PHẦN Ⅱ: Tác dụng của chiết xuất Cistanche Tubulosa đối với chức năng sinh sản của nam giới ở chuột mắc bệnh tiểu đường do Streptozotocin-Nicotinamide
Mar 04, 2022
Liên hệ: Audrey Hu Whatsapp / hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com
Zwe-Ling Kong ® Athira Johnson® Fan-Chi Ko, Jia-Ling He và Shu-Chun Cheng
Khoa Khoa học Thực phẩm, Đại học Hải dương Quốc gia Đài Loan, Đường Pei-Ning, Keelung 20224, Đài Loan; athirajohnson07@gmail.com (AJ); makeadrea@hotmail.com (F.-CK); k46255@gmail.com (J.-LH); Riceroll826@gmail.com (S.-CC)
* Thư từ: kongzl@mail.ntou.edu.tw; Điện thoại: cộng với 886-2-2462-2192; Fax: cộng với 886-2-2463-4203
Trừu tượng:Bệnh tiểu đường là một chứng rối loạn mãn tính, đặc trưng bởi sự tăng đường huyết do giảm mức độ insulin hoặc sự kém hiệu quả của mô để sử dụng nó một cách hiệu quả. Vô sinh được biết đến như một hậu quả chính của bệnh tiểu đường và ảnh hưởng đến hệ thống sinh sản nam giới bằng cách gây suy giảm chức năng tinh trùng và rối loạn chức năng tuyến sinh dục. Cistanche tubulosa là một loài thực vật ký sinh có khả năng cải thiện trí nhớ, khả năng miễn dịch và khả năng tình dục, giảm chứng liệt dương, giảm thiểu chứng táo bón. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát tác dụng chống viêm và bảo vệ của echinacoside (ECH) trong chiết xuất Cistanche tubulosa (CTE) trên hệ thống sinh sản đực của chuột mắc bệnh tiểu đường. Tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và bảo vệ của CTE đã được đánh giá bằng cả phương pháp in vitro và in vivo. Kết quả in vitro cho thấy ECH ức chế sản xuất các loài oxy phản ứng (ROS) và cải thiện sự biểu hiện của protein StAR, CYP11A1, CYP17A1 và HSD17p3. Phân tích in vivo được thực hiện với ba liều echinacoside (ECH) (8 0, 160 và 320 mg / kg) trong CTE. Tổng cộng, 0,571 mg / kg rosiglitazone (RSG) được sử dụng như một đối chứng tích cực. Bệnh tiểu đường gây ra bởi streptozotocin (STZ) (65 mg / kg) và nicotinamide (230 mg / kg) kết hợp với chế độ ăn nhiều chất béo (45%). Các nghiên cứu in vivo xác nhận rằng ECH cải thiện lượng đường trong máu, kháng insulin, kháng leptin và peroxy hóa lipid. Thuốc có thể khôi phục kisspeptin 1 (KiSS1), thụ thể kết hợp với protein G GPR 54, ức chế tín hiệu cytokine 3 (SOCS -3) và sirtuin 1 (SIRT1) biểu hiện axit ribonucleic (mRNA) ở vùng dưới đồi và phục hồi giới tính mức độ hormone. Do đó, nghiên cứu này đã xác nhận tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và tạo steroid của CTE.
Từ khóa:Bệnh tiểu đường; khô khan; Chiết xuất Cistanche tubulosa (CTE); echinacoside (ECH); hoạt động chống viêm; hoạt động chống oxy hóa; tác dụng tạo steroid
Tác dụng bảo vệ của echinacoside (ECH) khỏiCistanche tubulosa
3. Kết quả
3.1. Phân tích trong ống nghiệm
3.1.1 So sánh các hoạt động chống oxy hóa của ECH, CTE và RES
Căng thẳng oxy hóa cao trong thời gian dài và tình trạng viêm mãn tính là nguyên nhân chính gây ra các biến chứng của bệnh tiểu đường [16]. CTE chứa nhiều glycoside phenylethanoid khác nhau như echinacoside (ECH) và acteoside, có khả năng hoạt động chống oxy hóa [17]. Thử nghiệm thu dọn gốc DPPH được thực hiện để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của ECH. Trolox và resveratrol (3,5,4'-trihydroxystilbene, RES) lần lượt được lấy làm tiêu chuẩn và đối chứng dương tính. Như thể hiện trong Hình 1, ECH cho thấy hoạt động thu dọn gốc tốt hơn và hoạt động cao hơn đáng kể so với hoạt động của đối chứng tích cực (RES).
3.1.2 Khả năng tồn tại của ECH trên tế bào Leydig LC -540 và TM3
Thử nghiệm MTT được thực hiện để đánh giá khả năng sống sót của tế bào ở các nồng độ khác nhau của ECH. Tế bào LC -540 Leydig và tế bào Leydig TM3 cho thấy hơn 80 phần trăm khả năng sống sót sau khi được điều trị bằng ECH (Hình 2). So với các nồng độ khác, nồng độ 100-|dM (độ pha loãng 100 rM trong 2 phần trăm FBS) của ECtf cho thấy khả năng tồn tại của tế bào tốt hơn trong các tế bào Leydig ffM3. Kết quả chỉ ra rằng nồng độ ECH tăng lên không gây ra bất kỳ độc tính đáng kể nào đối với tế bào.
