Untersuchung des Anti-Adipositas-Potenzials von Papaver somniferum-Samen in einem adipösen Rattenmodell

Zusammenfassung

Die Studie untersucht die Wirksamkeit von Papaver somniferum-Samen bei Albino-Ratten, die durch Fettleibigkeit induziert werden. Gewaschener Mohn reduzierte effektiv das Gewicht, senkte den Glukosespiegel und verbesserte die Lipidprofile ohne Toxizität. Im Gegensatz dazu veränderten ungewaschene Samen die Blutparameter, was auf eine mögliche Toxizität und den Bedarf an weiterer Forschung hindeutet.

Zusammenfassung

Fettleibigkeit ist ein großes globales Gesundheitsproblem, von dem fast 30 % der Bevölkerung weltweit betroffen sind. Trotz der Prävalenz von Adipositas gibt es derzeit keine Daten über die Anti-Adipositas- und metabolischen Wirkungen von Papaver somniferum. Das Ziel der Studie war es, die Anti-Fettleibigkeits- und metabolischen Wirkungen von Papaver somniferum (Mohn) Samen bei fettreichen Ratten, die durch fettreiche Diät (HFD) induziert wurden, zu bestätigen und ihre Auswirkungen auf die Gewichtsreduktion, das Lipidprofil und die Organtoxizität zu bewerten. Das Experiment wurde in zwei Phasen durchgeführt: eine 4-wöchige Mohn-Intervention und eine 6-wöchige Induktionsstudie bei Fettleibigkeit. Die Ratten wurden in Gruppen eingeteilt und erhielten sowohl gewaschenen als auch ungewaschenen Mohn, HFD und ein verschreibungspflichtiges Medikament zur Gewichtsabnahme. Die Ergebnisse zeigten, dass das Waschen von Mohnsamen die Gewichtszunahme signifikant verringerte und die Lipidprofile verbesserte, insbesondere die Reduzierung von Triglyceriden, Low-Density-Lipoprotein (LDL) und Very Low-Density-Lipoprotein (VLDL). Darüber hinaus zeigten die behandelten Gruppen eine Abnahme des Glukosespiegels. Höhere Dosen von ungewaschenem Mohn verursachten jedoch einen moderaten Leberstress, was sich durch erhöhte Alanin-Aminotransferase (ALT)- und Aspartat-Aminotransferase (AST)-Spiegel zeigte, und die renale Histopathologie zeigte eine leichte Entzündung, aber die hämatologischen Parameter waren konstant. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass gewaschener Mohn das Potenzial haben könnte, Fettleibigkeit zu reduzieren und die Stoffwechselgesundheit ohne nachteilige Schäden zu verbessern, was auf den Bedarf an weiterer Forschung hinweist, um ihr therapeutisches Potenzial zu erforschen.

