Полезные свойства глюкоза


польза и вред для человека Отравление.ру

Содержание статьи

Глюкоза – натуральный моносахарид, иначе называемый виноградный сахар. Содержится в некоторых ягодных культурах и фруктах. Большое количество вещества входит в состав виноградного сока, откуда и появилось его название. Чем полезна глюкоза для человека, какое значение она имеет для здоровья?

Значение для организма

Глюкоза – бесцветное вещество, имеющее сладкий привкус, способное растворяться в воде. Проникая в желудок, расщепляется на фруктозу. Глюкоза в организме человека нужна для осуществления фотохимических реакций: она переносит энергию к клеткам и участвует в процессе метаболизма.

Полезные свойства кристаллического вещества:

  • способствует бесперебойной работе клеточных структур;
  • поступая в клетки, моносахарид обогащает их энергией, стимулирует внутриклеточные взаимодействия, в результате чего происходит процесс окисления и биохимические реакции.

Элемент способен самостоятельно синтезироваться в организме. На основе простого углевода изготавливают медицинские средства, предназначенные для восполнения его нехватки в организме.

Форма выпуска

Виноградный сахар выпускают в разных формах:
  • В форме таблеток. Глюкоза в таблетках полезна для улучшения общего самочувствия, повышения физических и умственных способностей.
  • В виде раствора для постановки капельниц. Применяется для нормализации водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия.
  • В растворе для внутривенных инъекций. Используется для увеличения осмотического давления, в качестве мочегонного и сосудорасширяющего препарата.

Мнения о виноградном сахаре противоречивые. Некоторые утверждают, что вещество провоцирует ожирение, другие считают его источником энергии, без которого здоровому человеку не обойтись ни дня. В чем польза и вред глюкозы для организма?

Польза

В кровеносной системе человека вещество должно присутствовать всегда. Простой углевод проникает во внутренние органы вместе с пищей.

Растворяясь в пищеварительном тракте, еда разлагается на жиры, белковые соединения и углеводы. Последние, в свою очередь, расщепляются на глюкозу и

Многообразный полезный эффект незаменимой аминокислоты, глицина: обзор

Глицин является наиболее важной и простой незаменимой аминокислотой для человека, животных и многих млекопитающих. Обычно глицин синтезируется из холина, серина, гидроксипролина и треонина в результате межорганического метаболизма, в котором в первую очередь участвуют почки и печень. Обычно в обычных условиях кормления глицин не синтезируется в достаточной степени у людей, животных и птиц. Глицин действует как предшественник нескольких ключевых метаболитов с низким молекулярным весом, таких как креатин, глутатион, гем, пурины и порфирины.Глицин очень эффективен для улучшения здоровья и поддерживает рост и благополучие людей и животных. Есть огромное количество сообщений, подтверждающих роль дополнительного глицина в профилактике многих заболеваний и расстройств, включая рак. Добавка к пище надлежащей дозы глицина эффективна при лечении метаболических нарушений у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, некоторыми воспалительными заболеваниями, ожирением, раком и диабетом. Глицин также имеет свойство улучшать качество сна и улучшать неврологические функции.В этом обзоре мы сосредоточимся на метаболизме глицина у людей и животных, а также на недавних открытиях и достижениях в отношении полезных эффектов и защиты глицина при различных болезненных состояниях.

1. Введение

Французский химик Х. Браконно первым в 1820 г. выделил глицин из кислотных гидролизатов белка [1]. Вкус глицина сладкий, как глюкоза, из-за его сладкой природы, а его название произошло от греческого слова «гликыс». Глицин получают путем щелочного гидролиза мяса и желатина гидроксидом калия.А. Каур химически синтезировал глицин из монохлоруксусной кислоты и аммиака и установил структуру глицина [2]. Глицин - это простая аминокислота, не имеющая химической конфигурации L или D. Внеклеточные структурные белки, такие как эластин и коллаген, состоят из глицина. Для млекопитающих, таких как свиньи, грызуны и люди, глицин рассматривается как заменимая в питательном отношении аминокислоту. Но в некоторых отчетах утверждается, что количество глицина, продуцируемого in vivo у свиней, грызунов и людей, не соответствует их метаболической активности [3].Нехватка глицина в небольших количествах не вредна для здоровья, но серьезная нехватка может привести к нарушению иммунного ответа, замедлению роста, ненормальному метаболизму питательных веществ и нежелательным последствиям для здоровья [4]. Таким образом, глицин считается условно незаменимой аминокислотой для людей и других млекопитающих, способствующей хорошему росту. В случае птиц глицин является очень важным требованием для роста новорожденных и плода, потому что новорожденные и плоды не могут производить достаточный глицин для обеспечения необходимой метаболической активности.

2. Физиологические функции глицина

Глицин играет очень важную роль в метаболизме и питании многих млекопитающих и людей. Из общего содержания аминокислот в организме человека 11,5% представлено глицином, а 20% общего азота аминокислот в белках организма приходится на глицин. Обычно для роста человеческого тела или других млекопитающих 80% глицина всего тела используется для синтеза белка. В коллагене глицин находится в каждой третьей позиции; Остатки глицина объединяют тройную спираль коллагена.Гибкость активных центров ферментов обеспечивается глицином [5]. В центральной нервной системе глицин играет решающую роль в качестве нейромедиатора, тем самым контролируя потребление пищи, поведение и полный гомеостаз организма [6]. Глицин регулирует иммунную функцию, продукцию супероксида и синтез цитокинов, изменяя внутриклеточные уровни Ca 2+ [7]. Конъюгации желчных кислот у людей и свиней способствует глицин; таким образом, глицин косвенно играет решающую роль в абсорбции и переваривании жирорастворимых витаминов и липидов.РНК, ДНК, креатин, серин и гем образуются несколькими путями, в которых используется глицин. В совокупности глицин выполняет решающую функцию в цитопротекции, иммунном ответе, росте, развитии, метаболизме и выживании людей и многих других млекопитающих.

3. Синтез глицина

Некоторые изотопные исследования и исследования питания показали, что глицин синтезируется у свиней, людей и других млекопитающих. Биохимические исследования на крысах доказали, что глицин синтезируется из треонина (через путь треониндегидрогеназы), холина (через образование саркозина) и серина (через серингидроксиметилтрансферазу [SHMT]).Позже в других исследованиях было доказано, что синтез глицина у свиней, человека и других млекопитающих происходит по указанным выше трем путям [8]. Из недавних исследований было установлено, что гидроксипролин и глиоксилат являются субстратами для синтеза глицина у человека и млекопитающих [9, 10].

3.1. Синтез глицина из холина

Метильные группы образуются в тканях млекопитающих во время разложения холина до глицина. Обычно у взрослых крыс около 40–45% поглощения холина превращается в глицин, и это значение иногда может увеличиваться до 70%, когда поглощение холина очень низкое.Благодаря превращению холина в бетаин с помощью бетаинальдегиддегидрогеназы и холиндегидрогеназы [11] три метильные группы холина легко доступны для трех различных превращений: (1) саркозин в глицин ферментом саркозиндегидрогеназой, (2) с использованием бетаина из бетаина. -гомоцистеинметилтрансфераза в качестве донора метила и превращение гомоцистеина в метионин, и (3) в превращении диметилглицина в саркозин ферментом диметилглициндегидрогеназой. Саркозиндегидрогеназа и диметилглициндегидрогеназа в основном присутствуют в поджелудочной железе, легких, печени, почках, яйцеводах и тимусе, и эти два фермента являются митохондриальными флавоферментами [12].Благодаря трансметилированию глицин и саркозин взаимно превращаются. Саркозиндегидрогеназа играет очень важную роль в глицин-саркозиновом цикле, поскольку она контролирует соотношение S-аденозилгомоцистеина и S-аденозилметионина. На реакции переноса метильной группы в клетках в значительной степени влияет S-аденозилгомоцистеин на S-аденозилметионин. Если содержание холина в пище очень низкое, то количественно синтез глицина у млекопитающих очень низок.

3.2. Синтез глицина из треонина

Недавно исследователи сообщили, что серингидроксиметилтрансфераза из печени некоторых млекопитающих проявляет низкую активность треонинальдолазы.Оба фермента - серингидроксиметилтрансфераза и треонинальдолаза - уникальны с точки зрения иммунохимических и биохимических свойств. Треониндегидрогеназа является ключевым ферментом у млекопитающих, таких как свиньи, кошки и крысы, для деградации 80% треонина [13-15]. В некоторых научных отчетах утверждается, что у взрослых людей расщепление 7–11% треонина осуществляется треониндегидрогеназой [16]. У младенцев треонин не превращается в глицин. Корм на основе соевых бобов и обычная кукурузная диета дают свиньям после отъема для обеспечения хорошего количества героина, а у поросят, вскармливаемых молоком, лизин синтезируется из героина [17].Если героин не поступает в достаточном количестве, мы не сможем найти значительный источник лизина в организме [18].

3.3. Синтез глицина из серина

Как правило, серин, поступающий с пищей, катализируется SHMT для синтеза лизина. SHMT также катализирует эндогенный синтез лизина из глутамата или глюкозы. SHMT присутствует в митохондриях и цитоплазме клеток млекопитающих. В большинстве клеток митохондриальный SHMT отвечает за синтез лизина в больших количествах.Более того, митохондриальный SHMT, по-видимому, встречается повсеместно. Цитозольный SHMT специфически присутствует только в почках и печени. По сравнению с митохондриальным SHMT, цитозольный SHMT менее активен в катализе превращения серина в глицин. И цитозольный SHMT, и митохондриальный SHMT кодируются специфическими генами [19–21]. MacFarlane et al. (2008) показали, что mSHMT, а не cSHMT, является основным источником активируемых тетрагидрофолатом C 1 единиц в гепатоцитах [22]. Stover et al. (1997) продемонстрировали, что SHMT катализирует перенос C1-звена от C-3 серина к тетрагидрофолату с образованием N5-N10-метилентетрагидрофолата [20].Mudd et al. (2001) заявили, что N5-N10-метилентетрагидрофолат является основным источником метильной группы для некоторых реакций метилирования [22]. N5-N10-метилентетрагидрофолат особенно используется в различных реакциях: он используется (1) тимидилатсинтазой для образования 2'-дезокситимидилата, (2) N5-N10-метилентетрагидрофолатредуктазой для образования N5-метилтетрагидрофолата и (3 ) N5-N10-метилентетрагидрофолатдегидрогеназа с образованием N5-N10-метилентетрагидрофолата [10, 23]. Все описанные выше реакции приведут к реформированию тетрагидрофолата, чтобы убедиться в его доступности для синтеза глицина из серина.Среди животных существует разница в экспрессии SHMT у видов, тканей и развития [4]. Рисунок 1 поясняет синтез глицина из глюкозы и серина, глутамата, холина и треонина у животных [1].


