Quercetin Meningkatkan Status Redoks Miokardium dalam Tikus Dengan Diabetes Jenis 2

Untuk maklumat lanjut, hubungitina.xiang@wecistanche.com

Objektif. Data yang muncul menunjukkan bahawatekanan oksidatifberkait rapat dengan patogenesis penyakit kardiovaskular dalam diabetes mellitus jenis 2 (T2DM). Kajian ini bertujuan untuk menilai kesan flavonoid yang paling banyak dalam diet manusiaquercetin(Q) pada status redoks miokardium pada tikus dengan T2DM.

Kaedah. T2DM diinduksi pada tikus Wistar jantan dengan diet kalori tinggi (selama 14 minggu) dan dua suntikan streptozotocin (25 mg/kg bb) yang digunakan dalam empat minggu diet, sekali seminggu selama dua minggu. Q diberikan secara intragastrik dengan gavage dalam dos 10 atau 50 mg/kg berat badan selama 8 minggu bermula dari hari ke-8 selepas suntikan streptozotocin terakhir. Tikus kawalan menerima penimbal sitrat dan tujuh hari selepas suntikan STZ terakhir, tahap glukosa basal diukur dalam semua haiwan.

Keputusan. Pentadbiran Q meningkatkan kepekaan insulin pada tikus diabetes dengan kesan yang lebih ketara pada dos 50 mg/kg bw Q juga menurunkan pengoksidaan radikal bebas dalam mitokondria jantung haiwan diabetes, dengan itu mengehadkan pembentukan produk protein pengoksidaan lanjutan dalam dos- cara bergantung dan menormalkan aktiviti enzim antioksidan (superoxide dismutase, glutathione peroxidase, glutathione reductase) dalam mitokondria jantung secara bebas daripada dos yang digunakan. Di samping itu, Q dalam kedua-dua dos menghalang perkembangan tekanan oksidatif dalam tikus T2DMkardiomiositdengan mengurangkan aktiviti NADPH oksidase dan xanthine oksidase.

Kesimpulan. Penemuan menunjukkan bahawa Q dalam kedua-dua dos 10 mg/kg dan 50 mg/kg boleh melindungi daripada perkembangan tekanan oksidatif dalam kardiomiosit dalam tikus diabetes. Data semasa menunjukkan bahawa penggunaan Q boleh menyumbang kepada peningkatan risiko kardiovaskular pada pesakit dengan T2DM.

Kata kunci: quercetin, diabetes mellitus jenis 2, kardiomiosit, tekanan oksidatif

kencing manismellitus (DM) ialah salah satu kecemasan kesihatan global yang paling pesat berkembang pada abad ke-21*. Menurut Persekutuan Diabetes Antarabangsa, 463 juta orang di seluruh dunia menghidap diabetes pada 2019, dan jumlah ini diandaikan mencecah 700 juta menjelang tahun 2045. DM dikaitkan dengan pelbagai keadaan kardiovaskular yang secara kolektif meningkatkan risiko kematian kardiovaskular sebanyak 132 peratus pesakit kencing manis berbanding individu tanpa DM(IDF Diabetes Atlas 2019).

DM diketahui menyebabkan perubahan khusus dalam struktur dan fungsi miokardium yang bebas daripada penyakit arteri koronari atau hipertensi biasanya ditakrifkan sebagai kardiomiopati diabetik (DCM). DCM dimanifestasikan oleh disfungsi diastolik diikuti oleh keabnormalan dalam fungsi sistolik, yang boleh menyebabkan kegagalan jantung. (Liu et al.2014). Juga diketahui bahawa gangguan metabolik dalam kardiomiosit pada DCM(hipertrofi, keradangan, apoptosis, fibrosis) berkait rapat dengan perkembangan tekanan oksidatif (Kayama et al.2015).

