Extractul de frunze de lotus și L-carnitina influențează diferite procese în timpul ciclului de viață al adipocitelor
Ralf Siegner
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Stefan Heuser
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Ursula Holtzmann
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Jörn Söhle
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Andreas Schepky
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Thomas Raschke
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Franz Stäb
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Horst Wenck
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Marc Winnefeld
1 Cercetare și dezvoltare, Cercetare specială pentru îngrijirea pielii, Beiersdorf AG, Unnastrasse 48, Bf. 520, 20245 Hamburg, Germania
Abstract
fundal
Mecanismele celulare și moleculare ale biologiei țesutului adipos au fost studiate pe larg în ultimele două decenii. Creșterea țesutului adipos implică atât o creștere a dimensiunii celulelor grase, cât și formarea adipocitelor mature din celulele precursoare. Pentru a investiga modul în care substanțele naturale influențează aceste două procese, am examinat efectele extractului de frunze de lotus (soluție de extract Nelumbo nucifera obținută din Silab, Franța) și a L-carnitinei asupra preadipocitelor și adipocitelor umane.
Metode
Pentru studiile noastre in vitro, am folosit o soluție de extract de frunze de lotus singur sau în combinație cu L-carnitină. Folosind preadipocite umane cultivate, am investigat inhibiția indusă de soluția extractului de frunze de lotus a încorporării trigliceridelor în timpul adipogenezei și a posibilelor efecte asupra viabilității celulare. Au fost efectuate studii asupra adipocitelor umane cu scopul de a elucida eficacitatea soluției de extract de frunze de lotus pentru a stimula activitatea lipolitică. Pentru a caracteriza în continuare efectele mediate de soluție de extract de frunze de lotus, am determinat expresia factorului de transcripție determinarea adipocitului și a factorului de diferențiere 1 (ADD1/SREBP-1c) la nivelul ARN și proteine utilizând analiza qRT-PCR și imunofluorescență. În plus, efectul L-carnitinei asupra beta-oxidării a fost analizat folosind preadipocite umane și adipocite mature. În cele din urmă, am investigat efectele aditive ale unei combinații de soluție de extract de frunze de lotus și L-carnitină asupra acumulării trigliceridelor în timpul diferențierii preadipocite/adipocite.
Rezultate
Datele noastre au arătat că incubația preadipocitelor cu soluție de extract de frunze de lotus a redus semnificativ acumularea de trigliceride în timpul adipogenezei, fără a afecta viabilitatea celulară. Comparativ cu martorii, adipocitele incubate cu soluție de extract de frunze de lotus au prezentat o creștere semnificativă a activității lipolizei. Mai mult, populațiile de celule cultivate în prezența unei soluții de extract de frunze de lotus au arătat o scădere a capacității de diferențiere a adipocitelor, așa cum este indicat de o scădere a semnalului ADD1/SREBP-1c. Important, rezultatele noastre au demonstrat că o combinație de soluție de extract de frunze de lotus și L-carnitină a redus acumularea de trigliceride într-o măsură mai mare în comparație cu incubarea cu oricare dintre substanțe singure.
Concluzii
În general, datele noastre demonstrează că o combinație de extract de frunze de lotus și L-carnitină a redus acumularea de trigliceride în (pre) adipocite umane prin afectarea diferitelor procese din timpul ciclului de viață al adipocitelor. Din acest motiv, această combinație ar putea reprezenta o opțiune de tratament pentru bolile legate de obezitate.
fundal
În toate țările industrializate, prevalența obezității a crescut dramatic în ultimele decenii. Deoarece obezitatea este strâns asociată cu o serie de tulburări, inclusiv diabetul de tip 2, hipertensiunea și ateroscleroza, prevenirea și tratamentul acestei boli sunt de mare interes [1].
Obezitatea apare atunci când aportul de energie al organismului depășește consumul de energie al corpului pentru o perioadă prelungită de timp. Gradul de obezitate este caracterizat de volumul și numărul de adipocite, care este reglementat în așa-numitul ciclu de viață al adipocitelor [2]. Astfel, tratamentele care vizează reglarea mărimii și numărului adipocitelor pot oferi o abordare terapeutică [3,4].
Mai multe extracte de plante și componentele lor bioactive respective sunt bine recunoscute pentru potențialul lor de a exercita efecte anti-obezitate [2]. În acest context, ne-am concentrat pe extractul de frunze de lotus, un extract natural de plante, obținut din frunzele de Nelumbo nucifera. Nelumbo nucifera este, de asemenea, cunoscut sub numele de lotus sacru și toate părțile acestei plante au fost utilizate ca medicamente tradiționale în China și India [5]. Extractul de frunze de lotus conține mai multe componente bioactive, cum ar fi flavonoide [6], glicozide flavonoide [7] și alcaloizi [8]. La șoarecii obezi, s-a raportat că extractul de frunze de lotus a împiedicat creșterea greutății corporale, a inhibat absorbția lipidelor și carbohidraților, a accelerat metabolismul lipidic și a cheltuielilor de energie reglate în sus, sugerând efecte benefice pentru suprimarea obezității [9]. De asemenea, la șoareci, s-a arătat că un extract de etanol 50% preparat din frunzele Nelumbo nucifera a stimulat lipoliza în țesutul adipos alb [6]. Cu toate acestea, din cunoștințele noastre studiile concludente care investighează efectele extractului de frunze de lotus asupra acumulării trigliceridelor sau asupra activității lipolizei în celulele umane lipsesc până acum.
Au fost identificate diverse substanțe fitochimice naturale care influențează ciclul de viață al adipocitelor. Potrivit lui Rayalam și colab. [2] o monoterapie selectivă care vizează prevenirea sau tratarea obezității nu a fost încă stabilită cu succes. Cu toate acestea, utilizarea combinată a mai multor produse naturale, care stimulează diferite mecanisme moleculare și celulare, poate reprezenta o abordare mai promițătoare pentru tratarea obezității. Lipoliza țesutului adipos duce la descompunerea trigliceridelor stocate în celulele adipoase și eliberarea ulterioară a acizilor grași și glicerol. Acești acizi grași eliberați sunt transportați în sistemul circulator și sunt prelucrați de ficat. Componentele unice la întoarcerea în țesutul adipos pot fi convertite înapoi în trigliceride adipocite. Pentru a preveni acest proces, stimularea beta-oxidării și, prin urmare, îndepărtarea acizilor grași (prin crearea de energie) ar putea ajuta la reducerea mai eficientă a depozitelor de grăsimi [10-12].
Pentru a determina în ce măsură extractul de frunze de lotus influențează adipogeneza și induce activitatea lipolizei, am investigat efectele unei soluții de extract de frunze de lotus asupra preadipocitelor și adipocitelor umane. Deoarece L-carnitina funcționează ca un stimulent pentru oxidarea acizilor grași, am determinat în plus posibilitatea efectelor combinate ale extractului de frunze de lotus și L-carnitinei în (pre) adipocite umane.
Metode
Substanțe de testat
Soluție de extract de frunze de lotus
Pentru studiile noastre, a fost utilizat un extract lichid de frunze de Nelumbo nucifera (Pro-Sveltyl OP ®; Lot 621021 și 621031; Silab, Brive, Franța) desemnat ca „soluție de extract de frunze de lotus”. Această soluție de extract lichid este obținută din frunzele Nelumbo nucifera și cuprinde un conținut de substanță uscată de aproximativ 6,4 mg/ml într-o soluție apoasă de butilen glicol 50%. Pentru a controla posibilele efecte induse de soluția de butilen glicol, a fost utilizată ca martor o soluție apoasă de butilen glicol 50% în concentrația respectivă.