Die antioxidative Wirkung von Curcumin Teil 2

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Es gab keinen signifikanten Unterschied in der mittleren Wirkung der MDA-, GSH-, GSSG-, GSH/GSSG- und CAT-Variablen in den behandelten Rattengruppen mit Curcumin, Rutin und der Kombination von Curcumin und Rutin. Diese Ergebnisse wurden durch niedrige F-Werte und eine geringere Variation aufgrund von Änderungen in den Behandlungen gestützt (Tabelle 3).

Es gab eine Korrelation zwischen Weichgewebe und Blut bezüglich der MDA- und CAT-Marker (Abbildung 4).

Die MDA-Spiegel sanken im Vergleich zur Placebogruppe (DPP) nach Verabreichung von Rutin und Curcumin signifikant. Die Kombination zwischen Curcumin und Rutin (DPCR) hatte einen positiveren Effekt auf die MDA-Spiegel im Vergleich zu nur Rutin (DPR) und einen vergleichbaren Effekt im Vergleich zu Curcumin allein (DPC). Die Kombination von Curcumin und Rutin (DPCR) erhöhte die CAT-Spiegel im Vergleich zu Curcumin (DPC) oder Rutin (DPR) allein. Die Gabe von Curcumin hatte einen positiveren Effekt als die Gabe von Rutin.

Es gab einen signifikanten Unterschied zwischen den MDA- und CAT-Konzentrationen für alle fünf Rattengruppen, wenn die Analyse auf Gewebeebene durchgeführt wurde (Tabelle 4).

Auf der Ebene des Zahnfleischgewebes gab es signifikante Unterschiede zwischen den MDA-Werten im Vergleich zu Gruppe 1 und allen anderen, ähnlich dem CAT (Tabelle 5).

3. Diskussion

Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die MDA-Spiegel im Blut und Zahnfleischgewebe und die CAT-Aktivitäten in allen Gruppen korrelierten.

Der Einsatz von Tiermodellen in der parodontalen Forschung ist ein notwendiger Schritt, bevor klinische Studien mit neuen Biomaterialien und Behandlungen eingeleitet werden. Die Ratte ist das am ausführlichsten untersuchte Nagetier für parodontale ErkrankungenPathogenese, weil es klein, leicht zu pflegen und nicht teuer ist und die Struktur des Zahnfleisches der beim Menschen beobachteten ziemlich ähnlich ist, mit einem flachen gingivalen Sulcus und einer Befestigung des Saumepithels am Zement. Ein chirurgisches Modell für kritische parodontale Defekte bei Ratten wurde validiert, was es ermöglicht, neue Biomaterialien in Kombination mit Wachstumsfaktoren oder mesenchymalen Stammzellen zu testen[29,30]. Die am häufigsten verwendeten Stämme sind Wistar oder Sprague-Dawley, daher wurden 50 männliche Wistar-Albino-Ratten in unserer Forschung verwendet.

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Die Parodontitis ist eine multifaktorielle Erkrankung, die durch eine vielfältige mikrobielle Flora verursacht wird, die sich in der subgingivalen Plaque befindet. Die derzeitige Behandlung parodontaler Erkrankungen konzentriert sich auf die Verringerung der mikrobiellen Belastung der Zähne und die Wiederherstellung der gingivalen Gesundheit durch chirurgische und nicht-chirurgische parodontale Verfahren [31]. Curcumin, der Hauptbestandteil von Kurkuma, hat nachweislich eine entzündungshemmende, antimikrobielle und antioxidative Wirkung [32-34]. In-vitro-Studien [35,36], Tierstudien [27,37] und klinische Studien [38,39] haben gezeigt, dass es einen positiven Zusammenhang zwischen Curcumin und der Entwicklung von Parodontitis gibt.

