Summary
Bu çalışma, birlikte kullanılan iki bitkinin 5 haftalık bir süre boyunca obezite karşıtı etkisini araştırmak için bir protokol sunun. Obez farelerde özüt ve yüksek yağlı diyet (HFD) kombine bir uygulama vardı. Yöntem, obezite tedavisinde bitkilerin faydalarını teşvik edebilir.
Abstract
Çeşitli çalışmalar, bitkilerin fitokimyasal içeriğinin potansiyel obezite karşıtı ajanlar olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada, Syzygium aromaticum'dan kuru düğmelerin ve Kimyon cyminum 'dan (CC) tohumların yüksek yağlı diyet (HFD) yoluyla obezite ile indüklenen C57BL6 /J fareler üzerindeki etkisini inceliyoruz. Bu çalışmanın amacı, çalışmada önerilen yöntemin birkaç haftalık deneyden sonra obeziteyi önemli ölçüde azalttığını göstermektir. Her iki bitkiden elde edilen ekstrakt, fitokimyasalların ekstraksiyonunu arttırmak için ultrason kullanılarak çıkarıldı. Etanol ile optimum ekstraksiyon koşulları aşağıdaki gibi elde edildi: 300 W ultrason gücüne sahip 50:50 v / v su ve 30 dakikalık ultrasonikasyon süresi. CC ekstresinin 5 hafta boyunca HFD'de eşzamanlı olarak verilmesi, lipit profillerinin (kolesterol ve trigliseritler) düzenlenmesine, gıda alımının azaltılmasına, kilo alımına, yağ dokusuna ve karaciğer ağırlığına yol açmıştır. Bu obez model tarafından elde edilen bulgular, CC ekstresinin obeziteyi önleyebileceğini göstermektedir. Geleneksel 16 haftalık yöntemle karşılaştırıldığında (yağ almak için 8 hafta ve kilo vermek için 8 hafta), mevcut çalışmada obez modelde daha az deneme süresinde benzer sonuçlar elde edildi.
Introduction
Aşırı vücut yağ birikimi obezitenin bir özelliğidir. Enerji alımı ve tüketimi arasındaki denge, aşırı enerjinin adipozitlerde depolanmasının, tip 2 diyabet, hipertansiyon, hiperkolesterolemi ve kardiyovasküler hastalıkta hiperglisemi ve insülin direnci için metabolik risk faktörleri ile ilgiliolmasınayol açar1,2.
Önceki çalışmalarda metabolik sendromu ve ilişkili patolojileri tersine çeviren veya geciktiren mekanizmalara sahip biyoaktif fitokimyasallar ve potansiyel obezite karşıtı ajanlar bildirildiği için minimum yan etkileri ve düşük maliyeti olan doğal ürünler daha fazla ilgi gördü8.
Obezite ve buna bağlı hastalıkları önlemek için çeşitli şifalı bitkiler çalışılmıştır. Bunlar arasında, Syzygium aromatikum 3T3-L1 hücrelerinde in vitro tedavide ve yüksek yağlı diyetle beslenen farelerde in vivo tedavide obezite karşıtı potansiyeli araştırılmıştır11. Ek olarak, son derece obez denekler üzerinde kimyon cyminum'un çok merkezli açık denemesinde önemli anti-aşırı kilo etkileri gözlenmiştir12. Bu çalışmada, C57BL6/J fareler, her iki yenilebilir bitkinin bir kombinasyonunu kullanarak potansiyel bir anti-obezite ajanını değerlendirmek için deneysel hızlı modeli araştırmak için kullanılmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm hayvan deneyleri Escuela Nacional de Ciencias Biologicas Hayvan Deney Komitesi (IPN; Protokol No. 2732).
1. Karanfil ve kimyon kombinasyonunun ekstraktının hazırlanması
NOT: Yenilebilir bitkiler, Syzygium aromaticum (karanfil) ve Kimyon cyminum (kimyon) Central de Abastos CDMX, Meksika'dan satın alındı.
