Гіпохолестеринемічний ефект β-каріофілену у щурів, що харчуються збагаченою холестерином та жирами
Амані А. Гарб
1 Відділ біологічних наук, факультет наук, Університет Йорданії, Амман 11942, Йорданія
Ясер К. Бустанджі
2 Фармацевтичний факультет Йорданського університету, Амман 11942, Йорданія
Штайви С. Абдалла
1 Відділ біологічних наук, факультет наук, Університет Йорданії, Амман 11942, Йорданія
Анотація
Вступ
Відомо, що гіперліпідемія, особливо гіперхолестеринемія, є головним фактором розвитку серцево-судинних захворювань, жирових захворювань печінки та канцерогенезу, що призводить до проблем зі здоров'ям та смерті у всьому світі. (1) Встановлено, що дієта, що містить велику кількість жиру, пов’язана з підвищеним ризиком ожиріння та гіперліпідемії у людей та гризунів, оскільки вона підвищує рівень холестерину та тригліцеридів (ТГ) у плазмі та тканинах. (2)
В даний час доступні фармакологічні препарати для ефективного лікування гіперліпідемії, але вони мають безліч побічних ефектів, що спонукало дослідників шукати природні альтернативи. (3) Наприклад, природні антиоксидантні сполуки виявилися корисними для зменшення ступеня гіперхолестеринемії, оскільки вони коригують дисбаланс між вільними радикалами (прооксидантами), що виникають внаслідок підвищення рівня холестерину, та антивільними радикалами (антиоксидантами). (4,5)
Дієтичний сесквітерпен β-каріофілен (BCP) - це летюча сполука, яка є основним компонентом ефірних олій багатьох харчових та пряних рослин, зокрема чорного перцю (Piper nigrum), (6) материнки (Oreganum vulgare), (7) кориці (Cinnamon spp.), (8) гвоздика (Eugenia caryophyllata), (9) чебрець (Salvia spp.), (10) розмарин (Rosmarinus officinalis), (11) та хміль (Humulus lupulus) та, мабуть, багато інших видів. (12) Наприклад, було встановлено, що BCP утворює до 35% ефірної олії рослини конопель Cannabis sativa. (13) На додаток до використання в якості харчової добавки та в косметиці, BCP має помітну антиоксидантну та протизапальну дію та застосовувався при захворюваннях, пов'язаних із запаленням та окислювальним стресом. (14) Гертш та співавт. (15) показали, що BCP селективно зв'язується з тетрагідроканабінольним сайтом (сайтом зв'язування CP55940) рецептора канабіноїду-2 (CB2), що призводить до клітинної активації та протизапальних ефектів. Рецептори CB2 опосередковують багато фізіологічних та патологічних ефектів, включаючи запалення, утворення набряків, знеболюючі ефекти, реперфузійну травму ішемії, атеросклероз та остеопороз. (15)
BCP був схвалений кількома органами, що контролюють харчові продукти та смаки, для використання в якості харчової добавки і класифікувався як “загальновизнана як безпечна” сполука. (11) Ця сполука створила інтерес для багатьох дослідників як провід у розробці ліків, (21) отже, ця робота була проведена для перевірки гіпотези про те, що BCP має гіполіпідемічний ефект у щурів Wistar, які харчуються дієтою з високим вмістом холестерину та жирів.
Матеріали і методи
Хімікати
Холестерин (чистота 94%, Sigma-Aldrich, Японія), холева кислота (чистота> 98%, Sigma-Aldrich, Нова Зеландія) та BCP (чистота> 98,5%, Sigma-Aldrich, Румунія) закуповувались із зазначених джерел. Аторвастатин кальцій був люб’язно наданий компанією SANA Pharmaceuticals, Амман, Йорданія. Ферментативні набори для кількісного аналізу загального холестерину (TC), TG, HDL, аспартатамінотрансферази (AST), аланінамінотрансферази (ALT), лужної фосфатази (ALP) та лактатдегідрогенази (LDH) були придбані у Biosystem, Барселона, Іспанія. Набори для комерційного аналізу, що використовуються для визначення активності ферменту каталази (CAT) (комплект для аналізу каталази Каймана, артикул № 707002) та ферменту супероксиддисмутази (SOD) (комплект для аналізу супероксиддисмутази Каймана, артикул № 706002), придбані у Cayman Chemical Company (Енн Арбор, Мічиган).
