Cistanches Herba znižuje prírastok hmotnosti u obéznych myší vyvolaných diétou s vysokým obsahom tukov, možno prostredníctvom mitochondriálneho odpájania

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Hoi Shan Wong, Jihang Chen, Pou Kuan Leong, Hoi Yan Leung, Wing Man Chan, Kam Ming Ko

* Divízia Life Science, Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, Čína.

Abstrakt:

Poločistená frakcia izolovaná zCistanchesHerba(HCF1), bolo predtým zistené, že indukuje mitochondriálne odpojenie v bunkách H9c2 a v srdciach potkanov. Preto sme predpokladali, že HCF1 spôsobí zníženie hmotnosti proti obezite vyvolanej diétou s vysokým obsahom tukov (HFD). Na testovanie tejto hypotézy sa vytvoril myšací model obezity vyvolanej HFD a skúmali sa účinky HCF1 na myši kŕmené normálnou stravou (ND) a myši kŕmené HFD. V štúdii dlhodobá liečba HCF1 vyvolala účinok zníženia hmotnosti proti obezite vyvolanej HFD u samcov a samíc myší. Strata hmotnosti vyvolaná HCF{13}} bola spojená so zlepšenou citlivosťou na inzulín u zvierat kŕmených HFD. Aby sme pochopili akčný mechanizmus, ktorý je základom účinku na zníženie hmotnosti, ktorý poskytuje HCF1, skúmali sa jeho účinky na mitochondriálne odpojenie. Uskutočnila sa aj porovnávacia štúdia s cholestyramínom (CT), sekvestrantom žlčových kyselín. Zistenia ukázali, že úbytok hmotnosti vyvolaný HCF{16}} bol pravdepodobne sprostredkovaný zvýšením spotreby energie, pravdepodobne prostredníctvom indukcie mitochondriálneho odpájania v kostrovom svale myši. Naše zistenia teda naznačujú potenciálne použitie HCF1 na prevenciu obezity a súvisiacich zdravotných následkov, ako je cukrovka, kardiovaskulárne ochorenia a metabolický syndróm.

Kľúčové slová: Cistanches Herba, kontrola hmotnosti,Mitochondriálne odpojenie,Mitochondriálny uncoupling proteín 3

zdravotné prínosy cistanche tubolosa

Chengdu Wecistanche vyrába hlavne produkty Cistanche pre zdravý život.

Úvod

Obezita je charakterizovaná abnormálnym hromadením tuku v tukovom tkanive a iných orgánoch, čo má nepriaznivé účinky na zdravie. Súčasné zistenia naznačujú, že sedavý životný štýl a zmeny v zložení stravy v bohatých spoločnostiach spôsobili epidémiu obezity so sprievodným zvýšením incidencie rôznych neprenosných chronických ochorení súvisiacich s obezitou, ako je metabolický syndróm (Shi et al., 2012). . Národný prieskum zdravia a výživy (NHANES) uskutočnený v roku 2007 ukázal, že celosvetová prevalencia obezity presahuje 30 percent a očakáva sa, že sa v priebehu nasledujúcich dvoch desaťročí zvýši o ďalších 33 percent (Finkelstein et al., 2012). Nástup obezity sa presunie aj na mladú populáciu, ako to odzrkadľujú trendy v nadváhe a obezite u detí a dospievajúcich (McTigue, Garrett, & Popkin, 2002). Tieto zistenia predpovedajú potenciálne zaťaženie lekárskej starostlivosti o obezitu a súvisiace zdravotné dôsledky, z čoho vyplýva okamžitá potreba kontrolovať veľkosť obéznej populácie.

