Вплив глікозидів вагітних на споживання їжі залежить від стимуляції шляху меланокортину та
Славко Комарницький
† Інститут рослин для здоров'я людини, Науково-дослідний містечко Північної Кароліни, Університет штату Північна Кароліна, 600 Laureate Way, Каннаполіс, Північна Кароліна 28081, США
‡ Департамент харчових продуктів, біообробки та харчових наук, Університет штату Північна Кароліна, 400 Ден Аллен Драйв, Ролі, Північна Кароліна 27695, США
§ Біотехнологічний центр, SEBS, Університет Рутгерса, 59 Dudley Rd, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі 08901, США
|| Інститут клітинної біології та генної інженерії, вул. Заболотного, 148, Київ 03680, Україна
Дебора Еспозіто
† Інститут рослин для здоров'я людини, Дослідницький містечко Північної Кароліни, Університет штату Північна Кароліна, 600 Laureate Way, Каннаполіс, Північна Кароліна 28081, США
§ Біотехнологічний центр, SEBS, Університет Рутгерса, 59 Dudley Rd, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі 08901, США
Тірумуруганська ратінасабапатія
§ Біотехнологічний центр, SEBS, Університет Рутгерса, 59 Dudley Rd, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі 08901, США
Олександр Пулєв
§ Біотехнологічний центр, SEBS, Університет Рутгерса, 59 Dudley Rd, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі 08901, США
Ілля Раскін
§ Біотехнологічний центр, SEBS, Університет Рутгерса, 59 Dudley Rd, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі 08901, США
Кафедра фармацевтичної хімії, Фармацевтична школа, Міжнародний медичний університет, No 126, Jalan Jalil Perkasa 19, Kukit Jalil, 57000 Куала-Лумпур, Малайзія.
Анотація
Гликозиди вагітних, здається, модулюють споживання їжі, можливо впливаючи на схеми живлення гіпоталамуса; однак механізми регулювання апетиту ефекту глікозидів прегнану залишаються неясними. Тут ми показуємо, що збагачені прегнаном глікозиди екстракти болотних молочаїв Asclepias incarnata при 25–100 мг/кг щоденно послаблюють споживання їжі (до 47,1 ± 8,5% менше, ніж у контрольних груп) і збільшення маси тіла у щурів (10% для самців та 9 % для жінок відповідно) шляхом активації передачі сигналу про меланокортин та гальмування спорожнення шлунка. Основний глікозид прегнанових молочаїв, ікемагенін, здійснював свій регулюючий апетит ефект, знижуючи рівень білка, пов'язаного з готі (в 0,6 рази), але не пептидів ситості NPY. Лікування ікемагеніном також посилювало секрецію нейротропного фактора, отриманого з мозку (BDNF), за рецепторами меланокортину в гіпоталамусі (в 1,4 рази) та в культурі клітин гліоми щурів C6 in vitro (до 6 разів). Ці результати підтверджують мультимодальний вплив глікозидів прегнану на регуляцію харчування, що залежить від активності сигнального шляху меланокортину та BDNF.
ВСТУП
Молочаї - рясне джерело глікозидів прегнану. 8 Повільно зростаючі сукуленти молочаю Hoodia gordonii та Caralluma fimbriata використовуються в традиційній медицині як природні засоби, що пригнічують апетит. 9,10 P57AS3 прегнановий глікозид - це єдина активна складова, повідомляється від Hoodia, яка діє як пригнічувач апетиту11, можливо, збільшуючи вміст АТФ у нейронах гіпоталамусу. 12 В одному подвійному сліпому, плацебо-контрольованому дослідженні, в якому 50 здорових добровольців отримували 1 г екстракту Караллума на день протягом 60 днів, обхват талії та голод продемонстрували значне зниження в експериментальній групі порівняно з плацебо через 2 місяці лікування . 10 Обмежений природний ареал та повільний ріст цих соковитих рослин значно обмежили їх доступність для досліджень та терапевтичного застосування.
Види молочаю Асклепії пристосовані до широкого кола середовищ майже у всіх штатах США і відомі бурхливим зростанням, що дозволяє їх успішно заснувати як альтернативну культуру для виробництва клітковини, латексу, ниткової нитки та олій. 13 Молоді пагони, стебла, квіткові бруньки, недозрілі плоди та коріння болотного молочаю (Asclepias incarnata L.) варили і їли як овоч різні корінні групи східної та середньої Західної Америки. 14 У зв’язку з дослідженням фітохімічних складових болотних молочаїв Варашина виділив природну бібліотеку глікозидів прегнану, аналогічну тим, що містяться у Худії. 15,16 Така різноманітність забезпечує унікальне і рясне джерело глікозидів прегнану для дослідження їх фізіологічних та фармакологічних ефектів.
