Отвечаем на вопрос наших читателей: Какое влияние оказывает однокеточная зеленая водоросль ХЛОРЕЛЛА на течение сахарного диабета.
https://doi.org/10.4162/nrp.2009.3.1.23 ©2009 Корейское общество питания и Корейское общество общественного питания
Гипогликемический эффект приема Chlorella vulgaris у крыс Goto-Kakizaki с диабетом 2 типа и нормальных крыс Wistar
Хеджин Чон, Хе Джин Квон и Ми Гён Ким
Кафедра диетологии и управления продуктами питания, Женский университет Ихва, 11-1 Daehyeon-dong, Seodaemun-gu, Seoul 120-750, Korea.
Автор, ответственный за переписку: Ми Гён Ким, тел. 82-2-3277-3092, Факс. 82-2-3277-2862, электронная почта:
mkk@ewha.ac.krЦелью данного исследования было изучение гипогликемического действия хлореллы у 6-недельных крыс Goto-Kakizaki (GK, n=30) с диабетом 2 типа и 6-недельных нормальных крыс Wistar (n=30). Животных случайным образом распределили на 3 группы соответственно и кормили тремя различными экспериментальными диетами, содержащими 0%, 3% или 5% (вес/вес) хлореллы в течение 8 недель. У диабетических крыс GK показатели инсулиногенеза существенно не отличались между группами. Концентрации глюкагона в плазме натощак и печеночного триглицерида, а также соотношение инсулин/глюкагон в группах, принимавших ГК-3% хлореллы и ГК-5% хлореллы, были значительно ниже, чем в контрольной группе ГК. НОМА-индекс и концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме в группах ГК-3% хлореллы и ГК-5% хлореллы были несколько ниже, чем в группе ГК-контроль. У нормальных крыс Wistar инсулиногенные индексы существенно не отличались среди нормальных групп, но в группе Вистар-5% хлорелла были немного выше, чем в других группах. Концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме, а также НОМА-индекс в группе, принимавшей Вистар-5% хлореллы, были несколько выше, а концентрация глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон в группе, принимавшей Вистар-5% хлореллы, были значительно выше. выше, чем в группах Вистар-контроль и Вистар-3% хлореллы. В заключение, это исследование показывает, что потребление хлореллы не влияло на стимулированную глюкозой секрецию инсулина, что, однако, может быть полезным для улучшения чувствительности к инсулину у крыс с сахарным диабетом 2 типа и нормальных крыс Wistar. но у группы Вистар-5% хлорелла была немного выше, чем у других групп. Концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме, а также НОМА-индекс в группе, принимавшей Вистар-5% хлореллы, были несколько выше, а концентрация глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон в группе, принимавшей Вистар-5% хлореллы, были значительно выше. выше, чем в группах Вистар-контроль и Вистар-3% хлореллы. В заключение, это исследование показывает, что потребление хлореллы не влияло на стимулированную глюкозой секрецию инсулина, что, однако, может быть полезным для улучшения чувствительности к инсулину у крыс с диабетом 2 типа и нормальных крыс Вистар. но у группы Вистар-5% хлорелла была немного выше, чем у других групп. Концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме, а также НОМА-индекс в группе, принимавшей Вистар-5% хлореллы, были несколько выше, а концентрация глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон в группе, принимавшей Вистар-5% хлореллы, были значительно выше. выше, чем в группах Вистар-контроль и Вистар-3% хлореллы. В заключение, это исследование показывает, что потребление хлореллы не влияло на стимулированную глюкозой секрецию инсулина, что, однако, может быть полезным для улучшения чувствительности к инсулину у крыс с диабетом 2 типа и нормальных крыс Вистар. а концентрация глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон в группе Вистар-5% хлорелла были значительно выше, чем в группах Вистар-контроль и Вистар-3% хлорелла. В заключение, это исследование показывает, что потребление хлореллы не влияло на стимулированную глюкозой секрецию инсулина, что, однако, может быть полезным для улучшения чувствительности к инсулину у крыс с сахарным диабетом 2 типа и нормальных крыс Wistar. а концентрация глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон в группе Вистар-5% хлорелла были значительно выше, чем в группах Вистар-контроль и Вистар-3% хлорелла. В заключение, это исследование показывает, что потребление хлореллы не влияло на стимулированную глюкозой секрецию инсулина, что, однако, может быть полезным для улучшения чувствительности к инсулину у крыс с сахарным диабетом 2 типа и нормальных крыс Wistar.
Ключевые слова:хлорелла ; глюкагон ; Гото-какидзаки крыса ; инсулин ; чувствительность к инсулину
Идти к:
Введение
Сахарный диабет, как инсулинозависимый (диабет 1 типа), так и инсулиннезависимый (диабет 2 типа), является распространенным и серьезным заболеванием во всем мире.Харрис и др., 1987 ;Кин, 1986 ). Число людей с диабетом увеличивается во всем мире из-за роста населения, старения, урбанизации и растущей распространенности ожирения и отсутствия физической активности.Уайлд и др., 2004 ). Пищевые привычки стали вестернизированными, и потребление обработанных пищевых продуктов увеличилось, потому что темпы экономического роста быстро увеличились, а уровень жизни в Корее улучшился. Кроме того, потребление микроэлементов, витаминов и минералов сократилось (Чен и др., 1991 ;Ким и Пэк, 1997 г. ). Благодаря этим изменениям в питании в наши дни неуклонно растет смертность от таких болезней, как рак, болезни сердца, гипертония и диабет. Заболеваемость диабетом старше 30 лет увеличилась с 6,6% в 1998 г. до 8,1% в 2005 г.Министерство здравоохранения и социального обеспечения, 1999 г .;Министерство здравоохранения и социального обеспечения, 2006 г. ), и многие эксперты по диабету предсказывают, что заболеваемость диабетом будет неуклонно расти (Ри, 2003 ). Большинство корейцев страдают инсулиннезависимым сахарным диабетом 2 типа.Сонг и др., 2007 ).
