Undersøgelse af de hæmmende virkninger af forskellige polaritetsekstrakter af agern på α - amylase og α - glucosidase
Type 2-diabetes (T2DM) er en kronisk stofskiftesygdom, der er kendetegnet ved postprandial hyperglykæmi. Dens kulhydrat-, protein- og lipidmetabolisme er unormal, hvilket fører til ukontrollerede blodsukkerniveauer. Kliniske undersøgelser har vist, at alfa-amylase- og alfa-glukosidasehæmmere kan hæmme den postprandiale glukosetop, forsinke fordøjelsen af kulhydrater og reducere absorptionen af glukoseniveauet. Alfa-amylasehæmmere kan fungere som kulhydratblokkere, der begrænser fordøjelseshastigheden af den gastrointestinale kost og reducerer kulhydratindtag og -absorption. Alfa-glukosidasehæmmere reducerer hovedsageligt nedbrydningen af polysaccharider og forsinker absorptionen af kulhydrater i tarmen ved reversibelt at besætte bindingsstederne mellem enzymer og substrater og i sidste ende opnå hypoglykæmiske virkninger. Derfor anses alfa-amylase- og alfa-glukosidasehæmmere for at være effektive midler til forebyggende behandling af hyperglykæmi. På nuværende tidspunkt er den kliniske syntese af alfa-amylase- og alfa-glukosidasehæmmere dog begrænset til acarbose, miglitol og voglibose. Selvom disse hæmmere kan forsinke glukoseabsorptionen, er de normalt ledsaget af visse bivirkninger under forebyggelse og behandling, såsom oppustethed, diarré, mavesmerter osv. At finde hæmmere med højere effektivitet og færre bivirkninger er blevet et aktuelt forskningsområde. Naturlige enzymhæmmere fra planter har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed på grund af deres lave bivirkninger og høje aktivitetsfunktioner.
Agern er frugten af Quercus acutissima og Quercus acutissima, som er vidt udbredt i Liaoning, Hebei, Shaanxi og andre regioner i Kina. Den har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af sit høje indhold af tanniner. Efterhånden som forskningen uddybes, viser det sig, at agern indeholder en række bioaktive stoffer, såsom protein, cellulose, flavonoider, polyfenoler osv., som har stærke antioxidante, antiinflammatoriske, bakteriostatiske, antitumor- og anti-aldringseffekter og kan reducere risikoen for hjerte-kar-sygdomme, diabetes og mikrobielle infektioner. Denne artikel bruger vilde agern af Quercus acutissima som materiale til at undersøge de hæmmende virkninger af forskellige polære ekstrakter på aktiviteterne af α-amylase og α-glucosidase. De aktive komponenter spores ved hjælp af Folin phenol-metoden, HPLC-metoden og molekylær docking-teknologi for at udlede de vigtigste aktive ingredienser i agernens aktive komponenter for at lægge et fundament for undersøgelsen af agernens hypoglykæmiske funktion.

 

På nuværende tidspunkt fokuserer forskningen i planteekstrakters farmakologiske aktiviteter primært på antibakterielle, antioxidante og antitumor-aspekter. Ayele et al. indsamlede rødder af crotonplanter fra seks forskellige steder og fandt ud af, at deres ekstrakter har stærk antioxidantaktivitet. Deres hæmmende virkning på Staphylococcus aureus, Escherichia coli og Klebsiella pneumoniae svarer til positive antibiotika. Nakamura et al. brugte HPLC til at identificere methylgallat, pentagalloylglukose og paeoniflorin i pæonblade og fandt ud af, at de alle har evnen til at hæmme spredning, apoptose og cellecyklus i orale pladecancerceller, hvilket indikerer, at pæonbladekstrakt har potentielle antitumoreffekter. Derudover har planteekstrakter også funktioner som at sænke blodsukkeret og lipiderne. Egetræer blev først undersøgt i Europa, og fransk agern-ekstrakt er blevet patenteret som en særlig medicin, der cirkulerer på markedet. Men egetræer i vores land får sjældent folks opmærksomhed. Tidligere undersøgelser har vist, at ekstrakter fra agern i Kina har antibakterielle, antioxidante og antitumor-aktiviteter, men der er begrænset forskning i deres hypoglykæmiske effekter, og undersøgelsen af hypoglykæmiske mekanismer og komponenter er ikke tilstrækkelig dybtgående. Denne undersøgelse viste, at ekstrakter af agern med forskellige polariteter har hæmmende virkninger på alfa-amylase og alfa-glucosidase, og den hæmmende virkning af ethylacetatfasen er meget højere end for den positive kontrol acarbose-gruppe. Dens IC50-værdier for alfa-amylase og alfa-glucosidase er henholdsvis 1,590 ± 0,073 mg/g og 3,927 ± 0,019 (× 10-3 mg/g). Derudover var det samlede phenolindhold opnået fra råekstraktet, ethylacetatfasen, petroleumsetherfasen og restvandfasen af agern henholdsvis 402,13 ± 11,79, 753,23 ± 32,18, 121,62 ± 3,20 og 252,44 ± 4,00 mg/g, hvilket indikerer, at enzymhæmningshastigheden i ethylacetatfasen af agern er proportional med polyphenolindholdet. Dette er i overensstemmelse med forskningsresultaterne fra Pan et al.