Manažment obezity si vyžaduje dlhodobú intervenciu a multidisciplinárny prístup. Vzhľadom na epidémiu obezity je hľadanie uskutočniteľných neterapeutických a/alebo terapeutických intervencií oblasťou intenzívneho výskumu. Stratégia je zameraná najmä na nastolenie energetickej bilancie zvýšením energetického výdaja alebo znížením energetického príjmu. Medzi rôzne prístupy patrí náhrada stravy, cvičenie, inhibícia intestinálnej absorpcie a aktivácia sympatického nervového systému, indukcia mitochondriálneho uncouplingu, buď použitím chemického uncouplera alebo indukcie mitochondriálnych uncoupling proteínov (Cerqueira, Laurindo a Kowaltowski, 2011; Clapham a kol., 2000), sa ukázal ako účinný prostriedok na zníženie hmotnosti (Clapham a kol., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper, Dickinson, & Brand, 2001; Li a kol., 2000). Mitochondriálne odpojenie sa vzťahuje na proces spôsobujúci rozpojenie medzi procesmi prenosu elektrónov poskytujúcich energiu a fosforyláciou ADP v mitochondriách. Tým, že ponúka alternatívnu dráhu protónovej vodivosti, mitochondriálne odpojenie spôsobuje disipáciu protónového gradientu a vyššiu rýchlosť spotreby kyslíka (Brand et al., 2005). Za podmienok rozpojenia je pokles syntézy ATP spojený so znížením mitochondriálneho membránového potenciálu, pričom potenciálna energia uložená v protónovom gradiente sa rozptýli ako teplo. Tento márny cyklus transportu protónov spotrebuje vysoký podiel metabolickej energie v rôznych tkanivách, najmä v kostrovom svale, ktorý spotrebuje približne 20 percent celkovej energie vytvorenej v metabolizme (Chan, Wei, Chigurupati, & Tu, 2010; Korshunov, Skulachev, & Starkoc , 1997). Modulácia mitochondriálneho úniku protónov zvyšuje bazálny metabolizmus, ktorý prispieva k významnej časti denného energetického výdaja, s následným zvýšením využitia molekúl paliva (ako sú mastné kyseliny), a preto spôsobuje stratu hmotnosti (Ricquier & Bouillaud, 2000 ).

Cistanches Herba, sušená celá rastlina Cistanche deserticola YC Ma, je v tradičnej čínskej medicíne tonizačná bylina „povzbudzujúca jang“. Bylina sa tiež v Číne stovky rokov používa ako zdravá potravina na liečbu nedostatočnosti obličiek. Naše nedávne zistenia ukázali, že semipurifikovaná frakcia Cistanches Herba (HCF1) indukovala mitochondriálne odpojenie v bunkách H9c2 a v srdciach potkanov (Wong & Ko, 2013). Bolo tiež preukázané, že dlhodobá liečba HCF1 (v denných dávkach 1,14 a 11,4 mg/kg; 14 po sebe nasledujúcich dní) vyvolala rozpojujúci účinok na mitochondrie izolované z obličiek a pečene u potkanov, čo nepriamo dokazuje zníženie hladín ATP u potkanov. tkaniva (nepublikované údaje). Vzhľadom na to, že indukcia mitochondriálneho odpájania je účinným prostriedkom na zníženie hmotnosti (Clapham a kol., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper a kol., 2001; Li a kol., 2000), predpokladali sme, že HCF1 by tiež produkoval mitochondriálne odpojenie v kostrovom svale s následným znížením hmotnosti. Na testovanie hypotézy sa vytvoril myšací model obezity vyvolanej diétou s vysokým obsahom tukov (HFD) a skúmali sa účinky HCF1 na myši kŕmené normálnou stravou (ND) a myši kŕmené HFD. Okrem toho sa uskutočnila aj porovnávacia štúdia medzi účinkami HCF1 a sekvestrantu žlčových kyselín cholestyramínu (CT) (Chen a kol., 2010; Yamato a kol., 2012), aby sa charakterizoval účinok na zníženie hmotnosti, ktorý poskytuje HCF1.

cistanche stonka

2. Materiály a metódy

2.1. Bylinná extrakcia

Cistanches Herba, sušená celá rastlina Cistanches deserticola YC Ma (Orobanchaceae), bola zakúpená od miestneho predajcu bylín (Lee Hoong Kee). Bylina bola overená dodávateľom a exemplár poukážky (HKUST00301) bol uložený v divízii Life Science, Hong Kong University of Science and Technology (HKUST). Etanolový extrakt Cistanches Herba sa získal etanolovou extrakciou rozomletého rastlinného materiálu zahrievaním pod spätným chladičom pri 78 stupňoch počas 2 hodín, ako už bolo opísané (Leung & Ko, 2008), s výťažkom 14 percent (w/w). Extrakt sa ďalej frakcionoval pomocou chromatografie na silikagéli (Wong & Ko, 2013). Získal sa HCF1 s výťažkom extrakcie 1,14 percenta. Extrakt sa vysušil odparením rozpúšťadla za zníženého tlaku pri 50 stupňoch a vysušený extrakt sa skladoval pri -20 stupňoch až do použitia.

2.2. Chemikálie

Testovacie činidlo Bio-Rad bolo zakúpené od Bio-Rad Laboratories (Richmond, CA, USA). LabAssay™ Triglyceride (290-63701), LabAssay™ Cholesterol (294-65801) a testovacia súprava HDL-Cholesterol E (431-52501) boli zakúpené od Wako (Osaka, Japonsko). Anti UCP3 (E-18) protilátka (katalógové č. sc-31387) ​​bola zakúpená od Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA). Všetky ostatné chemikálie boli zakúpené od Sigma (St. Louis, MO, USA).