Spesies oksigen reaktif (ROS), termasuk anion superoksida, radikal hidroksil, dan hidrogen peroksida adalah molekul isyarat kritikal dengan peranan penting dalam kedua-dua fisiologi jantung dan penyakit. Kedua-dua sumber sitosol, termasuk NADPH oxidases (NOX), xanthine oxidase(XO), cyclooxygenases, dan enzim cytochrome P450, dan sumber mitokondria, seperti rantai pernafasan dan monoamine oxidase, menyumbang kepada kumpulan ROS intraselular. Di bawah keadaan fisiologi, isyarat ROS jantung mengawal perkembangan jantung dan kematangan kardio-miosit, pengendalian kalsium jantung, gandingan pengujaan-penguncupan, dan nada vaskular. Walau bagaimanapun, keadaan patologi pengeluaran ROS yang tidak terkawal membawa kepada tahap ROS yang tinggi, yang boleh mengakibatkantekanan oksidatifmelalui kerosakan oksidatif DNA, protein dan lipid, serta disfungsi mitokondria dan kematian sel (Peoples et al. 2019). Sesungguhnya, pengeluaran ROS yang tidak dikawal dan tekanan oksidatif telah terlibat dalam banyak penyakit jantung, termasuk kardiomiopati diabetes (Ritchie dan Abel 2020).

Pengeluaran ROS yang berlebihan oleh mitokondria boleh secara langsung menjejaskan fungsi kontraktil miokardium melalui pengubahsuaian oksidatif enzim dan saluran ion yang mengambil bahagian dalam pengawalan kitaran pengujaan-kelonggaran (Brown and Griendling 2015; Bai et al. 2016). Selain itu, ROS merangsang pembiakan kardiomiosit dan mengaktifkan fibroblas dan metalloproteinase matriks, yang membawa kepada hipertrofi dan pembentukan semula miokardium yang mengakibatkan pembentukan kegagalan jantung (DOria et al.2020). Oleh itu, adalah dicadangkan bahawa tindakan farmakologi yang bertujuan untuk mengurangkan pengeluaran berlebihan ROS mungkin berkesan untuk pencegahan dan pembetulan komplikasi kardiovaskular diabetes.

Pada masa ini, telah ditetapkan bahawa pengambilan diet polifenol semulajadi, terutamanya flavonoid, boleh mengurangkan risiko diabetes dan penyakit kardiovaskular dan mekanisme perlindungan mungkin bukan sahaja bergantung kepada kesan antioksidan dan anti-radang flavonoid, tetapi juga termasuk mereka. sifat yang mempengaruhi glikemia, penggunaan glukosa, dan rembesan insulin (Ghorbaniet al.2019; Lutz et al.2019).

Quercetin(Q;3,5,7,34-pentahydroxy flavon) ialah flavonoid yang paling banyak terdapat dalam diet manusia. Terdapat pelbagai fungsi biologi Q termasuk kesan pada laluan yang terlibat dalam keradangan, diabetes dan penyakit kardiovaskular (Zahedi et al. 2013). Beberapa kajian telah menunjukkan mekanisme kesan antidiabetik Q, termasuk

penurunan peroksidasi lipid, peningkatan aktiviti enzim antioksidan (cth, superoxide dismutase, SOD; glutation peroxidase, GPX; catalase, CAT), mengurangkan penyerapan glukosa dalam usus akibat ketidakaktifan pengangkut GLUT2 dan lain-lain (Shi et al.2019; Salehi et al.2020). Kesan kardioprotektif Q pada dibezakankardiomiosit, disebabkan oleh ketidakaktifan laluan isyarat protein kinase yang diaktifkan mitogen dan protein kinase B, juga telah ditunjukkan (Daubney et al.2015).

Penyelidikan masa depan yang ditumpukan untuk memahami mekanisme tindakan kardioprotektif dalam diabetes boleh menyumbang kepada peningkatan penjagaan diabetes.

Matlamat kerja ini adalah untuk mengkaji kesan kuersetin pada status redoks kardiomiosit dalam tikus dengan diabetes mellitus jenis2 (T2DM).

Bahan dan kaedah

Bahan kimia. Semua bahan kimia yang digunakan adalah kualiti gred reagen analitik dan dibeli daripada Sigma Chemical Co.(St.Louis, MO, USA). Quercetin disediakan oleh PJSCSICBorshchahivskiy Chemical-Pharmaceutical Plant(Kyiv, Ukraine), dan mengandungi sekurang-kurangnya 96.5 peratus bahan aktif.