Сахарный диабет 2 типа является одним из хронических нарушений обмена веществ. Снижение секреции инсулина и нарушение действия инсулина вызывают нарушение регуляции метаболизма. Диабет 2 типа состоит из нескольких форм, каждая из которых характеризуется различной степенью инсулинорезистентности и дисфункцией β-клеток, что в совокупности приводит к гипергликемии.Бернард, 2005 ). Инсулинорезистентность связана с рядом метаболических нарушений. Если гипергликемический статус сохраняется в течение длительного времени, это может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям, таким как гиперлипидемия и артериальная гипертензия. (Хаффнер и др., 1998 ). Кроме того, резистентность к инсулину является распространенным физиологическим отклонением, характеризующимся нарушением реакции на инсулин в чувствительных к инсулину тканях, таких как мышцы, печень и жировая ткань, и является основным симптомом сахарного диабета 2 типа.Саймонсон и Кендалла, 2005 г. ). Следовательно, многие люди приложили усилия для улучшения резистентности к инсулину. Диетические усилия являются одним из полезных решений для улучшения резистентности к инсулину. Во многих исследованиях оценивалось влияние безопасности натуральных продуктов на улучшение и профилактику заболеваний. Например, хлорелла заслуживает внимания.
Хлорелла уже давно является популярной функциональной пищей в азиатских странах, включая Корею, Японию и Тайвань. Он имеет небольшую биодоступность и считается хорошей пищей (Чернг и Ши, 2005а ). Хлорелла является хорошим источником белка, жирорастворимых витаминов, холина, пищевых волокон и необходимых минералов. Было проведено множество исследований, чтобы выяснить биохимические и физиологические функции хлореллы, такие как стимулирование скорости роста животных, повышение иммунной функции, предотвращение язв, вызванных стрессом, и предотвращение дислипидемии, вызванной диетой с высоким содержанием жиров. Также были изучены эффекты хлореллы, такие как восстановление после усталости, разложение токсичных материалов, удаление тяжелых металлов и воздействие на окружающую среду (Чернг и Ши, 2005а ;Чернг и Ши, 2005b ;Хан и др., 2002 ;Канг и др., 2004 ;Сано и др., 1988 ). Одним из них является гипогликемический эффект. Хотя однократное введение хлореллы вызывало значительный гипогликемический эффект у крыс, индуцированных аллоксаном, или мышей, индуцированных стрептозотоцином (СТЗ).Чернг и Ши, 2005а ;Rodiriguez-Lopez, 1964 ), трудно объяснить, что длительное употребление хлореллы оказывает гипогликемическое действие. Кроме того, в предыдущих исследованиях использовалась модель диабета 1 типа, которая предполагала, что хлорелла не влияет на секрецию инсулина, но улучшает резистентность к инсулину. Это не могло объяснить гипогликемический эффект хлореллы при диабете 2 типа. Следовательно, необходимо изучить влияние длительного приема хлореллы на модель диабета 2 типа. Таким образом, в этом исследовании изучалось, имело ли потребление хлореллы гипогликемический эффект у шестинедельных крыс GK с диабетом 2 типа и нормальных крыс Wistar соответственно.
Идти к:
Материалы и методы
Приготовление хлореллы
Хлорелла, использованная в этом эксперименте, поставлялась Daesang Co. Ltd. (Корея) в виде порошка Chlorella Vulgaris . Спецификация хлореллы показана в Таблице 1 .
Таблица 1
Общий состав порошка Chlorella Vulgaris
Нажмите, чтобы увеличить изображение
Животные
Тридцатишестинедельные самцы крыс GK [GK/Slc, инбредные, происхождение школы медицины Университета Тохоку; Jung-Ang Lab Aminal, Inc., Корея] и тридцать шестинедельных самцов крыс Wistar [Slc: Wistar/ST, аутбредные, Институт происхождения медицинских наук; Jung-Ang Lab Animal, Inc., Корея] помещали в индивидуальные клетки из проволочной сетки из нержавеющей стали в помещении с контролируемым климатом. В комнате был 12-часовой цикл свет-темнота, температура 22-24 ℃ и относительная влажность 45 ± 5%. Это исследование было проведено в лаборатории питания Женского университета Ихва в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных (Совет по исследованиям в области питания, 1995 г. ). Крыс кормили гранулированной диетой (Samyang Co., Корея) в течение первых семи дней (период адаптации). Масса крыс линии GK после периода адаптации составила 139,30 ± 12,86 г, а крыс линии Вистар — 175,40 ± 5,75 г. Масса тела крысы ГК на 10-30% ниже, чем у одновозрастной крысы Вистар (Бернард, 2005 ). Затем они были стратифицированы в соответствии с массой тела и случайным образом разделены на три группы на экспериментальные периоды, которые длились соответственно восемь недель.
Экспериментальные диеты
Состав экспериментальных рационов показан в таблице 2 . Экспериментальные рационы были составлены в соответствии с содержанием питательных веществ рациона 93G Американского института питания (AIN) (Reeves et al., 1993 ), с небольшими изменениями. Три разные экспериментальные диеты заменили контрольную диету с различными уровнями хлореллы (0%, 3% или 5% по массе). Между тремя экспериментальными диетами не было различий в общей калорийности. В качестве источников углеводов использовали кукурузный крахмал (Daesang Co., Корея), сахарозу (Dyets, Inc., США), декстринизированный кукурузный крахмал (Dyets, Inc., США). В качестве источника липидов использовали соевое масло (CJ Co., Корея). В качестве источника белка использовали казеин (Murray Goulburn Co-operative Co., Австралия). Минерально-витаминные смеси готовили в соответствии с рекомендацией AIN 1993 г. (Dyets, Inc., США). Все остальные материалы были приобретены у Dyets Inc. (США).
