Салим А. Банихани

1 Катедра по медицински лабораторни науки, Йордански университет за наука и технологии, Irbid Йордания,

нивото

Reham A. Fashtaky

1 Катедра по медицински лабораторни науки, Йордански университет за наука и технологии, Irbid Йордания,

Seham M. Makahleh

1 Катедра по медицински лабораторни науки, Йордански университет за наука и технологии, Irbid Йордания,

Zeyad J. El ‐ Akawi

2 Катедра по физиология и биохимия, Йордански университет за наука и технологии, Irbid Йордания,

Омар Ф. Хабор

1 Катедра по медицински лабораторни науки, Йордански университет за наука и технологии, Irbid Йордания,

Несрин А. Сааде

3 Департамент по вътрешни болести, Йордански университет за наука и технологии, Irbid Йордания,

Резюме

Сокът от нар (PGJ) е богат на уникални биоактивни съединения, които могат да се използват при лечението на различни заболявания/разстройства като рак, сърдечни заболявания, болест на Алцхаймер, хипертония и диабет. Тук имахме за цел да изследваме ефектите на пресния PGJ върху нивата на мелатонин, инсулин и кръвната глюкоза на гладно при хора с нарушена глюкоза на гладно (IFG). Проучването е рандомизирано клинично проучване, в което 28 участници (10 мъже, 18 жени) с IFG са били наети от Централната лаборатория Irbid и Клиниката по диабет на Университетската болница в Университета на Йордания за наука и технологии. Кръвни проби от всеки участник бяха събрани преди (-5 минути) и 1 и 3 часа след приложението на PGJ при 1,5 ml/kg от телесното тегло и бяха измерени мелатонин, инсулин и глюкоза. Хората с IFG, но не здрави индивиди, са имали значителен антихипергликемичен отговор (p Ключови думи: нарушена глюкоза на гладно, инсулин, мелатонин, сок от нар

Резюме

Установено е, че пресният сок от нар (PGJ) понижава мелатонина. Установено е, че пресният PGJ повишава нивото на инсулин и подобрява инсулиновата резистентност при хора с нарушена глюкоза на гладно.

1. ВЪВЕДЕНИЕ

През 2007 г. Katz и колеги директно съобщават за въздействието на екстракти от нар върху състояния на диабет тип 2 (Katz, Newman и Lansky, 2007). По-късен доклад от 2013 г., направен от Меджакович и Юнгбауер, подчерта потенциалната употреба на нар при лечението на метаболитен синдром [4]. В предишния си преглед, озаглавен „нар и диабет тип 2“, ние описахме механизмите, чрез които нарът и получените от него съединения влияят върху състоянията на диабет, по-специално инсулиновата резистентност (Banihani et al., 2013).

Неотдавнашно проучване разкри положителни ефекти от прясното приложение на PGJ за подобряване на функцията на бета клетки и подобряване на инсулиновата резистентност при пациенти с диабет тип 2 (Banihani et al., 2014). Целта на настоящото разследване беше да се изследват ефектите на прясното PGJ върху състояния на нарушена глюкоза на гладно (IFG) (известни също като преддиабет), като се има предвид, че тази фаза в прогресията на диабета е целта на много изследователи в областта за предотвратяване и управление на начало на заболяването. В допълнение, изследването измерва директните ефекти на прясното PGJ върху нивото на мелатониновия хормон (N-ацетил-5-метокситриптамин), като превъзходен контролер в много физиологични процеси в тялото, включително енергиен метаболизъм (Wolden-Hanson et al., 2000). Всъщност е доказано, че мелатонинът играе роля в профилактиката и лечението на диабета (Rahimi, Nikfar, Larijani, & Abdollahi, 2005). Мелатонинът се секретира от епифизната жлеза и има важна роля в съня и събуждането (Tan, Xu, Zhou и Reiter, 2018) и е потвърден като мощна антиоксидантна молекула (Zhang & Zhang, 2014).

2. МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

2.1. Субекти

Това проучване е рандомизирано клинично проучване, в което 28 човека (10 възрастни мъже и 18 възрастни жени), с IFG, са били наети от Централната лаборатория Irbid и Отделението по ендокринология в Университетската болница King Abdullah. Субектите са били на възраст между 29 и 56 години; петима от тях са били хипертоници. В допълнение, 28 здрави субекти като контролна група (10 мъже и 18 жени), на възраст между 28 и 59 години, също бяха включени в това проучване. Вербуваните субекти бяха очевидно здрави и се смяташе, че имат IFG, ако тяхната 12-часова серумна глюкоза на гладно се намираше между 6,1 и 7,0 mmol/L. Всички участници с IFG бяха избрани съгласно критериите за ADA от 2006 г. (Американска диабетна асоциация, А., 2006).

Критериите за изключване бяха бъбречни/чернодробни нарушения, бременност, нарушения на съня, работници през нощната смяна и лечение с хормонална терапия. В допълнение, критериите за изключване включват употребата на антиоксидантни добавки, тютюнопушене, лекарства за понижаване на липидите, метформин (глюкофаж), мелатонинови лекарства и глибенкламид или други перорални антихипергликемични средства.

2.2. Сок от нар

Пресни плодове от нар са получени от долината Кофор-Соум, провинция Ирбид, Йордания. Плодовете се съхраняват в специални картонени кутии, не повече от две седмици, за употреба. Наровете от нар се разделят на ръка и подготовката на PGJ се извършва с помощта на машина за изстискване (Philips, Япония).

2.3. Интервенция

Кръвни проби се събират в обикновени епруветки за вакуунт сутрин (8: 00–8: 30 сутринта) след период на гладно през нощта (средно 12 ± 1 час). Участниците от двете групи (здрави и хора с IFG) получиха прясна PGJ (1,5 ml/kg телесно тегло). Тази сума е избрана произволно, като се има предвид количеството, което хората в северната част на Йордания консумират от прясно PGJ в малките ресторанти с плодови сокове. Разпределеното количество PGJ за всеки участник беше взето в рамките на 5-минутен период от време. Кръвни проби са получени от участници след 1 час и 3 часа от нулевото време на приложението на PGJ. След това кръвни проби се центрофугират, непосредствено след съсирването на кръвта (

15 до 20 минути съсирване) и всеки образец се съхранява в няколко аликвотни части при -35 ° C за хормонален анализ.

2.4. Мерки за клинична химия

Концентрациите на кръвната глюкоза се определят в лабораторията на Здравния център в JUST чрез Accent 200 ‐ комплекти от PZ Cormay S.A. Diagnostics и химичен анализатор (BS ‑ 200, Shenzhen Mindray Electronics). Инсулинът се измерва с помощта на комплекта Access 2 от Beckman Coulter. Всички събрани резултати са средство за дублиране на измервания. Инсулинът се измерва с помощта на търговски хемилуминесцентни комплекти за имуноанализ (Access 2 Beckman Coulter). Всички събрани резултати са средство за дублиране на измервания.

Серумният мелатонин се определя с помощта на комплект за имуноанализ (DRG Melatonin ELISA), който се използва за измерване на нивата на мелатонин в серумни проби. Използвана е система, базирана на имуноанализ за количествено определяне на мелатонин (доставена от Bio-TEK tools INC.). Преди количественото определяне, пробите са преминали през колона с обърната фаза. Събраният филтрат се екстрахира с метанол, изсушава се чрез изпаряване и се разтваря в дестилирана вода. Всички серумни проби бяха анализирани в дубликати и средните стойности бяха взети предвид за окончателен статистически анализ (Lahiri, Ge, Sharman, & Bondy, 2004).

