Palm vitamin E reducerer catecholaminer, xanthinoxidase aktivitet og gastriske læsioner i rotter udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress

Palm vitamin E reducerer catecholaminer, xanthinoxidase aktivitet og gastriske læsioner hos rotter udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress
Abstract
Baggrund
Denne undersøgelse undersøgt virkningerne af Palm E-vitamin (PVE) og α-tocopherol (α-TF) kosttilskud på adrenalin, noradrenalin, xanthinoxidase plus dehydrogenase (XO + XD) aktiviteter og gastriske læsioner i rotter udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress (WIRS). Salg Metoder
Sixty Sprague-Dawley
rotter (200-250 g) blev tilfældigt delt i tre lige store grupper. Kontrolgruppen blev givet en normal kost, mens de behandlede grupper modtog den samme kost med oral tilskud af PVE eller α-TF ved 60 mg /kg legemsvægt. Efter perioden med 28 dages behandling blev hver gruppe yderligere opdelt i to grupper med 10 rotter uden at udsætte dem for stress og de øvrige 10 rotter blev underkastet WIRS i 3,5 timer. Blodprøver blev udtaget til måling af adrenalin og noradrenalin niveauer. Rotterne blev derefter aflivet hvorefter maven blev udskåret og åbnet langs den største krumning og undersøgt for læsioner og XO + XD aktiviteter.
Resultater Salg The rotter udsat for WIRS havde læsioner i deres maveslimhinden. Vores resultater viste, at kosten supplementering af PVE og α-TF var i stand til at reducere gastriske læsioner betydeligt i forhold til den stressede kontrolgruppe. WIRS øget plasma adrenalin og noradrenalin betydeligt. PVE og α-TF behandlinger reducerede disse parametre væsentligt i forhold til den stressede kontrol.
Konklusioner
supplementering med enten PVE eller α-TF reducere dannelsen af ​​gastriske læsioner. Deres beskyttende virkning var relateret til deres evner til at hæmme stress induceret forøgelse af adrenalin og noradrenalin niveauer samt gennem reduktion i xanthinoxidase og dehydrogenase aktiviteter.
Baggrund
Stress påvirker psykologiske og fysiologiske balancer, som kan føre til forskellige patologiske forandringer . En kendt patologisk stress-induceret tilstand er dannelsen af ​​gastriske læsioner og undersøgelser havde vist, at dens patogenese er multifaktoriel. Det omfatter faktorer, der forstyrrer maveslimhinden integritet, såsom ændringer i mavesyre, slim og bicarbonat sekreter, hæmning af maveslimhinden prostaglandinsyntesen [1], reduktion af maveslimhinden blodgennemstrømning [2, 3] samt ændringer i stresshormoner [ ,,,0],4-6] og gastrisk motilitet [7, 8]. Det er også kendt, at en stigning i catecholamin-niveauer under stress forårsager vasokonstriktion [6]. Disse ændringer kan i sidste ende resultere i dannelse af gastriske læsioner. Nyt undersøgelser havde også vist inddragelse af oxidativt stress i patogenesen af ​​stress-induceret mavesår [9, 10]. En særlig type af oxidantbeskadigelse er reoxygenering skade efter reperfusion af iskæmiske væv [11]. Xanthin-oxidoreduktase eksisterer i to interconvertible former, som er xanthindehydrogenase og oxygen-afhængige xanthinoxidase. I nogle undersøgelser blev det påvist, at allopurinol reduceret gastrointestinal skade, i rotter, der blev eksponeret for xanthin /hypoxanthin + xanthinoxidasesystem [12, 13].
Der har været nogle tidligere litteratur relateret til den rolle og evne af E-vitamin eller dets derivater til at reducere stress og gastriske læsioner. Vores tidligere undersøgelser havde vist sig, at både tocopherol og tocotrienol havde evnen til at reducere dannelsen af ​​gastriske læsioner induceret af stress hos rotter [7, 14]. Selvom tocopherol er velkendt for at være den mest tilgængelige og aktive form af vitamin E, nylig rolle tocotrienoler har fået fornyet opmærksomhed. Den foreliggende undersøgelse var designet til at sammenligne virkningerne af palm vitamin E, som hovedsageligt indeholder tocotrienoler og α-tocopherol tilskud på katekolaminer og gastrisk xanthinoxidase aktivitet, der er involveret i stress-inducerede gastriske læsioner hos rotter.