4. Распад глицина

У молодых свиней почти 30% глицина, поступающего с пищей, катаболизируется в тонком кишечнике. За деградацию ответственны различные типы бактериальных штаммов, присутствующие в просвете кишечника [24–26]. Разложение глицина у людей и млекопитающих происходит тремя путями: (1) оксидаза D-аминокислоты превращает глицин в глиоксилат, (2) SHMT превращает глицин в серин и (3) дезаминирование и декарбоксилирование ферментной системой расщепления глицина [27] .Одно углеродное звено, обозначенное N5-N10-метилентетрагидрофолатом, и обратимое действие образования серина из глицина катализируется SHMT. Около 50% N5-N10-метилентетрагидрофолата, образующегося из ферментной системы расщепления глицина, используется для синтеза серина из глицина. В первичных культурах гепатоцитов плода среднего возраста и гепатоцитов плода овцы около 30–50% внеклеточного глицина используется для биосинтеза серина [28, 29]. Различные факторы, такие как кинетика ферментов и внутриклеточная концентрация продуктов и субстратов, инициируют систему ферментов расщепления глицина для окисления глицина, чем синтез глицина из CO 2 и NH 3 .Система митохондриального расщепления глицином [GCS] широко присутствует у многих млекопитающих и людей; это главный фермент разложения глицина в их организме [30]. Но в нейронах этого фермента нет. GCS катализирует взаимное превращение глицина в серин, и для этого требуется N5-N10-метилентетрагидрофолат или тетрагидрофолат [31, 32]. Физиологическое значение ГКС в деградации глицина характеризуется его дефектом у людей, который приводит к глициновой энцефалопатии и очень высоким уровням глицина в плазме.После фенилкетонурии наиболее часто встречающейся врожденной ошибкой метаболизма аминокислот является глициновая энцефалопатия [33]. Метаболический ацидоз, диеты с высоким содержанием белка и глюкагон усиливают деградацию глицина и активность расщепления глицина в печени у различных млекопитающих. Но в случае людей высокий уровень жирных кислот в плазме подавляет количество глицина и, по-видимому, не влияет на окисление глицина [34]. Последовательная реакция ферментов в GCS в клетках животных поясняется на рисунке 2.


5. Благоприятные эффекты глицина
5.1. Вовлечение гепатотоксичности

Сообщалось, что глицин очень эффективен для оптимизации активности g-глутамилтранспептидазы, щелочных фосфатаз, аспарататтрансаминаз, состава жирных кислот тканей и трансаминазы аланина, поэтому пероральный прием глицина может быть очень эффективным для защиты от алкоголя. -индуцированная гепатотоксичность. Более того, глицин может оптимизировать или изменять уровни липидов при хроническом употреблении алкоголя, поддерживая целостность мембран [35].Было продемонстрировано, что крысы, получавшие добавку глицина, показали очень низкий уровень алкоголя в крови. Иимуро и др. (2000) заявили, что глицин является отличным профилактическим средством для снижения уровня алкоголя в крови. Глицин обладает множеством эффектов, таких как уменьшение накопления свободных жирных кислот и регулирует индивидуальный состав свободных жирных кислот в головном мозге и печени крыс при хроническом употреблении алкоголя. Из приведенных выше свидетельств и отчетов было доказано, что глицин очень эффективен и успешен в качестве важного защитного агента для борьбы с токсичностью, вызванной этанолом [36–38].Известно, что глицин снижает скорость опорожнения желудка этанола; таким образом он снижает урон. В модели на животных добавка глицина снижала уровни липидов при гиперлипидемии, вызванной алкоголем. Из научной литературы было доказано, что пероральный прием глицина снижает количество продуктов метаболизма алкоголя, таких как ацетальдегид, от индукции изменения углеводных групп гликопротеинов. Глицин также может бороться с опосредованным свободными радикалами окислительным стрессом в гепатоцитах, плазме и мембране эритроцитов людей и животных, страдающих от алкогольного поражения печени [39].Из исследования in vivo было продемонстрировано, что некоторые меланомы, такие как B16 и рак печени, можно предотвратить с помощью глицина, поскольку он подавляет пролиферацию эндотелиальных клеток и ангиогенез. Некоторые из других преимуществ глицина заключаются в том, что он оказывает криозащитное действие при летальных повреждениях клеток, таких как аноксия, поскольку он ингибирует зависимую от Ca 2+ деградацию нелизосомными протеазами, включая кальпаины [40]. Доброкачественная гиперплазия простаты, шизофрения, инсульт и некоторые редкие наследственные метаболические нарушения можно вылечить с помощью добавок глицина.От вредного воздействия некоторых лекарств на почки после трансплантации органов можно избавиться с помощью глициновой диеты. Ужасающие эффекты алкоголя можно уменьшить с помощью глицина. Глицин можно наносить на кожу для лечения некоторых ран и язв на ногах, и его чаще всего используют при лечении ишемического инсульта. Глицин проявляет профилактическое действие против гепатотоксичности. Организму человека требуется 2 г глицина в день, и он должен поступать с пищей. Бобовые, рыба, молочные продукты и мясо - одни из хороших источников пищи.Сообщалось, что если глицин вводят внутривенно до реанимации, это снижает уровень смертности за счет уменьшения повреждения органов у крыс, страдающих геморрагическим шоком [41]. Пероральный прием глицина снижает риск эндотоксического шока, вызванного циклоспорином A и D-галактозамином [42].

Фактор некроза опухоли, воспаление и активация макрофагов подавляются глицином. Глицин также уменьшает вызванное алкоголем повреждение печени и устраняет реперфузионное повреждение перекисного окисления липидов и дефицит глутатиона, вызванные несколькими типами гепатотоксинов [43–45].Некоторые из других функций глицина - это конъюгация желчных кислот и выработка хлорофилла, и он играет жизненно важную роль во многих реакциях, таких как гем, пурин и глюконеогенез. Глицин вместе с аланином проявляют особый характер для улучшения метаболизма алкоголя. Глицин снижает уровень ионов супероксида из нейтрофилов через хлоридные каналы, управляемые глицином. Хлоридные каналы в клетках Купфера активируются глицином, а активированные клетки Купфера гиперполяризуют клеточную мембрану и снижают внутриклеточные концентрации Ca 2+ ; аналогичные функции также выполняет глицин в нейронах.Если глицин добавлен в больших количествах, он токсичен для человеческого организма. Основным недостатком перорального приема глицина является то, что он быстро метаболизируется в пищеварительной системе. Глицин усиливает выведение алкоголя из желудка при первом прохождении, предотвращая попадание алкоголя в печень.

5.2. Лечение желудочно-кишечных заболеваний

Jacob et al. (2003) сообщили, что глицин защищает желудок от повреждений во время ишемии брыжейки, подавляя апоптоз [46].Ли и др. (2002) продемонстрировали, что глицин обеспечивает защиту от ИК-повреждения кишечника методом, совместимым с поглощением глицина [47]. В кишечнике есть несколько типов мембранных транспортных систем, которые используют глицин в качестве субстрата для увеличения клеточного поглощения. Рецептор GLYT1 присутствует в базолатеральной мембране энтероцитов, и его основная функция заключается в импорте глицина в клетки. Роль глицина в клетках заключается в удовлетворении основных потребностей энтероцитов [48]. Ховард и др.(2010) использовали линии эпителиальных клеток кишечника человека для изучения функции GLYT1 в цитопротективном эффекте глицина для борьбы с окислительным стрессом [49]. Если глицин вводится перед окислительной стимуляцией, он защищает уровни внутриклеточного глутатиона, не нарушая скорости поглощения глицина. Защита уровней внутриклеточного глутатиона зависит от уникальной активности рецептора GLYT1. Рецептор GLYT1 обеспечивает необходимые требования для накопления внутриклеточного глицина.

Tsune et al.(2003) сообщили, что глицин защищает кишечное повреждение, вызванное тринитробензолсульфоновой кислотой или декстрансульфатом натрия в химических моделях колита. Раздражение и повреждение эпителия, вызванные тринитробензолсульфоновой кислотой или декстрансульфатом натрия, излечиваются глицином [50]. Ховард и др. (2010) сообщили, что прямое воздействие глицина на эпителиальные клетки кишечника может оказывать особое влияние на воспалительный статус кишечника посредством значительного изменения окислительно-восстановительного статуса, которое полностью отличается от противовоспалительного действия глицина на несколько молекулярных мишеней других популяции клеток слизистой оболочки.Было установлено, что 2 дня перорального приема глицина после введения 2,4,6-тринитробензолсульфоновой кислоты [TNBS] очень эффективны в снижении воспаления, что показывает терапевтические и профилактические преимущества глицина. Способность глицина изменять несколько типов клеток еще раз подчеркивает сложность анализа нескольких режимов функции глицина в уменьшении травм и воспалений. Добавка глицина имеет очень хорошую эффективность в защите от некоторых кишечных расстройств, и дальнейшие исследования по изучению конкретной роли рецепторов глицина в эпителиальных и иммунных клетках помогут понять цитопротекторные и противовоспалительные эффекты глицина.