Einleitung

Adipositas ist eine Erkrankung, die durch einen zu hohen Körperfettanteil trotz eines Body-Mass-Index (BMI) von weniger als 20 ^1,2 gekennzeichnet ist. Wenn das kontrollierte System des Körpers nicht in der Lage ist, das richtige Gleichgewicht zwischen Nährstoffen und Energie im Regulationssystem des Körpers aufrechtzuerhalten, führt dies zur Ansammlung von überschüssigem Körperfett, das sich im Körper ablagert³. Der BMI ist das primäre diagnostische Instrument zur Bestimmung von Normalgewicht, Übergewicht und Adipositas. Es wird häufig in der klinischen Forschung verwendet, um Personen mit Übergewicht oder Fettleibigkeit zu identifizieren. Die Forschung zeigt, dass Fettleibigkeit an und für sich eine Krankheit ist und nicht die Hauptursache für chronische Krankheiten⁴. Sie wird in erster Linie durch den Verzehr von übermäßig kalorienhaltigen Lebensmitteln und eine sitzende Lebensweise verursacht⁵. Genetische Mechanismen der Gewichtszunahme und eine längere und übermäßige Exposition gegenüber energiereichen Lebensmitteln können ebenfalls zu Fettleibigkeit beitragen. Die weltweite Prävalenz von Fettleibigkeit hat in den letzten Jahren rapide zugenommen: Schätzungsweise 2,1 Milliarden Menschen weltweit oder 30 % der Weltbevölkerung leiden an Fettleibigkeit und Übergewicht. Es wird prognostiziert, dass dieser Anteil bis 2030 40 % erreichen wird, wenn die aktuellen Trends weiter steigen. Umweltfaktoren wie Ökosysteme und soziale Probleme beeinflussen ebenfalls die Entwicklung von Adipositas ^6,7. Fettleibigkeit wurde mit verschiedenen Formen von Krebs in Verbindung gebracht, darunter Gebärmutter-, Brust- und Dickdarmkrebs sowie Komorbiditäten wie Fettstoffwechselstörungen, Diabetes und Muskel-Skelett-Erkrankungen (insbesondere Osteoarthritis). Darüber hinaus ist Fettleibigkeit auch mit kardialen Risikofaktoren wie Hyperglykämie und einem hohen Body-Mass-Index verbunden. Zu den bekanntesten Faktoren, die zu Fettleibigkeit beitragen, gehören hormonelle Probleme und zwanghaftes Essen⁸. Obwohl traditionelle Behandlungen für Fettleibigkeit nicht umfassend untersucht wurden, bergen sie im Allgemeinen nur minimale Risiken. Auf der anderen Seite sind westliche Medikamente oft mit kostspieligen Nebenwirkungen verbunden, die erhebliche Gesundheitsrisiken darstellen können. Daher kann ein alternativer Ansatz zur Entwicklung sicherer, effizienter Medikamente gegen Fettleibigkeit darin bestehen, Naturprodukte gegen Fettleibigkeit zu untersuchen. Die Weiterentwicklung phytochemischer Studien unterstützt die traditionelle Verwendung von Heilkräutern⁹, die als alternative Therapie bei Fettleibigkeit eingesetzt werden können. Mehrere wissenschaftliche Untersuchungen haben seit Jahrhunderten die Wirksamkeit pflanzlicher Arzneimittel bei der Behandlung von Fettleibigkeit gezeigt. Frühere Studien haben gezeigt, dass Heilkräuter, die eine Vielzahl von pharmakologischen Bestandteilen enthalten, als Lebensmittel verzehrt^{werden 10}. Es wurde über das Interesse an der Verwendung von natürlichen Kräutern als Medikamente diskutiert. Die Verwendung dieser Kräuter wurde mit sehr wenigen negativen Folgen in Verbindung gebracht¹¹; Diese Pflanzen können die Verdauung verbessern und die Gewichtsreduktion beschleunigen¹². Heilpflanzen verfolgen einen vielschichtigen Ansatz zur Bekämpfung von Fettleibigkeit, der fünf Hauptmechanismen umfasst: Appetitunterdrückung, Stimulation der Thermogenese und des Fettstoffwechsels, Hemmung der Lipaseaktivität der Bauchspeicheldrüse, Prävention der Pathogenese und Förderung der Lipolyse¹³. Darüber hinaus enthalten natürliche Kräuter oft bioaktive Verbindungen, die als Hemmer der Verdauungsenzyme wirken und dadurch die Hydrolyse und Aufnahme von Kohlenhydraten und Fetten aus der Nahrung behindern¹⁴.