- Bitkilerden 500 g tohum öğütün ve ultrasonik destekli ekstraksiyon gerçekleştirin. Onları (320 Watt; 24 kHz frekans, 30 dk) etanol ile sonicate edin:su (60:40 v/v) 30 ± 4 °C sıcaklık aralığında13
- Vakum altında 2 numaralı Whatman filtre kağıdını kullanarak katıları filtreleyin ve özü bir döner evaporatörle konsantre edin.
- Her iki bitkinin (CC) ekstraktının UV-vis spektrumunun ölçüldü.
2. Hayvanlar
- Çalışma için altı haftalık erkek C57BL6/J fareleri kullanın (toplamda 48, vücut ağırlığı 24-29 g).
- Hayvanları standart laboratuvar koşullarında sekiz kişilik gruplar halinde barındırın: sıcaklık (20-22 ± 1 °C), bağıl nem (%45-54 ± 2), aydınlatma (08:00-20:00 saat) yiyecek ve su reklam libitum ile. Deneyden önce bir hafta boyunca fareleri bu koşullarda alıştırın.
3. Deneysel Prosedür
- Tablo1'de olduğu gibi yüksek yağlı diyet 14 hazırlayın.
- Testin başında, oluşturulan grupların her birini (n = 8) farklı tedavilere tabi tutun: Grup 1'i normal bir diyetle besleyin; Grup 2, yüksek yağlı diyette; Grup 3, yüksek yağlı diyet + 100 mg / kg CC özü; Grup 4, yüksek yağlı diyet + 250 mg / kg CC özü; Grup 5, yüksek yağlı diyet + 450 mg / kg CC özü; Grup 6, yüksek yağlı diyet + phentermine (pozitif kontrol olarak kullanılan bir antiobesity ilaç)15.
- Tüm fare gruplarını 5 hafta boyunca besleyin ve günlük tüketilen yiyecek miktarını kaydedin.
- Durduruculu bir test tüpünde, özü veya ilacı tedavinin uygulandığı gruba karşılık gelen su dozu ile homojenize edin. Bu girdap çalkalayıcı ile yapılır.
- Homojenize olduktan sonra, ilgili tüm tedaviyi her grubun içicisine ekleyin.
4. Örnek toplama
- Haftada bir kez hem gıda alımını hem de vücut ağırlığını ölçün. Fareleri 5 haftalık bir süre boyunca gece boyunca oruç tut.
- Servikal çıkık ve nekropsi ile kurban edin.
- Fareler kurban edildikten sonra, onları hareketsiz bir pozisyonda hareketsiz hale getirin.
- Temiz cerrahi tokmakla ve makas kullanarak, merkezi cildi cinsel organların yakınında bulun ve kaldırın ve 0,2 mm'lik küçük bir kesi yapın.
- Düz makası yatay olarak kesiye yerleştirin ve karın derisini karın duvarından dikkatlice ayırın.
- Dikinçlerle, merkezi cildi kaldırın ve cerrahi makasla göğüs kafesi seviyesinde kesin. Daha sonra yağ dokusunun toplanmasını kolaylaştırmak için cildi arka bacakların her ikisinin üzerinde kesin.
- Makas ve toparlaplarla künt diseksiyon ile vücuttaki tüm yağ dokusunun toplanmasını sağlayın. Toplandıktan sonra, yağ dokusunu alüminyum folyoya yerleştirin. Üreme organlarının etrafındaki yağı toplamayı unutmayın. Sonuçları değiştirmemek için saç ve cilt birikiminden kaçının.
- Viseral yağ dokusuna erişmek için, cinsel organlardan göğüs kafesine kadar cerrahi makasla karın kasını kesin, karın kaslarında cinsel organlardan farenin sırtına doğru bir kesi yaptı.