2.3. Starostlivosť o zvieratá

ICR myši (8 týždňov; 30 – 35 g pre samce a 25 – 30 g pre samice) boli chované v 12-hodinovom cykle tma/svetlo v miestnosti s kontrolovaným vzduchom/vlhkosťou pri teplote asi 22 stupňov a bolo im povolené jedlo a voda ad libitum v zariadeniach starostlivosti o zvieratá a rastliny (APCF) na HKUST. Všetky experimentálne postupy boli schválené Výborom pre výskumnú prax (HKUST) (schválenie protokolu pre zvieratá č. 2013049; dátum schválenia: 25. septembra 2013; trvanie experimentu: 3 roky).

predĺženie života cistanche

2.4. Liečebný protokol

Aby sa preskúmal účinok HCF1 na obezitu vyvolanú HFD, samce alebo samice ICR myší boli náhodne rozdelené do ôsmich skupín, pričom v každej bolo 10–15 myší: (1) Normálna strava (ND, 13 percent energie získaná z tuku); (2) ND plus nízka dávka HCF1 (HCF1 L) (v dennej dávke 1,5 mg/kg); (3) ND plus stredná dávka HCF1 (HCF1 M) (v dennej dávke 15 mg/kg); (4) ND plus vysoká dávka HCF1 (HCF1H) (v dennej dávke 45 mg/kg); (5) HFD (60 percent energie získanej z tuku; zakúpené od Research Diet Inc., produkt č. D12492) kontrola; (6) HFD plus HCF1 L; (7) HFD plus HCF1 M; a (8) HFD plus HCF1 H. Ako rozdiely medzi pohlaviami v reakcii na zmeny telesnej hmotnosti vyvolané diétou a intervencie na zníženie hmotnosti boli hlásené u potkanov a ľudí (Rodriguez & Palou, 2004; Rodriguez, Quevedo-Coli, Roca a Palou, 2001) sme sa zaujímali o skúmanie účinkov HCF1 na samcov aj samice myší. Dávky HCF1 boli odvodené od jeho účinných dávok na vyvolanie mitochondriálneho odpojenia srdca potkanov (Wong & Ko, 2013). V skupinách súčasne liečených HCF1 sa myšiam intragastricky podával HCF1, 5 dní v týždni počas 8 týždňov (tj 40 dávok). Kontrolné myši dostali len vehikulum (olivový olej). Telesná hmotnosť a spotreba potravy myší sa monitorovali týždenne počas priebehu experimentu. Zmeny v telesnej hmotnosti boli kvantifikované výpočtom plochy pod krivkou (AUC) grafu vynášajúceho percento počiatočnej telesnej hmotnosti proti času (1. až 8. týždeň) a vyjadrené v ľubovoľných jednotkách. Vzorky krvi boli odobraté 24 hodín po poslednej dávke HCF1 z myší anestetizovaných fenobarbitalom cez noc nalačno srdcovou punkciou. Myši sa potom usmrtili cervikálnou dislokáciou. Vzorky musculus gastrocnemius boli vyrezané na ďalšiu biochemickú analýzu. Tukové vankúšiky (gonadálny, retroperitoneálny a mezenterický tuk) sa vypreparovali a odvážili. Odhadol sa pomer hmotnosti konkrétneho tukového vankúša k telesnej hmotnosti a vyjadril sa ako index tukového vankúša. Aby sa preskúmal účinok CT na obéznych samcov myší kŕmených HFD, samcom myší sa intragastricky podával CT (suspendovaný vo vode) v dennej dávke 300 mg/kg.

2.5. Vzorové prípravky

Vzorky plazmy, homogenáty kostrového svalstva (frakcia bez jadra) a mitochondrie kostrového svalstva sa získali, ako už bolo opísané (Leong et al., 2013).

2.6. Biochemická analýza

2.6.1. Obsah glukózy a lipidov v plazme

Hladiny glukózy v plazme sa merali pomocou súpravy na stanovenie glukózy (hexokinázy) (Sigma, St. Louis, MO, USA). Množstvo glukózy sa stanovilo pridaním reakčnej zmesi obsahujúcej 1,5 mM NAD, 1 0 mM ATP, 1 0 jednotka/ml hexokinázy a 1.0 jednotka/ ml glukózo-6-fosfátdehydrogenázy. Zmeny absorbancie pri 340 nm boli monitorované spektrofotometricky pomocou Victor V3 Multi-Label Counter (Perkin Elmer, Santa Clara, CA, USA).

