Auswirkungen der Gesamtflavonoide von Weißdornblättern auf die antioxidative Enzymaktivität und die damit verbundene Genexpression bei Mäusen mit Streptozotocin-Diabetes
Diabetes (DM) ist eine Stoffwechselerkrankung, die durch Hyperglykämie gekennzeichnet ist. Ihre Prävalenz nimmt weltweit von Jahr zu Jahr zu, und sie ist zur viertwichtigsten Krankheit geworden. Eine überhöhte Blutzuckerkonzentration kann Stoffwechselstörungen im Körper verursachen, die zu Gewebeschäden und Funktionseinschränkungen führen. Die häufigste Form dieser Krankheit ist der Typ-1- und der Typ-2-Diabetes. Die Merkmale dieser beiden Typen, die durch eine unzureichende Insulinproduktion (Typ 1) oder einen Verlust der Zellempfindlichkeit gegenüber Insulin, der zu einer Hyperglykämie führt, verursacht werden, werden als Insulinresistenz (Typ 2) bezeichnet. Obwohl diese beiden Diabetestypen unterschiedliche Ursachen haben, sind sie beide von zellulärem oxidativem Stress betroffen. Der Hauptmechanismus des Typ-1-Diabetes ist die spezifische Schädigung der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse, die durch das Zusammenspiel von genetischen, umweltbedingten und immunologischen Faktoren verursacht wird und zu einem absoluten Insulinmangel führt. Derzeit ist Insulin das wichtigste Medikament zur Behandlung der Krankheit, aber da die besondere Art der Insulinverabreichung die Compliance des Patienten und seine eigene therapeutische Wirkung beeinträchtigt, einschließlich hypoglykämischer Ereignisse, Gewichtszunahme, Ketoazidose und anderer Nebenwirkungen, hat die Suche nach anderen Medikamenten als Insulin, um Patienten mit Typ-1-Diabetes bei der Blutzuckerkontrolle zu helfen, eine wichtige klinische Bedeutung.

Weißdorn (Crataegus Pinnatifida Bunge) ist sowohl essbar als auch medizinisch nutzbar. Weißdornblätter haben verschiedene pharmakologische Wirkungen wie die Senkung von Blutfetten, Blutzucker und Blutdruck sowie antioxidative Eigenschaften. Weißdornblätter sind reich an verschiedenen bioaktiven Bestandteilen. Die Forschung von Li et al. hat gezeigt, dass die Polysaccharidverbindungen in Weißdornblättern die Fähigkeit haben, freie DPPH- und OH-Radikale abzufangen. Hu et al. fanden heraus, dass Weißdornblattflavonoide die Clearance von freiem Cholesterin in der Leber von hyperlipidämischen Mäusen fördern können, indem sie die Expression von LDLR hochregulieren und dadurch Störungen des Lipidstoffwechsels bei Mäusen verbessern. Zhang et al. fanden heraus, dass die intraperitoneale Injektion von Gesamtflavonoiden aus Weißdornblättern die Zellapoptose hemmen und die Erholung der motorischen Funktionen bei Ratten mit Rückenmarksverletzungen fördern kann. Li et al. fanden heraus, dass Gesamtflavonoide aus Weißdornblättern den Gehalt an Superoxiddismutase (SOD), Katalase (CAT) und Glutathionperoxidase (GSH-PX) in Leberzellen mit nichtalkoholischer Fettlebererkrankung signifikant erhöhen, den Gehalt an Malondialdehyd (MDA) verringern, die antioxidative Kapazität des Körpers verbessern und somit das Fortschreiten der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung verzögern oder verhindern können.
In diesem Experiment wurde zunächst das Diabetes-Mausmodell durch die Injektion von Streptozotocin (STZ) etabliert, und dann wurden die Diabetes-Mäuse erfolgreich durch die Verabreichung von Gesamtflavonoiden aus Weißdornblättern (TFHL) in verschiedenen Konzentrationen etabliert, um die antioxidative Wirkung von Weißdornblattflavonoiden auf Diabetes-Mäuse zu erforschen, was als Referenz für die Entwicklung und Nutzung von Weißdorn und die Prävention und Behandlung von Diabetes dient.

