التأثيرات المفيدة لإكيناكوزيد على اعتلال عضلة القلب السكري في الفئران المصابة بداء السكري / ديسيبل

جهة الاتصال: Audrey Hu Whatsapp / hp: 0086 13880143964 البريد الإلكتروني:audrey.hu@wecistanche.com

شيانغ تشانغ ويارونغ هاو

مقدمة

اعتلال عضلة القلب السكري (DCM) هو أحد المضاعفات الرئيسية لمرض السكري ، مع ارتفاع معدلات الإصابة بالأمراض وارتفاع مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية والوفيات في مرضى السكري. النسبة المئوية ، والتي تزيد إلى 56 في المائة بعد 8 سنوات .2،3 DCM هو نوع من اعتلال عضلة القلب الأولي ، والذي يتجلى على شكل تشوهات هيكلية ووظيفية في القلب ناتجة عن موت الخلايا المبرمج في عضلة القلب وآفات الأوعية الدموية الدقيقة في مرضى السكري الذين لا يعانون من أمراض القلب الإقفارية أو ارتفاع ضغط الدم و يمكن أن يسبب عدم انتظام ضربات القلب مع صدمة قلبية المنشأ والموت المفاجئ في قصور القلب .4 بسبب الإمراض المعقد لـ DCM وتشخيصه في مراحل متقدمة ، لا توجد علاجات فعالة. يؤدي ارتفاع السكر في الدم على المدى الطويل إلى اضطراب التمثيل الغذائي للجلوكوز والدهون في الخلايا العضلية القلبية لمرضى السكري ، مما يؤدي إلى إصابة الخلايا البطانية الوعائية والأنسجة الأخرى ، مما يعزز التغيرات المرضية بما في ذلك التضخم والنخر والاستماتة والتليف الخلالي لعضلة القلب. تعتبر اضطرابات التمثيل الغذائي مفتاح الآليات المرضية للـ DCM. وبالتالي ، فإن التحكم الفعال في استقلاب الطاقة في خلايا عضلة القلب يمثل استراتيجية علاجية مهمة لـ DCM.

علاج cistanche tubulosaاعتلال عضلة القلب السكري

يؤدي تراكم الدهون في عضلة القلب في DCM إلى تفاقم تطور قصور القلب. PPAR- هو منظم رئيسي للعديد من الجينات ذات الصلة في نظام أكسدة الأحماض الدهنية لبيروكسيدات الخلية والميتوكوندريا والميكروسومات ، ويلعب دورًا رئيسيًا أثناء استقلاب الدهون وتنظيم الالتهاب والمناعة .8 PPAR- يحسن التمثيل الغذائي للدهون من خلال الميتوكوندريا و أكسدة بيتا الأحماض الدهنية بيروكسيديز ، بوساطة كارنيتين بالميتويل ترانسفيراز -1 (CPT-I) .9 أكسدة الأحماض الدهنية الطويلة والمتفرعة 10 تقلل من تخليق وتجميع البروتينات الدهنية و VLDL. 11 التنظيم غير المباشر لتخليق حمض الصفراء يعزز إفراز الكوليسترول. ويمنع التعبير عن الجينات المرتبطة بالالتهابات. ينخفض ​​التعبير PPAR في الكبد بشكل ملحوظ في المرضى الذين يعانون من مرض الكبد الدهني غير الكحولي أو في النماذج الحيوانية ذات الاستهلاك العالي للدهون على المدى الطويل. في نماذج الفئران PPAR- خروج المغلوب بسبب استقلاب الشحوم الموهن ، مما يعزز تنكس الكبد .15 تشير هذه النتائج إلى أن PPAR- يلعب دورًا مهمًا في التسبب في استقلاب الدهون.