3.1.3.Ảnh hưởng của ECH đối với sản xuất Superoxide do AGE gây ra bằng thử nghiệm NBT trong tế bào LC -540 và TM3 Leyd ig
AGEs gây ra tổn thương oxy hóa trong cơ thể do quá trình oxy hóa glucose và hình thành các gốc tự do như O 2-, gốc hydroxyl và nhóm cacbonyl [18]. Sau khi được kích thích với 50 Rg / mL AGEs, các ells LC -540 (Hình 3a) và TM3 (Hình 3b) được xử lý bằng ECH và RES (5 / M và 10 muỗng cà phê mỗi loại). Kết quả cho thấy rằng việc sản xuất anion superoxide được tăng lên ở nhóm đối chứng (AGO được kích thích), nhưng việc sản xuất anion superoxide đã giảm sau khi điều trị bằng ECH và RES. Từ Hình 3, ii được hiểu rằng ECH và RES làm giảm mức sản xuất superoxide và bảo vệ các tế bào khỏi bị ôxy hóa. Trong trường hợp ô LC -540, 10 ECH cho thấy hoạt động gần như tương tự với nhóm bình thường. Việc sản xuất superoxide trong cả hai tế bào đều giảm khi nồng độ của cả ECH và RES tăng lên.
3.1.4 Ảnh hưởng của ECH đến sản xuất H2O2 trong tế bào Leydig LC -540 được kích thích bởi AGE
Thử nghiệm DCFH-DA được thực hiện để phát hiện sự hiện diện của các loài oxy hóa. Sau khi xâm nhập vào tế bào, thuốc nhuộm huỳnh quang DCFH-DA bị oxy hóa bởi H2O2 nội bào và tạo thành dichlorofluorescein (DCF). Như thể hiện trong Hình 4, có sự gia tăng đáng kể trong sản xuất H2O2 nội bào ở nhóm được kích thích bởi AGE (đối chứng) trong khi việc bổ sung 10 ECH và RES làm giảm đáng kể việc sản xuất H2O2 trong tế bào. Việc quản lý 10 ECH chỉ dẫn đến khoảng 47,1% sản lượng H2O2, thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng.
3.1.5. Ảnh hưởng của ECH đến mức độ biểu hiện protein RAGE và NF-kB trong tế bào Leydig LC -540 được kích thích theo tuổi
Phân tích Western blot được thực hiện để xác nhận sự hiện diện của RAGE trong LC -540 tế bào Leydig. Ảnh hưởng của ECH đến mức độ biểu hiện protein RAGE (Hình 5a) và NF-kB (Hình 5b) trong các tế bào Leydig được kích thích bởi AGEs được thể hiện trong Hình 5. Kết quả cho thấy nồng độ 50 / mL của AGEs gây ra RAGE và NF-kB cao hơn biểu hiện trong tế bào LC -540 Leydig và 10 nồng độ ECH và RES đã làm giảm đáng kể sự biểu hiện của RAGE và NF-kB. Biểu hiện của NF-kB ở RES và ECH thấp hơn đáng kể so với đối kháng RAGE. Vì vậy, kết quả xác nhận rằng ECH làm giảm mức độ viêm bằng cách giảm mức RAGE và NF-kB.
3.1.6. Ảnh hưởng của ECH trên con đường Tổng hợp Testosterone trong các tế bào Leydig LC -540 được kích thích bởi AGE.
Quá trình sinh tinh và vô sinh nam phụ thuộc vào sự hiện diện của testosterone. Như thể hiện trong Hình 6, các biểu hiện của protein StAR (Hình 6a), CYP11A1 (Hình 6b), CYP17A1 (Hình 6c) và HSD17p3 (Hình 6d) đã giảm đáng kể trong các tế bào Leydig LC -540 được AGE kích thích ( nhóm kiểm soát). Các biểu hiện của protein StAR, CYP11A1, CYP17A1 và HSD17p3 đã tăng lên đáng kể khi chất đối kháng RAGE, RES và ECH được mã hóa. Sự biểu hiện gia tăng của các protein StAR và CYP11A1 được thấy ở cả nhóm được điều trị bằng ECH và RES. Mức độ biểu hiện của CYP17A1 gần như tương tự ở các nhóm RES và ECH. Các biểu hiện của protein HSD17 & 3 trong các tế bào Leydig được xử lý bằng ECH cao hơn nhiều so với các tế bào được điều trị bằng thuốc đối kháng RES và RAGE. Sự gia tăng biểu hiện của các protein StAR, CYP11A1, CYP17A1 và HSD17p3 cho thấy quá trình sản xuất testosterone bình thường.
3.2 Phân tích trong Vivo
3.2.1. Ảnh hưởng của CTE đối với trọng lượng cơ thể và lượng calo hấp thụ
Sau 6 tuần thử nghiệm, nhóm bệnh nhân tiểu đường (HFD-DM) cho thấy trọng lượng cơ thể cao hơn so với nhóm chứng. Nhóm HFD-DME4 cho thấy trọng lượng cơ thể thấp hơn so với nhóm HFD-DM và HFD-DMER (Hình 7a). Lượng calo tiêu thụ của nhóm đối chứng thấp hơn đáng kể so với các nhóm khác. Không có sự khác biệt đáng kể giữa lượng calo tiêu thụ của năm nhóm còn lại (Hình 7b).
