Virkninger af totale flavonoider fra tjørnblade på antioxidant enzymaktivitet og relateret genekspression i streptozotocin-inducerede diabetesmus
Diabetes (DM) er en stofskiftesygdom, der er kendetegnet ved hyperglykæmi. Dens udbredelse stiger år for år i verden, og den er blevet den fjerde sygdom, der skal prioriteres. For høj blodsukkerkoncentration kan forårsage metaboliske forstyrrelser i kroppen, hvilket fører til vævsskade og funktionsnedsættelse. Den mest almindelige form for denne sygdom er type 1- og type 2-diabetes. Kendetegnene ved disse to typer, som skyldes utilstrækkelig insulinproduktion (type 1) eller tab af cellernes følsomhed over for insulin, hvilket resulterer i hyperglykæmi, kaldes insulinresistens (type 2). Selv om disse to typer diabetes har forskellige årsager, påvirkes de begge af cellulært oxidativt stress. Kernemekanismen i type 1-diabetes er den specifikke skade på β-cellerne i bugspytkirtlen forårsaget af samspillet mellem genetiske, miljømæssige og immunologiske faktorer, hvilket resulterer i absolut insulinmangel. På nuværende tidspunkt er insulin det vigtigste lægemiddel til behandling af sygdommen, men fordi den særlige måde at administrere insulin på påvirker patientens compliance og sin egen terapeutiske effekt, herunder hypoglykæmiske hændelser, vægtøgning, ketoacidose og andre bivirkninger, har det stor klinisk betydning at søge andre lægemidler end insulin til at hjælpe patienter med type 1-diabetes med at kontrollere blodsukkeret.

Hvidtjørn (Crataegus Pinnatifida Bunge) er både spiselig og medicinsk. Hvidtjørneblade har forskellige farmakologiske aktiviteter som f.eks. sænkning af blodlipider, blodsukker og blodtryk samt antioxidantegenskaber. Tjørnens blade er rige på forskellige bioaktive komponenter. Li et al.s forskning har vist, at polysaccharidforbindelserne i tjørnens blade har evnen til at fjerne DPPH- og OH-frie radikaler. Hu et al. fandt, at flavonoider fra tjørnens blade kan fremme clearance af frit kolesterol i leveren hos hyperlipidemiske mus ved at opregulere udtrykket af LDLR og derved forbedre forstyrrelser i lipidmetabolismen hos mus. Zhang et al. fandt, at intraperitoneal indsprøjtning af totale flavonoider fra tjørnblade kan hæmme celleapoptose og fremme genopretning af motorisk funktion hos rotter med rygmarvsskade. Li et al. fandt, at totale flavonoider fra tjørnblade kan øge niveauerne af superoxiddismutase (SOD), katalase (CAT) og glutathionperoxidase (GSH-PX) i leverceller med ikke-alkoholisk fedtleversygdom, reducere indholdet af malondialdehyd (MDA), forbedre kroppens antioxidantkapacitet og dermed forsinke eller forhindre udviklingen af ikke-alkoholisk fedtleversygdom.
I dette eksperiment blev diabetesmusemodellen først etableret ved at indsprøjte streptozotocin (STZ), og derefter blev diabetesmusene med succes etableret ved indgift af totale flavonoider fra tjørnblad (TFHL) i forskellige koncentrationer brugt til at undersøge den antioxidante virkning af flavonoider fra tjørnblad på diabetesmus, hvilket giver reference og henvisning til udvikling og udnyttelse af tjørn og forebyggelse og behandling af diabetes.

