Efectos de los flavonoides totales de las hojas de espino sobre la actividad de las enzimas antioxidantes y la expresión de los genes relacionados en ratones con diabetes inducida por estreptozotocina.
La diabetes (DM) es una enfermedad metabólica caracterizada por la hiperglucemia. Su tasa de prevalencia aumenta año tras año en el mundo, y se ha convertido en la cuarta enfermedad que requiere prioridad. Una concentración excesiva de azúcar en sangre puede causar trastornos metabólicos en el organismo, lo que provoca daños en los tejidos y deterioro funcional. Las formas más comunes de esta enfermedad son la diabetes de tipo 1 y de tipo 2. Las características de estos dos tipos, que se deben a una producción insuficiente de insulina (tipo 1) o a una pérdida de sensibilidad celular a la insulina que provoca hiperglucemia, se denominan resistencia a la insulina (tipo 2). Aunque estos dos tipos de diabetes tienen causas diferentes, ambos se ven afectados por el estrés oxidativo celular. El mecanismo central de la diabetes de tipo 1 es el daño específico de las células β de los islotes pancreáticos causado por la interacción de factores genéticos, ambientales e inmunitarios, que da lugar a una deficiencia absoluta de insulina. En la actualidad, la insulina es el principal fármaco para tratar la enfermedad, pero debido a que la forma especial de administración de la insulina afecta al cumplimiento del paciente y a su propio efecto terapéutico, incluyendo eventos hipoglucémicos, aumento de peso, cetoacidosis y otros efectos secundarios, la búsqueda de fármacos distintos de la insulina para ayudar a los pacientes con diabetes tipo 1 a controlar la glucemia tiene una importante trascendencia clínica.

El espino blanco (Crataegus Pinnatifida Bunge) es comestible y medicinal. Las hojas de espino blanco tienen diversas actividades farmacológicas, como la reducción de los lípidos sanguíneos, el azúcar en sangre y la presión arterial, así como propiedades antioxidantes. Las hojas de espino blanco son ricas en diversos componentes bioactivos. La investigación de Li et al. ha demostrado que los compuestos polisacáridos de las hojas de espino blanco tienen la capacidad de eliminar los radicales libres DPPH y OH. Hu et al. descubrieron que los flavonoides de las hojas de espino pueden promover la eliminación del colesterol libre en el hígado de ratones hiperlipidémicos mediante la regulación de la expresión de LDLR, mejorando así los trastornos del metabolismo lipídico en ratones. Zhang et al. descubrieron que la inyección intraperitoneal de flavonoides totales de hojas de espino puede inhibir la apoptosis celular y promover la recuperación de la función motora en ratas con lesión de la médula espinal. Li et al. descubrieron que los flavonoides totales de las hojas de espino pueden aumentar significativamente los niveles de superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GSH-PX) en las células hepáticas de la enfermedad del hígado graso no alcohólico, reducir el contenido de malondialdehído (MDA), mejorar la capacidad antioxidante del cuerpo y, por lo tanto, retrasar o prevenir la progresión de la enfermedad del hígado graso no alcohólico.
En este experimento, el modelo de ratón diabético se estableció primero mediante la inyección de estreptozotocina (STZ), y luego los ratones diabéticos establecidos con éxito por gavage de flavonoides totales de la hoja de espino (TFHL) en diferentes concentraciones se utilizaron para explorar el efecto antioxidante de los flavonoides de la hoja de espino en ratones diabéticos, proporcionando referencia y referencia para el desarrollo y la utilización de espino y la prevención y el tratamiento de la diabetes.

