Palm vitamin E reduserer katekolaminer, xantinoxidase aktivitet og mage lesjoner hos rotter eksponert for vann-nedsenking restraint stresset

Palm vitamin E reduserer katekolaminer, xantinoxidase aktivitet og mage lesjoner i rotter eksponert for vann-nedsenking restraint stresset
Abstract
Bakgrunn
Denne studien undersøkte effekten av Palm vitamin E (PVE) og α-tokoferol (α -TF) supplementations på adrenalin, noradrenalin, xantinoxidase pluss dehydrogenase (XO + XD) aktiviteter og helsefare i rotter eksponert for vann-nedsenking restraint stresset (WIRS).
Metoder
Sixty Sprague-Dawley
rotter (200-250 g) ble tilfeldig delt i tre like store grupper. Kontrollgruppen ble gitt en normal diett, mens de behandlede grupper mottok den samme diett med oralt tilskudd av PVE eller α-TF ved 60 mg /kg kroppsvekt. Etter behandlingsperioden på 28 dager, ble hver gruppe er ytterligere oppdelt i to grupper med 10 rotter uten å utsette dem for å understreke og de andre 10 rottene ble utsatt for WIRS i 3,5 timer. Blodprøver ble tatt for å måle adrenalin og noradrenalin nivåer. Rottene ble deretter avlivet etter som magen ble skåret ut og åpnet langs den store kurvatur og undersøkt for lesjoner og XO + XD aktiviteter.
Resultater
rottene eksponert for WIRS hadde lesjoner i magen slimhinner. Våre funn viste at kosten suppleringer av PVE og α-TF var i stand til å redusere gastriske lesjoner i betydelig grad i forhold til den understreket kontrollgruppen. WIRS økt plasma adrenalin og noradrenalin betydelig. PVE og α-TF behandlinger reduseres disse parametrene betydelig sammenlignet med stresset kontroll
. Konklusjoner
supplementations med enten PVE eller α-TF redusere dannelsen av helsefare. Deres beskyttende effekt var relatert til deres evner til å hemme stresset indusert heving av adrenalin og noradrenalin nivåer samt gjennom reduksjon i xantinoxidase og dehydrogenase aktiviteter.
Bakgrunn
Stress påvirker psykologiske og fysiologiske balanserer som kan føre til ulike patologiske forandringer . En kjent patologisk stress-fremkalt tilstand er dannelsen av gastriske lesjoner og studier hadde vist at dets patogenese er multifaktoriell. Det inkluderer faktorer som forstyrrer slimhinnene gastrisk integritet som endringer i magesyre, slim og bikarbonat sekreter, hemming av mage mucosal prostaglandinsyntesen [1], reduksjon av mage mucosal blodstrøm [2, 3] samt endringer i stresshormoner [ ,,,0],4-6] og gastrisk motilitet [7, 8]. Det er også kjent at en økning i katekolaminer nivåer under stress fører til vasokonstriksjon [6]. Disse endringene kan til slutt føre til dannelse av mage lesjoner.
Nyere studier har også vist involvering av oksidativt stress i patogenesen stress-indusert magesår [9, 10]. En spesiell type oksydasjonsmiddel skade er reoksygeneringsskade etter reperfusjon av ischemisk vev [11]. Xantin oksidoreduktase eksisterer i to innbyrdes omdannbare former, som er xantin-dehydrogenase og den oksygenavhengig xantinoksidase. I noen studier ble det vist at allopurinol redusert gastrointestinal skade, hos rotter som ble eksponert for xantin /hypoxantin + xantinoxidase system [12, 13].
Det har vært noen tidligere litteratur knyttet til rolle og evne til vitamin E eller dets derivater for å redusere stress og helsefare. Våre tidligere undersøkelser hadde funnet at både tokoferol og tokotrienol hadde evnen til å redusere dannelsen av gastriske lesjoner indusert ved stress hos rotter [7, 14]. Selv om tokoferol er godt kjent for å være den mest tilgjengelige og aktiv form av vitamin E, nylig rolle tokotrienoler har fått fornyet oppmerksomhet. Denne studien var designet for å sammenligne effekten av palme vitamin E som i hovedsak inneholder tokotrienoler og α-tokoferol tilskudd på katekolaminer og mage xantinoxidase aktivitet, som er involvert i stress-indusert mage lesjoner hos rotter.
