1 unitate cheie de ficat modulant pentru tratarea hiperclipemiei SATCM și Laboratorul de metabolizare a lipidelor de nivel 3 SATCM, Universitatea farmaceutică din Guangdong, Guangzhou 510006, China

hipercolesterolemia

Abstract

S-a demonstrat că chitosanul, un produs deacetilat al chitinei, scade colesterolul la oameni și animale. Cu toate acestea, chitosanul nu este complet solubil în apă, ceea ce ar influența absorbția în intestinul uman. În plus, chitosanul solubil în apă (WSC) are o reactivitate mai mare comparativ cu chitosanul. Prezentul studiu a fost conceput pentru a clarifica efectele WSC și ale nanoparticulelor de chitosan solubil în apă (WSC-NPs) asupra hipercolesterolemiei induse prin hrănirea unei diete bogate în grăsimi la șobolanii Sprague-Dawley masculi. WSC-NPs au fost preparate prin metoda de gelificare ionică și tehnica de uscare prin pulverizare. Nanoparticulele aveau o formă sferică și aveau o suprafață netedă. Dimensiunea medie a WSC-NPs a fost de 650 nm, variind de la 500 la 800 nm. Rezultatele au arătat că WSC-NPs a redus semnificativ lipidele din sânge și vâscozitatea plasmatică și a crescut semnificativ activitățile serice de superoxid dismutază (SOD). Această lucrare este primul raport al efectelor de scădere a lipidelor ale WSC-NPs, sugerând că WSC-NPs ar putea fi utilizate pentru tratamentul hipercolesterolemiei.

1. Introducere

Dislipidemia, inclusiv hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia sau o combinație a acestora, este un factor de risc major pentru bolile cardiovasculare. În general, dislipidemia se caracterizează prin concentrații crescute de colesterol total (TC), trigliceride (TG) și colesterol lipoproteic cu densitate scăzută (LDL-C), împreună cu concentrații scăzute de colesterol lipoproteic cu densitate ridicată (HDL-C) [ 1]. În prezent, aceste dezechilibre lipidice sunt tratate cel mai de rutină cu terapie farmacologică. Cu toate acestea, mulți agenți care scad colesterolul, în special statinele, sunt asociați cu efecte secundare severe [2]. Având în vedere acest lucru, a existat un mare interes în influența fibrelor dietetice, cum ar fi chitosanul, asupra absorbției colesterolului în intestin.

Chitosanul este o polizaharidă cationică naturală formată din unități (1-4) -2-amino-2-deoxi-D-glucopiranozil. Se descompune încetinind până la produse inofensive (amino zaharuri), care sunt complet absorbite de corpul uman [3]. Datorită netoxicității sale și a biocompatibilității sale ridicate, chitosanul a fost formulat ca suplimente alimentare, ca purtător pentru administrarea orală de peptide și proteine, ca livrare țintită de medicamente și în domeniile farmaceutic și biomedical [4-6]. Datorită existenței grupelor amino, chitosanul are o sarcină pozitivă, deci poate lega substraturi încărcate negativ, cum ar fi lipidele și acizii biliari. Chitosanul interferează, de asemenea, cu emulsificarea lipidelor neutre prin legarea lor cu legături hidrofobe [7]. Mai multe studii au arătat că chitosanul are proprietăți de scădere a colesterolului atât la animale, cât și la oameni [8, 9].

Cu toate acestea, chitosanul are o vâscozitate ridicată și nu este complet solubil în apă, dar este în soluții acide. Astfel de proprietăți ale chitosanului ar scădea absorbția acestuia în intestinul uman, deoarece majoritatea intestinelor de animale, în special tractul gastro-intestinal uman, nu posedă enzime precum chitinaza și chitosanaza [10]. WSC are o vâscozitate mai mică și este solubil în apă. Ulterior, pare a fi ușor absorbit in vivo. Și s-a raportat că WSC are beneficii pentru sănătate, cum ar fi reglarea imunității, antitumorale, protecția ficatului, scăderea lipidelor din sânge și proprietăți antidiabetice și antioxidante [11, 12]. În special, studiile anterioare au arătat că WSC a fost eficient la scăderea lipidelor în comparație cu chitosanul [13].