El azúcar en sangre es una importante fuente de energía para las células, los tejidos y los órganos del cuerpo. La prueba oral de tolerancia a la glucosa puede evaluar la función de las células beta pancreáticas y el metabolismo de la glucosa en el organismo. Huang et al. demostraron que los flavonoides totales de Houttuynia cordata Thunb podían reducir la glucemia en ratones con diabetes de tipo 1. Las investigaciones anteriores demuestran que los flavonoides tienen efectos positivos en el tratamiento de la diabetes. Los resultados de este experimento muestran que los flavonoides de la hoja de espino pueden reducir la concentración de glucosa en sangre y mejorar el tiempo de pico de glucosa en ratones diabéticos, lo que concuerda con los resultados de la investigación anterior. La insulina es la única hormona hipoglucemiante en el cuerpo, y su contenido se puede utilizar para juzgar el grado de cambios patológicos en la diabetes. Los resultados de este experimento muestran que la flavona de la hoja de espino puede aumentar el contenido de insulina en ratones y reducir la concentración de azúcar en sangre en ratones diabéticos, lo que concuerda con los resultados de la investigación de Zeng et al. de que la flavona de la hoja de espino puede reducir significativamente el nivel de azúcar en sangre en ratones diabéticos y mejorar su metabolismo de la glucosa. En los resultados de este experimento, las dosis bajas de flavonoides de hoja de espino mostraron el mejor efecto en la reducción del azúcar en sangre. Esto puede deberse al hecho de que los flavonoides de la hoja de espino blanco en dosis bajas actúan primero en el páncreas, promoviendo la secreción de insulina y reduciendo el azúcar en sangre, mientras que los flavonoides de la hoja de espino blanco en dosis altas actúan primero en el hígado, reparando el daño hepático y mejorando la expresión génica correspondiente. Esto concuerda con los resultados de las investigaciones de Zhang, Lu y otros.

La investigación actual muestra que la patogénesis de la diabetes es compleja, y su patogénesis importante es que la acumulación de radicales libres reactivos del oxígeno reduce la capacidad antioxidante del organismo. La investigación de Liu et al. muestra que los tres flavonoides de las hojas de espino Jungar tienen la función de eliminar los radicales libres; Según este experimento, los datos de varios grupos mostraron que los flavonoides de las hojas de espino pueden aumentar significativamente la actividad de las enzimas antioxidantes en el suero y el hígado, y reducir el contenido de MDA. Esto puede deberse a varias razones. En primer lugar, debido a la naturaleza estable de los radicales libres semi Kun, los radicales libres del organismo pueden reaccionar con los grupos hidroxilo fenólicos de los flavonoides de las hojas de espino para generar radicales libres semi Kun estables, terminando así la reacción en cadena de los radicales libres. La terminación de la reacción en cadena aumenta la capacidad antioxidante del organismo. La segunda es que el contenido de MDA puede aumentar debido a la peroxidación lipídica, que puede estar causada por un exceso de radicales libres en el organismo. Los flavonoides de la hoja de espino pueden inhibir la peroxidación lipídica, y el contenido de MDA en el suero y el hígado no aumentará como resultado, mejorando así la capacidad antioxidante del cuerpo. En tercer lugar, hay muchos tipos de flavonoides en las hojas de espino. Cuando hay un grupo hidroxilo vecino en el anillo B, los dobles enlaces 2,3 pierden electrones en el anillo B y giran para generar radicales libres estables. El grupo carbonilo de 4 posiciones puede formar enlaces de hidrógeno con el grupo hidroxilo vecino, haciendo que el intermediario de radicales libres sea más estable. Además, existe una reacción de Fenton (Fe2++H2O2 → Fe3++- OH+- OH -) en las células, y la vitexina puede sufrir una reacción de complejación con Fe2+, con el sitio de complejación entre 4-carbonilo-5-hidroxi. La complejación con Fe2 + puede reducir eficazmente la generación de - OH, formar la precipitación compleja, reducir los radicales libres, y mejorar la capacidad antioxidante del cuerpo. Los flavonoides de la hoja de espino pueden aumentar la actividad de las enzimas antioxidantes en el hígado y el suero de ratones con diabetes tipo 1, reducir el contenido de MDA y mejorar la capacidad antioxidante del organismo. La expresión de los genes antioxidantes está estrechamente relacionada con la actividad antioxidante de las enzimas antioxidantes.

