Mécanisme du 6-gingérol dans l'amélioration des troubles du métabolisme du glucose et des lipides dans les myoblastes L6 sur la base d'une recherche pharmacologique en réseau
Le dérèglement du métabolisme du glucose et des lipides, caractéristique importante des maladies métaboliques, met gravement en danger la santé humaine. Avec l'augmentation rapide des régimes riches en graisses ou en sucres, l'obésité, le diabète, l'hypertension, la dyslipidémie, la stéatose hépatique non alcoolique, l'athérosclérose et d'autres maladies liées au métabolisme du glucose et des lipides ont attiré de plus en plus d'attention. La résistance à l'insuline (RI) est l'une des principales pathologies centrales du métabolisme du glucose et des lipides, généralement présente chez les patients présentant un métabolisme anormal du glucose et des lipides. Le muscle squelettique est un site important du métabolisme énergétique de l'organisme et le principal organe de consommation du glucose. Environ 80% de l'absorption du glucose et de la consommation d'acides gras provoquées par la stimulation de l'insuline sont réalisées par le muscle squelettique. Par conséquent, le tissu musculaire squelettique joue un rôle important dans la résistance à l'insuline et constitue un tissu périphérique clé pour la régulation du métabolisme du glucose et des lipides. Des études ont montré que les troubles de l'approvisionnement énergétique des mitochondries musculaires, l'augmentation de la consommation d'acides gras et la réduction de l'oxydation sont étroitement liés aux troubles du métabolisme du glucose et des lipides, tels que le dépôt de lipides, l'IR et le diabète de type 2 (DT2). L'établissement d'un modèle de trouble du métabolisme du glucose et des lipides en stimulant les myoblastes de rat L6 avec des acides gras libres a été appliqué à l'évaluation de divers médicaments hypoglycémiants et hypolipidémiants potentiels. Cependant, en raison du mécanisme complexe de régulation du métabolisme du glucose et des lipides, de la cible unique de la thérapie médicamenteuse et du risque d'effets indésirables, la recherche de médicaments sûrs, efficaces et complets pour améliorer les troubles du métabolisme du glucose et des lipides a toujours été un problème difficile à résoudre pour les médecins cliniciens. La médecine traditionnelle chinoise présente des caractéristiques et des avantages évidents dans la prévention et le traitement des troubles du métabolisme du glucose et des lipides, avec des caractéristiques telles que la multi-cible, la multi-voie, l'amélioration synergique et l'interaction synergique.

Selon la médecine traditionnelle chinoise, les maladies liées aux troubles du métabolisme du glucose et des lipides appartiennent aux catégories suivantes : soif étouffante, démangeaisons de la rate, turbidité du flegme, fatigue, cicatrices des symptômes et accumulation. Il s'agit d'un groupe de syndromes causés par le dysfonctionnement des organes et la perte de fluides corporels due à la transfusion. Les lipides sanguins et le sucre sanguin sont des substances raffinées issues de la transformation de l'eau et des céréales, comme le sang et les liquides organiques nourriciers. Dans des conditions physiologiques, les organes fonctionnent bien et l'essence de l'eau et des céréales imprègne les vaisseaux sanguins, réchauffe la peau et nourrit les organes et les os. La surconsommation de graisses, de vin doux et moelleux, le fait de rester longtemps assis et couché peuvent endommager le tempérament, la rate ne dissipe pas l'essence, l'essence ne peut pas monter aux poumons et aller dans les cent veines, l'essence de l'eau et des céréales reste inchangée, le sol est bloqué et le bois stagne, la stagnation se transforme en chaleur, la consommation de gaz nuit au fluide corporel, le gaz clair ne monte pas, le yin trouble ne descend pas, l'accumulation d'humidité génère des mucosités, et la rétention de mucosités provoque la fatigue. Le flegme trouble et l'accoutumance entraînent une augmentation de la glycémie et des lipides en raison de l'inhibition des méridiens et des viscères, ce qui est la cause fondamentale et la pathogenèse des maladies liées au trouble du métabolisme du glucose et des lipides. Le gingembre est le rhizome de Zingiber officinale Rosc, une plante de la famille du gingembre. Le gingembre est l'un des condiments les plus utilisés dans le monde et l'une des plantes les plus utilisées en médecine traditionnelle. Selon la médecine traditionnelle chinoise, le gingembre a un goût piquant et peut disperser les mucosités, réguler les méridiens de la rate, de l'estomac et du poumon, réchauffer le milieu et dissiper le froid, assécher l'humidité et éliminer les mucosités. Il est largement utilisé pour réguler la rate et l'estomac et traiter les mucosités et l'humidité. Le gingembre peut améliorer le métabolisme des lipides et a un bon effet hypolipidémiant. Le 6-gingérol contenu dans le gingembre a une activité biologique élevée dans la réduction des lipides. Nos recherches précédentes ont montré que le 6-gingérol peut améliorer de manière significative la stéatose hépatique, le dépôt de lipides, la fonction mitochondriale, l'hypertriglycéridémie et la sensibilité à l'insuline chez les rats induits par une forte teneur en fructose et le vieillissement. Pournaderi et al. ont constaté que le 6-gingérol, principal ingrédient actif du gingembre, a des effets anti-inflammatoires et antioxydants significatifs. Algandaby et al. ont souligné que l'effet anti-inflammatoire du 6-gingérol peut prévenir et traiter la fibrose du foie chez les rats. Saravanan et al. ont constaté que le 6-gingérol réduit l'obésité induite par un régime riche en graisses en régulant la distribution des lipides et en ajustant les niveaux d'insuline, de leptine, d'amylase et de lipase.