3.2.2 Thử nghiệm dung nạp glucose qua đường miệng (OGTT) để xác định sự thành công) 1 Inductien của bệnh tiểu đường
Thử nghiệm dung nạp glucose qua đường miệng (OGTT) được sử dụng như một công cụ đầy hứa hẹn để phát hiện bệnh đái tháo đường. Mức độ tăng của glucose trong máu cho thấy tình trạng bệnh tiểu đường. Như thể hiện trong Hình 8a, mức đường huyết trong nhóm CTE thấp hơn ở nhóm DM ở 0, 30, 90 và 120 phút. Hơn nữa, diện tích dưới đường cong (AUC) của nồng độ glucose huyết tương cho thấy điều đó ở nhóm CTE và RSG.3.2.3 Tổng hàm lượng Glucose, Cholesterol và Triglycerid trong huyết tương
Mức đường huyết lúc đói cao hơn ở nhóm DM và thấp hơn ở nhóm DME2 (trừ nhóm chứng) so với những người khác. Không có sự khác biệt đáng kể về tổng lượng cholesterol giữa các nhóm ngoại trừ nhóm DME4. Trong nhóm DME4, mức cholesterol thấp hơn những người khác. Mức độ chất béo trung tính cao hơn ở nhóm DM và thấp hơn ở nhóm DME4 và hàm lượng chất béo trung tính giảm khi nồng độ CTE tăng (Bảng 2). Kết quả cho thấy mức độ glucose, cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương cao hơn ở nhóm DM và mức độ này đã giảm đáng kể khi điều trị bằng CTE.
3.2.4 Mức insulin huyết tương, mức Leptin huyết tương, và đánh giá mô hình cân bằng nội môi-Giá trị kháng insulin (HOMA-IR)
Các giá trị insulin, leptin và HOMA-IR trong huyết tương được thể hiện trong Bảng 3. Nhóm DM có nồng độ insulin và leptin huyết tương cao hơn so với nhóm chứng. Chỉ số HOMA-IR cũng cao hơn đáng kể trong nhóm DM. Các giá trị insulin, leptin và HOMA-IR trong huyết tương đều giảm khi nồng độ CTE tăng lên. Leptin huyết tương giảm đáng kể ở nhóm CTE nhưng nhóm dùng thuốc RSG (DMR) không cho thấy sự khác biệt đáng kể nào so với nhóm DM.
3.2.5 Ảnh hưởng của CTE đối với nồng độ LH và Testosterone trong huyết tương ở chuột mắc bệnh tiểu đường
Như thể hiện trong Bảng 4, nồng độ testosterone ở chuột mắc bệnh tiểu đường (DM) đã giảm đáng kể, trong khi nồng độ testosterone tăng lên đáng kể ở các liều CTE khác nhau. Hơn nữa, kết quả cho thấy mức LH trong nhóm DM giảm nhẹ so với DMR, DME1, DME2 và DME4. Sản lượng LH cao hơn trong nhóm DME4.
3.2.6 Ảnh hưởng của CTE đến các thông số tinh trùng của chuột tiểu đường
Kết quả thí nghiệm cho thấy nhóm DM có số lượng và khả năng di chuyển của tinh trùng giảm đáng kể so với nhóm đối chứng trong khi tỷ lệ bất thường về tinh trùng ở nhóm DM tăng lên đáng kể. Điều thú vị là số lượng tinh trùng, khả năng di chuyển của tinh trùng và tỷ lệ bất thường của tinh trùng của nhóm DMR được cải thiện nhưng khả năng di chuyển của tinh trùng không đạt mức đáng kể so với nhóm DME4. DME2 cho thấy số lượng tinh trùng tốt hơn tất cả chúng và tỷ lệ di động đã tăng lên đáng kể ở nhóm DME4. Không có sự khác biệt có ý nghĩa giữa số lượng tinh trùng bất thường đối với nhóm được điều trị bằng RSG và CTE (Bảng 5).
3.2.7 Ảnh hưởng của CTE trên hình thái của ống bán nguyệt ở chuột mắc bệnh tiểu đường
Hình 9 cho thấy nhuộm H&E của phần tinh hoàn. Mũi tên đen biểu thị ô Leydig và mũi tên trắng biểu thị ô Sertoli. Cả tế bào Leydig và tế bào Sertoli trong nhóm DM đều cho thấy sự teo đáng kể và nhìn thấy một khoang trong lòng ống. Cấu trúc của tế bào Leydig và Sertoli đã được phục hồi trong các nhóm được điều trị bằng CTE vàRSG. Sự ăn cắp của ống lượn bán lá kim ở Nhóm CTE và RSG cao hơn ở nhóm DM.
3.2.8.Ảnh hưởng của CTE trên mRNA KiSS1, GPR54, SOCS -3 và SIRT1 trong vùng hạ đồi của chuột tiểu đường
Biểu hiện của KiSS1 (Hình 10a), GPR54 (Hình 10b), SOCS -3 (Hình 10d) và SIRT1 (Hình 10c) được thể hiện trong Hình 10. Biểu hiện mRNA của KiSS1 và thụ thể GPR54 ở chuột mắc bệnh tiểu đường là thấp hơn đáng kể so với nhóm chứng. Mức độ biểu hiện mRNA KiSS1 và GPR 54 trong DMR, DME1, DME2 và DME4 đã tăng lên đáng kể. Đặc biệt, biểu hiện mRNA GPR54 đã tăng lên đáng kể ở DME4 và gần như tương tự với nhóm đối chứng.
