" sebesar="" 16,1="" persen="" dan="" 22,2="" persen="" pada="" 0,5="" jam="" dan="" menurun="" sebesar="" 17,2="" persen="" dan="" 26,5="" persen="" pada="" 1="" jam,="" dan="" auc="" -g="" kelompok="" tgct="" juga="" berkurang="" masing-masing="" sebesar="" 8,1="" persen,="" 18,5="" persen="" dan="" 25,4="" persen.="" seperti="" yang="" diilustrasikan="" pada="" gambar.="" 3d,="" ada="" peningkatan="" yang="" signifikan="" dalam="" hba1c="" (93,3="" persen)="" dibandingkan="" dengan="" kelompok="" nc,="" sedangkan="" pemberian="" tgct="" oral="" (100="" mg/kg="" dan="" 200="" mg/kg)="" pada="" tikus="" diabetes="" sangat="" menurun="" (p=""><0,05) hba1c="" (masing-masing="" 26,7="" persen="" dan="" 37,4="" persen)="" dibandingkan="" dengan="" kelompok="">
Gambar 1. Spektrum HPLC TGCT dan struktur kimia senyawa utama dalam TGCT.
3.4. Kandungan glikogen di hati dan otot
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4A dan B, kadar glikogen secara signifikan menurun pada tikus diabetes. Ketika konsentrasi TGCT yang berbeda diberikan pada tikus diabetes selama 6 minggu, glikogen hati pada kelompok TGCT (100 mg/kg dan 200 mg/kg) lebih tinggi (25,2 persen dan 40,8 persen ) daripada mereka dalam kelompok DC (p <0,05, gambar.="" 4a).="" efek="" serupa="" ditunjukkan="" pada="" otot="" bahwa="" glikogen="" dalam="" kelompok="" tgct="" (100="" mg/kg="" dan="" 200="" mg/kg)="" lebih="" tinggi="" (40,7="" persen="" dan="" 52,6="" persen)="" dibandingkan="" kelompok="" dc="" (p=""><0,05, gambar="">
3.5. Efek TGCT pada insulin serum, C-Peptida dan ISI
As shown in Table 2, insulin and C-peptide were obviously (p < 0.01) decreased in diabetic rats compared with the NC group. However, TGCT at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), bahkan jika insulin dan C-peptida pada kelompok yang diobati dengan TGCT sedikit lebih tinggi dari pada kelompok DC. Sementara itu, kami menghitung ISI pada Gambar. 4C. Berbeda dengan sekresi insulin, ISI masing-masing meningkat 32,9 persen dan 37,8 persen oleh TGCT (100 mg/kg dan 200 mg/kg) dibandingkan dengan kelompok DC (p <>
Tabel 1 Kandungan penanda fitokimia TGCT.
3.6. Pemeriksaan Histopatologi Pankreas
Untuk memverifikasi efek TGCT pada regenerasi di pulau pankreas, analisis histologis pankreas dilakukan. Pada Gambar. 5A, struktur histologis normal dan pulau berukuran diamati pada kelompok NC. Sebaliknya, injeksi STZ mengakibatkan penurunan jumlah dan diameter pulau dengan perubahan mikrovesikular yang nyata (Gbr. 5B). Baik TGCT dan Met secara signifikan meningkatkan jumlah dan ukuran pulau dengan analisis skor (Gbr. 5C-F).