Таблица 2
Состав экспериментальных рационов (единица измерения: г/кг рациона)
Нажмите, чтобы увеличить изображение
Крысам был предоставлен свободный доступ к экспериментальным диетам и деионизированной воде в течение экспериментального периода. Массу тела регистрировали один раз в неделю. Для определения потребления пищи количество предложенной пищи взвешивали, а вес отходов и отходов регистрировали три раза в неделю.
Сбор образцов
В конце экспериментального периода животные голодали в течение 12 часов. Крыс забивали после анестезии этиловым эфиром. Образцы печени замораживали в жидком азоте и хранили при температуре -80 ℃ до проведения анализа показателей уровня липидов. Образцы крови собирали непосредственно из сердца с помощью шприцев, обработанных либо гепарином (5000 МЕ/мл), либо 3,8% цитратом натрия. Образцы крови, собранные гепаринизированными шприцами, переносили в полипропиленовые пробирки, а образцы, обработанные 3,8% цитратом натрия, переносили в полипропиленовые пробирки, содержащие этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА), и полипропиленовые пробирки, содержащие 500 IKU/мл апротинина (Sigma-Aldrich Co., США). , которые помещали в баню со льдом на 20 минут, а образцы крови, содержащиеся в полипропиленовых пробирках, центрифугировали при 2, 800 об/мин в течение 30 минут при 4℃ (центрифуга Union 55R, Hanil, Корея). Апротинин является ингибитором протеолитических ферментов, включая химотрипсин, плазмин, трипсин, эластазу, калликреин и т.д. Рекомендуется добавление ЭДТА и апротинина в образцы крови, чтобы избежать распада глюкагона.Вакасуги, 1989 ). Затем плазму переносили в микропробирки. Плазму, обработанную гепарином, замораживали при -80 ℃ до анализа концентрации инсулина. Плазму, обработанную ЭДТА, замораживали при -80 ℃ до анализа активности АСТ и АЛТ, а также концентраций общего белка и альбумина. Плазму, обработанную ЭДТА и апротинином, замораживали при -80 ℃ до проведения анализа на концентрацию глюкагона (Вакасуги, 1989 ).
Измерения
Измерение функции печени и токсичности
Концентрацию общих липидов в печени измеряли по методу Блая и Дайера.Блай и Дайер, 1959 ). Липидный экстракт печени растворяли в 5 мл метанола и определяли концентрации триглицеридов и общего холестерина с помощью набора (Asan Pharmaceutical, Корея) на основе ферментативного колориметрического метода соответственно (Фоссати и Пренсипи, 1982 ;Макгоуэн и др., 1983 ). Активность аспартатаминотрансферазы (АСТ) и аланинаминотрансферазы (АЛТ) плазмы измеряли с помощью набора (Asan Pharmaceutical, Корея) по методу Рейтмана-Франкеля (Райтман и Франкель, 1957 г. ). Концентрацию общего белка плазмы определяли с помощью набора (Asan Pharmaceutical, Корея) на основе биуретовой реакции (Лейн, 1957 ). Концентрацию альбумина в плазме определяли с помощью набора (Asan Pharmaceutical, Корея) на основе метода бромкрезолового зеленого (БЦЖ) (Вебстер и др., 1974 ).
Анализы метаболитов плазмы и гормонов
Концентрацию глюкозы в крови определяли сразу на приборе Accu-check (Roche Diagnostics, Германия) через 0 и 30 минут после введения глюкозы. Собранные образцы крови, которые переносили в микропробирки с гепарином, помещали в баню со льдом на 20 минут и центрифугировали при 4000 об/мин в течение 7 минут при 4℃. Затем с помощью набора для твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) (Mercodia, Швеция) определяли концентрацию инсулина в плазме крови. Для определения концентрации глюкагона в плазме использовали набор иммуноферментного анализа (ИФА) (Yanaihara Institute Inc., Япония).
HOMA-IR
Концентрации глюкозы в крови натощак и концентрации инсулина в плазме использовались для расчета модели оценки гомеостаза-инсулинорезистентности (HOMA-IR): [HOMA-IR=(инсулин в плазме натощак (мкг/л) × глюкоза в крови натощак (мг/дл)/22,5). )] (Асано и др., 2007 ;Нуньес и др., 2007 ).
Инсулиногенный индекс
Через шесть недель после кормления экспериментальной диетой все крысы голодали в течение 12 часов перед тестом на секрецию инсулина, стимулированного глюкозой. Глюкозу (1 г/кг массы тела) вводили перорально, а образцы крови собирали с помощью гепаринизированных капиллярных трубок из глазной вены на 0 и 30 минутах для измерения концентрации глюкозы в крови и концентрации инсулина в плазме. Затем инсулиногенный индекс рассчитывали по уравнению: [Инсулиногенный индекс = (30-минутный инсулин в плазме - инсулин в плазме натощак) / (30-минутный уровень глюкозы в крови - уровень глюкозы в крови натощак)] (Асано и др., 2007 ;Джу и др., 2003 ;Пратли и Вейер, 2002 г. ).
статистический анализ
Все эксперименты проводились в двух экземплярах, и все статистические анализы выполнялись с помощью программного пакета SAS версии 9.1. Все результаты были выражены как среднее ± стандартная ошибка (SE). Данные были проанализированы с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA), а различия между экспериментальными группами были оценены с использованием критерия множественного диапазона Дункана на уровне P < 0,05.
Идти к:
Полученные результаты
Прием пищи и увеличение массы тела
Потребление пищи, потребление калорий, прибавка массы тела и эффективность пищи показаны в таблице 3 . Как у диабетических ГК, так и у нормальных крыс Вистар не было выявлено существенных различий между группами.
