Μέρος 2: Επιδράσεις της Ισοραμνετίνης στον Διαβήτη και στις Συναφείς Επιπλοκές του: Ανασκόπηση In vitro και In Vivo Μελετών και Μια Post Hoc Μεταγραφική Ανάλυση της Εμπλεκόμενης Μοριακής Διαδρομής

Για περισσότερες πληροφορίες. Επικοινωνίαtina.xiang@wecistanche.com

3. Γενική Επισκόπηση των Βιολογικών Δραστηριοτήτων της Isorhamnetin

Το οξειδωτικό στρες είναι μια ενδογενής και εξωγενής διαδικασία που παίζει ρόλο στη γήρανση. Το οξειδωτικό στρες εμφανίζεται λόγω δυσρύθμισης στοαντιοξειδωτικόάμυνες που προκύπτουν από την ανισορροπημένη παραγωγή ROS και ειδών αζώτου [59]. Αρκετοί ερευνητές έχουν δείξει ότι η μακροχρόνια έκθεση σε ελεύθερες ρίζες συμβάλλει στην ανάπτυξη χρόνιων ασθενειών, όπως ο καρκίνος [60],Διαβήτης[61], καρδιαγγειακά προβλήματα [62] και νευροεκφυλιστική νόσο [63]. Επομένως, η μελέτη των βιολογικών δράσεων της ισοραμνετίνης μπορεί να ξεκινήσει με τη διερεύνηση της εμπλοκής αυτού του μορίου στο αντιοξειδωτικό φαινόμενο. Η ισοραμνετίνη ανήκει στην κατηγορία των φλαβονολών που είναι γνωστή για το αντιοξειδωτικό της δυναμικό[64,65]. Επιπλέον, αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι αυτόφλαβονόληέχει αξιοσημείωτη αντιοξειδωτική δράση, καθαρίζει τη ρίζα DPPH και τη ρίζα ABTS και μπορεί να αναστείλει την υπεροξείδωση των λιπιδίων [66-68]. Οι Wu et al. έδειξε ότι η ισοραμνετίνη και το γλυκουρονίδιο της ισοραμνετίνης θα μπορούσαν να αναστείλουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων του ανθρώπινου καρκίνου του μαστού MCF-7 [69]. Wei et al. απέδειξε ότι η ισοραμνετίνη αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό μιας κυτταρικής σειράς HeLa του καρκίνου του τραχήλου της μήτρας [70]. Ο μηχανισμός της αντι-πολλαπλασιαστικής δράσης της ισοραμνετίνης σχετίστηκε πλήρως με τη διακοπή του κυτταρικού κύκλου στο στάδιο G2/M με την ενεργοποίηση της οδού ATM-Chk2. Ο Li και οι συνεργάτες του αποκάλυψαν ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε επίσης να αναστείλει την ανάπτυξη των ανθεκτικών στο gefitinib κυττάρων PC9 (PC{10}}IR) μειώνοντας την έκφραση του γονιδίου BCL-2 και την έκφραση της πρωτεΐνης PCNA, αναστέλλοντας τη σύνθεση DNA και ρυθμίζοντας προς τα πάνω τα P53, BAX, και έκφραση γονιδίου CASP3 [22]. Μαζί με αυτό, οι Aonuma et al. [71] απέδειξε ότι η ισοραμνετίνη μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά την υπερτροφία και την ίνωση που προκαλείται από την αγγειοτενσίνη IⅡ στον καρδιακό ιστό ρυθμίζοντας τις οδούς μετασχηματιστικού αυξητικού παράγοντα (TGF- ). Επιπλέον, θα μπορούσε να έχει εκτιμήσει τις ιδιότητες στις πιθανές κλινικές συνέπειες των καρδιαγγειακών παθήσεων από τη ρύθμιση του συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνης. Η ισοραμνετίνη άσκησε νευροπροστατευτική δράση έναντι της ισχαιμικής βλάβης σε ποντίκια μειώνοντας τον όγκο του εμφράγματος και τη δραστηριότητα του Casp3 (ένας βιοδείκτης απόπτωσης) και βελτιώνοντας την ανάκτηση της νευρολογικής λειτουργίας. Ομοίως, τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με αυτή τη φλαβονόλη εμφάνισαν μειωμένο εγκεφαλικό οίδημα, ενισχυμένη λειτουργία αιματοεγκεφαλικού φραγμού και ρυθμισμένη προς τα πάνω γονιδιακή έκφραση πρωτεϊνών σφιχτής σύνδεσης, συμπεριλαμβανομένων των Ocln, Zo{20}} και Clin-5 [72]. Ishola et al. ανέφερε ότι η ισοραμνετίνη βελτιώνει τη χωρική και μη χωρική μάθηση και εξασθένηση της μνήμης που προκαλείται από τη σκοπολαμίνη in vivo [73]. Ομοίως, θα μπορούσε να μειώσει την παραγωγή μηλονοδιαλδεΰδης (MDA) και νιτρωδών αλάτων αυξάνοντας τα επίπεδα γλουταθειόνης (GSH), τις δραστηριότητες SOD και CAT στον προμετωπιαίο φλοιό και στον ιππόκαμπο. οαντιφλεγμονώδηΗ επίδραση της ισοραμνετίνης και οι σχετικοί μηχανισμοί έχουν μελετηθεί ευρέως [21]. Οι Yang et al. [32] απέδειξε ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να ανακουφίσει την οξεία πνευμονική βλάβη που προκαλείται από LPS αναστέλλοντας την έκφραση Cox-2 σε αρσενικά ποντίκια BALB/c [74]. Ομοίως, η in vivo μελέτη των Dou et al.[75] έδειξε ότι θα μπορούσε να ανακουφίσει την ασθένεια του εντέρου ενεργοποιώντας το PXR και προάγοντας την ανοδική ρύθμιση του μεταβολισμού των προβιοτικών που προκαλείται από PXR και τη μείωση της μεταγωγής σήματος πυρηνικού παράγοντα-κάπα Β (NF-kB) [75].