Thí nghiệm này khám phá thêm về số lượng mRNA SOCS -3 và SIRT1 trong vùng dưới đồi của chuột. Biểu hiện của SOCS -3 mRNA ở chuột mắc bệnh tiểu đường tăng lên đáng kể cho thấy trở kháng leptin nghiêm trọng hơn. Các nhóm DMR, DME1, DME2 và DME4 cho thấy những cải thiện đáng kể khi so sánh với nhóm bệnh nhân tiểu đường. Biểu hiện mRNA SIRT1 trong nhóm DM đã giảm
3.2.9 Ảnh hưởng của CTE đối với các enzym chống oxy hóa trong huyết tương và tinh hoàn của chuột tiểu đường
Bảng 6 cho thấy hoạt động SOD trong huyết tương, hoạt tính GPx và hoạt động catalase của chuột mắc bệnh tiểu đường đã giảm đáng kể và các hoạt động được tăng lên ở các nhóm được điều trị bằng CTE và RSG. Ngoài ra, DM E4 đã cho thấy những cải thiện đáng kể trong hoạt động GPx so với các loại khác. Kết quả cho thấy các hoạt động SOD và catalase ở chuột mắc bệnh tiểu đường đã giảm đáng kể sau sáu tuần. Hoạt động SOD và catalase của nhóm DMR không đạt mức đáng kể. Các nhóm được xử lý CTE cho thấy những cải thiện đáng kể trong hoạt động SOD và catalase. Sự gia tăng hoạt động của catalase và SOD trong các nhóm CTE cũng được thấy trong bệnh viêm tinh hoàn (Bảng 7). Hoạt động cao nhất của SOD và catalase lần lượt được quan sát thấy ở nhóm DME1 và nhóm DME2.
3.2.10.Ảnh hưởng của CTE đối với căng thẳng oxy hóa và viêm trong huyết tương và tinh hoàn của chuột tiểu đường
Sản xuất oxit nitric (NO) trong huyết tương (Hình 11a) và tinh hoàn (Hình lib) được thể hiện trong Hình Sản xuất NO ở nhóm DM tăng đáng kể cả trong tinh hoàn và huyết tương so với nhóm đối chứng. Đã quan sát thấy sự giảm dần sản xuất NO ở các nhóm DME1, DME2 và DME4 (trong huyết tương). Nhóm DMR als o cho thấy sự sản xuất NO giảm đáng kể. Trong trường hợp của tinh hoàn, có một sự giảm nhẹ sản xuất NO được quan sát thấy trong các nhóm CTE, trong khi nhóm DMR không giảm đáng kể sản xuất NO.
Như thể hiện trong Hình 12 và 13, mức TNF-a và IL -6 đã tăng lên đáng kể ở chuột mắc bệnh tiểu đường (cả trong huyết tương và tinh hoàn), cho thấy tình trạng viêm nghiêm trọng hơn. Trong huyết tương, mức TNF-a tương tự ở nhóm được điều trị bằng CTE và RSG (Hình 12a). Các nhóm CTE (đặc biệt là DME2) làm giảm đáng kể mức TNF-a trong tinh hoàn (Hình 12b). Mức IL -6 đã giảm đáng kể trong huyết tương của nhóm CTE và RSG (Hình 13a). Trong tinh hoàn, có xu hướng giảm mức IL -6, nhưng điều này không đạt đến mức đáng kể (Hình 13b).
3.2.11. Ảnh hưởng của CTE đối với tình trạng căng thẳng oxy hóa và viêm trong tinh trùng của chuột mắc bệnh tiểu đường I do chế độ ăn giàu chất béo gây ra
Hình 14 cho thấy hàm lượng anion superoxide trong tinh trùng chuột. Kết quả cho thấy sản xuất anion superoxide trong tinh trùng của chuột mắc bệnh tiểu đường tăng lên đáng kể và không có cải thiện đáng kể nào được quan sát thấy ở nhóm DMR. Nhóm DME1 và DME4 cho thấy việc sản xuất anion superoxide giảm đáng kể.
3.2.12. Ảnh hưởng của CTE đối với quá trình peroxy hóa lipid trong tinh trùng của chuột mắc bệnh tiểu đường do chế độ ăn giàu chất béo gây ra
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng quá trình peroxy hóa lipid tăng lên ở cả bệnh nhân đái tháo đường týp 1 và týp 2 [19]. Mức malondialdehyde (MDA) trong huyết tương, tinh trùng và tinh hoàn được thể hiện trong Bảng 8. Mức MDA trong huyết tương, tinh hoàn và tinh trùng của nhóm DM cao hơn đáng kể và việc điều trị bằng CTE và RSG làm giảm sản xuất MDA. Đã quan sát thấy sự giảm đáng kể ở nhóm DME4 và DMEI trong huyết tương. Nghiên cứu này cho thấy những con chuột mắc bệnh tiểu đường không chỉ tăng mức độ peroxy hóa lipid trong huyết tương mà còn tăng ở tinh hoàn và tinh trùng.
Tác dụng của chiết xuất Cistanche tubulosa: Chống oxy hóa căng thẳng và viêm
4. Thảo luận
Bệnh tiểu đường là một bệnh mãn tính liên quan đến lượng đường trong máu cao. Sự mất cân bằng giữa mức độ chống oxy hóa và ROS sẽ dẫn đến tình trạng được gọi là stress oxy hóa. Superoxide, gốc hydroxyl, hydrogen peroxide, nitric oxide, và singlet oxy là một số ví dụ của ROS sẽ gây ra tình trạng bệnh tiểu đường thông qua stress oxy hóa [20]. Cittanche tubulosa là một loài thực vật sa mạc có chứa các thành phần tích cực như polysaccharides, oligosaccharide s, phenylethanoid glycoside (echinacoside, verbascoside), axit palmitic, axit linoleic, iridoids, alditols và lignans. Loại cây này có khả năng tạo ra tác dụng chống viêm, bảo vệ thần kinh, kháng khuẩn, kháng virus, chống oxy hóa, chống khối u và điều hòa miễn dịch [21]. Các nghiên cứu tài liệu cho thấy rằng các glycoside phenylethanoid từ Cistanche tubulosa là lý do chính cho hoạt động chống oxy hóa [22]. Resveratrol (RES) và rosiglitazone (RSG) được lấy làm đối chứng tích cực cho các nghiên cứu in vitro và in vivo tương ứng. RSG là một chất nhạy cảm insulin mạnh và có ái lực đối với dạng đồng dạng của thụ thể kích hoạt chất tăng sinh peroxisome (PPARc). Nó kiểm soát tình trạng tăng đường huyết ở bệnh nhân đái tháo đường [23]. RES có hoạt tính chống oxy hóa tự nhiên, có tác dụng giãn mạch, điều hòa chuyển hóa lipoprotein, ức chế kết tập tiểu cầu, ngăn ngừa ung thư [24,25]. Điều tra của chúng tôi chỉ ra rằng ECH cho thấy hoạt động thu dọn gốc tốt hơn CTE và RES (Hình 1). Người ta cũng hiểu rằng ECH không gây ra bất kỳ độc tính đáng kể nào đối với tế bào LC -540 và TM3 Leydig (Hình 2).