Metoder
Sixty Sprague-Dawley
hanrotter (200-250 gram) blev inddelt i tre lige store grupper. De første og anden gruppe blev givet E håndflader vitamin (PVE) eller α-tocopherol (α-TF) henholdsvis i en dosis på 60 mg /kg legemsvægt oralt i 28 dage, mens kontrolgruppen fik olivenolie ved anvendelse af en 4 -inch, 18 G nål, som køretøjet. Palm E-vitamin anvendes i denne undersøgelse indeholdt en blanding af 22% tocopherol og 78% tocotrienoler, som blev opnået fra Malaysia Palm Oil Board (MPOB). Den E-vitamin dosis blev valgt baseret på vores tidligere undersøgelse, som viste evne denne dosis for at reducere gastrisk læsioner forekomst [6]. Ved afslutningen af ​​behandlingsperioden blev blod trukket tilbage, og hver gruppe blev opdelt i yderligere to grupper; én gruppe blev underkastet WIRS i 3,5 timer, og den anden gruppe blev ikke udsat for nogen belastning (ikke-stress-gruppe). Rotterne blev frataget mad natten over, inden de blev udsat for stress.
Stress blev udført ved at anbringe hver rotte i en plastik fastholdelsesanlæg individuelt, hvorefter de blev nedsænket hals-dybt i et bægerglas ved stuetemperatur (23 ° C) i 3,5 timer. Denne procedure blev udført ved at følge fremgangsmåden af ​​Nishida et al. (1997) [15]. Efter eksponering for stress blev rotterne bedøvet ved at injicere både ketamin (5 mg /100 g legemsvægt) og xylazin (1 mg /100 g legemsvægt) før blod blev udtaget til catecholamin niveau bestemmelse. Rotterne blev derefter aflivet, hvorefter maven blev fjernet. Det eksperimentelle design blev godkendt af Universiti Kebangsaan Malaysia Animal Ethics Committee (UKMAEC).
Vurdering af gastriske læsioner
Gastriske læsioner blev målt under 3X forstørrelse med anvendelse lysmikroskopi. Læsionsstørrelsen i mm blev bestemt ved måling hver læsion langs sin største diameter. Hver fem punktformede læsioner var lig med 1 mm læsion. De samlede længder i hver gruppe af rotter blev beregnet og udtrykt som læsionen indeks. Denne fremgangsmåde er tidligere blevet beskrevet af Wong et al. [16].
Gastrisk xanthinoxidase og xanthindehydrogenase aktiviteter Salg Tissue forberedelse til måling af xanthinoxidase og xanthindehydrogenase blev udført efter en metode beskrevet tidligere af Qu et al. [17]. Målingen af ​​xanthinoxidase og xanthindehydrogenase aktiviteter fulgt af metoden beskrevet af Terao et al. [18].
Plasma adrenalin og noradrenalin
Plasma adrenalin (adrenalin) og noradrenalin (noradrenalin) niveau blev målt ved hjælp af Enzyme Immuno Assay (EIA) kit fra IBL-Hamburg, Tyskland (katalog nummer 40-371-25001) .