Таблица 3
Суточный рацион, калорийность, прирост массы тела, коэффициент пищевой эффективности у крыс, получавших экспериментальные рационы
Нажмите, чтобы увеличить изображение
Функция печени и токсичность
В Таблице 5 концентрации триглицеридов в печени групп, получавших ГК-3% хлореллы и ГК-5% хлореллы, были значительно ниже, чем у контрольной группы ГК. Потребление хлореллы не оказало существенного влияния на концентрацию общего липида и общего холестерина в печени. У нормальных крыс линии Вистар потребление хлореллы не влияло на концентрации общих липидов, триглицеридов и общего холестерина.
Таблица 5
Концентрация общих липидов, триглицеридов и общего холестерина в печени у крыс, получавших экспериментальный рацион (единица измерения: мг/г сырой печени)
Нажмите, чтобы увеличить изображение
Активности АСТ и АЛТ в плазме показаны в таблице 4 . Достоверных различий между группами диабетической ГК выявлено не было. У нормальных крыс Wistar активность была в пределах референтного диапазона 39,92–92 МЕ/л для активности АСТ и 17–50 МЕ/л для активности АЛТ (Корейское общество пищевой науки и питания, 2000 г. ). Таким образом, прием хлореллы в различных количествах не влиял на функцию печени и сердца и расценивался как нетоксичный у диабетических ГК и нормальных крыс Вистар.
Таблица 4
Активность АСТ и АЛТ в плазме у крыс, получавших экспериментальную диету (единица измерения: МЕ/л)
Нажмите, чтобы увеличить изображение
Как показано в Таблице 4 , концентрации общего белка и альбумина в плазме существенно не отличались среди диабетических групп, и концентрации находились в пределах референтных диапазонов 6,3–8,6 г/дл для концентрации общего белка в плазме и 3,3–4,9 г/дл для концентрация альбумина в плазме у нормальных крыс Wistar (Корейское общество пищевой науки и питания, 2000 г. ). В результате скармливание хлореллы не вызывало белковой недостаточности у диабетических ГК и нормальных крыс Вистар.
Инсулиногенный индекс
Как показано в Таблице 6 , не было существенной разницы в индексах инсулиногенеза как у диабетических GK, так и у нормальных крыс Wistar, но показатели группы, получавшей 5% хлореллы, были несколько выше, чем у контрольной группы и групп, получавших 3% хлореллы у нормальных крыс Wistar. крысы.
Таблица 6.
Инсулиногенный индекс у крыс, получавших экспериментальный рацион в течение 6 недель.
Нажмите, чтобы увеличить изображение
НОМА-индекс и концентрации глюкозы в крови натощак, инсулина в плазме и глюкагона
Таблица 7показали НОМА-индекс и концентрации глюкозы в крови натощак, инсулина в плазме и глюкагона. У диабетических ГК-крыс достоверной разницы показателей HOMA-IR и концентраций глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме не наблюдалось. Однако концентрации глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон в группах, принимавших ГК-3% хлореллы и ГК-5% хлореллы, были значительно ниже, чем в контрольной группе ГК. У нормальных крыс Wistar HOMA-IR и концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме не были значительно снижены при приеме экспериментальной диеты, содержащей 5% хлореллы, но концентрация глюкагона в плазме натощак и соотношение инсулин/глюкагон крыс Wistar В группе с -5% хлореллы были значительно выше, чем в группах Вистар-контроль и Вистар-3% хлореллы.
Таблица 7.
Уровень глюкозы в крови натощак, концентрации инсулина и глюкагона в плазме, HOMA-IR и соотношение инсулин/глюкагон у крыс, получавших экспериментальную диету
Нажмите, чтобы увеличить изображение
Идти к:
Обсуждение
Целью данного исследования было изучение гипогликемического эффекта хлореллы у крыс линии Goto-Kakizaki (GK) с диабетом 2 типа и нормальных крыс Wistar. В течение экспериментального периода рассчитывали инсулиногенный индекс для определения влияния хлореллы на способность к секреции инсулина. В конце эксперимента измеряли концентрации глюкозы в крови натощак, инсулина в плазме, глюкагона и печеночных липидов, а гомеостатическую модель оценки инсулинорезистентности (HOMA-IR) рассчитывали с использованием концентраций глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме для изучить влияние приема хлореллы на чувствительность к инсулину.
Прежде всего, инсулиногенный индекс рассчитывали, используя изменения уровня глюкозы в крови и концентрации инсулина в плазме в течение 30 минут после введения глюкозы в качестве маркера секреции инсулина через шесть недель после кормления экспериментальными диетами, содержащими различные уровни инсулина. хлорелла. Крысы Goto-Kakizaki устойчивы к действию инсулина, и компенсаторная попытка β-клеток высвобождать больше инсулина недостаточна для поддержания концентрации глюкозы в крови, что приводит к функциональному истощению выживших β-клеток.Бернард, 2005 ). Ожидалось, что потребление хлореллы может улучшить стимулированную глюкозой секрецию инсулина, но было замечено, что потребление хлореллы не влияло на индексы инсулиногенеза крыс с диабетом GK. Более того, показатели нормальных крыс Вистар также существенно не различались между группами, но показатели групп Вистар-5% хлореллы были очень немного выше, чем у групп Вистар-контроль, Вистар-3% хлореллы. Предыдущие исследования (Чернг и Ши, 2005b ;Rodríguez-López & López-Quijada, 1971 ) сообщили, что хлорелла не влияет на секрецию инсулина.