2.5. Статистически анализ

Извършени са двугрупови сравнения с помощта на сдвоения t тест на Student, докато ANOVA е използван за сравнения на множество групи. Корелационният анализ беше извършен с помощта на теста на Спирман. Софтуерът GraphPad Prism (версия 6.0) е използван за изготвяне на цифри и за извличане на статистическа значимост при p-стойност. Фигура1 1 демонстрира ефекта на пресния PGJ върху серумна глюкоза на гладно при здрави индивиди (A) и хора с IFG (B). Серумната глюкоза се измерва преди (-5 минути) и след 1 и 3 часа след прилагане на сок от 1,5 ml на kg телесно тегло. Както е показано на фигурата, серумната глюкоза е намаляла значително (р (Фигура 2). 2). Около 96,4% (27) от участниците с IFG са имали положителен антихипергликемичен отговор на PGJ.

Антихипергликемичен отговор на прясна PGJ при здрави индивиди спрямо хора с IFG 3 часа след приложението на сок. IFG, нарушена глюкоза на гладно; PGJ, сок от нар

Фигура Фигура 3 3 илюстрира нивата на оценка на хомеостатичния модел на инсулинова резистентност (HOMA-IR) сред гладуващите с IFG преди (-5 минути) и 3-часово ниво след консумация на прясна PGJ от 1,5 ml на kg телесно тегло. HOMA-IR е значително по-нисък сред субектите с IFG 3 часа след пиене на прясна PGJ спрямо гладуващите.

Нива на HOMA-IR сред гладувалите (-5 минути) пациенти с IFG 3 часа след доза PGJ (1,5 ml/kg). Мерките са представени като средно ± SEM. (n = 28) (* p Фигура 4 4 показва корелацията между антихипергликемичния отговор на PGJ спрямо възрастта на индивидите с IFG. Не е установена значителна корелация (p = .4287, r 2 = .0243) между антихипергликемичния отговор и възраст на лица с IFG.

Корелация между антихипергликемичните отговори на PGJ спрямо възрастта при индивиди с IFG. IFG, нарушена глюкоза на гладно; PGJ, сок от нар

Фигура Фигура 5 5 демонстрира ефектите на PGJ върху серумните нива на мелатонин и инсулин при здрави (Н-мелатонин и Н-инсулин) и лица с IFG (IFG-мелатонин и IFG-инсулин), съответно. Серумният мелатонин и инсулин са измерени преди (-5 минути) и след 1 час консумация на PGJ. Както е показано на фигурата, мелатонинът значително намалява след 1 час пиене на PGJ при здрави (p = .0284) и хора с IFG (p = .0056).

Ефекти на PGJ върху нивата на мелатонин и инсулин при здрави индивиди (H-мелатонин и H-инсулин) и хора с IFG (IFG-мелатонин и IFG-инсулин), съответно. Серумният мелатонин и инсулин са измерени преди (-5 минути) и след 1 час консумация на PGJ. Мерките са представени като средно ± SEM. (* p -, H2O2 и · OH и в крайна сметка намаляване на клетъчния оксидативен стрес (Banihani et al., 2013), дисбаланс между оксиданти, главно ROS (Alzoubi et al., 2019), и антиоксиданти в полза на бивш (Banihani, 2018; Mahmoodi, Koohpeyma, Saki, Maleksabet и Zare, 2019). Сред идентифицираните активни антиоксидантни съединения в PGJ са цианидин-3,5-О-диглюкозид, пеларгонидин-3,5-О-диглукозид, елагагитанинини, пуникалагин и пуникова киселина (Di Stefano et al., 2019; Ding et al., 2017; Russo et al., 2018; Shabbir et al., 2017). Установено е, че PGJ, включително неговото активно съединение на пуникалагин, засилва активността на ензими, участващи в детоксикацията на окислители като каталаза, пероксидаза, SOD и GSH редуктаза (GR) (Rock et al., 2008; Rozenberg, Howell, & Aviram, 2006) .Освен това, PGJ, включително неговото активно съединение пуникова киселина, влияе върху хомеостазата на глюкозата чрез модулиране на активността на някои транскрипционни фактори (напр., активиран от пероксизомен пролифератор рецептор γ и ядрен фактор кВ) (Banihani et al., 2013; Hontecillas, O'Shea, Einerhand, Diguardo и Bassaganya ‐ Riera, 2009; Шуберт, Нийман и Ресник, 2002). Освен това, известни биоактивни съединения в PGJ като пуникалагин, галова киселина, елагова киселина, урсолова киселина, олеанолова киселина и уаллова киселина са признати, че имат антидиабетни ефекти (Banihani et al., 2013).