Reka bentuk eksperimen. Kajian ini telah diluluskan oleh jawatankuasa bioetika "Institut V. Dani-levsky untuk Masalah Patologi Endokrin Akademi Sains Perubatan Kebangsaan Ukraine"(Kharkiv, Ukraine) dan dilakukan mengikut Konvensyen Eropah untuk Perlindungan Haiwan Vertebrata Digunakan untuk Eksperimen dan Tujuan Saintifik Lain (Strasbourg, 1986).

Eksperimen telah dijalankan ke atas 32 ekor tikus Wistar jantan(12-berumur seminggu, 200-230 g berat badan, bw), yang ditempatkan dalam sangkar Plexiglas (3 haiwan setiap sangkar) pada suhu 22±1 darjah C dalam kitaran cahaya/gelap 12-jam malar.

Model haiwan T2DM yang disebabkan oleh diet kalori tinggi digabungkan dengan beberapa suntikan streptozotocin (STZ) dos rendah telah digunakan. Model ini menyediakan pembangunan dua ciri utama T2DM: diet kalori tinggi memulakan rintangan insulin dan STZ dos rendah mendorong kemerosotan ringan rembesan insulin. Oleh itu, model itu meniru sejarah semula jadi kejadian penyakit (dari rintangan insulin kepada disfungsi sel) serta ciri metabolik T2DM manusia (Skovso 2014).

Kawal tikus utuh (n=8) diberi diet standard selama 14 minggu. Tikus eksperimen(n=24) diberi makan diet tinggi kalori yang mengandungi 15 peratus lemak babi, 25 peratus sukrosa, 1 peratus garam hempedu dan 59 peratus makanan standard selama 14 minggu. Haiwan itu mempunyai akses percuma kepada air. Dalam empat minggu, tikus eksperimen secara intraperitoneal(.p.disuntik dengan STZ(25 mg/kg bw)sekali seminggu selama dua minggu(Lin et al. 2010). Tikus kawalan menerima penimbal sitrat mengikut skema yang sama. Tujuh hari selepas suntikan STZ terakhir, glukosa basal diukur dalam semua haiwan, dan tikus eksperimen dibahagikan kepada tiga kumpulan: tikus diabetes yang tidak dirawat (Diabetes, n=8) dan tikus diabetes yang dirawat dengan Qin dos 10 mg/kg bw(Diabetes tambah Q10,n=8)atau 50 mg/kg bw (Diabetes tambah Q50, n=8)sekali sehari secara intragastrik secara gavage selama 8 minggu selepas induksi diabetes. Tikus diabetes yang tidak dirawat menerima kenderaan bersama-sama dengan skim yang sama .

Haiwan tersebut dikorbankan mengikut protokol jawatankuasa etika.

Pengukuran homeostasis glukosa. Ujian toleransi insulin intraperitoneal (IPITT) dilakukan pada tikus yang berpuasa semalaman. Kepekatan glukosa darah pada mulanya diukur pada keadaan basal ({{0}} min), kemudian haiwan diberi ani. hlm. suntikan insulin 0.25 U/kg bw(Actrapid, Novo Nordisk, Agsvaerd, Denmark)diikuti dengan suntikan ip glukosa (2 g/kg)(Bowe et al.2014). Selepas itu, paras glukosa darah ekor diukur menggunakan penganalisis glukosa Eksan-G(Analita Firm Joint Stock Company Ltd., Vilnius, Republic of Lithuania) pada 15, 30,60,90, dan 120 minit selepas beban glukosa.

Pengasingan mitokondria. Mitokondria telah diasingkan oleh prosedur konvensional. Jantung tikus yang baru dipotong telah dihomogenkan dalam medium yang mengandungi {{0}}.18 M KCl, 10 mM EDTA, 0.5 peratus serum albumin lembu(BSA),10mM HEPES,pH7.4.Homogenat dibersihkan daripada serpihan dan nukleus dengan dua kali sentrifugasi pada 500 g(10 min pada 4 darjah). Mitokondria telah dipelet daripada supernatan pada 10000g (15 minit pada 4 darjah ) dan digantung semula dalam penimbal pengasingan.