AGEs được sử dụng để gây ra tình trạng căng thẳng trong tế bào Leydig. Việc sản xuất AGEs, viêm nhiễm, stress oxy hóa và bệnh tiểu đường có mối liên hệ với nhau. Tình trạng tăng đường huyết của bệnh tiểu đường thúc đẩy tổn thương tế bào thông qua việc sản xuất AGEs và stress oxy hóa. AGEs gây ra độc tính tế bào p, thúc đẩy quá trình tuyển dụng tế bào miễn dịch và tế bào chết. Mức độ AGEs cao sẽ thúc đẩy sự biểu hiện của hai loại thụ thể được gọi là RAGE và AGER1 [26]. Sự truyền nhỏ giọt và tiếp theo của một điện tử từ chuỗi hô hấp của ty thể thành oxy phân tử trong quá trình ứng suất oxy hóa dẫn đến sự hình thành anion superoxide. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc sản xuất anion superoxide do AGEs gây ra đã tăng lên trong nhóm đối chứng và những cải thiện hơn nữa đã được quan sát thấy với cả hai nghiệm thức ECH và RES. Theo nghiên cứu của chúng tôi, người ta hiểu rằng sản xuất superoxide (Hình 3) và H2O2 (Hình 4) do AGEs gây ra đã giảm khi có mặt của ECH và RES.
NF-kB được biết đến như là chất trung gian quan trọng của chứng viêm liên quan đến bệnh tiểu đường [27]. Sự biểu hiện của NF-kB dẫn đến rối loạn chức năng tế bào p và chết tế bào. Sự kích hoạt NF-KB bởi stress oxy hóa sẽ kích thích phản ứng tiền viêm, điều hòa endothelin và quá trình apoptosis [28]. Sự biểu hiện của RAGE và NF-kB được tăng lên ở các nhóm được kích thích bởi AGE và sự giảm sau đó được quan sát thấy ở các tế bào được điều trị bằng ECH và RES (Hình 5).
Testosterone là một steroid đồng hóa và hormone sinh dục nam chính được tổng hợp từ cholesterol. Quá trình bắt đầu với sự phân cắt oxy hóa chuỗi bên của cholesterol bởi gen phân cắt chuỗi bên của cholesterol (CYP11A). Gen này khu trú trong màng ty thể và chuyển đổi cholesterol thành pregnenolone. Tiếp theo, gen CYP17A1 từ lưới nội chất loại bỏ hai nguyên tử cacbon thừa và tạo ra nhiều steroid C19. Ngoài ra, pregnenolone bị oxy hóa để tạo thành androstenedione / progesterone bởi hydroxysteroid dehydrogenase (3- p-HSD). Cuối cùng, testosterone được tạo ra bằng cách khử nhóm keto ở vị trí carbon thứ 17 của androstenedione bởi 17- beta-hydroxysteroid dehydrogenase (17- p-HSD). Tế bào Leydig tham gia vào quá trình sản xuất chính của testosterone. Việc chuyển cholesterol vào màng trong ty thể cần có sự tác động của protein điều hòa cấp tính steroidogenic (StAR). Các nghiên cứu hiện tại cho thấy sự biểu hiện của StAR, CYP11A1, CYP17A1 và HSD17p3 đã giảm ở các tế bào được xử lý bằng AGE (đối chứng) và có sự gia tăng đáng kể ở các tế bào được điều trị bằng ECH và RES (Hình 6). Do đó, kết quả cho thấy việc sản xuất testosterone đã tăng lên ở nhóm điều trị bằng ECH và RES.
Trong tình trạng bệnh tiểu đường, việc vận chuyển glucose đến các cơ quan bị hạn chế và kết quả là nồng độ glucose tăng lên [29]. Do đó, tình trạng tăng đường huyết là một trong những dấu hiệu quan trọng để phát hiện bệnh tiểu đường. Các nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mức đường huyết tăng ở các nhóm đái tháo đường và AUC của nhóm DM cao hơn đáng kể so với các nhóm khác (Hình 8). Cùng với glucose huyết tương, tổng hàm lượng cholesterol và triglycerid tăng lên đáng kể ở nhóm DM (Bảng 2). Xơ vữa động mạch được tạo điều kiện bởi sự gia tăng mức độ cholesterol và chất béo trung tính [30]. Tuy nhiên, mức cholesterol và chất béo trung tính đã giảm ở các nhóm được điều trị bằng CTE và RSG. Hàm lượng chất béo trung tính của nhóm DME4 đạt giá trị gần như tương tự với nhóm chứng.
