Sch\u00fctzende Wirkung von Chitosan-Oligosacchariden auf Dextransulfat-induzierte Kolitis bei M\u00e4usen
\nZu den entz\u00fcndlichen Darmerkrankungen (IBD) geh\u00f6ren Colitis ulcerosa (UC) und Morbus Crohn (CD). Die Colitis ulcerosa wurde 1875 von Wilk und Moxon entdeckt, 1903 von Boas und Wilk definiert und 1905 von der WHO offiziell als besondere klinische Erkrankung bezeichnet. Bei der Colitis ulcerosa handelt es sich um eine unspezifische Kolitis, die haupts\u00e4chlich im Colon sigmoideum und Rektum des Dickdarms auftritt. Die L\u00e4sionen sind kontinuierlich in der Mukosa und Submukosa verteilt und rezidivieren langsam. Es gibt auch einige wenige F\u00e4lle mit akutem Beginn, die sich haupts\u00e4chlich durch Bauchschmerzen, Durchfall und klebrigen Stuhl mit Eiter und Blut \u00e4u\u00dfern, begleitet von verschiedenen extraintestinalen Symptomen. Die genaue \u00c4tiologie und Pathogenese der Colitis ulcerosa sind noch immer unklar, und es wird allgemein angenommen, dass sie mit verschiedenen Faktoren wie Infektionen, St\u00f6rungen des Immunsystems, genetischer Empfindlichkeit, Umwelt, psychischem Zustand und Dysbiose zusammenh\u00e4ngt. In den westlichen L\u00e4ndern ist sie sehr verbreitet, wobei auf 105 Menschen 10 bis 20 Betroffene kommen, wobei die Inzidenzrate in Nordamerika und Westeuropa h\u00f6her ist. In den letzten Jahren hat die H\u00e4ufigkeit von UC auch in China zugenommen. Derzeit stehen symptomatische Medikamente wie 5-Aminosalicyls\u00e4ure (Sulfasalazin) und Immunsuppressiva f\u00fcr die Behandlung der Kolitis zur Verf\u00fcgung, die jedoch bestimmte Nebenwirkungen haben, so dass die Suche nach sicheren Medikamenten ein Forschungsschwerpunkt ist.
\nChitooligosaccharide (COS) werden durch Hydrolyse von Chitosan (CS) hergestellt, mit einem Polymerisationsgrad von 2-20 und einem durchschnittlichen Molekulargewicht von weniger als 3900 Da. Ihr Molekulargewicht ist gering, sie sind leicht wasserl\u00f6slich und k\u00f6nnen direkt von biologischen Organismen aufgenommen werden. Es hat biologische Aktivit\u00e4ten wie Fettabbau, Senkung des Blutzuckerspiegels, Hemmung von Bakterien, Krebsbek\u00e4mpfung und Entz\u00fcndungshemmung und hat keine toxischen Nebenwirkungen. Es kann in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Kosmetik, Lebensmittel und Landwirtschaft eingesetzt werden. Chitosan wird durch Deacetylierung von Chitin gewonnen, dem nach Zellulose zweith\u00e4ufigsten Polymer der Welt (das h\u00e4ufig in Schalen von Krebstieren, der Epidermis von Insekten und den Zellw\u00e4nden von Pilzen vorkommt). Derzeit gibt es einige Studien \u00fcber die Wirkung von Chitosan-Oligosacchariden auf Colitis, wie z. B. die Entdeckung von Yang et al., dass Chitosan-Oligosaccharide durch AMPK und NF-\u03ba B eine sch\u00fctzende Wirkung auf Colitis erzielen k\u00f6nnen. Die Anwendungskonzentration ist jedoch deutlich h\u00f6her (in der Regel 500 mg\/kg, was einer menschlichen Dosis von etwa 3,6 g entspricht) und liegt weit \u00fcber der national empfohlenen Aufnahmemenge von 0,5 g\/Tag (siehe Bekanntmachung \u00fcber die Zulassung von sechs neuen Lebensmittelzutaten, darunter Chitosan-Oligosaccharide (2014 Nr. 6), was einer Mausdosis von 70 mg\/kg entspricht). Yousef fand heraus, dass Chitosan-Oligosaccharide in einer Dosis von 20 mg\/kg auch eine sch\u00fctzende Wirkung auf die