Blodsukker er en vigtig energikilde for kroppens celler, væv og organer. Oral glukosetolerancetest kan evaluere funktionen af betacellerne i bugspytkirtlen og glukosemetabolismen i kroppen. Huang et al. viste, at de samlede flavonoider fra Houttuynia cordata Thunb kunne reducere blodsukkeret hos mus med type 1-diabetes. Ovenstående forskning viser, at flavonoider har en positiv effekt på behandlingen af diabetes. Resultaterne af dette eksperiment viser, at tjørnbladflavonoider kan reducere blodsukkerkoncentrationen og forbedre glukosens spidsbelastningstid hos diabetesmus, hvilket er i overensstemmelse med ovenstående forskningsresultater. Insulin er det eneste hypoglykæmiske hormon i kroppen, og dets indhold kan bruges til at bedømme graden af patologiske ændringer i diabetes. Resultaterne af dette eksperiment viser, at tjørnbladflavon kan øge insulinindholdet i mus og reducere blodsukkerkoncentrationen i diabetesmus, hvilket er i overensstemmelse med resultaterne af Zeng et al.s forskning om, at tjørnbladflavon kan reducere blodsukkerniveauet i diabetesmus betydeligt og forbedre deres glukosemetabolisme. I resultaterne af dette eksperiment viste lavdosis flavonoider fra hvidtjørneblade den bedste effekt til at reducere blodsukkeret. Det kan skyldes, at lavdosis tjørnbladflavonoider først virker på bugspytkirtlen, fremmer insulinudskillelsen og sænker blodsukkeret, mens højdosis tjørnbladflavonoider først virker på leveren, reparerer leverskader og forbedrer det tilsvarende genudtryk. Dette er i overensstemmelse med forskningsresultaterne fra Zhang, Lu og andre.

Den nuværende forskning viser, at patogenesen af diabetes er kompleks, og dens vigtige patogenese er, at ophobningen af reaktive iltfrie radikaler reducerer kroppens antioxidantkapacitet. Liu et al.s forskning viser, at alle tre flavonoider i bladene på Jungar-hagtorn har den funktion at fjerne frie radikaler; Ifølge dette eksperiment viste data fra forskellige grupper, at flavonoider fra hagtornblade kan øge aktiviteten af antioxidantenzymer i serum og lever betydeligt og reducere indholdet af MDA. Der kan være flere grunde til dette. For det første kan de frie radikaler i kroppen reagere med de fenoliske hydroxylgrupper i flavonoiderne fra tjørnbladene og danne stabile semi Kun-frie radikaler på grund af de frie radikalers stabile natur, hvorved kædereaktionen af frie radikaler afsluttes. Afbrydelsen af kædereaktionen øger kroppens antioxidantkapacitet. Det andet er, at indholdet af MDA kan stige på grund af lipidperoxidation, som kan være forårsaget af for mange frie radikaler i kroppen. Tjørnbladflavonoider kan hæmme lipidperoxidation, og MDA-indholdet i serum og lever vil ikke stige som følge heraf, hvilket forbedrer kroppens antioxidantkapacitet. For det tredje er der mange typer flavonoider i tjørnens blade. Når der er en nærliggende hydroxylgruppe i B-ringen, mister 2,3-dobbeltbindingerne elektroner til B-ringen og spinner for at generere stabile frie radikaler. Carbonylgruppen i 4-position kan danne hydrogenbindinger med den nærliggende hydroxylgruppe, hvilket gør mellemproduktet af frie radikaler mere stabilt. Derudover er der en Fenton-reaktion (Fe2++H2O2 → Fe3++- OH+- OH -) i celler, og vitexin kan gennemgå en kompleksdannelsesreaktion med Fe2+, med kompleksdannelsesstedet mellem 4-carbonyl-5-hydroxy. Kompleksering med Fe2+ kan effektivt reducere genereringen af - OH, danne kompleks udfældning, reducere frie radikaler og forbedre kroppens antioxidantkapacitet. Tjørnbladflavonoider kan øge aktiviteten af antioxidantenzymer i leveren og serummet hos type 1-diabetesmus, reducere indholdet af MDA og forbedre kroppens antioxidantkapacitet. Udtrykket af antioxidantgener er tæt forbundet med antioxidantenzymernes antioxidantaktivitet.