Щоб розглянути потенціал глікозидів прегнану для зменшення споживання їжі та виявлення їх клітинних та молекулярних цілей, це дослідження оцінило здатність пригнічувати апетит екстракту збагаченого прегнаном глікозиду з болотних коренів молочаю (інкарнатин) та його основного складу прегнанового глікозиду, 12β- циннамоїл-3,8,12,14β-тетрагідроксипрегн-5-ен-20-он глікозид (ікемагенін).
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Хімікати
Розчинники, використані в цьому дослідженні, були високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ); всі інші хімічні речовини були аналітичного класу та купувались у Sigma-Aldrich (Сент-Луїс, Міссурі), якщо не зазначено інше.
Джерело рослини, вилучення та ідентифікація сполук
Рослини A. incarnata (болотний молочай) вирощували з насіння гідропонічно протягом 4 місяців та збирали. Висушений ліофілізований порошок кореня (100 г) знежирювали гексаном (3 × 100 мл) на шейкері при кімнатній температурі протягом 8 годин. Органічні шари викидали, а гранули звільняли від залишків розчинника у витяжній шафі на ніч. Потім залишковий знежирений матеріал екстрагували метанолом (2 × 150 мл) на шейкері протягом 8 годин при кімнатній температурі. Потім супернатант випаровували при зниженому тиску і ліофілізували, отримуючи сирий екстракт кореня молочаю, позначений як інкарнатин (8 г). Інкарнатин містив 30% (мас.: Мас.) Загальних глікозидів прегнану, як оцінювали за допомогою колориметричного аналізу на основі ксантидролу 17, і відсутність серцевих глікозидів, що підтверджено негативною реакцією Кедде. 18 Хроматографічне розділення інкарнатину на три підфракційні пули високої (A), середньої (B) та низької (C) полярності проводили на підготовчій шкалі ВЕРХ із використанням колони зворотної фази Phenomenex Luna C-8, розмір 150 мм × 2 мм, частинка розміром 3 мкм, оснащений попередньою колонкою Phenomenex SecurityGuard. Рухлива фаза складалася з двох компонентів - розчинника А (0,5% оцтової кислоти в деіонізованій воді, рН 3–3,5) та розчинника В (100% ацетонітрилу) і працювала в градієнтному режимі.
Годування натщесерце
Три групи щурів (n = 6), що голодували протягом 24 годин, отримували одну дозу контрольного розчину per os (10% ДМСО в кукурудзяній олії) або 50 та 100 мг/кг інкарнатину, суспендованого в загальному обсязі 2 мл контрольного розчину при початок циклу годівлі (вимкнене світло, 1400 год), після чого тварини отримували їжу та воду за бажанням. Споживання їжі вимірювали через 3, 6 та 24 год після обробки сонометра та коригували на розсип (день 1). Шлунки та вміст шлунку збирали та реєстрували через 3 години після проведення дачі відповідною дозою екстракту інкарнатину на 2 день експерименту.
Спорожнення шлунка та кишковий транзит
Три групи щурів (n = 6), що голодували протягом 4 год, отримували разову дозу контрольного розчину (10% ДМСО в кукурудзяній олії) або 50 та 100 мг/кг інкарнатину, суспендованого в загальному обсязі 2 мл контрольного розчину при початок циклу годування (світиться, 1400 год). Спорожнення шлунка визначали модифікацією методу фенолового червоного. 19 Після 30-хвилинного впливу інкарнатину внутрішньошлунково вводили розчин 20% пептону, що містив 0,05% фенолового червоного як маркер (1 мл/щур). Шістдесят хвилин пізніше тварин приносили в жертву, черевну порожнину розкривали, шлунково-стравохідний зв’язок і пілор затискали, шлунок виймали, зважували і поміщали в 14 мл 0,1 N NaOH і гомогенізували. Суспензії давали відстоятися протягом 1 години при кімнатній температурі, а потім 5 мл супернатанту додавали до 0,5 мл 20% трихлороцтової кислоти (мас./Об.) І центрифугували при 3000 об/хв протягом 20 хв. Надосадову рідину змішували з 4 мл 0,5 N NaOH, і кількість фенолового червоного у зразку визначали за поглинанням при 560 нм на мікропланшеті Synergy HT (Biotek, Winooski, VT). Одночасно тонкий кишечник був затиснутий на обох кінцях і повністю витягнутий, і зафіксовано відстань від пілоруса до геометричного центру мігруючого барвника.