Hladiny plazmatických triglyceridov (TG), celkového cholesterolu (TC) a lipoproteín-cholesterolu s vysokou hustotou (HDL) boli merané pomocou testovacích súprav: TG: LabAssayTM Triglyceride, TC: LabAssayTM Cholesterol; HDL-C: Testovacia súprava HDL-Cholesterol E. Obsah TG, TC a HDL bol hodnotený pridaním chromogénnych činidiel poskytnutých zodpovedajúcimi testovacími súpravami. Boli sledované zmeny absorbancie pri 600 nm (Siddiqua, Hamid, Ar-Rashid, Akther, & Choudhuri, 2010). Hladina lipoproteínu-cholesterolu s nízkou hustotou (LDL) bola odhadnutá podľa Friedewaldovho vzorca:

LDL= TC-( HDL plus TG/5 )

2.6.2. Aktivita fosfofruktokinázy (PFK) v kostrovom svale

Aktivita PFK bola hodnotená zmiešaním reakčnej zmesi obsahujúcej 1 mM fruktóza-6-fosfátu, 1 mM ATP, 0,5 mM NADH, 2 mU/ml aldolázy, 2 mU/ml triózafosfát izomerázy, 2 mU /ml glycerofosfátdehydrogenázy v testovacom pufri (50 mM Tris-HCl, 5 mM MgCl2, 5 mM (NH4)2SO4, pH 7,4) s frakciou bez jadra (50 ug proteínu/ml) kostrového svalu v konečnom objeme 200 ul. Oxidácia NADH sa potom merala sledovaním zmien absorbancie pri 340 nm (Coelho, Costa, & Sola-Penna, 2007).

2.6.3. Aktivita citrátsyntázy (CS).

Reakčná zmes na meranie aktivity CS bola pripravená zmiešaním {{0}}.1 M Tris pufra (pH 8.0), 0.058 mM acetylu -CoA a 0,1 mM 5,5'-ditiobis-(2-nitrobenzoovej kyseliny) (DTNB). Reakcia sa iniciovala pridaním oxalacetátu (konečná koncentrácia: 0,5 mM). Absorbancia pri 412 nm sa zaznamenávala každých 30 s pri 30 stupňoch počas 3 minút (Carter, Rennie, Hamilton a Tarnopolsky, 2001; Holloway, Bonen a Spriet, 2009).

zdravotné prínosy cistanche tubolosa

2.6.4. -aktivita hydroxyacyl-koenzýmu A dehydrogenázy (-HAD).

Aktivita -HAD sa merala zmiešaním reakčnej zmesi obsahujúcej 100 uM acetoacetyl-CoA a 100 uM -NADH v testovacom pufri (100 mM tlmivý roztok fosforečnanu draselného s 2 mM kyselinou etyléndiamíntetraoctovou (EDTA), pH 7,3). Zmeny absorbancie pri 340 nm sa monitorovali pri 30 stupňoch počas 2 minút (Holloway et al., 2006).

2.6.5. Aktivita karnitín palmitoyltransferázy (CPT).

Hodnotenie aktivity CPT bolo založené na produkcii CoA-SH z palmityl-CoA katalyzovanej CPT. Reakcia sa iniciovala pridaním L-karnitínu (konečná koncentrácia 6 uM) k reakčnej zmesi (16 mM Tris, 2,5 mM EDTA, 2 mM DTNB a 5 0 uM palmitoyl-CoA, pH 8,0). Absorbancia pri 412 nm bola monitorovaná pri 30 stupňoch počas 180 s. Na odhad enzýmovej aktivity sa použil milimolárny extinkčný koeficient 13,6 mM-1 cm-1 pre 5'-tio-2-nitrobenzoát (konečný produkt). Jedna jednotka aktivity CPT je definovaná ako množstvo enzýmu katalyzujúceho uvoľnenie 1 nmol CoA-SH za 1 minútu (Karlic, Lohninger, Koeck, & Lohninger, 2002).

2.6.6. Mitochondriálne dýchanie

Rýchlosti dýchania v mitochondriách izolovaných z myšacieho kostrového svalstva boli stanovené tak, ako opísali Wong a Ko (2013). Stručne povedané, mitochondriálne dýchanie sa meralo polarograficky elektródou Clarkovho typu (Hansatech Instruments, Norfolk) pri 30 stupňoch. Mitochondriálna frakcia (1 mg proteínu/ml) sa inkubovala v dýchacom pufri (30 mM KCI, 6 mM MgCl2, 75 mM sacharóza, 1 mM EDTA, 20 mM KH2P04, pH 7,0). Pridal sa roztok substrátu obsahujúci 15 mM pyruvát sodný a 5 mM malát sodný. Po ekvilibrácii sa dýchanie v stave 3 iniciovalo pridaním ADP (konečná koncentrácia 0,6 mM). Keď sa všetok pridaný ADP spotreboval na tvorbu ATP, pridal sa oligomycín, aby sa vyvolalo dýchanie v 4. stave. Pomer kontroly dýchania (RCR) sa odhadol výpočtom pomeru frekvencií dýchania v stave 3 k stavu 4 (Jiang et al., 2009).

