Исследование потенциала семян Papaver somniferum в борьбе с ожирением на модели крыс с ожирением

Резюме

В исследовании изучается эффективность семян Papaver somniferum против ожирения у крыс-альбиносов, индуцированных ожирением. Промытые семена мака эффективно снижали вес, снижали уровень глюкозы и улучшали липидный профиль без токсичности. Напротив, немытые семена изменяли параметры крови, что указывает на потенциальную токсичность и необходимость дальнейших исследований.

Аннотация

Ожирение является одной из основных глобальных проблем здравоохранения, затрагивающей почти 30% населения мира. Несмотря на распространенность ожирения, в настоящее время нет данных о противоожирении и метаболических эффектах Papaver somniferum. Цель исследования состояла в том, чтобы подтвердить антиожирение и метаболические эффекты семян Papaver somniferum (мака) у крыс с ожирением, вызванным ожирением с высоким содержанием жиров (HFD), оценив их влияние на снижение веса, липидный профиль и органотоксичность. Эксперимент проводился в две фазы: 4-недельное вмешательство с использованием семян мака и 6-недельное испытание по лечению ожирения. Крыс разделили на группы и давали как промытые, так и немытые семена мака, HFD и рецептурные лекарства для похудения. Результаты показали, что мытье семян мака значительно снижает прибавку в весе и улучшает липидный профиль, особенно снижая уровень триглицеридов, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Кроме того, в группах, получавших лечение, наблюдалось снижение уровня глюкозы. Тем не менее, более высокие дозы немытых семян мака вызывали умеренный стресс печени, о чем свидетельствовали повышенные уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ), а почечная гистопатология показала легкое воспаление, но гематологические показатели были постоянными. Эти результаты свидетельствуют о том, что вымытые семена мака могут иметь потенциал для снижения ожирения и улучшения метаболического здоровья без вреда для здоровья, что указывает на необходимость дальнейших исследований для изучения их терапевтического потенциала.

Введение

Ожирение – это заболевание, характеризующееся чрезмерно высоким процентом жира в организме, несмотря на индекс массы тела (ИМТ) менее 20 ^1,2. Когда контролируемая система организма не в состоянии поддерживать надлежащий баланс между питательными веществами и энергией в регулирующей системе организма, это приводит к накоплению избыточного жира^{в организме.} ИМТ является основным диагностическим инструментом, используемым для определения нормального веса, избыточного веса и ожирения. Он обычно используется в клинических исследованиях для выявления людей с избыточным весом или ожирением. Исследования показывают, что ожирение является болезнью само по себе, а не основной причиной любого хронического заболевания⁴. В первую очередь это вызвано потреблением чрезмерной калорийной пищи и малоподвижным образом жизни⁵. Генетические механизмы набора веса и длительное и чрезмерное воздействие пищи с высоким содержанием энергии также могут способствовать ожирению. В последние годы глобальная распространенность ожирения быстро растет: по оценкам, 2,1 миллиарда человек во всем мире, или 30% населения мира, страдают от ожирения и имеют избыточный вес. По прогнозам, к 2030 году это соотношение достигнет 40%, если нынешние тенденции продолжат расти. Факторы окружающей среды, такие как экосистемные и социальные проблемы, также влияют на развитие ожирения ^6,7. Ожирение связано с несколькими формами рака, включая рак матки, молочной железы и толстой кишки, а также с сопутствующими заболеваниями, такими как дислипидемия, диабет и заболевания опорно-двигательного аппарата (особенно остеоартрит). Кроме того, ожирение также связано с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний, включая гипергликемию и высокий индекс массы тела. К наиболее известным факторам, способствующим ожирению, относятся гормональные проблемы и компульсивное переедание⁸. Хотя традиционные методы лечения ожирения не были широко изучены, они, как правило, представляют минимальный риск. С другой стороны, западные лекарства часто имеют дорогостоящие побочные эффекты, которые могут представлять значительный риск для здоровья. Таким образом, альтернативным подходом к созданию безопасных и эффективных лекарств против ожирения может быть исследование натуральных продуктов против ожирения. Развитие фитохимических исследований поддерживает традиционное использование лечебных трав9^{, которые} могут быть использованы в качестве альтернативной терапии ожирения. Несколько научных исследований показали эффективность растительных препаратов в лечении ожирения на протяжении веков. Более ранние исследования показали, что лекарственные травы, которые содержат разнообразные фармакологические компоненты, употребляются в пищу¹⁰. Была дискуссия о заинтересованности в использовании натуральных трав в качестве лекарств. Использование этих трав было связано с очень небольшим количеством негативных последствий¹¹; Эти растения могут улучшить пищеварение и ускорить снижение^{веса 12}. Лекарственные растения используют многогранный подход к борьбе с ожирением, охватывающий пять основных механизмов: подавление аппетита, стимуляция термогенеза и липидного обмена, ингибирование активности липазы поджелудочной железы, профилактика патогенеза и стимулирование липолиза^. Кроме того, натуральные травы часто содержат биологически активные соединения, которые действуют как ингибиторы пищеварительных ферментов, тем самым препятствуя гидролизу и усвоению пищевых углеводов и жиров¹⁴.