Kolitis haben k\u00f6nnen, indem er ein Essigs\u00e4ure-Infusionskolitis-Modell und Experimente mit Darmepithelzellen verwendete. Daher wird in diesem Artikel haupts\u00e4chlich ein 3% DSS trinkwasserinduziertes Colitis-Mausmodell verwendet, um die Wirkung von Chitosan-Oligosacchariden auf Colitis in verschiedenen Dosen (70 und 140 mg\/kg) zu \u00fcberpr\u00fcfen, die Rolle von Chitosan-Oligosacchariden bei der Regulierung von Colitis-Symptomen und des physiologischen Status bei M\u00e4usen zu erforschen und Daten f\u00fcr die weitere Erforschung der sch\u00fctzenden Wirkung von Chitosan-Oligosacchariden auf DSS-induzierte Colitis-M\u00e4use bereitzustellen. In diesem Experiment wurden 50 m\u00e4nnliche C57BL\/6-M\u00e4use nach dem Zufallsprinzip in 5 Gruppen eingeteilt: die Blindgruppe, die Modellgruppe, die Positivgruppe (SASP, 50 mg\/kg) und die niedrig- und hochdosierten Chitosangruppen (70 und 140 mg\/kg), indem sie 7 Tage lang Wasser mit 3% Natriumdextransulfat (DSS) tranken, um ein Modell zu erstellen. Bewertung der Wirkung von Chitooligosacchariden anhand von Gewichtsver\u00e4nderungen, Krankheitsaktivit\u00e4tsindex, pathologischem Score und Myeloperoxidase-Aktivit\u00e4t. Bestimmung der Konzentrationen von Entz\u00fcndungsfaktoren bei Kolitis mittels ELISA.<\/p>\n
Das DSS-Kolitismodell ist ein international anerkanntes und weit verbreitetes experimentelles UC-Tiermodell, das 1990 eingef\u00fchrt wurde. Zu den pathologischen Ver\u00e4nderungen geh\u00f6ren die Bildung von Geschw\u00fcren, Kryptenabszessen, Entz\u00fcndungen der kleinen Gef\u00e4\u00dfe, ein R\u00fcckgang der Becherzellen und die Infiltration verschiedener Entz\u00fcndungszellen, die den klinischen Symptomen der menschlichen Kolitis \u00e4hneln. Die vom Land empfohlene Chitosan-Dosis f\u00fcr den Menschen betr\u00e4gt 0,5 g\/Person, was auf eine Mausdosis von 70 mg\/kg umgerechnet wird. Daher haben wir anhand dieses Modells zwei Chitosan-Dosen, 70 mg\/kg und 140 mg\/kg, ausgew\u00e4hlt, um ihre Wirkungen auf die durch DSS ausgel\u00f6ste Kolitis zu untersuchen. In der koreanischen Literatur wurden Experimente zur akuten Toxizit\u00e4t von Oligosacchariden durchgef\u00fchrt und festgestellt, dass die LD50 von Oligosacchariden bei M\u00e4usen \u00fcber 5,0 g\/kg liegt. Die von Zhao et al. durchgef\u00fchrte Sicherheitsbewertung von funktionellen Chitosan-Lebensmitteln zeigte, dass innerhalb von 10 Tagen nach der Verabreichung an M\u00e4use (1,25 g\/kg\/Tag) und Ratten (1,47 g\/kg\/Tag) keine akuten toxischen Reaktionen beobachtet wurden (etwa das 312-368-fache der klinisch empfohlenen Dosis). In diesem Versuch wurde ein Modell f\u00fcr Colitis ulcerosa entwickelt, indem die M\u00e4use 7 Tage lang frei 3% DSS trinken durften. Am sechsten Tag des Versuchs wurden bei den M\u00e4usen der Modellgruppe typische physiologische Symptome der Kolitis beobachtet, wie Gewichtsverlust, Appetitlosigkeit, unregelm\u00e4\u00dfige Behaarung, Durchfall, klebriger Kot mit Blut und sogar rektale Blutungen. Am achten Tag der Sektion wurde festgestellt, dass der Dickdarm der Modellgruppenm\u00e4use verk\u00fcrzt und das Dickdarmgewebe verstopft und \u00f6demat\u00f6s war. Die HE-F\u00e4rbung zeigte ein \u00d6dem der Dickdarmschleimhaut, unvollst\u00e4ndige Epithelzellen, das Verschwinden der Dr\u00fcsenstruktur der Krypta und eine starke entz\u00fcndliche