statistisk analyse
statistisk analyse blev udført ved hjælp af SPSS statistisk pakke version 12 (SPSS Inc. USA). Normal fordeling af alle variabler blev undersøgt ved Kolmogorov-Smirnov test. Resultaterne blev udtrykt som middel ± standardfejl af middelværdien (SEM). Statistisk signifikans (P < 0,05). Bestemtes ved ANOVA efterfulgt af Tukey post-hoc test
Resultater Salg Virkninger af PVE og α-TF på gastriske læsioner
Ikke-stressede rotter viste ingen fokale læsioner i maveslimhinden. Imidlertid maveslimhindelæsioner udviklet i rotter udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress (WIRS) i 3,5 timer. Arealet af involvering var begrænset til glandulære del af mavesækken. I rotter udsat for stress, forbehandlinger med enten E- håndflader vitamin (PVE) eller α-tocopherol (α-TF) signifikant reduceret antal gastriske læsioner, med 52% (P = 0,001) og 40% (P = 0,001) (figur 1). Makroskopisk observation viste enten læsioner, oftest 1-2 mm i størrelse, eller petechial blødning (figur 2). Figur 1 Den gastriske læsioner nummer (i mm) af rotter, der blev forbehandlet med E håndflader vitamin (PVE) eller α-tocopherol (α-TF) i 28 dage og udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress i 3,5 timer. Søjler repræsenterer middel ± SEM (n = 7). en; signifikant forskellig fra den ikke-stressede gruppe (CN + NS), b; signifikant forskellig fra den stressede kontrol (CN + WIRS) (ANOVA efterfulgt af Tukeys test, p < 0,05).
Figur 2 Mikroskopiske observationer (3X) vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress (WIRS) inducerede gastriske læsioner. A: Gastrisk væv af normal rotte (ingen læsioner). B: Gastrisk væv fra en rotte udsat for 3,5 timers WIRS (Developed mavesår, som vist med pilen). C: Gastrisk væv fra en rotte udsat for 3,5 timer af WIRS plus palm vitamin E (PVE) (Udviklet petichae blødning som vist med pilene). D: Gastrisk væv fra en rotte udsat for 3,5 timers WIRS plus α-tocopherol (α-TF) (Udviklet petichial blødning som vist med pilene)
Virkninger af PVE og α-TF på noradrenalin
figur 3. viser, at eksponering for WIRS i 3,5 timer steg plasma noradrenalin niveau væsentligt (ca. 92%, P = 0,001). Plasma noradrenalin niveauer af stressede PVE- (ca. 59%, p = 0,025) og α-TF-behandlede grupper (ca. 70%, p = 0,022) blev reduceret væsentligt i forhold til den stressede kontrolgruppe. Der blev imidlertid ingen signifikant forskel observeres i plasmaet noradrenalin niveau mellem de stressede PVE og α-TF grupper. Eksponeringen for WIRS i 3,5 timer forøget plasma noradrenalin niveau væsentligt i PVE- (P = 0,001) og α-TF-behandlede grupper (P = 0,001) i sammenligning med deres respektive ikke-stressede grupper. Ingen signifikant forskel (P &0,05) i plasma noradrenalin plan mellem de ikke-stressede grupper blev observeret. Figur 3 Plasmaet noradrenalin niveau i rotter, der blev forbehandlet med E håndflader vitamin (PVE) eller α-tocopherol (α-TF) i 28 dage og udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress i 3,5 timer. Søjler repræsenterer middel ± SEM (n = 7). en; signifikant forskellig fra den ikke-stressede gruppe (CN + NS), b; markant forskellige fra den stressede kontrol (CN + WIRS) (ANOVA efterfulgt af Tukeys test, p < 0,05).
Virkninger af PVE og α-TF på adrenalin
output præsenteret i figur 4 viser, at immobilisering stress øget adrenalin niveau væsentligt sammenlignet med ikke-stressede gruppe (ca. 89%, P = 0,003). Der var en signifikant reduktion i adrenalin niveau af stressede PVE- (ca. 18,7%, P = 0,002) og α-TF-behandlede grupper (ca. 20%, P = 0,001) sammenlignet med de stressede kontroller. Men ingen signifikant forskel i den adrenalin plan mellem stressede PVE- og α-TF-behandlede grupper blev set. Derudover eksponering for WIRS øget plasma adrenalin niveau væsentligt i PVE- og α-TF-behandlede grupper sammenlignet med deres respektive ikke-stressede grupper. Ingen signifikant forskel i adrenalin niveauer mellem de ikke-stressede grupper blev observeret. Figur 4 Plasmaet adrenalin niveauet i rotter, der blev forbehandlet med E håndflader vitamin (PVE) eller α-tocopherol (α-TF) i 28 dage og udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress i 3,5 timer. Søjler repræsenterer middel ± SEM (n = 7). en; signifikant forskellig fra den ikke-stressede gruppe (CN + NS), b; markant forskellige fra den stressede kontrol (CN + WIRS) (ANOVA efterfulgt af Tukeys test, p < 0,05).