Når graden af oxidation i kroppen overstiger dens evne til at fjerne oxider, forstyrres oxidations- og antioxidantsystemernes stabilitet, hvilket resulterer i oxidativ skade. Under oxidativ stress på lavt niveau aktiveres kroppens antioxidantproteiner gennem de cis-virkende elementer i antioxidantresponselementer (ARE) eller elektrofile responselementer (EpRE). ARE kan regulere antioxidantenzymernes reaktion på oxidativ stress i kroppen på transkriptionsniveau. Under normale fysiologiske forhold binder nuklear faktor E2-relateret faktor 2 (Nrf2) sig til epoxychlorpropan kelch-prøve-relateret protein-1 (Keap1) i cytoplasmaet, og dets aktivitet hæmmes. Det nedbrydes under påvirkning af ubiquitinprotease for at opretholde den lave transkriptionelle aktivitet af Nrf2 under fysiologiske forhold. Når cellen er under oxidativ stress, afkobles det oprindeligt bundne Nrf2 fra Keap1, og det aktiverede Nrf2 går ind i kernen og danner en dimer med små Maf-proteiner, hvorved det genkender og binder sig til ARE-elementer, igangsætter downstream-gentransskription og transskription af antioxidantenzymer i kroppen. Aktiviteten øges således, hvilket afbalancerer de oxidative skader i kroppen.

I dette eksperiment steg udtrykket af fire antioxidantgener, nemlig SOD-1, SOD-2, GPX-1 og GPX-4, i leveren hos mus med diabetes markant, efter at diabetesmusene var blevet fodret med tjørnbladflavonoider i 4 uger, hvilket kan skyldes to årsager. På den ene side kunne kroppens antioxidantsystem på grund af den alvorlige oxidative stress i kroppen hos musene med diabetes ikke afbalancere angrebet fra frie radikaler, hvilket resulterede i alvorlige oxidative skader på cellerne, og kroppens endogene antioxidantsystem kunne ikke eliminere frie radikaler. Hawthorn leaf flavonoider kan ikke kun eliminere frie radikaler i kroppen, men også kompleks med metalioner, reducere den oxidative skade af frie radikaler og metalioner på celler, fremme den nukleare translokation af Nrf2 og øge de frie radikaler. og derefter øge udtrykket af SOD-1, SOD-2, GPX-1 og GPX-4 gener i leveren af diabetesmus. På den anden side kan faldet i antioxidant enzymaktivitet hos diabetesmus føre til en stigning i frie radikaler i kroppen, hvilket resulterer i oxidativ skade på celler, utilstrækkelig energiforsyning af mitokondriesystemet og blokeret DNA- og RNA-transkription, hvilket signifikant reducerer ekspressionen af antioxidantgener i leveren hos syge mus. Da tjørnbladflavonoider har den virkning, at de fjerner frie radikaler in vivo, blev DNA- og RNA-transkription i museceller forbedret efter intragastrisk administration, og udtrykket af SOD-1, SOD-2, GPX-1 og GPX-4-gener i leveren hos diabetesmus blev øget. Deng et al. fandt, at quercetin kan aktivere det nukleare translokationsudtryk af Nrf2 i humane primære leverceller inkuberet med ethanol. Ganesan, Zhang et al.s forskning viser, at vitexin forbedrer insulinsekretionen ved at aktivere nøgleproteiner, der er involveret i regulering af apoptose i betaceller, herunder NF-κ B og Nrf2. Alle er i overensstemmelse med resultaterne af dette eksperiment.

Resultaterne viste, at tjørnbladflavonoider kunne reducere indholdet af MDA betydeligt og øge aktiviteterne af T-AOC, SOD og GSH-PX i serum og lever hos STZ-inducerede diabetesmus. Flavonoider fra hvidtjørneblade kan øge udtrykket af SOD-1, SOD-2, GPX-1 og GPX-4 gener i leveren hos STZ-inducerede diabetesmus. For at opsummere kan tjørnbladflavon forbedre oxidativ skade i diabetes og har en god antioxidantvirkning. Det har et godt udviklingsperspektiv i behandlingen af diabetes og relateret lægemiddelforskning og -udvikling.