Epidemiologische Studien haben bestätigt, dass Diabetes ein signifikanter Risikofaktor für Parodontitis ist und das Risiko einer Parodontitis erhöht ist, wennglykämischKontrolle ist schlecht; Menschen mit schlecht kontrolliertem Diabetes (die auch das höchste Risiko für andere makrovaskuläre und mikrovaskuläre Komplikationen haben) haben ein erhöhtes Risiko für Parodontitis und Alveolarknochenverlust [40,41].

Rutin, ein Zitrusflavonoidglykosid, das in Früchten (Orange, Grapefruit, Zitrone, Äpfel und Beeren) vorkommt, ist einer der Hauptbestandteile zahlreicher Multivitaminpräparate und pflanzlicher Heilmittel [42]. Aufgrund seiner antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften und zytoprotektiven Wirkungen in Verbindung mit Anti-Aging- und Anti-Krebs-Eigenschaften hat es einige dokumentierte pharmakologische Wirkungen [43,44]. Die positiven Auswirkungen von Rutin auf den glykämischen Status undmikrovaskulärund makrovaskuläre Komplikationen im Zusammenhang mit Diabetes beruhen auf seinen hypolipidämischen Eigenschaften. Die Verringerung der Glukosekonzentration kann durch die Wirkung von Rutin auf die Zellmembranen und durch die Erleichterung des Eintritts von Glukose in die Zellen erklärt werden, wodurch die Freisetzung von Glukose in das Blut verringert wird [45].

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In dieser Studie untersuchten wir den Einfluss von oxidativem Stress und die Wirkung von Curcumin und Rutin, getrennt und in einer Mischung, auf die Ätiopathologie einer experimentell induzierten Parodontitis bei diabetischen Ratten.

Um einen experimentellen Parodontitiszustand schneller zu erreichen, als Parodontitis normalerweise auftritt, wurde eine Edelstahlligatur mit einem Durchmesser von 0,1 mm um die bilateralen zweiten Unterkiefermolaren der Ratte gelegt [46]. Die Platzierung einer Ligatur um die Molaren der Ratte fördert eine entzündliche Provokation bei Vorhandensein vonNeutrophile, T- undB-Lymphozyten, Ulzeration und apikale Migration des epithelialen Ansatzes [47].

Es besteht ein wachsendes Interesse an der Korrelation zwischen Antioxidantien und Parodontitis. Daher verwendet diese Forschung Curcumin und Rutin als einzelnes Antioxidans und eine Mischung aus beiden. Die Verwendung von Curcumin-Parodontika wurde in klinischen Studien [38,39], Tierversuchen [37] und In-vitro-Studien [35] untersucht.

Wir haben Parameter wie MDA, GSH, GSSC, GSH/GSSC und CAT von der Grundlinie bis zum Tag 70 ausgewertet, um den oxidativen Stress zu bestimmen. Wir fanden heraus, dass es einen signifikanten Unterschied zwischen der unbehandelten Gruppe und den drei Behandlungsgruppen für diese Variablen gibt, aber es gab keinen signifikanten Unterschied in der mittleren Wirkung zwischen den Gruppen DPC (behandelt mit Curcumin) und DPR (behandelt mit Rutin), DPC (behandelt mit Curcumin) und DPCR (behandelt mit Curcumin und Rutin) und DPR (behandelt mit Rutin) und DPCR (behandelt mit Curcumin und Rutin).

Der Anstieg des Serum-MDA zeigte an, dass ausreichend ausgeübter oxidativer Stress eine durch freie Radikale vermittelte Peroxidation der Lipidkomponente in einer Zellmembran verursachen könnte; Daher ist MDA ein guter Indikator zur Bewertung von oxidativem Stress bei degenerativen Erkrankungen wie Diabetes mellitus [48]. Die mittleren GSH, GHH/GSSC und CAT waren in den Gruppen 2, 3, 4 und 5 im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant reduziert. Tomofuji et al.[49] berichteten, dass der GSH-Spiegel abnahm und der Alveolarknochenverlust und die polymorphe nukleäre Leukozyteninfiltration im Zahnfleischgewebe zunahmen, und de AraujoJunior et al. [50] berichteten, dass in Parodontitisgewebe die MDA-Spiegel anstiegen und die GSH-Spiegel abnahmen.