Papaver somniferum, auf dem Subkontinent allgemein als Schlafmohn oder Chaschchasch bekannt, ist eine weltweit anerkannte traditionelle Pflanze mit einer reichen Geschichte der Verwendung. Verschiedene sekundäre Pflanzenstoffe, darunter Alkaloide wie Morphin, Codein, Noscapin, Papaverin und Thebain, wurden aus Opium^{isoliert 15}. Während die Mohnpflanze in erster Linie mit ihren psychoaktiven und schmerzlindernden Eigenschaften in Verbindung gebracht wird, werden ihre Samen zunehmend für ihre potenziellen gesundheitlichen Vorteile anerkannt. Mohn ist eine reiche Quelle für mehrfach ungesättigte Fettsäuren, insbesondere Omega-3-Fettsäuren, die mit der Gewichtskontrolle in Verbindung gebracht werden¹⁶. Mohn enthält α-Linolensäure, eine Omega-3-Fettsäure, deren Anti-Fettleibigkeits-Potenzial große Aufmerksamkeit erregt hat. Die 10- und 12-Isomere der α-Linolensäure wurden speziell mit der Gewichtsabnahme in Verbindung gebracht. Zahlreiche Studien am Menschen haben gezeigt, dass eine Supplementierung mit einer Kombination dieser Isomere den Körperfettanteil senken kann¹⁷. Das primäre Ziel dieser Untersuchung war es, die Auswirkungen von P. somniferum auf die Gewichtsreduktion im Tiermodell zu evaluieren. Darüber hinaus zielte die Studie darauf ab, die Auswirkungen auf das Lipidprofil, die hämatologischen Parameter, die Nieren- und Leberfunktion sowie die Histologie des Fettgewebes zu bewerten.

Protokoll

Alle Verfahren wurden durchgeführt, nachdem die Ethikkommission der Universität Lahore, Pakistan, sie in der Sitzung am 21.04.2021 mit der Registrierungsnummer: REG. # genehmigt hatte EPZOOL02193026

1. Unterbringung von Tieren

1. Halten Sie 35 männliche Wistar Albino-Ratten (3 Wochen alt) einzeln in Standard-Laborkäfigen. Bieten Sie während des gesamten Experiments ad libitum Zugang zu Nagetierfutter und Wasser.
2. Halten Sie das Vivarium auf einer konstanten Temperatur von 22 ± 1 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % ± 10 %. Implementieren Sie einen Hell-Dunkel-Zyklus von 12 h:12 h mit künstlicher Beleuchtung.

2. Gruppierung von Tieren

1. Zu Beginn des Versuchs werden die Tiere in 2 Gruppen eingeteilt: fettleibig und nicht fettleibig. Versorgen Sie die adipöse Gruppe zusätzlich zur normalen Ernährung mit einer fettreichen Ernährung. Füttern Sie die nicht-adipöse Gruppe mit normaler Ernährung und verwenden Sie diese als Kontrollgruppe (Kontrolle negativ) im Experiment.

3. Zubereitung einer fettreichen Diät (HFD)

1. Formulieren Sie eine fettreiche Ernährung (HFD), indem Sie den Anteil an Fetten erhöhen, die sowohl aus pflanzlichen als auch aus tierischen Quellen stammen. Kombinieren Sie den HFD mit dem Standard-Chow, um Pellets vorzubereiten.
2. Stellen Sie den Fettgehalt in der HFD auf 4 g pro 30 g Futter ein. Legen Sie die Pellets für 24 h in die Tierkäfige. Wiegen und notieren Sie nach 24 Stunden das restliche Pellet und entfernen Sie es dann. Stellen Sie jeden Tag frische Pellets bereit. Behalten Sie dieses HFD-Fütterungsschema für 6 Wochen bei, um Fettleibigkeit zu induzieren.
3. Überwachen Sie das Körpergewicht der Tiere und zeichnen Sie es jede Woche auf, um zu überprüfen, ob es zunimmt oder nicht. Um das Körpergewicht zu messen, stellen Sie das Glas auf die Kraftmaschine und decken Sie es ab. Gib die Ratte in das Glas, um das Gewicht zu überprüfen.
4. Ergänzen Sie die gleichen Pellets in den restlichen 4 Wochen mit Mohn, um ihre möglichen Auswirkungen auf die Gewichtsabnahme zu untersuchen.

