Кардиопротективни ефекти на основен комплекс на рутений (II) Schiff при индуцирани от диета плъхове преди диабет

ibg.waykun.com - Диета и загуба на тегло, днес

Линдокухле Търпение Мабуза

1 Катедра по физиология на човека, Факултет по лабораторна медицина и медицински науки, Колеж по здравни науки, Университет в Квазулу-Натал, Дърбан, Южна Африка, az.ca.nzku.uts@348905112

Млиндели Уилкинсън Гамеде

Санам Майкоо

2 Катедра по химия, Училище по химия и физика, Колеж по земеделие, инженерство и науки, Университет в Квазулу-Натал, Питермарицбург, Южна Африка

Ирвин Ноел Буйсен

Фикелелани Сифосету Нгубане

Andile Khathi

Резюме

Заден план

Преддиабетът и появата на сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) са силно свързани. Продължителната хипергликемия е определена като основен фактор, допринасящ за патогенезата на ССЗ и диабетни усложнения. Лечението на хипергликемия и свързани с преддиабет съдови усложнения разчитат на фармакотерапия и стратегии за намеса в начина на живот. Пациентите обаче все още приемат конвенционалните лекарства и пренебрегват намесата в начина на живот; следователно се изискват по-нови алтернативни лекарства. Доказано е, че синтезираният рутениев основен комплекс Шиф има повишена биологична и антидиабетна активност. По този начин, изследването изследва кардиозащитните ефекти на базовия комплекс на рутений (II) Schiff при плъхове, индуцирани от диета предидиабетни (PD).

Материали и методи

Плъховете бяха разпределени на случаен принцип в съответните групи и третирани в продължение на 12 седмици. Рутений (15 mg/kg) се прилага на PD плъхове веднъж дневно всеки трети ден. По време на проучването се проследяват кръвното налягане и плазмената глюкоза. Кръвта и сърдечната тъкан се събират за биохимични анализи.

Резултати

Рутениевият комплекс с диетична намеса води до намалено средно артериално кръвно налягане, което корелира с възстановено съотношение на сърцето към телесното тегло. Освен това се наблюдава значително намаляване на тъканния малондиалдехид и повишена концентрация на супероксиддисмутаза и глутатион пероксидаза както в плазмата, така и в сърдечната тъкан. Освен това се наблюдава намаляване на плазмените триглицериди, липопротеини с ниска плътност с повишена концентрация на липопротеини с висока плътност при третирани с рутений плъхове. Това се доказва допълнително от намалени плазмени туморни некрозисни фактори-α, IL-6 и сърдечни концентрации на С-реактивен протеин при плъхове, третирани с рутений.

Заключение

Рутеният, съчетан с диетична намеса, намалява риска от развитие на сърдечно увреждане, като по този начин предотвратява ССЗ при преддиабет. Следователно, този комплекс може да бъде полезен терапевтичен агент за профилактика на PD сърдечно-съдови усложнения.

Въведение

Материали и методи

Синтез на основен комплекс на рутений (II) Шиф

Основният комплекс на рутений (II) Shiff, [Ru II (H3ucp) Cl (PPh3)] (H4ucp = 2,6-бис - ((6-амино-1,3-диметилурацилимино) метилен) пиридин) е синтезиран в нашата лаборатория както беше съобщено по-рано.20 След това комплексът се характеризира със следните измервания на проводимостта: UV/Vis, ядрено-магнитен резонанс, електронен спинов резонанс и инфрачервена резонансна спектроскопия, както и монокристална рентгенова дифракция. Предишни проучвания показаха, че дозата на рутениевия комплекс, използвана в това проучване, е нетоксична.

Животни и жилища

В това проучване са използвани 36 мъжки плъха Sprague-Dawley (150–180 g). Животните бяха настанени в стая с 12-часов светлинен/12-часов тъмен цикъл и стайна температура (25 ° С) по време на проучването. Животните от всяка група имаха достъп до храна и вода ad libitum. Всички процедури и условия бяха проведени съгласно Комитета по етика на изследванията на животните към Университета в Квазулу-Натал. Комитетът одобри всички експерименти с животни (етичен номер: AREC/038/016M).

Експериментален дизайн

Вземане на кръв и събиране на тъкани

Всички животни бяха анестезирани с Isofor (100 mg/kg; Safe-line Pharmaceuticals [Pty] Ltd, Roodepoort, Южна Африка) с помощта на газова анестетична камера (Biomedical Resource Unit, University of KwaZulu-Natal, Durban, South Africa) за 3 минути . Кръвта се събира чрез сърдечна пункция и след това се инжектира в отделни предварително охладени хепаринизирани контейнери. След това кръвта се центрофугира за събиране на плазма (центрофуга Eppendorf 5403, Германия) при 4 ° С, 503 g за 15 минути. Сърцето също се събира и съхранява във фризер BioUltra (Snijders Scientific, Тилбург, Холандия) при -80 ° C, докато се направят биохимични анализи.