Infiltration. Bei M\u00e4usen, die mit einer niedrigen (70 mg\/kg) und einer hohen (140 mg\/kg) Chitosan-Dosis behandelt wurden, verbesserten sich die genannten Symptome. In \u00dcbereinstimmung mit den Ergebnissen von Yousef et al. wies er darauf hin, dass Chitosan-Oligosaccharide die Apoptose von Darmepithelzellen verringern, Entz\u00fcndungen hemmen und die strukturelle und funktionelle Integrit\u00e4t der Darmepithelbarriere sch\u00fctzen k\u00f6nnen. Einige Studien deuten darauf hin, dass entz\u00fcndliche Darmerkrankungen durch Defekte in der intestinalen Epithelbarriere und eine Dysregulation der mukosalen Immunantwort verursacht werden. Chitosan-Oligosaccharide k\u00f6nnen Darmepithelzellen sch\u00fctzen, was auf ihre wichtige Schutzfunktion bei Enteritis hinweist. In diesem Experiment zeigte die Chitosan-Gruppe mit einer Dosis von 70 mg\/kg im Vergleich zur Modellgruppe signifikante Unterschiede bei der Verbesserung der Dickdarmverk\u00fcrzung, der Linderung des \u00d6dems der Dickdarmschleimhaut und dem Schutz der Becherzellen und Kryptenstrukturen. Die Gruppe mit einer Dosis von 140 mg\/kg zeigte jedoch keinen signifikanten Unterschied bei der Verbesserung der Dickdarmverk\u00fcrzung im Vergleich zur Modellgruppe und nur einen signifikanten Unterschied bei der Verbesserung der pathologischen Gewebescores. Dies deutet darauf hin, dass die niedrig dosierte Chitosangruppe eine bessere Schutzwirkung auf DSS-induzierte Colitis bei M\u00e4usen hat. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Dosis von 70 mg\/kg Chitosan eine gewisse Wirkung auf die Linderung der Dickdarmverk\u00fcrzung und den Schutz der Dickdarmstruktur bei M\u00e4usen hatte, was f\u00fcr die Entwicklung und Anwendung von Chitosan in der national empfohlenen Dosis hilfreich ist.<\/p>\n
Gegenw\u00e4rtig sind die wichtigsten Behandlungsans\u00e4tze f\u00fcr CED oxidativer Stress und Entz\u00fcndungen. Es wird angenommen, dass oxidativer Stress die pathogene Grundlage der IBD ist und dass \u00fcberm\u00e4\u00dfige freie Sauerstoffradikale ein Schl\u00fcsselfaktor bei der Entstehung von ulzerativen entz\u00fcndlichen Gewebesch\u00e4den und Kolitis sind. Mit der Produktion von MDA erzeugt ein \u00dcberschuss an NO freie Sauerstoffradikale, die oxidative Sch\u00e4den verursachen und zur Infiltration einer gro\u00dfen Anzahl von Entz\u00fcndungszellen in das Gewebe f\u00fchren. Neutrophile sind die schnellsten Immunzellen, die in den fr\u00fchen Stadien der UC an den Ort der Entz\u00fcndung rekrutiert werden. Sie haben eine Doppelfunktion. Einerseits aggregieren sie in den Epithelkrypten und Darmh\u00f6hlen und sezernieren IL-1, IL-6, MPO usw., indem sie reaktive Sauerstoffspezies (ROS) freisetzen und so weitere Gewebesch\u00e4den verursachen. Andererseits h\u00e4lt es aktiv die Gewebehom\u00f6ostase aufrecht, indem es entz\u00fcndungshemmende Faktoren aussch\u00fcttet und die mikrobielle Invasion einschr\u00e4nken kann. Qiao et al. fanden heraus, dass Chitosan-Oligosaccharide die Infiltration von Neutrophilen und die Lipidperoxidation in gesch\u00e4digten Organen in LPS-induzierten Sepsis-Mausmodellen reduzieren k\u00f6nnen. Dou et al. fanden heraus, dass Chitosan-Oligosaccharide die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies, die Degranulation und die Adh\u00e4sion aktivierter Neutrophiler in Kaninchen hemmen und dadurch entz\u00fcndungshemmende Wirkungen aus\u00fcben k\u00f6nnen. Der Wert der Myeloperoxidase (MPO) ist ein Marker f\u00fcr Gewebesch\u00e4den und die Infiltration von Neutrophilen (PMN), die zu Schleimhautrissen und Geschw\u00fcren f\u00fchren kann, und steht in engem Zusammenhang mit CED.<\/p>\n