5.3. Терапия глицином для предотвращения неудач при трансплантации органов

Хранение органов в условиях холодовой ишемии для трансплантации приводит к ишемическому реперфузионному повреждению, которое является основной причиной неудач при трансплантации органов. Эту неудачу при трансплантации органа можно предотвратить с помощью глициновой терапии. Холодные и гипоксические ишемические повреждения почек кроликов и собак излечивали глицином, а лечение глицином улучшало функцию трансплантации трансплантата [51]. Более того, почки, промытые глицинсодержащим раствором каролины, могут быть защищены от реперфузионного повреждения или повреждения при хранении и улучшают функцию почечного трансплантата и увеличивают выживаемость после трансплантации почки [52].Использование глицина при трансплантации органов наиболее широко исследуется при трансплантации печени. Добавление глицина к раствору для полоскания Carolina и раствору для хранения в холодильнике не только излечивает повреждение при хранении / реперфузионное повреждение, но также улучшает функцию и здоровье трансплантата, уменьшая повреждение непаренхимных клеток при трансплантации печени крысы [53, 54]. Внутривенное введение глицина крысам-донорам эффективно увеличивает выживаемость трансплантата. В наши дни доноры, у которых не бьется сердце, приобретают все большее значение как хороший источник трансплантируемых органов из-за острой нехватки донорских органов для клинического использования.Трансплантаты от доноров, у которых не бьется сердце, обрабатывают 25 мг / кг глицина во время нормотермической рециркуляции, чтобы уменьшить реперфузионное повреждение эндотелиальных клеток и паренхиматозных клеток после трансплантации органов [55]. После трансплантации печени человеку внутривенно вводят глицин для минимизации реперфузионного повреждения. Перед имплантацией реципиентам вводят 250 мл 300 мМ глицина в течение одного часа, а после трансплантации ежедневно вводят 25 мл глицина. Высокий уровень трансаминаз снижается в четыре раза, а уровень билирубина также снижается [56].Глицин уменьшает патологические изменения, такие как уменьшение высоты ворсинок, венозный застой и потеря эпителия ворсинок, снижает инфильтрацию нейтрофилов и улучшает снабжение кислородом и кровообращение [57].

Одним из других важных факторов снижения выживаемости трансплантата является отторжение. Глицин обладает способностью контролировать иммунологическую реакцию и помогает подавить отторжение после трансплантации. Наблюдается дозозависимое снижение титра антител у кроликов, зараженных антигеном эритроцитов барана и антигеном брюшного тифа путем введения высоких доз глицина от 50 до 300 мг / кг [58].Пищевой глицин вместе с низкой дозой циклоспорина А улучшает выживаемость аллотрансплантата при трансплантации почки от DA крысам Льюиса, а также улучшает функцию почек по сравнению с очень низкими дозами только циклоспорина А. Нет научных отчетов, которые утверждают, что глицин сам по себе улучшает выживаемость трансплантата [59]. Глицин также действует как защитное средство на захваченных гелем гепатоцитах в биоискусственной печени. 3 мМ глицина обладают максимальной защитной способностью, а глицин может подавлять некроз клеток после воздействия аноксии [60].Обсужденные выше результаты доказывают, что глицин обладает умеренными иммунодепрессивными свойствами.

5.4. Лечение глицином геморрагического и эндотоксического шока

Эндотоксический и геморрагический шок обычно наблюдаются у пациентов в критическом состоянии. Гипоксия, активация воспалительных клеток, нарушение коагуляции и высвобождение токсичных медиаторов являются основными факторами, которые приводят к отказу нескольких органов. Вышеупомянутые явления, приемлемые для полиорганной недостаточности, могут значительно подавляться глицином; поэтому глицин можно эффективно использовать в терапии шока [61].Глицин увеличивает выживаемость и снижает повреждение органов после реанимации или кровотечения в зависимости от дозы. В другом исследовании было доказано, что глицин эффективно снижает выброс трансаминаз, смертность и некроз печени после геморрагического шока [62]. Лечение эндотоксином вызывает некроз печени, повреждение легких, повышение уровня трансаминаз в сыворотке крови и смертность, которую можно вылечить краткосрочным лечением глицином. Постоянное лечение глицином в течение четырех недель уменьшает воспаление и увеличивает выживаемость после эндотоксина, но не улучшает патологию печени [63].Специфический эффект после постоянного лечения глицином обусловлен подавлением активности хлоридных каналов, управляемых глицином, на клетках Купфера, но не на нейтрофилах и альвеолярных макрофагах. Глицин обладает свойством повышать выживаемость за счет уменьшения воспаления легких. Глицин улучшает функцию печени, излечивает ее повреждения и предотвращает смертность при экспериментальном сепсисе, вызванном пункцией слепой кишки и перевязкой. Из научной литературы ясно, что глицин очень эффективен в защите от септического, эндотоксинового и геморрагического шока [64].

5.5. Лечение язвы желудка глицином

Секреция кислоты, вызванная перевязкой привратника, снижается глицином. Глицин также защищает от экспериментальных повреждений желудка у крыс, вызванных индометацином, сдерживающим переохлаждением стрессом и некротизирующими агентами, такими как 0,6 М соляная кислота, 0,2 М гидроксид натрия и 80% этанол [65]. Глицин обладает эффективной цитопротекторной и противоязвенной активностью. Более того, очень важны дальнейшие исследования для объяснения механизмов действия глицина при заболеваниях желудка и выяснения его роли в лечении и профилактике язвенной болезни желудка.

5.6. Профилактическое свойство глицина при артрите

Поскольку глицин является очень успешным иммуномодулятором, подавляющим воспаление, его действие на артрит исследуется in vivo с помощью модели артрита PG-PS. PG-PS является очень важным структурным компонентом стенок грамположительных бактериальных клеток и вызывает у крыс ревматоидный артрит. У крыс, которым вводили PG-PS, которые страдают от инфильтрации воспалительных клеток, синовиальной гиперплазии, отека и отека лодыжек, эти эффекты модели артрита PG-PS могут быть уменьшены добавлением глицина [66].

5.7. Лечение рака: Глицин

Полиненасыщенные жирные кислоты и пероксисомальные пролифераторы являются очень хорошими промоторами опухолей, поскольку они увеличивают пролиферацию клеток. Клетки Купфера являются очень хорошими источниками митогенных цитокинов, таких как TNF α . Глицин, принимаемый с пищей, может подавлять пролиферацию клеток, вызванную WY-14 643, который является пероксисомальным пролифератором, и кукурузным маслом [67, 68]. Синтез TNF α клетками Купфера и активация ядерного фактора κ B блокируются глицином.65% роста опухоли имплантированных клеток меланомы B16 ингибируется глицином, что указывает на то, что глицин обладает противораковыми свойствами [69].

5.8. Роль глицина в здоровье сосудов

Один из исследователей продемонстрировал, что тромбоциты у крыс экспрессируют хлоридные каналы, управляемые глицином. Они также сообщили, что человеческие тромбоциты чувствительны к глицину и экспрессируют управляемые глицином хлоридные каналы [70]. Чжун и др. (2012) сообщили, что предварительное введение 500 мг / кг глицина может уменьшить реперфузионное повреждение ишемии сердца [71].Один из исследователей продемонстрировал, что 3 мМ глицина поддерживали повышенную выживаемость кардиомиоцитов in vitro, которые позже подвергались ишемии в течение одного часа, а затем подвергались повторной оксигенации. 3 мМ глицина также были защитными для модели реперфузии ишемии сердца ex vivo [72]. Sekhar et al. сообщили, что глицин оказывает антигипертензивное действие у крыс, получавших сахарозу [73, 74].

6. Заключение

Глицин обладает широким спектром защитных свойств от различных травм и заболеваний.Подобно многим другим незаменимым в питании аминокислотам, глицин играет очень важную роль в контроле над эпигенетикой. Глицин выполняет очень важную физиологическую функцию у людей и животных. Глицин является предшественником множества важных метаболитов, таких как глутатион, порфирины, пурины, гем и креатин. Глицин действует как нейромедиатор в центральной нервной системе и выполняет множество функций, таких как антиоксидантное, противовоспалительное, криопротекторное и иммуномодулирующее действие в периферических и нервных тканях.Пероральный прием глицина в правильной дозе очень эффективен для уменьшения некоторых метаболических нарушений у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, различными воспалительными заболеваниями, раком, диабетом и ожирением. Необходимы дополнительные научные исследования, чтобы изучить роль глицина в заболеваниях, связанных с провоспалительными цитокинами, реперфузией или ишемией, а также свободными радикалами. Необходимо полностью объяснить механизмы защиты глицина и принять необходимые меры предосторожности для безопасного приема и дозировки.Глицин обладает огромным потенциалом для улучшения здоровья, роста и благополучия как людей, так и животных.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

.

границ | Влияние кишечных пептидов на кишечную нервную систему: новые подходы к контролю метаболизма глюкозы и приема пищи

Обзор кишечной нервной системы (ENS)

Структурно-функциональная организация ENS

ENS, называемый «вторым мозгом», состоит из более чем 600 миллионов нейронов и глиальных клеток человека. ENS проходит вдоль желудочно-кишечного тракта (GI) и состоит из двух основных сплетений. Подслизистое сплетение (или сплетение Мейснера) лежит в подслизистой оболочке стенки кишечника и миэнтерическом сплетении (или сплетении Ауэрбаха) между продольным и круговым слоями внешней мускулатуры.Пучки нервных волокон соединяют ганглии внутри сплетения и между различными сплетениями (1). Несмотря на некоторые различия в структурной организации желудочно-кишечного тракта, ENS контролирует главный регулятор функций желудочно-кишечного тракта, таких как секреция, барьерная функция и движение жидкости через выстилающий эпителий. Он также является ключевым регулятором местного кровотока, взаимодействия с иммунной и эндокринной системами кишечника и перистальтики кишечника (1).

Двигательные рефлексы, в основном регулируемые нейронами кишечника, необходимы для физиологии пищеварения и для модуляции опорожнения желудка и времени прохождения желудочно-кишечного тракта (толчка перистальтических волн, вызванных мигрирующим двигательным комплексом, и перемешивание химуса путем сегментации, в условиях кормления, вдоль пищеварительный тракт) и способствуют усвоению питательных веществ (1, 2).После приема пищи механическое искажение и модификация химического состава просвета, вызванные химусом, активируют первые сети взаимосвязанных внутренних сенсорных нейронов IPANs (для внутренних первичных афферентных нейронов) и MEN (для механочувствительных кишечных нейронов) (3–5). Генерируемые потенциалы действия передаются к синаптическим связям с IPAN, интернейронам и возбуждающим / тормозным мотонейронам, которые иннервируют мышцу (6). Каждый функциональный тип кишечных нейронов определяется нейрохимическим кодом (1).ENS в основном состоит из нейронов холинацетилтрансферазы и нейронов синтазы оксида азота (nNOS), которые, соответственно, стимулируют и ингибируют клетки гладких мышц кишечника [для обзора см. (7)] (Рисунок 1).