Pecahan supernatan pasca mitokondria digunakan untuk penentuan aktiviti XO dan NOX. Untuk mengeluarkan EDTA dan albumin, pelet mitokondria disentrifugasi pada 10000g(15 min,4 darjah ) dan digantung semula dalam penimbal pencuci yang mengandungi 0.18 M KCl dan 10mM HEPES(pH7.4) dua kali (DiLisa et al.1994) .

Spektrofotometri. Semua spektrofotometri telah dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-VIS rasuk berkembar Shimadzu UV-1800 (Shimadzu Corporation, Kyoto, Jepun).

Pengukuran produk protein pengoksidaan lanjutan (AOPP). Penentuan tahap AOPP telah dilakukan dengan kaedah diubah suai Witko-Sarsat dan rakan sekerja (Sagor et al.2015). Mitokondria jantung (0.2 mg protein) dirawat dengan 0.1 peratus Triton-X100 dan dicairkan dalam larutan PBS(pH7.4).KI (1.16 M) telah ditambah pada medium ujian, diikuti 2 minit kemudian dengan penambahan asid asetik glasier. Penyerapan campuran tindak balas segera dibaca pada 340 nm terhadap kosong. Kepekatan AOPP dinyatakan sebagai protein kloramine T/mg setara nmol.

Pengukuran aktiviti enzim. Aktiviti NOX telah diperiksa sebagai pengeluaran O2 yang bergantung kepada NADPH oleh pecahan supernatan pasca mitokondria menggunakan pengurangan ferricytochrome c yang boleh dihalang SOD (Li et al. 2002). Pecahan postmitochondrial homogenat jantung (1 mg protein) telah ditambah dengan 10mM Tris-HCl（pH7.8）, 500μMcytochrome c, 100μM NADPH, diinkubasi pada 37 darjah C selama 30 minit dengan atau tanpa 200 U/ml SOD. Pengurangan sitokrom diukur dengan membaca penyerapan pada 550 nm (8=21 mM-1 cm-).

Aktiviti XO telah diuji dalam larutan PBS (pH7.4) diseimbangkan udara yang mengandungi pecahan postmitochondrial homogenat jantung (1 mg protein) pada 37 darjah selepas penambahan xanthine (kepekatan akhir 360μM）dengan pengukuran pengeluaran asid urik daripada perubahan dalam penyerapan pada 295nm (e=9500M-'cm-') (Lee et al.2014).

Aktiviti Mn-SOD dalam suspensi mitokondria telah dikesan dengan perencatan pengurangan nitroblue tetrazolium (NBT) yang disebabkan oleh sistem xanthine-XO sebagai penjana O2 dan penyerapan akhirnya ditentukan-dilombong pada 560 nm. Campuran tindak balas mengandungi mitokondria jantung (0.02 mg protein),0.05M penampan karbonat(pH10.2),0.1 mM EDTA,0.1 mM xanthine,25μM NBT,1 mU/ml XO. Hasilnya dinyatakan dalam unit sewenang-wenangnya (au) aktiviti SOD per mg protein. Satu bermakna jumlah enzim menyebabkan 50 peratus perencatan kadar pengurangan NBT (Wang et al. 2018).

Aktiviti glutathione reductase (GR) diukur dengan menjejaki pengoksidaan NADPH pada 34{1}} nm dalam tindak balas pengurangan glutation teroksida (GSSG). Untuk melakukan tindak balas, mitokondria dari jantung (0.1 mg protein) diinkubasi selama 10 min pada 37 darjah darjah dalam penimbal ujian yang mengandungi 20 mM Tris-HCl （pH7.4）,0.25 mM EDTA, 10 μM FAD, 3 mM GSSG dan 0.1 mM NADPH (Raza dan John 2004).