Metoder
Sixty Sprague-Dawley
rotter (200-250 gram) ble delt i tre like store grupper. De første og andre grupper ble gitt palme vitamin E (PVE) eller α-tokoferol (α-TF) henholdsvis i en dose på 60 mg /kg kroppsvekt oralt i 28 dager, mens kontrollgruppen ble gitt olivenolje ved hjelp av en fire -tommers, 18 G nål, som kjøretøyet. Palme vitamin E brukt i denne undersøkelsen inneholdt en blanding av 22% tokoferol og 78% tokotrienoler, som ble erholdt fra Malaysia palmeolje Styret (MPOB). Vitamin E dosen ble valgt basert på vår forrige undersøkelse, som viste evne til denne dosen for å redusere mage lesjoner forekomsten [6]. Ved slutten av behandlingsperioden, ble blod tatt ut, og hver gruppe ble delt inn i en annen to grupper; en gruppe ble underkastet WIRS i 3,5 timer og den andre gruppen ble ikke utsatt for noen belastning (ikke-stress-gruppe). Rottene ble sultet over natten før de ble utsatt for stress.
Stress ble utført ved å plassere hver rotte i en plastrainer enkeltvis, hvoretter de ble nedsenket innsnevring dypt i et begerglass ved romtemperatur (23 ° C) i 3,5 timer. Denne prosedyre ble utført ved å følge metoden ved Nishida et al. (1997) [15]. Etter eksponering for stress ble rottene anestetisert ved injisering av både ketamin (5 mg /100 g kroppsvekt) og xylazin (1 mg /100 g kroppsvekt) før blodet ble tatt ut for bestemmelse katekolamin nivå. Rottene ble deretter avlivet, hvoretter maven ble fjernet. Den eksperimentell design ble godkjent av Universiti Kebangsaan Malaysia dyreetikk komité (UKMAEC).
Vurdering av helsefare
Gastric lesjoner ble målt under 3X forstørrelse ved hjelp av lysmikroskopi. Lesjonsstørrelsen mm ble bestemt ved å måle hver lesjon langs sin største diameter. Hver fem petechial lesjoner var lik 1 mm lesjon. De samlede lengder i hver gruppe av rotter ble midlet og uttrykt som lesjonen indeksen. Denne fremgangsmåte er tidligere beskrevet av Wong et al. [16].
Gastric xantinoksidase og xantin-dehydrogenase-aktivitet
Vevpreparering for måling av xantinoksidase og xantin-dehydrogenase ble utført etter en metode beskrevet tidligere av Qu et al. [17]. Målingen av xantinoksidase og xantin-dehydrogenase-aktivitet fulgte fremgangsmåten beskrevet av Terao et al. [18].
Plasma adrenalin og noradrenalin
Plasma adrenalin (adrenalin) og noradrenalin (noradrenalin) nivå ble målt med Enzyme Immuno Assay (EIA) kits fra IBL-Hamburg, Tyskland (Catalog nummer 40-371-25001) .
