Scăderea obezității prin alantoină prin activarea receptorului Imidazoline I1 la șoarecii alimentați cu dietă bogată în grăsimi
1 Institutul de Științe Medicale de Bază, Colegiul de Medicină, Universitatea Națională Cheng Kung, orașul Tainan 70101, Taiwan
2 Departamentul de Chirurgie, Spitalul Municipal Hsiao-Kang din Kaohsiung și Universitatea Medicală Kaohsiung, orașul Kaohsiung 81201, Taiwan
3 Institute of Medical Science, College of Health Science, Chang Jung Christian University, Guei-Ren, Tainan City 71101, Taiwan
Abstract
Se știe că activarea receptorului de imidazolină I1 (I1R) reglează pofta de mâncare. S-a raportat că alantoina, un ingredient activ din ignam, îmbunătățește metabolismul lipidic la șoarecii hrăniți cu dietă bogată în grăsimi (HFD). Cu toate acestea, efectul alantoinei asupra obezității rămâne neclar. În prezentul studiu, am investigat efectele alantoinei asupra obezității induse de HFD. Administrarea cronică de alantoină la șoareci hrăniți cu HFD timp de 8 săptămâni a redus semnificativ greutatea corporală, iar acest efect a fost inversat de efaroxan la o doză suficientă pentru a bloca I1R. Dimensiunea și greutatea celulelor țesutului adipos alb epididim (eWAT) la șoarecii hrăniți cu HFD au fost, de asemenea, reduse de alantoină prin activarea I1R. În plus, alantoina a scăzut semnificativ aportul de energie al șoarecilor hrăniți cu HFD, iar această reducere a fost asociată cu o scădere a nivelurilor de NPY din creier. Cu toate acestea, la șoarecii db/db nu s-a observat niciun efect inhibitor al alantoinei asupra aportului de energie. Mai mult, alantoina a scăzut hiperleptinemia indusă de HFD și această activitate a fost abolită prin blocarea I1R cu efaroxan. Luate împreună, aceste date sugerează că alantoina poate ameliora aportul de energie și acumularea eWAT prin activarea I1R pentru a îmbunătăți obezitatea indusă de HFD.
1. Introducere
Obezitatea este o problemă majoră de sănătate. Este o cauză principală a sindromului metabolic, iar prevalența sa la nivel mondial a crescut de-a lungul secolului 21 [1-3]. Obezitatea este asociată cu un risc crescut de multe complicații, cum ar fi bolile cardiovasculare, diabetul de tip 2 și anumite tipuri de cancer [4, 5]. Exercițiul fizic, restricția dietei și medicația sunt principalele modalități de îmbunătățire a obezității [6-8], dar eficacitatea lor rămâne limitată. Unele studii au arătat că anumiți agenți pe bază de plante au efecte antioxidante [9, 10]. Astfel, este necesară dezvoltarea unui agent alternativ pentru tratamentul obezității.
Alantoina este cunoscută ca ingredient activ în ignam (Dioscorea spp.) [11]. Ignamul (Rizom Dioscorea) conține ureide, inclusiv alantoină, care sunt utilizate pentru prevenirea inflamației [12, 13]. Ignamul este o plantă obișnuită care este utilizată pe scară largă în agricultură și în cealaltă industrie. Recent, s-a demonstrat că unele plante din Dioscoreaceae îmbunătățesc simptomele bolilor metabolice prin efecte antihiperlipidemice și antioxidante [14, 15]. S-a demonstrat că alantoina activează receptorul imidazolinei I1 (I1R) în modele animale și linii celulare [16]. În plus, alantoina atenuează hiperlipidemia și îmbunătățește steatoza hepatică prin activarea I1R pentru a regla receptorul farnesoid X (FXR), demonstrând că I1R este implicat în homeostazia lipidelor [16]. Cu toate acestea, efectele alantoinei asupra obezității rămân obscure. Astfel, în studiul de față, am investigat efectul alantoinei asupra obezității induse de dietă bogată în grăsimi (HFD) și mecanismul (potențialele) mecanisme care stau la baza activității sale.