В работе с использованием аллоксан-индуцированного диабета Вистар, модели диабета 1 типа, крысам внутрибрюшинно вводили хлореллу пиреноидозную (1 мг/кг массы тела). Через сорок восемь часов у крыс, голодавших в течение 15 часов, измеряли концентрацию глюкозы и инсулина в плазме. Концентрация глюкозы в плазме крыс Wistar с индуцированным аллоксаном диабетом явно снижалась при введении хлореллы, но концентрация инсулина в плазме не изменилась. Исследование пришло к выводу, что инъекция хлореллы не влияла на концентрацию инсулина в плазме натощак у крыс с диабетом 1 типа.Родригес-Лопес и Лопес-Кихада, 1971 ). В другом исследовании также оценивалось влияние хлореллы на секрецию инсулина у мышей с диабетом, индуцированным стрептозотоцином (STZ) (модель диабета 1 типа). За двадцать минут до забора кровимышам STZ и нормальным мышам вводили 100 мг/кг хлореллы или H 2 O. Концентрации инсулина у мышей STZ, получавших хлореллу, и у нормальных мышей не отличались от таковых умышей, получавших H 2 O, и у нормальных мышей (Чернг и Ши, 2005b ). Эти результаты предыдущих исследований в некоторой степени согласуются с результатами этого исследования о том, что потребление хлореллы очень незначительно влияет на способность секреции инсулина или вообще не влияет на него как у крыс GK, так и у крыс Wistar. Хлорелла может иметь эффект снижения уровня глюкозы в плазме, но это не эффект хлореллы на секрецию инсулина.
Были измерены некоторые биомаркеры, чтобы оценить, оказывает ли хлорелла гипогликемическое действие за счет повышения чувствительности к инсулину или нет. Чтобы изучить влияние хлореллы на улучшение чувствительности к инсулину, измеряли концентрации глюкозы в крови натощак, инсулина в плазме, глюкагона и печеночных липидов, а также рассчитывали HOMA-IR у диабетических GK и нормальных крыс Wistar соответственно.
Концентрация глюкозы в крови натощак в группах, получавших хлореллу, была, как правило, ниже, чем в группе, не получавшей хлореллу, у диабетических крыс GK. Это, по-видимому, приводит к небольшому снижению концентрации инсулина в плазме. Высокие концентрации глюкозы и инсулина приводят к гиперинсулинемии при диабете 2 типа. Тем не менее, не было существенной разницы в концентрации инсулина натощак между группами, не получавшими хлореллу, несмотря на диабет. Предполагается, что крысам GK, использованным в этом исследовании, было шесть недель. Резистентность к инсулину у молодых диабетических животных может быть меньше, чем у старых диабетических животных, и поэтому концентрация инсулина может существенно не отличаться.
В соответствии с немного более низкими концентрациями глюкозы в крови натощак в группах, получавших хлореллу, HOMA-IR групп, получавших хлореллу, был, как правило, ниже. HOMA-IR, рассчитанный с использованием уровня глюкозы в крови натощак и концентрации инсулина в плазме, представляет собой метод, используемый для количественной оценки резистентности к инсулину и функции β-клеток.Асано и др., 2007 ;Мэтьюз и др., 1985 ). Поскольку более низкий показатель HOMA-IR означает, что концентрация глюкозы и/или инсулина в крови натощак низкая, резистентность к инсулину может быть немного снижена за счет приема хлореллы у диабетических крыс GK.
Несколько более низкий показатель HOMA-IR у групп, получавших хлореллу, по-видимому, связан со значительно более низкими концентрациями печеночных триглицеридов (ТГ). Инсулинорезистентность связана с дислипидемией. Избыток глюкозы может откладываться в виде гликогена в печени и мышцах или в виде ТГ путем липогенеза в жировых тканях.Чернг и Шин, 2006 ;Смит и др., 2005 ). Когда резистентность к инсулину вызывает липолиз жировой ткани, также увеличивается количество неэстерифицированных свободных жирных кислот (NEFA) в плазме, что влияет на печень. Избыток НЭЖК в плазме сохраняется в виде ТГ в печени и используется для глюконеогенеза, вызывая гипергликемию.Boden et al., 1998 ), и это может ингибировать стимулированную инсулином утилизацию глюкозы в мышцах (Роден и др., 1996 ). Напротив, снижение концентрации НЭЖК в плазме может улучшить утилизацию глюкозы.Reaven et al., 1988 ) и усиливают подавление продукции глюкозы печенью инсулином (Saloranta et al., 1991 ), и снизить высокую концентрацию инсулина при диабете 2 типа (Боден и др., 1998 ).
Хотя в этом исследовании концентрация NEFA в плазме не измерялась, в работе Cherng и Shin (Cherng & Shin, 2006 ) измерили это у мышей с диабетом, индуцированным STZ, после острого лечения хлореллой (100 мг/кг хлореллы). Концентрация NEFA в сыворотке мышей с диабетом, индуцированным STZ, которым вводили хлореллу, была значительно ниже, чем у мышей, получавших H 2Мышам с диабетом, индуцированным STZ, вводили О. Кроме того, поглощение глюкозы в печени и мышцах было увеличено после введения хлореллы мышам с диабетом, индуцированным STZ, и нормальным мышам. Пониженная концентрация NEFA и повышенное поглощение глюкозы у мышей с диабетом, индуцированным STZ, при введении хлореллы могут поддерживать значительно более низкие концентрации TG в печени у крыс GK с диабетом 2 типа при приеме хлореллы. Таким образом, эти результаты групп, получавших хлореллу, могут свидетельствовать об улучшении резистентности к инсулину при приеме хлореллы у диабетических крыс GK.
Концентрация глюкагона в плазме в группах, получавших хлореллу, была значительно ниже, чем в группе, не получавшей хлореллу. Значительно более низкие концентрации глюкагона в плазме в группах, получавших хлореллу, были связаны со значительно более высоким соотношением инсулин/глюкагон у диабетических крыс GK. Эти значительные эффекты могут подтвердить возможность хлореллы помочь улучшить гиперглюкагонемию при диабете 2 типа. Потому что диабет 2 типа является хроническим нарушением обмена веществ, которое не только возникает в результате резистентности к инсулину, но также характеризуется относительным избытком глюкагона и дисфункцией α-клеток поджелудочной железы. Характерными признаками гиперглюкагонемии являются снижение чувствительности клеток к инсулину или глюкозе и нарушение секреции инсулина.Ферраннини, 2007 г .;Унгер, 1978 ). Исследование Choi et al. (2004 ) предположил, что продолжительность диабета и плохой гликемический контроль могут быть тесно связаны с относительной гиперглюкагонемией у корейских пациентов с диабетом 2 типа. Более того, сообщалось, что абсолютная концентрация глюкагона или отношение инсулина к глюкагону часто снижаются при диабете как у животных, так и у людей.Цзян и Чжан, 2003 г .;Унгер, 1978 ).
