Jak borůvky ovlivňují hladinu cukru v krvi?

Extrakt z listů borůvky má příznivý vliv na stav metabolismu sacharidů a lipidů, na procesy peroxidace lipidů, biochemické ukazatele funkčního stavu jater a ledvin na pozadí experimentálního alloxanového diabetu.

Pojem „diabetes mellitus“ (DM) spojuje skupinu syndromů charakterizovaných hyperglykémií, poruchou metabolismu lipidů, sacharidů a bílkovin a vysokým rizikem komplikací spojených s poškozením cév. Diabetes mellitus a porucha glukózové tolerance se vyskytují nejenom samy o sobě, ale doprovázejí i řadu onemocnění – tzv. sekundární diabetes mellitus.

Řada experimentálních studií odhalila, že použití bylinné medicíny při komplexní léčbě diabetu vede k prevenci rozvoje onemocnění a jeho komplikací. Přírodní bioflavonoidy jsou léky volby pro prevenci a léčbu diabetu a jeho komplikací [2,10]. Tyto látky se vyznačují vysokou antiradikálovou aktivitou. Jako past na volné radikály v těle mají spolu s antioxidačním (AO) účinkem a (neméně důležitým) i ochranný účinek, který chrání antioxidační obranný systém vlastního těla. Optimální účinek rostlinných AO se projeví při jejich použití v komplexu doprovodných biologicky aktivních látek rostlinných surovin [6].

Oslabení antioxidačního obranného systému organismu u diabetu vede k aktivaci peroxidových mechanismů [1,2,9], což spolu s hyperglykémií a dyslipidémií vede k poruše permeability fosfolipidové membrány buněk periferní tkáně, inzulínové toleranci, poškození k ß-buňkám Langerhansových ostrůvků a rozvoji makro- a mikroangiopatie.

Přírodní antioxidanty – flavonoidy v kombinaci s dalšími rostlinnými biologicky aktivními látkami působí hypoglykemicky. Zajímavá pro výzkum jako lék pro použití při cukrovce je borůvka obecná – Vaccinum myrtillus L. fam. brusinka – Vaccinaceae. Listy borůvky obsahují třísloviny (až 20 %), fenolické sloučeniny arbutin (1-2 %), hydrochinon (1 %), anthakyan – myrtilin (1-2 %), kvercetin a další flavonoidy, triterpenové saponiny – kyseliny ursolové a oleonolové, kyselina askorbová (až 250 mg %). Přípravky z listů borůvky se používají ke snížení krevního cukru při cukrovce jako součást různých bylinných přípravků. Bylo prokázáno, že hypoglykemický účinek těchto léků je spojen s flavonoidním glykosidem myrtilinem [4]. Cílem těchto studií byla identifikace vlivu extraktu z listů borůvky na metabolické změny a také na procesy peroxidace lipidů u aloxanem indukovaného diabetu.

Materiály a metody výzkumu

V práci byli použiti dospělí samci potkanů ​​kmene Wistar o hmotnosti 200-280 g. Model experimentálního diabetu byl vytvořen intraperitoneálním podáním alloxan trihydrátu (La Chema, Česká republika) (podle námi upravené metody). Kontrolní zvířata dostala ekvivalentní injekci fyziologického roztoku chloridu sodného. Po 10 dnech, po předchozím stanovení hmotnosti a krevního cukru, byly v každé skupině vytvořeny skupiny po 10 zvířatech. Poté byl zvířatům v průběhu 2 týdnů injikován extrakt z byliny sladkého jetele ve vhodných dávkách, kontrolní skupina zvířat obdržela ekvivalentní injekci fyziologického roztoku chloridu sodného. 15. den, po předběžném 24hodinovém hladovění, byla zvířata zvážena a následně dekapitována, byla jim odebrána krev a orgány na analýzu ke stanovení obsahu cukru, produktů metabolismu lipidů, LPO a biochemických ukazatelů funkčního stavu játra a ledviny.

Obsah krevního cukru byl stanoven pomocí testovacího analyzátoru indikátorového papíru IME-DC a enzymatické kolorimetrické metody bez deproteinizéru (GOD-PAP), glukózové činidlo – člověk, analyzátor FP-901 při vlnové délce 500 nm.

Hladiny triglyceridů, lipoproteinů, cholesterolu a volných mastných kyselin v krvi byly stanoveny enzymatickou kolorimetrickou metodou za použití sady chemických činidel vyráběných společností Human, Německo. FP-901 analyzátor při vlnové délce 500 nm.