2. Materiale și metode
2.1. Inducerea obezității la șoareci alimentați cu HFD
Șoareci masculi C57BL/6, în vârstă de opt săptămâni (20-25 g), obținuți de la Centrul pentru animale al Colegiului Național de Medicină al Universității Cheng Kung au fost găzduiți într-o cameră cu temperatură controlată (25 ± 1 ° C) sub 12: 12-h lumină: ciclu întunecat (lumina aprinsă la 06:00). Șoarecii au fost împărțiți în două grupuri. Un grup a fost hrănit cu o dietă standard de laborator (3,04 kcal/g), iar celălalt grup a fost hrănit cu o dietă bogată în calorii care conțin 5,16 kcal/g (TestDiet, Richmond, IN, SUA) timp de 12 săptămâni pentru a induce obezitatea și metabolizarea tulburări. Șoarecii db/db au fost obținuți de la Japan SLC, Inc. (Shizuoka, Japonia). Toate procedurile la animale au fost efectuate în conformitate cu Ghidul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator de la Institutele Naționale de Sănătate, precum și cu liniile directoare ale Legii privind bunăstarea animalelor.
2.2. Măsurarea greutății corporale și a consumului de energie
În experimentele preliminare, alantoina (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SUA) a scăzut greutatea corporală a șoarecilor hrăniți cu HFD. Activitatea sa a crescut treptat și a atins un platou stabil la 8 săptămâni. Astfel, șoarecii hrăniți cu HFD au fost tratați cu alantoină de trei ori pe zi timp de 8 săptămâni, iar greutatea corporală a fost măsurată la momentul inițial (0 săptămână) și la a 2-a, a 4-a, a 6-a și a 8-a săptămână a experimentului. În plus, aportul zilnic de energie a fost calculat pe baza consumului de chow normal (3,04 kcal/g) sau HFD (5,16 kcal/g).
2.3. Măsurarea aportului de energie la șoareci db/db
Șoarecii au fost lipsiți de alimente peste noapte timp de 12 ore (8 pm - 8 am). Șoarecii au fost cântăriți și apoi injectați intraperitoneal fie cu vehicul, fie cu alantoină înainte de furnizarea de alimente. Fiecare șoarece a fost menținut izolat într-o cușcă. Aportul de energie a fost calculat în decurs de 4 ore după cum s-a descris anterior [17].
2.4. Măsurarea țesuturilor adipoase albe epididimale
La sfârșitul perioadei experimentale, șoarecii au fost sacrificați sub 3% anestezie cu izofluran. Țesuturile adipose albe epididimale (eWAT) au fost izolate și cântărite. Apoi, raportul eWAT a fost calculat în raport cu greutatea corporală a fiecărui individ.
2.5. Test imunosorbent pentru nivelurile NPY
Hipotalamusul a fost izolat de la șoareci sacrificați și s-a determinat concentrația NPY. Probele obținute au fost omogenizate la 4 ° C în tampon de omogenizare rece cu gheață conținând 10 mM Tris-HCI (pH 7,4), 20 mM EDTA, 10 mM EGTA, 20 mM
-glicerolfosfat, 50 mM NaF, 50 mM pirofosfat de sodiu, 1 mM fluorură de fenilmetilsulfonil, 25
g/ml leupeptină și 25 μg/ml aprotinin - inhibitori de protează într-un omogenizator de teflon/sticlă. Omogenatul a fost centrifugat la 6000
g timp de 20 min la 4 ° C și supernatantul a fost utilizat pentru cuantificarea NPY. NPY din fiecare probă a fost măsurată utilizând o analiză imunosorbentă legată de enzimă de șoarece disponibilă comercial (Phoenix Europe GmbH, Karlsruhe, Germania). Absorbanța a fost măsurată într-un cititor ELISA SpectraMax 340PC (Molecular Devices Corporation, Union City, CA, SUA) la 450 nm.