Echinoside (ECH) مركب طبيعي معزول عن سيقانcistanche tubulosa.المادة الكيميائية النشطة لـ ECH هي فينيلثانويد ، الذي يعرض تأثيرات مضادة للأكسدة ، ومضادة للتعب ، ومضادة للأورام ، ومضادة للالتهابات ، ويمكن أن تحسن الذاكرة ، والأعصاب ، وحماية الكبد ، وتعزز تنظيم المناعة. الفئران المصابة بمرض السكري ديسيبل / ديسيبل ، وجد أن ECH يمكن أن يحسن مقاومة الأنسولين ، ويزيد من مستوى HDL ، ويقلل من مستويات TG و TC و LDL ، مما يشير إلى أن ECH يمكن أن يحسن بشكل فعال استقلاب الدهون السكري. يمكن أن يؤثر على التمثيل الغذائي للدهون من خلال تنظيم mRNA المتعلقة بنقل ستيرول الكبد الصفراوي

وقد أظهرت الدراسات السابقة أن ECH ينظم التعبير عن TGF- وجيناته النهائية لتحسين التليف الكلوي في الفئران db / db .20 في هذه الدراسة ، لفهم التأثيرات الوقائية لـ ECH على إصابة خلايا عضلة القلب في DCM و لاستكشاف آلياتها الجزيئية المحتملة ، استخدمنا الفئران db / db كنموذج مرض DCM واستكشفنا الآلية (الآليات) التنظيمية لـ ECH على البروتينات التي تتحكم في اضطرابات التمثيل الغذائي للجلوكوز والدهون ، والإجهاد التأكسدي ، وموت الخلايا المبرمج في عضلات القلب. كان هدفنا توفير أساس نظري للعلاج الفعال للـ DCM.

cistanche tubulosa

المواد والأساليب

المواد الكيميائية والكواشف

تم الحصول على مسحوق ECH (94 بالمائة نقاء تم اكتشافه بواسطة HPLC ، الدُفعة رقم 190906) (الشكل التكميلي 1) من Shanghai Medical Science Company ، Ltd. (شنغهاي ، الصين). تم إذابة ECH في الماء إلى 2 مجم / مل وتخزينها عند 4 درجات في الظلام. تم إعطاء ECH بجرعة 100-500 مجم / كجم / يوم وتم تخفيضه بشكل ملحوظ

الجلوكوز في الدم ومستويات الدهون في الدم المحسّنة. 18 أظهرت ECH تأثيرات خافضة لسكر الدم مرتبطة بالجرعة ومضادة لفرط شحميات الدم.

الحيوانات التجريبية والعلاج

تم إجراء التجارب على الحيوانات وفقًا لإرشادات المعاهد الوطنية للصحة (NIH Pub. No 85-23 ، المنقحة عام 1996). تمت الموافقة على البروتوكولات من قبل لجنة أخلاقيات الحيوانات التجريبية ومركز تغذية الحيوان في مستشفى رينمين بجامعة ووهان (ووهان ، الصين ، رقم 20190517). تم شراء الفئران البالغة C57BLKS / J ديسيبل / ديسيبل وفئران ديسيبل / الفئران (درجة SPF) من معهد الأبحاث الطبية الحيوية بجامعة نانجينغ - نانجينغ (نانجينغ ، جمهورية الصين الشعبية ، الرقم: SCXK (سو) 2018-0001). تم وضع الحيوانات في أقفاص في مركز الحيوانات في مستشفى رينمين (ووهان ، جمهورية الصين الشعبية) في درجة حرارة الغرفة (20 درجة) ، والرطوبة النسبية 50 في المائة {{7} في المائة ، وتخضع لـ 12- ساعة من الضوء / دورة مظلمة. تم إجراء التغذية التكيفية لمدة ساعة واحدة ولم يتم إعطاء أي أدوية سكر الدم.