Effekter af PVE og α-TF på (XO + XD) aktivitet
Figur 5 viser aktiviteter xanthinoxidase plus xanthindehydrogenase (XO + XD). Stress vand-nedsænkning tilbageholdenhed (WIRS) væsentligt med aktiviteterne i XO + XD med 76% (P = 0,003) sammenlignet med den ikke-stressede kontrol. Aktiviteterne i XO + XD af stressede PVE- og α-TF-behandlede grupper blev reduceret væsentligt i forhold til den stressede kontrol. Der var imidlertid ingen signifikant forskel i aktiviteterne i XO + XD mellem den stressede PVE- og α-TF-behandlede grupper. Derudover blev ingen signifikante forskelle i aktiviteter XO + XD ses i PVE og α-TF understregede gruppen sammenlignet med deres respektive ikke-stressede gruppe. Figur 5 Den gastriske xanthinoxidase + xanthindehydrogenase (XO + XD) aktivitet i maven på rotter, der blev forbehandlet med E håndflader vitamin (PVE) eller α-tocopherol (α-TF) i 28 dage og udsat for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress i 3,5 timer. Søjler repræsenterer middel ± SEM (n = 7). en; signifikant forskellig fra den ikke-stressede gruppe (CN + NS), b; signifikant forskellig fra den stressede kontrol (CN + WIRS) (ANOVA efterfulgt af Tukeys test, p < 0,05).
Diskussion
stigning i noradrenalin og adrenalin niveauet på grund af stress er veldokumenteret [19-21] . Den foreliggende undersøgelse viste, at eksponering for vand-nedsænkning tilbageholdenhed stress (WIRS) i 3,5 timer var nok til at øge niveauet af disse katekolaminer væsentligt; noradrenalin med 92% og adrenalin med 89%. Disse observationer støtter den hypotese, at adrenale catecholaminer spille en fysiologisk rolle som reaktion på stressende situationer. Hamada et al. fandt, at rotter udsat for stress udviklet gastriske læsioner forbundet med nedsat indhold hjernen noradrenalin og øgede plasma katekolaminer og corticosteron-niveauer [22]. Ligeledes havde vi tidligere vist, at rotter udsat for gentagen tilbageholdenhed stress havde et højere niveau af plasma noradrenalin og corticosteron i forhold til de ikke-stressede rotter [6].
Under stress og de underliggende mekanismer involveret, er aktiveringen af ​​hypothalamus hypofyse-binyre-aksen (HPA) og sympatho-binyre-medullære (SAM) systemer, der forårsager frigivelse af corticosteron sammen med udgivelsen af ​​noradrenalin og adrenalin [23]. Endvidere kan elevation i catecholamin-niveauer generere frie radikaler [24], som kan være cytotoksiske og medierer vævsskade ved at skade cellemembraner og frigive intracellulære komponenter. Det er almindeligt accepteret, at patogenesen af ​​gastriske slimhindelæsioner involverer oxygenafledte frie radikaler.
I den foreliggende undersøgelse blev den noradrenalin og adrenalin niveauer af stressede PVE og α-TF grupper reduceret betydeligt i forhold til den stressede kontrol. Sideløbende med sin evne til at blokere noradrenalin, vitamin E også blokeret dannelse af gastriske læsioner i rotter udsat for stress. Endvidere er de noradrenalin og adrenalin niveauer i stressede PVE- og α-TF-behandlede grupper var ikke forskellige fra deres respektive ikke-stressede grupper. Dette antyder, at E-vitamin spiller en vigtig rolle i at reducere forhøjede catecholamin-niveauer induceret af stress. Vi havde tidligere rapporteret, at stigningen i noradrenalin-niveauet blev blokeret i rotter, der fik tocotrienoler tilskud, men ikke hos rotter modtager α-TF [6]. Disse resultater antyder, at tocotrienoler er mere potent end α-TF i blokering af virkningerne af stress. Vi fandt imidlertid ingen signifikant forskel mellem den stressede PVE- og α-TF-behandlede grupper. Begge behandlinger var i stand til at forbedre virkningerne af stress ved at reducere niveauerne af noradrenalin og adrenalin. De observerede kunne skyldes de forskellige stresspåvirkninger anvendte modeller forskelle; akut versus gentagen stress. I 2007 Campese og Shaohua viste, at rotter fodret med en vitamin-E-berigede kost manifesteret en betydelig reduktion i noradrenalin sekretion fra den bageste hypothalamus [25]. En vitamin-E-berigede diæt afbødes dannelsen af ​​reaktive oxygenarter i hjernen, og dette blev forbundet med en reduceret sympatiske nervesystem aktivitet og blodtryk hos rotter med phenol-induceret nyreskade.