Papaver somniferum, широко известный на субконтиненте как опийный мак или хашхаш, является всемирно признанным традиционным растением с богатой историей использования. Различные фитохимические вещества, в том числе алкалоиды, такие как морфин, кодеин, носкапин, папаверин и тебаин, были выделены из опиума-15. В то время как растение мак в первую очередь ассоциируется с его психоактивными и обезболивающими свойствами, его семена все чаще признаются за их потенциальную пользу для здоровья. Семена мака являются богатым источником полиненасыщенных жирных кислот, особенно омега-3 жирных кислот, которые связаны^{с контролем} веса. Примечательно, что семена мака содержат α-линоленовую кислоту, омега-3 жирную кислоту, потенциал которой в борьбе с ожирением привлек значительное внимание. 10 и 12 изомеры α-линоленовой кислоты были конкретно вовлечены в потерю веса. Многочисленные исследования на людях показали, что добавки с комбинацией этих изомеров могут снизить процент жира в организме¹⁷. Основной целью этого исследования была оценка влияния P. somniferum на снижение веса на животной модели. Кроме того, целью исследования была оценка его влияния на липидный профиль, гематологические показатели, функцию почек и печени, а также гистологию жировой ткани.

протокол

Все процедуры были проведены после того, как этический комитет Университета Лахора, Пакистан, одобрил их на заседании, состоявшемся 21-04-2021 с регистрационным номером: REG. # EPZOOL02193026

1. Содержание животных

1. Содержать 35 самцов крыс-альбиносов Вистар (в возрасте 3 недель) индивидуально в стандартных лабораторных клетках. Обеспечьте свободный доступ к корму грызунов и воде на протяжении всего эксперимента.
2. Поддерживайте в виварии постоянную температуру 22 ± 1 °C и относительную влажность воздуха 50% ± 10%. Реализуйте цикл «свет-темнота» продолжительностью 12 ч:12 ч с использованием искусственного освещения.

2. Группировка животных

1. В начале эксперимента разделите животных на 2 группы: тучные и не страдающие ожирением. Обеспечьте группе с ожирением диету с высоким содержанием жиров в дополнение к обычному рациону. Кормите группу людей, не страдающих ожирением, обычным рационом и используйте ее в качестве контрольной группы (контрольная отрицательная) в эксперименте.

3. Составление диеты с высоким содержанием жиров (HFD)

1. Составьте диету с высоким содержанием жиров (HFD), увеличив долю жиров, полученных как из растительных, так и из животных источников. Комбинируйте HFD со стандартным кормом для приготовления пеллет.
2. Установите содержание жира в HFD на уровне 4 г на 30 г корма. Поместите гранулы в клетки для животных на 24 часа. Взвесьте и запишите все оставшиеся гранулы через 24 часа, затем удалите их. Обеспечьте вас свежими гранулами каждый день. Поддерживайте этот режим кормления HFD в течение 6 недель, чтобы вызвать ожирение.
3. Следите за массой тела животных и записывайте каждую неделю, чтобы проверить, увеличивается она или нет. Чтобы измерить массу тела, поставьте банку на весовую машинку и накройте ее крышкой. Добавьте крысу внутрь банки, чтобы проверить вес.
4. Дополняйте те же гранулы семенами мака в течение оставшихся 4 недель, чтобы исследовать их потенциальный эффект для потери веса.

4. Группировка животных с ожирением

1. Через 6 недель животных с ожирением разделить на четыре группы: Группа 1 – это контрольная группа с ожирением (положительный контроль), которая продолжала получать HFD, но не получала никакого лечения. Группа 2 (Стандартная) лечится коммерчески доступными лекарственными препаратами (см. Таблицу материалов) для борьбы с ожирением. Группу 3 (немытые) и группу 4 (промытые) кормят промытыми и немытыми семенами мака соответственно.