Mai mult, nanoparticulele prezintă unele caracteristici specifice, cum ar fi creșterea stabilității agenților terapeutici, proprietăți cu eliberare controlată și susținută și penetrarea profundă în țesuturi prin capilare fine [14]. Am pregătit WSC-NPs ca purtător pentru încărcarea medicamentului proteic prin metoda de gelificare ionică [15]. Și, WSC-NP au o solubilitate mai bună pentru suprafața totală mare și o vâscozitate mai mică decât WSC. Prin urmare, acest studiu a examinat efectele WSC și WSC-NPs asupra hipercolesterolemiei induse prin hrănirea unei diete bogate în grăsimi la șobolani.

2. Materiale și metode

2.1. Produse chimice

WSC a fost achiziționat de la Shandong Aokang Biotech Ltd (Shandong, China). Vâscozitatea a fost mai mare de 200 cps, iar valoarea de dezacetilare a fost de 85%. Seturile de colesterol total (TC), triacilglicerol (TG), colesterol de lipoproteine ​​cu densitate înaltă (HDL-C) și kituri de colesterol cu ​​lipoproteine ​​cu densitate mică (LDL-C) au fost obținute de la BioSino Bio-technology și Science Inc (Beijing, China). Kituri de superoxid dismutază (SOD) au fost achiziționate de la Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Wenzhou, China). Dacă nu se specifică altfel, toți reactivii de laborator au fost de calitate analitică.

2.2. Animale și emulsii bogate în grăsimi

Șobolani masculi Sprague-Dawley cu o greutate de 200

20 g au fost achiziționate de la Universitatea din Guangzhou, Centrul pentru animale din laboratorul de medicină chineză (Guangzhou, China). Toate protocoalele pentru animale au fost aprobate de comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea Farmaceutică din Guangdong (Guangzhou, China). Au fost adăpostiți într-un sistem de plasare a cuștilor într-o cameră pentru animale cu aer condiționat la 23 1 ° C. Șobolanilor li sa permis accesul gratuit la alimente și apă.

Pe scurt, emulsiile bogate în grăsimi au fost preparate după cum urmează. 10,0 g colesterol și 1,0 g pulbere de propiltiouracil au fost dizolvate în 20,0 g ulei de untură la 80 ° C și agitate timp de 10 minute pentru a asigura dizolvarea completă ca fază uleioasă. Emulsiile primare au fost preparate prin diluarea a 5 ml emulsifiant (Tween-80) și 20 ml soluție de deoxicolat de sodiu (2,0%) în faza uleioasă cu un blender de mare viteză. Apoi, apa distilată a fost adăugată la emulsiile primare pentru a forma emulsiile cu conținut ridicat de grăsimi (100 ml) sub agitare.

2.3. Prepararea și caracterizarea nanoparticulelor de chitosan solubil în apă

În acest studiu, WSC-NPs s-au format ca urmare a interacțiunilor electrostatice complexe între copolimerii încărcați pozitiv și tripolifosfatul încărcat negativ (TPP) în condiții ușoare. Pe scurt, WSC (0,1% g/v) și TPP (0,1% g/v) au fost dizolvate în apă purificată. Pentru prepararea WSC-NPs, soluția WSC (500 ml) a fost agitată (800 rpm) la temperatura camerei (25 ° C). Apoi, s-a adăugat soluție 0,1% TPP (100 ml) la sistem în timp ce agitarea a fost continuată pentru a finaliza formarea nanoparticulelor. Rata de adăugare a TPP a fost de 0,75 ml/min. Nanosuspensiunea a fost apoi uscată prin pulverizare folosind uscatorul de pulverizare Lab L-117 (Laiheng Scientific Co. Ltd, Beijing, China) cu o duză standard (0,5 mm). Debitul de aer de atomizare a fost de 10-15 L/min, iar debitul a fost de 600 ml/h. Temperatura de intrare a fost controlată la 160 ° C. Temperatura de ieșire a fost determinată de temperatura de intrare și de factori relativi, cum ar fi debitul de alimentare cu aer și lichid și a variat între 80-85 ° C. Stabilitatea WSC-NP este afectată de diferite condiții de mediu în timpul depozitării pe termen lung. Au fost efectuate studii pentru a evalua stabilitatea WSC-NPs timp de 5 luni la temperatura camerei.