Няколко предишни проучвания върху нар и получените от него съединения са в съответствие с нашите открития в това проучване. При животински модел на диабет, плъхове, хранени със семена от нар в

450 mg/kg показват по-ниско ниво на глюкоза в кръвта в сравнение с контролната група в края на 12 часа (Das et al., 2001). Освен това е установено, че пуниновата киселина (или трихозанова киселина), полиненаситена органична киселина, присъстваща в нар, при 1/100 g от хранената храна, в продължение на 30 дни, значително намалява нивото на кръвната глюкоза на гладно при генетично затлъстели db/db мишки (Banihani et al., 2013; Hontecillas et al., 2009). Освен това други биоактивни съединения в PGJ, по-специално органичните киселини, елаговата, урсоловата, галовата, уалловата киселина и олеаноловата, са признати за антихипергликемични ефекти (Bektas & Ozturk, 2012; Benalla, Bellahcen, & Bnouham, 2010; Fuhrman, Volkova, & Aviram, 2010; Johanningsmeier & Harris, 2011). Освен това е установено, че рутинът, флавоноид, присъстващ в PGJ, има значителен антихипергликемичен ефект (Ghorbani, 2017). Механизмите, чрез които рутинът оказва такъв ефект, могат да бъдат чрез намаляване на абсорбцията на въглехидрати от червата, стимулиране на секрецията на инсулин, инхибиране на глюконеогенезата и увеличаване на усвояването на глюкоза в телесните тъкани (Ghorbani, 2017).

Такива биоактивни съединения в PGJ могат да стоят зад наблюдавания антихипергликемичен отговор при хора с IFG. Освен това, в сравнение с други плодове като грозде (Bolton, Heaton, & Burroughs, 1981; Rozenberg et al., 2006), беше установено, че PGJ съдържа уникални захари, които имат мощна антиоксидантна активност (Banihani et al., 2013; Rozenberg et ал., 2006). Розенберг и сътр. (2006) заключават, че фракцията на захар от бял гроздов сок увеличава окислителния стрес на макрофагите, докато фракцията на захарта PGJ го намалява (Rozenberg et al., 2006). Сред биоактивните съединения в PGJ са мощните антиоксидантни полифеноли танини и антоцианини (Rozenberg et al., 2006), за които е доказано, че подобряват клетъчното усвояване на глюкоза при пациенти с диабет тип 2 (Guo & Ling, 2015). Тези резултати са в съответствие с нашите констатации, че PGJ подобрява инсулиновата резистентност при пациенти с IFG.

В настоящото проучване бяхме любопитни да проучим връзките между наблюдаваните антихипергликемични ефекти на прясно PGJ и възрастта на индивидите с IFG. Всъщност, въпреки че имаше намаляване на антихипергликемичния отговор спрямо възрастта на индивидите с IFG, но това намаление не беше статистически значимо. В предишното ни проучване върху пациенти с диабет тип 2 открихме значителна отрицателна корелация между антихипергликемичния ефект на PGJ и възрастта на пациентите (Banihani et al., 2014). Такъв парадокс може да се дължи на използването на по-голям размер на извадката и по-голяма популация с по-висок хипергликемичен индекс (пациенти с диабет тип 2). Всъщност антихипергликемичният ефект на PGJ е по-чувствителен при хора с по-високи серумни нива на гладно (Banihani et al., 2014).