3.7. Pengaruh TGCT pada p-PKB, p-GSK3 , HK dan PK
Pada Tabel 2, tingkat fosforilasi PKB dan GSK3 ditemukan secara signifikan (p < 0.{{10}}5)="" menurun="" pada="" tikus="" diabetes.="" tgct="" (100="" mg/kg="" dan="" 200="" mg/kg)="" sangat="" meningkatkan="" konsentrasi="" p-pkb="" (tgct-100:="" 13,5="" persen="" ,="" p="">< 0,05="" dan="" tgct-200:="" 16,7="" persen="" ,="" p="">< 0,05)="" dan="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" persen="" ,="" p=""><0,01). efek="" serupa="" dari="" tgct="" pada="" hk="" dan="" pk="" juga="" diamati.="" kelompok="" tgct="" meningkatkan="" aktivitas="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" persen="" ,="" p="">< 0,05="" dan="" tgct-200:="" 59,1="" persen="" ,="" p="">< 0,01)="" dan="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" persen="" ,="" p="">< 0,05)="" dibandingkan="" dengan="" kelompok="">
Gambar 2. Efek TGCT pada berat badan (A) dan asupan kalori (B) pada tikus diabetes yang diinduksi STZ.
3.8. Efek TGCT pada dislipidemia
Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3, Tikus yang diobati dengan TGCT (100 mg/kg dan 200 mg/kg) terutama memperbaiki kelainan lipid. TG berkurang 19,8 persen (p <0,05) dan="" 25,9="" persen="" (p=""><0,01); tc="" menurun="" sebesar="" 28,5="" persen="" dan="" 31,4="" persen="" (p=""><0,05); ldl-c="" berkurang="" 20,0="" persen="">< 0.01)="" compared="" with="" dc="" group.="" however,="" the="" suppressed="" hdl-c="" level="" in="" dc="" group="" was="" significantly="" elevated="" by="" 26.8%="" (p="" <="" 0.05)="" in="" tgct-200="">
3.9. Efek TGCT pada stres oksidatif dan peradangan
Mengingat peran penting stres oksidatif dan peradangan dalam patofisiologi diabetes, kami mengevaluasi kemampuan TGCT pada stres oksidatif dan peradangan pada tikus diabetes. TGCT (100 dan 200 mg/kg) efektif meningkat (14,7 persen , p < 0,05="" dan="" 20,5="" persen="" ,="">< 0.01)="" the="" activity="" of="" sod,="" remarkably="" elevated="" (16.3%,="" p="" <="" 0.01="" and="" 22.3%,="" p="" <="" 0.01)="" the="" gsh-px="" activity="" and="" significantly="" decreased="" (15.0%,="" p="" <="" 0.05="" and="" 19.7%,="" p="" <="" 0.05)="" the="" mda="" formation="" compared="" with="" dc="" group="" in="" table="" 3.="" similarly,="" tgct="" (200="" mg/kg)="" treatment="" also="" blocked="" the="" stz-induced="" overproduction="" of="" pro-inflammatory="" cytokines="" tnf-α="" (21.8%,="" p="" <="" 0.01),="" il-6="" (14.0%,="" p="" <="" 0.05)="" and="" il-1β="" (15.2%,="" p=""><>
4. Diskusi
Diabetes adalah gangguan metabolisme progresif dan kronis yang terutama ditandai dengan hiperglikemia. Saat ini, FPG adalah ukuran spesifik konsentrasi glukosa darah, OGTT adalah kriteria deteksi sensitif dari kelainan awal pembuangan glukosa, sedangkan HbA1c banyak digunakan sebagai indeks standar emas untuk kontrol glikemik yang mencerminkan kadar glukosa rata-rata selama 120 hari sebelum tes ( Nagy dkk., 2018; Gan dkk., 2018). FPG, OGTT dan HbA1c digunakan secara klinis untuk diagnosis dan pengelolaan pradiabetes dan diabetes (Chai et al., 2017). Dalam penelitian kami, jelas bahwa FPG tikus diabetes yang diobati dengan TGCT (100 mg/kg dan 200 mg/kg) secara signifikan menurun dibandingkan dengan kelompok DC. Seperti data yang ditunjukkan dalam OGTT dan AUC-G, gangguan toleransi glukosa dan tingkat penyerapan glukosa dibalikkan oleh TGCT pada tikus diabetes. Sementara itu, hasil tersebut juga didukung dengan pengukuran kadar HbA1c. Data ini menunjukkan bahwa TGCT memperbaiki indeks fisiologis tikus diabetes dengan mengatur homeostasis glukosa darah.