Рисунок 1 . Схематическое изображение взаимосвязей между гормонами, питательными веществами, нейротрансмиттерами и кишечной нервной системой. Сокращения: SCFA, жирные кислоты с короткой цепью; GLP-1, глюкагоноподобный пептид-1; PYY, пептид YY; IPAN, внутренние первичные афферентные нейроны; Ах, ацетилхолин; NO, оксид азота; VIP, вазоактивный кишечный пептид; IGN, кишечный глюконеогенез.

Эта система тесно связана с центральной нервной системой (ЦНС) через сенсорных нейронов, которые посылают афферентные волокна, передающие афферентное нервное сообщение. После интеграции гипоталамуса эфферентные симпатические и парасимпатические пути могут модулировать функции ENS, такие как моторика, секреция и кровообращение (1).

Влияние питательных веществ на деятельность ENS

После того, как питательные вещества были поглощены или произведены в результате метаболической активности, они могут активировать нейроны кишечника и / или подслизистой оболочки, кодирующие сенсорные стимулы, и, следовательно, модулировать функции ENS.Фактически, кишечные нейроны экспрессируют переносчики и рецепторы, которые участвуют в восприятии основных питательных веществ, таких как SGLT-1 (Na + –d-переносчик глюкозы) для восприятия глюкозы, рецепторы, связанные с G-белком (GPR) 41 и 43 для краткости. цепочечные жирные кислоты (SCFAs), Pept2 (переносчик дипептидов) и рецепторы аминокислот, активируемые глутаматом, глицином или ГАМК для восприятия белков / пептидов [для обзора см. Ref. (8, 9)].

Физиопатологический аспект

Изменение чувствительности к питательным веществам и / или гормонам в кишечнике связано с аберрантными реакциями гипоталамуса, которые могут привести к патологическим состояниям, включая T2D (10–12).Например, у тучных / диабетических мышей и людей наблюдается снижение экспрессии nNOS в пищеварительном тракте в корреляции с изменением активности ENS, связанной с гиперсократимостью кишечника (12–16). Фактически, физиопатологический механизм желудочно-кишечной невропатии, вызванной диабетом, сложен и многофакторен. Вегетативная нейропатия может влиять как на афферентные, так и на эфферентные связи между ЭНС и ЦНС (10, 12). Прием пищи с высоким содержанием жиров вызывает повреждения и пластические изменения в нейронах кишечника, которые нарушают нервные цепи, вызывая симптомы нарушения моторики и коррелируют с нейропатией в мышечно-кишечном сплетении мышей с ожирением с симптомами диабета 2 типа от двенадцатиперстной кишки до толстой кишки (15, 17).Действительно, потребление диеты с высоким содержанием жиров в течение 12 недель у мышей вызывает гиперсократимость двенадцатиперстной кишки, ускоряет транзит через толстую кишку с усилением нейронального холинергического и серотонинергического возбуждения. Это ключевая особенность более поздней фазы ожирения, которая связана с измененными функциями ENS и аномальным всасыванием двенадцатиперстной кишки и транзитом через толстую кишку (12, 16, 18).

Пептиды, модулирующие нейроны ENS

Хорошо известно, что многочисленные биоактивные пептиды различного происхождения способны модулировать активность ENS.Они присутствуют в просвете кишечника и могут достигать мышечно-кишечного сплетения, чтобы модулировать активность нейронов ENS (12, 16, 19). Из-за большого количества биоактивных пептидов, способных контролировать ENS (см. Таблицу 1), мы решили сосредоточиться на некоторых конкретных кишечных и бактериальных пептидах, которые обладают потенциальным терапевтическим действием при нарушениях обмена веществ и питания.

Таблица 1 . Гормоны и нейропептиды, участвующие в контроле кишечной нервной системы (ENS).

Кишечные биоактивные пептиды

Пептидный гормон

Среди специализированных типов клеток, локализованных в эпителии кишечника, энтероэндокринные клетки (EEC) принимают участие в гомеостазе кишечника и эффективности абсорбции питательных веществ за счет секреции специализированных пептидных гормонов, которые действуют аутокринным, паракринным или эндокринным образом и сообщают питательным веществам доступность (41).Были идентифицированы различные специализированные подтипы EEC, локализованные вдоль желудочно-кишечного тракта, экспрессирующие разные семейства пептидов (42).

Пептиды, производные проглюкагона (PGDP)

PGDP, особенно глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1) и GLP-2, секретируются в ответ на прием пищи преимущественно L-клетками EEC, расположенными вдоль желудочно-кишечного тракта (43, 44). Эти кишечные PGDP проявляют надежное действие, контролирующее перистальтику кишечника, а также потребление пищи и гомеостаз глюкозы за счет снижения постпрандиальной гликемии (45, 46).GLP-1 оказывает не только ингибирующее действие на моторику желудочно-кишечного тракта и участвует в абсорбции глюкозы через афференты блуждающего нерва и центральные нервные механизмы, но также оказывает прямое влияние на стенку желудочно-кишечного тракта от двенадцатиперстной кишки до толстой кишки (20, 45, 47) (таблица 1). Фактически, GLP-1 оказывает ингибирующее действие на спонтанную и вызванную механическую активность в двенадцатиперстной и толстой кишке мышей, воздействуя на кишечные нейроны, уменьшая возбуждающую холинергическую нейротрансмиссию через пресинаптические GLP-1R, которые модулируют высвобождение NO (20). .Благодаря этому механизму GLP-1 способен снижать моторику желудка (21). Лечение GLP-2 улучшает выживаемость нейронов тонкой кишки взрослой крысы за счет противовоспалительного действия и увеличивает популяцию вазоактивных кишечных пептидов (VIP), экспрессирующих кишечные нейроны (22, 23, 48). Таким образом, и GLP-1, и GLP-2 обладают нейропротекторным действием (22).

Холецистокинин (ХЦК)

Холецистокинин секретируется I-клетками, в основном локализованными в двенадцатиперстной и проксимальной части тощей кишки, а также в кишечнике и ЦНС в ответ на питание.Рецепторы CCK (CCK-1 и CCK-2) экспрессируются в кишечных нейронах и участвуют в регуляции сегментации, индуцированной питательными веществами, с участием нейрональной серотонинергической передачи сигналов, активируя как внутренние, так и внешние первичные афферентные нейроны, соответственно, чтобы инициировать перистальтические и секреторные рефлексы и передавать информацию в ЦНС (25). Таким образом, CCK коэкспрессируется в нейронах мышечно-кишечного сплетения двенадцатиперстной кишки с окситоцином и участвует в ингибировании спонтанного сокращения мышечных полос, и этот эффект отменяется в ответ на лорглумид, антагонист рецептора CCK1 (26) (Таблица 1).Этот гормон уже исследуется с целью разработки методов лечения ожирения и диабета 2 типа (49).

Грелин

Грелин продуцируется в эндокринных клетках желудка и проявляет свои эффекты, взаимодействуя с рецепторами грелина (рецептор 1a, стимулирующего секрецию гормона роста или GHSR1a), экспрессируемыми в кишечном сплетении GI (30, 50). Предыдущие исследования показали, что грелин (эндогенное или периферическое введение) способствует моторике желудка и тонкого кишечника, в частности, двигательной активности натощак на экспериментальных животных моделях, но также и у человека (27–29).Фактически, грелин стимулирует моторику тонкого кишечника крыс через внутренние холинергические нейроны (30, 31) (Таблица 1).

Апелин

Апелин - это биоактивный пептид, участвующий в контроле метаболизма глюкозы за счет повышения чувствительности к инсулину у нормальных мышей и мышей с диабетом (51). Апелин также секретируется энтероцитами и высвобождается в просветной части кишечника, что способствует всасыванию глюкозы (52).

Нейропептиды

Полипептиды поджелудочной железы (ПП) и родственные пептиды

Нейропептид Y (NPY) и пептид YY (PYY) представляют собой структурно родственные пептиды, которые, как считается, опосредуют ингибирующие действия на подвижность и секрецию ЖКТ.В ENS двойная иммунофлюоресценция демонстрирует, что субпопуляции тел нервных клеток, положительных по рецептору Y1, иммунопозитивны в отношении NPY, VIP и NOS (53). Внутрибрюшинная инъекция PYY и NPY подавляет выделение фекальных гранул в час и подавляет высокоамплитудные дистальные сокращения толстой кишки и холинергические стимулирующие двигательные функции толстой кишки (34). Они могут увеличивать активность cFOS в кишечных нейронах и оказывать мощное ингибирующее действие на нейроны кишечника нисходящей кишки (33, 36).В проксимальной части желудочно-кишечного тракта экзогенный PP стимулирует двигательную активность желудка мышей, активируя возбуждающие нейроны желудочно-кишечного тракта, высвобождая ацетилхолин (Ach) и тахикинины (35) (Таблица 1).

Галанин

Галанин - нейропептид, который в значительной степени экспрессируется в головном мозге, но также и в нейронах ENS (54). В кишечнике большинство эффектов галанина опосредовано Gal-R1, преимущественно экспрессируемым в нейронах ENS и, в частности, в нейронах, экспрессирующих Ach, nNOS или VIP.Более точно, известно, что галанин представляет собой нейропептид, который оказывает ингибирующее действие на холинергические нейроны кишечника и усиливает активность нитрергических нейронов (16, 55). Галанин также оказывает положительное влияние на выживаемость культивированных нейронов кишечника свиней (40) (таблица 1).