Im Experiment war die MPO-Aktivit\u00e4t in der Colitis-Modellgruppe im Vergleich zur Blindgruppe deutlich erh\u00f6ht, was auf eine signifikante Zunahme der Neutrophilen im Darmgewebe und eine starke Infiltration hinweist. Nach der Behandlung mit Chitosan-Oligosacchariden ging die MPO-Aktivit\u00e4t im Darmgewebe zur\u00fcck, obwohl sie sich nicht signifikant von der Modellgruppe unterschied, was auf eine Verlangsamung der Neutrophilen-Aggregation im Darm und eine Verringerung weiterer Gewebesch\u00e4den hindeutete. Dies stimmt mit der Entdeckung von Dou et al. \u00fcberein, dass Chitosan-Oligosaccharide die Apoptose der Neutrophilen f\u00f6rdern und die MPO-Freisetzung bei M\u00e4usen mit Glykogenperitonitis verringern k\u00f6nnen. Es wird spekuliert, dass dies mit der Aktivierung von PLD und PI3K zusammenh\u00e4ngen k\u00f6nnte, die die neutrophile Produktion von Superoxid und anderen Substanzen induzieren.<\/p>\n
Die UC ist das Ergebnis des Zusammenwirkens mehrerer Faktoren, unter denen auch Zytokine eine wichtige Rolle spielen. IL-6 kann bei niedrigen Konzentrationen die T-Zell-Proliferation stimulieren, bei hohen Konzentrationen die B-Zell-Proliferation aktivieren, Antik\u00f6rper sezernieren und an der Entz\u00fcndungsreaktion des K\u00f6rpers teilnehmen. TNF-\u03b1\uff0c Auch bekannt als Tumor-Nekrose-Faktor alpha, wird von aktivierten Makrophagen II-Monozyten produziert und f\u00f6rdert die Apoptose. IL-6 und TNF-\u03b1, zwei wichtige Entz\u00fcndungszytokine, sind die schnellsten und wichtigsten Entz\u00fcndungsfaktoren, die auf pathogene Reize im K\u00f6rper reagieren. Sie werden h\u00e4ufig bei verschiedenen pathologischen Prozessen wie Immunerkrankungen, Entz\u00fcndungsreaktionen und Tumorimmunit\u00e4t gefunden. Im Dickdarmschleimhautgewebe von UC-Patienten ist die Expression von IL-6 und TNF-\u03b1 in der aktiven Phase viel h\u00f6her als in der Remissionsphase, und sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entz\u00fcndung und der Immunantwort der Darmschleimhaut und gelten als Schl\u00fcsselzytokine, die IBD vermitteln. Der Nuklearfaktor Kappa B (NF-\u03ba B) ist ein wichtiger Transkriptionsfaktor, der mit der Expression von Entz\u00fcndungszytokinen zusammenh\u00e4ngt. Wenn der K\u00f6rper stimuliert wird, kann I \u03ba B aktiviert und abgebaut werden, wodurch NF - \u03ba B im Zytoplasma aktiviert wird und in den Kern eindringt, die Gentranskription induziert und verschiedene Entz\u00fcndungs- oder Chemokine wie IL-1 \u03b2, IL-6, IL-12 und TNF - \u03b1 erzeugt, die durch R\u00fcckkopplungsverst\u00e4rkung weiter verst\u00e4rkt werden. Youself et al. gehen davon aus, dass Chitooligosaccharide die Entz\u00fcndungsreaktionen im K\u00f6rper lindern, indem sie den NF - \u03ba B-Weg hemmen. In diesem Experiment war die Expression von IL-6 und TNF-\u03b1 im Dickdarmgewebe von M\u00e4usen mit Colitis ulcerosa signifikant erh\u00f6ht, w\u00e4hrend die Intervention mit niedrigen und hohen Dosen von Chitosan-Oligosacchariden ihre Expressionsniveaus signifikant reduzieren konnte, was mit den Ergebnissen von Yang und Youself et al. \u00fcbereinstimmt und darauf hindeutet, dass Oligosaccharide die Colitis-Symptome durch Linderung der Entz\u00fcndungsreaktionen wirksam verbessern k\u00f6nnen.<\/p>\n