Влияние хлореллы на концентрацию глюкагона натощак аналогично действию эксендина-4, выделенного из яда ядовитого монстра Helodermaподозреваемого . Глюкагоноподобный пептид-1 представляет собой инкретин, представляющий собой кишечный гормон, усиливающий секрецию инсулина, вызванную глюкозой, после еды. Глюкагоноподобный пептид-1 чрезвычайно быстро метаболизируется в кровотоке ферментом дипептидилпептидазой-IV (ДПП-IV), но эксцендин-4, агонист рецептора глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1), устойчив к ДПП-IV. Эксенатид, синтетический эксендин-4, недавно получил одобрение FDA в США для лечения диабета 2 типа.Брионес и Баджадж, 2006 г .;Park, 2007 ) и улучшает гликемический контроль у пациентов с диабетом за счет острых механизмов, таких как глюкозозависимая стимуляция секреции инсулина, подавление неадекватной секреции глюкагона и замедление опорожнения желудка, а также хронических механизмов, включающих увеличение массы β-клеток. в исследованиях на грызунах, а также потеря веса и снижение потребления пищи у людей (Иган и др., 2002 ;Колтерман и др., 2002 ;Малер и Адлер, 1999 ). Хотя стимуляция секреции инсулина, эффект эксенатида, не проявлялся при приеме хлореллы, эксенатид и прием хлореллы демонстрируют аналогичный эффект снижения концентрации глюкагона. Это может свидетельствовать о том, что прием хлореллы полезен для лечения диабета 2 типа за счет снижения концентрации глюкагона.
В совокупности прием хлореллы значительно снижал соотношение инсулин/глюкагон, концентрацию глюкагона в плазме натощак и печеночных ТГ. Также незначительно снижались концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме, уровень HOMA-IR при приеме хлореллы. Учитывая результаты, описанные выше, потребление хлореллы может улучшить резистентность к инсулину и повысить чувствительность к инсулину у крыс GK с диабетом 2 типа.
Гипогликемические эффекты приема хлореллы также оценивались на нормальных крысах Вистар. Концентрации глюкозы в крови натощак и концентрации инсулина в плазме в группах, получавших хлореллу, были, как правило, ниже, чем в группе, не получавшей хлореллу. В частности, концентрации инсулина в плазме были немного снижены в соответствии с дозами хлореллы. HOMA-IR также снижался при приеме хлореллы дозозависимым образом. Однако концентрация глюкагона в плазме у группы, получавшей 5% хлореллы, была значительно выше, чем у других групп, а соотношение инсулин/глюкагон было значительно ниже по сравнению с другими группами.
Инсулин и глюкагон являются ключевыми гормонами, регулирующими гомеостаз глюкозы. Абсолютные концентрации и, тем более, соотношения этих двух гормонов жестко регулируются в зависимости от нутритивного статуса.Фанелли и др., 2006 ;Смит и др., 2005 г.). Ожидается, что хлорелла будет способствовать действию контррегуляторных гормонов, повышающих концентрацию циркулирующей глюкозы, таких как катехоламин, глюкагон и адренокортикотропный гормон в состоянии натощак. Это подтверждается результатами, свидетельствующими о повышении концентрации глюкагона в группе Вистар, получавшей 5% хлореллы, для поддержания концентрации глюкозы в крови в нормальном состоянии, гликемического гомеостаза. Поскольку концентрация глюкагона в группе, получавшей 5% хлореллы, была значительно выше, а соотношение инсулин/глюкагон было значительно ниже среди нормальных групп, однако концентрации глюкозы в крови не отличались в зависимости от потребления хлореллы, можно предположить, что небольшое количество инсулина эффективно использовалось при приеме хлореллы. В соответствии с этим предположением, HOMA-IR был ниже в группах, получавших хлореллу.
В результате потребление 5% хлореллы значительно увеличило концентрацию глюкагона натощак и соотношение инсулин/глюкагон у нормальных крыс Wistar. Кроме того, концентрации глюкозы в крови натощак и инсулина в плазме, уровни HOMA-IR в группе, получавшей 5% хлореллы, были немного снижены. Согласно приведенным выше результатам, это исследование может свидетельствовать о том, что потребление хлореллы может быть полезным для улучшения чувствительности к инсулину у нормальных крыс Wistar.
Принимая во внимание результаты этого исследования на ГК с диабетом 2 типа и нормальных крысах Вистар, эти изменения под действием хлореллы, возможно, могут быть связаны с потенциальными гипогликемическими эффектами. Однако трудно убедиться в том, что хлорелла обладает гипогликемическим эффектом, безусловно, потому что результаты этого исследования были неясными. Более того, проведено лишь несколько исследований, подтверждающих гипогликемический эффект хлореллы. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для оценки эффекта более высоких доз хлореллы, чтобы убедиться, что хлорелла оказывает гипогликемическое действие, и чтобы обнаружить, что эффективные дозы хлореллы ответственны за положительное влияние на чувствительность к инсулину. Кроме того, некоторые биомаркеры, такие как уровень NEFA в плазме и скорость поглощения глюкозы клеткой, также необходимы для изучения механизма того, как хлорелла действует как гипогликемическое средство. Окончательно,
Идти к:
Примечания
Эта работа была поддержана компанией Daesang Co., Ltd. из Сеула, Корея, и проектом Brain Korea 21 в 2007 году.