Lipidperoxidation medieret af frie radikaler betragtes som en primær mekanisme for cellemembranen destruktion [26]. Gastriske læsioner forårsaget af stress, alkohol, Helicobacter pylori
infektion og ikke-steroide anti-inflammatoriske lægemidler har vist sig at være medieret hovedsagelig gennem generering af reaktive oxygenarter (ROS), der synes at spille en vigtig rolle i at producere lipidperoxider [3, 14, 27, 28]. Skaden i maveslimhinden grund WIRS er blevet tilskrevet nedsat gastrisk mikrocirkulationen, hvilket resulterer i iskæmi efterfulgt af reperfusion, en proces, der genererer frie radikaler. Konstateringen angiver, at reaktive oxygenspecies og lipidperoxidation er vigtige i patogenesen af ​​maveslimhinden skade induceret af stress [10]. Denne aktuelle resultat er i overensstemmelse med elevation af XO aktivitet efter stress, som producerer ROS. En tidligere undersøgelse havde vist, at eksponering af rotter til 3,5 timers WIRS ført til en stigning i xanthin metabolisme til det niveau sammenligneligt med det observerede i iskæmi-reperfusion model af [2] gastrisk skade. Xanthinoxidase aktivitet er en væsentlig kilde til ROS såsom superoxid anion (O 2 · -) og hydrogenperoxid (H 2O 2) i patogenesen af ​​sygdommen i forskellige biologiske systemer, herunder gastrointestinal tarmkanalen [29-31]. Stigningen i ROS ville så øge gastrisk lipidperoxidation og efterfølgende gastrisk læsion udvikling. Dette understøtter den hypotese, at stress-induceret beskadigelse medieres af lipidperoxidation.
I den foreliggende undersøgelse, PVE og α-TF havde forhindret stigningen i XO + XD aktiviteter betydeligt efter WIRS. Det kunne være, at både PVE og α-TF forbedret maveslimhinden blodgennemstrømning, der var forringet under WIRS [2, 32]. Forbedret gastrisk blodgennemstrømning vil yderligere undertrykke omdannelsen af ​​XD til XO. Raghuvanshi et al. viste, at administration af 400 mg af E-vitamin i seks dage sammen med 80 mg aspirin produceret en fremragende antioxidant virkning som vist ved en reduceret blodplade xanthinoxidase aktivitet [33].
Vitamin E er et lipid-opløseligt antioxidant og en brønd accepteret første linje forsvarsmekanisme mod lipidperoxidation. Den fungerer som en kæde-breaking antioxidant for lipidperoxidation i cellemembraner og som en scavenger af ROS såsom superoxid anion, hydrogenperoxid og singlet-oxygen [34]. Yoshikawa et al. rapporteret et fald i maveslimhinden vitamin E-niveau og en stigning i maveslimhinden lipidperoxidation i iskæmi-reperfusion-induceret gastrisk mucosal skade og alvorligheden af ​​skaden var forøget i vitamin E-deficiente rotter [35]. Naito et al. havde vist, at i nitrogenoxid rotter oxid-udtømte, E-vitamin spiller en vigtig beskyttende rolle mod iskæmi-reperfusion-induceret maveslimhinden skade, og foreslog, at denne gastrobeskyttende effekt af E-vitamin var ikke kun på grund af sin antioxidant handling, men også sin hæmmende virkning på neutrofil infiltration i maveslimhinden [36]. Al-Tuwaijri og al-Dhohyan rapporterede, at en enkelt oral pre-administration af α-tocopherolacetat til rotter forhindret iskæmi-reperfusion-induceret gastrisk mucosal skade [37].