Tierstudien und begrenzte klinische Studien haben positive und vielversprechende Ergebnisse gezeigt, aber es gibt immer noch Einschränkungen und Vorsichtsmaßnahmen, die vor einer breit angelegten klinischen Anwendung von Curcumin bei Parodontitis-Patienten angegangen werden müssen. Curcumin ist schlecht wasserlöslich und muss in Ethanol oder Dimethylsulfoxid solubilisiert werden, hat nach oraler Gabe eine geringe systemische Bioverfügbarkeit und wird im Magen-Darm-Trakt schlecht resorbiert und schnell metabolisiert [51,52].

Weitere Forschung zur Verbesserung der Formulierungen und Verabreichungssysteme von Curcumin und Rutin ist erforderlich. Es gibt vielversprechende Ergebnisse für Curcumin, um den Absorptionsprozess zu beschleunigen, den Stoffwechsel zu verlangsamen [25] und seine Bioverfügbarkeit durch die Verwendung von Nanopartikeln [53], Liposomen [54], Mizellen [55] und Phospholipidkomplexen [56] zu erhöhen ].

4. Materialien und Methoden

4.1. Verwendete Chemikalie/Arzneimittel

Streptozotocin (STZ), Glucose, Curcumin (C), Rutin (R), 2- Thiobarbitursäure, o-Phthalaldehyd, Wasserstoffperoxid und Calciumphosphatpuffer wurden von Sigma Aldrich Chemicals GmbH (München, Deutschland) bezogen. STZ und Glucose wurden in destilliertem Wasser gelöst. C und R wurden in Mineralöl mit 10 umol/l gelöst.

4.2. Versuchstiere

Fünfzig männliche Wistar-Albino-Ratten (8 Wochen alt und mit einem mittleren Gewicht von ± SD 220 ± 20 g), gekauft von der Tierabteilung der "Iuliu Hatieganu" Universität für Medizin und Pharmazie, Cluj-Napoca, Rumänien, wurden in das BIOCOM-Forschungszentrum von überführt der Abteilung für Physiologie, Cluj Napoca, Rumänien. Die Tiere wurden bei einer Temperatur von 21 ± 2 Grad, 70 % ± 4 % Luftfeuchtigkeit und weniger als 12- h Dunkelheit/12- h Licht in einer kontrollierten Umgebung gehalten, 5 pro Käfig. Sie wurden mit einer Standard-Pelletlabordiät gefüttert und erhielten Wasser nach Belieben. Das Experiment begann nach einer 1--wöchigen Akklimatisierungsphase und das Protokoll wurde von der Ethikkommission für Tierschutz der „lulu Hatieganu“ der Universität für Medizin und Pharmazie Nr. 172/13. Juni 2019 gemäß dem genehmigt Richtlinien zur Pflege und Verwendung von Tieren für wissenschaftliche Zwecke, National Advisory Committee for Laboratory Animal Research, 2004. 4.3. Induktion von Diabetes mellitus

Am ersten Tag nach einer im (intramuskulären) Anästhesie mit einer Injektion eines Ketamin-Xylazin-Cocktails (100 mg/kg Körpergewicht (KG) Ketamin und 10- mg/kg-1 KG Xylazin) wurde Diabetes induziert die Ratten in Gruppen 2-5. Sie wurden durch iv (intravenöse) Injektion in die Schwanzvene STZ 30 mgkg -1 bw verabreicht, gefolgt nach 6 h von Glucose 30 %, 2 ml/Tier. Hyperglykämie wird bei erwachsenen Ratten durch Streptozotocin (STZ) induziert; Der Wirkungsmechanismus ist die Zerstörung von Bauchspeicheldrüsenzellen durch selektiven oxidativen Stress. Folglich senkt dies das zirkulierende Insulin, erhöht den Blutzuckerspiegel und verursacht signifikante Symptome [57].