- Karaciğerin% 100'ünü çıkarmak için hepatektomi gerçekleştirin. Karaciğeri dışsallaştırmak için gereksiz organları çıkarın ve karaciğeri vücudun geri kalanından ayırmak için hepatik damarları ve arterleri kesin. Son adım olarak, safra kesesini karaciğerden kesin olarak çıkarın16.
- Hiperkolesterolemi (kolesterol) ve hipertrigliseridemia (trigliseritler) ölçün, üreticinin endikasyonlarına göre ticari test kitleri kullanarak.
5. İstatistiksel analiz
NOT: Tüm deneysel sonuçlar, standart sapmanın ortalama ± olarak ifade edilen üç bağımsız testten temsil edilmelidir.
- Standart hatayı, tukey'in aralık testinin ardından tek yönlü anova varyans analizi ile hesaplayın. P< 0.05 istatistiksel olarak anlamlı olarak düşünün.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ultrasonik destekli ekstraksiyon
Ekstraksiyon için optimum ekstraksiyon koşulu etanol oldu:su (50:50, v / v) 300 W ultrason gücü ve 30 dakikalık ultrasonikasyon süresi ile. Bu şekilde, ekstraksiyon geleneksel ekstraksiyon yöntemlerinden daha hızlıydı (Tablo 2). Ekstrakt, UV görünür spektrumda 320 nm'de yoğun bir emilim zirvesi gösterdi (Şekil 1).
Gıda alımı ve vücut ağırlığı
Özün farklı konsantrasyonlarında (100, 200 ve 450 mg/ kg) 5 hafta boyunca verilen farelerin vücut ağırlığındaki değişiklikler Şekil 2A'dagösterilmiştir. 3, 4 ve 5. gruplarda ağırlık azaltma yüzdeleri sırasıyla %12.2, %30 ve %41 idi. Bu, tüm gruplarda en düşük vücut ağırlığı alımının gözlendiğini göstermektedir; bununla birlikte, HFD grubu normal yağ diyet grubuna göre 2.1 kat artış gösterdi. Bu veriler, 450 mg/kg CC dozunun vücut ağırlığı alımını azaltmada 30 mg/kg phentermine'den (%39 azalma) daha etkili olduğunu göstermektedir.
HFD + CC'deki (450 mg/mL) deney sonunda ortalama gıda alımı obez gruba göre %31 daha düşüktü (HFD), obez gruba göre gıda alımında 1,3 g azalma oldu(Şekil 2B). HFD ile beslenen farelerde gıda alımı normal kontrole göre 1,5 kat daha yüksekti, bu nedenle tüm CC gruplarında% 7<14 ila% 31 aralığında önemli ölçüde (P<0.05) azaldı. HFD grubunda diyet verimliliği oranı %16'ydı ve bu oran %11'de kontrol grubundan (ND) önemli ölçüde farklıydı (P< 0.05). Bu sonuçlar, CC'nin HFD kaynaklı vücut ağırlığı alımını azaltabileceğini göstermektedir.
Yağ dokusu ve karaciğer ağırlığı
Epididimal WAT, deri altı yağ ve perirenal WAT yağ dokularının ağırlığı HFD grubunda daha yüksekti, ancak HFD-CC gruplarında değildi (Tablo 3). Karaciğer ağırlığı, HFD grubuna göre %15-%28,4 aralığında CC grubunda (100 ila 450 mg/kg) anlamlı olarak (P<0,05) azaldı (Tablo 4).
Karaciğer lipitleri ve serum
5 haftalık tedaviden sonra serum triacylglycerol (TG) ve total kolesterol (TC) düzeyleri sırasıyla Şekil 3A ve 3B'degösterilmiştir. Trigliseritler ve toplam kolesterol seviyesi, HFD gruplarında ND gruplarına kıyasla sırasıyla 1.32 kat ve 1.31 kat artmıştır. HFD diyetinde plazma TG ve TC düzeylerinin artması, kontrole (ND) göre sırasıyla 200 ve 450 mg/kg/gün CC ekstresi ile TG için %18,18 ve %22,7, TC için %16,41 ve %20,61 oranında önemli ölçüde zayıflatılmıştır.