Som nævnt tidligere, kan stress forringe gastrisk blodstrøm og årsag iskæmisk-lignende forhold. Disse betingelser kan føre til reperfusion-induceret beskadigelse og endelig udvikling af gastriske læsioner. Under iskæmi-reperfusion, blev lipidperoxidation steg som følge af produktionen af ​​ROS; kosttilskud med PVE og α-TF var i stand til at reducere denne stigning. Det kan konkluderes, at PVE og α-TF har gastrobeskyttende virkninger mod WIRS, eventuelt via deres antioxidant egenskaber. Som vist i denne undersøgelse, dyr udsat for WIRS i 3,5 timer udviklede gastriske slimhindelæsioner således bekræfter reproducerbarheden af ​​denne model for undersøgelsen. Supplementering af PVE og α-TF på 60 mg /kg i 28 dage før udsættelse for stress reducerede gastriske slimhindelæsioner. Der blev imidlertid ikke observeret nogen forskel mellem disse to midler, der viser samme effektivitet i forebyggelsen stressinduceret gastrisk skade.
Tilsvarende har eksponering for WIRS vist sig at øge hyppigheden af ​​maveslimhindelæsion og stigningen blev sænket ved indgivelse af forskellige antioxidanter [1, 38]. En undersøgelse foretaget af Ohta et al. havde vist, at WIRS i 6 timer reduceret gastrisk α-tocopherol koncentration, men pre-administration af ascorbinsyre delvist vendt denne reduktion. I den foreliggende undersøgelse kan forebyggelse af de skadelige virkninger af stress på maveslimhinden være formidlet af antioxidanten kan aktivitet af PVE og α-TF, hvilket reducerer dannelsen af ​​frie radikaler, enten direkte eller indirekte, hvilket fører til dæmpning af læsion dannelse .
beskyttende mekanisme af E-vitamin og dens rolle for menneskers sundhed er stadig ikke godt forstået. Antioxidanten karakteristisk for vitamin E, især dens virkning på polyumættede fedtsyrer (PUFA), kan forbedre cellemembranen integritet. Der er mulighed for, at de gastriske væv bliver mere modstandsdygtig over for aggressive faktorer som syre og pepsin.
Konklusioner
Vore data antyder, at den beskyttende virkning af vitamin E var relateret til en nedsat xanthinoxidase og dehydrogenase aktiviteter, hvilket resulterede i en reduktion i dannelsen af ​​frie radikaler. Der er også en mulighed, at evnen hos både PVE og α-tocopherol i blokering stress inducerede skader var gennem dets virkning på et højere niveau, som var ved at blokere de øgede i adrenalin og noradrenalin, kendt mediatorer af stress.
Noter
Ibrahim Abdelaziz Ibrahim, Yusof Kamisah og Nafeeza Mohd Ismail bidraget ligeligt til dette arbejde.
erklæringer
Tak
undersøgelsen blev finansieret af en bevilling fra malaysiske Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Innovations (IRPA Grant Ingen . 06-02-02-10026 EAR). Forfatterne vil gerne takke Pn Azizah Othman og hr Muhamad Arizi Aziz til teknisk bistand.
Forfattere 'originale indsendte filer til Images of Nedenfor er links til forfatternes oprindelige indsendte filer til billeder. 12876_2011_737_MOESM1_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 1 12876_2011_737_MOESM2_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 2 12876_2011_737_MOESM3_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 3 12876_2011_737_MOESM4_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 4 12876_2011_737_MOESM5_ESM.pdf Forfatternes oprindelige fil til figur 5 konkurrerende interesser
forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende interesser.

• Anvendelse af forstørrelsesglas smalbåndet imaging endoskopi for diagnosticering af tidlig mavekræft og præcancer læsion
• En metode til gastrisk rør elevation via den bageste mediastinal vej hos torakoskopiske subtotal esophagectomy