Evaluation of the effect of Trigonella foenum-graecum on blood glucose levels, transaminases, and lipid profile in rats with alloxan diabetes
Evaluation of the effect of Trigonella foenum-graecum on blood glucose levels, transaminases, and lipid profile in rats with alloxan diabetes
Abstract
The aim of the study was to evaluate the effect of Tr. foenum-graecum on blood glucose levels, transaminases, and lipid profile in rats with alloxan diabetes. By day 30, the glycaemia level in group 2 was 20.7±0.9 mmol/L, while in group 3 it was 15.2±1.1 mmol/L, which is statistically significantly lower than in group 2, by 36.2%, p < 0.01. Overall, our results demonstrated that Trigonella foenum-graecum has an effect on reducing glycaemia and lipid profile in rats with diabetes. Thus, the results of the research showed that Trigonella foenum-graecum, in powder form, can potentially be used as a dietary supplement for the treatment of diabetes, especially in cases of diabetic dyslipidaemia.
1. Введение
Сахарный диабет, метаболическое заболевание, проявляющееся гипергликемией и дислипидемией, по-прежнему является одной из основных причин смерти и инвалидности. Со временем диабет приводит к серьезным осложнениям, таким как нефропатия, ретинопатия, нейропатия, инсульт и заболевания периферических сосудов , . Клиническое применение некоторых современных препаратов нередко сопровождается рядом побочных эффектов, включая тяжелую гипогликемию, лактатацидоз, и др. , . Поэтому поиск новых противодиабетических средств с большей эффективностью и меньшими побочными эффектами актуален и сегодня. Результаты ряда исследований показали, что применение Пажитника сенного — Trigonella foenum-graecum (Тr. foenum-graecum) в качестве противодиабетического, антигиперлипидемического средства весьма целесообразно, хотя встречаются и противоречивые результаты , , . Фармакологическое действие Trigonella foenum-graecum обусловлено разнообразным набором фитокомпонентов (фитохимический анализ выявил наличие стероидов, алкалоидов, сапонинов, полифенолов, флавоноидов, липидов, углеводов, аминокислот и др.) , . Цель исследования оценка применения Тr. foenum-graecum на уровень гликемии, трансаминаз, липидный профиль у крыс с аллоксановым диабетом.
2. Методы и принципы исследования
Листья Тr. foenum-graecum высушены на воздухе, затем измельчались до порошка и смешивались со стандартным гранулированным рационом (Производитель: ООО «БИОСФЕРА», г. Уфа) в соотношении 20:80 (20% порошка из листьев Тr. foenum-graecum и 80% гранулированного рациона). Суточный рацион рассчитывался для каждого животного по стандартным методикам . Животные: Самцы беспородных крыс (вес: 280–330 г) были получены из вивария ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева» и содержались в помещении с контролируемым освещением (12 ч света/12 ч темноты) и температурой (22 ± 2 °C). Животным давали стандартный гранулированный корм и воду ad libitum. Все манипуляции, которые проводились с животными были одобрены локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева». Для индукции диабета животные получили однократную дозу подкожного (п\к) введения раствора аллоксана-тетрагидрата (АЛТТ) из расчета 30 мг/ на 100 г массы тела. Индукция диабета подтверждалась измерением уровня глюкозы в крови натощак (ГНК) через два дня после инъекции АЛТТ .
Группы исследования. Животные были рандомизированы в три группы: (1) нормальные (интактные) крысы, получавшие стандартный рацион (n = 6), (2) контрольные животные с диабетом, получавшие стандартный рацион (n = 6), и (3) крысы с диабетом, получавшие рацион, содержащий 20% Тr. foenum-graecum (n = 8). Животные в данной группе получали Тr. foenum-graecum со 2-х суток от начала эксперимента, в течение 4 недель. В конце 30-го дня крысы голодали 16 часов, и из хвостовой вены проводился забор венозной крови для биохимических измерений по стандартной методике . У грызунов с диабетом производился сбор образцов мочи с помощью пальпации по стандартной методике (одной рукой фиксировали грызунов, другой — мягко проводили пальпацию брюшной стенки в области мочевого пузыря, тем самым побуждая животное к мочеиспусканию).
Биохимические анализы. Анализ уровня гликемии, уровня триглицеридов, общего холестерина, трансаминаз (АЛТ и АСТ) проводился на анализаторе HUMASTAR 600 по стандартной методике. Статистический анализ: Анализ изменений относительно исходного уровня проводился с помощью парного t-критерия внутри групп. Межгрупповое сравнение проводилось с помощью однофакторного дисперсионного анализа — ANOVA с использованием критерия Тьюки. Результаты, показывающие значения p ≤ 0,05, считались значимыми.
3. Основные результаты и их обсуждение
Уровень гликемии до начала эксперимента в группах животных — 4,7±0,87 ммоль/л, статистически значимых различий между группами не было. У крыс во 2-й группе с диабетом уровень гликемии ко 2-м суткам составил 15,56±1,12 ммоль/л, в то время как в группе 3 — 17,2±0,38ммоль/л, р < 0,01. К 30-м суткам в группе 2 уровень гликемии составил 20,7±0,9ммоль/л, в то время в группе 3 уровень гликемии составил 15,2±1,1 ммоль/л, что статистически значимо ниже в сравнении с группой 2, на 36,2%, р < 0,01. Влияние Тr. foenum-graecum на массу тела, потребление воды и диурез. В ходе эксперимента как у животных в группе 2, так и у диабетических крыс, получавших Тr. foenum-graecum, наблюдалось значительное снижение массы тела, на 30-й день снижение веса достигло 27% (р < 0,001 по сравнению с 0-м днем) и 25% (р< 0,001 по сравнению с 0-м днем) соответственно (таб. 1).
