Die Wirkung von Gentiopicrosid auf TLR-4/NF-κ B und AMPK/Nrf2-Signalwege bei nichtalkoholischer Fettlebererkrankung
Die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist ein klinisch-pathologisches Syndrom, das durch eine diffuse Lebersteatose gekennzeichnet ist, wobei Alkohol und andere eindeutig leberschädigende Faktoren ausgeschlossen sind. Sie steht in engem Zusammenhang mit Insulinresistenz (IR) und oxidativem Stress. Mit der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen und der Veränderung der Ernährungsstruktur steigt die Inzidenzrate der NAFLD in China. Interne und externe Faktoren wie Genetik, Diabetes, fettreiche Ernährung, Bewegungsmangel usw. können NAFLD auslösen. Die moderne Medizin geht davon aus, dass die NAFLD durch sekundäre oder multiple Angriffe von oxidativem Stress und Insulinresistenz verursacht wird. Daher können klassische Strategien wie Entzündungshemmung und Antioxidantien als grundlegende Behandlungsprinzipien für diese Krankheit dienen. Der TLR-4/NF-κ B-Signalweg ist ein klassischer Entzündungsweg, der der häufigste Weg für Leberveränderungen ist, die durch verschiedene Stimuli verursacht werden. Die Stimulierung von TLR-4 aktiviert NF-κ B über eine Reihe von Signalwegen, was wiederum die Freisetzung von Entzündungsfaktoren fördert, die letztlich eine Hepatozytennekrose auslösen und die Entzündungskaskade aktivieren. Die Hemmung der Aktivierung des TLR-4/NF-κ B-Signalwegs ist ein Schlüsselweg zur Verringerung der Entzündung des Lebergewebes und ein Marker für die Herunterregulierung der mit oxidativem Stress verbundenen Entzündungsexpression. Gleichzeitig spielt der AMPK/Nrf2-Signalweg eine wichtige Rolle bei der Abwehr von oxidativem Stress und der Verbesserung der Lipidablagerungsprozesse in vivo. Nrf2 ist der wichtigste Regulierungsfaktor für die Resistenz des zellulären Abwehrsystems gegen oxidativen Stress, und es gibt Hinweise darauf, dass ein genetischer Verlust von Nrf2 mit einer schwereren NAFLD einhergeht. AMPK ist ein zentraler Regulator der zellulären Energiehomöostase und Entzündung, der in der Lage ist, die Fettsäurebiosynthese zu regulieren und oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen zu hemmen. Da Nrf2 und AMPK eine entscheidende Rolle bei oxidativem Stress und Fettstoffwechsel spielen, kann dieser Signalweg als potenzielles therapeutisches Ziel für die Behandlung von Leberfettinfiltration und Entzündungen dienen. In der Zwischenzeit haben frühere Studien gezeigt, dass der AMPK/Nrf2-Signalweg ein Schlüsselweg zur Regulierung des Fortschreitens der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung sein kann.