Cuando el grado de oxidación del organismo supera su capacidad para eliminar los óxidos, la estabilidad de los sistemas de oxidación y antioxidante se ve alterada, lo que provoca daños oxidativos. Bajo un estrés oxidativo de bajo nivel, las proteínas antioxidantes del organismo se activan a través de los elementos de acción cis de los elementos de respuesta antioxidante (ARE) o elementos de respuesta electrófila (EpRE). Los ARE pueden regular la respuesta de las enzimas antioxidantes al estrés oxidativo del organismo a nivel transcripcional. En condiciones fisiológicas normales, el factor nuclear E2 relacionado con el factor 2 (Nrf2) se une a la proteína-1 relacionada con la muestra de epoxi cloropropano kelch (Keap1) en el citoplasma, y se inhibe su actividad. Se degrada bajo la acción de la ubiquitina proteasa para mantener la baja actividad transcripcional de Nrf2 en condiciones fisiológicas. Cuando la célula está sometida a estrés oxidativo, la Nrf2 originalmente unida se desacopla de Keap1, y la Nrf2 activada entra en el núcleo y forma un dímero con pequeñas proteínas Maf, reconociendo y uniéndose así a elementos ARE, iniciando la transcripción de genes corriente abajo, y la transcripción de enzimas antioxidantes en el organismo. De este modo se incrementa la actividad, equilibrando así el daño oxidativo del organismo.

En este experimento, después de que los ratones diabéticos fueran alimentados con flavonoides de hoja de espino durante 4 semanas, la expresión de cuatro genes antioxidantes, a saber, SOD-1, SOD-2, GPX-1 y GPX-4, en el hígado de los ratones diabéticos aumentó significativamente, lo que puede deberse a dos razones. Por un lado, debido al grave estrés oxidativo en el organismo de los ratones con diabetes, el sistema antioxidante del organismo no pudo equilibrar el ataque de los radicales libres, lo que provocó graves daños oxidativos en las células y el sistema antioxidante endógeno del organismo no pudo eliminar los radicales libres. Los flavonoides de la hoja de espino no sólo pueden eliminar los radicales libres en el cuerpo, sino también formar complejos con los iones metálicos, reducir el daño oxidativo de los radicales libres y los iones metálicos a las células, promover la translocación nuclear de Nrf2 y aumentar la expresión de los genes SOD-1, SOD-2, GPX-1 y GPX-4 en el hígado de los ratones diabéticos. Por otro lado, la disminución de la actividad de las enzimas antioxidantes en los ratones diabéticos puede conducir al aumento de los radicales libres en el organismo, lo que provoca el daño oxidativo de las células, el suministro insuficiente de energía del sistema mitocondrial y el bloqueo de la transcripción del ADN y el ARN, lo que reduce significativamente la expresión de los genes antioxidantes en el hígado de los ratones enfermos. Como los flavonoides de la hoja de espino blanco tienen el efecto de eliminar los radicales libres in vivo, tras la administración intragástrica, mejoró la transcripción del ADN y el ARN en las células de ratón, y aumentó la expresión de los genes SOD-1, SOD-2, GPX-1 y GPX-4 en el hígado de los ratones diabéticos. Deng et al. descubrieron que la quercetina puede activar la expresión de translocación nuclear de Nrf2 en células hepáticas primarias humanas incubadas con etanol. La investigación de Ganesan, Zhang et al. muestra que la vitexina mejora la secreción de insulina mediante la activación de proteínas clave implicadas en la regulación de la apoptosis en las células beta, incluyendo NF - κ B y Nrf2. Todo ello concuerda con los resultados de este experimento.

Los resultados mostraron que los flavonoides de la hoja de espino pueden reducir significativamente el contenido de MDA y aumentar significativamente las actividades de T-AOC, SOD y GSH-PX en el suero y el hígado de ratones con diabetes inducida por STZ. Los flavonoides de la hoja de espino pueden aumentar significativamente la expresión de los genes SOD-1, SOD-2, GPX-1 y GPX-4 en el hígado de ratones con diabetes inducida por STZ. En resumen, la flavona de la hoja de espino puede mejorar el daño oxidativo en la diabetes y tiene un buen efecto antioxidante. Tiene buenas perspectivas de desarrollo en el tratamiento de la diabetes y en la investigación y desarrollo de fármacos relacionados.