FTIR-urile au fost luate cu pelete KBr pe Perkin-Elmer Spectrum one FTIR (Shimadzu, FT-IR 8700, Japonia). Dimensiunea particulelor și distribuția mărimii nanoparticulelor au fost efectuate prin dimensionarea particulelor (Zetasizer 3000 HAS, Malvern Instruments Ltd., Worcs Morfologia nanoparticulelor a fost examinată sub microscopie electronică cu scanare (SEM) folosind un microscop Hitachi S3700N (Hitachi Ltd, Japonia) la 10 kV.

2.4. Procedura experimentala

Șobolanii au fost hrăniți ad libitum cu o dietă comercială timp de 5 zile și apoi au fost repartizați la 5 grupuri

după cum urmează: (a) șobolani alimentați cu dietă normală (NF), (b) emulsii bogate în grăsimi hrăniți șobolani (HF), (c) emulsii bogate în grăsimi și 450 mg/kg/zi șobolani hrăniți cu WSC (WSC), (d ) emulsii cu conținut ridicat de grăsimi și șobolani hrăniți cu 450 mg/kg/zi WSC-NPs (H-WSC-NP) și (e) emulsii cu conținut ridicat de grăsimi și 225 mg/kg/zi șobolani hrăniți cu WSC-NPs (L-WSC- NP). Grupul NF a primit o cantitate echivalentă de apă distilată; grupul HF, a primit zilnic emulsii bogate în grăsimi prin intubație orală până la finalizarea studiului. Celelalte grupuri au fost administrate emulsii bogate în grăsimi prin intubație orală timp de 2 săptămâni pentru a stabili starea hiperlipidemică, iar apoi probele WSC și WSC-NPs au fost administrate oral grupurilor WSC și WSC-NPs timp de 4 săptămâni. Toate grupurile au fost hrănite cu dietele corespunzătoare în care compoziția a fost conformă cu GB14924.3 (Guangdong Laboratory Animal Center, Guangzhou, China) ca diete bazale pe parcursul întregului experiment. Fiecare șobolan a fost cântărit o dată pe săptămână.

La sfârșitul perioadei experimentale, probele de sânge au fost extrase din plexul venos orbital folosind un tub capilar sub anestezie eterică după un post peste noapte.

2.5. Lipidele serice și SOD

Sângele a fost coagulat la temperatura camerei și centrifugat într-o centrifugă la 3000 rpm timp de 15 min. Serul a fost separat și TC, TG, HDL-C și LDL-C au fost măsurate cu kituri de testare comerciale folosind Analizatorul automat de biochimie AMS-18 (Beijing Option Science and Technology Development Co. Ltd, Beijing, China).

Conținutul seric de SOD a fost analizat cu un kit analitic disponibil comercial de către spectrofotometrul SPECORD S600 UV-Vis (Analytic Jena AG, Germania).

2.6. Vâscozitatea plasmatică

Probele de sânge au fost prelevate din vena oculară folosind un tub capilar heparinizat și centrifugate la 3000 rpm timp de 5 minute în Centrifuga Eppendorf 5810R (Eppendorf Co, Germania) pentru a obține plasma. Vâscozitatea plasmatică a fost măsurată de reometrul automat de sânge LBY-N6B (Beijing Precil Instrument Co. Ltd, Beijng, China).

2.7. Analize statistice

Toate datele au fost exprimate ca mijloace SE. Diferențele dintre grupuri au fost determinate de analiza unică a varianței, utilizând un program software de analiză statistică (SPSS pentru Windows, versiunea Rel, 16.0, Spss Inc, Chicago, IL); comparațiile Test-Range-Multiple Student-Newman-Keuls la

.05 au fost făcute pentru a determina diferențe semnificative între mijloace.

3. Rezultate și discuții

3.1. Caracterizări și stabilitate WSC-NP

Microfotografiile și dimensiunea particulelor WSC-NPs sunt prezentate în Figura 1. S-a constatat că toate nanoparticulele au o formă aproape sferică, iar suprafețele exterioare au apărut netede (Figura 1 (a)). Dimensiunea medie a particulelor WSC-NPs a fost de 650 nm, variind de la 500 la 800 nm (Figura 1 (b)). Spectrele FTIR ale WSC-NPs și ale matricei WSC arată că grupările tripolifosforice ale TPP sunt legate de grupul de amoniu al WSC; acțiunile inter- și intramoleculare sunt îmbunătățite în WSC-NPs [15].