Пей-Ю Чао

1 Завършил институт по основни медицински науки, Китайски медицински университет, Тайчунг, Тайван

Джеймс А. Лин

1 Завършил Институт по основни медицински науки, Китайски медицински университет, Тайчунг, Тайван

Уей-Джен Тинг

1 Завършил институт по основни медицински науки, Китайски медицински университет, Тайчунг, Тайван

Hsueh-Hui Lee

2 Катедра по лабораторна медицина, Обща болница Kuang Tien, Тайчунг, Тайван

Kuanghui Hsieh

2 Катедра по лабораторна медицина, Обща болница Kuang Tien, Тайчунг, Тайван

Юнг-Вей Чиу

3 Медицински институт, Медицински университет Чунг Шан, Тайчунг, Тайван.

4 Спешно отделение и център за хипербарична кислородна терапия, Метростанция Болница Tungs 'Taichung, Тайчжън Тайван

Те-Джен Лай

3 Медицински институт, Медицински университет Чунг Шан, Тайчунг, Тайван.

5 Отдел по психиатрия, Медицинска болница Чунг Шан, Тайчунг, Тайван

Джин-Минг Хванг

6 Катедра по приложна химия, Колеж по здравни грижи и управление, Медицински университет Чунг Шан, Тайчунг, Тайван

Je-rYuh Liu

7 Завършил институт по биология на рака, Китайски медицински университет, Тайчунг, Тайван

8 Център за молекулярна медицина, Китайска медицинска университетска болница, Тайчунг, Тайван

Chih-Yang Huang

1 Завършил институт по основни медицински науки, Китайски медицински университет, Тайчунг, Тайван

9 Завършил Институт по китайска медицинска наука, Факултет по китайска медицина, Китайски медицински университет, Тайчунг, Тайван

10 Департамент по биотехнологии за здраве и хранене, Азиатски университет, Тайчунг, Тайван

Резюме

Цели: Хиперлипидемията е важен рисков фактор за развитието на атеросклероза и свързаните с нея заболявания, които са основен здравословен проблем в много развити и развиващи се страни, които могат да доведат до фатален край поради промените в начина на живот и хранителните навици в съвременната епоха.

Методи: В настоящото проучване Ocimum gratissimum воден екстракт (OGE) беше тестван за понижаващ ефект върху нивата на серумните липиди при мъжки хамстери на диета с високо съдържание на мазнини (12%) и с високо съдържание на холестерол (0.2%) (HFCD).

Резултати: Резултатите показват, че нивата на серумен липопротеин-холестерол с висока плътност (HDL-C), липопротеин-холестерол с ниска плътност (LDL-C), общ холестерол (TC) и триглицероли (TG) са повишени в групата на HFCD (113 ± 11, 259 ± 87, 629 ± 175 и 625 ± 262, съответно), в сравнение с контролната нормална диета (съответно 51 ± 8, 19 ± 5, 77 ± 16 и 101 ± 44). При едновременно лечение с различни дози (10 и 20 mg/kg) от OGE или розувастатин, плъховете показват възстановяване на нормалните серумни нива на LDL-C, TC и TG.

Заключение: Следователно ние предполагаме, че водният екстракт Ocimum gratissimum може да има потенциалната функция да понижава серумните липиди при плъхове.

Въведение

Хиперлипидемията е важен рисков фактор за развитието на атеросклероза и свързаните с нея заболявания, които са основен здравословен проблем в много развити и развиващи се страни, които могат да доведат до летален изход поради промените в начина на живот и хранителните навици в тази модерна епоха 1, 2. Досегашните изследвания на липидопонижаващата терапия за интервенция показват, че тази стратегия е ефективна за намаляване на риска от заболеваемост 3, 4, но цената на лекарствата за понижаване на липидите е висока и не всеки реагира на лечението.

Естествените полифеноли се прилагат за прости молекули (фенолни киселини) и силно полимеризирани съединения (танини), които допринасят за лечението на различни заболявания с дегенеративно естество, включително хиперлипидемия. В момента има няколко напълно документирани растителни липидопонижаващи полифеноли, включително тези от Ecklonia cava, Ichnocarpus frutescens, Morus alba, Hibiscus sabdariffa и червено грозде 5 - 9. Тъй като естествените съединения могат да се използват за профилактика на атеросклероза поради техния ефект върху намаляването на липидния профил в циркулиращата кръв и инхибирането на LDL-C окислението 10, 11, търсенето на повече форми на билкови лекарства е линия на изследване за целите на допринасяне за по-широкото разбиране на растителните съединения, както и за увеличаване на местните възможности за третиране за повече геолокации.