2.6.7. výraz UCP3

Hladina UCP3 bola odhadnutá analýzou Western blot s použitím anti-UCP3 (E-18) protilátky po analýze mitochondriálnej frakcie SDS-PAGE s použitím separačného gélu 10 percent akrylamidu. Mitochondriálne frakcie izolované z myšacieho kostrového svalu (100 g) sa naniesli a ako referenčný marker sa použila cytochróm c oxidáza (COX). Imunitne zafarbené proteínové pásy sa analyzovali denzitometriou (Quantiscan, Biosoft, Cam bridge, GB, UK) a množstvá (ľubovoľné jednotky) UCP3 sa normalizovali s odkazom na hladinu COX (ľubovoľné jednotky) vo vzorke.

2.7. Proteínový test

Koncentrácia proteínu sa stanovila pomocou súpravy na testovanie proteínov Bio-Rad. Koncentrácia proteínu bola stanovená z kalibračnej krivky s použitím hovädzieho sérového albumínu (BSA) ako štandardu.

2.8. Štatistická analýza

Všetky údaje boli vyjadrené ako priemer ± štandardná chyba priemeru (SEM), pokiaľ nie je uvedené inak. Dáta sa analyzovali jednosmernou analýzou rozptylu (jednosmerná ANOVA) a medziskupinový rozdiel sa detegoval Tukeyovým testom rozsahu, keď p <>

Cistanche herba

3. Výsledky

3.1. Účinky HCF1 na telesnú hmotnosť u myší kŕmených ND a HFD

Kŕmenie ND diétou spôsobilo mierny nárast telesnej hmotnosti (o 13 percent a 10 percent, v uvedenom poradí) u samcov a samíc myší v priebehu 8-týždňového experimentu (obr. 1a). HFD urýchlil nárast telesnej hmotnosti, pričom rozsah stimulácie bol 269 percent a 320 percent u samcov a samíc myší v porovnaní s príslušnými zvieratami s ND (obr. 1a). Zmeny telesnej hmotnosti v priebehu 8-týždňového experimentu boli kvantifikované a vyjadrené v ľubovoľných jednotkách. Liečba HCF1 úplne potlačila prírastok telesnej hmotnosti u samcov myší kŕmených ND (obr. 1b). Liečba HCF1 tiež v závislosti od dávky potlačila prírastok telesnej hmotnosti u myší kŕmených HFD, pričom stupeň inhibície bol 100 percent a 61 percent, v danom poradí, pri 45 mg/kg u samcov aj samíc myší (obr. 1b). Žiadna významná zmena v spotrebe potravy nebola pozorovaná pri kŕmení HFD a/alebo súbežnej liečbe HCF1 v porovnaní s neliečenými myšami kŕmenými ND (údaje nie sú uvedené).

Obr. 1 – Účinky HCF1 na zmeny telesnej hmotnosti u myší kŕmených ND a HFD. Telesná hmotnosť sa monitorovala týždenne počas 8-týždňového experimentu. (a) Časový priebeh zmien telesnej hmotnosti sa analyzoval pomocou ANOVA so zmiešaným dizajnom a medziskupinový rozdiel sa zistil pomocou testu Tukeyovho rozsahu. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na príslušnú počiatočnú telesnú hmotnosť. (b) Zmeny telesnej hmotnosti boli kvantifikované tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na kontrolu ND [kontrolná hodnota AUC (ľubovoľná jednotka): muž=777,6 ± 10,4; žena {{10}}.0 ± 8,0]. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n=15. * Výrazne odlišné od ovládania ND; # Výrazne odlišné od kontroly HFD (p <>

3.2. Účinky HCF1 na indexy tukového vankúša u myší kŕmených ND a HFD

Skúmali sa aj účinky HCF1 na akumuláciu tuku. HFD vyvolalo významné zvýšenie indexov podkožného a viscerálneho tuku u samcov (o 346 percent, resp. 325 percent) a samíc (o 248 percent a 257 percent, v tomto poradí) myší (obr. 2). Zatiaľ čo liečba HCF1 nevyvolala žiadny účinok na podkožný a viscerálny tuk u myší kŕmených ND, schopnosť HCF1 inhibovať HFD-indukovaný prírastok telesnej hmotnosti bola spojená s poklesom hmotnosti telesného tuku, ako je indikované znížením oboch subkutánny a viscerálny tuk u samcov kŕmených HFD (o 42 percent a 49 percent, v uvedenom poradí, pri 45 mg/kg) a vo viscerálnom tuku u samíc myší kŕmených HFD (o 53 percent, pri 45 mg/kg) (obr. 2) .