5. Подготовка семян мака

1. Приобретите семена мака (P. somniferum) у местного коммерческого поставщика, так как они легко доступны в магазинах. Подсушите семена на солнце в течение нескольких часов. Разделите семена на две группы: немытые и промытые.
2. Промытые семена мака 7 раз промыть дистиллированной водой, после чего высушить на солнце. Добавьте 500 г мака в стакан объемом 1 л, добавьте воду и перемешайте руками. Затем слейте воду и повторите процедуру 7 раз, чтобы удалить все примеси, пыль и другие частицы из семян. После промывки поместите семена на солнечный свет для просушки.

6. Расчет дозировки и приготовление корма

1. Определяют дозировку исходя из потребления корма животным, нормализовав из расчета 30 г на одну особь. Вводят семена мака в концентрации 0,5 г на 30 г корма.
2. Добавьте семена мака в корм, смешав их с дистиллированной водой, чтобы получилась гранула. Готовьте гранулы в свежем виде ежедневно в течение экспериментального периода в 4 недели.

7. Вскрытие крыс и забор крови

1. Голодайте крысы в течение 24 часов. Принесите животное в жертву с помощью хлороформа и соберите образцы крови и органов для дальнейших процедур, как описано ниже.
2. Обезболите крыс с помощью хлороформа. Введите хлороформ обученным лаборантом в концентрации 1% ингаляционного хлороформа (0,05 мл/л) и убедитесь, что крыса должным образом обезболилась, ущипнув крысу за ногу.
3. Проводите вскрытие с помощью стандартных приборов для препарирования. Перед началом вскрытия продезинфицируйте острый нож, ножницы и щипцы. Во время вскрытия удаляются образцы почек, печени и жировой ткани. Вырезанные образцы храните в центрифужных пробирках, заполненных формалином.
4. Соберите образцы крови во флаконы с покрытием ЭДТА. Извлеките 12 мл крови у каждого животного, а затем разделите по 3 мл для проверки функции почек, исследования функции печени и липидного профилирования.
5. Центрифугируйте собранные образцы крови при давлении 1,957 х г в течение 5 минут. Отделите сыворотку крови от остальной в виде прозрачной или желтоватой жидкости. Разделите сыворотку и разложите ее по микроцентрифужным пробиркам для дальнейших биохимических анализов.

8. Анализ проб

1. Определение общего липидного профиля, включая общий холестерин, холестерин ЛПВП, холестерин ЛПНП, триглицериды и ЛПОНП, с использованием стандартных ферментативных колориметрических методов¹⁸. Определение уровня холестерина ЛПВП основывается на трудоемкой процедуре осаждения¹⁸.
2. Регулярно контролируйте уровень глюкозы у крыс в течение всего эксперимента с помощью глюкометра GL-110¹⁹.

9. Оценка токсичности

1. Оценка токсикологического влияния Papaver somniferum на параметры АЛТ, АСТ, ЩФ, ТП и билирубина с помощью печеночных проб²⁰. Измеряйте уровень креатинина в сыворотке крови в соответствии с методологией, изложенной в ^{пункте 21}.
2. Определите гематологические параметры, включая количество эритроцитов (эритроцитов) и лейкоцитов (WBC), с помощью гемоцитометра Нейбауэра. Оценивают концентрацию гемоглобина с помощью цианметемоглобинового метода.
3. Провести гистопатологическое исследование собранных образцов тканей. Окрашивание срезов гематоксилином и эозином (H&E) для микроскопической оценки.

10. Статистический анализ

1. Для статистического анализа используйте программное обеспечение SPSS версии 16. Примените независимый t-критерий к данным первого месяца исследования индукции ожирения.
2. Используйте повторные измерения ANOVA с апостериорным тестом ЛСД для второй фазы. Использование одностороннего ANOVA с ЛСД для анализа параметров крови для оценки токсичности
3. Определите статистическую значимость как p ≤ 0,05, при этом p ≤ 0,001 считается высокозначимым.

Результаты

Крысы с начальной массой тела 40-45 г (стадия отъема) были отобраны для 70-дневного эксперимента, который был разделен на две фазы. Первая фаза, длившаяся 6 недель, включала в себя индуцирование ожирения в экспериментальной группе путем дополнения их стандартного корма ди?...

Обсуждение

Протокол включает в себя следующие важные шаги, о которых необходимо позаботиться. Первым важным шагом было вызвать ожирение у животных с помощью диеты с высоким содержанием жиров. Вторым шагом было наблюдение за животными, которые находятся на диете с высоким содерж...

Материалы

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.