Lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L
1 Laboratorul de produse naturale pentru sănătate și boli metabolice, Departamentul de farmacologie, Universitatea din Montreal, Station Centre-Ville, P.O. Box 6128, Montreal, QC, Canada
2 Laborator de fitochimie, plante medicinale și etnofarmacologie, Departamentul de biologie, Universitatea din Ottawa, Ottawa, ON, Canada
3 Institutele canadiene de echipă de cercetare în domeniul sănătății în medicamentele antidiabetice aborigene și Centrul de cercetare a diabetului din Montreal, Canada
4 Departamentul de Farmacognozie, Universitatea din Beni Suef, Beni Suef 62511, Egipt
Abstract
1. Introducere
Obezitatea este o tulburare complexă și multifacetică. Având în vedere statura actuală a epidemiei globale și legătura puternică cu bolile care pun viața în pericol, cum ar fi diabetul, bolile cardiovasculare și cancerele, necesitatea de a preveni sau trata obezitatea și complicațiile acesteia a devenit mai urgentă.
Rezistența la insulină precede de obicei dezvoltarea diabetului de tip 2 și este mai frecventă la persoanele obeze. În mușchiul scheletic, insulina promovează absorbția glucozei prin activarea căii fosfatidilinozitol-3 kinazei (PI3-K)/Akt și prin inducerea translocației GLUT4 a transportorului de glucoză din veziculele de stocare intracelulară către membrana plasmatică [1]. O cale alternativă pentru stimularea absorbției glucozei este calea proteinei kinazei activate de AMP (AMPK). AMPK stimulează translocația GLUT4 către membrana plasmatică printr-un mecanism distinct de calea PI3-K stimulată de insulină [2]. Este de remarcat faptul că AMPK reglează în sus expresia GLUT4, posibil prin fosforilarea directă a coactivatorului transcripțional PPARγ coactivator-1α (PGC-1α). Pe de altă parte, activarea AMPK scade acumularea de lipide intramyocite și crește sensibilitatea la insulină a mușchilor prin fosforilare și inhibarea acetil-CoA carboxilazei (ACC) [3, 4].
În ficat, AMPK scade producția hepatică de glucoză, în principal prin inhibarea expresiei genelor gluconeogene precum fosfoenolpiruvatul carboxilază (PEPCK) și glucoză 6-fosfat (G-6-Pase). În plus, activarea AMPK stimulează oxidarea acizilor grași și inhibă expresia genelor care codifică enzimele lipogene (acidul gras sintază și ACC) [5].
SIRT1 este un alt jucător critic în homeostazia energiei mamiferelor. Este o deacetilază dependentă de nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD + -) și un membru al familiei sirtuinei mamifere. SIRT1 controlează o varietate de procese celulare, cum ar fi apoptoza, ciclul celular și metabolismul prin deacetilarea proteinelor țintă, inclusiv p53, NFkB și PGC-1α. Este activat prin restrângerea postului și caloric, precum și de multe molecule mici, cum ar fi fenolii vegetali, quercetina, piceatanolul și resveratrolul. S-a raportat că activarea SIRT1 îmbunătățește homeostazia glucozei, crește sensibilitatea la insulină și îmbunătățește funcția mitocondrială în mușchiul scheletic al modelelor de rozătoare de diabet de tip 2 [6]. În schimb, activarea SIRT1 în ficat mărește genele gluconeogene și reprimă glicoliza, sugerând că SIRT1 induce răspunsuri metabolice specifice organelor. Similar cu mușchiul scheletic, activarea SIRT în ficat promovează oxidarea acizilor grași și previne steatoza hepatică indusă de dietă și rezistența la insulină [7].
În cele din urmă, receptorul activat de proliferatorul peroxizomului-α (PPAR-α) aparține superfamiliei receptorilor nucleari PPAR și este extrem de exprimată în țesuturile cu metabolism activ al grăsimilor, cum ar fi ficatul, inima și mușchiul scheletic. PPAR-α induce expresia genelor care controlează β-oxidarea acizilor grași.
Diabetul de tip 2 a atins proporții fără precedent între populațiile aborigene din întreaga lume. În Canada, ratele au crescut exponențial peste media națională în ultimele decenii și se așteaptă să crească în continuare. De exemplu, prevalența diabetului în rândul națiunilor cree din Eeyou Istchee (CEI) care locuiește în regiunea estică a golfului James din nordul Quebecului s-a triplat la adulții cu vârsta peste 20 de ani în aceeași perioadă de timp [8]. Pentru a aborda această problemă gravă de sănătate cu care se confruntă primele națiuni canadiene, în special CEI, echipa noastră de cercetare și-a propus să identifice tratamente relevante din punct de vedere cultural pentru diabet în farmacopeea lor tradițională.
Lingonberry (COM)V. vitis-idaea) aparține familiei de plante Ericaceae și este strâns legată de afinele cu tufiș (Vaccinium corymbosum L.) și afine (V. macrocarpum L.) [9]. Boabele sunt comestibile și sunt folosite în nordul Europei pentru a face gemuri, sosuri și alte alimente [10]. De asemenea, sunt folosite în mod tradițional ca hrană de către popoarele indigene din Canada, unde sunt consumate crude, înăbușite și servite cu pește sau carne sau amestecate cu ouă de pește fierte, ficat și grăsimi [11, 12]. Criii folosesc fructele de pădure ca medicament popular pentru tratarea urinărilor frecvente și a altor simptome ale diabetului [13, 14].
Într-un studiu anterior, am raportat că extractul etanolic din boabele de V. vitis-idaea a dezvăluit proprietăți interesante de îmbunătățire a absorbției de glucoză în celulele musculare scheletice cultivate C2C12 prin activarea AMPK [15]. În lucrarea de față, am evaluat efectul V. vitis-idaea extract într-un model de șoarece de obezitate indusă de dietă (DIO), care imită îndeaproape sindromul metabolic uman și diabetul de tip 2 timpuriu, legate de stilul de viață nesănătos. Cel mai studiat model experimental al DIO este tulpina de șoarece C57Bl/6J. Această tulpină devine obeză, rezistentă la insulină și hiperglicemiantă atunci când este hrănită cu o dietă bogată în grăsimi [16]. Dincolo de parametrii sistemici ai homeostaziei glucozei și lipidelor, am acordat atenție și componentelor tisulare majore ale căilor insulino-dependente și independente descrise anterior.
2. Materiale și metode
2.1. Materiale vegetale
Boabe de V. vitis-idaea au fost recoltate în regiunea estică a golfului James, QC, Canada, conform procedurilor tradiționale (anotimp, oră a zilei, locație și oferire de cadouri) instruite de bătrâni cri. Au fost păstrate într-un loc uscat și rece până la utilizare. Identitatea botanică a fost confirmată de Dr. Alain Cuerrier (Institutul de Căutare în Biologie Végétale, Université de Montréal) și exemplarele de voucher au fost depuse la Herbariul Grădina Botanică din Montreal (numărul voucherului Whap04-21). Extractul etanolic 80% a fost preparat așa cum s-a descris anterior [17] urmând procedurile standard de operare ale laboratorului profesorului Arnason.
2.2. Animale și În Vivo Protocoale experimentale
Șoareci masculi C57BL/6 de patru săptămâni au fost cumpărați de la Charles River (St-Constant, QC). După aclimatizare, șoarecii au fost împărțiți în mod aleatoriu în cinci grupuri (