Anggaran aktiviti GPX dibuat berdasarkan keupayaan enzim untuk memangkinkan degradasi tertbutil hidroperoksida menggunakan glutation (GSH) terkurang sebagai substrat. Campuran tindak balas(pH7.0) mengandungi mitokondria jantung (0.1 mg protein), 0.56mM NADPH,1.0 U/ml GR,7.5 mM natrium azida,5 mM GSH,5 mM EDTA dan 0.05 M penampan fosfat. Tert-butil hidroperoksida (23 mM) telah ditambah untuk memulakan tindak balas. Kadar pembentukan GSSG ditentukan oleh tindak balas GR daripada penurunan dalam penyerapan probe pada 340 nm (Antunes et al.2002).

Pengukuran kandungan protein dalam sampel. Protein mitokondria ditentukan oleh kaedah Lowry yang diubah suai oleh Miller, dengan BSA sebagai piawai (Lowry et al.1951; Miller 1959).

Analisis statistik. Data dibentangkan sebagai min±ralat piawai min (SEM). Ujian Shapiro-Wilk digunakan untuk menguji kenormalan taburan data. Untuk perbandingan berbilang data dengan taburan normal, analisis varians sehala parametrik (ANOVA) telah dilakukan dan kaedah Student-Newman-Keuls digunakan untuk menguji perbezaan min. Nilai dianggap signifikan secara statistik pada p<>

Keputusan

Kami mendedahkan bahawa tahap glukosa basal dalam tikus yang diberi diet kalori tinggi dan disuntik dengan STZ adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan (Jadual 1）. Di samping itu, kawasan di bawah lengkung glisemik (AUC) yang diperoleh semasa IPITT hampir tiga kali lebih besar dalam haiwan diabetes berbanding haiwan kawalan (Jadual 1, Rajah 1) Data ini mengesahkan perkembangan kekurangan insulin relatif dan rintangan insulin dalam tikus eksperimen.

Pentadbiran Q tidak mempunyai kesan yang ketara ke atas hiperglikemia basal haiwan diabetes. Walau bagaimanapun, Q menjejaskan sensitiviti insulin pada tikus dengan T2DM dalam cara yang bergantung kepada dos, mengurangkan IPITT AUC sebanyak 27 peratus dalam kumpulan eksperimen yang menerima 10 mg/kg ubat, dan sebanyak 41 peratus dalam kumpulan yang menerima 50 mg/kg Q berbanding kepada haiwan yang menerima kenderaan (Jadual 1, Rajah 1).

Tahap AOPP dalam mitokondria jantung tikus eksperimen meningkat sebanyak 66 peratus mengesahkan perkembangan tekanan oksidatif dalam T2DM (Rajah 2). Pentadbiran mengakibatkan pengurangan pengumpulan AOPP di jantung haiwan diabetes bergantungpada dos ubat. Dalam kumpulan eksperimen yang menerima 50 mg/kg Q, kepekatan AOPP menurun ke tahap kumpulan kawalan, mencadangkan sifat antioksidan Q (Rajah 2).

Seperti yang dapat dilihat dalam Rajah 3, tekanan oksidatif dalam mitokondria jantung tikus dengan T2DM disertai oleh aktiviti teraruh enzim antioksidan -Mn-SOD, GPO, dan GR. Pentadbiran Q dalam kedua-dua dos menormalkan aktiviti enzim anti-oksidan yang dikaji dalam haiwan diabetes ke tahap kumpulan kawalan (Rajah 3).

Didapati bahawa T2DM dikaitkan dengan peningkatan 65 peratus dan 52 peratus aktiviti NOX dan XO, dua sumber sitosol utama O2 dalam kardiomiosit, masing-masing dalam pecahan postmitochondrial homogenat jantung tikus eksperimen (Rajah 4). Penggunaan Q membawa kepada normalisasi aktiviti NOX dan XO dalam hati haiwan diabetes tanpa dos (Rajah 4).

Perbincangan

Pada masa ini, tekanan oksidatif yang ditakrifkan sebagai peningkatan berterusan dalam radikal bebas disebabkan oleh ketidakseimbangan dalam pengeluaran dan penggunaannya dianggap sebagai mekanisme universal yang menggabungkan pelbagai laluan patogenetik komplikasi kardiovaskular diabetes (Huynh et al.2014).