Материали и методи

Животни и грижи

48 мъжки златни сирийски хамстера, на възраст 4 седмици, с тегло между 75 и 80 g, бяха разделени на случаен принцип в шест експериментални групи. Те бяха настанени индивидуално в метални клетки в климатизирана стая (22 ± 2 ° C, 55 ± 5% влажност), при 12 часа светлина/12 часа тъмен цикъл със свободен достъп до храна и вода. Когато се борави с тях през 8-седмичния период на хранене, с всички използвани животни се работи в съответствие с насоките на Институтирания комитет за грижи и употреба на животните към Медицинския университет Чунг Шан (IACUC, CSMC) за грижа и използване на лабораторни животни.

Изготвяне на диета и добавка

Експерименталните хамстери са били хранени в продължение на 8 седмици на диета, съдържаща стандартна Purina Chow (Purina Mills, Inc.). Диетата с чау, считана за диета с ниско съдържание на мазнини и холестерол, съдържа 48,7% (тегл.) Въглехидрати, 23,9% (тегл.) Протеин, 5,0% (т/т) мазнини, 5,1% (т/т) фибри, и 7,0% пепел (Лабораторна диета за гризачи 5001, PMI Nutrition International/Purina Mills LLC, САЩ).

За да провокира хиперлипидемичен процес, основният Chow (нормална диета) се смила с 12% (w/w) кокосово масло (диета с високо съдържание на мазнини, HFD) и 0,2% (w/w) холестерол се добавя, за да се получи холестерол- обогатена диета (диета с високо съдържание на мазнини и холестерол, HFCD). Дневникната добавка на OGE в дози от 10 mg/kg или 20 mg/kg на ден и 1 mg/kg розувастатин (Crestor, AstraZeneca Inc., Тайпе, Тайван) на ден са третирани във всяка експериментална група. Тези Chow, съдържащи липиди, се пресоват, изсушават при 37 ° C и се съхраняват в суха среда.

Подготовка на OGE, както е посочено в предишен доклад 34. Листата от Ocimum gratissimum се събират, измиват се с дестилирана вода и след това се хомогенизират с дестилирана вода с помощта на политрон. Хомогенатът се инкубира при 95 ° С за 1 час (h) и след това се филтрува през два слоя марля. Филтратът се центрофугира за отстраняване на неразтворими пелети (20 000 g в продължение на 15 минути при 4 ° С) и супернатантата (OGE) се събира, лиофилизира и съхранява при -70 ° С до употреба. Съдържанието на полифенол в OGE се анализира, както е посочено в предишна статия 35 .

Експериментален дизайн и събиране на данни

Дозата на OGE, използвана в това проучване (10 mg/Kg или 20 mg/Kg), е избрана въз основа на няколко наши по-ранни проучвания 36, включително проучване на концентрация-отговор, което определя антиоксидантната активност на екстракта по отношение на процеса на липидна пероксидация и изследвания показа подходящата фармакологична доза in vivo.

Животните бяха разделени на шест групи по осем хамстера и хранени в продължение на 8 седмици, както следва: Стандартна група I Purina Chow (нормална диета, ND контролна група); Група II-хамстери, хранени с нормална диета, смесена с 12% кокосово масло (диета с високо съдържание на мазнини, HFD група); Група III-хамстери, хранени с нормална диета, смесена с 0,2% холестерол и 12% кокосово масло (диета с високо съдържание на мазнини/холестерол, HFCD група); Група IV - хамстери, хранени с HFCD плюс розувастатин 1 mg/Kg телесно тегло на ден (HFCD + R група); Група V-хамстери, хранени с HFCD плюс OGE 20 mg/kg телесно тегло на ден (група HFCD + O2); VI група хамстери, хранени с HFCD плюс OGE 10 mg/kg телесно тегло на ден (HFCD + O1 група).

Телесното тегло на всеки хамстер се определя седмично. Приемът на храна от всяка група се записва ежедневно и се изчислява средната стойност на всеки хамстер за една седмица. В края на 8 седмици животните бяха жертвани чрез обезглавяване. Взеха се кръвни проби и серумът се отделя и съхранява при -80 ° С до анализ.

