Лікування геністеїном покращує стійкість до переломів у мишей із діабетом, що страждають ожирінням, ендокринними розладами BMC
Анотація
Передумови
Ожирілі, діабетики другого типу мають підвищений ризик перелому кісток кінцівок у порівнянні із загальною популяцією. Показано, що фітоестрогени, такі як соєвий ізофлавон-геністеїн, захищають від втрати кісткової маси. У цьому дослідженні ми протестували ефекти лікування геністеїном на стегнах об/об мишей, модель для ожиріння та цукрового діабету другого типу.
Методи
Двадцять шість тижневих самок мишей були розділені на групи з ожирінням (ob/ob), групи, які отримували ожиріння геністеїном, нежирний (ob/+) контроль, і групи, які отримували нежирний геністеїн ( = По 5). Лікування геністеїном складалося з дієти 600 мг геністеїну на кг. Контрольним мишам давали стандартну чау гризунів. Наприкінці чотиритижневого періоду лікування серед груп порівнювали гістоморфометричні та триточкові властивості згинання кісток.
Результати
Повні миші мали більші площі кісток (B.Ar .; 0,05) проксимального епіфізу стегнової кістки порівняно з худими мишами. Лікування геністеїном зменшило Tt.Ar. і довжина стегнової кістки, а також збільшена гранична сила, необхідна для перелому стегнової кістки і максимальної деформації до руйнування (
Передумови
Цукровий діабет є широко розповсюдженим захворюванням, яким страждає приблизно 8,5% населення Сполучених Штатів. Він часто має різноманітні ускладнення, включаючи гіпертонію, дисліпідемію, інфаркт міокарда, інсульт та ниркову недостатність [1]. Ожиріння є фактором ризику розвитку цукрового діабету 2 типу (T2DM), що пов’язано з підвищеним ризиком переломів кісток кінцівок, які заживають довше і частіше призводять до інфекції та ускладнень [2–4]. Недавні дані свідчать про те, що T2DM знижує стійкість до згинальних навантажень через неефективний перерозподіл кісткової маси [5].
Лептин - гормон, який виділяється білою жировою тканиною, щоб допомогти регулювати ожиріння, викликаючи втрату ваги та гомеостаз кісток. Хоча одне лише ожиріння не пов'язане зі зменшенням кісткової маси [6], люди з ожирінням з T2DM часто виявляють стійкість до лептину, що, ймовірно, відіграє певну роль у збільшенні частоти переломів [7–10]. Миша ob/ob має дефіцит лептину через спонтанну мутацію гена ob. Ця модель ожиріння є близьким аналогом стану людини, що призводить до гіперфагії, ожиріння та діабетоподібного фенотипу, включаючи інсулінорезистентність, гіперглікемію та зменшення маси кісткової тканини кінцівок. Як модель на тваринах, миша ob/ob зазвичай використовується для вивчення фенотипу T2DM та резистентності до лептину, характерних для ожиріння та T2DM, особливо коли це пов'язано з метаболічним синдромом [11–15]. Хоча метаболічний синдром сам по собі не асоціюється з підвищеним ризиком переломів, він виявляється разом із T2DM [13, 16, 17].
Метою цього дослідження було оцінити ефекти лікування геністеїном на структуру кістки стегнової кістки та стійкість до переломів у жіночих мишей. Геністеїн - це фітоестроген, що міститься в сої та продуктах на основі сої. Він за своєю структурою схожий на естроген і може з великою спорідненістю зв’язуватися з рецепторами естрогену [18, 19]. Фітоестрогени, такі як геністеїн, можуть запобігати зменшенню втрати кісткової тканини подібним чином до замісної естрогенної терапії у жінок в постменопаузі, проте його повний ефект на моделі ожирілої діабетичної миші невідомий [19–24].
Методи
Експериментальний дизайн
В експерименті було використано двадцять самок мишей, що страждають ожирінням, об’ємних та об’ємних мишей (B6.V-Lep/J, лабораторія Джексона; Bar Harbor, ME, США) у віці шести тижнів. Мишей утримували в приміщенні для тварин з 12-годинним циклом світло/темрява і температурою 22 ° C. Мишам давали їжу та воду за бажанням. Ці дослідження на тваринах були схвалені Інституційним комітетом з догляду та використання тварин в Університеті Середнього Заходу та ретельно дотримувались Керівництва Національного інституту охорони здоров’я щодо догляду та використання лабораторних тварин.
На початку експерименту мишей розділили на чотири групи однакового розміру ( = 5), (1) нежирних мишей, які годували стандартним раціоном, (2) нежирних мишей, які годували дієтою геністеїну, (3) мишей, що страждали ожирінням, годували стандартною дієтою, та (4) мишей, що страждали ожирінням, годували дієтою геністеїну. Дієта геністеїну була розроблена компанією Dyets Inc. (Віфлеєм, Пенсільванія, США) і включала дієту 600 мг геністеїну/кг, введену протягом досліджуваного періоду 4 тижні. Ця дієта зазвичай використовується для вивчення впливу фітоестрогенів на стан T2DM на моделях мишей, порівнянна з дієтами на соєвій основі людини, і було показано, що вона має значні фізіологічні ефекти протягом чотирьох тижнів лікування [22, 25–28].
Гістоморфометрія стегнової кістки
Після жертвоприношення у кожної миші видаляли задні кінцівки. Праву та ліву стегнову кістку збирали та розтинали чистими м’якими тканинами. По одній стегновій кістці від кожної миші відводили для тестування на три точки згинання. Інша стегнова кістка була використана для проведення гістоморфометричного аналізу проксимального епіфізу та діафізу. Ці стегнові кістки зневоднювали в 70 і 85% спирті з двома змінами тривалістю 24 години в кожній концентрації, очищали за допомогою Histoclear (National Diagnostics, Атланта, штат Джорджія, США) у двох 24-годинних промиваннях, інфільтрували смолою Osteo-Bed A і каталізували Osteo- Полімерна смола A (100 мл смоли остео-шару A, 1,40 г пероксиду бензоїлу) з двома змінами тривалістю 24 години, а потім вбудована в смолу (100 мл смоли Osteo-Bed A, 3,50 г перекису бензоїлу; Polysciences Inc., Warrington, PA, США). Шість мл розчину для вбудовування додавали у флакони, що містять стегнові кістки, які закупорювали та поміщали у бісерну ванну при 33,5 ° C на 48 год для полімеризації. Положення та орієнтація стегнових кісток у флаконах була стандартизована, щоб забезпечити послідовну орієнтацію під час секціонування.