Επιπλέον, η ισοραμνετίνη έχει αναφερθεί ότι προλαμβάνει την πνευμονική φυματίωση [76]. Επιπλέον, μπορεί να βελτιώσει την οξεία νεφρική βλάβη αναστέλλοντας την ενεργοποίηση της οδού σηματοδότησης NF-kB [31]. Επιπλέον, η ισοραμνετίνη εμφανίζει αντιθρομβωτικά[77], αντιυπερτασικά [78], αντιφλεγμονώδη [26], αντι-οστεοπόρωση [79], αντιαιμοπεταλιακή δράση [80], ηπατοπροστατευτική [81] και αντιυποξία [82]. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να ενισχύσει την έμφυτη ανοσία [83]. Ωστόσο, δεν βρήκαμε ένα ευρύ φάσμα δημοσιεύσεων που να επιβεβαιώνουν τις αντιμικροβιακές και αντιικές δράσεις της ισοραμνετίνης. Ωστόσο, ορισμένες μελέτες ανέφεραν βακτηριοκτόνα αποτελέσματα φυτικών εκχυλισμάτων που περιέχουν ισοραμνετίνη ή τα παράγωγά της [84-86]. Αντιϊκές δράσεις της ισοραμνετίνης παρατηρήθηκαν κατά της ακίδας της γρίπης [87l, SARS-CoV-2 [24] και του απλού έρπητα[88] (βλ. την περίληψη στο Σχήμα 3). Συνοπτικά, αυτό το ενδιαφέρον μόριο είναι μια τεράστια πηγή βιολογικών δραστηριοτήτων. Περισσότερο από αυτό που αναφέραμε, είναι προικισμένο με μια κρίσιμη αντιδιαβητική δράση που μελετάμε στην επόμενη ενότητα αυτής της ανασκόπησης.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα προϊόντα

4. Αντιδιαβητική επίδραση της Ισοραμνετίνης

Η ισοραμνετίνη έχει αναφερθεί ότι ανακουφίζει κοινές μεταβολικές επιπλοκές στον σακχαρώδη διαβήτη τύπου 1 (ΣΔ1) και στον σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2), αλλά μέχρι σήμερα, ευθυγραμμίζεται περισσότερο με τον ΣΔ2. Για παράδειγμα, οι Matboli et al. έδειξαν ότι η ισοραμνετίνη που χρησιμοποιήθηκε σε τρεις διαφορετικές δόσεις (10, 20, 40 mg/kg για 3 εβδομάδες) είχε αντιδιαβητική δράση ρυθμίζοντας την οδό ινσουλίνης στα μικροσκοπικά, μοριακά και πρωτεϊνικά επίπεδα στη στρεπτοζοτοκίνη. /Μοντέλα αρουραίων ΣΔ2 που προκαλούνται από δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά [89]. Οι συγγραφείς σε αυτή τη μελέτη κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική ή/και πιθανή συμπληρωματική θεραπεία στον ΣΔ2 μέσω της τροποποίησης της γονιδιακής έκφρασης που σχετίζεται με το μονοπάτι σηματοδότησης αντίστασης στην ινσουλίνη. Ωστόσο, όσον αφορά τον ΣΔ1, η επίδραση της ισοραμνετίνης δεν έχει ακόμη μελετηθεί καλά με μοντέλα in vitro και in vivo.