Der Vergleich der experimentellen Ergebnisse zweier Dosen von Chitosan-Oligosacchariden ergab, dass beide Dosen von Chitosan-Oligosacchariden den DSS-induzierten Gewichtsverlust und die Verk\u00fcrzung des Dickdarms verlangsamen und den Krankheitsaktivit\u00e4tsindex hemmen sowie die MPO-Aktivit\u00e4t erh\u00f6hen. Sie verbesserten signifikant die histopathologischen Ver\u00e4nderungen und erh\u00f6hten die TNF-\u03b1- und IL-6-Werte im Gewebe. Die niedrig dosierte Gruppe und die hoch dosierte Gruppe hatten eine bessere Wirkung bei der Verringerung der Kolonl\u00e4nge und der histopathologischen Ver\u00e4nderungen. Dies deutet darauf hin, dass die niedrig dosierte Gruppe von COS eine bessere Wirkung bei der Linderung von Colitis-Symptomen hat. Yousef et al. behandelten Colitis-M\u00e4use mit COS in Dosen von 1, 5, 10, 20, 50 und 100 mg\/kg und stellten fest, dass 10 und 20 mg\/kg COS die beste Wirkung hatten. \u00c4hnliche glockenf\u00f6rmige Beziehungen zwischen der COS-Dosis und der Wirkung wurden auch bei T84-Zellen beobachtet, die durch LPS und TNF-\u03b1 induziert wurden, was darauf hindeutet, dass COS zwei verschiedene Signalwege stimulieren, entgegengesetzte Wirkungen hervorrufen und einen funktionellen Antagonismus verursachen kann. Der Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung wurde auch in fr\u00fcheren Studien in unserem Labor festgestellt. Ding verabreichte M\u00e4usen mit alkoholischer Fettleber COS in Dosen von 35, 70, 140 und 210 mg\/kg und stellte fest, dass die Gruppen mit 70 und 140 mg\/kg eine bessere Schutzwirkung hatten. Die in diesem Artikel ausgew\u00e4hlten 70 und 140 mg\/kg COS k\u00f6nnen in der Mitte und im hinteren Teil der Glocke liegen, und die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Gruppe mit niedriger Dosis eine etwas bessere Wirkung hat als die Gruppe mit hoher Dosis.<\/p>\n
Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass Chitosan-Oligosaccharide die DSS-induzierten Kolitis-Symptome wirksam lindern k\u00f6nnen. Unter ihnen sind 70 mg\/kg Chitosan-Oligosaccharide bei der Linderung der Kolonl\u00e4nge und der histopathologischen Ver\u00e4nderungen wirksamer als 140 mg\/kg und eignen sich besser als empfohlene Dosierung f\u00fcr den menschlichen Gebrauch. In der Zwischenzeit k\u00f6nnten Chitosan-Oligosaccharide eine Rolle bei der Verringerung von Entz\u00fcndungen und der Linderung von IBD-Symptomen spielen, indem sie die Infiltration von Neutrophilen verringern und die Freisetzung von pro-inflammatorischen Zytokinen hemmen. Der spezifische Wirkmechanismus von Chitooligosacchariden bei der Hemmung der Freisetzung von Entz\u00fcndungszytokinen muss jedoch noch weiter \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Protective effect of chitosan oligosaccharides on dextran sulfate induced colitis mice Inflammatory bowel disease (IBD) includes ulcerative colitis (UC) and Crohn’s disease (CD). Ulcerative colitis was discovered by Wilk and Moxon in 1875, defined by Boas and Wilk in 1903, and officially designated as a special clinical condition by WHO in 1905. Ulcerative colitis is […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n