Simple item page
 

Izotiocyjanian allylu (AITC) jako potencjalny regulator procesów metabolicznych i antyoksydacyjnych u szczurów z indukowaną eksperymentalnie cukrzycą typu 2

dc.abstract.enAllyl isothiocyanate (AITC) is an organosulfur phytochemical found in abundance in common cruciferous vegetables Cruciferae (wasabi, mustard, horseradish). AITC has been shown to possess a broad spectrum of antibacterial, antifungal, antinematodal and anticancer activity. Recently, the great interest has been to find the capacity of bioactive compounds to prevent and treat obesity and its comorbidities such as diabetes. As far AITC showed anti-obesity activity (stimulation of fat cells decomposition in brown adipose tissue
dc.abstract.eninhibition of fat cells formation in white adipose tissue) as well as anti-inflammation, antioxidant effects. The aim of this project was to assess, whether long-term AITC administration exerts positive effect on carbohydrate-lipids as well as hormonal metabolism and enhances antioxidant, anti-inflammation status in high fat diet-fed/streptozotocin diabetic rats rats. The initial weight of rats was 180-200 g (8 weeks old). They were maintained under a standard conditions. Initially, rats were divided into two groups: control (C) (n=8) and diabetic (T2DM) (n=42). The control rats were fed a standard laboratory diet for rodents (Labofeed B, Kcynia, Poland), whereas rats from T2DM group received a high-fat diet (HFD
dc.abstract.enrodent diet with 40% kcal fat source
dc.abstract.enLabofeed B) and water ad libitum. After six weeks, rats fed an HFD were intraperitoneally injected with streptozotocin (STZ
dc.abstract.en35 mg/kg b.w. dissolved in citric buffer, pH 4.4
dc.abstract.en10 ml/kg b.w.). Rats from the control group were injected only with the citric buffer. Animals were further fed the same diets until the end of the experiment. The presence of diabetes was confirmed 3 days after the injection of STZ by glucose tolerance test. Rats with induced diabetes 2 were gavaged 14 days with three doses of AITC 2.5, 5, 25 mg/kg b.w., respectively. After 14 days experimental regimen, the animals were slaughtered after overnight fasting (12h) priori to decapitation. Blood samples were obtained by exsanguination. Subsequently, the visceral organs were excised rapidly, blotted dry, weighed, washed immediately with normal saline. The carbohydrate, lipid and antioxidant parameters were determined in serum blood as well as peripheral tissues (liver, muscle). In diabetic rats, AITC showed dose-dependent improvement of glycaemia but unfavorable influence on peripheral organs (liver, pancreas, thyroid gland). AITC at two lower doses (2.5
dc.abstract.en5.0 mg/kg b.w.) explicitly improved glucose level in blood serum (glycaemia state). The dose of 5mg/kg b. w. seemed to be the most efficient to compensate diabetes (despite insulin secretion inhibition) with maintaining the body mass gain. Irrespectively of the applied dose, AITC deteriorated liver and thyroid gland status, which resulted in lipid metabolism dysfunction (increased serum lipids, interruption in the excretion of bile, lowered thyroid gland hormones). Moreover, AITC at the highest dose of 25 mg/kg b. w. appeared as a threshold toxic dose (adverse effect level on liver and pancreas) in diabetic conditions. In addition, AITC at all doses enhanced oxidative stress in tissues. AITC independently on dose decreased protein-bound thiols groups (PB-SH) and significantly rised level of tiobarbituric acid reactive substances, which is the common marker lipid peroxidation in the liver. Distinctively, the highest dose of AITC (25 mg/kg b.w.) caused elevation of SOD, GPx activity along with Nrf2 transcription factor upregulation in the liver and increased biomarkers inflammation cytokines levels IL-6, IL-1β, TNFα in the blood serum. To conclude, despite positive anti-hyperglycemic activity (hypoglycemic effect), AITC deteriorates lipids, antioxidant status and enhances inflammation in diabetic conditions.