4.1.Γενική επισκόπηση του διαβήτη και της σχέσης του με το μεταβολικό σύνδρομο

Το μεταβολικό σύνδρομο είναι ένας αστερισμός καρδιομεταβολικών παραγόντων κινδύνου που περιγράφηκε για πρώτη φορά πριν από 90 χρόνια [90]. Το 1988, εμφανίστηκε η έννοια του συνδρόμου Χ [91]. Περιλαμβάνει κοιλιακή παχυσαρκία, αντίσταση στην ινσουλίνη, δυσανεξία στη γλυκόζη (ή υπεργλυκαιμία), υπέρταση και δυσλιπιδαιμία. Ο συνδυασμός αυτών των παραγόντων κινδύνου συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης ΣΔ2 και καρδιαγγειακών παθήσεων. Ο σακχαρώδης διαβήτης (ΣΔ) είναι μια διαδεδομένη μεταβολική νόσος που χαρακτηρίζεται από ασυνήθιστα αυξημένα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Ταξινομείται σε τύπου 1 (T1DM) και τύπου 2 (T2DM). Η πρώτη κατηγορία διαβήτη (ΣΔ1) συνήθως σχετίζεται με αποτυχία στην παραγωγή ινσουλίνης που προκύπτει από την καταστροφή των παγκρεατικών κυττάρων από την αυτοανοσία που προκαλείται από Τ-κύτταρα. Ωστόσο, ο ΣΔ2 είναι πιο συγκεκριμένος για την αντίσταση και τη λειτουργία στην ινσουλίνη [92]. Τα αίτια του μεταβολικού συνδρόμου είναι γενικά ελάχιστα κατανοητά, αλλά αφορούν γενετικούς παράγοντες που συνδέονται με το περιβάλλον. Μεταξύ των γενετικών παραγόντων, μπορεί κανείς να αναφέρει αυτούς που καθορίζουν τη σωματικότητα, την κατανομή της λιπώδους μάζας, την υπερινσουλιναιμία και διάφορους μεταβολισμούς (λιποπρωτεΐνες)93. Τα συστατικά στοιχεία αυτών των παραγόντων τείνουν να προέρχονται από πολυσθενή λογική. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες, η καθιστική ζωή, το κάπνισμα, οι υπερβολικές θερμίδες που παρέχονται με τη μορφή λιπιδίων και ειδικότερα τα πρόσθετα σάκχαρα είναι περισσότερο γνωστοί. Πολλοί άλλοι παράγοντες έχουν ανακαλυφθεί πρόσφατα, όπως η παρουσία φλεγμονωδών κυττάρων στον λιπώδη ιστό και οι μεταβολές στην έκκριση των λιποκινών [93]. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να βρεθεί μια επαρκής και ασφαλής θεραπεία δεδομένων των σοβαρών συνεπειών αυτής της νόσου στην υγεία, συμπεριλαμβανομένης της διαβητικής νεφροπάθειας, της αμφιβληστροειδοπάθειας, της νευροπάθειας, των καρδιαγγειακών παθήσεων και του διαβητικού έλκους του ποδιού [92].

4.2. Επίδραση της Ισοραμνετίνης στις Συναφείς Μεταβολικές Οδούς

Αρκετές in vitro και in vivo μελέτες έδειξαν ότι η ισοραμνετίνη μπορεί να ρυθμίσει το μεταβολισμό των υδατανθράκων και να εμφανίσει αντιδιαβητικές δραστηριότητες με τη συμμετοχή διαφορετικών μηχανισμών. Οι ερευνητές έχουν προτείνει ότι η ισοραμνετίνη προάγει τον μεταβολισμό των υδατανθράκων από τα στάδια της πέψης και της εντερικής απορρόφησης [94], βελτιώνει την πρόσληψη γλυκόζης από το ήπαρ και τους μύες [19,95], προστατεύει τα παγκρεατικά κύτταρα και ανακουφίζει την έκκριση ινσουλίνης [96]. Επιπλέον, η ισοραμνετίνη ρυθμίζει τη διαφοροποίηση, την ανάπτυξη και την ωρίμανση του λιπώδους ιστού [29]. Για το αντιδιαβητικό δυναμικό, οι ερευνητές ερεύνησαν την ισοραμνετίνη που απομονώθηκε από διαφορετικά φαρμακευτικά φυτά. Στον Πίνακα 1, έχουμε παραθέσει τις φυτικές πηγές και τις διαδικασίες εκχύλισης της ισοραμνετίνης που ρύθμιζε διαφορετικές ενδοκυτταρικές οδούς σηματοδότησης που σχετίζονται με τον διαβήτη. Στο υπόλοιπο αυτής της ανασκόπησης, θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε την επίδραση αυτού του μορίου και του μεταβολικού προδρόμου του (κερσετίνη)[97] στους μηχανισμούς που σχετίζονται με τον διαβήτη.