statistisk analyse
statistisk analyse ble utført ved hjelp av SPSS statistikkpakke versjon 12 (SPSS Inc. USA). Normal distribusjon av alle variabler ble undersøkt av Kolmogorov-Smirnov test. Resultatene ble uttrykt som gjennomsnitt ± standardfeil av middelverdien (SEM). Statistisk signifikans (P < 0,05). Ble bestemt av ANOVA etterfulgt av Tukey post-hoc test
Resultater
Effekter av PVE og α-TF på mage lesjoner
ustresset rotter viste ingen fokale lesjoner i mageslimhinnen. Imidlertid gastriske mukosale lesjoner utviklet i rotter utsatt for vann-nedsenking holdespenning (WIRS) i 3,5 timer. Arealet av involvering ble begrenset til kjertel del av magesekken. Hos rotter eksponert for stress, forbehandlinger med enten palme vitamin E (PVE) eller α-tokoferol (α-TF) betydelig redusert antall gastriske lesjoner, med henholdsvis 52% (p = 0,001) og 40% (p = 0,001) (figur 1). Makroskopisk observasjon viste enten lesjonene, oftest 1-2 mm i størrelse, eller petechial blødning (figur 2). Figur 1 gastriske lesjoner nummer (i millimeter) av rotter som var forbehandlet med palme vitamin E (PVE) eller α-tokoferol (α-TF) i 28 dager og utsettes for vann-nedsenking restraint stress for 3,5 timer. Barer representerer gjennomsnitt ± SEM (n = 7). en; signifikant forskjellig fra ikke-stresset gruppe (CN + NS), b; signifikant forskjellig fra stresset kontroll (CN + WIRS) (ANOVA etterfulgt av Tukeys test, p < 0,05).
Figur 2 Mikroskopiske observasjoner (3X) vann-nedsenking restraint stresset (WIRS) indusert mage lesjoner. A: Gastric vev av normal rotte (ingen skader). B: Gastric vev fra et rotte utsatt for 3,5 h WIRS (Utviklet magesår, som vist ved pilen). C: Gastric vev fra et rotte utsatt for 3,5 h WIRS pluss palme vitamin E (PVE) (Utviklet petichae blødning som vist med piler). D: Gastric vev fra et rotte eksponert til 3,5 timer med WIRS pluss α-tokoferol (α-TF) (utviklet petichial blødning som vist med piler)
Virkninger av PVE og α-TF på noradrenalin
Figur 3. viser at eksponering for WIRS i 3,5 timer økte plasma noradrenalin nivå betydelig (ca. 92%, p = 0,001). De plasma noradrenalin nivåer av stresset PVE- (ca 59%, p = 0,025) og α-TF-behandlede grupper (ca 70%, p = 0,022) ble betydelig redusert i forhold til stresset kontrollgruppen. Imidlertid, ingen signifikant forskjell ble observert i plasma noradrenalin nivå mellom stresset PVE og α-TF-grupper. Eksponeringen for WIRS i 3,5 timer økte plasma noradrenalin nivå vesentlig i PVE- (P = 0,001) og α-TF-behandlede grupper (P = 0,001) sammenlignet med deres respektive ikke-stresset grupper. ble observert i plasma noradrenalin nivået mellom de ikke-understreket grupper; ingen signifikant forskjell (0,05 P >). Figur 3 Plasma noradrenalin-nivå i rotter som var forbehandlet med palme vitamin E (PVE) eller α-tokoferol (α-TF) i 28 dager og utsettes for vann-nedsenking restraint stress for 3,5 timer. Barer representerer gjennomsnitt ± SEM (n = 7). en; signifikant forskjellig fra ikke-stresset gruppe (CN + NS), b; vesentlig forskjellig fra stresset kontroll (CN + WIRS) (ANOVA etterfulgt av Tukeys test, p < 0,05).
Effekter av PVE og α-TF på adrenalin
utgang presentert i Figur 4 viser at immobilisering stresset økt adrenalinet nivået betraktelig sammenlignet med ikke-stresset gruppe (ca 89%, p = 0,003). Det var en betydelig reduksjon i nivået av adrenalin streket PVE- (ca. 18,7%, P = 0,002) og α-TF-behandlede grupper (ca. 20%, p = 0,001) sammenlignet med de stressede kontrollene. Imidlertid ingen signifikant forskjell i nivå mellom adrenalin streket PVE- og α-TF-behandlede grupper ble observert. I tillegg er den eksponering for WIRS økt plasma adrenalin nivå vesentlig i PVE- og α-TF-behandlede grupper i forhold til deres respektive ikke-stresset grupper. Det ble ikke observert noen signifikant forskjell i adrenalin nivå mellom de ikke-stresset grupper. Figur 4 Plasma adrenalin nivå i rotter som var forbehandlet med palme vitamin E (PVE) eller α-tokoferol (α-TF) i 28 dager og utsettes for vann-nedsenking restraint stress for 3,5 timer. Barer representerer gjennomsnitt ± SEM (n = 7). en; signifikant forskjellig fra ikke-stresset gruppe (CN + NS), b; vesentlig forskjellig fra stresset kontroll (CN + WIRS) (ANOVA etterfulgt av Tukeys test, p < 0,05).