Оценка на серумния липиден профил

Всички биохимични анализи са проведени в клиничните лаборатории на общата болница Kuang Tien, Тайчунг, Тайван. Биохимичните параметри бяха измерени на анализатор на клинични системи Beckman Coulter Synchron (LX20PRO Autoanalyzer, Beckman Coulter Inc. Тайпе, Тайван). За да се определи серумният липиден профил, общият холестерол (TC), общият триглицерид (TG), липопротеиновият холестерол с ниска плътност (LDL-C) и липопротеиновият холестерол с висока плътност (HDL-C) са измерени с автоанализатор Hitachi 7170 (Hitachi, Токио, Япония).

Статистически анализ

Всички стойности са изразени като средно ± S.D. Значимостта на разликите между средната стойност на лекуваната и нелекуваната група е изчислена чрез t-тест на несдвоен Student и Р-стойности по-малко от 0,05 се считат за значими.

Резултати

Наддаване на телесно тегло, консумация на храна и наблюдение на хамстери

Средното телесно тегло (g) и дневният прием на храна (g/хамстер) бяха увеличени чрез адекватно хранене по време на експерименталния период, както е показано на Фиг. Фиг. 1 1 и Фиг. Фиг. 2. 2. Всички хамстери от всяка група оцеляват през цялата продължителност на проучването. Но в контролната група на HFCD хамстерите бяха визуално по-летаргични на седем или осем седмици.

екстракт

Промяната в телесното тегло при хамстери, лекувани с високо съдържание на мазнини/холестерол и едновременно лекувани с различна доза OGE за осем седмици.

Промяната в приема на храна при хамстери, лекувани с високо съдържание на мазнини/холестерол и едновременно лекувани с различна доза OGE за осем седмици.

Нямаше разлика в средния прием на храна и телесно тегло сред експерименталните групи през 8-те седмици на експеримента (Фиг. (Фиг. 1 1 и 2).

Индукция на мастен черен дроб с диета с високо съдържание на мазнини

На 8 седмици чернодробното изображение показва, че всички HFCD групи имат значително намалено зачервяване в сравнение с чернодробните изображения на ND и HFD (Фиг. (Фиг. 3). 3). Последователно относителното тегло на черния дроб на всички HFCD групи също е значително по-високо (Таблица (Таблица 1). 1). Интересното е, че добавките OGE и розувастатин не оказват влияние върху зачервяването или теглото на черния дроб.

Образът на черния дроб при хамстери, лекувани с високо съдържание на мазнини/холестерол и едновременно третирани с различна доза OGE в края на осем седмици.

маса 1

Ефектът на OGE върху промяната на относителното тегло на черния дроб при хамстери, лекувани с диета с висок холестерол

Тегло, свързано с GroupTreatmentNoLerver
(%, чернодробно тегло/телесно тегло)
NDКонтрол82,756 ± 0,277
HFCDХолестерол + високо съдържание на мазнини (CF)84.042 ± 0.521 *
HFDВисоко съдържание на мазнини83.325 ± 0.265 *, #
HFCD + RCF + Rosurastation 1 mg/kg83,974 ± 0,337 *
HFCD + O2CF + OGE 20 mg/kg83.904 ± 0.190 *
HFCD + O1CF + OGE 10 mg/kg84,014 ± 0,282 *

* p #, p Таблица2. 2. В сравнение с ND групата, HFCD причинява значително увеличение на плазмените концентрации на TC и TG, съответно с 816% и 618%, и HDL-C и LDL-C се увеличават съответно с над 2,2 и 13,6 пъти. Няма разлика между нивото на HDL-C в групите HFD и HFCD, докато LDL-C все още е далеч по-висок в HFCD в сравнение с HFD хамстерите. Нещо повече, HFCD причинява значително увеличение на плазмените концентрации на TC и TG с 408% и 353% в сравнение с HFD групата

Таблица 2

Ефектът на OGE върху промяната на серумните липиди при диета с висок холестерол, лекувана с хамстер

Лечение noHDL-CLDL-CTCTG
ND851 ± 819 ± 577 ± 16101 ± 44
HFCD8113 ± 11 *259 ± 87 *629 ± 175 *625 ± 262 #
HFD898 ± 14 *28 ± 13 # 154 ± 26 # 177 ± 64 *
HFCD + R8102 ± 23 *142 ± 69 *, # 370 ± 152 *, # 310 ± 230 *, #
HFCD + O28103 ± 14 *138 ± 40 *, # 352 ± 86 *, # 213 ± 114 *, #
HFCD + O18116 ± 14 *107 ± 48 # 317 ± 70 *, # 158 ± 54 *

