An\u00e1lisis diferencial de metabolitos secundarios entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible y estudio de principios activos y mecanismos de acci\u00f3n para mejorar la resistencia a la insulina
\nLa resistencia a la insulina (RI) se refiere en general a una disminuci\u00f3n de la sensibilidad de las c\u00e9lulas diana de la insulina a concentraciones cuantitativas de insulina en concentraciones normales, lo que da lugar a una alteraci\u00f3n de la promoci\u00f3n de la captaci\u00f3n y utilizaci\u00f3n de la glucosa por la insulina, un aumento compensatorio de la secreci\u00f3n de insulina y una disminuci\u00f3n de la sensibilidad a la insulina y una alteraci\u00f3n de la utilizaci\u00f3n de la glucosa en tejidos como los m\u00fasculos esquel\u00e9ticos, el h\u00edgado y el tejido adiposo. Entre ellas, la IR es una de las patog\u00e9nesis importantes de la diabetes tipo 2, que atraviesa todo el proceso de la diabetes tipo 2. En la actualidad, los principales f\u00e1rmacos utilizados para tratar la IR son los sensibilizadores a la insulina, pero tienen efectos secundarios como fracturas, edemas y lesiones hep\u00e1ticas.<\/p>\n
Polygonatum sibiricum Red. es una planta perteneciente a la familia de las Lili\u00e1ceas y al g\u00e9nero Polygonatum. Es uno de los tres tipos de Polygonatum incluidos en la edici\u00f3n de 2020 de la Farmacopea China. Se utiliza como medicina con tub\u00e9rculos secos y es un producto medicinal y comestible com\u00fan. Debido a su forma cil\u00edndrica nodular y curvada que recuerda a una cabeza de pollo, se conoce com\u00fanmente como Polygonatum sibiricum cabeza de pollo. Est\u00e1 ampliamente distribuido en Sichuan, Hunan, Jiangxi y otras regiones. Tiene un sabor dulce y suave, no es t\u00f3xico y tiene los efectos de nutrir el qi y el yin, fortalecer el bazo, humedecer los pulmones y beneficiar los ri\u00f1ones. Se utiliza para tratar la deficiencia de qi del bazo y el est\u00f3mago, la fatiga y la debilidad, el calor interno y la sed. Contiene principalmente polisac\u00e1ridos, saponinas, flavonoides, alcaloides, antraquinona y otros ingredientes. En la pr\u00e1ctica cl\u00ednica, el compuesto Huangjing se utiliza ampliamente en el tratamiento de la diabetes de tipo 2. Para la diabetes tipo 2 con deficiencia de qi y yin, puede aliviar los s\u00edndromes de MTC de los pacientes, reducir el az\u00facar y los l\u00edpidos en sangre y mejorar la funci\u00f3n de los islotes pancre\u00e1ticos. Seg\u00fan los informes de la literatura, el mecanismo por el cual el compuesto Huangjing mejora la funci\u00f3n pancre\u00e1tica sugiere que sus ingredientes activos act\u00faan sobre dianas como PI3K y STAT3, afectando adem\u00e1s a la actividad de la prote\u00edna serina\/treonina, las v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K-AKT, y ejerciendo sus efectos; El mecanismo de la monoterapia con Huangjing en la mejora de la funci\u00f3n de los islotes pancre\u00e1ticos sugiere que los flavonoides act\u00faan sobre la membrana postsin\u00e1ptica, alterando procesos biol\u00f3gicos como la sensibilidad celular a los f\u00e1rmacos, la actividad de los receptores de neurotransmisores y regulando v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n como el ion calcio y la resistencia hormonal para mejorar la resistencia a la insulina.<\/p>\n
En la actualidad, las t\u00e9cnicas HPLC, LC-MS\/MS, UPLC-Q-TOF-MS y otras se utilizan habitualmente para la investigaci\u00f3n cualitativa y cuantitativa de los componentes qu\u00edmicos de Polygonatum sibiricum. Se ha informado de que Polygonatum sibiricum contiene flavonoides, alcaloides y otros componentes qu\u00edmicos, pero en general es dif\u00edcil reflejar todos los productos metab\u00f3licos contenidos en Polygonatum sibiricum debido al peque\u00f1o n\u00famero de componentes detectados. En los \u00faltimos a\u00f1os, con el desarrollo de la tecnolog\u00eda metabol\u00f3mica, la tecnolog\u00eda metabol\u00f3mica ampliamente dirigida basada en UPLC-ESI-MS\/MS se ha utilizado ampliamente para el estudio de los metabolitos de la medicina tradicional china. En comparaci\u00f3n con las t\u00e9cnicas cromatogr\u00e1ficas comunes tradicionales, tiene las ventajas de alta sensibilidad, bajo coste y alto