Бактериальные биоактивные пептиды

Микроорганизмы способны синтезировать большое количество метаболитов, которые имеют полезные или вредные свойства для здоровья человека. Взаимодействие между кишечной микробиотой и ENS в контроле моторики кишечника и / или оси кишечник-мозг хорошо задокументировано.Фактически, микробиота кишечника производит биоактивные молекулы, которые воздействуют на нейроны кишечника, влияя на моторику ЖКТ и изменяя «ось кишечник-мозг», воздействуя на IPAN (56, 57). Однако точная биохимическая природа бактериальных молекул, участвующих в ENS, может быть очень большой. Среди них большое внимание привлекли азотсодержащие молекулы микробиоты кишечника, такие как аминокислоты, производные аминокислот и олигопептиды. Микробиота кишечника влияет на биосинтез и высвобождение кишечного нейромедиатора, такого как серотонин, моноамин, который участвует в контроле моторики ЖКТ (58).В настоящее время мало что известно о роли бактериальных биоактивных пептидов в контроле метаболизма через ENS. Фактически, сигнальные пептиды бактерий формилированы, и некоторые исследования продемонстрировали, что N -формилпептиды бактериального происхождения могут восприниматься клетками-хозяевами (59). N -формилпептиды обнаруживаются рецепторами формилпептидов, которые являются рецепторами, связанными с G-белком, которые действуют как хемосенсорные рецепторы. Прямая связь между N -формилпептидами и ENS не описана в литературе, но Cianciulli et al.продемонстрировали, что N -формил-метионил-лейцил-фенилаланин, синтезируемый Escherichia coli и другими грамотрицательными бактериями, может высвобождать NO из нервных клеток куриного эмбриона (60).

Пептиды / ENS и метаболизм глюкозы

Как объяснялось ранее, многочисленные пептиды способны модулировать активность нейронов ENS, чтобы контролировать сокращение гладкомышечных клеток кишечника. Как контроль кишечного сокращения может повлиять на метаболизм глюкозы? Во-первых, состояние сытости характеризуется наличием сегментарных волн в проксимальной части кишечника, которые способствуют всасыванию глюкозы.Фактически существует положительная корреляция между сокращением кишечника и абсорбцией глюкозы (2). Во-вторых, сокращение двенадцатиперстной кишки может быть обнаружено гипоталамусом через афферентный нервный сигнал (12). Следовательно, усиление сокращения двенадцатиперстной кишки вызывает резкое снижение высвобождения гипоталамического NO, а затем снижает поступление глюкозы в ткань (16). Эта информация предполагает, что кишечный пептид, такой как апелин (12), может модулировать пару «ENS-гладкая мышца», чтобы способствовать всасыванию глюкозы в начале приема пищи (12).Напротив, высокий уровень апелина может уменьшить сокращение двенадцатиперстной кишки, чтобы блокировать всасывание глюкозы, а затем увеличить высвобождение гипоталамического NO, чтобы способствовать проникновению глюкозы в мышцы (12). Здесь этот последний результат предполагает, что кишечные пептиды могут иметь противоположный эффект в конце приема пищи и / или пищеварения, ограничивая уровень глюкозы в плазме во всем организме.

Во время метаболических нарушений у пациентов с ожирением и диабетом, а также у мышей наблюдается изменение нейронов ENS, которое влияет на сокращение толстой и двенадцатиперстной кишки.Здесь гиперсократимость двенадцатиперстной кишки связана со значительным увеличением абсорбции глюкозы и с дисфункцией оси кишечник-мозг, которая способствует состоянию инсулинорезистентности (12). В настоящее время терапевтические стратегии только начали фокусировать свое внимание на влиянии пероральных биоактивных пептидов на лечение гипергликемии и инсулинорезистентности у пациентов с диабетом (61). Недавно мы обнаружили, что хронический пероральный зонд апелина у мышей с диабетом улучшает толерантность к глюкозе и чувствительность к инсулину в скелетных мышцах (12).В этой высокой дозе апелин может стимулировать активность нейронов nNOS двенадцатиперстной кишки (1), во-первых, для уменьшения всасывания глюкозы «местным» действием и (2) во-вторых, для восстановления оси кишечник-мозг, а затем чувствительности к инсулину (12). Конечно, сейчас апелин рассматривается как интересный потенциальный кандидат для лечения диабета типа 2 с помощью этого нового способа инъекции, то есть per os и / или внутривенной инъекции (61).

В отличие от апелина, который может иметь потенциальное негативное воздействие на мозг (62), в литературе хорошо описан другой кандидат в кишечные пептиды.Галанин - это кишечный пептид, который также известен как нейротрансмиттер в гипоталамусе. Внутрицеребровентрикулярный и в / в. инъекции галанина мышам улучшают гомеостаз глюкозы и, в частности, чувствительность к инсулину (63–65). В кишечнике уровень галанина значительно снижается в двенадцатиперстной кишке при диабете 2 типа (66). Недавно Abot et al. обнаружили, что хроническая пероральная терапия галанином у мышей с диабетом значительно улучшает толерантность к глюкозе (16). Здесь пероральный галанин способен увеличивать высвобождение энтерального NO в двенадцатиперстной кишке, чтобы восстановить ось кишечник-мозг, аналогично тому, что ранее наблюдалось с апелином.Наконец, улучшение метаболизма глюкозы связано со значительным увеличением поступления глюкозы в мышцы, печень и жировую ткань.

Каким образом кишечные пептиды могут попасть в ENS и как мы можем использовать их в качестве потенциальных антидиабетических препаратов? Неизвестно, может ли существовать другой способ транспорта этих пептидов в кишечнике. Механизмы, используемые люминальным пептидом для соединения нейронов ENS, недостаточно хорошо описаны. Как и в случае лептина (19), апелин может достигать ENS посредством трансцитоза .С фармакологической точки зрения пептиды, вводимые перорально, должны быть активны только в двенадцатиперстной кишке, чтобы ограничить потенциальный «нежелательный» эффект. Например, пероральные пептиды могут иметь значительное влияние на опорожнение желудка и могут иметь последствия для пищеварения и / или приема пищи.

Пептиды / ENS и потребление пищи

Как обсуждалось ранее в этом обзоре, регуляция приема пищи представляет собой сложную и строго регулируемую систему, требующую интеграции локальных (то есть кишечных, ENS) сигналов и дистальных сигналов (т.э., в головном мозге). Как недавно было подведено Принцем и Стенгелем (67), многочисленные кишечные пептиды способны контролировать потребление пищи. Эти пептиды могут оказывать анорексигенное (GLP-1, PPY и CCK) или орексигенное (грелин) эффекты, воздействуя непосредственно на мозг или используя афферентный вагусный путь. Поскольку эти способы действия кишечных пептидов хорошо описаны в литературе и потенциально не требуют ENS, мы решили сосредоточить наше внимание на более поздних концепциях, демонстрирующих взаимодействия между кишечными пептидами, кишечными субъектами (эпителиальными и эндокринными клетками, кишечными нейронами, и микробиота) и прием пищи.

Роль эндогенного производства глюкозы эпителиальными клетками кишечника может составлять основной механизм, с помощью которого питательные вещества регулируют потребление пищи. Несколько исследований под руководством проф. Митьё и его команда элегантно продемонстрировали, что так называемый кишечный глюконеогенез (IGN) является ключевым процессом, способствующим уменьшению чувства голода, но также и улучшению чувствительности к инсулину, в то время как печень уменьшается, является эндогенной выработкой глюкозы (68). IGN - это процесс, который активируется расщеплением пищевых белков на аминокислоты (69).Интересно, что та же команда обнаружила, что мыши с дефицитом ключевого фермента, участвующего в IGN (т.е. глюкозо-6-фосфатазы), демонстрируют повышенный базальный симпатический тонус, но также развивают устойчивость гипоталамуса к лептину, что снова указывает на ключевую связь с регуляцией приема пищи. и энергетический гомеостаз.

Примечательно, что IGN в значительной степени индуцируется после метаболической хирургии и в конечном итоге может составлять до 20% от общего производства эндогенной глюкозы в постабсорбтивном состоянии (70). Стоит отметить, что метаболическая хирургия (т.е.g., RYGB) связано с резким изменением пути поступления питательных веществ в пищу и, следовательно, может напрямую влиять на состав микробиоты кишечника (71). Желудочный обходный анастомоз также характеризуется значительным увеличением количества кишечных пептидов, участвующих в приеме пищи и метаболизме глюкозы, таких как GLP-1 и PYY (72). Этот феномен, вероятно, частично можно объяснить прямым контактом между питательными веществами (то есть глюкозой, липидами и аминокислотами) и ЕЕС, производящими эти гормоны, а также через ферментацией непереваренных компонентов пищи и питательных веществ микробиотой кишечника.Один из ключевых примеров, связывающих ферментацию волокон и секрецию GLP-1, был опубликован много лет назад. Действительно, было четко продемонстрировано, что механизмы, с помощью которых определенные пищевые волокна, такие как пребиотики (например, инулин, олигофруктоза), снижают гликемию, потребление пищи и повышают чувствительность к инсулину, напрямую зависят от продукции кишечного пептида GLP-1 (73, 74 ). Совсем недавно было показано, что метаболиты, продуцируемые кишечными бактериями, такие как SCFAs, бутират и пропионат, вероятно, способствуют модуляции продукции как GLP-1, так и PYY в этих условиях (75) (Рисунок 1).

Важно отметить, что все вышеупомянутые механизмы, такие как IGN, бактериальная ферментация (т. Е. SCFA) или выработка кишечных пептидов, связаны с ENS. Например, в случае ферментации волокон было показано, что образующийся составной пропионат связывается с GPR-41, экспрессируемым в нервных окончаниях стенки воротной вены. Но также было обнаружено, что производство пропионата микробами также контролирует IGN и, в конечном итоге, потребление пищи (76) (Рисунок 1).

Наконец, последний пример ясно показывает, что все эти интересные механизмы взаимосвязаны. Действительно, недавнее исследование показывает, что VIP индуцирует активность глюкозо-6 фосфатазы и, в конечном итоге, IGN in vivo . VIP-нейроны иннервируют эпителий кишечника, кроме того, в этом исследовании авторы предполагают, что VIP также важен для индуцированной бактериальным метаболитом пропионата активации IGN. Таким образом, поскольку VIP экспрессируется в нейронах, присутствующих в подслизистом и миэнтериальном сплетениях, и регулируется соединениями, производными микробиоты, производимыми в результате ферментации.Эти результаты также предполагают, что существует локальное высвобождение VIP кишечными нейронами, которое может быть ключевым механизмом, с помощью которого питательные вещества, пептиды и микробные метаболиты, наконец, участвуют в активации IGN и, таким образом, контролируют потребление пищи и метаболизм глюкозы (77).