Insulin là một loại hormone được sản xuất bởi các tế bào p của tuyến tụy và có chức năng kiểm soát lượng đường huyết trong cơ thể trong khi leptin là một loại hormone được sản xuất bởi các tế bào mỡ và có khả năng điều chỉnh lượng thức ăn và sử dụng năng lượng. Các nghiên cứu chỉ ra rằng leptin có liên quan đến sinh lý bệnh của bệnh béo phì và có sự tương tác tích cực giữa leptin và insulin [31]. Các nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mức độ inulin và leptin trong huyết tương cao hơn ở nhóm DM và mức insulin giảm khi nồng độ CTE tăng lên. Nhóm RSG không cho thấy sự khác biệt đáng kể nào so với nhóm DM. Sự đề kháng insulin và chức năng tế bào p được đánh giá bằng
Phương pháp HOMA-IR. Giá trị HOMA-IR tăng ở nhóm DM và khác biệt đáng kể so với các nhóm khác (Bảng 3).
DM ảnh hưởng đến chức năng sinh sản thông qua sự thay đổi nội tiết tố trong trục HPG và các nghiên cứu cho thấy rằng biểu hiện insulin trong tinh hoàn cũng bị ảnh hưởng bởi bệnh tiểu đường. Nó được đặc trưng bởi sự không bào của tế bào Sertoli, tăng sự phân mảnh DNA, suy giảm quá trình sinh tinh và tăng sự suy giảm tế bào mầm. Stress oxy hóa cũng góp phần gây ra những bất thường trong chức năng sinh sản [32]. Quá trình hình thành tinh trùng trong cơ quan sinh sản của nam giới (tinh hoàn) được gọi là quá trình sinh tinh. Tinh hoàn được cấu tạo bởi các ống cuộn chặt chẽ gọi là ống nửa lá kim. Tế bào Sertoli được nhìn thấy trong các thành của ống nửa lá kim và cung cấp chất dinh dưỡng cho tinh trùng chưa trưởng thành. Điều tra về các chỉ số của tinh trùng cho thấy số lượng tinh trùng và khả năng di chuyển giảm và các bất thường tăng lên ở nhóm DM (Bảng 5). Một tác dụng ngược lại đã được quan sát thấy trong các nhóm được điều trị bằng CTE và RSG. Cả tế bào Leydig và tế bào Sertoli trong nhóm DM đều bị teo đáng kể và có thể nhìn thấy khoang trong lòng mạch. Độ dày của ống bán lá kim cũng giảm ở nhóm DM. Kết quả được cải thiện đã được quan sát thấy ở các nhóm được điều trị bằng CTE và RSG (Hình 9). Ngoài ra, mức LH và testosterone giảm ở nhóm DM và mức tăng ở nhóm được điều trị bằng CTE (Bảng 4). Ở nam giới, testosterone huyết thanh thấp và tần số xung LH thấp hơn thường liên quan đến béo phì và đái tháo đường týp 2 [33].
Kisspeptins được mã hóa bởi gen KiSS1 được biết đến như là chất kích thích mạnh của trục HPG và bất kỳ đột biến nào trong gen kisspeptin sẽ dẫn đến lượng steroid sinh dục và gonadotropin thấp. Các nghiên cứu cho thấy rằng ở chuột mắc bệnh tiểu đường do STZ gây ra, nồng độ mRNA của Kiss1 đã giảm [33]. Sự khởi đầu và duy trì vô sinh ở động vật có vú được kết nối với thụ thể kết hợp với protein G 54 (GPR54). Sự đột biến trong GPR 54 được đặc trưng bởi sự không trưởng thành giới tính và mức độ thấp của các hormone hướng sinh dục (LH và FSH). Các cytokine tiền viêm như IL -6 và TNF-a up điều chỉnh sự biểu hiện của chất ức chế tín hiệu cytokine 3 (SOCS3) liên quan đến kháng insulin qua trung gian viêm ở gan và tế bào mỡ [34]. SIRT 1 là một gen liên quan đến việc điều chỉnh một số bệnh lão hóa. Gen này được biểu hiện nổi bật trong các tế bào p của tuyến tụy và điều chỉnh sự bài tiết insulin và ngăn chặn quá trình apoptosis. Các nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng biểu hiện của KiSS1, GPR54 và SIRT1 giảm ở nhóm DM, nhưng biểu hiện lại tăng ở nhóm được điều trị bằng CTE (Hình 10). Sự gia tăng các biểu thức SOCS -3 trong nhóm DM cho thấy tình trạng viêm. Mối liên hệ phân tử đầu tiên được xác định giữa béo phì và viêm là TNF-a. Do đó, mức TNF-a tăng lên là một dấu hiệu của tình trạng viêm. Mức độ giảm của các cytokine tiền viêm như TNF-a và IL -6 được thấy ở các nhóm được điều trị bằng CTE (Hình 12 và 13).
Sự mất cân bằng giữa ROS và chất chống oxy hóa dẫn đến tình trạng bệnh tiểu đường. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) và glutathione peroxidase (GPX) được biết đến như những chất chống oxy hóa chính chịu trách nhiệm duy trì mức ROS tối ưu [35]. Từ kết quả, người ta thấy rằng hoạt động của chất chống oxy hóa thấp hơn đáng kể ở nhóm DM. Các nhóm được điều trị bằng CT cho thấy sự cải thiện trong việc sản xuất chất chống oxy hóa. Nhóm được điều trị bằng RSG không cho thấy bất kỳ cải thiện đáng kể nào trong hoạt động chống oxy hóa (Bảng 6 và 7).
