Брусниця (Vaccinium vitis-idaea L
1 Лабораторія природних продуктів здоров'я та метаболічних захворювань, кафедра фармакології, Монреальський університет, станція Центр-Віль, П.О. Box 6128, Монреаль, QC, Канада
2 Лабораторія фітохімії, лікарських рослин та етнофармакології, Департамент біології, Університет Оттави, Оттава, Онтаріо, Канада
3 дослідницькі групи канадських Інститутів охорони здоров’я з антидіабетних препаратів аборигенів та Центр досліджень діабету в Монреалі, Канада
4 Кафедра фармакогнозії, Університет Бені-Суеф, Бені-Суеф 62511, Єгипет
Анотація
1. Вступ
Ожиріння є складним і багатогранним розладом. Враховуючи сучасний рівень глобальної епідемії та міцний зв’язок із небезпечними для життя хворобами, такими як діабет, серцево-судинні та ракові захворювання, потреба у профілактиці або лікуванні ожиріння та його ускладнень стає більш актуальною.
Інсулінорезистентність зазвичай передує розвитку діабету 2 типу і частіше зустрічається у людей із ожирінням. У скелетних м’язах інсулін сприяє засвоєнню глюкози шляхом активації шляху фосфатидилінозитол-3-кінази (PI3-K)/Akt та індукування транслокації транспортера глюкози GLUT4 з внутрішньоклітинних везикул до плазматичної мембрани [1]. Альтернативним шляхом стимулювання поглинання глюкози є шлях АМФ-активованої протеїнкінази (АМФК). AMPK стимулює транслокацію GLUT4 до плазматичної мембрани за допомогою механізму, відмінного від шляху PI3-K, стимульованого інсуліном [2]. Слід зазначити, що AMPK посилює експресію GLUT4, можливо, шляхом прямого фосфорилювання транскрипційного коактиватора PPARγ коактиватор-1α (PGC-1α). З іншого боку, активація АМФК зменшує накопичення ліпідів у внутрішньоміоцитах і підвищує чутливість м’язів до інсуліну за рахунок фосфорилювання та інгібування ацетил-КоА карбоксилази (АСС) [3, 4].
У печінці AMPK зменшує вироблення печінкової глюкози, головним чином, пригнічуючи експресію глюконеогенних генів, таких як фосфоенолпіруваткарбоксилаза (PEPCK) та глюкоза 6-фосфат (G-6-Pase). Більше того, активація AMPK стимулює окислення жирних кислот і пригнічує експресію генів, що кодують ліпогенні ферменти (синтазу жирних кислот та АСС) [5].
SIRT1 - ще один важливий фактор енергетичного гомеостазу ссавців. Це нікотинамід-аденин-динуклеотид- (NAD + -) залежна деацетилаза та член сімейства сіртуїнів ссавців. SIRT1 контролює різноманітні клітинні процеси, такі як апоптоз, клітинний цикл та метаболізм шляхом деацетилювання цільових білків, включаючи p53, NFkB та PGC-1.α. Він активується завдяки голодуванню та обмеженню калорій, а також багатьом дрібним молекулам, таким як рослинні феноли кверцетин, піцеатанол та ресвератрол. Повідомлялося, що активація SIRT1 покращує гомеостаз глюкози, підвищує чутливість до інсуліну та покращує функції мітохондрій у скелетних м’язах моделей гризунів діабету 2 типу [6]. І навпаки, активація SIRT1 у печінці збільшує глюконеогенні гени та пригнічує гліколіз, що припускає, що SIRT1 індукує орган-специфічні метаболічні відповіді. Подібно до скелетних м’язів, активація SIRT в печінці сприяє окисленню жирних кислот та запобігає індукованому дієтою стеатозу печінки та резистентності до інсуліну [7].
Нарешті, рецептор активованого проліфератором пероксисоми-α (PPAR-α) належить до надродини ядерних рецепторів PPAR і сильно експресується в тканинах з активним жировим обміном, таких як печінка, серце та скелетні м’язи. PPAR-α індукує експресію генів, що контролюють β-окислення жирних кислот.
Цукровий діабет 2 типу досягнув безпрецедентних масштабів серед населення аборигенів у всьому світі. У Канаді за останні кілька десятиліть показники зросли в геометричній прогресії вище середнього по країні і, як очікується, будуть продовжувати зростати. Наприклад, поширеність діабету серед народів Кри Ію Ішті (ЦЕІ), що населяють східну частину затоки Джеймс-Бей на півночі Квебеку, за той самий проміжок часу потроїлася серед дорослих людей старше 20 років [8]. Для вирішення цієї серйозної проблеми охорони здоров’я, з якою стикаються канадські Перші Нації, зокрема ЦЕІ, наша дослідницька група мала на меті визначити культурно значущі методи лікування діабету в рамках їх традиційної фармакопеї.
Брусниця (V. vitis-idaea) належить до сімейства рослини Ericaceae і тісно пов’язана з чорницею висококущовою (Vaccinium corymbosum L.) та журавлиною (V. macrocarpum Л.) [9]. Ягоди їстівні і використовуються в Північній Європі для виготовлення варення, соусів та інших продуктів [10]. Вони також традиційно використовуються як їжа корінними народами Канади, де їх їдять сирими, тушкованими та подають до риби чи м’яса або змішують з вареними рибними яйцями, печінкою та жиром [11, 12]. Крі використовує ягоди як народну медицину для лікування частого сечовипускання та інших симптомів діабету [13, 14].
У попередньому дослідженні ми повідомляли, що етанольний екстракт ягід V. vitis-idaea виявив цікаві властивості посилення поглинання глюкози в культивованих клітинах скелетних м’язів C2C12 завдяки активації AMPK [15]. У цій роботі ми оцінили ефект V. vitis-idaea екстракт на мишачій моделі ожиріння, спричиненого дієтою (DIO), що точно імітує метаболічний синдром людини та ранній діабет 2 типу, пов’язаний із нездоровим способом життя. Найбільш вивченою експериментальною моделлю DIO є штам миші C57Bl/6J. Цей штам стає ожирінням, резистентним до інсуліну та гіперглікемічним при харчуванні з високим вмістом жиру [16]. Крім системних параметрів гомеостазу глюкози та ліпідів, ми також звернули увагу на основні тканинні компоненти інсулінозалежних та незалежних шляхів, описані раніше.
2. Матеріали та методи
2.1. Рослинні матеріали
Ягоди V. vitis-idaea були зібрані в районі Східної Джеймс-Бей, штат Каліфорнія, Канада, згідно традиційних процедур (сезон, час доби, місцезнаходження та подарунок подарунків) за вказівкою старійшин Кри. Їх тримали в сухому холодному місці до використання. Ботанічну ідентичність підтвердив д-р Ален Кур'є (Інститут досліджень біології вегетації, Університет Монреаля), а зразки ваучерів були здані в Гербарій ботанічного саду Монреаля (номер ваучера Whap04-21). 80% -ний етанольний екстракт готували, як описано раніше [17], дотримуючись стандартних операційних процедур лабораторії професора Арнасона.
2.2. Тварини і В природних умовах Експериментальні протоколи
Чотиритижневі самці мишей C57BL/6 були придбані у Charles River (St-Constant, QC). Після аклімації мишей випадковим чином розділили на п'ять груп (