Tratamentul cu genisteină îmbunătățește rezistența la fracturi la șoarecii diabetici obezi Tulburări endocrine BMC
Abstract
fundal
Obezii diabetici de tip doi prezintă un risc crescut de fracturare a oaselor membrelor în comparație cu populația generală. S-a dovedit că fitoestrogenii, precum izoflavona din soia genisteină, protejează împotriva pierderii osoase. În acest studiu, am testat efectele tratamentului cu genisteină asupra femurilor șoarecilor ob/ob, un model pentru obezitate și diabet zaharat de tip doi.
Metode
Șoareci femele de douăzeci și șase de săptămâni au fost împărțite în grupuri obeze (ob/ob) de control, obeze tratate cu genisteină, slabe (ob/+) control și grupuri slabe tratate cu genisteină = 5 fiecare). Tratamentul cu genisteină a constat în 600 mg genisteină/kg dietă. Șoarecilor de control li s-a dat chow standard pentru rozătoare. La sfârșitul unei perioade de tratament de patru săptămâni, proprietățile histomorfometrice osoase și îndoirea în trei puncte au fost comparate între grupuri.
Rezultate
Șoarecii obezi aveau zone osoase mai mari (B.Ar.; 0,05) a epifizei femurale proximale în comparație cu șoarecii slabi. Tratamentul cu genisteină a scăzut Tt.Ar. și lungimea femurului, și forța finală crescută necesară fracturării femurului și deformarea maximă până la eșec (
fundal
Diabetul este o boală larg răspândită care afectează aproximativ 8,5% din populația Statelor Unite. Prezintă frecvent o varietate de complicații, inclusiv hipertensiune arterială, dislipidemie, infarct miocardic, accident vascular cerebral și insuficiență renală [1]. Obezitatea este un factor de risc pentru diabetul zaharat de tip 2 (T2DM), care este asociat cu un risc crescut de fracturi osoase ale membrelor, care durează mai mult timp pentru a se vindeca și sunt mai susceptibile de a duce la infecții și complicații [2-4]. Dovezi recente sugerează că T2DM reduce rezistența la încovoiere datorită redistribuirii ineficiente a masei osoase [5].
Leptina este un hormon secretat de țesutul adipos alb pentru a ajuta la reglarea obezității prin inducerea pierderii în greutate și a homeostaziei osoase. Deși obezitatea singură nu este legată de scăderea masei osoase [6], persoanele obeze cu T2DM prezintă adesea rezistență la leptină, care joacă probabil un rol în incidența crescută a fracturilor [7-10]. Șoarecele ob/ob are deficit de leptină din cauza unei mutații spontane a genei ob. Acest model de obezitate este un echivalent apropiat al condiției umane, rezultând hiperfagie, obezitate și un fenotip asemănător diabetului, inclusiv rezistența la insulină, hiperglicemia și scăderea masei osoase a membrelor. Ca model animal, șoarecele ob/ob este utilizat în mod obișnuit pentru a studia fenotipul T2DM și rezistența la leptină caracteristice obezității și T2DM, în special atunci când este asociat cu sindromul metabolic [11-15]. În timp ce sindromul metabolic singur nu este asociat cu un risc crescut de fractură, acesta se găsește împreună cu T2DM [13, 16, 17].
Obiectivul acestui studiu a fost de a evalua efectele tratamentului cu genisteină asupra structurii osoase femurale și a rezistenței la fractură la șoarecii femele ob/ob. Genisteina este un fitoestrogen care se găsește în soia și în alimentele pe bază de soia. Este similar din punct de vedere structural cu estrogenul și se poate lega de receptorii estrogeni cu afinitate mare [18, 19]. Fitoestrogenii precum genisteinul pot preveni reducerea pierderii osoase într-un mod similar cu terapia de substituție estrogenică la femeile aflate în postmenopauză, dar efectele sale depline în modelul obez de șoareci diabetici sunt necunoscute [19-24].
Metode
Proiectare experimentală
Douăzeci de șoareci obezi ob/ob și șoareci slabi ob/+ (B6.V-Lep/J, Laboratorul Jackson; Bar Harbor, ME, SUA) cu vârsta de șase săptămâni au fost folosiți în experiment. Șoarecii au fost ținuți într-o unitate pentru animale cu un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore și o temperatură de 22 ° C. Șoarecii au primit hrană și apă ad libitum. Aceste studii pe animale au fost aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Midwestern University și au urmat cu atenție Ghidul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator din National Institutes of Health.
La începutul experimentului, șoarecii au fost împărțiți în patru grupe de dimensiuni egale ( = 5), (1) șoareci slabi hrăniți cu o dietă standard, (2) șoareci slabi hrăniți cu o dietă genisteină, (3) șoareci obezi hrăniți cu o dietă standard și (4) șoareci obezi hrăniți cu o dietă genisteină. Dieta cu genisteină a fost formulată de Dyets Inc., (Bethlehem, PA, SUA) și a inclus 600 mg dieta de genisteină/kg administrată pentru perioada de studiu de 4 săptămâni. Această dietă este utilizată în mod obișnuit pentru a studia efectele fitoestrogenilor asupra stării T2DM la modelele de șoareci. Este comparabilă cu dietele pe bază de soia umană și s-a dovedit a avea efecte fiziologice semnificative cu patru săptămâni de tratament [22, 25-28].
Histomorfometria femurului
După sacrificiu, membrele posterioare ale fiecărui șoarece au fost îndepărtate. Femurele dreapta și stânga au fost recoltate și disecate curate de țesuturile moi. Un femur de la fiecare șoarece a fost pus deoparte pentru testarea îndoirii în trei puncte. Celălalt femur a fost utilizat pentru a efectua analize histomorfometrice ale epifizei și diafizei proximale. Aceste femuri au fost deshidratate în alcool de 70 și 85%, cu două modificări de 24 de ore în fiecare concentrație, eliminate cu Histoclear (National Diagnostics, Atlanta, Georgia, SUA) în două spălături de 24 de ore, infiltrate cu Osteo-Bed Resin A și catalizate Osteo- Bed Resin A (100 mL Osteo-Bed Resin A, 1,40 g Peroxid de benzoil) cu două modificări care durează 24 de ore, apoi încorporat în rășină (100 ml Osteo-Bed Resin A, 3,50 g Peroxid de benzoil; Polysciences Inc., Warrington, PA, STATELE UNITE ALE AMERICII). S-au adăugat șase ml de soluție de încorporare în flacoane care conțin femururi, care au fost acoperite și plasate într-o baie de margele la 33,5 ° C timp de 48 de ore pentru a polimeriza. Poziția și orientarea femurilor din flacoane au fost standardizate pentru a permite orientarea consecventă în timpul secționării.