بعد الحجر الصحي ، تم تعيين الفئران ديسيبل / ديسيبل بشكل عشوائي لمجموعة نموذج مرض السكري (مجموعة ديسيبل / ديسيبل ، n {0}}) ، مجموعة معالجة ECH (ديسيبل / ديسيبل بالإضافة إلى مجموعة ECH ، n =11 ) أو مجموعة تحكم ديسيبل / م (ديسيبل / م ، ن =9). في 8 أسابيع ، تم إعطاء الفئران في مجموعات ديسيبل / ديسيبل / ديسيبل / م عن طريق الفم 0.05 مل / 10 جم من وزن الجسم الملحي لمدة 10 أسابيع ، بينما تم إعطاء الفئران في مجموعة ديسيبل / ديسيبل بالإضافة إلى مجموعة ECH 300 مجم / (كجم / يوم) عن طريق الفم

ECH حسب وزن الجسم لمدة 10 أسابيع. تمت مراقبة أوزان الجسم للمجموعات الثلاث من الفئران أسبوعياً ، وتم تقييم التغذية والشرب والنشاط. بمجرد صيام الفئران لمدة 8 ساعات ، تم أخذ عينات الدم (~ 50ul) من نهاية الذيل كل أسبوعين باستخدام جهاز قياس السكر في الدم وورقة اختبار (Johnson & Johnson ، New Brunswick ، ​​NJ ، الولايات المتحدة الأمريكية) لتحديد مستويات الجلوكوز في الدم . بعد 10 أسابيع من التدخل ، تم تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق مع 2 في المائة من صوديوم بنتوباربيتال (شركة Shanghai Harvest ، شنغهاي ، جمهورية الصين الشعبية) (100 مجم / كجم). تم جمع الدم بعد إدخال إبرة شعرية وفصل مصل الدم بسرعة وتخزينه عند -80 درجة للتحليل. بعد نضح القلب بالبرودة - برنامج تلفزيوني لإزالة الدم ، تمت إزالة برنامج تلفزيوني مجاني بورق الترشيح. تم فصل الأنسجة القلبية ووزنها وقياس الوزن الجاف للقلب. تم حلق بطن الفئران ، وفتح البطن بعد التطهير بالكحول (70 بالمائة) ، وسرعان ما تمت إزالة الأنسجة الدهنية تحت الجلد من البطن ووزنها مبللة. تم عزل وقياس قصبة الفئران. تم تقييم تضخم القلب من خلال نسبة وزن القلب إلى طول قصبة الساق (HW / TL) (مجم / مم). تم إصلاح أنسجة القلب بنسبة 4 في المائة من بارافورمالدهيد (Google biotechnology ، ووهان ، جمهورية الصين الشعبية) وأجريت الخزعات لمراقبة مورفولوجيا أنسجة عضلة القلب. تم وضع الأنسجة القلبية المتبقية في النيتروجين السائل لمدة ساعة واحدة وتخزينها عند درجة -80 درجة قبل تحليل RT-PCR وتحليل لطخة ويسترن.

تخطيط صدى القلب

تم إجراء الموجات فوق الصوتية (VisualSonics ، تورونتو ، أونتاريو ، كندا) لقياسات تخطيط صدى القلب في نهاية التجربة. تم تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق بنسبة 4 في المائة من هيدرات الكلورال عند 30 ملجم / كجم لمدة نصف ساعة ، وحلق 21 لفضح منطقة الصدر ، وتم تثبيتها على طبق مسطح. تم تحديد القطر الانقباضي البطيني الأيسر (DVDs) ، وقطر LV الانبساطي (LVD) ، وكسر طرد LV (EF) ، وتقصير LV الجزئي (FS).

المعلمات الأيضية والكيميائية الحيوية

في عمر 18 أسبوعًا ، تم طرد عينات الدم عند 4 درجات لمدة 20 دقيقة لجمع المصل. تم استخدام محلل كيميائي حيوي آلي كلي (ADVID2400 ، طوكيو ، اليابان) لاكتشاف الكوليسترول الكلي (TC) ، والدهون الثلاثية (TG) ، والأحماض الدهنية الحرة (FFAs) ، والبروتين الدهني عالي الكثافة (HDL- c) ، وانخفاض الكثافة البروتين الدهني - الكوليسترول (LDL-C) في مصل الدم.