Nitric oxide (NO) được biết đến như một ROS quan trọng góp phần gây viêm. Các nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng mức NO đã giảm ở các nhóm được điều trị bằng CTE (Hình 11). Kết quả cho thấy hàm lượng anion superoxide trong tinh trùng của chuột mắc bệnh tiểu đường tăng lên đáng kể và không có cải thiện đáng kể sau khi dùng RSG. Việc sản xuất superoxide bị giảm trong các nhóm CTE.
Việc xác định MDA rất hữu ích để đánh giá quá trình peroxy hóa lipid. Quá trình oxy hóa lipid là quá trình oxy hóa lipid và cuối cùng dẫn đến tổn thương tế bào. MDA được tạo ra do quá trình peroxy hóa lipid của các axit béo không bão hòa đa. Các nghiên cứu cho thấy mức MDA có tương quan với tuổi và mức đường huyết lúc đói [36]. Nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng CTE cải thiện quá trình peroxy hóa lipid trong huyết tương, tinh hoàn và tinh trùng (Bảng 8).
Chiết xuất Cistanche tubulosa
5. Kết Luận
Stress oxy hóa trong các bệnh tiểu đường làm rối loạn hệ thống sinh sản của nam giới do suy giảm chức năng tinh trùng và rối loạn chức năng tuyến sinh dục. Cistanche tubulosa là một loại cây sa mạc được chấp nhận rộng rãi trong y học Trung Quốc do các tác dụng dược lý của nó. Echinacoside (ECH) là thành phần chính của CTE chịu trách nhiệm cho các hoạt động chống oxy hóa và chống viêm. Kết quả in vitro của chúng tôi chỉ ra rằng ECH đã khôi phục lại con đường tổng hợp testosterone và giảm mức độ biểu hiện protein NF-kB và RAGE. ECH ức chế hiệu quả việc sản xuất anion superoxide và H2O2 trong tế bào Leydig. Các nghiên cứu in vivo cho thấy rằng ECH làm giảm mức cholesterol, chất béo trung tính, TNF-a và IL -6. Ngoài ra, các biểu hiện mRNA ở vùng dưới đồi của chuột mắc bệnh tiểu đường đã được cải thiện đáng kể. Cũng cần lưu ý rằng ECH làm giảm quá trình peroxy hóa lipid và cải thiện tình trạng kháng insulin ở chuột đực bị tiểu đường. Các hoạt động chống oxy hóa tăng lên cả trong huyết tương và tinh hoàn. Do đó, các nghiên cứu của chúng tôi cho rằng ECH cung cấp sự bảo vệ hiệu quả chống lại rối loạn chức năng sinh sản ở chuột đực mắc bệnh tiểu đường do STZ gây ra.
Sự đóng góp của tác giả:F.-CK thực hiện điều tra, phân tích chính thức và phân tích phần mềm. AJ và J.-LH tham gia quản lý dữ liệu và soạn thảo bản thảo. Z.-LK và AJ đã chuẩn bị xem xét bản thảo và chỉnh sửa nó. Z.-LK đã xây dựng phương pháp luận và giám sát toàn bộ thí nghiệm. S.-CC đã tham gia vào quá trình phân tích, điều tra và xác nhận chính thức. Tất cả các tác giả đã đóng góp vào việc phân tích dữ liệu, soạn thảo và sửa đổi nghiêm túc bài báo, đã phê duyệt lần cuối cho phiên bản sẽ được xuất bản và đồng ý chịu trách nhiệm về tất cả các khía cạnh của tác phẩm.
Kinh phí:Công trình này được hỗ trợ tài chính bởi Trung tâm Xuất sắc về Đại dương, Đại học Đại dương Quốc gia Đài Loan, từ Chương trình Trung tâm Nghiên cứu Các Khu vực Nổi bật trong khuôn khổ Dự án Mầm non Giáo dục Đại học của Bộ Giáo dục (MOE), Đài Loan.
Xung đột lợi ích:Các tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích.
Người giới thiệu
1. Tổ chức Y tế Thế giới. Báo cáo toàn cầu về bệnh tiểu đường. 2017. Có sẵn trên mạng: http://www.who.int/ news-room / fact-sheet / detail /etes (truy cập ngày 25 tháng 8 năm 2018).