Şekil 1. Karanfil ve kimyon özü UV-vis spektrumu (CC) Bu şeklin daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2. CC'nin etkileri: (A) vücut ağırlığı (g), (B) 4 haftalık tedavide Yüksek Yağlı Diyet C57BL6 /J farelerde gıda alımı. Veriler ortalama ± SD olarak temsil edilir. Her grup için n=8. Farklı harf önemli bir fark gösterdi (s<0.05). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3. CC'nin etkileri: (A) Trigliseritler, (B) Toplam kolesterol. Tüm deneysel veriler Ortalama ± SD farelerdi (n = 8). Fareler, 5 hafta boyunca HFD'nin eşzamanlı beslenmesiyle günlük oral uygulama için 100, 200 ve 450 mg / kg CC ile tedavi edildi. Farklı harfler tüm gruplar arasında önemli farklılıklar olduğunu gösterir (P < 05). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| malzeme | Miktar (g/kg) |
| Kazein | 140 |
| L-Sistein | 1.8 |
| domuz yağı | 120 |
| Soya yağı | 40 |
| Maltodekstrin 10 | 150 |
| Sakaroz | 450 |
| selüloz | 50 |
| Vitaminler ve Mineraller | Tablet eşdeğeri |
| Kolin Bitartrate | 2.5 |
Tablo 1. C57BL6/J fareler için yüksek yağlı diyet.
| güç | 370 Watt |
| Su sıcaklığı | 30 °C (86 °F) |
| Ayıklama süresi | 30 dk |
| Solvent konsantrasyonu | %50 etanol/%50 damıtılmış su |
| Ekstraksiyon sayısı | 2 ekstraksiyon |
Tablo 2. Karanfil ve kimyon ekstresinin hazırlanması için en uygun ultrason koşulları
| grup | Epididimal WAT (g) | Perirenal WAT (g) | Deri altı yağ (g) | Yağ/Vücut Ağırlığı (g/100) |
| Nd | 0,32 ± 0,04a | 0,05 ± 0,06a | 0,08 ± 0,01b | 1,22 ± 0,09a |
| HFD | 2.30 ± 0.09b | 0,93 ± 0,07b | 0,15 ± 0,04a | 6.38 ± 1.02b |
| HFD + CC 100 mg/kg | 1,26 ± 0,08b | 0,50 ± 0,05b | 0,12 ± 0,02a,b | 5.12 ± 1.93b |
| HFD + CC 200 mg/kg | 0,90 ± 0,05b | 0,35 ± 0,04b | 0,11 ± 0,04a,b | 3.21 ± 0.32b |
| HFD + CC 400 mg/kg | 0,42 ± 0,07a | 0,16 ± 0,02c | 0,09 ± 0,03b | 2.30 ± 0.45c |
| HFD + PHE 30 mg/kg | 0,49 ± 0,05a | 0,19 ± 0,08c | 0,10 ± 0,01b | 2,41 ± 0,18c |
Tablo 3. Diyet kaynaklı obez farelerde CC'nin beyaz yağ dokusu ağırlığı üzerindeki etkisi. Her değer ortalama ± SD (n = 8) olarak ifade edilir. Farklı harf önemli fark gösterdi (P<0.05) ve beyaz yağ dokusu (WAT)
| grup | Karaciğer ağırlığı (g) |
| Nd | 1,01 ± 0,05a |
| HFD | 1,48 ± 0,08b |
| HFD + CC 100 mg/kg | 1,26 ± 0,09b |
| HFD + CC 200 mg/kg | 1,12 ± 0,03b |
| HFD + CC 400 mg/kg | 1,06 ± 0,06a |
| HFD + PHE 30 mg/kg | 1,08 ± 0,07a |
Tablo 4. Diyet kaynaklı obez farelerde CC'nin karaciğer dokusu ağırlığına etkisi. Her değer ortalama ± SD (n = 8) olarak ifade edilir. Farklı harfte anlamlı fark (P<0.05) ile beyaz yağ dokusu (WAT) görüldü.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu çalışmada, ilk kez, karanfil ve kimyon (CC) ekstraktının oral olarak değerlendirilmesinin lipit profilleri üzerindeki etkisini ve 5 hafta boyunca yüksek yağlı bir diyetle beslenen farelerde obeziteyi değerlendirdik. Bulgular, HFD gruplarının ND grubuna kıyasla önemli ölçüde daha yüksek vücut ağırlığı alımı gösterdiğini ve bu durumun obez modelde obezite indüksiyonunun başarılı olduğunu gösterdiğini göstermiştir. Uygulanan CC dozu (100, 200 ve 450 mg/kg/gün) gıda alımında ve vücut ağırlığında azalmaya neden oldu. Sonuç olarak, yiyecek alımındaki azalma hayvanların iştahındaki düşüşten kaynaklanmalıdır.