مضادات الأكسدة: cistanche tubulosa

مؤشر الأكسدة ومستويات مضادات الأكسدة

تم الحصول على أنسجة عضلة القلب البطين الأيسر الطازجة (50 ملغ) من كل مجموعة. تم تحديد مستويات SOD و GSH-px و MDA في خلايا عضلة القلب باستخدام مجموعات تجارية (Nanjing Jiangcheng Bioengineering Institute ، الصين).

تلطيخ الترايكروم ، والنبل ، والسودان الثاني تم إصلاح منطقة البطين الأيسر من أنسجة عضلة القلب لكل مجموعة من الفئران في بارافورمالدهيد بنسبة 4 في المائة لمدة 24 ساعة ، ومدمجة بالبارافين ، ومقطعة وملطخة بالحرارة. لوحظت التغيرات الباثولوجية والمورفولوجية لألياف عضلة القلب لكل مجموعة من الفئران تحت المجهر الضوئي (JEOL ، طوكيو ، اليابان). تم الكشف عن موت الخلايا المبرمج القلبي بواسطة فحوصات Tunel (رقم 11684817910 ، Roche ، الولايات المتحدة الأمريكية). تمت معالجة أنسجة القلب مسبقًا بامتصاص العرق ، وتم دمجها وتقطيعها إلى شرائح. تم غسل المقاطع بالزيلين الأول (شنغهاي ، جمهورية الصين الشعبية) (20 دقيقة) -زيلين II (20 دقيقة) -الإيثانول اللامائي الأول (10 دقائق) -الإيثانول اللامائي II (10 دقائق) -95 بالمائة كحول (5 دقائق) {{ 14}} بالمائة كحول (5 دقائق) -80 بالمائة كحول (5 دقائق) 70 بالمائة كحول (5 دقائق) وماء مقطر. تم تجفيف المقاطع بالرج ، واستخدمت حلقات الفرشاة الكيميائية النسيجية لمنع فقد السائل. تمت إضافة البروتياز K إلى الحلقات لتغطية الأنسجة. بعد الحضانة عند 37 درجة لمدة 15 دقيقة ، تم وضع الشرائح في PBS (درجة الحموضة 7.4) وغسلها في شاكر إزالة اللون (ثلاث مرات لمدة 5 دقائق). تم خلط الكواشف 1 (TdT) و 2 (dUTP) بنسبة 1: 9 وإضافتها إلى الغطاء الداخلي للنسيج. تم تحضين المخاليط في حمام مائي عند 37 درجة لمدة 60 دقيقة. تمت إضافة كمية صغيرة من الماء للحفاظ على الرطوبة. تم شطف الشرائح في PBS و DAPI الملطخة (أسبن البيولوجية ، ووهان ، جمهورية الصين الشعبية) في الظلام لمدة 5 دقائق. تم شطف الشرائح في برنامج تلفزيوني وتركيبها باستخدام عامل تبريد مضاد للفلورة. تم تصور المقاطع عن طريق الفحص المجهري الفلوري والتصوير. تم استخدام تلوين السودان الثاني لمراقبة تراكم الدهون في خلايا عضلة القلب. تم تثبيت أنسجة البطين الأيسر في بارافورمالدهيد بنسبة 10 في المائة لمدة 30 دقيقة ، ملطخة باللون الأحمر السوداني الثاني (جيفن ، شنغهاي ، جمهورية الصين الشعبية) في درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقائق ، وإزالة اللون بنسبة 75 في المائة من الكحول ، وإعادة تلوينها في برنامج تلفزيوني لمدة 15 دقيقة . تم تحديد نسبة تليف عضلة القلب إلى المساحة الإجمالية في أقسام ثلاثية الألوان الملطخة في Masson باستخدام برنامج Image-Pro Plus الكمي. تم تركيب الشرائح باستخدام جيلاتين الجلسرين وتصويرها عبر الفحص المجهري.

