Ефект проти ожиріння олігосахаридних капсул хітозану (COSC) у щурів із ожирінням шляхом покращення стійкості до лептину та адипогенезу

Хайтао Пан

1 Школа фармацевтичних наук, Університет Сунь Ятсен, Гуанчжоу 510006, Китай; moc.361@1005387legnap

Чухань Фу

2 Гуандунський інженерно-дослідний центр природних продуктів та нових лікарських засобів, Провінційний університет Гуандун, Науково-дослідний центр інженерних технологій природних продуктів та ліків, Фармацевтичний університет Гуандун, Гуанчжоу, 510006, Китай; moc.361@ufnahuhc (C.F.); moc.361@dcbaoaygnaij (Y.J.); moc.liamg@YXD3408170051 (X.D.)

3 Науково-дослідний центр інтегрованої китайської та західної медицини провінції Гуандун, Фармацевтичний університет м. Гуандун, Гуанчжоу, 510006, Китай

Ленлан Хуан

4 Гуандунська професійно-технічна школа з продуктів харчування та наркотиків, Гуанчжоу 510663, Китай; moc.361@elgnauhnalnal

Яо Цзян

Сяої Ден

Цзяо Го

Чженцюань Су

2 Гуандунський інженерно-дослідний центр природних продуктів та нових ліків, Провінційний університет Гуандун, Центр досліджень інженерних технологій природних продуктів та ліків, Фармацевтичний університет Гуандун, Гуанчжоу, 510006, Китай; moc.361@ufnahuhc (C.F.); moc.361@dcbaoaygnaij (Y.J.); moc.liamg@YXD3408170051 (X.D.)

Анотація

1. Вступ

Ожиріння - хронічно трофічне метаболічне захворювання, головним чином спричинене енергетичним дисбалансом, що призводить до накопичення надлишкового жиру в організмі. В останні роки це викликає дедалі більше занепокоєння. Ожиріння сприяє розвитку діабету 2 типу (T2D), гіперліпідемії, гіпертонії, цереброваскулярних інцидентів та раку [1,2]. Нещодавно кілька препаратів проти ожиріння, схвалених Управлінням з контролю за продуктами та ліками (FDA), були вилучені з ринку через їх несподівані негативні наслідки [3,4]. В даний час Орлістат є єдиним лікарським засобом, що застосовується як безрецептурний засіб для зниження ваги у всьому світі, проте його побічні ефекти, включаючи травми шлунково-кишкового тракту та жирний кал, не слід ігнорувати [4,5]. Тому необхідно розробляти натуральні продукти як альтернативні джерела засобів для схуднення через їх значну активність проти ожиріння, нову структуру та потенційно менш важкі побічні ефекти.

Олігосахарид хітозану (MN ≤ 1000 Da, COST) - це невелике молекулярне похідне хітозану (CTS) з 2–10 ступенями полімеризації [6,7,8]. Окрім нетоксичності для людського організму, швидкість поглинання COST у кишковому тракті близька до 100% завдяки кращій розчинності у воді порівняно з CTS, яка слабо розчиняється у воді [9,10,11]. Біологічна активність COST різноманітна, включаючи протиракову, протизапальну, гіпоглікемічну, антибактеріальну та захисну дію печінки [11,12,13,14]. Крім того, різноманітні дослідження показали, що COST також надає ефективний знижувальний рівень ліпідів та проти ожиріння на ожирілих тварин, що робить його ефективною гіполіпідемічною дієтичною добавкою, яка використовується в галузі їжі та харчування для зниження рівня ліпідів [10, 14,15,16].

Крім того, Inoue et al. [22] виявили дефіцит STAT3 в стеатозі та глюконеогенезі, що посилюється у печінці миші, тоді як надмірна експресія STAT3 змінила стеатоз і пригнітила експресію глюконеогенного гена. Тим часом Ши та ін. [23] показали, що дефіцит гепатоцитів у мишей JAK2 необхідний для спонтанного розвитку стеатогепатиту та непереносимості глюкози. Отже, активація JAK2 або STAT3 у гепатоцитах також покращує стеатоз та покращує ліпідний обмін, що додатково сприяє дії проти ожиріння.

Адипонектин, ендогенний біоактивний поліпептид, що виділяється адипоцитами, пов’язаний із протидією розвитку ожиріння та пов’язаних із цим захворювань. Повідомляється, що експресія генів та рівень циркуляції адипонектину обернено корелюють із ожирінням [24,25,26]. Білок-1c, що зв’язує регулюючий елемент стерол (SREBP-1c), регулює de novo ліпогенез переважно в печінці шляхом контролю експресії його цільового гена - синтази жирних кислот (FAS), ключового ферменту для утворення жирних кислот [27,28 ]. Зі збільшенням експресії SREBP-1c метаболізм жирних кислот стає незбалансованим, і згодом посилюються синтези печінкового триацилгліцерину (TG) та загального холестерину (TC), які тісно пов’язані із стеатозом печінки [29,30]. Ацетил-КоА є попередником синтезу жирних кислот і холестерину, і реакція, яка перетворює ацетил-КоА в жирну кислоту або холестерин, регулюється ацетил-КоА карбоксилазою (АСС), SREBP, FAS тощо [31]. Крім того, 3-гідрокси-3-метилглутарил-КоА редуктаза (HMGCR), обмежуючий швидкість фермент для синтезу печінкового холестерину, каталізує перетворення HMG-CoA в мевалонат. Знижена експресія HMG-CoA корисна для придушення синтезу печінкового холестерину [32].

Гіперплазія та гіпертрофія адипоцитів сприяють розвитку ожиріння та його ускладнень. Тому зменшення ліпогенезу може бути корисним для профілактики або лікування ожиріння. Рецептор, що активується проліфератором пероксисоми γ (PPARγ), та зв’язуючий білок α-C-АНС α (C/EBPα) є двома основними модуляторами ліпогенезу та регулюють проліферацію, диференціацію та накопичення жиру адипоцитів у ВАТ [33,34]. Білок, пов’язаний з жировою диференціацією (ADRP), який покриває поверхню крапель ліпідів фосфоліпідного білка і рано експресується під час диференціювання жирової тканини, стимулює вироблення жирних кислот і прискорює утворення крапель ліпідів для зберігання жирних кислот [34,35]. Тим часом FAS, SREBP-1c та адипонектин також регулюють ліпідний обмін у ВАТ [36].

2. Результати

2.1. Прийом їжі, вага тіла та збільшення маси тіла

Для оцінки ефекту COSC проти ожиріння вимірювали споживання їжі, масу тіла та приріст маси тіла щурів протягом восьми тижнів, результати яких показані на малюнку 1. Щодо споживання їжі, група з високим вмістом жиру (СН) була дещо вищою, ніж група нормальної дієти (НФ) та групи лікування протягом експериментального періоду, але різниця не була суттєвою (рис. 1а), що свідчить про відсутність впливу КОСК на апетит щурів, а незначне зменшення споживання їжі в групах лікування було пов’язано з незначним аноректичним ефектом, спричиненим HFD під час тривалого прийому HFD [10].