Независимо, в това проучване, като се има предвид, че мелатонинът участва в глюкозната хомеостаза и който естествено се намира в нар при 13–29 ng/100 g (Badria, 2002), тогава попитахме дали консумацията на PGJ влияе върху нивото на серумния мелатонин. Резултатите от това проучване предполагат намаляване на нивото на мелатонин след 1 час консумация на PGJ. Процентът на намаляване на мелатонина е приблизително 40,8% при хора с IFG, докато този процент е около 45,8% при здрави индивиди. За разлика от това, установено е, че нивата на инсулин се повишават след 1 час приложение на PGJ. Процентът на инсулина 1 час след приложението на PGJ се удвоява приблизително в двете тествани групи. Проучванията показват, че циркадният ритъм на мелатонин влияе върху начина на секреция на инсулин от панкреаса (Peschke et al., 2006; Elmar Peschke et al., 2007). По-конкретно е установено, че мелатонинът има потискащ ефект върху активността на β-клетките (Rasmussen, Boldt, Wilkinson, Yellon, & Matsumoto, 1999; Rasmussen, Mitton, Larsen, & Yellon, 2001), такъв ефект се съгласува с намаляване на глюкозния толеранс (Cagnacci et al., 2001; Dhar, Dayal, Ramesh, & Arora, 1983). Обратно, установено е, че повишената концентрация на инсулин инхибира секрецията на мелатонин от епифизната жлеза (Champney, Brainard, Richardson, & Reiter, 1983; Champney, Steger, Christie и Reiter, 1985). Следователно може да съществува „функционален антагонизъм“ между мелатонин и инсулин (Boden, Ruiz, Urbain, & Chen, 1996; Peschke et al., 2011). Настоящите констатации са в съответствие с горните доказателства. По този начин, наблюдаваните подобрения в гликемичния контрол сред хората с IFG може да се дължат, поне отчасти, на ефекта на PJG върху нивата на мелатонин в кръвообращението и инсулин.

Констатациите от настоящото проучване показват намаляване на HOMA-IR, а оттам и на инсулинова резистентност, сред хората с IFG 3 часа след приложението на PGJ. Като цяло изчисляването на ниво HOMA-IR 3 часа след консумация на сока може да не е подходящо в състояние на гладуване; обаче на участниците не беше позволено да консумират никаква храна по време на експеримента и сокът се приемаше като лечение, прилагано през периода на гладуване. Освен това инсулиновата резистентност се оценява 3 часа след поглъщане на сок, състояние, при което е установено, че нивото на серумна глюкоза е значително намалено дори при пациенти с диабет тип 2 (Banihani et al., 2014). Всъщност този подход е използван в предишни проучвания (Banihani et al., 2014; Papandreou et al., 2019) и ние го използваме в настоящото проучване, за да съберем допълнителни доказателства в подкрепа на ефективността на FPG за лечение на диабет тип 2.

Сред ограниченията на настоящото проучване е, че не включихме групи, свободни от PJG. Съобщава се за циркаден ритъм в нивото на мелатонин в кръвообращението (Kennaway & Voultsios, 1998). Следователно не може да се изключи възможността наблюдаваното намаляване на нивата на мелатонин след консумация на PJG да се дължи на циркадния часовник, а не на действието на сока. Следователно е необходимо повече разследване, за да се проучи такава възможност.

В заключение е установено, че прясното PGJ (1,5 ml/kg) има антихипергликемичен отговор след 3 часа поглъщане на сок при хора с IFG. Отговорът не корелира с възрастта на хората с IFG. Освен това е установено намаляване на HOMA-IR, а оттам и на инсулиновата резистентност, при хора с IFG 3 часа след приложението на PGJ. Освен това, по-ниски нива на мелатонин, но по-високи нива на инсулин се наблюдават 1 час след приложение на PGJ както при здрави, така и при хора с IFG.

КОНФЛИКТИ НА ИНТЕРЕСИ

Авторите не декларират конфликт на интереси.