نتائج

آثار ECH على الفئران ديسيبل / ديسيبل

أظهرت الفئران في مجموعات ديسيبل / ديسيبل بوليفوجيا وبوال بولي واضح. كانت أحجام الجسم أيضًا أكبر بكثير من تلك الموجودة في الفئران ديسيبل. زادت أوزان الجسم في مجموعة db / db بشكل كبير بالنسبة لمجموعة db / m (الشكل 1A ؛ ** p<0.01). body="" weights="" of="" the="" db/db="" +="" ech="" group="" were="" significantly="" lower="" than="" those="" of="" the="" db/="" db="" group="" after="" 10="" weeks="" of="" ech="" treatment="" (figure="" 1a;=""><0.05). at="" week="" 15,="" the="" difference="" in="" body="" weight="" of="" each="" group="" gradually="" appeared="" after="" ech="" intervention.="" the="" abdominal="" fat="" thickness="" of="" mice="" in="" the="" db/db="" group="" was="" higher="" than="" those="" in="" the="" db/m="" group="" (figure="" 2b;=""><0.01). ech,="" therefore,="" improves="" obesity="" in="" db/db="" mice,="" the="" specific="" mechanisms="" of="" which="" require="" further="">

تم تقييم مستويات الجلوكوز في الدم أثناء الصيام بشكل أسبوعي. كما هو مبين في الشكل 1 ب ، مقارنةً بالديسيبل / الفئران ، زادت مستويات الجلوكوز الصيام في الفئران ديسيبل / ديسيبل بشكل ملحوظ مع تقدم العمر وأظهرت ارتفاعًا واضحًا في سكر الدم (الشكل 1 ب ؛ * ع<0.01). over="" a="" 10="" week="" period,="" fasting="" blood="" glucose="" levels="" in="" the="" db/db="" and="" db/db="" +="" ech="" group="" increased,="" whilst="" glucose="" levels="" in="" the="" db/m="" group="" remained="" stable.="" fasting="" blood="" glucose="" levels="" in="" the="" db/="" db="" +="" ech="" group="" were="" slower="" than="" those="" of="" the="" db/db="" group="" (figure="" 1b;=""><0.01), suggesting="" that="" ech="" markedly="" improved="" hyperglycemia="" in="" db/db="" diabetic="" mice.="" we="" speculated="" that="" ech="" could="" promote="" the="" synthesis="" of="" liver="" glycogen="" and="" inhibited="" the="" activity="" of="" α-glucosidase="" to="" suppressed="" glucose="" transport="" in="" the="" small="" intestine,="" significantly="" contributing="" to="">

مناقشة

ينقسم اعتلال عضلة القلب السكري عمومًا إلى أربع مراحل. في المرحلة الأولى ، زادت كتلة البطين الأيسر ، واختلال وظيفي انبساطي وكسر طرد (EF) طبيعي. حتى أن تليف عضلة القلب غير المصحوب بأعراض إكلينيكيًا زاد ، وانخفض الحشو الانبساطي المبكر ، وزاد ضغط نهاية البطين الأيسر .22 وتتميز المرحلة الثانية بزيادة كتلة البطين الأيسر ، وتثخين جدران البطين ، والخلل الانقباضي والانبساطي (EF)<50%), mild="" cardiac="" dilatation.="" in="" the="" third="" stage,="" diastolic="" dysfunction="" and="" arterial="" hypertension="" contribute="" to="" systolic="" dysfunction="" and="" microangiopathy.="" stage="" iv,="" moderate-severe="" systolic="" dysfunction,="" cardiac="" dilatation,="" fibrosis,="" and="" microvascular="" and="" macrovascular="" lesions="" cause="" severe="" and="" irreversible="" changes="" in="" heart="" tissue="" ultimately.26="" myocardial="" cell="" apoptosis,="" necrosis,="" hypertrophy,="" and="" fibrosis="" increase="" leading="" to="" disorders="" of="" diastolic="" and="" systolic="" functioning.6,27="" this="" eventually="" develops="" into="" ischemic="" heart="" disease="" and="" heart="" failure.28="" in="" this="" study,="" blood="" glucose="" and="" serum="" lipid="" levels="" of="" db/db="" mice="" significantly="" increased="" in="" the="" db/db="" group.="" symptoms="" of="" obesity="" were="" also="" observed,="" including="" body="" weight="" changes="" and="" increases="" in="" the="" rate="" of="" hw/tl="" compared="" to="" the="" db/m="" group.="" he="" staining="" and="" masson's="" trichrome="" staining="" of="" the="" heart="" showed="" obvious="" pathological="" changes="" in="" the="" cardiac="" myocytes="" of="" the="" db/db="" group,="" including="" hypertrophy="" and="" necrosis,="" disordered="" cardiac="" myocytes,="" and="" high="" levels="" of="" extracellular="" matrix="" deposition.="" these="" data="" indicate="" that="" db/db="" mice="" exhibit="" early="" dcm="" under="" long-term="">

