Efectul hipocolesterolemiant al β-cariofilenei la șobolanii hrăniți cu colesterol și dieta bogată în grăsimi
Amani A. Harb
1 Departamentul de Științe Biologice, Facultatea de Științe, Universitatea din Iordania, Amman 11942, Iordania
Yasser K. Bustanji
2 Facultatea de Farmacie, Universitatea din Iordania, Amman 11942, Iordania
Shtaywy S. Abdalla
1 Departamentul de Științe Biologice, Facultatea de Științe, Universitatea din Iordania, Amman 11942, Iordania
Abstract
Introducere
Hiperlipidemia, în special hipercolesterolemia, este cunoscută ca fiind un factor major în dezvoltarea bolilor cardiovasculare, a ficatului gras și a carcinogenezei, ducând la probleme de sănătate și la moarte în întreaga lume. (1) Sa constatat că o dietă care conține o cantitate mare de grăsimi este asociată cu un risc crescut de obezitate și hiperlipidemie la om și la rozătoare, deoarece crește nivelul colesterolului și al trigliceridelor (TG) în plasmă și țesuturi. (2)
În prezent, sunt disponibile medicamente farmacologice pentru tratarea eficientă a hiperlipidemiei, dar acestea au o multitudine de efecte adverse, o chestiune care i-a motivat pe cercetători să caute alternative naturale. (3) De exemplu, compușii antioxidanți naturali s-au dovedit a fi utili în atenuarea gradului de hipercolesterolemie deoarece corectează dezechilibrul dintre radicalii liberi (pro-oxidanți) rezultat din creșterea nivelului de colesterol și anti-radicalii liberi (antioxidanți). (4,5)
Sesquiterpene dietetic β-cariofilena (BCP) este un compus volatil găsit ca o componentă majoră a uleiurilor esențiale ale multor plante alimentare și condimente, inclusiv piper negru (Piper nigrum), (6) oregano (Oreganum vulgare), (7) scorțișoară (Cinnamon spp.), (8) cuișoare (Eugenia caryophyllata), (9) cimbru (Salvia spp.), (10) rozmarin (Rosmarinus officinalis), (11) și hamei (Humulus lupulus) și probabil multe alte specii. (12) De exemplu, s-a constatat că BCP formează până la 35% din uleiul esențial al plantei de cânepă Cannabis sativa. (13) În plus față de utilizările sale ca aditivi alimentari și produse cosmetice, BCP are activități anti-oxidante și antiinflamatorii apreciabile și a fost utilizat în boli asociate cu inflamația și stresul oxidativ. (14) Gertsch și colab. (15) au arătat că BCP se leagă selectiv de situsul de legare a tetrahidrocanabinolului (situsul de legare CP55940) al receptorului canabinoid-2 (CB2), ducând la activarea celulară și efecte antiinflamatorii. Receptorii CB2 mediază multe efecte fiziologice și patologice, inclusiv inflamația, formarea edemelor, efectele analgezice, leziunea reperfuziei ischemice, ateroscleroza și osteoporoza. (15)
BCP a fost aprobat de mai multe agenții de reglementare a alimentelor și aromelor pentru a fi utilizat ca aditiv alimentar și a fost clasificat ca un compus „în general considerat sigur”. (11) Acest compus a creat un interes pentru mulți cercetători ca un lider pentru dezvoltarea medicamentelor, (21) prin urmare, această lucrare a fost întreprinsă pentru a testa ipoteza că BCP are efecte hipolipidemice la șobolanii Wistar hrăniți cu o dietă bogată în colesterol și grăsimi.
Materiale și metode
Produse chimice
Colesterolul (puritate 94%, Sigma-Aldrich, Japonia), acidul colic (puritate> 98%, Sigma-Aldrich, Noua Zeelandă) și BCP (puritate> 98,5%, Sigma-Aldrich, România) au fost achiziționate din sursele indicate. Atorvastatin calciu a fost furnizat cu amabilitate de SANA Pharmaceuticals, Amman, Iordania. Kituri enzimatice pentru analiza cantitativă a colesterolului total (TC), TG, HDL, aspartat aminotransferazei (AST), alanine aminotransferazei (ALT), fosfatazei alcaline (ALP) și lactatului dehidrogenazei (LDH) au fost achiziționate de la Biosystem, Barcelona, Spania . Kituri de testare comerciale utilizate pentru determinarea activității enzimei catalazei (CAT) (Cayman's Catalase Assay Kit, Item No. 707002) și a enzimei superoxid dismutazei (SOD) (Cayman's Superoxide Dismutase Assay Kit, Item No. 706002) au fost achiziționate de la Cayman Chemical Company (Ann Arbor, MI).