4.2.1. Επίδραση της Ισοραμνετίνης στους Μεταφορείς Γλυκόζης

Οι μεταφορείς γλυκόζης (GLUT) είναι μια μεγάλη ομάδα μεμβρανικών πρωτεϊνών που μεταφέρουν τη γλυκόζη από τα επιθηλιακά κύτταρα στο αίμα και από το αίμα στα κύτταρα περνώντας τον εντερικό φραγμό στην κατεύθυνση της κλίσης με παθητική μεταφορά. Μερικά από αυτά είναι ινσουλινοεξαρτώμενα, κυρίως η GLUT4. Είναι ένας κύριος ρυθμιζόμενος από την ινσουλίνη μεταφορέας γλυκόζης και συντονιστής της δράσης της ινσουλίνης στο λίπος. Στην πραγματικότητα, είναι καλά τεκμηριωμένο ότι η ινσουλίνη, η οποία ενισχύει την πρόσληψη γλυκόζης, διεγείρει επίσης τη στρατολόγηση της GLUT4 στην κυτταρική μεμβράνη του ευαίσθητου στην ινσουλίνη ιστού. Σε μια μελέτη που διέπει τις αντιδιαβητικές ιδιότητες τουκερσετίνηκαι ισοραμνετίνη, οι συγγραφείς απέδειξαν ότι οι φυσιολογικές συγκεντρώσεις της ισοραμνετίνης προώθησαν τη μετατόπιση του GLUT4 στην πλασματική μεμβράνη στους μυοσωληνίσκους L6 μέσω διαφορετικών μηχανισμών χωρίς να μεταβάλλουν την έκφραση του GLUT4 [95]. Στην πραγματικότητα, η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να ενεργοποιήσει το μονοπάτι σηματοδότησης JAK-STAT στα 1 nM και 10 nM, επιτρέποντας την επαγωγή μετατόπισης του μεταφορέα γλυκόζης. Το JAK-STAT είναι ένα σύστημα μεταγωγής σήματος που αποτελείται από έναν διαμεμβρανικό υποδοχέα, συνδεδεμένο με ένα ένζυμο Janus Kinase (JAK) και μια πρωτεΐνη τύπου STAT. Όταν ένας συνδέτης δεσμεύεται στον υποδοχέα, αλλάζει τη διαμόρφωσή του, ενεργοποιώντας το ένζυμο JAK, το οποίο φωσφορυλιώνει την πρωτεΐνη STAT, προκαλώντας έναν καταρράκτη μεταγωγής και ενεργοποιώντας τη μεταγραφή συγκεκριμένων γονιδίων [100]. Σε μια μελέτη in silico, ο Selvaraj [101] έδειξε ότι ορισμένα φλαβονοειδή, συμπεριλαμβανομένης της ισοραμνετίνης, μπορούν να αλληλεπιδράσουν έντονα με την ενεργή θέση της πρωτεΐνης GLUT4 μέσω της αλληλεπίδρασης του δεσμού Η. Αυτό το εύρημα μας επιτρέπει να αναζητήσουμε την επίδραση αυτού του μορίου στους μεταφορείς γλυκόζης, ιδιαίτερα στο GLUT 4. Συγκριτικά, η κερκετίνη διεγείρει την οδό που εξαρτάται από την ινσουλίνη και την AMPK στα ίδια κύτταρα L6. Μάλιστα, οι Eid et al. έχουν δείξει ότι μια 18ωρη θεραπεία καλλιεργημένων κυττάρων σκελετικών μυών L6 επίμυος με δόση 50 μΜ κερκετίνης θα μπορούσε να διεγείρει την AMPK και να αυξήσει τη μετατόπιση του GULT4 [102]. Ομοίως, η κερσετίνη έδειξε αποκλίνουσες επιδράσεις στη μετατόπιση του GLUT4 που προκαλείται από την ινσουλίνη σε λιποκύτταρα υπό βασικές και ανθεκτικές στην ινσουλίνη συνθήκες που σχετίζονται με τη ρύθμιση της δραστικότητας AMPK[103]. Επιπλέον, οι Eid et al. επιβεβαίωσε ότι η κερκετίνη αγλυκόνη, που εξάγεται από τα μούρα του Vaccinium Viti, θα μπορούσε να ενισχύσει την πρόσληψη γλυκόζης από τα μυϊκά κύτταρα [98]. Η καθοδηγούμενη κλασμάτωση του εκχυλίσματος μούρων με βάση την πρόσληψη γλυκόζης στα μυϊκά κύτταρα έδειξε ότι οι γλυκοσίδες της κερκετίνης-3- ήταν οι κύριες δραστικές ενώσεις. Στα 50 μΜ, αυτές οι ενώσεις αύξησαν τη βασική πρόσληψη γλυκόζης έως και 59 τοις εκατό μετά από θεραπεία 18 ωρών, αποτέλεσμα σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό της ινσουλίνης 100 nM.

4.2.2. Επίδραση της ισοραμνετίνης στους υποδοχείς που ενεργοποιούνται από τον πολλαπλασιαστή υπεροξισωμάτων (PPARs)