dc.abstract.plProjekt badawczy dotyczył zbadania potencjalnej antycukrzycowej roli izotiocyjanianu allylu (AITC) w odniesieniu do regulacji metabolizmu węglowodanowo-lipidowego i hormonalnego oraz neutralizacji stanu zapalnego i wzmocnienia potencjału antyoksydacyjnego w cukrzycy typu 2. Projekt zakładał weryfikację hipotezy, że długotrwałe podawanie allylu izotiocyjanianu wpływa pozytywnie na powyżej wymienione parametry. Ponadto miał dostarczyć odpowiedzi, że wykazana plejotropowa aktywność biologiczna AITC może być rozszerzona o jego antyglikemiczną aktywność. Wcześniejsze badania wykazały, że AITC w dawce terapeutycznej (dosis curtisa) oddziaływuje na organizm na wielu płaszczyznach (aktywność bakteriostatyczna, bakteriobójcza, grzybobójcza, nicieniobójcza, antynowotworowa poprzez neutralizację czynników kancerogennych, hamowanie mitozy oraz wybiórcze działanie cytotoksyczne na komórki nowotworowe
dc.abstract.plapoptoza). Szczury zdrowe z pierwszej grupy kontrolnej były żywione standardową dietą (Labofeed B
dc.abstract.plKcynia Morawski). U pozostałych zwierząt indukowana była cukrzyca typu 2, poprzez 6. tygodniowe żywienie paszą wysokotłuszczową (HFD
dc.abstract.pl40% kcal) i jednokrotną iniekcję niskiej dawki streptozotycyny 35 mg/kg m.c. Szczury z indukowaną cukrzycą typu 2 podzielono odpowiednio na 4 grupy. Przy dalszym żywieniu paszą wysokotłuszczową 3 grupy eksperymentalne były suplementowane dożołądkowo AITC odpowiednio w trzech dawkach 2.5
dc.abstract.pl5
dc.abstract.pl25 mg/kg/dobę przez okres 14 dni. Osobniki z grup kontrolnych (grupa zwierząt żywionych paszą standardową lub wysokotłuszczową
dc.abstract.plHFD oraz streptozotocyna) otrzymywały przez ten czas dożołądkowo wodę (placebo). Po upływie dwóch tygodni zwierzęta ze wszystkich 5 grup zostały zdekapitowane. Do analizy została pobrana krew oraz fragmenty tkanek (wątroba, mięsień szkieletowy) z poszczególnych grup eksperymentalnych (kontrola na diecie standardowej, kontrola z wywołaną cukrzycą typu 2 oraz trzy grupy szczurów cukrzycowych z podawanym dożołądkowo AITC w dawce 2,5
dc.abstract.pl5.0
dc.abstract.pl25 mg/kg m.c., odpowiednio). W wątrobie i we krwi oznaczono parametry odzwierciadlające status antyoksydacyjny organizmu: aktywność enzymów antyoksydacyjnych (tj. peroksydaza glutationowa, transferaza-S-glutationowa, katalaza, dysmutaza ponadtlenkowa) oraz poziom produktów peroksydacji reagujących z kwasem tiobarbiturowym (TBARS
dc.abstract.plpowszechnie stosowany wskaźnik oksydacyjnego uszkodzenia tkanek), grupy tiolowe (-SH, całkowite, związane z białkami i pozabiałkowe: glutation). W celu określenia wpływu AITC na poziom czynników o działaniu prozapalnym określono w surowicy koncentrację cytokin: IL-1β, IL-6, TNFα oraz dodatkowo czynnik transkrypcyjny NF-κβ w surowicy i homogenacie wątrobowym. Z profilu hormonalnego w surowicy krwi oznaczono hormony odpowiedzialne za utrzymanie homeostazy organizmu (insulina, glukagon, T4, T3, fT4, fT3, leptyna, adiponektyna). Ponadto w wątrobie oraz w mięśniach określono zawartość