Оцінка in vitro антиглікаційного та антиоксидантного потенціалу дієтичної добавки L-цитруліну
DOI:
https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.286542Ключові слова:
діабет 2 типу, гіперглікемія, in vitro, єтична добавка L-цитрулінуАнотація
Цукровий діабет (ЦД) є серйозною проблемою глобальної системи охорони здоров'я. Це метаболічний стан, що характеризується аномальним рівнем глюкози в крові, відомий як гіперглікемія. Цей стан виникає через нерегулярну секрецію інсуліну, недостатню сприйнятливість до інсуліну або поєднання обох факторів. Основними причинами діабетичних ускладнень є глікація білка та окислювальний стрес, що є наслідком хронічної гіперглікемії.
Мета. Зростання захворюваності на цукровий діабет спонукало до пошуку нових, економічно ефективних і дієвих ліків. Метою дослідження є вивчення та дослідження антиглікаційного та антиоксидантного потенціалу дієтичної добавки L-цитруліну.
Матеріали та методи. Двореакційна модельна система була проведена для вивчення та моніторингу інгібіторного впливу харчової добавки L-цитрулін на утворення кінцевих продуктів глікації (AGE). Ця система включала in vitro глюкозу бичачого сироваткового альбуміну (аналіз BSA-глюкози) і метилгліоксалю бичачого сироваткового альбуміну (аналіз BSA-MGO). Антиоксидантну активність добавки оцінювали шляхом вимірювання її здатності хелатувати іони металів і поглинати активні форми кисню. Хелатоутворювальну активність заліза оцінювали за допомогою вимірювання абсорбції, тоді як вимірювання флуоресценції використовували для інших аналізів.
Результати. Згідно з результатами аналізів антиглікації, було помічено, що дієтична добавка L-цитруліну продемонструвала інгібуючі властивості щодо розвитку кінцевих продуктів глікації (AGE) у моделі BSA-Glucose у концентрації 100 ppm. Ступінь інгібування щодо глікації було встановлено як 52,19 ± 0,39 % шляхом спостереження. Модель BSA-MGO продемонструвала інгібіторні властивості з спостережуваною активністю 49,64 ± 0,27 % при концентрації 100 ppm щодо глікації. З іншого боку, добавка демонструє антиоксидантні характеристики через хелатування іонів Fe, що призводить до процентної різниці в активності 68,58 ± 0,45 % порівняно з контролем при 100 ppm. Використання середовищ глюколіпотоксичності (GLT) під час аналізу активних форм кисню дало значне підвищення на 173,48 ± 9,37 % рівнів активних форм порівняно з контролем зі статистичною значущістю. Додавання 10 мМ харчової добавки L-цитруліну призвело до помітного зниження ескалації на 98,42 ± 5,04 %. Таким чином, можна зробити висновок, що використання L-цитруліну як харчової добавки має потенціал для його терапевтичного застосування для усунення активних форм кисню (АФК) у клітинах скелетних м’язів.
Висновки. Результати дослідження свідчать про те, що дієтична добавка L-цитруліну продемонструвала здатність пригнічувати глікацію при різних рівнях концентрації. Крім того, було відзначено значну ефективність в обох наборах тестів на антиоксиданти. Таким чином, добавка має потенціал для лікування цукрового діабету.