Effekter av PVE og α-TF på (XO + XD) aktivitet
Figur 5 viser aktivitetene xantinoxidase pluss xantin dehydrogenase (XO + XD). Vann-nedsenkning holdespenning (WIRS) økte signifikant aktivitetene til XO + XD med 76% (p = 0,003) sammenlignet med den ikke-understreket kontroll. Virksomheten til XO + XD av stresset PVE- og α-TF-behandlede grupper ble betydelig redusert i forhold til stresset kontroll. Men det var ingen signifikant forskjell i aktivitetene til XO + XD mellom stresset PVE- og α-TF-behandlede grupper. I tillegg ble det ingen signifikante forskjeller i aktivitetene til XO + XD sett i PVE og α-TF stresset gruppe i forhold til deres respektive ustresset gruppe. Figur 5 gastrisk xantin-oksydase + xantin-dehydrogenase (XO + XD) aktivitet i magen på rotter som var forbehandlet med palme vitamin E (PVE) eller α-tokoferol (α-TF) i 28 dager og utsettes for vann-nedsenking restraint spenning i 3,5 timer. Barer representerer gjennomsnitt ± SEM (n = 7). en; signifikant forskjellig fra ikke-stresset gruppe (CN + NS), b; signifikant forskjellig fra stresset kontroll (CN + WIRS) (ANOVA etterfulgt av Tukeys test, p < 0,05).
Diskusjon
Økningen i noradrenalin og adrenalin nivå på grunn av stress er godt dokumentert [19-21] . Denne studien viste at eksponering for vann-nedsenking holdespenning (WIRS) i 3,5 timer var nok til å øke nivået av disse katekolaminer vesentlig; noradrenalin med 92% og adrenalin med 89%. Disse observasjonene støtter hypotesen om at binyrene katekolaminer spille en fysiologisk rolle som svar på stressende situasjoner. Hamada et al. fant at rotter eksponert for stress utviklet helsefare forbundet med redusert hjernen noradrenalin innhold og økte plasmakatekolaminer og kortikosteron nivåer [22]. På samme måte, vi hadde tidligere vist at rotter eksponert for gjentatt restraint spenning hadde et høyere nivå av plasma noradrenalin og kortikosteron i forhold til de ikke-stresset rotter [6].
Under stress, de underliggende mekanismer som er involvert er aktiveringen av hypothalamic- hypofyse-binyre-aksen (HPA) og sympatho-binyre-marg (SAM) systemer, forårsaker frigjøring av corticosterone sammen med utgivelsen av noradrenalin og adrenalin [23]. Videre kan høyden i katekolaminer nivåer generere frie radikaler [24], som kan være cytotoksiske og formidler vevsskade ved å ha skadet cellulære membraner og frigjør intracellulære komponenter. Det er allment akseptert at patogenesen av mageslimhinneskader involverer oksygen-avledede frie radikaler.