På baggrund af bekræftelsen af, at polyfenolindholdet i agernens ethylacetatfase er det højeste, og at dets hæmmende virkning på α-amylase og α-glucosidase er den bedste, påviste dette eksperiment yderligere polyfenoliske monomerer i agernens ethylacetatfase. HPLC-analyse viste, at indholdet af seks polyfenoliske forbindelser målt i ethylacetatfasen var højere end andre polære komponenter, og garvesyreindholdet i ethylacetatfasen var 500,75 ± 6,93 mg/g, hvilket var 10-50 gange højere end andre komponenter, hvilket indikerer, at ethylacetat har en god berigelseseffekt på garvesyre. Den vigtigste aktive komponent i agernens ethylacetatfase er stadig polyfenoliske stoffer, hvilket tyder på, at dens enzymaktivitetshæmning er relateret til garvesyre. Dette er i overensstemmelse med forskningsresultaterne fra Ding et al. Endelig var dette eksperiment det første til at bruge molekylær docking virtuel screening og fandt, at kun garvesyre havde god bindingsaktivitet med alfa-amylase og alfa-glucosidase, hvilket yderligere bekræftede, at garvesyre har en stærk hæmmende virkning på alfa-amylase og alfa-glucosidase.

Garvesyre er en bioaktiv polyfenolisk forbindelse, der findes i forskellige plantegrupper. Strukturelt set er garvesyre en lacton af hexahydroxybenzoesyre og betragtes som et derivat af dimerisk gallussyre. Den produceres hovedsageligt gennem hydrolyse af garvesyre, som er en vidt udbredt sekundær metabolit i planter. Garvesyre har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af sine biologiske aktiviteter som antioxidant, antiinflammatorisk, antibakteriel, antitumor, hypoglykæmisk og lipidsænkende egenskaber. På nuværende tidspunkt har forskning vist, at garvesyre kan absorberes i tyndtarmen, og at uabsorberede molekyler metaboliseres af mikroorganismer i tyktarmen og danner urolithin. Urolithin kan absorberes i blodbanen og deltage i den systemiske cirkulation, i sidste ende udskilles med urinen eller gennemgå biotransformation i tarm- og leverceller for at danne urolithinmetabolitter. Derfor har garvesyre en vigtig forskningsmæssig betydning og udviklingsmuligheder inden for medicin. Med hensyn til at sænke blodsukkeret har planteekstrakter fordele i forhold til syntetiske hypoglykæmiske lægemidler, såsom høj aktivitet, lave omkostninger, færre bivirkninger samt energibesparelse og miljøbeskyttelse. Som det fremgår af denne undersøgelse, er den hæmmende effekt af ethylacetat på alfa-amylase og alfa-glucosidase meget større end for acarbose, hvilket er i overensstemmelse med forskningen af Alqahtani et al. Men der er også folk, der har den modsatte opfattelse, såsom Hbika, der har vist, at ethylacetatekstraktet af malurt ikke har nogen hæmmende aktivitet på intestinal alfa-glucosidase hos rotter. Det kan hænge sammen med de synergistiske effekter mellem forskellige plantearter og ekstraherede komponenter. Der er ukendte interaktioner mellem forskellige aktive stoffer, som kræver, at vi konstant studerer og udforsker. På nuværende tidspunkt er det en udfordring at reducere bivirkningerne af syntetiske lægemidler på kroppen uden at påvirke den terapeutiske effekt i behandlingen af forskellige kroniske sygdomme. At udforske alternative eller samvirkende stoffer med acarbose er en ny retning inden for forskningen i hypoglykæmiske lægemidler. Derfor forventes denne undersøgelse at lægge grundlaget for at finde alternativer eller medafgrøder til syntetiske lægemidler.

Sammenfattende kan man sige, at agernens ethylacetat-ekstraktfase har potentielle hypoglykæmiske virkninger. Indholdet af garvesyre er højt. Da garvesyreindholdet indirekte kan kvantificere tilstedeværelsen af garvesyre i plantebaserede fødevarer, tyder denne undersøgelse på, at agernmaterialer kan være den vigtigste kilde til garvesyre. Derudover spekuleres der i, at den hypoglykæmiske effekt er påvirket af indholdet af garvesyre, som har potentiale til at fungere som erstatning eller medafgrøde for acarbose.