Obeziteye bağlı rahatsızlıkları önlemek için dislipidemi azalması çok önemlidir. Çalışmamızda CC grubunda toplam kolesterol düzeyleri ve trigliseritler pozitif kontrol olarak kullanılan HFD ve phentermine gruplarına göre daha düşüktü. Bulgular, CC'nin hiperlipidemiyi ve komplikasyonlarını inhibe edebileceğini öne sürdü.
Çalışmamız, HFD grubunun CC özü takviyesi ile önemli ölçüde azaltılan karın ve karaciğer yağlanması da dahil olmak üzere vücut yağlarının arttığını göstermiştir. Bu, HFD fareleri üzerindeki CC ekstrakt tedavisinin anti-adipojenik aktivitesi nedeniyle lipid emilimini azalttığını göstermektedir.
Bu çalışmada, yüksek yağlı bir diyetle obeziteyi hızla geliştiren C57BL6/J fareler üzerinde yenilebilir bitkiler, Syzygium aromatikum (karanfil) ve Kimyon cyminum (kimyon) kombinasyonundan elde edilen bir özün obezite karşıtı etkisini belirlemek için hızlı bir modeli değerlendirdik. CC tedavisi, farelere verilen HFD ile indüklenen obezite ve iyileştirilmiş hiperlipidemi gelişimini önemli ölçüde önledi. Tamamen, bu araştırmadaki bulgular, laboratuvarımızda geliştirilen 5 haftalık bu hızlı yöntemin, bir bitkinin obezite tedavisinde potansiyel bir ajan olma kapasitesine sahip olup olmadığını değerlendirmek için kullanılabileceğine dair sağlam kanıtlar sürmektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyanlar.
Acknowledgments
Bu araştırma Instituto Politécnico Nacional México tarafından desteklendi.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Distilled Water | Any vendor | n/a | Available for other vendors as well |
| Ethanol | Fermont | 6063 | 99.8% purity |
| Diet Ingredients | |||
| Casein | Any vendor | n/a | |
| Cellulose | Any vendor | n/a | |
| Centrum balance multivitamin | Pfizer | n/a | |
| Choline Bitartrate | Any vendor | n/a | |
| L- cystein | Sigma Aldrich | 168149 | Available for other vendors as well |
| Lard | Any vendor | n/a | |
| Maltodextrin 10 | Any vendor | n/a | |
| Pellets Nutricubos | Purina | n/a | Available for other vendors as well |
| Soybean Oil | Any vendor | n/a | |
| Sucrose | Any vendor | n/a | |
| Extraction Equipment | |||
| Rotavapor | Buchi | R-300 | |
| Shimadzu UV-1800 UV/Visible Scanning Spectrophotometer | Cole Parmer | T-83400-20 | Available for other vendors as well |
| Ultrasonic Unit | Elma | TI-H-20 | Available for other vendors as well |
| Vacuum pump | Buchi | V-100 |
References
- Singla, P., Bardoloi, A., Parkash, A. A. Metabolic effects of obesity: A review. World Journal of Diabetes. 1 (1), 76-88 (2010).