Οι PPAR ανήκουν στην οικογένεια παραγόντων πυρηνικών υποδοχέων μεταγραφής κατηγορίας II με σημαντική δράση στη ρύθμιση του μεταβολισμού της γλυκόζης και των λιπιδίων[104]. Εκφράζονται σε διάφορους τύπους κυττάρων: παγκρεατικά κύτταρα, ηπατικά κύτταρα και λιπώδη κύτταρα, ελέγχοντας έτσι ένα ευρύ φάσμα βιολογικών διεργασιών με τη διαμόρφωση σχετικών γονιδιακών εκφράσεων [105]. Στα κύτταρα θηλαστικών, υπάρχουν τρεις ισομορφές∶ PPAR, PPAR /δ και PPARy, οι οποίες ρυθμίζουν γονίδια που εμπλέκονται στη μεταφορά, τη σύνθεση και την οξείδωση λιπαρών οξέων της γλυκόζης και των λιπιδίων[106,107]. Πολλές κλινικές μελέτες στοχεύουν τους PPAR για μεταβολικές διαταραχές και θεραπείες διαβήτη. Οι θειαζολιδινεδιόνες (TZDs: πιογλιταζόνη και ροσιγλιταζόνη) είναι μια κατηγορία από του στόματος αντιδιαβητικών φαρμάκων που μειώνουν τα υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα και βελτιώνουν το λιπιδικό προφίλ των ασθενών με ΣΔ2. Ένας τεράστιος αριθμός υποθέσεων υποδηλώνει ότι η αντιδιαβητική δράση των TZD ασκείται μέσω του PPARy. Οι φιμπράτες που στοχεύουν το PPARo έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία της υπερλιπιδαιμίας και του διαβήτη. Η ισοραμνετίνη έχει αναφερθεί ότι ασκεί παρόμοια αποτελέσματα με τα αναφερόμενα φάρμακα, κυρίως ως ανταγωνιστές ή αγωνιστές των PPARs [28], γεγονός που βελτιώνει τις μεταβολικές επιπλοκές που προκαλούνται από δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά ή ανεπάρκεια λεπτίνης [33]. Μοντέλο 3T{12}}Τα κύτταρα L1 προ-λιποκυττάρων χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα για την παχυσαρκία και τον διαβήτη [108,109]. Ο επαγόμενος από την παχυσαρκία διαβήτης χαρακτηρίζεται από υπερτροφία και υπερπλασία των λιποκυττάρων. Η προεπεξεργασία των κυττάρων 3T3-L1 με διαφορετικές δόσεις ισοραμνετίνης θα μπορούσε να αναστείλει τη διαφοροποίηση των λιποκυττάρων μειώνοντας τη συσσώρευση τριγλυκεριδίων (TG) και τη δραστηριότητα της αφυδρογονάσης της γλυκερόλης{{20}φωσφορικής (GPDH)[29]. Σε μοριακό επίπεδο, η ισοραμνετίνη θα μπορούσε επίσης να ρυθμίσει την έκφραση του mRNA των κύριων δεικτών λιποκυττάρων, κυρίως των μεταγραφικών παραγόντων PPARy και CCAAT/ενισχυτικής πρωτεΐνης δέσμευσης (C/EBPa), οι κύριοι συνεργαζόμενοι ρυθμιστές της λιπογένεσης και της κυτταρικής διαφοροποίησης [29 ,30]. Αυτά τα ευρήματα ήταν επίσης σύμφωνα με μελέτες που αποκαλύπτουν ότι το πλούσιο σε ισοραμνετίνη εκχύλισμα Nitraria retusa θα μπορούσε να μειώσει τη συσσώρευση λίπους στα λιποκύτταρα 3T3-L1 με τρόπο δοσοεξαρτώμενο [18]. Η ισοραμνετίνη ενός μορίου θα μπορούσε επίσης να αναστείλει σημαντικά τον ρυθμό διαφοροποίησης των κυττάρων 3T3-L1, οδηγώντας σε μείωση του περιεχομένου σταγονιδίων λιπιδίων μειώνοντας το μέγεθος και τον αριθμό των κυττάρων. Επιπλέον, η από του στόματος χορήγηση του εκχυλίσματος Nitraria retusa θα μπορούσε να ρυθμίσει το PPAR και τα λιπογονικά ένζυμα στοχευόμενα γονίδια LPL και FAS [17]. Είναι σημαντικό ότι μια πρόσφατη μελέτη αποκάλυψε ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά την ποσότητα λίπους στο σώμα του ζώου μέσω μιας οδού που εξαρτάται από το PPAR [27].

4.2.3. Επίδραση της Isorhamnetin στα ηπατικά ένζυμα

Το ήπαρ είναι ένα όργανο που παίζει βασικό ρόλο στην ομοιόσταση των υδατανθράκων [110]. Πέρα από τις μικρο- και μακροαγγειακές επιπλοκές του διαβήτη, ο ασθενής με ΣΔ2 παρουσιάζει πιο συγκεκριμένες ηπατικές επιπλοκές με, κατά πρώτο λόγο, ηπατική στεάτωση. Στον ΣΔ2, ο κίνδυνος εξέλιξης σε ίνωση και ηπατική φλεγμονή είναι μεγαλύτερος [111], εκθέτοντας έναν ορισμένο αριθμό διαβητικών ασθενών σε σημαντικές κλινικές συνέπειες, ιδιαίτερα με ηπατοκαρκίνωμα [112]. Παράλληλα, οι ηπατικές επιπλοκές σε διαβητικούς ασθενείς έχουν συσχετιστεί με υψηλότερο κίνδυνο καρδιαγγειακών συμβαμάτων, γεγονός που μπορεί να έχει πρακτικές συνέπειες όσον αφορά τη βελτιστοποίηση της καρδιαγγειακής πρόληψης [113]. Εστιάζουμε στις πιο σημαντικές ηπατικές επιπλοκές που σχετίζονται με τον διαβήτη: λιπώδεις ασθένειες του ήπατος, ηπατική ίνωση και ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (HCC).

Μη αλκοολική στεατοηπατίτιδα

Η λιπώδης ηπατική νόσος ή η μη αλκοολική στεατοηπατίτιδα (NASH) αντιπροσωπεύει μια πιθανή ηπατική επιπλοκή. Χαρακτηρίζεται ως μη φυσιολογική συσσώρευση TGs εντός των ηπατικών κυττάρων. Στον διαβήτη τύπου 2, η αντίσταση στην ινσουλίνη οδηγεί στη συσσώρευση τοξικών λιπαρών οξέων. Όταν αυτή η συσσώρευση εμφανίζεται στα ηπατικά κύτταρα προκαλεί μη αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος (NAFLD) και σε σοβαρές μορφές στεάτωση ή NASH[111,114]. Οι Ganbold et al. έχουν δείξει ότι η ισοραμνετίνη βελτίωσε την ηπατική στεάτωση και ίνωση σε ένα μοντέλο ποντικού NASH παρουσιάζει παρόμοια χαρακτηριστικά με την ανθρώπινη NASH [19]. Στην πραγματικότητα, σε σύγκριση με την ομάδα ποντικιών ελέγχου, δείγματα ήπατος από την ομάδα που προκλήθηκε από NASH έδειξαν οξεία συσσώρευση λίπους που ξεπερνούσε το 37 τοις εκατό της θετικής περιοχής του ελαιοκόκκινου. Ωστόσο, η θεραπεία με ισοραμνετίνη στην ομάδα NASH θα μπορούσε να μειώσει την περιοχή της λεκιασμένης κόκκινης λαδιού στο 22 τοις εκατό. Επιπλέον, η θεραπεία με ισοραμνετίνη μείωσε την επαγόμενη από το NASH αλλοίωση της γονιδιακής έκφρασης. Οι συγγραφείς έχουν δείξει ότι η ισοραμνετίνη βελτίωσε αποτελεσματικά την αλλοιωμένη μεταβολική διαδικασία των λιπιδίων στο NASH και ανέστειλε τη de novo λιπογένεση.