Tekanan oksidatif yang disebabkan oleh hiperglikemia memainkan peranan utama dalam patogenesis T2DM (Shah dan Brownlee 2016). Ciri-ciri patologi utama T2DM adalah pengurangan rembesan insulin dan penurunan kepekaan terhadap hormon dalam tisu periferal. Pada peringkat pertama kajian kami, rintangan insulin telah dimodelkan dalam tikus menggunakan diet kalori tinggi. Dalam tempoh empat minggu, tikus yang menerima diet kalori tinggi adalah. hlm. disuntik dengan STZtoreproduce kekurangan insulin relatif. Peningkatan tahap glycemia basal dan peningkatan AUC dalam IPITT menunjukkan perkembangan kekurangan insulin dan rintangan insulin dalam haiwan model.

Pentadbiran Q tidak menjejaskan tahap hiperglikemia basal tikus diabetes, tetapi meningkatkan sensitiviti insulin dalam cara yang bergantung kepada dos. Hasilnya adalah konsisten dengan data daripada kajian lain tentang keupayaan Q untuk mengurangkan rintangan insulin (Shi et al. 2019). Q meningkatkan penggunaan glukosa dalam tisu periferi dan mengurangkan pengeluaran glukosa hepatik. Flavonoid dilaporkan mengaktifkan mekanisme bebas insulin yang melibatkan kinase protein yang bergantung kepada AMP, yang merangsang translokasi pengangkut glukosa GLUT4 ke dalam membran plasma dalam otot rangka dan menurunkan kawalan enzim glukoneogenesis utama dalam hati (phosphoenol-pyruvate carboxykinase dan glukosa {{ 6}}fosfatase)(Eid and Haddad 2017). Peningkatan sensitiviti insulin oleh Q juga mungkin disebabkan oleh keupayaannya untuk meningkatkan ekspresi adiponektin dalam tisu adipos putih secara bebas daripada ekspresi reseptor diaktifkan proliferator peroksisom (Wein et al. 2010).

Kesan antidiabetik Q juga boleh direalisasikan dengan mengurangkan penyerapan glukosa dalam usus melalui penyahaktifan pengangkut glukosa GLUT2 (Gaueret al.2018) dan perencatan aktiviti -glucosidases usus (Pereira et al. 2011). Selain itu, Q telah terbukti menghalang enzim 1l -hydroxysteroid dehydrogenase-1, yang memainkan peranan penting dalam perkembangan obesiti dan T2DM dengan menjejaskan tindakan hormon glukokortikoid dalam hati, tisu adiposa dan pankreas. -sel (Torres-Piedra et al.2010).

Diandaikan bahawa kedua-dua perkembangan dan perkembangan komplikasi diabetes adalah disebabkan oleh peningkatan dalam pengeluaran ROS(Kayama et al. 2015). Dalam kardiomiosit, ROS dijana oleh rantai pengangkutan elektron mitokondria (ETC), NOX, dan XO(Tsutsui). et al.2011). Ia boleh dikatakan bahawa mitokondria adalah penyumbang tekanan oksidatif utama kepada T2DM (Shah dan Brownlee 2016). Perkembangan tekanan oksidatif dalam mitokondria disertai dengan gangguan laluan isyarat sensitif redoks, penurunan fosforilasi oksidatif dan pengeluaran ATP, kerosakan DNA mitokondria, dan, akibatnya, peningkatan selanjutnya dalam pengeluaran ROS. Akibatnya, lata patogenik peristiwa molekul, yang menguatkan dirinya, membawa kepada pelancaran laluan isyarat proapoptotik dan kematian sel. Memandangkan kepentingan mitokondria dalam metabolisme sel, disfungsi mereka boleh membawa kepada pelbagai penyakit termasuk patologi kardiovaskular. Disfungsi mitokondria berlaku pada pesakit dengan penyakit jantung koronari, kardiomiopati, kegagalan jantung, strok, dan T2DM (Bai et al.2016).