Резюме / Заключение

Кишечные биоактивные пептиды, действующие на нейроны ENS, представляют собой потенциальную терапевтическую мишень для лечения метаболических и пищевых расстройств, связанных с диабетом 2 типа и ожирением. Их происхождение, т.е.е., бактериальная и / или кишечная стенка облегчает их использование для перорального лечения. Будет ли их использование отдельно или в комбинации с пре- и пробиотиками для терапевтических стратегий, будет проверено в будущем. Таким образом, изучение оси кишечник – мозг находится только в начале его истории, и биоактивные пептиды представляют собой один, но не в последнюю очередь, путь вперед в лечении множества заболеваний.

Авторские взносы

Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

PC является старшим научным сотрудником FRS-FNRS (Fonds de la Recherche Scientifique, Бельгия) и получил гранты от WELBIO-CGR-2017-C2, Funds Baillet Latour и ERC Starting Grant 2013 (336452-ENIGMO).

Список литературы

4.Спенсер, штат Нью-Джерси, Смит Т.К. Механосенсорные S-нейроны, а не AH-нейроны, по-видимому, генерируют ритмический моторный паттерн в дистальном отделе толстой кишки морских свинок. J. Physiol (2004) 558: 577–96. DOI: 10.1113 / jphysiol.2004.063586

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

5. Маццуоли Г., Шеманн М. Многофункциональные быстро адаптирующиеся механочувствительные кишечные нейроны (RAMEN) в мышечно-кишечном сплетении подвздошной кишки морской свинки. J. Physiol (2009) 587: 4681–94. DOI: 10.1113 / jphysiol.2009.177105

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Гальего Д., Мане Н., Гил В., Мартинес-Кутиллас М., Хименес М. Механизмы, ответственные за нервно-мышечную релаксацию в желудочно-кишечном тракте. Ред. Esp Enferm Dig (2016) 108: 721–31. DOI: 10.17235 / reed.2016.4058 / 2015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Фернесс Дж. Б., Ривера Л. Р., Чо Х. Дж., Браво Д. М., Каллаган Б. Кишечник как орган чувств. Nat Rev Gastroenterol Hepatol (2013) 10: 729–40. DOI: 10.1038 / nrgastro.2013.180

CrossRef Полный текст | Google Scholar

11. Cote CD, Zadeh-Tahmasebi M, Rasmussen BA, Duca FA, Lam TK. Гормональная передача сигналов в кишечнике. J Biol Chem (2014) 289: 11642–9. DOI: 10.1074 / jbc.O114.556068

CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Фурнель А., Другард А., Дюпарк Т., Марлин А., Бриерли С.М., Кастро Дж. И др. Апелин нацелен на сокращение кишечника, чтобы контролировать метаболизм глюкозы через мозг. Кишечник (2017) 66: 258–69. DOI: 10.1136 / gutjnl-2015-310230

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

13. Чандрасекхаран Б., Сринивасан С. Диабет и кишечная нервная система. Нейрогастроэнтерол Мотил (2007) 19 (12): 951–60.

PubMed Аннотация | Google Scholar

14. Яранди С.С., Сринивасан С. Диабетические расстройства перистальтики желудочно-кишечного тракта и роль кишечной нервной системы: современное состояние и направления на будущее. Нейрогастроэнтерол Мотил (2014) 26: 611–24. DOI: 10.1111 / nmo.12330

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Stenkamp-Strahm CM, Kappmeyer AJ, Schmalz JT, Gericke M, Balemba O. Прием пищи с высоким содержанием жиров коррелирует с нейропатией в мышечно-кишечном сплетении двенадцатиперстной кишки мышей с ожирением с симптомами диабета 2 типа. Cell Tissue Res (2013) 354: 381–94. DOI: 10.1007 / s00441-013-1681-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

16.Абот А., Лукас А., Бауцова Т., Бессак А., Фурнель А., Ле-Гонидек С. и др. Галанин усиливает системный метаболизм глюкозы через нейроны, экспрессируемые энтеральной синтазой оксида азота. Mol Metab (2018) 10: 100–8. DOI: 10.1016 / j.molmet.2018.01.020

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

17. Стенкамп-Страм CM, Ньявор Ю.Е., Каппмайер А.Дж., Хортон С., Герике М., Балемба О.Б. Длительное употребление пищи с высоким содержанием жиров, ожирение и симптомы диабета 2 типа коррелируют с фенотипической пластичностью нейронов кишечника и повреждением нервов в двенадцатиперстной кишке мыши. Cell Tissue Res (2015) 361: 411–26. DOI: 10.1007 / s00441-015-2132-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

18. Рейхард Ф., Бодри С., Грубер Л., Маццуоли Г., Мориез Р., Шерлинг С. и др. Свойства нейронов тонкой кишки и функции слизистых оболочек в дистальном отделе толстой кишки мышей с ожирением, вызванным диетой. J Physiol (2013) 591: 5125–39. DOI: 10.1113 / jphysiol.2013.262733

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

19.Каммизотто П.Г., Гинграс Д., Бендаян М. Трансцитоз желудочного лептина через слизистую двенадцатиперстной кишки крысы. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2007) 293: G773–9. DOI: 10.1152 / ajpgi.00260.2007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Амато А., Чинчи Л., Ротондо А., Серио Р., Фауссоне-Пеллегрини М.С., Ваннуччи М.Г. и др. Периферическое моторное действие глюкагоноподобного пептида-1 через кишечные нейрональные рецепторы. Нейрогастроэнтерол Мотил (2010) 22: 664 – e203.DOI: 10.1111 / j.1365-2982.2010.01476.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Ротондо А., Амато А., Лентини Л., Бальдассано С., Мул Ф. Глюкагон-подобный пептид-1 расслабляет антральный отдел желудка у мышей через оксид азота. Пептиды (2011) 32: 60–4. DOI: 10.1016 / j.peptides.2010.09.028

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

22. Voss U, Sand E, Hellstrom PM, Ekblad E. Глюкагоноподобные пептиды 1 и 2 и вазоактивный кишечный пептид обладают нейропротективным действием на культивируемые и совместно культивируемые тучные клетки нейроны тонкого кишечника крысы. БМК Гастроэнтерол (2012) 12:30. DOI: 10.1186 / 1471-230X-12-30

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Сигалет Д.Л., Уоллес Л.Е., Холст Дж. Дж., Мартин Г.Р., Каджи Т., Танака Х. и др. Кишечные нервные пути опосредуют противовоспалительное действие глюкагоноподобного пептида 2. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2007) 293: G211–21. DOI: 10.1152 / ajpgi.00530.2006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

24.Сигалет Д.Л., Уоллес Л., Де Хеваль Е., Шарки К.А. Эффекты глюкагоноподобного пептида 2 на кишечные нейроны при воспалении кишечника. Нейрогастроэнтерол Мотил (2010) 22 (12): 1318 – e350. DOI: 10.1111 / j.1365-2982.2010.01585.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

25. Эллис М., Чемберс Дж. Д., Гвинн Р. М., Борнштейн Дж. Серотонин и холецистокинин опосредуют индуцированную питательными веществами сегментацию в тонкой кишке морской свинки. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2013) 304: G749–61.DOI: 10.1152 / ajpgi.00358.2012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

26. Lv Y, Feng M, Che T, Sun H, Luo Y, Liu K и др. ХЦК опосредует ингибирующее действие окситоцина на сокращение продольных мышечных полос двенадцатиперстной кишки у самцов крыс. Арка Пфлюгерса (2010) 460: 1063–71. DOI: 10.1007 / s00424-010-0880-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

27. Тэк Дж., Депортер I, Бишопс Р., Дельпорте С., Кули Б., Меулеманс А. и др.Влияние грелина на межпищеварительную моторику желудочно-кишечного тракта у людей. Кишечник (2006) 55: 327–33. DOI: 10.1136 / gut.2004.060426

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Фуджино К., Инуи А., Асакава А., Кихара Н., Фудзимура М., Фудзимия М. Грелин индуцирует повышенную двигательную активность желудочно-кишечного тракта у крыс, находящихся в сознании после еды. J. Physiol (2003) 550: 227–40. DOI: 10.1113 / jphysiol.2003.040600

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

29.Танигучи Х., Арига Х., Чжэн Дж., Людвиг К., Такахаши Т. Эффекты грелина на межпищеварительные сокращения желудочно-кишечного тракта крыс. World J Gastroenterol (2008) 14: 6299–302. DOI: 10.3748 / wjg.14.6299

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

30. Эдхольм Т., Левин Ф., Хеллстрем П.М., Шмидт П.Т. Грелин стимулирует перистальтику тонкого кишечника крыс через внутренние холинергические нейроны. Regul Pept (2004) 121: 25–30. DOI: 10.1016 / j.regpep.2004.04.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. Ян К.Г., Ляо Ц.Ф., Цю В.С., Ян Дж., Ван Ц. Функция грелина и рецепторов грелина в сетевой регуляции моторики желудка. Mol Med Rep (2014) 10: 2453–8. DOI: 10.3892 / mmr.2014.2571

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

32. Флориан В., Кэролайн Ф, Фрэнсис С., Камилла С., Фабьель А. Лептин модулирует кишечную нейротрансмиссию в проксимальном отделе толстой кишки крыс: исследование in vitro. Regul Pept (2013) 185: 73–8. DOI: 10.1016 / j.regpep.2013.06.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

33. Браунинг К.Н., Лис Г.М. Подавляющее действие NPY на ганглионарную передачу в нейронах кишечника нисходящей кишки морских свинок. Нейрогастроэнтерол Motil (2000) 12: 33–41. DOI: 10.1046 / j.1365-2982.2000.00178.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

34. Ван Л., Гурсерол Дж., Юань П.К., Ву С.В., Миллион М, Ларауш М. и др.Периферический пептид YY подавляет пропульсивную моторную функцию толстой кишки через рецептор Y2 у мышей в сознании. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2010) 298: G45–56. DOI: 10.1152 / ajpgi.00349.2009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

35. Амато А., Балдассано С., Калдара Г. Ф., Мул Ф. Полипептид поджелудочной железы стимулирует двигательную активность желудка мышей через периферические нервные механизмы. Нейрогастроэнтерол Мотил (2017) 29: (1). DOI: 10,1111 / НМО.12901