rendimiento. Debido a la falta de informes sobre el an\u00e1lisis diferencial de metabolitos secundarios entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible, este estudio se centra en Polygonatum sibiricum Red medicinal y Polygonatum alternatirrhosum Hand comestible. - Mzt. (com\u00fanmente conocido como Polygonatum frutal) como objetos de investigaci\u00f3n. Por primera vez, se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda de metabol\u00f3mica ampliamente dirigida UHPLC-ESI-MS\/MS para detectar de forma exhaustiva sus metabolitos secundarios, y se utilizaron el an\u00e1lisis de componentes principales (PCA), el an\u00e1lisis de agrupaci\u00f3n HCA y el an\u00e1lisis discriminante de m\u00ednimos cuadrados parciales ortogonales (OPLS-DA) para el an\u00e1lisis comparativo de metabolitos con el fin de detectar metabolitos diferenciales; en segundo lugar, se llev\u00f3 a cabo un an\u00e1lisis de farmacolog\u00eda de red sobre los diez compuestos principales con cambios relativos regulados al alza en los metabolitos entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible para mejorar la resistencia a la insulina. Se realiz\u00f3 el acoplamiento molecular de los principios activos y las dianas clave, y se seleccionaron c\u00e9lulas HepG2 para la validaci\u00f3n del experimento celular. Por un lado, pretendemos comprender exhaustivamente los metabolitos diferenciales entre el Polygonatum sibiricum medicinal y el comestible, sentando las bases para su evaluaci\u00f3n de calidad. Por otro lado, planeamos examinar los ingredientes activos potenciales para el tratamiento de la IR, proporcionando una base para dilucidar el mecanismo de acci\u00f3n de Polygonatum sibiricum en el tratamiento de la IR.<\/p>\n
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Este art\u00edculo analiza los metabolitos secundarios del Polygonatum sibiricum medicinal y comestible mediante metabol\u00f3mica basada en la tecnolog\u00eda UHPLC-ESI-MS\/MS. Se identificaron un total de 319 metabolitos secundarios, incluyendo 86 \u00e1cidos fen\u00f3licos, 96 flavonoides, 5 antraquinonas, 25 lignanos y cumarinas, 3 taninos, 51 alcaloides, 11 terpenos, 21 esteroides y 21 otros metabolitos. Hay una diferencia significativa en los metabolitos secundarios entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible, con PCA y HCA mostrando diferencias significativas. Un total de 106 metabolitos diferenciales fueron examinados en el grupo de comparaci\u00f3n entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible, incluyendo 85 compuestos regulados al alza y 21 compuestos regulados a la baja. Polygonatum sibiricum medicinal tiene ventajas significativas en la cantidad y el contenido relativo de metabolitos secundarios. Para comparar los cambios en los metabolitos secundarios entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible, los metabolitos diferenciales fueron anotados por la base de datos KEGG. La clasificaci\u00f3n KEGG y los resultados de enriquecimiento mostraron que el Polygonatum sibiricum medicinal fue significativamente enriquecido en las v\u00edas metab\u00f3licas de los flavonoides, flavonoles, isoflavonas y alcaloides, que pueden estar relacionados con la formaci\u00f3n de la calidad del Polygonatum sibiricum medicinal. Seg\u00fan los informes de la literatura, las plantas producen una amplia variedad de metabolitos secundarios durante su proceso de crecimiento debido al estr\u00e9s ambiental o la adversidad. Estos metabolitos suelen tener funciones biol\u00f3gicas espec\u00edficas, como la resistencia a la sequ\u00eda, la resistencia a las enfermedades y el control de plagas. Al mismo tiempo, la acumulaci\u00f3n de estos metabolitos secundarios tambi\u00e9n es beneficiosa para mejorar la calidad medicinal de las partes de la planta. Por ejemplo, la acumulaci\u00f3n de flavonoides es beneficiosa para mejorar los efectos antioxidantes, antiinflamatorios y antitumorales; la acumulaci\u00f3n de alcaloides presenta altos efectos contra el c\u00e1ncer de h\u00edgado e inhibici\u00f3n de la actividad de la alfa glucosidasa; las saponinas esteroideas tienen diversos componentes bioactivos, como efectos antiinflamatorios y antitumorales. Por lo tanto, el an\u00e1lisis en profundidad de estos flavonoides, alcaloides y compuestos esteroideos acumulados diferencialmente es beneficioso para el cribado de marcadores de calidad relacionados con la calidad del Polygonatum sibiricum medicinal.<\/p>\n