Gentiopicrosid (GPS) ist ein Terpenoidglykosid, das aus der Gentiana-Pflanze aus der Familie der Enziangewächse gewonnen wird. Pharmakologische Studien haben gezeigt, dass GPS klinische Wirkungen hat, wie z. B. entzündungshemmende, schmerzlindernde, antioxidative und freie Radikale auffangende Wirkung. Seine hepatoprotektiven und choleretischen Wirkungen sind signifikant, aber sein hepatoprotektiver Mechanismus ist noch nicht klar. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass GPS ein großes Potenzial für Anwendungen bei der Bekämpfung von pathogenen Mikroorganismen, Magen-Darm-Erkrankungen, Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Erkrankungen des Atmungssystems sowie neurologischen und psychiatrischen Störungen hat. Gleichzeitig hat GPS eine bedeutende antioxidative und leberschützende Wirkung und kann die Gallensekretion und andere biologische Aktivitäten fördern. Es gibt Berichte, die darauf hinweisen, dass GPS eine schützende Wirkung auf chemische Substanzen und D-Galaktosamin/Lipopolysaccharid-induzierte Leberschäden bei Mäusen hat. Darüber hinaus kann GPS die Symptome der alkoholischen Fettlebererkrankung über den AMPK-PPAR-α-Signalweg verbessern, aber es gibt derzeit keine Berichte über den Zusammenhang zwischen GPS und TLR-4/NF-κ B, AMPK/Nrf2-Signalwegen in NAFLD-Modellen. Daher wurde in diesem Experiment ein Rattenmodell für NAFLD etabliert und Metformin als Kontrolle verwendet, um die schützende Wirkung von GPS auf die Leber und seine regulatorische Wirkung auf die TLR-4/NF-κ B- und AMPK/Nrf2-Signalwege vorläufig zu untersuchen, was eine Grundlage für die klinische Behandlung von NAFLD mit GPS darstellt.

Sechzig SD-Ratten wurden nach dem Zufallsprinzip in eine normale Gruppe, eine Modellgruppe, eine Metformingruppe (200 mg/kg) und GPS-Gruppen mit hoher, mittlerer und niedriger Dosis (120, 60, 30 mg/kg) unterteilt. Die normale Gruppe erhielt Standardfutter, während die anderen Gruppen 14 Wochen lang mit fettreichem Futter gefüttert wurden, um ein NAFLD-Modell für Ratten zu entwickeln. Mit biochemischen Methoden wurden die Leberfunktion, der oxidative Stress und die Lipidakkumulation untersucht. Mit dem Enzymimmunoassay (ELISA) wurden die Insulinresistenz und der Gehalt an Entzündungsfaktoren ermittelt. Mittels Western Blot wurde die Expression von Proteinen des TLR-4/NF-κ B und des AMPK/Nrf2-Signalwegs im Rattenlebergewebe nachgewiesen; Beobachtung pathologischer Veränderungen im Lebergewebe durch Ölrot-O-Färbung

 

In den letzten Jahren hat die Inzidenzrate der NAFLD einen deutlichen Aufwärtstrend gezeigt und ist zu einer der Hauptursachen für chronische Lebererkrankungen und abnorme Leberfunktionen geworden. Gegenwärtig müssen die meisten Medikamente zur Behandlung von NAFLD über die Leber verstoffwechselt werden, was die Belastung der Leber bei der Behandlung von NAFLD erhöht. Außerdem ist die therapeutische Wirkung von Medikamenten bei NAFLD begrenzt, und es wurden noch keine spezifischen Medikamente gefunden. Daher ist es von großer praktischer Bedeutung, Medikamente mit eindeutiger Wirksamkeit und minimalen Nebenwirkungen zur Behandlung von NAFLD zu finden.

Eine fettreiche Ernährung kann zu einem Anstieg der freien Fettsäuren (FFA) im Serum führen. FFA sammeln sich kontinuierlich im Körper an und verursachen Leberschäden und eine erhöhte Durchlässigkeit der Zellmembran, was zu einem Überlauf von ALT und AST aus den Zellen in den Blutkreislauf führt. Die Aktivität von ALT und AST im Serum der Modellgruppe stieg an, begleitet von einem Anstieg des TC-, TG- und LDL-C-Gehalts und einem Rückgang des HDL-C-Gehalts, was auf die erfolgreiche Etablierung des NAFLD-Modells in diesem Experiment hinweist. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass GPS die NAFLD wirksam verbessert, die Transaminasen und Blutfette reguliert und eine schützende Wirkung auf die Leber hat.