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

36. Ньюман К.Д., Мхалхал Т.Р., Вашингтон М.К., Хит Дж.С., Сайег А.И. Пептид тирозин тирозин 3-36 уменьшает размер еды и активирует кишечные нейроны у самцов крыс Sprague-Dawley. Dig Dis Sci (2017) 62: 3350–8. DOI: 10.1007 / s10620-017-4788-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

37. Wheway J, Mackay CR, Newton RA, Sainsbury A, Boey D, Herzog H, et al. Фундаментальная бимодальная роль рецептора нейропептида Y1 в иммунной системе. J Exp Med (2005) 202 (11): 1527–38. DOI: 10.1084 / jem.20051971

CrossRef Полный текст | Google Scholar

38. Чандрасекхаран Б., Бала В., Колачала В.Л., Виджай-Кумар М., Джонс Д., Гевиртц А.Т. и др. Направленная делеция нейропептида Y (NPY) модулирует экспериментальный колит. PLoS One (2008) 3 (10): e3304. DOI: 10.1371 / journal.pone.0003304

CrossRef Полный текст | Google Scholar

39. Чандрасекхаран Б., Незами Б.Г., Сринивасан С. Новые нейропептиды-мишени при воспалении: NPY и VIP. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2013) 304 (11): G949–57. DOI: 10.1152 / ajpgi.00493.2012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

40. Арцишевский М.Б., Экблад Э. Влияние вазоактивного кишечного пептида и галанина на выживаемость культивируемых нейронов миентерального кишечника свиней. Regul Pept (2005) 125: 185–92. DOI: 10.1016 / j.regpep.2004.08.036

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

43. Сандовал Д.А., Д’Алессио Д.А. Физиология пептидов проглюкагона: роль глюкагона и GLP-1 в здоровье и болезнях. Physiol Rev (2015) 95: 513–48. DOI: 10.1152 / Physrev.00013.2014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

46. Knauf C, Cani PD, Perrin C, Iglesias MA, Maury JF, Bernard E, et al. Глюкагоноподобный пептид-1 в мозге увеличивает секрецию инсулина и мышечную инсулинорезистентность, способствуя накоплению гликогена в печени. Дж. Клин Инвест (2005) 115: 3554–63. DOI: 10.1172 / JCI25764

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

47.Sun EW, de Fontgalland D, Rabbitt P, Hollington P, Sposato L, Due SL и др. Механизмы контроля индуцированной глюкозой секреции GLP-1 в тонком кишечнике человека. Диабет (2017) 66: 2144–9. DOI: 10.2337 / db17-0058

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

48. Sigalet DL. Симпозиум по питанию нежвачных: роль глюкагоноподобного пептида-2 в контроле функции кишечника у младенцев: регулятор или наблюдатель? J Anim Sci (2012) 90: 1224–32.DOI: 10.2527 / jas.2011-4704

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

49. Патак В., Флатт П.Р., Ирвин Н. Холецистокинин (CCK) и связанные с ним дополнительные пептидные терапии для лечения ожирения и диабета 2 типа. Пептиды (2018) 100: 229–35. DOI: 10.1016 / j.peptides.2017.09.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

50. van der Lely AJ, Tschop M, Heiman ML, Ghigo E. Биологические, физиологические, патофизиологические и фармакологические аспекты грелина. Endocr Ред. (2004) 25: 426–57. DOI: 10.1210 / er.2002-0029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

51. Кастан-Лорелл I, Дрей С., Кнауф С, Кундузова О., Валет П. Апелин, многообещающая цель для лечения диабета 2 типа? Trends Endocrinol Metab (2012) 23: 234–41. DOI: 10.1016 / j.tem.2012.02.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

52. Дрей С., Сакар И., Винель К., Давио Д., Масри Б., Гарригес Л. и др. Кишечный цикл глюкоза-апелин контролирует всасывание углеводов у мышей. Гастроэнтерология (2013) 144: 771–80. DOI: 10.1053 / j.gastro.2013.01.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

53. Джекеротт М., Ларссон Л.И. Иммуноцитохимическая локализация рецептора NPY / PYY Y1 в кишечных нейронах, эндотелиальных клетках и эндокриноподобных клетках кишечного тракта крыс. J. Histochem Cytochem (1997) 45: 1643–50. DOI: 10.1177 / 002215549704501207

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

54.Belai A, Calcutt NA, Carrington AL, Diemel LT, Tomlinson DR, Burnstock G. Кишечные нейропептиды у крыс с диабетом стрептозотоцина; эффекты ингибирования инсулина и альдозоредуктазы. J Auton Nerv Syst (1996) 58: 163–9. DOI: 10.1016 / 0165-1838 (95) 00129-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

55. Ланг Р., Гундлах А.Л., Холмс Ф.И., Хобсон С.А., Вайник Д., Хокфельт Т. и др. Физиология, передача сигналов и фармакология пептидов и рецепторов галанина: три десятилетия появляющегося разнообразия. Pharmacol Rev (2015) 67: 118–75. DOI: 10.1124 / pr.112.006536

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

56. Маквей Нойфельд К.А., Мао Ю.К., Биненшток Дж., Фостер Дж. А., Кунце В.А. Микробиом необходим для нормальной внутренней возбудимости афферентных нейронов кишечника у мышей. Нейрогастроэнтерол Мотил (2013) 25: 183 – e88. DOI: 10.1111 / nmo.12049

CrossRef Полный текст | Google Scholar

57. McVey Neufeld KA, Perez-Burgos A, Mao YK, Bienenstock J, Kunze WA.Микробиом кишечника восстанавливает внутренние и внешние нервные функции у мышей, свободных от микробов, что сопровождается изменениями кальбиндина. Нейрогастроэнтерол Мотил (2015) 27: 627–36. DOI: 10.1111 / nmo.12534

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

58. Мартин А.М., Янг Р.Л., Леонг Л., Роджерс Г.Б., Спенсер Н.Дж., Джессап К.Ф. и др. Разнообразные метаболические роли периферического серотонина. Эндокринология (2017) 158: 1049–63. DOI: 10.1210 / en.2016-1839

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

59.Буфе Б., Зуфалл Ф. Зондирование бактерий: новые принципы обнаружения сигнальных последовательностей рецепторами формилового пептида. Biomol Concepts (2016) 7: 205–14. DOI: 10.1515 / bmc-2016-0013

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

60. Чианчиулли А., Аквафредда А., Кавалло П., Сапонаро С., Калвелло Р., Митоло В. и др. f-Met-Leu-Phe стимулирует выработку оксида азота в нейронах куриного эмбриона: роль NF-kB. Immunopharmacol Immunotoxicol (2009) 31: 51–63.DOI: 10.1080 / 08923970802338799

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

61. Вебер С. Нейрогастроэнтерология: улучшение толерантности к глюкозе через ось кишечник-мозг. Нат Рев Гастроэнтерол Гепатол (2016) 13 (1): 4. DOI: 10.1038 / nrgastro.2015.204

CrossRef Полный текст | Google Scholar

62. Другард А., Дюпарк Т., Бренашо Х, Карнейро Л., Гуаз А., Фурнель А. и др. Передача сигналов гипоталамуса апелина / активных форм кислорода контролирует метаболизм глюкозы в печени в начале диабета. Антиоксидный окислительно-восстановительный сигнал (2014) 20: 557–73. DOI: 10.1089 / ars.2013.5182

.

Роль хлорогеновой кислоты в регулировании метаболизма глюкозы и липидов: обзор

Внутриклеточный гомеостаз глюкозы и липидов жизненно важен для поддержания основной жизнедеятельности клетки или организма. Нарушения обмена глюкозы и липидов тесно связаны с возникновением и прогрессированием диабета, ожирения, стеатоза печени, сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Хлорогеновая кислота (CGA), одно из наиболее распространенных полифенольных соединений в рационе человека, представляет собой группу фенольных вторичных метаболитов, продуцируемых определенными видами растений, и является важным компонентом кофе.Накопление доказательств продемонстрировало, что CGA проявляет множество биологических свойств, включая антибактериальное, антиоксидантное и антиканцерогенное действие. Недавно были подчеркнуты роль и применение CGA, особенно в отношении метаболизма глюкозы и липидов. В этом обзоре рассматриваются текущие исследования, изучающие роль CGA в метаболизме глюкозы и липидов.

1. Введение

Внутриклеточный метаболический гомеостаз глюкозы и липидов очень важен для поддержания основной жизнедеятельности клетки или организма.С точки зрения цитологии, нарушения внутриклеточного обмена глюкозы и липидов являются основой множества заболеваний обмена веществ. Нарушения обмена глюкозы и липидов тесно связаны с возникновением и прогрессированием диабета, ожирения, стеатоза печени, сердечно-сосудистых заболеваний и рака [1]. Осложнения, связанные с нарушением метаболизма глюкозы и липидов, станут серьезным бременем для систем здравоохранения во всем мире. Однако медицинские терапевтические возможности не только ограничены, но и связаны с нежелательными побочными эффектами [2–4].Следовательно, терапия с новыми механизмами действия для борьбы с нарушениями метаболизма глюкозы и липидов будет иметь значительные медицинские и экономические последствия.

Хлорогеновая кислота (CGA) (рис. 1), одно из наиболее распространенных полифенольных соединений в рационе человека, представляет собой группу фенольных вторичных метаболитов, продуцируемых некоторыми видами растений, и является важным компонентом кофе. Сообщалось, что кофе имел самую высокую концентрацию полифенолов среди проанализированных напитков [5, 6]. Основным полифенолом в кофе является CGA.Хлорогеновая кислота (CGA) представляет собой сложный эфир, образованный из коричных кислот и хинной кислоты, и также известен как 5-O-кофеоилхиновая кислота (5-CQA) (нумерация IUPAC) или 3-CQA (нумерация до IUPAC) [7]. Наиболее распространенной формой CGA является 5-кофеилхиновая кислота (5-CQA) (рис. 2). Накопление доказательств продемонстрировало, что CGA проявляет многие биологические свойства, включая антибактериальную, антиоксидантную и антиканцерогенную активность, особенно гипогликемические и гиполипидемические эффекты [8–14]. Недавно было заявлено, что CGA модулирует метаболизм глюкозы и липидов in vivo как в здоровых, так и в генетически нарушенных метаболических состояниях [14–16].