Blutzucker ist eine wichtige Energiequelle für die Zellen, das Gewebe und die Organe des Körpers. Der orale Glukosetoleranztest kann die Funktion der Betazellen der Bauchspeicheldrüse und den Glukosestoffwechsel im Körper bewerten. Huang et al. zeigten, dass die Gesamtflavonoide von Houttuynia cordata Thunb den Blutzucker bei Mäusen mit Typ-1-Diabetes senken können. Die oben genannten Untersuchungen zeigen, dass Flavonoide positive Auswirkungen auf die Behandlung von Diabetes haben. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass Weißdornblattflavonoide die Blutzuckerkonzentration senken und die Spitzenzeit des Blutzuckerspiegels bei Diabetesmäusen verbessern können, was mit den oben genannten Forschungsergebnissen übereinstimmt. Insulin ist das einzige blutzuckersenkende Hormon im Körper, und sein Gehalt kann verwendet werden, um den Grad der pathologischen Veränderungen bei Diabetes zu beurteilen. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass Weißdornblattflavon den Insulingehalt bei Mäusen erhöhen und die Blutzuckerkonzentration bei Diabetesmäusen senken kann, was mit den Forschungsergebnissen von Zeng et al. übereinstimmt, wonach Weißdornblattflavon den Blutzuckerspiegel bei Diabetesmäusen deutlich senken und ihren Glukosestoffwechsel verbessern kann. Bei den Ergebnissen dieses Experiments zeigten niedrig dosierte Weißdornblattflavonoide die beste Wirkung bei der Senkung des Blutzuckerspiegels. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass niedrig dosierte Weißdornblattflavonoide zuerst auf die Bauchspeicheldrüse wirken, die Insulinausschüttung fördern und den Blutzucker senken, während hoch dosierte Weißdornblattflavonoide zuerst auf die Leber wirken, Leberschäden reparieren und die entsprechende Genexpression verstärken. Dies stimmt mit den Forschungsergebnissen von Zhang, Lu und anderen überein.

Die aktuelle Forschung zeigt, dass die Pathogenese von Diabetes komplex ist und dass die Anhäufung von reaktiven freien Sauerstoffradikalen die antioxidative Kapazität des Körpers verringert. Die Forschung von Liu et al. zeigt, dass alle drei Flavonoide in den Blättern des Weißdorns die Funktion haben, freie Radikale zu fangen. Diesem Experiment zufolge zeigten die Daten verschiedener Gruppen, dass Weißdornblattflavonoide die Aktivität antioxidativer Enzyme im Serum und in der Leber signifikant erhöhen und den MDA-Gehalt reduzieren können. Hierfür kann es mehrere Gründe geben. Erstens können die freien Radikale im Körper aufgrund der stabilen Natur der Semi-Kun-Radikale mit den phenolischen Hydroxylgruppen der Weißdornblattflavonoide reagieren, um stabile Semi-Kun-Radikale zu erzeugen, wodurch die Kettenreaktion der freien Radikale beendet wird. Durch die Beendigung der Kettenreaktion wird die antioxidative Kapazität des Körpers gestärkt. Zweitens kann der MDA-Gehalt aufgrund der Lipidperoxidation, die durch übermäßige freie Radikale im Körper verursacht werden kann, ansteigen. Die Flavonoide des Weißdornblatts können die Lipidperoxidation hemmen, so dass der MDA-Gehalt im Serum und in der Leber nicht ansteigt und die antioxidative Kapazität des Körpers erhöht wird. Drittens gibt es viele Arten von Flavonoiden in Weißdornblättern. Wenn eine benachbarte Hydroxylgruppe im B-Ring vorhanden ist, verlieren die 2,3-Doppelbindungen Elektronen an den B-Ring und drehen sich, um stabile freie Radikale zu erzeugen. Die Carbonylgruppe in 4-Stellung kann Wasserstoffbrückenbindungen mit der benachbarten Hydroxylgruppe bilden, wodurch das Zwischenprodukt der freien Radikale stabiler wird. Darüber hinaus gibt es in Zellen eine Fenton-Reaktion (Fe2++H2O2 → Fe3++- OH+- OH -), und Vitexin kann eine Komplexierungsreaktion mit Fe2+ eingehen, wobei die Komplexierungsstelle zwischen 4-Carbonyl-5-Hydroxy liegt. Die Komplexierung mit Fe2+ kann die Bildung von - OH wirksam reduzieren, komplexe Ausfällungen bilden, freie Radikale reduzieren und die antioxidative Kapazität des Körpers verbessern. Weißdornblattflavonoide können die Aktivität der antioxidativen Enzyme in der Leber und im Serum von Mäusen mit Typ-1-Diabetes erhöhen, den MDA-Gehalt senken und die antioxidative Kapazität des Körpers verbessern. Die Expression von antioxidativen Genen steht in engem Zusammenhang mit der antioxidativen Aktivität von antioxidativen Enzymen.