Таблица 1 - Влияние Тr. foenum-graecum на массу тела и потребление воды
Группы животных | Масса тела (г) | Потребление воды (мл/24 ч) | Моча (мл/24 ч) | |||
День 0 | День 30-й | День 0 | День 16-й | День 30-й | День 30-й | |
Группа 1. Нормальные (интактные) крысы, получавшие стандартный рацион (n = 6) | 311,43 ± 5,1 | 360,43 ± 7,2* | 37,6 ±3,1 | 50,43 ±4,6@ | 42,43 ±2,1@ | — |
Группа 2. Контрольные животные с диабетом, получавшие стандартный рацион (n = 6) | 314,6 ±6,4 | 230,45 ±6,1** | 42,42 ±2,2 | 137,56 ± 7,1# | 143,4 ± 11,1# | 72,5 ± 9,6 |
Группа 3. Крысы с диабетом, получавшие стандартный рацион, содержащий 20% Тr. foenum-graecum (n = 8) | 300,43 ±6,3 | 223,3 ±6,4** | 40,43 ±3,1 | 84,6 ± 2,4#x | 100,6 ± 9,1#x | 30,3±3,2x |
Примечание: * – различия статистически значимы по отношению ко дню 0 в соответствующей группе (р < 0,05); ** – различия статистически значимы по отношению ко дню 0 в соответствующей группе (р < 0,001); #- различия статистически значимы по отношению ко дню 0 в соответствующей группе (р < 0,001); @ – различия статистически значимы по отношению к группе 2 и к группе 3 в соответствующий день (р < 0,001); х – различия статистически значимы по отношению к группе 2 в соответствующий день (р < 0,01); данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего значения
До индукции диабета уровень потребления воды между тремя группами достоверно не различался. Однако после введения АЛТТ наблюдалось значительное увеличение уровня потребления воды в обеих группах диабетических крыс. Уровень потребления воды в группе 3 был статистически значимо ниже, чем в диабетической группе 2, р <0,001. Кроме того, в конце эксперимента у диабетических крыс, получавших Тr. foenum-graecum, отмечено снижение экскреции мочи, в сравнении с группой 2 на 58,6%, что составило 30,3 ± 3,2 мл/24 ч и 72,5 ± 9,6 мл/24 ч, р < 0,01 соответственно. У крыс в группе 2 наблюдалось значительное повышение уровня триглицеридов — 1,45±0,3 ммоль/л, что статистически значимо выше в сравнении с группой 1, на 54,4%, р < 0,01. Титры общего холестерина в группе 2 также были статистически значимо выше на 47,6% в сравнении с группой 1, и составили 2,71±0,24 ммоль/л, р < 0,01.
В ходе эксперимента было установлено, что Тr. foenum-graecum эффективно снижает уровень сывороточных липидов. Уровни триглицеридов и общего холестерина в группе 3, составили 0,74 ± 0,22 ммоль/л (что статистически значимо ниже на 52,4% в сравнении с группой 2, р < 0,05) и 2,15± 0,11 ммоль/л (что статистически значимо ниже на 21,7% в сравнении с группой 2, р < 0,05) соответственно. На 30-й день у крыс в группе 2 наблюдалась более высокая активность АСТ (110,43 ± 18,34 и 71,65 ± 8,4 Ед/л в группе 1) и АЛТ (77,74 ± 4,4 и 28,3 ± 5,8 Ед/л в группе 1, р< 0,05), что свидетельствует о нарушении функции печени у этих животных. Уровень активности АСТ и АЛТ в группе 3, составил 107,11 ± 15,6 Ед/л и 58,54 ± 10,9 Ед/л соответственно, что статистически значимых различий по отношению к группе 2 не выявлено.
В данной работе мы оценили, как влияет включение в рацион Тr. foenum-graecum в форме порошка на гликемический и липидный профиль диабетических крыс. Предположительно, гипогликемический эффект достигается различными механизмами, включая снижение всасывания глюкозы из кишечника, усиление секреции инсулина из β-клеток, увеличение усвоения глюкозы тканями, ингибирование выработки глюкозы в печени и усиление регенерации ткани поджелудочной железы и/или наличие инсулиноподобных агентов в Тr. foenum-graecum
, , , но требуется проведение дальнейших исследований.4. Заключение
Результаты данного исследования показали, что Тr. foenum-graecum способен снизить титр триглицеридов и уменьшить гиперхолестеринемию. Повышение активности ферментов АЛТ и АСТ — маркер повреждения печени. Повышение активности этих ферментов также связано с неалкогольной жировой болезнью печени и снижением чувствительности печени к инсулину при диабете 2 типа. В совокупности наши результаты продемонстрировали, что Тr. foenum-graecum оказывает положительное влияние на снижение гликемии и липидного профиля у крыс с диабетом. Таким образом, результаты исследования показали, что Тr. foenum-graecum, в форме порошка, потенциально может использоваться в качестве пищевой добавки для лечения диабета, а особенно при диабетической дислипидемии.