Gambar 3. Perubahan FPG pada tikus diabetes selama pemberian TGCT selama 6 minggu.
Gangguan sekresi insulin dan IR memainkan peran penting dalam perkembangan hiperglikemia. Menargetkan salah satunya sesuai untuk meningkatkan kontrol glikemik dan mencegah DMT2 (Szoke dan Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Beberapa jenis penelitian telah melaporkan bahwa kombinasi diet tinggi lemak dan STZ dosis rendah merupakan cara yang efektif untuk menginduksi DMT2 dalam percobaan dengan hewan. STZ dosis rendah menyebabkan gangguan ringan sekresi insulin yang lebih mirip dengan stadium lanjut dari DMT2 (Gheibi et al., 2017). Dalam penelitian ini, TGCT tidak secara signifikan meningkatkan sekresi insulin atau memulihkan pulau pankreas tikus diabetes, bahkan jika insulin dan jumlah pulau pada kelompok yang diobati dengan TGCT lebih tinggi daripada kelompok DC. Temuan ini sejalan dengan penelitian sebelumnya pada tikus db/db (Xiong et al., 2013). Hasil kami menunjukkan peningkatan berat badan yang signifikan pada tikus diabetes yang diobati dengan TGCT, yang dapat dijelaskan dengan sedikit peningkatan insulin yang dapat menghambat katabolisme protein di jaringan otot (Adams et al., 2019). Selanjutnya, hasil ISI menunjukkan bahwa TGCT jelas memperbaiki IR tikus diabetes yang konsisten dengan laporan sebelumnya (Kong et al., 2018), yang memberikan bukti baru sehubungan dengan mekanisme potensial pada efek antidiabetes TGCT.
Seperti yang kita semua tahu, jalur PKB/GSK3 adalah salah satu jalur pensinyalan insulin yang paling penting, telah disarankan untuk memediasi sintesis glikogen yang diinduksi insulin (Zheng et al., 2015). HK dan PK bertindak sebagai target obat potensial dalam pengobatan farmakologis diabetes. Aktivitas HK dan PK yang lebih rendah telah dikonfirmasi di IR, sedangkan aktivasi HK dan PK menyebabkan lebih banyak cadangan glikogen atau glikolisis menghasilkan energi yang lebih lengkap dengan memanfaatkan glukosa darah (Hu et al., 2014). Dalam penelitian ini, pengobatan TGCT secara bersamaan meningkatkan ekspresi protein terfosforilasi PKB dan GSK3 , menyebabkan pembalikan yang signifikan dalam aktivitas HK dan PK, dan secara nyata memulihkan kandungan glikogen di hati dan otot saat glukosa darah berkurang. Hasil ini menunjukkan bahwa TGCT mengaktifkan enzim kunci dari jalur pensinyalan insulin, dan selanjutnya memberikan bukti bahwa sensitivitas insulin benar-benar meningkat pada tikus diabetes.
Tabel 2 Pengaruh TGCT pada sekresi insulin dan enzim metabolisme karbohidrat pada tikus diabetes.
Diabetes jangka panjang juga berkontribusi untuk meningkatkan LDL-C dan menurunkan kadar HDL-C yang menyebabkan disregulasi lipid (Jayashankar et al., 2016), dan dislipidemia merupakan penanda yang mapan untuk disfungsi endotel dan risiko kardiovaskular pada diabetes (Shahwan et al., 2019). Dalam penelitian kami, TGCT (200 mg/kg) sangat menurunkan kadar TC, TG dan LDL-C, dan meningkatkan kadar HDL-C pada tikus diabetes, yang konsisten dengan laporan sebelumnya bahwa Cistanche tubulosa secara efektif mengatur lipid. metabolisme pada tikus (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Temuan ini menunjukkan bahwa TGCT mungkin lebih bermanfaat bagi individu diabetes dengan kelainan lipid darah.