ATP هو مصدر الطاقة الأساسي للقلب. يتم توفير الطاقة القلبية من خلال أكسدة وتحلل FA ، والذي يمثل حوالي 70 في المائة من إمداد طاقة القلب .29 يتم توفير الباقي من الكربوهيدرات مثل الجلوكوز وحمض اللبنيك. قدرة عضلة القلب ، والتي تمثل السبب الرئيسي لاضطرابات التمثيل الغذائي لعضلة القلب ، بما في ذلك انخفاض التمثيل الغذائي للجلوكوز وزيادة التمثيل الغذائي FA. هذا يؤدي إلى زيادة امتصاص FA والأكسدة مما يؤدي إلى تراكم الدهون وتكوين مواد دهنية سامة ، مما يؤدي مباشرة إلى آفات DCM .31

الاستنتاجات

في الفئران التي تعاني من مرض عضلة القلب السكري / ديسيبل ، يكون التمثيل الغذائي للجلوكوز والدهون غير منظم ، مما يؤدي إلى زيادة مستويات الإجهاد التأكسدي وموت الخلايا المبرمج. أكدت هذه الدراسة أن ECH يمكن أن تقلل بشكل كبير من ارتفاع السكر في الدم على المدى الطويل في الفئران ديسيبل / ديسيبل من خلال إشارات PPAR / M-CPT -1 / GLUT -4. وفي الوقت نفسه ، حسنت ECH الإجهاد التأكسدي وتثبيط موت الخلايا المبرمج لعضلة القلب في الفئران ديسيبل / ديسيبل ، والتي قد تكون مرتبطة بتحسين التمثيل الغذائي للطاقة. في حين لم يتم اكتشاف الآليات الأساسية التي تحكم هذه التأثيرات ، فإن هذه النتائج توفر اتجاهًا جديدًا لعلاج DCM والدور الوقائي لـ ECH في تحسين إصابة عضلة القلب.

مراجع

1. Bauters C ، Lamblin N ، Mc Fadden EP ، Van Belle E ، Millaire A ، de

Groote P. تأثير مرض السكري على مخاطر فشل القلب ونتائجه. كارديوفاسك ديابيتول. 2003 ؛ 1 (8): 1-2. دوى: 10.1186 / 1475- 2840-2-1

2. Tate M ، Grieve DJ ، Ritchie RH. هل العلاجات المستهدفة لاعتلال عضلة القلب السكري تلوح في الأفق؟ كلين سسي. 2017 ؛ 131 (10): 897-915. دوى: 10.1042 / CS20160491

3. خان إتش ، أنكر إس دي ، جانوزي جي ، وآخرون. وبائيات قصور القلب لدى مرضى السكري غير المصابين بأمراض القلب التاجية. فشل بطاقة J. 2019 ؛ 25 (2): 78 - 86. دوى: 10.1016 / j.cardfail.2018.10.015

4. شيلا ك ، باتيل ب. لا يرتبط الجين CTGF −945 G / C تعدد الأشكال بمضاعفات القلب أو الكلى في الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2. كارديوفاسك ديابيتول. 2012 ؛ 1 (11): 42.