070 猕猴桃对糖尿病大鼠肾病和氧化应激的补充治疗

文摘   科学   2023-04-15 17:00   山西  
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文献解读 070



主题

猕猴桃营养

题目

Actinidia deliciosa as a complemental therapy against nephropathy and oxidative stress in diabetic rats

期刊

Food Science and Human Wellness

中科院分区2区影响因子8.022
第一作者
Ali Y. Naoom
通讯作者

Fatma M. El-Demerdash

单位

Department of Medical Laboratory Techniques, Imam Ja’afar Al-Sadiq University, Al-Muthanna 

Department of Environmental Studies, Institute of Graduate Studies and Research, Alexandria University

原文链接

http://doi.org/10.1016/j.fshw.2023.03.019

01
研究背景

糖尿病(DM)是一种持续性代谢紊乱,其特征是高血糖,往往是由于胰岛素分泌不足或遗传、环境或生活方式因素导致。糖尿病肾病是全球晚期肾病的主要原因。目前有多种药物治疗糖尿病,但往往具有多种副作用。

近年来,糖尿病患者越来越依赖植物疗法进行治疗,猕猴桃就是其中一种植物。猕猴桃含有多种植物化学物质、蛋白质等。此外,猕猴桃具有不同的重要生物学效应。
02
实验方法
24只雄性白化Wistar大鼠(160-170克),驯化2周后,将大鼠随机分为4组,每组6只。第1组为对照组,第2组给药猕猴桃水提物(ADAE)(1 g/kg),第3组给药链脲霉素(SZT)(50 mg/kg),第4组糖尿病大鼠分别补充ADAE。分别口服补充猕猴桃水提取物30天,同时单次腹腔给药STZ。
03
实验结果


3.1 猕猴桃水提物的GC-MS分析

发现了不同的生物活性成分,包括抗坏血酸、α-松醇、油酸、维生素E、己醛、叶绿醇、丁酸乙酯和α-蒎烯等,这些成分可能与其抗氧化和治疗作用具有协同效果。



3.2 猕猴桃水提物的体外抗氧化活性
1 ADAE和标准抗氧化剂清除自由基的EC50
3.3 血液指标
与对照组相比,糖尿病大鼠红细胞、血红蛋白、血小板、淋巴细胞水平显著下降,白细胞和中性粒细胞显著升高。另一方面,单独使用ADAE与对照组的血液参数无显著变化。与STZ组相比,接受ADAE治疗的糖尿病大鼠血液参数有明显改善。
2 不同组的血液学参

3.4 血清和肾匀浆生化指标

链脲霉素处理的大鼠,葡萄糖、尿素和肌酐水平以及乳酸脱氢酶活性均显著升高,但碱性磷酸酶(ALP)活性和蛋白质含量分别下降40.00%和37.48%,给予ADAE后表现良好。与对照组相比,单独摄入ADAE仅显著提高尿素浓度以及ALP和乳酸脱氢酶(LDH)活性。

表3 不同组别的生化指标


3.5 氧化应激标志物

与未接受ADAE的糖尿病大鼠相比,给予ADAE的糖尿病大鼠表现出硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)和过氧化氢水平的显著降低,以及还原型谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化酶的升高。单独补充ADAE可以改善肾脏匀浆中测量的所有氧化应激标志物(表4)。

表4 猕猴桃水提取物对糖尿病大鼠肾脏氧化应激标志物的影响


3.6 炎症和细胞凋亡

RT-PCR结果显示,与对照组和ADAE组相比,STZ处理大鼠肾组织促炎细胞因子(TNF-α和TGF-β1)、促凋亡基因(Bax)mRNA水平显著升高,抗凋亡基因(Bcl-2)mRNA水平下调。ADAE喂养糖尿病大鼠TNF-α、TGF-β1、Bax显著下调,Bcl-2显著上调。仅使用ADAE的大鼠在研究参数上没有显示出任何显著变化(图1)。

图1 qPCR检测STZ和/或ADAE治疗对肾凋亡相关基因Bax、Bcl2及炎症相关基因TNF-α、TGF-β1表达的影响


3.7 肾脏组织病理学、组织化学和免疫组织化学

在糖尿病大鼠(G3)中,肾皮质断面显示部分鲍曼囊扩张,肾小球收缩,近曲小管和远曲小管扩张,而给予ADAE的糖尿病大鼠(G4)则显示肾小球、肾小球室、血管极和集管的改善(图2)。