Идти к:
Рекомендации
1. Асано Т., Йошида Р., Огата Х., Кокава К., Огимото М., Акехи Ю., Анзай К., Оно Дж., Тамура К., Хидехира К., Кикучи М. Функция бета-клеток вносит основной вклад в распределение глюкозы при пероральном приеме у тучных японских студентов. Endocr J 2007; 54: 903–910.
2. Бернард П. Запрограммированные нарушения развития и функционирования β-клеток как одна из причин диабета 2 типа? Крысиная парадигма GK. Diabetes Metab Res Rev 2005;21:495–504.
3. Блай Э.Г., Дайер В.Дж. Экспресс-метод выделения и очистки общих липидов. Can J Biochem Physiol 1959; 37:911–917.
4. Boden G, Chen X, Iqbal N. Резкое снижение уровня жирных кислот в плазме снижает базальную секрецию инсулина у больных диабетом и не страдающих диабетом. Диабет 1998; 47: 1609–1612.
5. Брионес М., Баджадж М. Эксенатид: агонист рецептора GLP-1 в качестве новой терапии сахарного диабета 2 типа. Экспертное заключение Pharmacother 2006; 7:1055–1064.
6. Чен М.С., Као С.С., Чанг С.Дж. Распространенность и факторы риска диабетической ретинопатии среди инсулиннезависимых диабетиков. Am J Ophthalmol 1991;114:723–730.
7. Чернг Ю.Ю., Ши М.Ф. Потенциальные гипогликемические эффекты хлореллы у мышей с диабетом, индуцированным стрептозотоцином. Life Sci 2005a; 77: 980–990.
8. Чернг Ю.Ю., Ши М.Ф. Предотвращение дислипидемии хлореллой пиреноидозной у крыс и хомяков после хронического лечения диетой с высоким содержанием жиров. Life Sci 2005b; 76:3001–3013.
9. Чернг Ю.Ю., Ши М.Ф. Улучшение гликогенеза у мышей со стрептозоцином (STZ) с диабетом после введения зеленых водорослей Chlorella. Life Sci 2006; 78: 1181–1186.
10. Чхве К.Х., Сон К.Х., Ли С.Х., Чанг С.Х., Кин Э.Дж., Ко С.Х., Квон Х.С., Ан Ю.Б., Юн К.Х., Ча Б.И., Ли К.В., Сон Х.И., Канг С.К. Относительная гиперглюкагонемия и связанные с ней факторы у больных сахарным диабетом 2 типа. Журнал Корейской Диабетической Ассоциации 2004; 28:338–345.
11. Иган Дж. М., Клоке А. Р., Элахи Д. Инсулинотропный эффект острого эксендина-4, вводимого людям: сравнение недиабетического состояния с диабетом 2 типа. J Clin Endocrinol Metab 2002;87:1282–1290.
12. Фанелли К.Г., Порчеллати Ф., Россетти П., Болли Г.Б. Глюкагон: влияние его избытка и дефицита на действие инсулина. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2006;16:S28–S34.
13. Ferrannini E, Muscelli E, Natali A, Gabriel R, Mitrakou A, Flyvbjerg A, Golay A, Hojlund k. Связь между чувствительностью к инсулину и риском сердечно-сосудистых заболеваний (RISC) Исследователи проекта. Связь концентрации глюкагона и проинсулина натощак с резистентностью к инсулину. Диабетология 2007; 50: 2342–2347.
14. Fossati P, Prencipe L. Глицериды сыворотки определяются колориметрически с помощью фермента, продуцирующего перекись водорода. Clin Chem 1982; 28:2077–2080.
15. Хаффнер С.М., Лехто С., Рённемаа Т., Пюёряля К., Лааксо М. Смертность от ишемической болезни сердца у пациентов с диабетом 2 типа и у недиабетических субъектов с перенесенным инфарктом миокарда и без него. N Engl J Med 1998; 339: 229–234.
16. Хан Дж.Г., Канг Г.Г., Ким Дж.К., Ким Ш.Х. Современное состояние и будущее хлореллы. Пищевая наука и промышленность 2002; 6: 64–69.
17. Харрис М.И., Хадден В.К., Ноулер В.К., Беннетт П.Х. Распространенность диабета и нарушение толерантности к глюкозе и уровня глюкозы в плазме у населения США в возрасте 20-74 лет. Диабет 1987; 36: 523–534.
18. Цзян Г, Чжан ББ. Глюкагон и регуляция метаболизма глюкозы. Am J Physiol Endocrinol Metab 2003; 284: E671–E678.
19. Ли Джуэ, Канеко Такаши, Цинь Ли-Цян, Ван Цзин, Ван Юань, Сато Акио. Долгосрочные эффекты высокого потребления пищевых волокон на толерантность к глюкозе и метаболизм липидов у крыс GK: сравнение ячменя, риса и кукурузного крахмала. Метаболизм 2003; 53:1206–1210.
20. Кан М.С., Сим А.Дж., Че Х.Дж. Хлорелла как функциональный биоматериал. Korean J Biotechnol Bioeng 2004; 19:1–11.
21. Кин Х. Что в имени? ИЗСД/ИНСД. Тип 1/тип 2. Diabet Med 1986; 3:11–12.
22. Ким М.К., Пэк Дж.Е. Влияние пищевых волокон в рисе и на липидном и кадмиевом обмене у крыс. Корейский журнал о питании, 1997; 26:21–33.
23. Колтерман О.Г., Бус Дж.Б., Файнман М.С., Гейнс Э., Хайнц С., Биксак Т.А., Тейлор К., Ким Д., Айспорна М., Ван Ю, Барон А.Д. Синтетический эксендин-4 (экзенатид) значительно снижает уровень глюкозы в плазме после приема пищи и натощак у пациентов с диабетом 2 типа. J Clin Endocrinol Metab 2002;88:3082–3089.
