Гипогликемические эффекты меланоидинов и их влияние на микробиоту кишечника у мышей с диабетом

Введение

Водная экстракция кунжутного масла – традиционный процесс, в ходе которого образуется большое количество меланоидинов. Однако характеристики и биоактивные функции этих соединений остаются малоизученными.

Цель исследования

Изучение гипогликемических эффектов меланоидинов из кунжутных остатков (MELs) у мышей с диабетом 2 типа (T2DM), а также их влияния на микробиоту кишечника.

Методы

Для анализа MELs использовались:

• Электронный язык
• Флуоресцентная спектроскопия
• Фурье-инфракрасная спектроскопия

Исследовались in vitro ингибирующие эффекты MELs на α-глюкозидазу, α-амилазу и панкреатическую липазу. На мышах с T2DM оценивали влияние MELs на:

• Уровень глюкозы в крови
• Содержание гликогена в печени и мышцах
• Липидный профиль крови
• Микробиоту кишечника

Результаты

MELs представляют собой коричневые макромолекулярные соединения с белковым каркасом и гетероароматическими кольцевыми структурами, обладают горьким вкусом и нестабильны в сильных окислительных и восстановительных средах.

У мышей с T2DM MELs:

• Снижали потерю веса
• Уменьшали уровень глюкозы натощак до 54.73% от исходного значения (при дозе 500 мг/кг/день)
• Повышали уровень гликогена в печени и скелетных мышцах
• Снижали уровень липидов в крови
• Оказывали гепатопротекторное действие

Western blot анализ показал, что MELs:

• Ингибируют активность PEPCK, FBPase и G6Pase через IRS-1/PI3K/Akt и AMPK пути
• Повышают активность гексокиназы (HK) и пируваткиназы (PK)
• Усиливают гликолиз в печени
• Стимулируют синтез гликогена в печени

Кроме того, MELs:

• Снижали соотношение Firmicutes/Bacteroides (F/B) в кишечнике
• Увеличивали относительное содержание полезных бактерий (Lactobacillus, Coprococcus, Ruminococcus)
• Снижали содержание пропионовой кислоты

Выводы

Меланоидины могут регулировать T2DM, активируя IRS-1/PI3K/Akt и AMPK-сигнальные пути, а также улучшая дисбаланс микробиоты кишечника у мышей с диабетом.

Термины и сокращения

• MELs - меланоидины из кунжутных остатков
• T2DM - диабет 2 типа
• PEPCK - фосфоенолпируваткарбоксикиназа
• FBPase - фруктозо-1,6-бисфосфатаза
• G6Pase - глюкозо-6-фосфатаза
• IRS-1 - субстрат инсулинового рецептора 1
• PI3K - фосфоинозитид-3-киназа
• Akt - протеинкиназа B
• AMPK - АМФ-активируемая протеинкиназа
• HK - гексокиназа
• PK - пируваткиназа
• F/B ratio - соотношение Firmicutes к Bacteroides