Wenn der Grad der Oxidation im Körper seine Fähigkeit übersteigt, Oxide zu beseitigen, wird die Stabilität des Oxidations- und Antioxidationssystems gestört, was zu oxidativen Schäden führt. Bei geringem oxidativem Stress werden die antioxidativen Proteine des Körpers durch die cis wirkenden Elemente der Antioxidant Response Elements (ARE) oder der Electrophilic Response Elements (EpRE) aktiviert. ARE können die Reaktion der antioxidativen Enzyme auf oxidativen Stress im Körper auf der Transkriptionsebene regulieren. Unter normalen physiologischen Bedingungen bindet der mit dem Kernfaktor E2 verwandte Faktor 2 (Nrf2) im Zytoplasma an das mit dem Epoxy-Chloropropan-Kelch-Muster verwandte Protein-1 (Keap1), und seine Aktivität wird gehemmt. Es wird durch Ubiquitin-Protease abgebaut, um die geringe Transkriptionsaktivität von Nrf2 unter physiologischen Bedingungen aufrechtzuerhalten. Wenn die Zelle unter oxidativem Stress steht, wird das ursprünglich gebundene Nrf2 von Keap1 abgekoppelt, und das aktivierte Nrf2 dringt in den Zellkern ein und bildet ein Dimer mit kleinen Maf-Proteinen, wodurch es ARE-Elemente erkennt und daran bindet und die Transkription nachgeschalteter Gene sowie die Transkription von antioxidativen Enzymen im Körper in Gang setzt. Auf diese Weise wird die Aktivität erhöht und die oxidative Schädigung des Körpers ausgeglichen.

In diesem Experiment stieg die Expression von vier antioxidativen Genen, nämlich SOD-1, SOD-2, GPX-1 und GPX-4, in der Leber der Mäuse mit Diabetes deutlich an, nachdem die Mäuse mit Diabetes 4 Wochen lang mit Weißdornblattflavonoiden gefüttert worden waren, was auf zwei Gründe zurückzuführen sein könnte. Einerseits konnte das körpereigene antioxidative System aufgrund des schweren oxidativen Stresses im Körper der Mäuse mit Diabetes den Angriff der freien Radikale nicht ausgleichen, was zu schweren oxidativen Schäden an den Zellen führte, und das körpereigene antioxidative System konnte die freien Radikale nicht eliminieren. Weißdornblattflavonoide können nicht nur freie Radikale im Körper eliminieren, sondern auch Komplexe mit Metallionen bilden, die oxidative Schädigung der Zellen durch freie Radikale und Metallionen reduzieren, die nukleare Translokation von Nrf2 fördern und die freien Radikale erhöhen. und dann die Expression von SOD-1, SOD-2, GPX-1 und GPX-4 Genen in der Leber von Diabetesmäusen erhöhen. Andererseits kann die Abnahme der antioxidativen Enzymaktivität bei Diabetes-Mäusen zu einem Anstieg der freien Radikale im Körper führen, was zu einer oxidativen Schädigung der Zellen, einer unzureichenden Energieversorgung des mitochondrialen Systems und einer blockierten DNA- und RNA-Transkription führt, wodurch die Expression der antioxidativen Gene in der Leber der erkrankten Mäuse deutlich reduziert wird. Da Weißdornblattflavonoide die Wirkung haben, freie Radikale in vivo zu fangen, verbesserten sich nach der intragastrischen Verabreichung die DNA- und RNA-Transkription in Mäusezellen, und die Expression der Gene SOD-1, SOD-2, GPX-1 und GPX-4 in der Leber von Diabetesmäusen wurde erhöht. Deng et al. fanden heraus, dass Quercetin die Kerntranslokation von Nrf2 in menschlichen primären Leberzellen, die mit Ethanol inkubiert wurden, aktivieren kann. Die Forschung von Ganesan, Zhang et al. zeigt, dass Vitexin die Insulinsekretion verbessert, indem es Schlüsselproteine aktiviert, die an der Regulierung der Apoptose in Betazellen beteiligt sind, darunter NF-κ B und Nrf2. All dies stimmt mit den Ergebnissen dieses Experiments überein.

Die Ergebnisse zeigten, dass Weißdornblattflavonoide den MDA-Gehalt signifikant senken und die Aktivitäten von T-AOC, SOD und GSH-PX im Serum und in der Leber von Mäusen mit STZ-Diabetes signifikant erhöhen können. Weißdornblatt-Flavonoide können die Expression der Gene SOD-1, SOD-2, GPX-1 und GPX-4 in der Leber von Mäusen mit STZ-Diabetes signifikant erhöhen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Weißdornblattflavone die oxidativen Schäden bei Diabetes verbessern können und eine gute antioxidative Wirkung haben. Es hat eine gute Entwicklungsperspektive bei der Behandlung von Diabetes und der damit verbundenen Arzneimittelforschung und -entwicklung.