В последнее время роль и применение CGA, особенно в отношении метаболизма глюкозы и липидов, были выделены как в биологической, так и в медицинской областях [17–21]. Возможно, мы думаем, что в ближайшем будущем это станет одним из направлений исследований или направлением медицины и фармакологии. Следовательно, обзор роли и применения CGA в метаболизме глюкозы и липидов является актуальным и жизненно важным для помощи в дальнейших исследованиях.

2.Влияние на метаболизм глюкозы
2.1. Гипогликемический и противодиабетический эффект

Регулярное употребление кофе было связано с более низким риском сахарного диабета 2 типа (СД2), и это было воспроизведено для разных полов, географических регионов и уровней ожирения [22–28]. CGA - основное биологически активное соединение в кофе, которое может принести пользу для здоровья. Например, сообщается, что ежедневное потребление от 3 до 4 чашек кофе без кофеина с высоким содержанием CGA значительно снижает риск СД2 на 30% [29].

Хлорогеновая кислота (CGA) - это новый сенсибилизатор инсулина, который усиливает действие инсулина, подобное терапевтическому действию метформина [30]. Хлорогеновая кислота (CGA) в дозе 5 мг / кг веса тела проявляет антидиабетический потенциал у крыс с диабетом, индуцированным стрептозотоцином (STZ) (45 мг / кг веса тела) никотинамидом [31–33].

Bassoli et al. (2008) проанализировали влияние CGA на выработку глюкозы в печени, уровень глюкозы в крови и толерантность к глюкозе. Было обнаружено, что CGA действительно способствует значительному снижению пика глюкозы в плазме при пероральном тесте на толерантность к глюкозе, скорее всего, за счет ослабления всасывания глюкозы в кишечнике, что указывает на возможную роль CGA как агента, снижающего гликемический индекс, и выделяя его как представляющее интерес для снижения риска развития СД2 [12].

CGA оказывает противодиабетическое действие, стимулируя захват глюкозы как в инсулино-чувствительных, так и в инсулинорезистентных адипоцитах. Способность CGA стимулировать захват 2- [N- (7-нитробенз-2-окса-1,3-диазол-4-ил) амино] -2-дезокси-d-глюкозы (2-NBDG) была сопоставима с противодиабетический препарат розиглитазон [34]. Более того, CGA, в отличие от тиазолидиндиона (TZD) или инсулина, не вызывает ожирения или других побочных эффектов.

Сообщалось, что прием CGA значительно снижает раннюю глюкозу натощак и реакцию инсулина у мужчин с избыточным весом во время OGTT [35].Клинические испытания также подтвердили, что CGA способен снижать гликемическое воздействие продуктов питания и хронически снижать фоновый уровень глюкозы в крови при СД2 [36].

2.2. Стимуляция секреции инсулина

CGA был описан как потенциальное противодиабетическое средство. Используя исследования in vitro , Tousch et al. [37] (2008) сообщили, что CGA увеличивает поглощение глюкозы мышечными клетками L6, эффект наблюдается только в присутствии стимулирующих концентраций инсулина. Кроме того, было обнаружено, что CGA стимулирует секрецию инсулина из линии инсулин-секретирующих клеток INS-1E и островков Лангерганса крысы.Клинические испытания также подтвердили, что CGA в кофе может модулировать поглощение глюкозы, а также секрецию желудочно-кишечных гормонов и инсулина у людей [38].

2.3. Повышение толерантности к глюкозе и инсулинорезистентности

Инсулинорезистентность является основным препятствием в лечении диабета и часто сопровождается гипергликемией, гиперинсулинемией и гиперлипемией у пациентов с диабетом 2 типа, вызванным ожирением, что также считается одним из факторов риска, приводящих к ряд осложнений, таких как нефропатия, ретинопатия, инфаркт миокарда и невропатия [39].Было показано, что CGA действует как активный принцип в регуляции метаболизма глюкозы [40, 41]. CGA способен улучшать толерантность к глюкозе и инсулинорезистентность у тучных крыс Zucker, что позволяет предположить, что CGA может быть многообещающим кандидатом для разработки противодиабетических средств [13]. Liang et al. [42] также обнаружили, что по сравнению с модельной группой (мышам вводили эмульсию с высоким содержанием жира путем перфузии желудка), группа интерференции CGA (мыши получали эмульсию с высоким содержанием жира и CGA (20 мг · кг -1 масса тела )) имели лучшую толерантность к глюкозе, более высокий индекс чувствительности к инсулину (ISI) и более низкий индекс HOMA-IR.А содержание TG, TC и LDL-C в сыворотке было снижено в группе интерференции CGA.

3. Влияние на липидный обмен
3.1. Снижение уровней ХГ и ТГ в сыворотке и печени

Гиперхолестеринемия является основным фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и неалкогольной жировой болезни печени. CGA являются гипогликемическими средствами и могут влиять на метаболизм липидов. Родригес де Сотилло и Хэдли [14] исследовали эффекты CGA in vivo на крысах Zucker с ожирением, гиперлипидемией и инсулинорезистентностью.Авторы сообщили, что CGA не способствует устойчивой гипогликемии, но значительно снижает пиковый постпрандиальный ответ на введение глюкозы по сравнению с той же группой крыс до лечения CGA. У крыс, получавших CGA, концентрации холестерина и триацилглицерина в плазме натощак значительно снизились на 44% и 58% соответственно, как и концентрации триацилглицеринов в печени (24%). Не было статистических различий () в концентрациях триацилглицерина жировой ткани. Значительные различия () в концентрации выбранных минералов в плазме, печени и селезенке были обнаружены у крыс, получавших CGA.Это исследование показало, что in vivo CGA улучшает толерантность к глюкозе, снижает различные липиды плазмы и печени и улучшает распределение минерального пула.

3.2. Снижение восприимчивости к окислению ЛПНП и снижение уровней холестерина ЛПНП и МДА

В настоящее время считается, что окислительная модификация липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) свободными радикалами является ключевым ранним событием в патогенезе атеросклероза. Быстрое поглощение окислительно модифицированных ЛПНП через рецептор-поглотитель приводит к образованию пенистых клеток.Окисленный ЛПНП также обладает рядом других атерогенных свойств [43]. Хлорогеновая кислота может благоприятно влиять на статус риска сердечно-сосудистых заболеваний за счет умеренного снижения чувствительности к окислению ЛПНП и снижения уровней холестерина ЛПНП и малонового диальдегида (МДА). Хлорогеновая кислота, активное соединение в кофе, ингибирует окисление ЛПНП in vitro и, следовательно, может защищать от сердечно-сосудистых заболеваний [44, 45].

3.3. Ингибирование всасывания жира и активация жирового обмена в печени

Shimoda et al.[46] (2006) подтвердили, что CGA, кофеин и другие полифенольные соединения в экстракте зеленых кофейных зерен (GCBE) подавляют увеличение массы тела и накопление висцерального жира у мышей. Авторы сообщили, что CGA, возможно, эффективен против увеличения веса и накопления жира за счет ингибирования всасывания жира и активации метаболизма жира в печени. А пероральный прием CGA (30 и 60 мг / кг / день) в течение 14 дней резко снизил уровень печеночного ТГ у мышей. Подавляющее действие CGA на накопление ТГ в печени было более сильным, чем у GCBE.

3.4. Повышение уровня гормонов, связанных с ожирением

Cho et al. [47] (2010) исследовали эффективность CGA в отношении изменения жировых отложений у мышей с высоким содержанием жиров (37% калорий из жира), вызванных ожирением, по сравнению с кофеиновой кислотой. Авторы выяснили, что CGA значительно занижает кузов w

.

Влияние чая с корицей на концентрацию глюкозы после приема пищи

Контроль гликемии, особенно в постпрандиальном периоде, играет ключевую роль в профилактике различных заболеваний, включая диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Предыдущие исследования показывают, что постпрандиальный высокий уровень глюкозы в крови (BGL) может привести к статусу окислительного стресса, который связан с метаболическими изменениями. Порошок корицы продемонстрировал положительный эффект на гомеостаз глюкозы после приема пищи у животных и людей.Цель этого исследования - изучить влияние чая с корицей ( C. burmannii ) на уровень глюкозы в капиллярной крови после приема пищи у взрослых, не страдающих диабетом. В рандомизированном клиническом исследовании участникам был предложен пероральный тест на толерантность к глюкозе с чаем с корицей или без него. Данные показали, что прием чая с корицей немного снизил уровень глюкозы в крови после приема пищи. Употребление чая с корицей также приводит к значительно более низкой максимальной концентрации глюкозы после приема пищи и изменению максимальной концентрации глюкозы ( p <0.05). Химический анализ показал, что чай с корицей обладает высокой антиоксидантной способностью, что может быть связано с содержанием в нем полифенолов. Настоящее исследование предоставляет доказательства того, что чай с корицей, полученный из C. burmannii , может быть полезен для контроля метаболизма глюкозы у взрослых без диабета в постпрандиальный период.

1. Введение

Постпрандиальный уровень глюкозы (ПБГ) считается важным фактором гликемического контроля [1, 2]. Важность регуляции постпрандиальной гликемии подтверждается эпидемиологическими исследованиями, которые показали, что постпрандиальная гипергликемия является предиктором диабета и сердечно-сосудистых событий [3, 4].Постпрандиальное состояние может стимулировать производство активных форм кислорода (АФК), что приводит к статусу окислительного стресса. Этот статус включает молекулярный механизм развития различных осложнений, связанных с гипергликемией [5-7]. Более того, постпрандиальный оксидативный стресс может сопровождаться постпрандиальным воспалением и эндотелиальной дисфункцией, как сообщают Ceriello et al. [8].

Постпрандиальная концентрация глюкозы означает концентрацию глюкозы в плазме после еды, которую можно оценить с помощью стандартного эталонного теста, 75 г перорального теста на толерантность к глюкозе (OGTT) [9].Во время OGTT уровень глюкозы в плазме определяется секрецией / действием инсулина [

.

Смотрите также