4. Gruppierung adipöser Tiere

1. Nach 6 Wochen werden die adipösen Tiere weiter in vier Gruppen eingeteilt: Gruppe 1 ist die adipöse Kontrolle (Kontrollpositiv), die weiterhin mit HFD fütterte, aber keine Behandlung erhielt. Gruppe 2 (Standard) wird mit kommerziell erhältlichen Arzneimitteln (siehe Materialtabelle) zur Kontrolle von Fettleibigkeit behandelt. Gruppe 3 (ungewaschen) und Gruppe 4 (gewaschen) werden mit gewaschenem bzw. ungewaschenem Mohn gefüttert.

5. Zubereitung von Mohn

1. Besorge dir Mohn (P. somniferum) von einem lokalen kommerziellen Anbieter, da er im Handel leicht erhältlich ist. Trocknen Sie die Samen einige Stunden lang in der Sonne. Teilen Sie die Samen in zwei Gruppen ein: ungewaschen und gewaschen.
2. Waschen Sie den gewaschenen Gruppenmohn 7x mit destilliertem Wasser und trocknen Sie ihn anschließend in der Sonne. 500 g Mohn in ein 1 L Becherglas geben, Wasser dazugeben und mit den Händen verrühren. Entsorgen Sie dann das Wasser und wiederholen Sie den Vorgang 7x, um sicherzustellen, dass alle Verunreinigungen, Staub und andere Partikel von den Samen entfernt werden. Legen Sie die Samen nach dem Waschen zum Trocknen in das Sonnenlicht.

6. Berechnung der Dosierung und Zubereitung des Futters

1. Bestimmen Sie die Dosierung basierend auf der Futteraufnahme des Tieres, standardisiert auf 30 g pro Person. Mohn in einer Konzentration von 0,5 g pro 30 g Futter verabreichen.
2. Den Mohn in das Futter einarbeiten, indem er mit destilliertem Wasser zu einem Pellet vermischt wird. Bereiten Sie die Pellets während des Versuchszeitraums von 4 Wochen täglich frisch vor.

7. Sezieren von Ratten und Blutentnahme

1. Fasten Sie die Ratten für 24 Stunden. Opfern Sie das Tier mit Chloroform und sammeln Sie die Blut- und Organproben für weitere Verfahren, wie unten beschrieben.
2. Betäuben Sie die Ratten mit Chloroform. Verabreichen Sie Chloroform durch einen geschulten Labortechniker in einer Menge von 1 % inhaliertem Chloroform (0,05 ml/l) und stellen Sie sicher, dass die Ratte zuvor ordnungsgemäß betäubt wird, indem Sie den Fuß der Ratte einklemmen.
3. Führen Sie die Dissektion mit Standard-Präparierkasteninstrumenten durch. Desinfizieren Sie ein scharfes Messer, eine Schere und eine Pinzette, bevor Sie mit der Dissektion beginnen. Entnehmen Sie während der Dissektion Nieren-, Leber- und Fettgewebeproben. Bewahren Sie die herausgeschnittenen Proben in mit Formalin gefüllten Zentrifugenröhrchen auf.
4. Sammeln Sie Blutproben in EDTA-beschichteten Fläschchen. Extrahieren Sie 12 ml Blut von jedem Tier und teilen Sie dann jeweils 3 ml weiter, um die Nierenfunktion, den Leberfunktionstest und die Lipidprofilierung zu testen.
5. Zentrifugieren Sie die entnommenen Blutproben bei 1.957 x g für 5 min. Trennen Sie das Blutserum vom Rest als klare oder gelbliche Flüssigkeit. Trennen Sie das Serum und aliquotieren Sie es in Mikrozentrifugenröhrchen für weitere biochemische Analysen.

8. Analyse der Probe

1. Bestimmung des Gesamtlipidprofils, einschließlich Gesamtcholesterin, HDL-Cholesterin, LDL-Cholesterin, Triglyceriden und VLDL, unter Verwendung enzymatischer kolorimetrischer Standardmethoden¹⁸. Die Bestimmung des HDL-Cholesterins stützt sich auf ein zeitaufwändiges Fällungsverfahren¹⁸.
2. Überwachen Sie die Glukosespiegel der Ratte während des gesamten Experiments regelmäßig mit einem Blutzuckermessgerät GL-110¹⁹.