glikogenu, triacylogliceroli, cholesterolu, a w surowicy krwi parametry metabolizmu lipidowo-węglowodanowego (glukoza, wolne kwasy tłuszczowe, triacyloglicerole, cholesterol całkowity i zestryfikowany, cholesterol w LDL i HDL) oraz wskaźniki toksyczności (kwas β-hydroksymasłowy, ALT, AspAT, bilirubina bezpośrednia, fosfataza alkaliczna, kreatynina, kwas moczowy, amylaza trzustkowa, białko CRP). Izotiocyjanian allylu wykazał zależne od dawki obniżenie poziomu glukozy we krwi (2.5
dc.abstract.pl5.0 mg/kg m.c AITC). Dawka 5 mg/kg m.c. AITC najskuteczniej obniżyła poziom glukozy (pomimo istotnego hamowania sekrecji insuliny), z zachowaniem przyrostu wagowego szczurów. Efektem łagodzenia hiperglikemii we wszystkich grupach z AITC był istotny spadek kwasu β-hydroksymasłowego. Niezależnie od dawki AITC pogorszył stan wątroby, gruczołu tarczowego, tym samym zaburzając homeostazę lipidową (wzrost lipidów we krwi
dc.abstract.plnasilenie zastoju żółci, obniżenie hormonów tarczycy). Najwyższa dawka AITC 25 mg/kg m.c, wykazała właściwości toksyczne na wątrobę i trzustkę (spadek aktywności enzymów: fosfatazy alkalicznej
dc.abstract.plamylazy trzustkowej
dc.abstract.pllipazy trzustkowej), pomimo że doniesienia naukowe wskazują na toksyczność ostrą allylu izotiocyjanianu w warunkach fizjologicznych przy znacznie wyższej jego dawce (LD50 490 mg/kg m.c.). Pozostałe parametry statusu węglowodanowo-lipidowego i hormonalnego nie uległy zmianie. Nieoczekiwanie AITC przy wszystkich zastosowanych dawkach w warunkach hiperglikemii obniżył poziom grup tiolowych w białkach, a tym samym wzmógł proces peroksydacji lipidów (TBARS). Co więcej, AITC przy najwyższej dawce wykazał silne właściwości prozapalne (IL-1β, IL-6, TNFα). Dodatkowo przewlekły stan zapalny przy tej dawce przyczynił się do istotnego wzrostu leptyny. Zaobserwowany wzrost aktywności wątrobowej GST przy 5.0 mg/kg m.c. oraz SOD, GPx, przy 25 mg/kg m.c., przy wzroście wskaźników oksydacyjnego uszkodzenia tkanek, był efektem generowania reaktywnych form tlenu (ROS) przez AITC. Podsumuwując, allyl izotiocyjanianu pomimo odnotowanej antyglikemicznej aktywności pogarsza status lipidowy, antyoksydacyjny oraz przeciwzapalny w warunkach hiperglikemii.
dc.contributor.authorMonika Krystyna Okulicz
dc.date.accessioned2025-06-30T14:40:53Z
dc.date.available2025-06-30T14:40:53Z
dc.date.issued2017
dc.identifier.project2017/01/X/NZ4/01423
dc.identifier.urihttps://sciencerep.up.poznan.pl/handle/item/3586
dc.pbn.affiliationanimal science and fisheries
dc.subject.plizotiocyjanian allylu (AITC)
dc.subject.plCukrzyca typu 2
dc.titleIzotiocyjanian allylu (AITC) jako potencjalny regulator procesów metabolicznych i antyoksydacyjnych u szczurów z indukowaną eksperymentalnie cukrzycą typu 2
dc.title.alternativeAllyl isothiocyanate as a potential regulator of metabolic and antioxidant processes in high fat diet-fed/streptozotocin diabetic rats
dc.typeProject
dspace.entity.typeProject
project.competition.nameMINIATURA
project.endDate2018-12-07T00:00:00
project.startDate2017-12-08T00:00:00