Die spezifische Pathogenese der NAFLD ist immer noch unklar, und die Pathogenese der "multiplen parallelen Angriffe" ist weithin akzeptiert. Verschiedene Faktoren wie Entzündung, oxidativer Stress und Insulinresistenz tragen gemeinsam zum Auftreten und Fortschreiten der NAFLD bei. Die Leberfettinfiltration wird durch IR verursacht, da das Zentrum eine große Menge an FFA produziert. Wenn der körpereigene Oxidationsweg überschüssige FFA nicht verarbeiten kann, führt dies zu einem Anstieg von TG, was wiederum zu einer Fettansammlung führen und eine Fettdegeneration einleiten kann. Gleichzeitig stimuliert ein Anstieg der FFA die Sekretion der Entzündungsfaktoren TNF-α, IL-1-β und IL-6 durch die Kupffer-Zellen der Leber, was die Entzündung fördert und zu entzündlicher Infiltration, Nekrose und Fibrose der Leberzellen führt. Wenn die Leber eine Entzündungsreaktion erfährt, bindet TLR-4 an seinen Liganden, um NF-κ B zu aktivieren, was zur Synthese und Freisetzung einer Reihe von Entzündungsfaktoren führt und eine Entzündungsreaktion im Körper auslöst. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigten, dass die Gruppen mit hoher, mittlerer und niedriger Dosis von GPS den Insulinresistenzindex, TG, TC, LDL-C und die Werte der Entzündungsfaktoren TNF-α, IL-1-β und IL-6 senken, die HDL-C-Werte erhöhen und die TLR-4- und NF-κ-B-Signalwege wirksam hemmen konnten. Unter ihnen zeigte die Hochdosisgruppe von GPS die signifikanteste Verbesserung, was darauf hindeutet, dass GPS die Leber durch die Hemmung von Entzündungen, die Regulierung des Lipidstoffwechsels und die Regulierung des TLR-4/NF-κ B-Signalwegs schützen kann.

Oxidativer Stress ist weithin als einer der schädlichen Faktoren der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung anerkannt. Die große Anzahl von Mitochondrien in den Leberzellen erleichtert die Oxidation von FFA, wodurch die Zellen mit Energie versorgt werden, aber auch eine große Menge reaktiver Sauerstoffspezies produziert wird. Das antioxidative Abwehrsystem des Körpers kann Schutzwirkungen entfalten, indem es die Produktion freier Radikale hemmt, freie Radikale beseitigt, Schäden repariert und antioxidative Enzyme induziert. SOD und GSH Px sind wichtige antioxidative Enzyme, die freie Radikale wirksam beseitigen, die Bildung von Lipidperoxidationsreaktionen hemmen und den Körper schützen können. MDA ist das Endprodukt der freien Radikale, die an den Lipidperoxidationsreaktionen beteiligt sind, und seine abnormale Expression kann die Struktur der Zellmembranen schwer schädigen und Zellschwellungen und Nekrosen verursachen. Die Aktivierung von AMPK kann die nukleare Translokation des nachgeschalteten Moleküls Nrf2 fördern und die Nrf2-Expression hochregulieren. Nrf2 übt entzündungshemmende und antioxidative Wirkungen aus, indem es Faktoren reguliert, die nachgeschaltete antioxidative Proteine und Enzyme wie HO-1 vermitteln, um den oxidativen Stress in der Leber zu verringern. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass die GPS-Dosisgruppen im Vergleich zur Modellgruppe die SOD- und GSH-Px-Aktivität signifikant erhöhen und den MDA-Gehalt reduzieren können, während sie gleichzeitig die Expression von p-AMPK und Nrf2-Protein signifikant erhöhen. Dies deutet darauf hin, dass GPS den AMPK/Nrf2-Signalweg aktivieren kann, wodurch oxidativer Stress gehemmt und hepatoprotektive Effekte erzielt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass GPS den Verletzungsstatus von NAFLD-Ratten wirksam verbessern, die Insulinresistenz regulieren, den oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen hemmen, die TLR-4/NF-κ B- und AMPK/Nrf2-Signalwege regulieren und neue Strategien für klinische Anwendungen bieten kann.