Obr. 2 – Účinky HCF1 na indexy tukového vankúša u myší kŕmených ND a HFD. Hmotnosť podkožného tuku a viscerálneho tuku sa merala tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na kontrolu ND. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n=15. * Výrazne odlišné od ovládania ND; # Výrazne odlišné od ovládania HFD (p <>

3.3. Účinky HCF1 na obsah glukózy a lipidov v plazme u myší kŕmených ND a HFD

Liečba HCF1 nezmenila obsah glukózy a lipidov v plazme u samcov a samíc myší kŕmených ND (obr. 3). Kŕmenie HFD spôsobilo významné zvýšenie hladiny glukózy v plazme (o 39 percent, resp. 29 percent) u samcov a samíc myší v porovnaní s príslušnou kontrolou ND (obr. 3a). HCF1H zvrátila HFD-indukované zvýšenie hladiny glukózy v plazme (o 41 a 64 percent, v uvedenom poradí) u samcov a samíc myší (obr. 3a). HFD tiež významne zvýšila hladiny TG v plazme (o 38 a 53 percent) u samcov a samíc myší v porovnaní s príslušnou kontrolou ND (obr. 3b). HCF1 L a HCF1 M významne inhibovali HFD-indukované zvýšenie hladín TG v plazme u HFD-kŕmených samcov (o 135 a 192, v tomto poradí) a samíc (o 103 a 146 percent, v tomto poradí) myší (obr. 3b). HCF1 H spôsobil významné zvýšenie plazmatickej hladiny TG (o 21 percent) u samíc myší kŕmených HFD v porovnaní s neliečenou kontrolou HFD (obr. 3b). Okrem plazmatického TG sa po kŕmení HFD pozorovalo aj významné zvýšenie hladín TC v plazme, pričom rozsah zvýšenia bol 73 percent a 100 percent, v tomto poradí, u samcov a samíc myší (obr. 3c). Zvýšenie hladiny TC v plazme bolo spojené s významným poklesom pomeru HDL/LDL v plazme u samcov (o 29 percent) a samíc myší (o 49 percent) kŕmených HFD (obr. 3d). HCF1 M a HCF1 H znížili HFD-indukované zvýšenie hladiny TC v plazme u samcov myší kŕmených HFD so súčasným zvýšením pomeru HDL/LDL v plazme (o 255 percent a 212 percent, v tomto poradí) v porovnaní s neliečenou HFD kontrola (obr. 3c a 3d). HCF1 L a HCF1 M potlačili HFD-indukované zvýšenie plazmatickej hladiny TC (o 22 percent a 32 percent, v danom poradí) u samíc myší, pričom nebola pozorovaná žiadna zmena v pomere HDL/LDL v plazme (obr. 3c a 3d).

Obr. 3 – Účinky HCF1 na obsah glukózy a lipidov v plazme u myší kŕmených ND a HFD. Hladina glukózy v plazme, TG a TC sa merala tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na ND kontrolu [kontrolná hladina glukózy v plazme (mg/dl): muž=91,1 ± 3,3, žena=86.0 ± 2,3; kontrolná hladina TG v plazme (mg/dl): muž=52.0 ± 1,7, žena=95,8 ± 4,1; kontrolná hladina TC v plazme (mg/dl): muž {{20}},8 ± 4,3, žena=118,6 ± 5,4]. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n=15. * Výrazne odlišné od ovládania ND; # Výrazne odlišné od kontroly HFD (p <>

3.4. Účinky HCF1 na obsah pečeňových lipidov u myší kŕmených ND a HFD

Liečba HCF1 nezmenila hladiny TG a TC v pečeni u myší kŕmených ND (obr. 4). Konzumácia HFD významne zvýšila hladiny TG v pečeni (o 108 percent a 135 percent, v uvedenom poradí) u samcov a samíc myší v porovnaní s príslušnou kontrolou ND (obr. 4a). HCF1 H na jednej strane potlačil HFD indukované zvýšenie hladiny TG v pečeni (o 54 percent) u samcov myší v porovnaní s neliečenou kontrolou HFD (obr. 4a). Na druhej strane HCF1 H ďalej zvýšil hladinu TG v pečeni (o 14 percent) u samíc myší kŕmených HFD v porovnaní s príslušnou neliečenou kontrolou HFD (obr. 4a). HFD tiež spôsobila významné zvýšenie hladín TC v pečeni (o 48 percent a 26 percent, v uvedenom poradí) u samcov a samíc myší (obr. 4b). Zatiaľ čo HCF1 L a HCF1 H významne potlačili HFD-indukované zvýšenie (o 42 a 44 percent, v uvedenom poradí) pečeňových hladín TC u samcov myší kŕmených HFD, iba HCF1 H mohol mať podobný účinok na samice myší kŕmených HFD, pričom stupeň inhibície je 62 percent (obr. 4b).

