Modularea axei Microbiota-Gut-Brain de către Berberine rezultând o stare metabolică îmbunătățită în
Institutul și Departamentul de Endocrinologie și Metabolism
Spitalul al nouălea popor din Shanghai, Școala de Medicină a Universității JiaoTong din Shanghai
Shanghai, 200011 China
Articole similare pentru „”
- Stare de nervozitate
Abstract
Obiectiv: Pentru a investiga dacă berberina ar putea îmbunătăți sau nu starea metabolică a șobolanilor cu conținut ridicat de grăsimi prin modularea axei microbiote-intestin-creier. Metode: Berberina a fost administrată la șobolani Sprague-Dawley cu conținut ridicat de grăsimi. Hormonii cerebrali-intestinali au fost detectați și modificările microbiotei intestinale au fost analizate prin secvențierea genei 16S rRNA. Rezultate: Berberina ar putea reduce creșterea în greutate și lipoliza în grupul alimentat cu diete bogate în grăsimi. Mai mult, s-au observat tendințe de rezistență la insulină ameliorată și scăderea producției endogene de glucoză. În plus, sa constatat că axa microbiotă-intestin-creier a fost modulată, incluzând modificări structurale și de diversitate ale microbiotei, nivel crescut al peptidei serice de glucagon-1 și nivel neuropeptidic Y, scăderea nivelului orexinei A, peptidă asimilată a glucagonului Nivelul 1 al ARNm al receptorului, precum și îmbunătățirea ultra-structurală a hipotalamusului. Concluzie: Luate împreună, descoperirile noastre sugerează că berberina a îmbunătățit tulburările metabolice induse de dieta bogată în grăsimi prin modularea axei microbiota-intestin-creier.
Introducere
Prevalența obezității și a bolilor sale metabolice conexe, precum diabetul de tip 2 și bolile cardiovasculare, a crescut atât în țările dezvoltate, cât și în țările în curs de dezvoltare [1]. În ultimele două decenii, prevalența combinată a supraponderalității și obezității în China a crescut de la 14,6% [2] la 32,3% [3]. Datorită prevalenței în creștere a bolilor metabolice și a impactului semnificativ al acestora asupra sănătății, interesele globale ale cercetării au fost atrase de etiologiile, prevențiile și terapiile lor.
Recent, sa constatat că tulburările axei microbiotă-intestin-creier sunt strâns asociate cu boli metabolice, inclusiv obezitatea, sindromul metabolic și diabetul [4]. Microbiota intestinală umană este considerată a fi un factor important de mediu intern care reglează echilibrul și stocarea energiei [5], care este asociat cu obezitatea și tulburările conexe [6]. Mai mult, disbioza microbiană intestinală poate juca un rol cauzal în obezitate, deoarece microbiota intestinală transferată de la șoareci obezi ar putea duce la o adipozitate semnificativ mai mare la primitorii fără germeni [7]. Calea de semnalizare hormonală este o parte a rețelei complexe de comunicare dintre microbiota intestinală și creier [4]. Hormonii intestinali, cum ar fi grelina, orexina, peptida-1 asemănătoare glucagonului (GLP-1) și leptina, modulează comportamentul de hrănire, homeostazia energetică, ritmul circadian etc. [8,9]. Agoniștii receptorilor GLP-1 au fost utilizați și în tratamentul diabetului și obezității [10]. Prin urmare, axa microbiota-intestin-creier este o țintă potențială pentru tratamentul bolilor metabolice.
Ca alcaloid izochinolinic, berberina este componenta farmacologică majoră a plantei chinezești numită rizom Coptidis (huanglian în chineză) [11]. A fost utilizat în principal pentru diareea intestinală a bacteriilor de mii de ani [11]. Recent s-a constatat că berberina este eficientă clinic în tratamentul diabetului și obezității [12]. Cu toate acestea, eficacitatea sa clinică este greu de explicat din cauza biodisponibilității sale orale extrem de scăzute. Doar o concentrație maximă de 0,4 ng/ml în plasmă a fost detectată după o singură doză orală de 400 mg de berberină la om [13]. Mai multe studii au arătat că berberina ar putea modula microbiota intestinală prin îmbogățirea bacteriilor producătoare de acid gras cu lanț scurt (SCFA) și reducerea diversității microbiene, care inhibă degradarea polizaharidelor dietetice și reduce aportul suplimentar de calorii în intestin, ceea ce poate avea efecte benefice asupra starea metabolică a gazdei [14,15,16].
Cu toate acestea, există doar câteva studii care explorează efectele berberinei asupra căii hormonale a axei microbiotă-intestin-creier. Am emis ipoteza că berberina ar putea ameliora metabolismul lipidelor și glucozei prin modularea axei microbiotă-intestin-creier, de exemplu, compoziția microbiotei intestinale și a hormonilor serici creier-intestin, precum și activitatea hipotalamusului. Pentru a înțelege mecanismele exacte, am folosit un model de șobolan alimentat cu diete bogate în grăsimi pentru a investiga aceste modificări.
Material si metode
Experimente pe animale
18 șobolani masculi Sprague-Dawley (SD) de 12 săptămâni au fost cumpărați de la SLAC Laboratories, SIBS, Shanghai, China. Animalele au fost adăpostite la o temperatură ambiantă de 22 ± 2 ° C, menținute într-un ciclu normal de lumină/întuneric de 12 ore și au permis accesul la hrană și apă ad libitum. După 2 săptămâni de aclimatizare, șobolanii au fost repartizați în mod aleatoriu la 3 grupuri (n = 6 per grup), cu unul alimentat în mod convențional cu diete normale de chow (NCD; conținând 10% grăsime) și celelalte două cu diete bogate în grăsimi (HFD; conținând 40% grăsime). Patru luni mai târziu, unul dintre grupurile HFD a fost administrat oral cu 150 mg/kg/zi de clorură de berberină (BBR; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SUA), în timp ce celălalt grup a fost continuat cu HFD exclusiv pentru alte 4 luni. BBR a fost suspendat în ser fiziologic normal (NS) înainte de utilizare. Șobolanii fără intervenții medicamentoase au fost tratați cu un volum egal de NS. Tratamentul animalelor a durat 8 luni; greutatea corporală și glicemia în repaus alimentar (FBG) au fost măsurate la fiecare 2 săptămâni în starea de repaus peste noapte. Nivelurile de glucoză din sânge au fost măsurate cu ajutorul unui glucometru electronic (Terumo, Tokyo, Japonia). Toate procedurile la animale au fost efectuate în conformitate cu principiile etice în cercetarea animalelor adoptate de Departamentul de Științe Animale de Laborator, Școala de Medicină a Universității JiaoTong, Shanghai, China.