Die Tiere in Gruppe 1 erhielten nur das gleiche Volumen wie nur das Kontrollvehikel. Nach 72 h wurde unter Verwendung eines Glukometers die Glykämie in dem aus der Schwanzvene entnommenen Blut gemessen. Die Ratten mit a<300 mg/dl="" glycemia="" level="" were="" readministered="" stz="" and="" glucose="" as="" stated="">

4.4.Induktion von Parodontitis

Um die Parodontitis zu beschleunigen, wurden Plaque-ansammelnde Vorrichtungen, wie z. B. kieferorthopädische Ligaturen, apikal der interproximalen Region platziert und in den gingivalen Sulcus um die zweiten Molaren herum geschoben, um die Plaquebildung zu erleichtern sowie das gingivale Epithel zu stören und die Osteoklastogenese und den Knochen zu verbessern Verlust[58,59] Durch das Platzieren der Ligatur konnten sich Bakterien um die Ligatur herum ansammeln, was zu einer schnellen Parodontitis führte. Die Untersuchung wurde durchgeführt, indem die Zahnsonde auf allen Oberflächen des Zahns bewegt und an 6 Stellen – 3 auf der bukkalen Seite und 3 auf der oralen Seite – sondiert wurde. (mesial, zentral und distal des Zahns). Die Tiefe der Tasche erreichte nach 15 Tagen ihren Höhepunkt, und die Ligatur verlor den Kontakt mit dem Boden der Parodontaltasche, die in apikale Richtung ging, wodurch ihre Wirksamkeit verringert wurde. Folglich muss die Ligatur während des Experiments nach apikal geschoben werden. Die tiefste Tasche hatte eine durchschnittliche Taschentiefe von 3,1 mm. Wenn Parodontitis bestätigt wurde, wurden die Ligaturen entfernt, ohne die Plaque oder den Zahnstein zu zerstören.

Diese Methode wurde als geeignetes Modell für akute Erkrankungen angesehen[60]. Nur-Ligatur-Platzierung ist die häufigste Methode zur Parodontitis-Induktion (72,2 Prozent)[60]. 4.5. Gruppenzuordnung und experimentelles Design

Die Wistar-Albino-Ratten wurden zufällig in 5 Gruppen eingeteilt: (1) (KONTROLLE) – Kontrollgruppe, (2) (DPP) – experimentell induzierter Diabetes mellitus und Parodontitis, (3) (DPC) – experimentell induzierter Diabetes mellitus und Parodontitis, behandelt mit Curcumin (C), (4) (DPR) – experimentell induzierter Diabetes mellitus und Parodontitis, behandelt mit Rutin (R) und (5) (DPCR) – experimentell induzierter Diabetes mellitus und Parodontitis, behandelt mit Cand R.

Nachdem Diabetes und Parodontitis festgestellt wurden, erhielten die Ratten aus den Gruppen 3-5 die Behandlung mit C, R oder kombiniert: in Gruppe 3 wurde C verabreicht, 75 mg/kg KG/Ratte, in Gruppe 4 wurde R 75 mg/verabreicht. kg KG/Ratte und in Gruppe 5 zu gleichen Anteilen eine Kombination aus C und R, jeweils 75 mg/kg KG. Gruppe 2 erhielt nur das gleiche Volumen des Fahrzeugs. Die Behandlung erfolgte 10 Wochen lang täglich durch eine orale Sonde. Die Wahl der Dosierung basierte auf Daten, die in anderen ähnlichen Studien verwendet wurden, in denen die Wirkungen von Curcumin (15-90 mg/kg)[61-64] und Rutin (25-100 mg/kg)[65 ] zur Reduktion oxidativer Stressparameter untersucht. 4.6. Entnahme und Analyse von Blut- und Gewebeproben

Am Ende des Experiments wurden nach einer intraperitonealen Injektion eines Ketamin-Xylazin-Cocktails (100 mg/kg KG Ketamin und 10 mg/kg KG Xylazin) 5 ml Blut aus dem retroorbitalen venösen Sinus aller Tiere entnommen und oxidative Marker wurden gemessen. Gewebeproben wurden von der Zahnfleischschleimhaut der ligierten Zähne und der homologen Kontrollzähne gesammelt. Die Proben wurden verwendet, um die biochemischen oxidativen Marker zu messen.