I den foreliggende studien ble den noradrenalin og adrenalin nivåer av stresset PVE og α-TF-grupper reduseres betydelig i forhold til den understreket kontroll. Parallelt til dens evne til å blokkere noradrenalin, vitamin E blokkerte også dannelsen av gastriske lesjoner i rotter eksponert for stress. Videre noradrenalin og adrenalin nivå i stresset PVE- og α-TF-behandlede grupper var ikke forskjellig fra sine respektive ikke-stresset grupper. Dette tyder på at vitamin E spiller en viktig rolle i å redusere forhøyede nivåer av katekolaminer indusert av stress. Vi har tidligere rapportert at økningen i noradrenalin nivået ble blokkert i rotter som ble gitt tilskudd tokotrienoler, men ikke hos rotter mottok α-TF [6]. Disse funnene antyder at tokotrienolene er mer potente enn α-TF i å blokkere effektene av stress. Men vi fant ingen signifikant forskjell mellom stresset PVE- og α-TF-behandlede grupper. Begge behandlinger var i stand til å forbedre effekten av stress ved å redusere nivåene av noradrenalin og adrenalin. Forskjellene som observeres kan være på grunn av de ulike stress modellene som brukes; akutt versus gjentatt stress. I 2007 Campese og Shaohua viste at rotter som ble matet med en vitamin-E-forsterkede diett manifestert en betydelig reduksjon i noradrenalin sekresjon fra bakre hypothalamus [25]. A-vitamin-E-forsterkede diett minskes dannelsen av reaktive oksygenarter i hjernen, og dette var forbundet med en redusert sympatisk nervesystemaktivitet og blodtrykket hos rotter med fenol-indusert nyreskade.
Lipidperoksidasjon mediert av frie radikaler er ansett som en primær mekanisme for cellemembran ødeleggelse [26]. Gastriske lesjoner forårsaket av stress, alkohol, Helicobacter pylori infeksjon
og ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler har vist seg å være mediert i stor grad gjennom generering av reaktive oksygenarter (ROS) som synes å spille en viktig rolle i produksjon av lipidperoksider [3, 14, 27, 28]. Skaden på mageslimhinnen som følge av WIRS er blitt tilskrevet svekket gastrisk mikrosirkulasjonen, hvilket resulterer i ischemi fulgt av reperfusjon, en prosess som genererer frie radikaler. Det funn indikerer at reaktive oksygenforbindelser og lipidperoksidasjon er viktige i patogenesen av gastrisk mucosal skade indusert av stress [10]. Det foreliggende funn er i overensstemmelse med heving av XO aktivitet etter stress, som produserer ROS. En tidligere studie hadde indikert at eksponeringen av rotter 3,5 timer WIRS førte til en økning i den xantin metabolismen til det nivå som tilsvarer det som er observert i ischemi-reperfusjon modell av maveskade [2]. Xantin-oksydase-aktivitet er en viktig kilde til ROS slik som superoksid anion (O 2 · -) og hydrogenperoksid (H 2o 2) i patogenesen av sykdom i forskjellige biologiske systemer, inkludert gastrointestinal veiene [29-31]. Økningen i ROS vil da øke den gastriske lipidperoksidasjon og påfølgende gastrisk lesjon utvikling. Dette støtter hypotesen om at stress-indusert skade er mediert av lipidperoksidasjon.
I denne studien, PVE og α-TF hadde hindret økningen i XO + XD aktiviteter betydelig etter WIRS. Det kan være at både PVE og α-TF forbedret mage mucosal blodstrøm som ble nedsatt på WIRS [2, 32]. Forbedret gastrisk blodstrøm vil ytterligere undertrykke omdannelsen av XD til XO. Raghuvanshi et al. viste at administrasjon av 400 mg vitamin E for seks dager sammen med 80 mg aspirin produsert en utmerket antioksidant virkning som gjenspeiles av en redusert blodplate xantinoxidase aktivitet [33].
Vitamin E er et fettløselig antioksidant og et godt aksepterte første linje forsvarsmekanisme mot lipidperoksidasjon. Det fungerer som et kjedebrytende antioksydant for lipidperoksidasjon i cellemembraner, og som en oppfanger av ROS slik som superoksid anion, hydrogenperoksyd og singlet oksygen [34]. Yoshikawa et al. rapporterte en reduksjon av gastrisk mucosal vitamin E-nivået, og en økning av gastrisk mucosal lipidperoksidasjon i iskemi-reperfusjon-indusert gastrisk mucosal skade og alvorligheten av skaden ble forbedret i vitamin E-manglende rotter [35]. Naito et al. hadde vist at nitrogenoksid-utarmet rotter, vitamin E spilt en viktig beskyttende rolle mot iskemi-reperfusjon-indusert gastrisk mucosal skade, og antydet at denne magesekkbeskyttende virkning av vitamin E var ikke bare på grunn av sin antioksyderende virkning, men også dens hemmende virkning på neutrofil infiltrasjon inn i den gastriske slimhinne [36]. Al-Tuwaijri og Al-Dhohyan rapportert at en enkelt oral pre-administrering av α-tokoferolacetat til rotter forhindret iskemi-reperfusjon-indusert gastrisk mucosal skade [37].