Bien que de nombreuses publications indiquent que le 6-gingérol peut améliorer les troubles du métabolisme du glucose et des lipides, ses cibles spécifiques et ses mécanismes d'action ne sont toujours pas clairs. Avec le développement de la bioinformatique, l'exploration des cibles des médicaments basée sur la pharmacologie des réseaux est devenue un domaine de recherche émergent. Cette étude combine la pharmacologie des réseaux avec des expériences in vitro pour étudier la cible et le mécanisme du 6-gingérol dans le traitement des troubles du métabolisme du glucose et des lipides dans les myoblastes de rats L6 induits par une forte teneur en fructose et en acide oléique.

Le trouble du métabolisme du glucose et des lipides est une maladie qui implique l'hérédité, l'environnement, l'esprit, le régime alimentaire et d'autres facteurs. Son mécanisme implique principalement un désordre immunitaire neuroendocrinien, une résistance à l'insuline, un stress oxydatif, une réaction inflammatoire, un déséquilibre de la flore intestinale, etc. Les principales manifestations cliniques sont l'hyperglycémie, la dyslipidémie, la stéatose hépatique, le surpoids, l'hypertension, l'athérosclérose, etc. Cette étude a construit un réseau de régulation génique pour les troubles du métabolisme du glucose et des lipides liés au 6-gingérol et a découvert que la voie de signalisation PI3K-AKT est étroitement liée à la cible du 6-gingérol. Une cartographie plus poussée des gènes a révélé que la voie PI3K-AKT, mTOR, ERK et NF - κ B-p65 peuvent être des cibles importantes pour l'action du 6-gingérol.

La voie de signalisation PI3K-AKT est la principale voie de signalisation activée par l'insuline. Lorsque l'insuline active cette voie, elle induit des réactions en cascade des protéines en aval et participe au métabolisme du glucose et des lipides. PI3K active AKT, qui phosphoryle les substrats en aval impliqués dans la régulation de diverses fonctions cellulaires, notamment l'apoptose, le métabolisme et la progression du cycle cellulaire. Lorsque l'organisme est en état d'IR, la transduction de cette voie de signalisation est également affectée et les voies de transduction fonctionnelles connexes sont affaiblies ou bloquées. Les niveaux de phosphorylation des substrats du récepteur de l'insuline (IRS), des protéines PI3K et AKT dans la voie sont régulés à la baisse. L'altération de la voie PI3K-AKT est associée au développement de l'obésité et à des perturbations du métabolisme du glucose et des lipides. Les résultats de cette étude ont montré que, par rapport au groupe témoin, le niveau du gène AKT et la phosphorylation de la protéine étaient régulés à la baisse dans le groupe modèle ; par rapport au groupe modèle, le niveau du gène AKT et la phosphorylation de la protéine étaient régulés à la hausse dans le groupe de traitement ; il n'y avait pas de différence significative dans le gène PI3K entre les groupes, et par rapport au groupe modèle, le niveau de la protéine PI3K était significativement régulé à la hausse dans le groupe de traitement. Cela suggère que le 6-gingérol peut surmonter les dommages causés à la voie de signalisation de l'insuline et améliorer les troubles du métabolisme du glucose et des lipides en régulant la voie PI3K-AKT. MTOR est une sérine/thréonine kinase de 289kD, une voie en aval de PI3K-AKT, et un lien moléculaire important entre les nutriments essentiels et les processus métaboliques pour la croissance cellulaire. Des recherches ont montré que dans un environnement riche en graisses, le niveau de phosphorylation de mTOR augmente. L'inhibition de la phosphorylation de mTOR peut favoriser l'activation des voies de signalisation de l'autophagie et améliorer la résistance à l'insuline, améliorant ainsi les troubles du métabolisme du glucose et des lipides. Yu et al. ont démontré que le 6-gingérol inhibe l'expression de p-mTOR. Les résultats de cette étude ont montré que, par rapport au groupe témoin, le groupe modèle présentait une régulation accrue de la pmTOR ; par rapport au groupe modèle, l'administration de la p-mTOR était régulée à la baisse, ce qui suggère que le gingérol-6 peut inhiber la phosphorylation de la mTOR pour améliorer les troubles du métabolisme du glucose et des lipides.