Die Gewebefragmente wurden mit einem Polytron-Homogenisator (Brinkman Kinematica, Luzern, Schweiz) für 3 min auf Eis in phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) (pH 7,4) homogenisiert und in einem Verhältnis von 1:4 (w/v) zugegeben. Die Suspension wurde bei 300 × g und 4 Grad für 5 min zentrifugiert, um die zytosolische Fraktion herzustellen. Der Proteingehalt der Homogenate wurde nach der Bradford-Methode gemessen [66]. 4.7.Bestimmung von Biomarkern für oxidativen Stress

MDA wurde durch die von Conti et al.[67] beschriebene fluorometrische Methode mit 2-Thiobarbitursäure (TBA) bestimmt.

Reduziertes Glutathion (GSH) und oxidiertes Glutathion (GSSG) wurden fluorimetrisch mit o-Phthalaldehyd gemessen [68]. Die Ergebnisse wurden in Mol/ml ausgedrückt.

Für die MDA-Bestimmung in den Zahnfleischproben wurde der Proteingehalt der Homogenate nach der Bradford-Methode [69] mit Rinderserumalbumin als Standard bestimmt. Homogenate von Zahnfleischgewebe wurden in einem kochenden Wasserbad für 1 Stunde in 75- mMK2HPO4, pH 3, enthaltend 10- mM TBA, erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde die Lösung mit 3 ml n-Butanol in 0 extrahiert. 6 ml TBA. MDA wurde spektrofluorimetrisch in der organischen Phase unter Verwendung einer synchronen Technik mit 534 nm Anregung und 548 nm Emission bestimmt. MDA wurde als nmol/mg Protein angegeben.

Die Aktivität der Katalase (CAT) in den Homogenaten und Zelllysaten wurde in einer Reaktionsmischung gemessen, die {{0}} mM Wasserstoffperoxid in einem 50- mM Calciumphosphatpuffer, pH 7,4, enthielt. Die Enzymmenge, die in diesem System bei 25 Grad pro Minute bei 240 nm eine Extinktionsverringerung von 0,43 erzeugte, wurde als eine Einheit der Katalaseaktivität definiert. Die Aktivität wurde als Einheit/mg Protein ausgedrückt.[70]4.8.Statistische Analyse

Die Daten wurden unter Verwendung von ANOVA mit dem Scheffe-Test statistisch analysiert, um die Signifikanzniveaus zwischen der Kontrollgruppe und der Versuchsgruppe zu vergleichen. Alle statistischen Analysen wurden mit SPSS24-Software, Armonk, NY, USA, durchgeführt. Die Werte von p kleiner oder gleich 0,05 wurden als signifikant betrachtet.

5. Schlussfolgerungen

Es kann geschlussfolgert werden, dass die orale Verabreichung von Curcumin und Rutin, einzeln oder kombiniert, den oxidativen Stress sowohl im Zahnfleischgewebe als auch im Blut reduzieren und den antioxidativen Status bei Ratten mit hyperglykämischer Parodontitis verbessern könnte. Diese beiden Antioxidantien, die oxidativen Stress modellieren, können eine hemmende Wirkung auf Entzündungen haben. Zukünftige Forschung ist erforderlich, um die antioxidativen Wirkungen auf lokale Entzündungen im Vergleich zu systemischen Entzündungen zu bewerten.

Dieser Artikel ist aus Molecules 2021, 26, 1332 entnommen