При защитни тестове при хамстери (период от 8 седмици на приложение), максимална дневна доза от OGE 20 mg на kg телесно тегло е приложена перорално на хамстери (W.S.). Данните са изразени като средно ± SD. n = 8. # P (Таблица2). 2). Розувастатин, инхибитор на HMG-CoA редуктазата, беше използван като референтно лекарство (1 mg/kg телесно тегло) за сравнение с OGE. Хиполипидемичният ефект на розувастатин в плазмата е ефективен при нива на TC и TG, които са намалени с 41,2% и 50,4% (Таблица (Таблица 1). 1). Няма значителна разлика в нивото на HDL-C при всички HFCD групи, но LDL-C в HFCD + O1 и HFCD + O2 групите е намален съответно с 58,7% и 46,7% в сравнение с HFCD групата (Таблица (Таблица 2), 2), а намалението, индуцирано от розувастатин, е 45,1%.

Дискусия

Животински модели като мишка, плъх, златен хамстер, морско свинче, заек, гълъб и пъдпъдъци често се използват за изследване на хиперлипидемия. Хамстерът е може би най-добрият модел за тях не само защото техният липиден метаболизъм е подобен на този при хора 38, 39, но също така, че за изследвания на хиперхолестеролемия съдържанието на хиперлипидемия може да бъде по-лесно да се поддържа чрез индукция на високо съдържание на мазнини с висок холестерол 40 - 43 .

Това проучване е направено за оценка на OGE за способността му да намалява холестерола и триглицеридите в плазмата при хамстери, лекувани с диети с високо съдържание на мазнини и висок холестерол. Таблица Таблица2 2 показва, че плазмените нива на LDL-C, TC и TG при хамстери, които се хранят с диета с високо съдържание на мазнини и висок холестерол, са значително увеличени. При едновременно лечение с OGE едновременно, плазмените нива на холестерола се възстановяват, подобно на резултата от лекарството против холестерол розувастатин. Поради това предлагаме съображението, че OGE може да има понижаващ липидния ефект в кръвта.

OGE има голям брой прости фенолни съединения и флавоноиди, полифенолни съединения, които представляват 11,1%, включително 0,03% катахин, 0,27% кофеинова киселина, 0,37% епикатехин и 3,27% рутин 44. Предишни проучвания показват, че катехините могат да намалят общия холестерол и LDL, но не и значително въздействие на липопротеиновия холестерол с висока плътност 45; кофеиновата киселина може да инхибира синтазата на мастните киселини, 3-хидрокси-3-метилглутарил КоА редуктазата и ацил-КоА: холестерол ацилтрансферазна активност, докато повишават бета-окислителната активност на мастните киселини и активираните от пероксизома пролифератор алфа експресия в черния дроб в сравнение с високата -мастна група 46; епикатехинът може да е противостареещо съединение, както се вижда от подобрената db/db преживяемост на мишките и благоприятните промени в различни биомаркери, свързани с възрастта, включително развитието на затлъстяване и хипергликемия 47, а рутинът насърчава екскрецията на фекални стерини, като по този начин намалява абсорбцията на диетичен холестерол и понижаване на плазмените нива на триглицеридите при индуцирана от диетата хиперхолестеролемия 48. По този начин, в съответствие с тези характеристики и в сравнение с резултатите от ефектите на розувастатин, ние предполагаме, че понижаващата OGE хиперхолестеролемия може да бъде медиирана по множество причини.

Заключение

Настоящото проучване демонстрира, че OGE, извлечен от Ocimum gratissimum, може да облекчи хиперхолестеролемията и хипертриглицеридемията, предизвикани от приема на храни с високо съдържание на мазнини и високо съдържание на холестерол. OGE намалява нивата на TG, общия холестерол и LDL-C и подобрява нивата на HDL-C. Въпреки че метаболитните механизми не са идентични между четирите флавоноида, фармакологичните ефекти на OGE трябва да бъдат допълнително проучени при хората. Тези открития могат да допринесат за лечението на заболявания, свързани със затлъстяването и хиперлипидемията при хората.

Благодарности

Тази работа беше подкрепена с безвъзмездни средства от Министерството на науката и технологиите, Република Китай (MOST 104-2320-B-039-032), както и отчасти от Тайванското министерство на здравеопазването и благосъстоянието, Център за клинични изпитвания и изследователски център за върхови постижения ( MOHW105-TDU-B-212-133019).