Dalam kajian kami, perkembangan tekanan oksidatif dalam mitokondria jantung tikus diabetes dibuktikan dengan pengumpulan AOPP. Kepekatan AOPP adalah penanda yang agak baru bagi tekanan oksidatif, yang mencerminkan status redoks keseluruhan protein dalam sel dan tisu. AOPP dilaporkan meningkat pada pesakit DM, penyakit kardiovaskular, hipertensi, aterosklerosis (Conti et al.2019), dan tahapnya berkorelasi dengan rintangan insulin dan kehadiran komplikasi diabetes yang teruk (Gradinaru et al. 2013; Taylor et al. 2015). Pengubahsuaian protein oksidatif memainkan peranan penting dalam perkembangan disfungsi miokardium diabetes. Perubahan redoks struktur protein boleh mengakibatkan penceraian subunit pemangkin enzim, terungkap, pengagregatan, atau pemecahan protein yang terlibat dalam pengecutan, gandingan pengujaan-penguncupan, lipatan protein, pertahanan antioksidan, metabolisme, dan pengendalian Ca2* dalam jantung diabetes(Varga et al. 2015). Ia juga telah didapati bahawa AOPP mendorong isyarat proapoptotik dalam kardiomiosit yang membawa kepada pembangunan DCM (Zhang et al.2016).

Dalam haiwan yang dirawat dengan Q dalam dos 10 mg/kg, pengurangan ketara AOPP dalam mitokondria jantung diperhatikan, manakala dos 50 mg/kg Q menormalkan sepenuhnya penanda ini berbanding dengan tikus yang menerima kenderaan.

Kesan antioksidan Q dalam mitokondria mungkin termasuk beberapa mekanisme utama. Flavonoid mempunyai keupayaan untuk menghilangkan ROS disebabkan oleh konfigurasi hidroksil cincin B dalam struktur (Kumar dan Pandey 2013). Pemusnahan langsung O,-dijana dalam kompleks mitokondria II ETC dalam mitokondria jantung tikus terpencil telah ditunjukkan untuk Q(Dudy-lina et al. 2019). Selain itu, flavonoid boleh melemahkan pembentukan ROS dalam mitokondria melalui perencatan kompleks I dan III ETC. Perencatan Q terhadap aktiviti kompleks I menurunkan H2O2 dengan ketara, pengeluaran dalam mitokondria jantung tikus terpencil (Lagoa et al.2011). Di samping itu, pengurangan dalam penjanaan ROS mitokondria oleh flavonoid didapati dikaitkan dengan sifat penyingkiran separa, terutamanya, dalam mitokondria jantung (Bernatoniene et al.2014). Tambahan pula, flavonoid telah ditunjukkan untuk merangsang biogenesis mitokondria melalui induksi co-activator transkrip PGC-la dan pengatur huluannya SIRT1. Yang terakhir ini membawa kepada rangsangan satu siri faktor transkripsi (NRF1, NRF2, dan estrogen-related-a), yang terlibat dalam pengawalan metabolisme tenaga dan pemeliharaan homeostasis dalam mitokondria (Kicinska dan Jarmuszkiewicz 2020).

Hasil daripada eksperimen kami, peningkatan tekanan oksidatif dalam mitokondria jantung tikus diabetes disertai dengan induksi aktiviti enzim antioksidan-Mn-SOD, GPO, dan GR. Adalah diketahui bahawa mekanisme utama dalam pertahanan selular terhadap tekanan oksidatif ialah pengaktifan laluan isyarat bergantung Keapl/Nrf-2-, yang mengawal ekspresi gen yang produk proteinnya terlibat dalam penyahtoksikan dan penyingkiran oksida reaktif (Nguyen et al. 2009). Dalam hal ini, induksi enzim antioksidan yang diperhatikan di dalam hati haiwan eksperimen adalah pelaksanaan maklum balas negatif yang bertujuan untuk mengekalkan homeostasis redoks.