En la actualidad, no hay l\u00edmite de contenido para metabolitos secundarios como flavonoides y alcaloides en la secci\u00f3n Huangjing de la edici\u00f3n 2020 de la Farmacopea China. Este estudio compar\u00f3 los diez compuestos principales en t\u00e9rminos de cambios relativos de contenido de metabolitos entre Polygonatum sibiricum medicinal y comestible, y encontr\u00f3 que 50% de los metabolitos pertenec\u00edan a flavonoides, lo cual es consistente con la clasificaci\u00f3n KEGG y los resultados de enriquecimiento de metabolitos diferenciales. Entre ellos, los metabolitos con alta actividad farmacol\u00f3gica, como isorhamnetin, tienen buena anti-tumor, anti hipoxia mioc\u00e1rdica, isquemia, aliviar la angina de pecho, anti arritmia, el tratamiento de la enfermedad coronaria y la hipertensi\u00f3n, la limpieza de los radicales libres de ox\u00edgeno, reducir el colesterol s\u00e9rico, la protecci\u00f3n del sistema cardiovascular, la promoci\u00f3n de la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea y otros efectos biol\u00f3gicos, y son ampliamente utilizados en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica; Las saponinas del \u00f1ame fino tambi\u00e9n tienen ciertas actividades fisiol\u00f3gicas antitumorales, antibacterianas, antiparasitarias, hemol\u00edticas, hipolipemiantes, antiosteoporosis, antimutaci\u00f3n y otros aspectos. El aumento diferencial de resveratrol y dioscina s\u00f3lo se observ\u00f3 en Polygonatum sibiricum Red, una especie derivada de Polygonatum sibiricum. Bas\u00e1ndose en esto, el siguiente paso es utilizar Polygonatum sibiricum (fruto Polygonatum sibiricum) como control para explorar Polygonatum sibiricum de la farmacopea et Hemsl.\u3001 Polygonatum cyrtonema Hua y las variedades medicinales locales de Polygonatum sibiricum (como el Polygonatum sibiricum ampliamente plantado en Nanchong, Sichuan, Xiushan, Chongqing, Xinhua, Hunan, etc.) se utilizaron como grupos experimentales para analizar los cambios en los metabolitos secundarios en cada grupo comparativo basado en la metabol\u00f3mica dirigida extensiva. En combinaci\u00f3n con la actividad biol\u00f3gica de categor\u00edas espec\u00edficas de metabolitos, se examinaron los metabolitos relacionados con la calidad de la medicina tradicional china Polygonatum sibiricum, proporcionando una base para la evaluaci\u00f3n de la calidad y el control de calidad de la aut\u00e9ntica Polygonatum sibiricum.<\/p>\n
Con el fin de validar a\u00fan m\u00e1s la actividad de los compuestos diferencialmente regulados por la metabol\u00f3mica, este estudio combin\u00f3 la eficacia tradicional de Huangjing en el fortalecimiento del bazo y el tratamiento del calor interno y el s\u00edndrome de sed. Utilizando el IR como modelo de enfermedad, se llev\u00f3 a cabo un an\u00e1lisis farmacol\u00f3gico en red. Los resultados del an\u00e1lisis de la v\u00eda KEGG mostraron que tres compuestos regulados diferencialmente, a saber, isorhamnetin, naringin e isonaringin, estaban implicados en la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K Akt, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n mTOR, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n VEGF y la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n de estr\u00f3geno El enriquecimiento de AMPK y otras v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n es muy significativo. Mediante la revisi\u00f3n y el an\u00e1lisis de la bibliograf\u00eda anterior, se puede constatar que la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT interviene en el ciclo celular, la apoptosis, la proliferaci\u00f3n y el metabolismo de la glucosa, mientras que la insulina act\u00faa principalmente en el m\u00fasculo, el h\u00edgado y el tejido adiposo. Activa la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT al unirse a los receptores de insulina, regulando as\u00ed los procesos del metabolismo de la glucosa y la grasa; La v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n mTOR participa en la regulaci\u00f3n del consumo de glucosa del m\u00fasculo