STZ adalah antibiotik spektrum luas, yang memiliki efek toksisitas selektif tinggi pada sel pulau pankreas akibat peningkatan radikal superoksida, dan selanjutnya kontrol glikemik yang buruk pada gilirannya (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020 ). Sementara itu, stres oksidatif juga merupakan penyebab penting IR di berbagai lingkungan (Taniguchi et al., 2006). IR dan diabetes dikaitkan dengan penurunan aktivitas enzim antioksidan, seperti SOD dan GSH-Px (Styskal et al., 2012). Penelitian sebelumnya telah menyiratkan bahwa menekan stres oksidatif mampu menurunkan glukosa darah pada tikus diabetes (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). Dalam penelitian ini, pengobatan dengan TGCT secara signifikan memulihkan fungsi pertahanan seluler SOD dan GSH-Px dan mengurangi kadar MDA pada tikus diabetes, yang menunjukkan bahwa TGCT memiliki sifat dalam antioksidan.
Konstituen utama dalam TGCT adalah PhGs dan kandungan total echincoside, acteoside dan isoacteoside lebih dari 661 mg/g. Tanaman yang memiliki komponen antioksidan tinggi, seperti PhGs, umumnya terbukti memiliki efek hipoglikemik (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Oleh karena itu, kami berspekulasi bahwa efek anti-diabetes dari TGCT mungkin sebagian dikaitkan dengan aktivitas antioksidan PhGs. Dengan mempertimbangkan kandungan echinacosida dalam TGCT, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menyelidiki efek echinacosida pada model IR dan diabetes in vivo dan in vitro.
Diakui secara luas bahwa diabetes mellitus adalah penyakit inflamasi. Sitokin inflamasi seperti TNF-, IL-6, dan IL-1 dapat mengganggu jalur pensinyalan reseptor insulin, dan selanjutnya mengarah ke IR (Bastard et al., 2006). Peradangan tampaknya menjadi target obat yang layak dalam pengobatan IR, dan dengan perluasan diabetes (Chen et al., 2015). Dalam penelitian ini, TGCT dapat menurunkan kadar TNF- , IL-6, dan IL-1 , yang menunjukkanefek anti-inflamasi. Ini mungkin mekanisme anti-diabetes lain dari TGCT pada tikus diabetes.
Akumulasi bukti menunjukkan bahwa glukosa darah tinggi yang persisten menimbulkan kelainan pada struktur dan fungsi protein dan lipid yang bersirkulasi, yang mengarah pada glikooksidasi dan peroksidasi, dan kemudian mendorong produksi sitokin inflamasi. Demikian pula, peningkatan sitokin inflamasi menghasilkan produksi spesies oksigen reaktif dan bagian reaktif lainnya, yang meningkatkan stres oksidatif dan kerusakan oksidatif. Ini menghasilkan lingkaran setan (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Oleh karena itu, pengurangan glukosa darah dan lipid dapat berkontribusi pada efek antioksidan dan anti-inflamasi TGCT. Sampai batas tertentu, mekanisme antidiabetes yang tepat tidak sepenuhnya jelas dan membutuhkan penyelidikan lebih lanjut.
5. Kesimpulan
Singkatnya, penelitian ini menunjukkan bahwa TGCT adalah agen yang efektif untuk mengobati hiperglikemia dan hiperlipidemia pada tikus diabetes yang diinduksi diet/STZ. Selanjutnya, efek antidiabetes mungkin sebagian besar terkait dengan sifat antioksidan dan anti-inflamasi TGCT. Studi ini akan mengedepankan kemungkinan memperkenalkan TGCT dalam pengobatan diabetes. Namun, mekanisme antidiabetes rinci TGCT masih belum pasti, dan studi lebih lanjut in vivo dan in vitro diperlukan.
Cistanche adalah agen yang efektif untuk mengobatihiperglikemiadanhiperlipidemia.