Pomocí analyzátoru Stat Fax chem.-well s použitím sady chemických činidel vyrobených firmou Human (Německo) byl stanoven obsah celkového bilirubinu při vlnové délce 546 nm, alaninaminotransferázy – při vlnové délce 340-365 nm, aspartátaminotransferázy – při vlnové délce 340-365 nm, glutamin transferáza – při vlnové délce 400-420 nm, celkový protein – při vlnové délce 540-560 nm, kreatinin – při vlnové délce 490-510 nm, kyselina močová – při vlnové délce 520-546 nm.

Závažnost oxidačního stresu byla určena koncentrací dienových konjugantů a malondialdehydu v krevním séru a tkáních jater, srdce, ledvin a pankreatu [7,14].

Statistické zpracování získaných výsledků bylo provedeno parametrickou metodou pomocí Studentova t-testu a neparametrického stanovení hodnot U pro Wilcoxon-Mann-Whitney test [3,8].

Výsledky a jejich diskuse

2. den po podání alloxanu je pozorováno zvýšení hladiny cukru v krvi zvířat. Hyperglykémie zesílí po opakovaném podání alloxanu 3. a 5. den. Frakční podávání alloxanu snižuje letalitu potkanů ​​během akutního období intoxikace a umožňuje prodloužit dobu spontánní regenerace β-buněk. Tedy 10. den překračuje obsah cukru v krvi intaktní hodnoty o 370.7 %. V dalších stádiích experimentálního diabetu začíná krevní cukr u zvířat postupně klesat a nastává období kompenzace, které je spojeno s částečnou regenerací ß-buněk [2]. Navíc ve skupině zvířat, která dostávala placebo, ve srovnání se skupinou, která dostávala lék, dochází k podobné kompenzaci cukru o 10 dní později.

Poškození různých orgánů u diabetu poškozením cév těchto orgánů, kde procesy volných radikálů nemají malý význam, předurčilo zájem o identifikaci vlivu léčiva na obsah produktů peroxidace lipidů.

Pro stanovení účinnosti studovaného léku na závažnost peroxidace lipidů na pozadí alloxanového diabetu byly zkoumány tkáňové homogenáty nejvíce postižené FRO u diabetu. Výsledky jsou uvedeny v tabulce. 1.

Tabulka 1

Indikátory vlivu extraktu z listů borůvky na závažnost peroxidace lipidů (nmol/ml a nmol/mg tkáně) na pozadí alloxanového diabetu

Výsledky jsou spolehlivé u p

Jak je vidět z tabulky. 1 se závažnost změn primárních produktů peroxidace lipidů – dienových konjugátů (DC) pod vlivem léku na pozadí alloxanového diabetu, ve srovnání se zvířaty indukovanými alloxanem, projevila následovně: v krvi se snížila o 64,0%, v játrech – o 66,4%, v srdci – o 68,2%, ledvinách – o 81,8%, slinivce – o 80,5%, zatímco ve skupině zvířat, dostávali placebo, tato čísla byla v tomto pořadí: 48,9%, 46,7%, 54,9%, 49,4%, 55,6%, Závažnost změn v koncentraci sekundárních produktů peroxidace lipidů – malondialdehydu (MDA) pod vlivem léku na pozadí alloxanu diabetes ve srovnání se zvířaty vyvolanými alloxanem měl následující hodnoty: v krvi poklesl o 75,9 %, v játrech – o 73,0 %, srdce – o 67,5 %, ledviny – o 79,8 %, slinivka – o 80,8 %, zatímco ve skupině zvířat, kterým bylo podáváno placebo, byly tyto hodnoty: 48,1 %; 37,6 %; 45,0 %; 37,5 %; 43,7 %. Jak je patrné ze získaných výsledků, studovaný lék ve srovnání s kontrolní skupinou užívající placebo účinněji snižuje závažnost peroxidace lipidů, což se vysvětluje flavonoidní povahou biologicky aktivních látek extraktu z listů borůvky a pokles produktů peroxidace lipidů koreluje se snížením krevního cukru u zvířat, zvýšení „tvrdosti“ fosfolipidové dvojvrstvy buněčných membrán se zvýšením peroxidace lipidů vede k narušení vazebné aktivity inzulínu na receptorech [5] a, zjevně neumožňuje vezikuly s transportují proteiny GLUT-1 a GLUT-4, aby se dostatečně přiblížily k buněčné membráně, což je nezbytné pro zajištění přechodu glukózy do buňky podél 12 transmembránových α-helikálních domén [11,12,13]. Analýza získaných výsledků a literárních údajů naznačuje, že jedním z důvodů hypoglykemického účinku léku je zlepšení stavu buněčných membrán, v důsledku čehož dochází ke senzibilizaci receptorů periferní tkáně na působení inzulínu, koncentrace z nichž je s přihlédnutím ke spontánní regeneraci β-buněk pankreatu nedostatečná k dosažení odpovídající hypoglykémie.