esquel\u00e9tico y la resistencia a la insulina. La activaci\u00f3n de la v\u00eda puede aumentar la sensibilidad a la insulina, pero una activaci\u00f3n excesiva puede inhibir la sensibilidad a la insulina; VEGFA, como importante prote\u00edna diana de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n VEGF, mejora la resistencia a la insulina aumentando la sensibilidad a la insulina en grasa y m\u00fasculo, controlando as\u00ed la glucosa en sangre; La prote\u00edna quinasa activada por adenosina (AMPK) es una importante sustancia que regula el metabolismo energ\u00e9tico en el organismo. Los estudios han demostrado que varios compuestos naturales pueden activar la AMPK, aumentar la sensibilidad a la insulina y son objetivos potenciales para mejorar la resistencia a la insulina. Adem\u00e1s, el objetivo de Huangjing en la mejora de la IR tambi\u00e9n puede actuar sobre las v\u00edas relacionadas, tales como la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n de estr\u00f3geno, regular el eje adrenal pituitaria y otros tejidos y \u00f3rganos, y directa o indirectamente mejorar la IR. Los resultados de las investigaciones anteriores concuerdan con los resultados comunicados del mon\u00f3mero isorhamnetina en el tratamiento de la diabetes. Adem\u00e1s, se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda de acoplamiento molecular para revelar el mecanismo de acci\u00f3n de Polygonatum sibiricum en la mejora de la RI. Los resultados mostraron que los objetivos clave de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3KAkt, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n mTOR, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n VEGF, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n de estr\u00f3geno, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n AMPK, etc ten\u00edan buenos efectos de acoplamiento con isorhamnetin, kaempferol gluc\u00f3sido, y isokaempferol gluc\u00f3sido, con energ\u00edas de uni\u00f3n todos \u2264 -20,9 kJ\/mol. Por lo tanto, se especula que la uni\u00f3n de los ingredientes activos de Polygonatum sibiricum a objetivos clave puede ser la clave del efecto terap\u00e9utico de Polygonatum sibiricum en la IR. Otros experimentos celulares confirmaron que la isorhamnetina, un metabolito diferencial, puede mejorar eficazmente el estado de IR de las c\u00e9lulas HepG2, principalmente al afectar la expresi\u00f3n de PI3K, AKT1, VEGF y prote\u00ednas relacionadas con la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n mTOR. Los resultados mostraron que la isorhamnetina puede aumentar los niveles de expresi\u00f3n de las prote\u00ednas PI3K y AKT1 y disminuir los niveles de expresi\u00f3n de las prote\u00ednas VEGF y mTOR en las c\u00e9lulas IR HepG2.<\/p>\n
En resumen, este art\u00edculo identific\u00f3 de forma precisa y exhaustiva los metabolitos secundarios en Polygonatum sibiricum medicinal y comestible a trav\u00e9s de una amplia tecnolog\u00eda de metabol\u00f3mica dirigida. En comparaci\u00f3n con Polygonatum sibiricum comestible, los compuestos regulados como isorhamnetin en Polygonatum sibiricum medicinal act\u00faan sobre las v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K, AKT1, VEGFA, y mTOR a trav\u00e9s de objetivos b\u00e1sicos como PI3K, AKT1, VEGF, y mTOR para mejorar IR, lo que refleja plenamente las caracter\u00edsticas farmacol\u00f3gicas de la medicina tradicional china con m\u00faltiples componentes, objetivos y v\u00edas. Los resultados de la investigaci\u00f3n sientan las bases para el cribado y la evaluaci\u00f3n de la calidad de los ingredientes activos en Polygonatum sibiricum, y proporcionan una base para dilucidar el mecanismo de acci\u00f3n de Polygonatum sibiricum en el tratamiento de la IR.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Differential analysis of secondary metabolites between medicinal and edible Polygonatum sibiricum and study on active ingredients and mechanisms of action for improving insulin resistance Insulin resistance (IR) generally refers to a decrease in the sensitivity of insulin target cells to quantitative concentrations of insulin at normal concentrations, resulting in impaired insulin promotion of glucose uptake […]<\/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