Fizjologiczne właściwości hesperydyny w modelowym układzie cukrzycy streptozotocynowej u myszy

Abstract

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu flawanonu hesperydyny na poziom glukozy w warunkach in vivo, w tym także w warunkach modelu indukowanej cukrzycy. Przeprowadzone badania były także próbą odpowiedzi na pytania, czy i w jakim stopniu zastosowany w modelu cukrzycy streptozotocynowej bioflawonoid hesperydyna w zastosowanych dawkach i w wybranych przedziałach czasowych zmieni zawartość podstawowych i markerowych wskaźników cukrzycy w wybranych narządach myszy. Badania niniejsze miały dać odpowiedź na pytanie: czy stosowanie in vivo bioflawonoidu hesperydyny jako suplementu diety może mieć znaczenie dla wczesnej prewencji (profilaktyki pierwotnej) jak i interwencji medycznej. Przeprowadzone badania w warunkach in vivo były także próbą odpowiedzenia na pytanie: czy analiza biomarkerów uznawanych za czułe, zwłaszcza stężenia 8-isoPGF, 8-OHdG, GSH oraz aktywność Gpx i GR może mieć istotne znaczenie we wczesnej diagnostyce nasilenia stresu oksydacyjnego, co w dobie chorób cywilizacyjnych, takich jak cukrzyca może mieć również znaczenie praktyczne dla prognozowania czasu przeżycia chorych. Badania przeprowadzono na 240 czteromiesięcznych samcach myszy białej (Mus musculus L.) szczepu Swiss o średniej masie ciała 26 g. Zwierzęta wszystkich grup kontrolnych (K) otrzymywały o tej samej porze dnia, tj. o godzinie 8:00 (granica fazy ciemnej i jasnej cyklu 12:12), jednorazowo dootrzewnowo 0,3 ml roztworu soli fizjologicznej (0,9% NaCl, Polfa). Zwierzęta grup doświadczalnych podzielono losowo na dwie grupy. Myszy I serii badań otrzymywały: jednorazowo w iniekcjach dootrzewnowych streptozotocynę (STZ) w dawce 65 mg/kg masy ciała (I grupa doświadczalna), jednorazowo dootrzewnowo hesperydynę w dawce 4 mg/kg m.c. (II grupa doświadczalna) oraz jednorazowo STZ w dawce 65 mg/kg m.c. + hesperydynę w dawce 4 mg/kg m.c. (III grupa doświadczalna). W II serii badań myszy otrzymywały jednorazowo w iniekcjach dootrzewnowych streptozotocynę (STZ) w dawce 65 mg/kg masy ciała (IV grupa doświadczalna), chronicznie przez 3, 7 i 14 dni dootrzewnowo hesperydynę w dawce 4 mg/kg m.c. (V grupa doświadczalna) oraz jednorazowo dootrzewnowo STZ w dawce 65 mg/kg m.c. + hesperydynę w dawce 4 mg/kg m.c. chronicznie przez 3, 7 i 14 dni (VI grupa doświadczalna). Po zakończeniu iniekcji pobierano krew i narządy (wątroba i nerki) odpowiednio po 1,4 i 12 godzinach od iniekcji oraz po 3,7 i 14 dniach od momentu ekspozycji. W surowicy krwi oznaczano stężenie glukozy, zawartość TAS, GSH, cholesterolu całkowitego, HDL, LDL (ze wzoru Friedewalda), TG, 8-hydroxy-2’-deoxyguanozyny oraz 8-isoPGF. W homogenatach wątroby i nerek oznaczano zawartość GSH, Gpx, GR oraz poziom białka całkowitego. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że STZ podwyższa stężenie glukozy we krwi, obniża zawartość GSH i TAS, obniża aktywność GR, natomiast podwyższa aktywność Gpx w badanych narządach myszy. Wykazano, że STZ podwyższa stężenie zarówno 8-hydroxy-2’-deoxyguanozyny oraz 8-isoPGF. Uzyskane wyniki wskazują, że STZ podwyższa zawartość TG cholesterolu całkowitego oraz cholesterolu LDL u badanych zwierząt. Na podstawie przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników stwierdzono, że HESP podana jednorazowo i chronicznie obniża poziom glukozy w surowicy krwi, nie zmienia w sposób zasadniczy poziomu TAS z wyjątkiem przedziału czasowego 7 i 14 dni. Ekspozycja chroniczna na HESP powoduje wzrost koncentracji GSH, aktywności GR w wątrobie i nerkach oraz obniżenie aktywności Gpx w badanych narządach zwierząt eksperymentalnych. Zanotowane zmiany aktywności GR i Gpx w badanych narządach myszy są mało specyficzne. Uzyskane wyniki dotyczące gospodarki lipidowej wskazują, że HESP obniża poziom cholesterolu całkowitego, TG, cholesterolu LDH oraz podwyższa zawartość cholesterolu HDL. Bioflawonoid HESP znamiennie statystycznie obniża zawartość 8-isoPGF i poziom uszkodzeń DNA mierzony stężeniem 8- OHdG. W pracy dokonano przeglądu i oceny wybranych markerów oksydacyjnego uszkodzenia biocząstek, jak i parametrów obrony antyoksydacyjnej w kontekście zwierzęcego modelu cukrzycy typu I i II. W większości parametry te wykazują również związek z metabolicznym wyrównaniem indukowanej choroby, współistniejącymi czynnikami ryzyka czy rozwijającymi się w trakcie jej przebiegu powikłaniami naczyniowymi. Ocena nasilenia stresu oksydacyjnego u chorych na cukrzycę może być pomocna w monitorowaniu przebiegu choroby oraz wkroczeniu z odpowiednią terapią antyoksydantami dla wczesnej prewencji jak i interwencji. Przedstawione dane odnoszą się do badań o charakterze naukowym, niestety w kontekście stresu oksydacyjnego biomarkery, takie jak TAS, stężenie 8-isoPGF czy 8-OHdG nie są oznaczane rutynowo. Oznaczanie stężenia 8-isoPGF i 8-OHdG w monitorowaniu cukrzycy typu I i II oraz ekspresji zmian wywołanych podaniem hesperydyny wskazuje na wysoką prospektywną wartość diagnostyczną oznaczania stężenia 8-hydroxy-2’-deoxyguanozyny i izoprostanów w monitorowaniu przebiegu cukrzycy typu I i II oraz ekspresji zmian wywołanych podaniem hesperydyny. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że po opracowaniu odpowiednich zautomatyzowanych i tanich procedur oznaczania tych biomarkerów znajdą one zastosowanie w diagnostyce nasilenia stresu oksydacyjnego, co może mieć również znaczenie dla prognozowania czasu przeżycia chorych. Możliwość prawidłowego monitorowania stresu oksydacyjnego staje się konieczna również w przypadku suplementacji flawonoidami, takimi jak hesperydyna lub/i podawania leków wykazujących działanie antyoksydacyjne, w tym nutraceutyków.