Ηπατική Ίνωση

Η ηπατική ίνωση είναι υπερβολική ουλή που προκύπτει από τη συσσώρευση συνδετικού ιστού στο ήπαρ. Προκαλείται από υπερβολική παραγωγή και/ή ανεπαρκή αποικοδόμηση της εξωκυτταρικής μήτρας. Υπάρχουν πολλές αιτίες ηπατικής ίνωσης. Μεταξύ αυτών είναι το NASHorigin. Όταν υπάρχει αντίσταση στην ινσουλίνη, τα λιπαρά οξέα συσσωρεύονται στο ήπαρ, προκαλώντας τοξικότητα και φλεγμονή. Αυτό συνοδεύεται από την παραγωγή κυτοκινών και ενεργών ειδών οξυγόνου. Στην ίνωση, οι κυτοκίνες είναι υπεύθυνες για την ενεργοποίηση των ηπατικών αστερικών κυττάρων (HSCs) και θα ενεργοποιήσουν μια υπερβολική παραγωγή ινών κολλαγόνου[115,116]. Το έναυσμα είναι η χρόνια επιθετικότητα, ειδικά σε περίπτωση φλεγμονώδους συστατικού [115]. Ο TGF- είναι ένας κρίσιμος μεσολαβητής ενεργοποίησης HSC και συσσώρευσης εξωκυτταρικής μήτρας, που οδηγεί σε ίνωση [117]. Επομένως, ο αποκλεισμός αυτής της οδού θα μπορούσε να είναι μια πιθανή στρατηγική για την ηπατική ίνωση [118]. Σε αυτό το πλαίσιο, οι Yang et al. απέδειξε ότι η ισοραμνετίνη ανέστειλε την ενεργοποίηση του HSC και εμπόδισε την επαγόμενη από τον TGF- -έκφραση ινωδογόνων γονιδίων, συμπεριλαμβανομένων των -SMA, PAI-1 και COL1A1 [74]. Στην πραγματικότητα, οι συγγραφείς αποκάλυψαν ότι η ανασταλτική δράση αυτής της φλαβονόλης ήταν αποτέλεσμα της κανονικής αναστολής της οδού σηματοδότησης TGF-/Smad. Επιπλέον, η ενεργοποίηση της ισοραμνετίνης Nrf2-ARE σηματοδοτεί και κατέστειλε το TGF- -την παραγωγή ROS, η οποία συνέβαλε επίσης στην αναστολή της έκφρασης ινωδογόνου γονιδίου. Επιπλέον, η ισοραμνετίνη κατέστειλε σημαντικά την επαγόμενη από τετραχλωράνθρακα (CCl4) ίνωση σε ποντίκια. Οι Liu et al. έδειξε επίσης ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να ανακουφίσει την ηπατική ίνωση που προκαλείται από το CCl4 και την απολίνωση του χοληδόχου πόρου (BDL) αναστέλλοντας την παραγωγή του TGF- 1 και την ενεργοποίηση του HSC [119]. Ομοίως, οι Lee et al. έδειξε ότι η ισοραμνετίνη, που εκχυλίστηκε από το Oenanthe javanica, θα μπορούσε να μειώσει την ίνωση στα HSCs αρουραίου μπλοκάροντας την οδό σηματοδότησης της εξωκυτταρικής ρυθμιζόμενης με σήμα κινάσης (ERK) και αναστέλλοντας τον πολλαπλασιασμό και τη σύνθεση κολλαγόνου των κυττάρων HSC-T6 [99]. Στην πραγματικότητα, η προεπεξεργασία των κυττάρων HSC-T6 με αυτή τη φλαβονόλη κατέστειλε την επαγόμενη από τον ορό φωσφορυλίωση ERK, με τον ίδιο τρόπο όπως ένας αναστολέας ΜΕΚ (PD98059).

Ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα

Το ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα συχνά ανακαλύπτεται αργά στο στάδιο της μετάστασης (στο 64 τοις εκατό των περιπτώσεων). οι πιο συχνές δευτερεύουσες θέσεις είναι οι πνεύμονες, οι λεμφαδένες, τα νεφρά και τα επινεφρίδια [120]. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, με την υψηλή συσσώρευση λιπαρού οξέος στα ηπατικά κύτταρα, εμφανίζονται με την πάροδο του χρόνου φυσιολογικές διαταραχές όπως το NASH, μετά φλεγμονή (με παραγωγή κυτοκινών και ROS), μετά σε πιο προχωρημένες περιπτώσεις κίρρωση και σε σοβαρές μορφές καρκίνωμα [121,122] . Ο ρόλος της ισοραμνετίνης συνάγεται από τις αντικαρκινικές δυνητικές δραστηριότητές της. Η ισοραμνετίνη, που εκχυλίστηκε από το Hippophae rhamnoides L., έδειξε ισχυρή αντινεοπλασματική δράση σε κύτταρα ηπατοκυτταρικού καρκινώματος BEL-7402, ασκώντας ισχυρή κυτταροτοξικότητα με IC50 σε συγκέντρωση 74,4 ± 1,13 ug/mL και επώαση 72 ωρών [23]. Η κυτταροτοξικότητα αυτής της φλαβονόλης στα καρκινικά κύτταρα εξαρτάται από την κυτταρική συσσώρευση ισοραμνετίνης. Αντίθετα, η χρώση με υδροχλωρική πιβενζιμόλη των κυττάρων που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με ισοραμνετίνη εμφάνισε συμπυκνωμένους και κατακερματισμένους πυρήνες και αποπτωτικά σώματα. Επιπλέον, η ανάλυση κυτταρομετρίας ροής που χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση της εξέλιξης του κυτταρικού κύκλου και τη διαφοροποίηση μεταξύ απόπτωσης και νέκρωσης, αποκάλυψε ότι το 13,77 τοις εκατό των κυττάρων BEL{18}} που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με ισοραμνετίνη (με 50 μg/mL για 48 ώρες) εμφανίστηκαν στην υποδιπλοειδή κορυφή. Παρόμοια εργασία των Wei et al. ανέφερε ότι η ισοραμνετίνη ανέστειλε την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου της κυτταρικής σειράς HeLa του καρκίνου του τραχήλου της μήτρας, σταματώντας τη φάση G2/M μέσω της ενεργοποίησης της μεταλλαγμένης οδού Chk2 αταξίας-τελαγγειεκτασίας [75]. Σε μια άλλη εργασία και κάνοντας μια σύγκριση, ισοραμνετίνη-3-Ο-γλυκοσίδη, κερκετίνη 3-Ο-ραμνοσίδη-7-Ο-γλυκοσίδη και καμπφερόλη-3-Ο-γλυκοσίδη{{33 }}Ο-ραμνοσίδη, που εκχυλίστηκε από το Cleome droserifolia, μείωσε το HepG2, ένα κύτταρο ηπατοκυτταρικού καρκινώματος του ήπατος, τη βιωσιμότητα των κυττάρων και την ανεξάρτητη από την αγκύρωση κυτταρική ανάπτυξη με δοσοεξαρτώμενο και χρόνο, αλλά με υψηλότερη επίδραση μεκερσετίνηπαράγωγο. Επιπλέον, εμφάνισαν μειωμένη ικανότητα μετανάστευσης των κυττάρων HepG2 [124].

4.2.4. Επίδραση της Ισοραμνετίνης στην Παγκρεατική - Κυτταρική Δυσλειτουργία

Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που εκκρίνεται φυσικά από το σώμα και βοηθά τα κύτταρα μας, ιδιαίτερα τα μυϊκά κύτταρα, τα ηπατικά κύτταρα, τα λιπώδη κύτταρα και τα εγκεφαλικά κύτταρα, να απορροφούν γλυκόζη από τα τρόφιμα για να μετατραπεί σε ενέργεια για όλες τις βιολογικές διεργασίες και λειτουργίες[125,126]. Σε φυσιολογικές συνθήκες, η ινσουλίνη εκκρίνεται από τα παγκρεατικά κύτταρα και στη συνέχεια απελευθερώνεται στην κυκλοφορία του αίματος. -Η κυτταρική δυσλειτουργία χαρακτηρίζεται από μειωμένη έκκριση ινσουλίνης, το κρίσιμο χαρακτηριστικό του ΣΔ2, τόσο στην εμφάνιση όσο και στην εξέλιξή του [127]. Η δυσλειτουργία των κυττάρων που προκαλείται από το μεταβολικό στρες στον ΣΔ2 μπορεί επίσης να συσχετιστεί με υψηλά επίπεδα κορεσμένων λιπών στην παχυσαρκία, οδηγώντας σε αυξημένη φλεγμονή και οξειδωτικό στρες εντός των κυττάρων. Επομένως, η διαταραχή της έκκρισης ινσουλίνης είναι πιο σοβαρή από την αντίσταση στην ινσουλίνη [128]. Συνολικά, χρειάζονται νέες αντιδιαβητικές θεραπευτικές στρατηγικές για την πρόληψη ή την αποκατάσταση της δυσλειτουργίας των παγκρεατικών κυττάρων. Σε αυτό το πλαίσιο, οι Wang et al. πρότεινε ότι η ισοραμνετίνη, που προέρχεται από το ανθελμινθικό βότανο Vernonia, θα μπορούσε να καταστείλει τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων του παγκρέατος (κυτταρική σειρά αδενοκαρκινώματος παχέος εντέρου) μέσω της διακοπής του κυτταρικού κύκλου στη φάση S, που μπορεί να είναι ένας εναλλακτικός τρόπος για την πρόληψη του παγκρεατικού καρκινώματος και των μεταβολικών του επιπλοκών [129]. Συνεπώς, μια άλλη αναφορά έδειξε ότι η ισοραμνετίνη και μια γλυκοζυλιωμένη μορφή ισοραμνετίνης (απομονωμένη από το φυτό Salicornia herbacea) θα μπορούσαν να προάγουν την διεγερμένη από τη γλυκόζη έκκριση ινσουλίνης στα παγκρεατικά κύτταρα ινσουλινώματος (INS{17}}) που εκκρίνουν ινσουλίνη αρουραίου χωρίς να επηρεάζουν τα κύτταρα 96]. Επιπλέον, θα μπορούσε να διεγείρει την έκκριση ινσουλίνης μέσω φωσφορυλίωσης του ολικού ERK, του υποστρώματος του υποδοχέα ινσουλίνης-2 (IRS{-2), της κινάσης της φωσφατιδυλινοσιτόλης 3-(PI3K), του Akt και του ενεργοποιημένου παγκρεατικού και δωδεκαδακτύλου homeobox {24}} (PDX-1)[96]. Η ενίσχυση αυτών των δεικτών μπορεί να ανακουφίσει τη δυσλειτουργία των παγκρεατικών κυττάρων που προκαλεί διαβήτη.