Je známo, že inzulín stimuluje transkripci genu pro lipoprotein lipázu v endotelu kapilár, který hydrolyzuje triglyceridy nacházející se ve VLDL a chylomikronech. Inzulin také inhibuje působení hormon-senzitivní lipázy, která způsobuje hydrolýzu triglyceridů uložených v tukové tkáni a vstup mastných kyselin do krve a zajišťuje transport glukózy přes membrány do tukových buněk téměř stejným způsobem jako svalové buňky. . Glukóza se pak využívá především pro syntézu α-glycerofosfátu, který je substrátem pro syntézu glycerolu. Glycerol váže mastné kyseliny, ukládá triglyceridy v tukové tkáni, proto při nedostatku dostatečného množství inzulinu je ukládání tuků, i v přítomnosti velkého množství mastných kyselin vylučovaných játry ve formě lipoproteinů, téměř zcela zablokován.

Nedostatek inzulínu způsobuje lipolýzu v tukových zásobách a uvolňování volných mastných kyselin a zvyšuje plazmatické koncentrace glycerolu a fosfolipidů. Nadbytek volných mastných kyselin v plazmě, způsobený nedostatkem inzulínu, zajišťuje přeměnu některých mastných kyselin na fosfolipidy a cholesterol. Obě tyto látky se vlivem nadbytku triglyceridů tvoří v játrech současně a následně se uvolňují do krve ve formě lipoproteinů. Vysoké koncentrace lipidů, zejména cholesterolu, způsobují rozvoj aterosklerózy u lidí s těžkou cukrovkou. Kromě toho může být nedostatek inzulínu spojen s nadbytkem VLDL. S přihlédnutím k výše uvedenému jsme stanovili účinek studovaného léčiva na obsah celkového cholesterolu, triglyceridů a volných mastných kyselin v krvi zvířat indukovaných alloxanem.

Obsah cholesterolu v krvi zvířat poražených 10. den po indukci diabetu tak překračuje intaktní o 13,7 %, LDL o 29,2 %, lipoproteiny o velmi nízké hustotě (VLDL) o 59,2 % a volné mastné kyseliny ( SZhK) – o 51,1 %. Zároveň se snížil obsah lipoproteinů s vysokou hustotou (HDL) o 37,7 %. Po podávání extraktu z listů borůvky zvířatům s diabetem vyvolaným alloxanem po dobu 15 dnů se tyto ukazatele ve vztahu k odpovídajícím ukazatelům 10. den po podání alloxanu změnily takto: cukr klesl o 75,9 %, koncentrace triglyceridů klesla o 50,4 %, cholesterol – o 9,0 %, LDL – o 19,4 %, VLDL – o 17,0 %, SFA – o 41,6 %. Obsah HDL se zvýšil o 44,5 %, přičemž tyto ukazatele ve skupině dostávající ekvivalentní injekci fyziologického roztoku chloridu sodného měly následující hodnoty: cukr klesl o 66,7 %, koncentrace triglyceridů klesla o 41,3 %, cholesterol – o 6,8 %, LDL – o 8,0 %, VLDL – o 21,3 % a FFA – o 17,2 %. Obsah HDL se zvýšil o 19,0 % a teprve 25. den se tyto ukazatele přiblížily hodnotám u skupiny zvířat, kterým byl lék podáván. Extrakt z listů borůvky tedy v placebem kontrolovaném experimentu výrazně zlepšuje obraz složení krevních lipidů, zvláště zajímavé je zvýšení obsahu antiaterogenního HDL. Údaje jsou uvedeny v tabulce. 2. Je možné, že pokles hladin triglyceridů je způsoben zlepšenou kompenzací metabolismu sacharidů, která je doprovázena supresí lipolýzy a snížením jaterní produkce lipoproteinů.

Tabulka 2

Indikátory účinku extraktu z listů borůvky na krevní cukr, cholesterol, lipidy a mastné kyseliny na pozadí alloxanového diabetu