Посилання
- IDF Diabetes Atlas. (2022). Diabetesatlas.org. Available at: https://diabetesatlas.org/
- Kosmachevskaya, O. V., Nasybullina, E. I., Pugachenko, I. S., Novikova, N. N., Topunov, A. F. (2022). Antiglycation and Antioxidant Effect of Nitroxyl towards Hemoglobin. Antioxidants, 11 (10), 2007. doi: https://doi.org/10.3390/antiox11102007
- Belmouhoub, M., Tacherfiout, M., Boukhalfa, F., Khaled Khodja, Y., Bachir-Bey, M. (2022). Traditional medicinal plants used in the treatment of diabetes: Ethnobotanical and ethnopharmacological studies and mechanisms of action. International Journal of Plant Based Pharmaceuticals, 2 (2), 145–154. Available at: https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/2178964
- Lunceford, N., Gugliucci, A. (2005). Ilex paraguariensis extracts inhibit AGE formation more efficiently than green tea. Fitoterapia, 76 (5), 419–427. doi: https://doi.org/10.1016/j.fitote.2005.03.021
- Chen, Z., Tan, J., Qin, J., Feng, N., Liu, Q., Zhang, C., Wu, Q. (2022). Effects of lotus seedpod oligomeric procyanidins on the inhibition of AGEs formation and sensory quality of tough biscuits. Frontiers in Nutrition, 9. doi: https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1031550
- Wu, Q., Li, S.-Y., Yang, T., Xiao, J., Chu, Q.-M., Li, T., Xie, B.-J., Sun, Z.-D. (2015). Inhibitory effect of lotus seedpod oligomeric procyanidins on advanced glycation end product formation in a lactose–lysine model system. Electronic Journal of Biotechnology, 18 (2), 68–76. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2014.10.005
- Engwa, G. A. (2018). Free Radicals and the Role of Plant Phytochemicals as Antioxidants Against Oxidative Stress-Related Diseases. Phytochemicals - Source of Antioxidants and Role in Disease Prevention. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.76719
- Elosta, A., Ghous, T., Ahmed, N. (2012). Natural Products as Anti-glycation Agents: Possible Therapeutic Potential for Diabetic Complications. Current Diabetes Reviews, 8 (2), 92–108. doi: https://doi.org/10.2174/157339912799424528
- Kaewnarin, K., Niamsup, H., Shank, L., Rakariyatham, N. (2014). Antioxidant and Antiglycation Activities of Some Edible and Medicinal Plants. Chiang Mai Journal of Science, 41 (1), 105–116. Available at: https://www.thaiscience.info/journals/Article/CMJS/10905186.pdf
- Arfin, S., Jha, N. K., Jha, S. K., Kesari, K. K., Ruokolainen, J., Roychoudhury, S. et al. (2021). Oxidative Stress in Cancer Cell Metabolism. Antioxidants, 10 (5), 642. doi: https://doi.org/10.3390/antiox10050642
- Grzegorczyk-Karolak, I., Gołąb, K., Gburek, J., Wysokińska, H., Matkowski, A. (2016). Inhibition of Advanced Glycation End-Product Formation and Antioxidant Activity by Extracts and Polyphenols from Scutellaria alpina L. and S. altissima L. Molecules, 21 (6), 739. doi: https://doi.org/10.3390/molecules21060739
- Shatanawi, A., Momani, M. S., Al-Aqtash, R., Hamdan, M. H., Gharaibeh, M. N. (2020). L-Citrulline Supplementation Increases Plasma Nitric Oxide Levels and Reduces Arginase Activity in Patients With Type 2 Diabetes. Frontiers in Pharmacology, 11. doi: https://doi.org/10.3389/fphar.2020.584669
- Azizi, S., Mahdavi, R., Mobasseri, M., Aliasgharzadeh, S., Abbaszadeh, F., Ebrahimi‐Mameghani, M. (2021). The impact of L‐citrulline supplementation on glucose homeostasis, lipid profile, and some inflammatory factors in overweight and obese patients with type 2 diabetes: A double‐blind randomized placebo‐controlled trial. Phytotherapy Research, 35 (6), 3157–3166. doi: https://doi.org/10.1002/ptr.6997
- Allerton, T., Proctor, D., Stephens, J., Dugas, T., Spielmann, G., Irving, B. (2018). l-Citrulline Supplementation: Impact on Cardiometabolic Health. Nutrients, 10 (7), 921. doi: https://doi.org/10.3390/nu10070921
- Sansbury, B. E., Hill, B. G. (2014). Regulation of obesity and insulin resistance by nitric oxide. Free Radical Biology and Medicine, 73, 383–399. doi: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.05.016