Підготовка дієти з високим вмістом холестерину та жиру (HCFD)
HCFD - це стандартна щуряча чау з додаванням 1% холевої кислоти, 2% чистого порошку холестерину, 20% жиру (тваринне джерело) та 2% кукурудзяної олії. Компоненти додавали поступово до меленого звичайного раціону, повністю перемішували до однорідності, формували в тісто з додаванням дистильованої води (1000 мл), згортали за допомогою простих інструментів, розрізали на невеликі гранули і давали висохнути при кімнатній температурі протягом 2 -3 дні. Дієта готувалася щотижня і зберігалася при 4 ° C до використання для зменшення окислення. HCFD складався з: вуглеводів 43,57%, сирого білка 12,38%, сирої клітковини 4,73%, сирого жиру 3,17%, холестерину 2%, холевої кислоти 1%, тваринного жиру 20%, кукурудзяної олії 2%, загальної золи 4,3% та вологи 6,85%, тоді як звичайна дієта містила 58,1% вуглеводів, 16,51% сирих білків, 0% тваринного жиру, кукурудзяної олії, холестерину та холевої кислоти, причому інші компоненти суттєво не змінились. Обидва типи раціону були проаналізовані в лабораторному аналізі кормів, відділ тваринництва сільськогосподарського факультету Йорданського університету, Амман.
Тварини та експериментальний дизайн
Тварин розміщували, годували та обробляли згідно з етичними рекомендаціями Університету Йорданії щодо захисту тварин та схвалення експериментів. Дорослих самців щурів Wistar (n = 48), вагою 150–180 г, протягом тижня витримували в лабораторних умовах для аклімації, а потім випадковим чином розподіляли на шість груп (по 8 тварин у кожній) наступним чином:
Група 1 (нормальний контроль), щурів годували нормальним раціоном протягом 6 тижнів. Протягом останніх 4 тижнів дослідження давали носій (кукурудзяну олію). В решті 5 групах гіперхолестеринемія індукувалась годуванням щурів HCFD протягом 2 тижнів. Щури, у яких рівень загального холестерину перевищував 200 мг/дл, розглядалися як гіперхолестеринемічні і були випадковим чином розділені на 5 груп (групи 2–6): (29)
Група 2 (негативний контроль), оброблена носієм (кукурудзяна олія).
Група 3 (позитивний контроль), які отримували референтний гіпохолестеринемічний препарат аторвастатин у дозі 20 мг/кг мас.
Група 4, які отримували БЦП у дозі 30 мг/кг маси тіла. (BCP 30).
Група 5, які отримували БЦП у дозі 100 мг/кг маси тіла. (BCP 100).
Група 6, які отримували БЦП у дозі 300 мг/кг маси тіла. (BCP 300).
Всі процедури проводили один раз на день в обсязі 0,5 мл/тварину шляхом перорального втручання згідно з протоколом, показаним на рис. 1. Дози BCP були підібрані на основі LD50 та раніше опублікованих досліджень, які показали, що пероральний LD50 BCP для щурів становить> 5000 мг/кг. (30–32)
Дизайн дослідження: За винятком групи 1, усі групи піддавались дієті з високим вмістом холестерину та жиру (HCFD) протягом 6 тижнів.
Забір крові
Кров відбирали з ретрорбітального сплетення ока на 0, 2, 3, 4, 5 і 6 тижні. Тварин голодували протягом ночі і злегка знеболювали діетиловим ефіром. Два мл крові відібрали, перенесли у стерильні вакуанти з гелем, давали згорнутися при кімнатній температурі протягом 1 год, центрифугували протягом 10 хв при 3000 об/хв. Сироватку відокремлювали і зберігали в пробірках Еппендорфа при -20 ° C для біохімічного аналізу. В кінці експерименту щурів голодували протягом ночі, зважували та жертвували передозуванням діетилового ефіру. Збирали більше крові (4 мл) через обидва ока, і отримували і зберігали сироватку, як зазначено вище. Видалили печінку, зважили і вирізали невелику частину правої частки, зафіксувавши в 10% -ному сольовому розчині формаліну для гістологічного дослідження.