Биохимичен анализ

Концентрациите на общия холестерол в плазмата (TC), TG и HDL са измерени от Глобалната клинична и вирусна лаборатория (Amanzimtoti, Южна Африка). Концентрациите на липопротеини с ниска плътност (LDL) бяха изчислени с помощта на уравнението на Friedewald. Сърдечен CRP, плазмен IL-6, TNF-α, супероксиддисмутаза (SOD) и глутатион пероксидаза (GPx) бяха анализирани с помощта на отделни, специфични ELISA комплекти в съответствие с инструкциите на производителя (Elabscience and Biotechnology, Wuhan, China), докато сърцето Нивата на тъкан на малондиалдехид (MDA) бяха измерени съгласно предходен протокол за изследване

Статистически анализ

Данните се отчитат като средна стойност ± SD. За провеждане на статистически анализ се използва софтуер GraphPad Prism (версия 5). Разликите между контролните и лекуваните групи бяха анализирани с помощта на еднопосочен ANOVA, последван от Tukey – Kramer. Стойности на P Фигура 1 показва MAP на групи от животни, лекувани с NPD, PD и PD, наблюдавани на седмица 0 и седмица 12. Групата, лекувана с PD и PD, започва със същия увеличен MAP (седмица 0) преди лечението (Фигура 1) . В сравнение с групата на NPD, има значително нарастване на MAP на групата с PD до края на експерименталния период (P Фигура 1). Въпреки това, в сравнение с групата с PD, се наблюдава значително намаляване на MAP при прилагане на RU (15 mg/kg), заедно с HFHC и ND при животни, лекувани с PD (P Фигура 1). В допълнение, подобен ефект се наблюдава при животни, лекувани с MTF (500 mg/kg) (P Фигура 1).

Ефектите на рутениевия комплекс върху MAP на PD животни за период на лечение от 12 седмици.

Забележка: *, P Таблица 1 показва съотношенията на сърцето към телесното тегло за 12-седмичен период на лечение на групи животни, лекувани с NPD, PD и PD. В сравнение с групата с NPD, групата с PD показва значително намаляване на съотношението сърце - телесно тегло (P Таблица 1). Интересното е, че в сравнение с групата с PD, приложението на RU (15 mg/kg) заедно с HFHC и ND показва значително увеличение на съотношението сърце - телесно тегло при животните, лекувани с PD (P Таблица 1). Освен това третираните с MTF (500 mg/kg) животни показват сходни резултати (P Таблица 1).

маса 1

Ефектите на рутениевия комплекс върху сърцето: телесно съотношение на PD животни за период на лечение от 12 седмици

Групи Тегло на тялото (g) Тегло на сърцето (g) Съотношение сърце: тяло (%)

NPD	388 ± 0,063	1,56 ± 0,20	0,40 ± 0,063
PD	680 ± 0,088 a	1,72 ± 0,17 a	0,27 ± 0,15 a
MTF + HFHC	501 ± 0,056 a, b	1,7362 ± 0,088 a	0,35 ± 0,086 a, b
MTF + ND	443 ± 0,039 b	1,62 ± 0,039 a, b	0,37 ± 0,080 b
RU + HFHC	490 ± 0,059 а, b	1,53 ± 0,16 b	0,31 ± 0,12 a, b
RU + ND	435 ± 0,026 b	1,51 ± 0,11 b	0,35 ± 0,063 b

Бележки: Стойностите са представени като средни стойности ± SD (n = 6) във всяка група.

Таблица 2

Ефектите на рутениевия комплекс върху липидния профил на PD животни за период на лечение от 12 седмици

ГрупиTC (mmol/L) TG (mmol/L) HDL (mmol/L) LDL (mmol/L)

NPD	4,04 ± 0,078	1,22 ± 0,062	1,70 ± 0,052	2,40 ± 0,090
PD	4.43 ± 0.10	3,34 ± 0,42 a	0,85 ± 0,024 a	5,93 ± 0,15 a
MTF + HFHC	4,04 ± 0,031	5,62 ± 0,44 a	0,77 ± 0,080 b	8,88 ± 0,086 a, b
MTF + ND	4,09 ± 0,048	0,91 ± 0,10 b	1,92 ± 0,031 b	1,88 ± 0,080 b
RU + HFHC	4,17 ± 0,062	1,87 ± 0,27 a, b	0,63 ± 0,040 a, b	4.42 ± 0.10 a, b
RU + ND	4,11 ± 0,062	1,17 ± 0,024 b	2,09 ± 0,020 b	2,05 ± 0,10 b

Бележки: Стойностите са представени като средни стойности ± SD (n = 6) във всяка група.

Ефектите на рутениевия комплекс върху концентрацията на TNF-α на PD животни за период на лечение от 12 седмици.