24. Лэйн Э. Спектрофотометрические и турбидиметрические методы измерения белков. Методы Enzymol 1957;3:447–454.
25. Малер Р.Дж., Адлер М.Л. Сахарный диабет 2 типа: обновленная информация о диагностике, патофизиологии и лечении. J Clin Endocrinol Metab 1999;84:1165–1171.
26. Мэтьюз Д.Р., Хоскер Дж.П., Руденски А.С., Нейлор Б.А., Тричер Д.Ф., Тернер Р.С. Оценка модели гомеостаза: резистентность к инсулину и функция бета-клеток по концентрации глюкозы в плазме натощак и концентрации инсулина у человека. Диабетология 1985; 28:412–419.
27. McGowan MW, Artiss JD, Strandbergh DR, Zak B. Пероксидазный метод колориметрического определения триглицеридов в сыворотке. Clin Chem 1983; 29: 538–542.
28. Министерство здравоохранения и социального обеспечения. Отчет о национальном обследовании здоровья и питания 1998 года: обследование питания. Сеул. Республика Корея: 1999 г.
29. Министерство здравоохранения и социального обеспечения. Отчет о национальном обследовании здоровья и питания 2005 года: обследование питания. Сеул. Республика Корея: 2006 г.
30. Nunes E, Peixoto F, Louro T, Sena CM, Santos MS, Matafome P, Moreira PI, Seica R. Лечение соевым маслом ухудшает стимулированную глюкозой секрецию инсулина и изменяет состав жирных кислот нормальных и диабетических островков. Acta Diabetol 2007;44:121–130.
31. Совет по исследованиям в области питания. Потребность в питательных веществах лабораторных животных. Сеул. Республика Корея: Издательство академии; 1995.
32. Парк СМ. Стратегии разработки антидиабетических функциональных пищевых продуктов. Пищевая наука и промышленность 2007; 40:46–58.
33. Pratley RE, Weyer C. Роль нарушенной ранней секреции инсулина в патогенезе сахарного диабета II типа. Диабетология 2002;44:929–945.
34. Reaven GM, Chang H, Ho H, Jeng CY, Hoffman BB. Снижение уровня глюкозы в плазме у диабетических крыс антилиполитическими агентами. Am J Physiol 1988; 254: E23–E30.
35. Ривз П.Г., Нильсен Ф.Х., Фэйи Г.К. Очищенные диеты AIN-93 для лабораторных грызунов: Заключительный отчет Специального комитета по питанию Американского института по изменению состава диеты AIN-79A для грызунов. Дж. Нутр 1993; 123: 1939–1951.
36. Рейтман А., Франкель С. Колориметрический метод определения глутаминовой щавелевоуксусной и глутаминовой пировиноградной трансаминазы в сыворотке. Ам Дж. Клин Патол, 1957; 28:56–63.
37. Ри БД. Эпидемиологическая характеристика сахарного диабета среди населения Кореи. Журнал Корейской Диабетической Ассоциации 2003; 27:173–178.
38. Роден М., Прайс П.Б., Персегин Г., Петерсен К.Ф., Потман Д.Л., Клайн Г.В., Шульман Г.И. Механизм резистентности к инсулину, вызванной свободными жирными кислотами, у человека. J Clin Invest 1996; 97: 2859–2865.
39. Родиригес-Лопес М. Действие хлореллы пиреноидозной на экспериментальный диабет у крыс. Med Exp Int J Exp Med 1964; 10: 381–386.
40. Родригес-Лопес М., Лопес-Кихада С. Глюкоза плазмы и инсулин плазмы у нормальных и аллоксанированных крыс, получавших хлореллу. Life Sci II 1971; 10: 57–60.
41. Saloranta C, Franssila-Kallunki A, Ekstrand A, Taskinen MR, Groop L. Модуляция выработки глюкозы в печени неэтерифицированными жирными кислотами при сахарном диабете 2 типа (инсулинозависимом). Диабетология 1991;34:409–415.
42. Сано Т., Кумамото Ю., Камия Н., Окуда М., Танака Ю. Влияние липофильного экстракта Chlorella vulgaris на алиментарную гиперлипидемию у крыс, получавших холестерин. Артерия 1988; 15: 217–224.
43. Саймонсон Г.Д., Кендалла Д.М. Диагностика инсулинорезистентности и ассоциированных синдромов: спектр от метаболического синдрома до сахарного диабета 2 типа. Коронарная артерия Dis 2005; 16: 465–472.
44. Смит С., Маркс А.Д., Либерман М. В: Основы медицинской биохимии. Балтимор. США: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2005. С. 478-479.
45. Сонг К.Э., Ким ДиДжей, Пак Дж.В., Чо Х.К., Ли К.В., Ха КБ. Клинические характеристики корейских пациентов с диабетом 2 типа в зависимости от секреции инсулина и резистентности к инсулину. Журнал Корейской Диабетической Ассоциации 2007; 31:123–129.
46. Корейское общество пищевой науки и питания. Справочник экспериментов в пищевой науке и питании. Сеул. Республика Корея: Hyoil Press; 2000. С. 661.
47. Унгер РХ. Роль глюкагона в патогенезе диабета: состояние полемики. Метаболизм 1978; 27:1691–1709.
48. Вакасуги К. Деградирующая активность глюкагона. Nippon Naibunpi Gakkai Zasshi 1989; 65: 483–496.
49. Вебстер Д., Бигнелл А.Х., Этвуд Э.К. Оценка пригодности бромкрезолового зеленого для определения сывороточного альбумина. Клин Чим Акта 1974; 53: 101–108.
50. Wild S, Roglic G, Green A, Sicree R, King H. Глобальная распространенность диабета: оценки на 2000 год и прогнозы на 2030 год. Diabetes Care 2004;27:1047–1053.
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