- Ojulari, O. V., Lee, S. G., Nam, J. O. Beneficial Effects of Natural Bioactive Compounds from Hibiscus sabdariffa L. on Obesity. Molecules. 24 (1), 210 (2019).
- Bahmani, M., et al. Obesity phytotherapy: review of native herbs used in traditional medicine for obesity. Journal of Evidence-Based Integrative Medicine. 21 (3), 228-234 (2016).
- Ríos-Hoyo, A., Gutiérrez-Salmeán, G. New Dietary Supplements for Obesity: What We Currently Know. Current Obesity Reports. 5 (2), 262-270 (2016).
- Hasani-Ranjbar, S., Nayebi, N., Larijani, B., Abdollahi, M. A systematic review of the efficacy and safety of herbal medicines used in the treatment of obesity. World Journal Gastroenterology. 15 (25), 3073-3085 (2009).
- Hardeman, W., Griffin, S., Johnston, M., Kinmonth, A. L., Wareham, N. J. Interventions to prevent weight gain: a systematic review of psychological models and behaviour change methods. Nternational Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders. 24 (1), 131-143 (2000).
- Dinda, B., Dinda, M., Roy, A., Dinda, S. Dietary plant flavonoids in prevention of obesity and diabetes. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 120, 159-235 (2020).
- Mayer, M. A., Hocht, C., Puyo, A., Taira, C. A.
- Rafie, A. Z. M., Syahir, A., Ahmad, W. A. N. W., Mustafa, M. Z., Mariatulqabtiah, A. R. 2018 supplementation of stingless bee honey from heterotrigona itama improves antiobesity parameters in high-fat diet induced obese rat model. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. , 6371582 (2018).
- Song, J., et al. Anti-obesity effects of the flower of prunus persica in high-fat diet-induced obese mice. Nutrients. 11, 2176 (2019).
- Jung, C. H., Ahn, J., Jeon, T. -I., Kim, T. W., Ha, T. Y. Syzygium aromaticum ethanol extract reduces high-fat diet-induced obesity in mice through downregulation of adipogenic and lipogenic gene expression. Experimental and Therapeutic Medicine. 4 (3), 409-414 (2012).
- Said, O., Saad, B., Fulder, S., Khalil, K., Kassis, E. Weight Loss in Animals and Humans Treated with "Weigh level", a Combination of Four Medicinal Plants Used in Traditional Arabic and Islamic Medicine. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. , 874538 (2011).
- Anaya-Esparza, L. M., Ramos-Aguirre, D., Zamora-Gasga, V. M., Yahia, E., Montalvo-Gonzalez, E. Optimization of ultrasonic-assisted extraction of phenolic compounds from Justicia spicigera leaves. Food Science and Biotechnology. 27 (4), 1093-1102 (2018).
- Ayoub, R. M., et al. The effect of anthocyanin-rich purple vegetable diets on metabolic syndrome in obese Zucker. Journal of Medical Food. , (2017).
- Go, R., et al. Effects of anti-obesity drugs, phentermine and mahuang, on the behavioral patterns in Sprague-Dawley rat model. Laboratory of Animals Research. 30 (2), 73-78 (2014).
- Tan, P., Pepin, É, Lavoie, J. L. Mouse Adipose Tissue Collection and Processing for RNA analysis. Journal of Visualized Experiments. (13), e57026 (2018).
- Bjorndal, B., Burri, L., Staalesen, V., Skorve, J., Berge, R. K. Different adipose depots: Their role in the development of metabolic syndrome and mitochondrial response to hypolipidemic agents. Journal of Obesity. 2011, 490650 (2011).