2. Haynes, NE; Corbett, WL; Bizzarro, FT; Guertin, KR; Hilliard, DW; Hà Lan, GW; Kester, RF; Mahaney, PE; Qi, L.; Spence, CL; et al. Khám phá, mối quan hệ cấu trúc-hoạt động, dược động học và hiệu quả của chất hoạt hóa glucokinase (2R) -3- cyclopentyl -2- (4- methane-sulfonyl phenyl) -N-thiazol -2- yl- propionamide (RO0281675). J. Med. Chèm. 2010, 53, 3618-3625. [CrossRef] [PubMed]
3. Agbaje, IM; Rogers, DA; McVicar, CM; McClure, N. .; Atkinson, AB; Mallidis, C.; Lewis, SE Đái tháo đường phụ thuộc insulin: Ảnh hưởng đến chức năng sinh sản của nam giới. Ầm ầm. Tái sản xuất. 2007, 22, 1871-1877. [CrossRef] [PubMed]
4. Fouchecourt, S.; Đồng hồ đo, S.; Locatelli, A. .; Dacheux, F.; Dacheux, JL Stallion dịch proteome dịch mào tinh: Định tính và định lượng; Sự bài tiết và những thay đổi động của các protein chính1. Biol. Mô phỏng lại. 2000, 62, 1790-1803. [CrossRef] [PubMed]
5.Vernet, P.; Aitken, RJ; Drevet, JR Các chiến lược chống oxy hóa trong mào tinh hoàn. Mol Tế bào. Nội tiết tố. 2004,216, 31-39. [CrossRef] [PubMed]
6.Szkudelski, T. Bệnh tiểu đường do Streptozotocin-nicotinamide gây ra ở chuột. Đặc điểm của mô hình thực nghiệm. Hết hạn. Biol. Med. 2012,237, 481-490. [CrossRef] [PubMed]
7. Zheng, S.; Giang, X.; Ngô, L.; Wang, Z .; Huang, L. Phân biệt hóa học và di truyền của Cistanches herba dựa trên mã vạch UPLC-QTOF / MS và DNA. PLoS ONE 2014, 9, e98061. [CrossRef] [PubMed]
8. Li, J.; Li, J .; Khát vọng, A.; Gao, L.; Hu, S .; Luo, J .; Zhang, F. Phenylethanoid glycoside từ Cistanche tubulosa ức chế sự phát triển của Tế bào B 16- F10 cả in vitro và in vivo bằng cách cảm ứng quá trình apoptosis thông qua Con đường phụ thuộc vào ty thể. J. Cancer 2016, 7, 1877-1887. [CrossRef] [PubMed]
9. Zhao, Q.; Gao, J .; Cai, D. Tác dụng nuôi dưỡng thần kinh và kích thích thần kinh của echinacoside trên mô hình chuột MPTP bán cấp của bệnh Parkinson. Brain Res. 2010,1346, 224-236. [CrossRef] [PubMed]
10. Yoshikawa, M.; Matsuda, H.; Morikawa, T.; Xie, H.; Nakamura, S.; Các aminoglycoside Muraoka, O. Phenylethanoid và các oligosugar acyl hóa có hoạt tính chống co mạch từ Cistanche tubulosa. Bioorg. Med. Chèm. 2006, 14, 7468-7475. [CrossRef] [PubMed]
11. Jiang, Z .; Wang, J .; Li, X.; Zhang, X. Echinacoside và Cistanche tubulosa (Schenk) R. wight ameliorate bisphenol A gây ra tổn thương tinh hoàn và tinh trùng ở chuột thông qua các enzym steroidogenic điều chỉnh trục tuyến sinh dục. J. Ethnopharmacol. 2016,193, 321—328. [CrossRef] [PubMed]
12. Sa bàn, ZA; Cushman, LL; Johnson, BC Ước tính sản phẩm của quá trình peroxy hóa lipid (malonyl dialdehyde) trong các hệ thống sinh hóa. Hậu môn. Hóa sinh. Năm 1966,16, 359-364. [CrossRef]
13. Younglai, EV; Holt, D.; Màu nâu, P.; Jurisicova, A.; Casper, RF Kỹ thuật bơi lên của tinh trùng và phân mảnh DNA. Ầm ầm. Mô phỏng lại. 2001,16, 1950-1953. [CrossRef] [PubMed]
14. Yokoi, K .; Uthus, EO; Nielsen, FH Thiếu niken làm giảm số lượng và sự di chuyển của tinh trùng ở chuột. Biol. Theo dõi Elem. Res. 2003, 93, 141-153. [CrossRef]
15.Aebi, H. Catalase trong ống nghiệm. Phương pháp Enz ^ mol. Năm 1984,105, 121-126. [CrossRef] [PubMed]
16. Brownlee, M. Hóa sinh và sinh học tế bào phân tử của các biến chứng tiểu đường. Nature 2001, 414, 813. [CrossRef] [PubMed]
17.Shimoda, H.; Tanaka, J.; Takahara, Y. Takemoto, K .; Shan, SJ; Su, MH Tác dụng hạ cholesterol của chiết xuất Cistanche tubulosa, một loại thuốc thô cổ truyền Trung Quốc, ở chuột. Là. J. Chin. Med. 2009, 37, 1125-1138. [CrossRef] [PubMed]
18. Baynes, JW; Thorpe, SR Vai trò của stress oxy hóa trong các biến chứng tiểu đường: Một góc nhìn mới về một mô hình cũ. Bệnh tiểu đường 1999, 48, 1-9. [CrossRef] [PubMed]
19. Akkus, tôi; Kalak, S.; Vural, H.; Caglayan, O .; Menekse, E.; Có thể, G .; Durmus, B. Peroxy hóa lipid bạch cầu, superoxide dismutase, glutathione peroxidase và nồng độ vitamin C trong huyết thanh và bạch cầu của bệnh nhân đái tháo đường týp II. Clin. Chim. Acta 1996, 244, 221-227. [CrossRef]
20. Matough, FA; Budin, SB; Hamid, ZA; Alwahaibi, N.; Mohamed, J. Vai trò của stress oxy hóa và các chất chống oxy hóa trong các biến chứng của bệnh tiểu đường. Sultan. Qaboos Univ. Med. J. 2012, 12, 5-18. [CrossRef] [PubMed]
21. Gu, C.; Yang, X.; Huang, L. Cistanches herba: Một đánh giá về thần kinh học. Đổi diện. Pharmacol. 2016, 7, 1-10. [CrossRef] [PubMed]
22. Xiong, WT; Gu, L.; Vương, C.; CN, HX; Liu, X. Tác dụng chống tăng đường huyết và hạ natri máu của Cistanche tubulosa ở chuột db / db đái tháo đường týp 2. J. Ethnopharmacol. 2013,150, 935-945. [CrossRef] [PubMed]
Cistanche tubulosa bổ sung