Nishi et al. ont constaté qu'un déséquilibre à long terme du métabolisme des lipides peut entraîner une répartition ectopique des graisses (lipotoxicité) dans les organes périphériques, notamment les reins, le cœur et les muscles squelettiques, accélérant ainsi l'inflammation et la maladie périphériques. La recherche a montré que le dépôt ectopique de lipides dans les muscles squelettiques peut favoriser l'apparition d'une inflammation. Ces dernières années, de plus en plus d'éléments montrent qu'il existe une relation potentielle entre l'inflammation chronique de bas niveau et les troubles du métabolisme du glucose et des lipides (tels que la résistance à l'insuline, l'obésité apparente et le diabète de type 2), qui sont liés à la production anormale de facteurs inflammatoires. Des niveaux élevés de cytokines inflammatoires peuvent affecter les molécules de signalisation de l'insuline et des lipides, entraînant des perturbations du métabolisme du glucose et des lipides. Longo et al. ont également constaté que les troubles du métabolisme du glucose et des lipides peuvent être améliorés en améliorant l'inflammation et la sensibilité à l'insuline dans les tissus. La recherche a montré que la transcription des gènes et l'expression des cytokines inflammatoires nécessitent l'activation du facteur de transcription nucléaire kappa B (NF - κ B), l'activation de NF - κ B étant associée à la protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK). NF - κ B est un facteur de transcription eucaryote associé au stress oxydatif, et p65 est une sous-unité importante impliquée dans l'activation de NF - κ B. Le NF - κ B activé pénètre dans le noyau et induit l'expression de nombreux gènes impliqués dans la régulation immunitaire innée et adaptative, l'adhésion cellulaire, la réponse inflammatoire et les mécanismes antiapoptotiques. La voie MAPK joue un rôle important dans la réponse inflammatoire, notamment la réaction en cascade médiée par p38 MAPK et ERK. L'activation de cette voie de signalisation est liée à la libération accrue de facteurs inflammatoires tels que le TNF-α causée par l'activation de la voie NF - κ B, exacerbant ainsi la réponse inflammatoire. À l'heure actuelle, de nombreuses expériences in vitro et in vivo ont montré que les ingrédients actifs du gingembre exercent de puissants effets anti-inflammatoires en inhibant la phosphorylation de NF - κ B et de MAPK. NF - κ B peut intervenir dans la régulation de divers médiateurs inflammatoires, notamment TNF - α, IL-1 β, IL-6, IL-8, etc. La recherche a également montré que le 6-gingérol extrait du gingembre comestible a des effets anti-inflammatoires. Cette étude a révélé que, par rapport au groupe témoin, les niveaux de protéines de IL-1 β, TNF - α, p-ERK et p-NF - κ Bp65 étaient augmentés dans le groupe modèle. Après administration, cette situation s'est inversée, ce qui indique que le 6-gingérol peut améliorer les troubles du métabolisme du glucose et des lipides en régulant les niveaux post-traductionnels de ERK et NF - κ B-p65, en bloquant les facteurs pro-inflammatoires IL-1 β et TNF - α, et en réduisant l'inflammation.

En résumé, le 6-gingérol peut inhiber la phosphorylation des protéines ERK et NF - κ B-p65, réduisant ainsi les réponses inflammatoires et améliorant la résistance à l'insuline en régulant l'axe PI3K/AKT/mTOR. Cette étude a élucidé les cibles potentielles du 6-gingérol dans le traitement des troubles du métabolisme du glucose et des lipides, fournissant une base théorique pour l'application clinique du 6-gingérol.