图2 大鼠肾切片HE染色组织学显微照片

α-SMA的表达在对照组(G1)和ADAE(G2)组中正常。G3显示α-SMA表达非常强,而G4的糖尿病大鼠表达中等,表现为棕色(图3)。

图3 大鼠肾皮层中α-SMA-ir的显微照片

G1和G2组的纤维组织可以忽略不计,G3组结缔组织和纤维化增加,G4表现出胶原蛋白表达(蓝绿色)略有增加(图4)。

图4 大鼠肾脏MT染色

G1和G2组的近曲小管、远曲小管、肾小球和鲍曼包膜总蛋白含量和分布正常(蓝色)。另外,G3肾脏切片MB蓝染色显示弱蛋白含量分布异常,而给药后的G4总蛋白含量增强(图5)。

图5 肾皮质切片的MB染色显微照片

采用MGP染色法对大鼠肾脏切片中的核酸进行区分。DNA比RNA聚合性更强,仅与MGP结合并染成绿色或蓝绿色,而RNA的聚合度低于DNA,仅与派洛宁结合,染成粉红色或红色。在G1和G2组中,肾脏切片显示DNA(蓝绿色)和RNA(粉红色)的正常分布。在G3中,肾脏切片显示MGP染色较弱,而G4显示MGP染色中等增强(图6)。

图6 大鼠肾切片MGP染色
04
讨论

关于猕猴桃作为糖尿病中整体和替代药物的疗效的研究结果有限。

TBARS、过氧化氢的研究证实了糖尿病中的高血糖水平与氧化应激和自由基的产生以及抗氧化防御系统的紊乱有关,葡萄糖的自氧化蛋白质糖基化、LPO和抗氧化酶活性的抑制增强了糖尿病动物的氧化应激此外,过量的ROS生成可能导致细胞老化,停止细胞增殖

酶抗氧化剂除了作为氧化应激的标志物外,在维持细胞态方面也具有重要作用。本研究与其他几项研究发现糖尿病患者GSH含量显著下降的研究结果一致,防止自由基链反应的抗氧化酶对于恢复糖尿病大鼠的葡萄糖水平至关重要。

由于风味和健康益处,美味猕猴桃成为世界上最受欢迎的水果之一。在糖尿病大鼠中,用ADAE治疗导致TBARS和过氧化氢的显著降低,表明补充抗氧化能力较强的猕猴桃水提物可能有助于通过减少氧化组织损伤来预防 STZ 诱导的肾病。

ADAE的预防作用可归因于其营养和生物活性成分,这些成分具有强大的抗氧化、抗糖尿病和抗癌特性,突出了其作为功能性食品的潜力。ADAE保留了肾功能生物标志物、酶活性、蛋白质含量、血液学指标和纤维化相关生物标志物。体外研究表明,ADAE可能含有生物活性化学物质,这些化学物质已证明其作为调节糖尿病过程的抗自由基的重要性。

一般来说,高血糖症是糖尿病并发症发生和发展的一个突出和关键因素,易导致肾功能障碍和氧化应激。ADAE降低高血糖的能力可能是其主要的肾保护机制,从而通过减少氧化应激和促炎介质来改善肾功能。因此,本研究将猕猴桃水提物作为糖尿病肾病的补充和抗高血糖治疗方案,具有很强的抗氧化特性。
05
结论

数据表明,ADAE通过抑制氧化应激,清除自由基,减少炎症和恢复内源性抗氧化防御系统机制,可以有效预防STZ诱导的大鼠糖尿病肾病。由于其强大的抗氧化和抗自由基活性,ADAE还降低了血糖水平,减轻了血液参数、肾功能生物标志物、肾脏组织结构和受脂质过氧化影响的基因表达的变化。因此,ADAE在糖尿病肾病的防治中具有一定的应用价值。


本文图表均来自本文献


END
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文献解读:王家琪

 编辑:王家琪

校稿:兰天

 审核:马婷婷

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