Pentadbiran Q dalam kedua-dua dos membawa kepada penurunan dalam aktiviti Mn-SOD, GPO, dan GR dalam mitokondria jantung haiwan eksperimen kepada nilai statistik acuh tak acuh daripada kumpulan kawalan. Walaupun Q diketahui mendorong aktiviti enzim di atas (Shi et al.2019), keputusan kami menunjukkan bahawa kesan antioksidan Q dalam kardiomiosit dalam T2DM lebih disedari oleh keupayaannya untuk mencegah hiperproduksi ROS dan akibatnya perkembangan disfungsi mitokondria, berbanding dengan rangsangan sistem pertahanan antioksidan. Sebelum ini, ditunjukkan bahawa penggunaan Q meningkatkan kapasiti oksidatif mitokondria dan aktiviti beberapa enzim kitaran Krebs dalam jantung tikus dengan T2DM(Gorbenko et al.2019).

Seperti yang dinyatakan di atas, mitokondria adalah yang utama, tetapi bukan satu-satunya sumber ROS dalam kardiomiosit. Faktor penting kedua dalam perkembangan tekanan oksidatif dalam jantung diabetes ialah NOX, dengan NOX2 dan NOX4 sebagai isoform miokardium utama. Fungsi utama NOX ialah menjana ROS. NOX2 disetempatkan dalam membran plasma dan mengambil bahagian dalam isyarat redoks intrasel bagi reseptor angiotensin II dan lain-lain, manakala NOX4 terutamanya mempunyai isyarat penyetempatan mitokondria dan mempamerkan aktiviti konstitutif (Cave et al. 2005). Telah ditunjukkan bahawa pengeraman kardiomiosit tikus dengan protein glikasi awal merangsang pengeluaran ROS melalui pengaktifan NOX2 yang bergantung kepada protein kinase C(PKC)(Zhang et al. 2006). Tambahan pula, hipertrofi jantung, fibrosis dan apoptosis didapati dikaitkan dengan NOX2 terkawal dalam jantung tikus dengan jenis 1 dan jenis 2 DM (Ritchie et al.2007; Huynh et al.2013). Sumber tambahan ROS dalam kardiomiosit ialah XO, yang memangkinkan pengoksidaan hypoxanthine dan xanthine kepada asid urik menggunakan O, sebagai reseptor elektron dan menghasilkan O, dan H2O2, dalam proses. Walaupun sumbangan tindak balas XO kepada perkembangan tekanan oksidatif dalam diabetes belum cukup dikaji, perencat XO telah ditunjukkan untuk memperbaiki disfungsi kardiovaskular dalam model kegagalan jantung akibat pacing (Amado et al. 2005). Dalam kajian kami, T2DM membawa kepada peningkatan ketara dalam aktiviti NOX dan XO di tengah-tengah tikus eksperimen. Pada masa yang sama, pentadbiran Q secara bebas daripada dos-menormalkan aktiviti enzim. Sehingga kini, beberapa kajian telah menunjukkan keupayaan Q untuk menghalang aktiviti NOX dengan mengurangkan ekspresi subunitnya dan menghalang pengaktifannya melalui rangsangan ekstraselular. Mekanisme kedua boleh direalisasikan dengan mengurangkan fosforilasi subunit pengawalseliaan p47phox disebabkan oleh kesan perencatan flavonoid pada PKC (Redondo et al.2012; Jimenez et al. 2015). Selain itu, O dan metabolitnya diketahui menghalang aktiviti XO secara selektif, membentuk struktur tiga cincin terkonjugasi dengan tapak aktif dan interaksi ikatan hidrogen tertentu dengan residu enzim yang berkaitan secara pemangkin (Taka-Hama et al. 201l; Cao et al.2014).

Ringkasnya, kajian kami menunjukkan bahawa Q dalam cara yang bergantung kepada dos menurunkan pengoksidaan radikal bebas dalam mitokondria miokardium tikus dengan T2DM, dengan itu mengehadkan pembentukan AOPP. Di samping itu, Q dalam dos 10 mg/kg dan 50 mg/kg menghalang perkembangan tekanan oksidatif dalam jantung tikus diabetes yang mengurangkan aktiviti NOX dan XO. Data yang diperolehi menunjukkan bahawa penggunaan Q boleh menyumbang kepada peningkatan risiko kardiovaskular dalam T2DM.