9. Bewertung der Toxizität

1. Beurteilen Sie die toxikologischen Auswirkungen von Papaver somniferum auf die Parameter ALT, AST, ALP, TP und Bilirubin mit Hilfe von Leberfunktionstests²⁰. Messen Sie den Serumkreatininspiegel nach der in ²¹ beschriebenen Methodik.
2. Bestimmen Sie hämatologische Parameter, einschließlich der Anzahl der roten Blutkörperchen (RBC) und der weißen Blutkörperchen (WBC), mit einem Neubauer-Hämozytometer. Bestimmen Sie die Hämoglobinkonzentration mit der Cyanmethämoglobin-Methode.
3. Führen Sie eine histopathologische Untersuchung der entnommenen Gewebeproben durch. Färbeschnitte mit Hämatoxylin und Eosin (H&E) für die mikroskopische Auswertung.

10. Statistische Auswertung

1. Verwenden Sie die SPSS-Software Version 16 für statistische Analysen. Wenden Sie einen unabhängigen t-Test auf die Daten des ersten Monats für die Adipositas-Induktionsstudie an.
2. Verwenden Sie die ANOVA wiederholter Messungen mit LSD-Post-hoc-Test für die zweite Phase. Einsatz einer unidirektionalen ANOVA mit LSD zur Analyse von Blutparametern zur Bewertung der Toxizität
3. Definieren Sie die statistische Signifikanz als p ≤ 0,05, wobei p ≤ 0,001 als hochsignifikant angesehen wird.

Ergebnisse

Ratten mit einem Anfangskörpergewicht von 40-45 g (Entwöhnungsstadium) wurden für das 70-tägige Experiment ausgewählt, das in zwei Phasen unterteilt war. In der ersten Phase, die 6 Wochen dauerte, wurde in der Versuchsgruppe Fettleibigkeit induziert, indem die Standardkost durch eine fettreiche Diät (HFD; Abbildung 1). In der anschließenden 4-wöchigen Phase wurde den adipösen Ratten Papaver somniferum verabreicht. Zu Beginn...

Diskussion

Das Protokoll umfasst die folgenden kritischen Schritte, die beachtet werden müssen. Der erste entscheidende Schritt bestand darin, Fettleibigkeit bei den Tieren durch fettreiche Ernährung zu induzieren. Der zweite Schritt bestand darin, Tiere, die sich fettreich ernähren, darauf zu überwachen, dass sie aufgrund von HFD keinen Diabetes oder eine andere Krankheit entwickeln.

Das Protokoll weist außerdem die folgenden Einschränkungen auf. Aufgrund akademis...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Blood glucose monitor GL-110	Certeza	GL-110	A portable device used to measure blood glucose levels.
Centrifuge	Eppendorf	22620005	A laboratory equipment that spins samples at high speeds to separate components based on density.
EDTA-coated vials	BD Vacutainer	367861	Tubes used for collecting blood samples, preventing clotting by binding calcium ions.
Eppendorf tubes	Eppendorf	0030 120.094	Small plastic tubes used for storing and handling small volumes of liquid.
Falcon tubes	Corning	352059	Conical tubes used for centrifugation and various laboratory applications.
Microscope	Olympus	CX23RF100	An optical instrument used for viewing small objects, typically magnified through lenses.
Neubauer hemocytometer	Hawksley	H.H1	A specialized slide used for counting cells under a microscope.
Orlistat120 mg	Windlas Biotech Ltd
Pipette tips	Eppendorf	0030 073.435	Disposable tips used with pipettes for transferring liquids accurately.
Serological pipettes	Falcon	357551	Graduated pipettes used for transferring liquids in larger volumes.
SPSS software version 16	IBM	N/A (software, not a physical product)	A statistical software package used for data analysis.
Standard laboratory cage (Super Mouse 750)	Lab Products, Inc.	10021	A cage designed to house laboratory mice, providing a controlled environment.