Επιπλέον, οι Grdovic et al. ανέφεραν ότι η ισοραμνετίνη που προέρχεται από το είδος του φυτού Castanea sciatica έχει προστατευτική επίδραση στην οξειδωτική βλάβη που προκαλείται από τη στρεπτοζοτοκίνη και στον αποπτωτικό θάνατο των κυττάρων[130]. Αυτή η ευεργετική επίδραση συσχετίστηκε ισχυρά με το αντιοξειδωτικό δυναμικό αυτού του μορίου ανακουφίζοντας τους κυτταρικούς βιοδείκτες του οξειδωτικού στρες, π.χ. MDA και ενδοκυτταρικά επίπεδα GSH, και ενισχύοντας τις δραστηριότητες των αντιοξειδωτικών ενζύμων SOD και CAT. Το αποτέλεσμα επιβεβαιώθηκε επίσης σε μοριακό επίπεδο από τον μειωμένο παράγοντα μεταγραφής NF-kB που διεγείρεται από το οξειδωτικό στρες των κυττάρων, και επομένως υποδηλώνει προστατευτική δράση εντός των κυττάρων. Κατά συνέπεια, η κερκετίνη, η οποία μεταβολίζεται στην ισοραμνετίνη, θα μπορούσε να μειώσει τα επίπεδα γλυκόζης βελτιώνοντας την έκκριση ινσουλίνης στο μοντέλο διαβήτη τύπου 1 που προκαλείται από στρεπτοζοτοκίνη σε αρουραίους [131]. Στο ίδιο ζωικό μοντέλο, η κερσετίνη έδειξε προστατευτική επίδραση στην ακεραιότητα των κυττάρων μειώνοντας τους δείκτες οξειδωτικού στρες [132]. Θα μπορούσε επίσης να αναγεννήσει τις νησίδες στα παγκρεατικά κύτταρα [133].

4.2.5. Επίδραση της Isorhamnetin στο NF-kB

Το NF-kB είναι μια πρωτεΐνη της υπεροικογένειας των μεταγραφικών παραγόντων που εμπλέκονται στις αποκρίσεις του ανοσοποιητικού και του κυτταρικού στρες και θεωρείται ο κύριος μεσολαβητής της έκκρισης φλεγμονωδών δεικτών όπως οι κυτοκίνες, οι χημειοκίνες και διάφορα βασικά ένζυμα [130,134,135]. Ο ρόλος του NF-k στην παθοφυσιολογία του διαβήτη και των συνδεδεμένων αγγειακών επιπλοκών του έχει διερευνηθεί [136]. Η υπεργλυκαιμία ενεργοποιεί αυτόν τον πυρηνικό παράγοντα που με τη σειρά του προκαλεί την έκκριση και την υπερέκφραση προφλεγμονωδών κυτοκινών, κυρίως TNF-, ιντερλευκινών, TGF- και Bcl2, προκαλώντας αγγειακές επιπλοκές όπως νευροπάθεια, νεφροπάθεια, αμφιβληστροειδοπάθεια και μυοκαρδιοπάθεια [1377 ]. Πολλές πειραματικές έρευνες σχετικά με την προληπτική δράση των φλαβονολών στην επαγόμενη από διαβήτη αγγειακή δυσλειτουργία έχουν δείξει ότι η ισοραμνετίνη θα μπορούσε να αναστείλει την ενεργοποίηση του NF-k μέσω της επαγωγής της δραστηριότητας των παγκρεατικών αντιοξειδωτικών ενζύμων [138]. Μια άλλη μελέτη ανέφερε την ανασταλτική επίδραση της ισοραμνετίνης στην έκφραση iNOS και την παραγωγή ΝΟ σε ενεργοποιημένα μακροφάγα, οδηγώντας στον αποκλεισμό του NF-k [139]. Επιπλέον, οι Qiu et al. έχουν μελετήσει το επαναπροστατευτικό αποτέλεσμα της ισοραμνετίνης φλαβονόλης στο μοντέλο αρουραίου T2DM μέσω της διαμόρφωσης της οδού σηματοδότησης NF-k [31]. Οι συγγραφείς έχουν δείξει ότι αυτό το μόριο ανέστειλε τη δραστηριότητα σηματοδότησης NF-kB αυξάνοντας την παραγωγή NF-kB p65, φωσφο-NF-kB p65 και φωσφο-IkB και φλεγμονωδών μεσολαβητών TNF-, IL-1, IL{{ 30}}, ICAM-1 και TGF- 1, καθώς και μείωση της δραστηριότητας δέσμευσης DNA του NF-kB p65. Επιπλέον, θα μπορούσε να ανακουφίσει το οξειδωτικό στρες των κυττάρων ρυθμίζοντας τα επίπεδα MDA και SOD, οδηγώντας στην αποκατάσταση της νεφρικής βλάβης σε διαβητικούς αρουραίους.