Obr. 4 – Účinky HCF1 na obsah lipidov v pečeni u myší kŕmených ND a HFD. Hladiny TG a TC v pečeni sa merali tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na kontrolu ND [kontrolná hladina TG v pečeni (g/mg proteínu): muž=31,7 ± 1,6, žena=38,5 ± 1,7; kontrolná hladina TC v pečeni (g/mg proteínu): muž=12,8 ± 0,4, žena=17,9 ± 1,2]. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n {{20}}. * Výrazne odlišné od ovládania ND; # Výrazne odlišné od kontroly HFD (p <>

3.5. Účinky HCF1 na aktivity metabolických enzýmov v kostrovom svale izolovanom z myší kŕmených ND a HFD

Liečba HCF1 stimulovala aktivitu PFK v kostrovom svale buď samcov alebo samíc myší kŕmených ND, pričom účinok na samcov myší bol výraznejší (55 percent oproti 20 percentnému zvýšeniu pri 45 mg/kg) (obr. 5a). Konzumácia HFD spôsobila významné potlačenie aktivity PFK (o 16 percent, resp. 17 percent) u samcov a samíc myší (obr. 5a). HCF1 H zvrátil HFD-indukované supresie PFK aktivity (o 153 percent a 100 percent, v tomto poradí) u HFD-kŕmených samcov a samíc myší (obr. 5a). Liečba HFD aj HCF1 nevyvolala žiadne detekovateľné účinky na aktivitu CS v kostrovom svale samcov alebo samíc myší v porovnaní s príslušnou neošetrenou kontrolou ND (obr. 5b). HCF1 nevyvolal žiadny účinok na aktivitu -HAD kostrového svalstva samcov alebo samíc myší kŕmených ND (obr. 5c). Kŕmenie HFD stimulovalo aktivitu -HAD (o 47, resp. 21 percent) u samcov a samíc myší v porovnaní s neošetrenou kontrolou ND (obr. 5c). HCF1 vo všetkých testovaných dávkach významne inhiboval HFD-indukovanú stimuláciu -HAD aktivity u samcov myší, pričom stupeň inhibície bol 62 percent v porovnaní s neošetrenou HFD kontrolou (obr. 5c). Liečba HCF1 nespôsobila žiadne významné zmeny v aktivite -HAD u samíc myší kŕmených ND a HFD (obr. 5c). Zatiaľ čo HCF1 H spôsobil významný pokles aktivity CPT (o 16 percent) kostrového svalstva u samcov myší kŕmených ND (obr. 5d), HCF1 L a HCF1 M významne zvýšili aktivitu CPT o 24 percent a o 22 percent u ND kŕmených samice myší v porovnaní s kontrolou ND (obr. 5d). Kŕmenie HFD tiež zvýšilo aktivitu CPT (o 13 percent a 18 percent, v uvedenom poradí) u samcov a samíc myší. HCF1 zvrátila zvýšenie aktivity CPT vyvolané HFD, pričom stupeň potlačenia bol 72 percent u samcov myší (vo všetkých testovaných dávkach) a 100 percent u samíc myší (HCF1 L) (obr. 5d).

Obr. 5 – Účinky HCF1 na metabolické enzýmové aktivity v kostrovom svale izolovanom z myší kŕmených ND a HFD. Aktivity PFK, CS, -HAD a CPT kostrového svalstva sa merali tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na kontrolu ND [kontrolná aktivita PFK (mU/mg proteínu): muž=19,5 ± 1,1, žena=14,1 ± 0,7 ; kontrolná aktivita CS (mU/mg proteínu): muži=30,6 ± 1,3, ženy=36,8 ± 3,6; kontrolná aktivita -HAD (mU/mg proteínu): muž=13,5 ± 0,6, žena=16,8 ± 0,6; kontrolná aktivita CPT (mU/mg proteínu): muž {{30}}.0 ± 0.3, žena=3.0 ± { {39}}.1]. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n=15. * Výrazne odlišné od ovládania ND; # Výrazne odlišné od kontroly HFD (p <>

3.6. Účinky HCF1 na mitochondriálny RCR v myšom kostrovom svale

HFD nevyvolal žiadny detegovateľný účinok na mitochondriálny RCR v myšom kostrovom svale (obr. 6). Liečbou HCF1 vyvolané mitochondriálne odpojenie v kostrovom svale myši, čo dokazujú významné zníženia mitochondriálneho RCR pri kŕmení ND (61–69 percent u mužov; 66 percent u žien) aj pri kŕmení HFD (73–78 percent u mužov; 67 -70 percent u samíc) myší v porovnaní s príslušnými neliečenými zvieratami (obr. 6).