Pregătirea unei diete bogate în colesterol și grăsimi (HCFD)
HCFD este un chow de șobolan standard suplimentat cu 1% acid colic, 2% pulbere de colesterol pur, 20% grăsime (sursă animală) și 2% ulei de porumb. Componentele au fost adăugate treptat la dieta normală a solului, complet amestecate până la omogenizare, formate într-un aluat cu adăugare de apă distilată (1.000 ml), înfășurate folosind instrumente simple, tăiate în pelete mici și lăsate să se usuce la temperatura camerei timp de 2 -3 zile. Dieta a fost pregătită săptămânal și a fost păstrată la 4 ° C până la utilizare pentru a reduce oxidarea. HCFD a fost compus din: carbohidrați 43,57%, proteine brute 12,38%, fibre brute 4,73%, grăsimi brute 3,17%, colesterol 2%, acid colic 1%, grăsimi animale 20%, ulei de porumb 2%, cenușă totală 4,3% și umiditate 6,85%, în timp ce dieta normală conținea 58,1% carbohidrați, 16,51% proteine brute, 0% grăsimi animale, ulei de porumb, colesterol și acid colic, cu celelalte componente nu sunt modificate semnificativ. Ambele tipuri de dietă au fost analizate în Analiza Laboratorului Furajelor, Departamentul de Producție Animală, Facultatea de Agricultură, Universitatea din Iordania, Amman.
Animale și design experimental
Animalele au fost adăpostite, hrănite și tratate în conformitate cu liniile directoare etice ale Universității din Iordania pentru protecția animalelor și aprobarea experimentală. Șobolani Wistar masculi adulți (n = 48), cu o greutate de 150-180 g, au fost ținuți timp de o săptămână în mediul de laborator pentru aclimatizare, apoi împărțiți aleatoriu în șase grupuri (câte 8 animale), după cum urmează:
Grupul 1 (control normal), șobolanii au fost hrăniți cu o dietă normală timp de 6 săptămâni. În ultimele 4 săptămâni de studiu, vehiculul (ulei de porumb) a fost dat. În celelalte 5 grupuri, hipercolesterolemia a fost indusă prin hrănirea șobolanilor cu HCFD timp de 2 săptămâni. Șobolanii care aveau niveluri totale de colesterol peste 200 mg/dl au fost considerați hipercolesterolemici și au fost împărțiți în mod aleatoriu în 5 grupuri (grupele 2-6): (29)
Grupa 2 (control negativ), tratată cu vehiculul (ulei de porumb).
Grupa 3 (control pozitiv), tratată cu medicamentul de referință hipocolesterolemiant atorvastatină, în doză de 20 mg/kg b.w.
Grupa 4, tratată cu BCP în doză de 30 mg/kg în greutate corporală. (BCP 30).
Grupa 5, tratată cu BCP în doză de 100 mg/kg în greutate corporală. (BCP 100).
Grupa 6, tratată cu BCP în doză de 300 mg/kg în greutate corporală. (BCP 300).
Toate tratamentele au fost administrate o dată pe zi într-un volum de 0,5 ml/animal prin gavaj oral conform protocolului prezentat în Fig. 1. Dozele de BCP au fost selectate pe baza LD50 și a studiilor publicate anterior care indicau LD50 oral de BCP pentru șobolani să fie> 5.000 mg/kg. (30-32)
Proiectarea studiului: cu excepția grupului 1, toate grupurile au fost supuse unei diete ridicate de colesterol și grăsimi (HCFD) pe o perioadă de 6 săptămâni.
Prelevarea de sânge
Sângele a fost colectat din plexul retrorbital al ochiului la 0, 2, 3, 4, 5 și 6 săptămâni. Animalele au fost postite peste noapte și ușor anesteziate cu dietil eter. S-au extras doi ml de sânge, s-au transferat cu vacutainere sterile cu gel, s-a lăsat să se coaguleze la temperatura camerei timp de 1 oră, centrifugate timp de 10 minute la 3.000 rpm. Serul a fost separat și depozitat în tuburi Eppendorf la -20 ° C pentru analize biochimice. La sfârșitul experimentului, șobolanii au fost postiti peste noapte, cântăriti și sacrificați printr-o supradoză de dietil eter. S-a colectat mai mult sânge (4 ml) prin ambii ochi și serul a fost obținut și depozitat așa cum s-a menționat mai sus. Ficatul a fost îndepărtat, cântărit și o mică parte a lobului drept a fost excizată, fixată în soluție salină de formol 10% pentru examen histologic.