Забележка: *, P Фигура 3 показва концентрация на IL-6 на групи, лекувани с NPD, PD и PD в 12-седмичен период на лечение (Фигура 3). Индукцията на преддиабет води до значително повишаване на плазмените концентрации на IL-6 в сравнение с групата на NPD (P Фигура 3). Интересното е, че приложението на RU (15 mg/kg), съчетано както с HFHC, така и с ND, отслабва свързаните с PD повишения на плазмената концентрация на IL-6 в рамките на групата на NPD. В допълнение, същият ефект се наблюдава в групите, лекувани с MTF (500 mg/kg) (P Таблица 3; Фигура 3).

Ефектите на рутениевия комплекс върху концентрацията на IL-6 на PD животни за период на лечение от 12 седмици.

Бележки: Стойностите са представени като средни стойности ± SD (n = 6) във всяка група.

Ефектите на рутениевия комплекс върху концентрацията на CRP на PD животни за период на лечение от 12 седмици.

Забележка: *, P Таблица 3 показва концентрациите на MDA и SOD и GPx в сърдечната тъкан на групи, лекувани с NPD, PD и PD на 12-седмичен период на лечение (Таблица 3). Индукцията на преддиабет води до значително повишена концентрация на MDA и намалени концентрации на SOD и GPx в сравнение с групата на NPD (P Таблица 3). Интересното е, че приложението на RU + ND (15 mg/kg) отслабва свързаната с PD повишена концентрация на MDA в групата, лекувана с PD, като същевременно компенсира намалените концентрации на SOD и GPx при плъхове с PD в групата на NPD (P Таблица 3). В допълнение, групите, лекувани с MTF (500 mg/kg), показват подобна тенденция (P Таблица 3).

Дискусия

Всъщност, както при PD, хипергликемията, хиперинсулинемията и хиперлипидемията водят до клетъчни и молекулярни промени, които в крайна сметка водят до сърдечни функционални и структурни нарушения.35–37 Систоличните и диастолните дисфункции са свързани с диабетната кардиомиопатия, особено в лявата камера.14 показа намалено съотношение на сърдечното тегло към телесното тегло в групата с PD, което беше конвоирано от увеличаване на крайното телесно тегло. група в групата, лекувана с PD. В допълнение, окончателното телесно тегло на рутений, заедно с диети, лекувани с диети, беше значително подобрено и затлъстяването беше обърнато. Получените резултати могат да се отдадат на способността на рутениевия комплекс да улеснява гликемичния и хемодинамичния контрол.

PD е свързан със субклинично възпаление.41,42 Високите нива на циркулиращи плазмени IL-6, TNF-α и сърдечни CRP цитокини в индуцирани от HFHC диети PD плъхове представляват възпалителен отговор.6,7 Изследването показва, че рутениевият комплекс с диетична намеса може да облекчи възпалението чрез намаляване на плазмените IL-6 и TNF-α. Получените резултати могат да бъдат ефекти на металния комплекс, който подобрява инсулиновата чувствителност и гликемичния контрол. Преходният метал мед инхибира освобождаването на TNF-α, IL-1 и IL-2 от макрофагите от Cu-карбоксилати. Те също така проявяват подчертана SOD-миметична активност.43 CRP, друг маркер на възпалението, е посочен като добър маркер за прогнозиране на риска от ССЗ.44 В това проучване приложението на рутений, съчетано с диетична намеса, понижава концентрацията на CRP и следователно намалява риска от ССЗ при плъхове, третирани с PD рутений. Освен това се съобщава, че пероралното приложение на MTF подобрява ендотелната функция, осигурява защита от оксидативен стрес, възпаление, както и негативните ефекти на ангиотензин II.45 Върху миокарда MTF отслабва увреждането на исхемията и реперфузията и предотвратява неблагоприятното ремоделиране, предизвикано от хуморален и хемодинамични фактори, както се наблюдава допълнително в настоящото проучване.46

Заключение

В обобщение установихме, че едноядрен рутениев (II) дииминов комплекс, заедно с диетична интервенция, притежава кардиопротективни ефекти при HFHC индуцирани от диета плъхове чрез подобряване на оксидативния стрес и антиоксидантните защитни ензими, намаляване на MAP, възстановяване на съотношението на сърцето към телесното тегло, смекчаване на нарушенията в липиден профил и намаляване на сърдечните възпалителни маркери. Следователно констатациите от настоящото проучване предполагат, че използването на този рутениев комплекс може да бъде от полза при лечението на ССЗ, свързани с диабета. По този начин, това проучване изисква по-нататъшни изследвания на молекулярните механизми на това съединение върху сърдечно-съдовата функция.

Благодарности

Авторите признават персонала на звеното за биомедицински ресурси за техническата им помощ. Националната изследователска фондация и колеж по здравни науки към Университета на Квазулу-Натал финансираха това проучване (номер на грант 106041).

Бележки под линия

Авторски приноси

Всички автори допринесоха за анализа на данните, изготвянето и критичното преразглеждане на статията, дадоха окончателно одобрение на версията да бъде публикувана и се съгласиха да отговарят за всички аспекти на работата.

Разкриване

Авторите съобщават за липса на конфликт на интереси в тази работа.

Популярен

Те четат сега