Obr. 6 – Účinky HCF1 na mitochondriálny RCR v kostrovom svale samcov a samíc myší kŕmených ND a HFD. Mitochondriálny RCR sa meral tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy. Údaje boli vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na kontrolu ND. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n=15. * Výrazne odlišné od ovládania ND; # Výrazne odlišné od ovládania HFD (p <>

3.7. Účinky HCF1 na expresiu UCP3 v mitochondriách izolovaných z myšacieho kostrového svalu

Skúmali sa aj účinky HCF1 na expresiu UCP3, aby sa preskúmalo možné zapojenie mitochondriálneho odpojenia pri HCF1-indukovanej strate hmotnosti. 2-týždňová liečba HCF1 H významne zvýšila hladinu UCP3 v mitochondriách izolovaných z myšacieho kostrového svalstva u samcov myší, pričom rozsah stimulácie bol 67 percent v porovnaní s neošetrenou kontrolou (obr. 7).

Obr. 7 – Účinky HCF1 na expresiu UCP3 v mitochondriách izolovaných z myšacieho kostrového svalstva. Samcom myší sa intragastricky podával HCF1H počas 14 po sebe nasledujúcich dní. Mitochondrie sa izolovali tak, ako je opísané v časti Materiály a metódy, a expresia UCP3 sa merala analýzou Western blot. Údaje boli kvantifikované a vyjadrené v percentách kontroly vzhľadom na neošetrenú kontrolu. Uvedené hodnoty sú priemery ± SEM, pričom n=4. * Výrazne odlišný od neošetrenej kontroly.

3.8. Porovnania medzi HCF1 a CT z hľadiska ich účinkov na myši kŕmené ND a HFD

Na lepšie pochopenie mechanizmu, ktorý je základom účinku na zníženie hmotnosti, ktorý poskytuje HCF1, sa študovali aj účinky CT, sekvestrantu žlčových kyselín, na samcov myší kŕmených ND a HFD. CT aj HCF1 úplne inhibovali ND-indukovaný prírastok hmotnosti počas 8-týždňového priebehu experimentu. Obe liečby tiež vyvolali supresívne účinky na zvýšenie telesnej hmotnosti vyvolané HFD, index viscerálneho tuku, hladinu glukózy/TG/TC v plazme, ako aj hladinu TG/TC v pečeni, pričom účinok CT bol výraznejší (tabuľka 1). Na rozdiel od HCF1, ktorý zvýšil pomer HDL/LDL v plazme iba u myší kŕmených HFD, CT významne zvýšil pomer plazmatických HDL/LDL u myší kŕmených ND a HFD (o 58 percent a 17 percent), v porovnaní s príslušná neliečená kontrola ND (tabuľka 1). Okrem toho, zatiaľ čo HCF1 zvýšil aktivitu PFK v kostrovom svale u samcov myší kŕmených ND (54 percent) aj samcov kŕmených HFD (14 percent) v porovnaní s neliečenou kontrolou ND, CT nevyvolalo žiadny detegovateľný účinok u myší kŕmených ND a mohli iba obnoviť HFD-indukované zníženie aktivity PFK na kontrolnú hodnotu myší kŕmených ND (tabuľka 1). Liečba CT aj HCF1 zvrátila zvýšenie aktivity -HAD (o 61 percent a 60 percent, v uvedenom poradí) a CPT (o 122 percent a 72 percent, v uvedenom poradí) u samcov myší vyvolané HFD (tabuľka 1). Zatiaľ čo HCF1 indukoval mitochondriálne odpojenie, čo dokazujú významné zníženia hodnoty mitochondriálneho RCR u samcov myší kŕmených ND aj HFD, CT nevyvolalo žiadny detegovateľný účinok na mitochondriálne odpojenie (tabuľka 1).

Pre viac informácií kliknite sem a získajte časť II

Od: „Cistanches Herba znižuje prírastok hmotnosti u obéznych myší vyvolaných diétou s vysokým obsahom tukov, pravdepodobne prostredníctvom mitochondriálneho odpájania“Hoi Shan Wong a kol.

---časopis funkčných potravín 10 (2014) 292–304