Som nevnt tidligere, kan spenning svekke gastrisk blodstrøm og føre iskemisk-lignende forhold. Disse forholdene kan føre til reperfusjon-indusert skade og til slutt utvikling av helsefare. I løpet av iskemi-reperfusjon, ble lipidperoksidasjon økt på grunn av produksjon av ROS; supplementations med PVE og α-TF var i stand til å redusere denne økningen. Det kan konkluderes med at PVE og α-TF har gastroprotective effekter mot WIRS, muligens via sine antioksidantegenskaper. Som vist i denne studien, dyr eksponert for WIRS i 3,5 timer utviklede mage slimhinnelesjoner, noe som bekrefter reproduserbarheten av denne modell for studiet. Supplementations av PVE og α-TF ved 60 mg /kg i 28 dager før eksponering for stress redusert gastrisk mucosal skade. Det ble imidlertid ikke observert noen forskjell mellom disse to midlene, som viser lik effektivitet i å forhindre stressindusert gastrisk skade.
Tilsvarende eksponering for WIRS har vist seg å øke forekomsten av gastrisk mucosal lesjon og økningen ble senket ved administrering av ulike antioksidanter [1, 38]. En studie av Ohta et al. hadde vist at WIRS i 6 timer, redusert gastrisk α-tokoferol konsentrasjon, men før administrering av askorbinsyre delvis reversert denne reduksjon. I den foreliggende undersøkelse, kan forebygge de skadelige virkninger av stress på gastrisk mucosa være mediert av antioksidantaktiviteten besatt av PVE og α-TF, som reduserer dannelsen av frie radikaler, enten direkte eller indirekte, som fører til dempning av lesjonsdannelse .
beskyttende mekanisme av vitamin E og sin rolle på menneskers helse er fortsatt ikke godt forstått. Antioksidanten karakteristisk for vitamin E, spesielt dets effekt på flerumettede fettsyrer (PUFA) kan forbedre cellemembranintegritet. Det er mulighet for at de gastriske vev blir mer motstandsdyktige mot de aggressive faktorer som syre og pepsin.
Konklusjoner
Våre data antyder at den beskyttende virkning av vitamin E var relatert til en redusert xantinoksidase og dehydrogenase-aktivitet, noe som resulterte i en reduksjon i dannelsen av frie radikaler. Det er også en mulighet for at evnen til både PVE og α-tokoferol i blokkering stressinduserte skader var gjennom sin virkning på et høyere nivå som var ved å blokkere de økte på adrenalin og noradrenalin, kjente mediatorer av stress.
Merknader
Ibrahim Abdelaziz Ibrahim, Yusof Kamisah og Nafeeza Mohd Ismail bidratt likt til dette arbeidet.
Erklæringer
Takk
studien ble finansiert av et stipend fra Malaysian departementet for vitenskap, teknologi og innovasjon (IRPA Grant Nei . 06-02-02-10026 EAR). Forfatterne ønsker å takke Pn Azizah Othman og Mr Muhamad Arizi Aziz for teknisk assistanse.
Forfatternes opprinnelige innsendte filer for Images Nedenfor er linkene til forfatternes opprinnelige innsendte filer for bilder. 12876_2011_737_MOESM1_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 1 12876_2011_737_MOESM2_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 2 12876_2011_737_MOESM3_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 3 12876_2011_737_MOESM4_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 4 12876_2011_737_MOESM5_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 5 konkurrerende interesser
forfatterne hevder at de ikke har noen konkurrerende interesser.

• Bruk av forstørrelsessmalbånd bildebehandling endoskopi for diagnostisering av tidlig magekreft og forstadier lesion
• En metode for mage kanal høyde via bakre mediastinum sti i thoracoscopic delsum esophagectomy