- Valaei, K., Mehrabani, J., Wong, A. (2021). Effects of l-citrulline supplementation on nitric oxide and antioxidant markers after high-intensity interval exercise in young men: a randomised controlled trial. British Journal of Nutrition, 127 (9), 1303–1312. doi: https://doi.org/10.1017/s0007114521002178
- Breuillard, C., Bonhomme, S., Couderc, R., Cynober, L., De Bandt, J.-P. (2014). In vitroanti-inflammatory effects of citrulline on peritoneal macrophages in Zucker diabetic fatty rats. British Journal of Nutrition, 113 (1), 120–124. doi: https://doi.org/10.1017/s0007114514002086
- Kudo, M., Yoshitomi, H., Momoo, M., Suguro, S., Yamagishi, Y., Gao, M. (2017). Evaluation of the Effects and Mechanism of L-Citrulline on Anti-obesity by Appetite Suppression in Obese/Diabetic KK-Ay Mice and High-Fat Diet Fed SD Rats. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 40 (4), 524–530. doi: https://doi.org/10.1248/bpb.b16-01002
- Jegatheesan, P., Beutheu, S., Freese, K., Waligora-Dupriet, A.-J., Nubret, E., Butel, M.-J. et al. (2016). Preventive effects of citrulline on Western diet-induced non-alcoholic fatty liver disease in rats. British Journal of Nutrition, 116 (2), 191–203. doi: https://doi.org/10.1017/s0007114516001793
- Joffin, N., Jaubert, A.-M., Durant, S., Bastin, J., De Bandt, J.-P., Cynober, L. et al. (2014). Citrulline induces fatty acid release selectively in visceral adipose tissue from old rats. Molecular Nutrition & Food Research, 58 (9), 1765–1775. doi: https://doi.org/10.1002/mnfr.201400053
- Starowicz, M., Zieliński, H. (2019). Inhibition of Advanced Glycation End-Product Formation by High Antioxidant-Leveled Spices Commonly Used in European Cuisine. Antioxidants, 8 (4), 100. doi: https://doi.org/10.3390/antiox8040100
- Wong, F.-C., Yong, A.-L., Ting, E. P.-S., Khoo, S.-C., Ong, H.-C., Chai, T.-T. (2014). Antioxidant, Metal Chelating, Anti-glucosidase Activities and Phytochemical Analysis of Selected Tropical Medicinal Plants. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 13 (4), 1409–1415. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4232808/
- Lavilla, C., Turner, M. (2020). Carnosine In Skeletal Muscle: Biological Action And Therapeutic Implications. Available at: https://irep.ntu.ac.uk/id/eprint/42070/1/CHARLIE.LAVILLA%20JR%202020%20excl3rdpartycopyright.pdf
- Singh, V. P., Bali, A., Singh, N., Jaggi, A. S. (2014). Advanced Glycation End Products and Diabetic Complications. The Korean Journal of Physiology & Pharmacology, 18 (1), 1. doi: https://doi.org/10.4196/kjpp.2014.18.1.1
- Drenth, H., Zuidema, S., Bunt, S., Bautmans, I., van der Schans, C., Hobbelen, H. (2016). The Contribution of Advanced Glycation End product (AGE) accumulation to the decline in motor function. European Review of Aging and Physical Activity, 13 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s11556-016-0163-1
- Khan, M. W. A., Otaibi, A. A., Al-Zahrani, S. A., Alshammari, E. M., Haque, A., Alouffi, S., Khan, W. A., Khan, S. N. (2021). Experimental and theoretical insight into resistance to glycation of bovine serum albumin. Journal of Molecular Structure, 1230, 129645. doi: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129645
- L-citrulline supplementation for improving glycemic control and markers of inflammation in type 2 diabetes (2021). Study Summary. Examine. Available at: https://examine.com/summaries/study/dVgWP1/
- Bagheripour, F., Jeddi, S., Kashfi, K., Ghasemi, A. (2023). Metabolic effects of L‐citrulline in type 2 diabetes. Acta Physiologica, 237 (3). doi: https://doi.org/10.1111/apha.13937
![Оцінка in vitro антиглікаційного та антиоксидантного потенціалу дієтичної добавки L-цитруліну](https://journals.uran.ua/public/journals/268/submission_286542_324774_coverImage_uk_UA.jpg)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Jessa Marielle U. Paulines, Charlie A. Lavilla Jr, Merell P. Billacura, Harmie L. Basalo, Patrick Nwabueze Okechukwu
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.