مقایسه عصاره آبی و الکلی میوه گیاه بوقناق با متفورمین در
فرآیند درمان دیابت نوع 2 در موش صحرایی نر نژاد ویستار
مائده شیرازی، رامش منجمی*، کهین شاهانیپور
گروه بیوشیمی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، فلاورجان، ایران
چکیده
سابقه و هدف: دیابت قندی یکی از شایعترین بیماریهای دستگاه غدد درون ریز بدن محسوب میشود. این بیماری بهدلیل عدم جذب سلولی قند خون ایجاد میشود و همراه با تغییرهایی در متابولیسم درون سلولی برخی بافتها از جمله کبد و پانکراس است. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر عصاره آبی و هیدروالکلی بوقناق (Eryngium billardieri) بر میزان غلظت گلوکز، انسولین، مالون دیآلدئید و همچنین هیستوپاتولوژی بافت کبد و پانکراس در موشهای صحرایی دیابتی شده با استرپتوزوتوسین است.
مواد و روش ها: در این تحقیق 35 رت نر نژاد ویستار بهصورت تصادفی به 5 دسته 7 تایی شامل گروه سالم، گروه کنترل دیابتی فاقد تیمار، و 3 گروه دیابتی تیمار شده شامل تیمار با عصاره الکلی بوقناق، تیمار با عصاره آبی بوقناق، و تیمار با متفورمین، تقسیم شدند. دوز دریافتی عصاره و دارو بهمیزان 200 میلیگرم به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن بود. در گروه تیمار، رتهای سالم پس از دو هفته نگهداری در شرایط عادی، با تزریق 60 میلیگرم به ازای کیلوگرم وزن بدن استرپتوزوتوسین دیابتی شده و سپس بهمدت 2 هفته پودر بوقناق و متفورمین بهصورت روزانه از طریق گاواژ دریافت کردند. طی دو مرحله، قبل از القای دیابت و در انتهای دوره ارزیابی، از تمامی حیوانات نمونه خونی تهیه و با روش آنزیمی میزان غلظت گلوکز، انسولین و مالون دیآلدئید خون بررسی شد.دادهها توسط نرمافزار spss و با استفاده از آزمونهای فردمن، کروس کال والیس و ویلکاکسون و آنالیز واریانس تجزیه و تحلیل شدند.
یافتهها: نتایج نشان دهنده افزایش معنادار میزان غلظت گلوکز در رتهای دیابتی شده با استرپتوزوتوسین نسبتبه سایر گروهها است (05/0p< ). گیاه بوقناق باعث افزایش گلوکز و انسولین نسبتبه گروه کنترل دیابتی شده است. بررسیهای بافتشناسی نشان دهنده تأثیر مثبت عصاره گیاه بر کاهش التهاب کبد رتهای دیابتی و محافظت سلولهای پانکراس از آسیب اکسیداتیو است.
نتیجه گیری: براساس نتایج حاصل از این مطالعه گیاه بوقناق باعث کاهش گلوکز نشده است ولی بهاحتمال میتواند در درمان دیابت مرثر باشد. همچنین بهنظر میرسد عصاره الکلی گیاه بوقناق با کاهش مالون دیآلدئید و بهبود مسیر آنتیاکسیدانی سلولها اثر ضددیابتی خود را القا مینماید.
واژه های کلیدی: دیابت، استرپتوزوتوسین، بوقناق، پانکراس، کبد
مقدمه
امروزه 5 درصد از مرگ و میرها بهعلت دیابت است که ممکن است در چند سال آینده 50 درصد افزایش یابد. در کشور ما نیز نزدیک به 6 میلیون نفر به این بیماری مبتلا هستند (7). در واقع انواع مختلف دیابت در ایران 17-7 درصد در جمعیت شهری گزارش شده است. 50 درصد افراد دارای دیابت نوع دو از بیماری خود مطلع نیستند، بههمین دلیل شیوع عوارض دیابتی در ایران بسیار بالا است (8). بیشترین شیوع دیابت در ایران در شهر یزد و با میزان 2/14 درصد گزارش شده است، که یکی از عوامل آن شیوع بالای هپاتیت C در این منطقه است. مصرف گیاهان دارویی در طب سنتی جایگاه خاصی داشته و از سالها قبل برای درمان بسیاری از بیماریها، مصرف اشکال متفاوتی از گیاهان دارویی مختلف کاربرد داشته است. مصرف این گیاهان در منطقه آسیا از جمله ایران، هند، چین و بعضی از کشورهای آفریقایی مانند مغرب متداولتر است. در کشور مغرب استفاده از بین انواع مختلف گیاهان دارویی در یک منطقه، چهارده نمونه برای درمان دیابت استفاده میشده است که از این میان میتوان به برگ گردو اشاره نمود (9).
بوقناق یا ایرنجیوم (Eryngium) یک گونه از گیاهان گلدار از خانواده Apiaceae است و دارای رویش بیابانی و وحشی است که شامل حدود 250 گونه میشود. بوقناق گیاه خارداری است که در فارسی به آن خار زن-بابا نیز گفته میشود این گیاه از مزارع زیر کشت اهواز تهیه شده و مورد تأیید کارشناس بخش جهاد کشاورزی قرار گرفت (10،11). در برخی از مطالعهها از این گیاه خواص ضددیابتی نیز نشان داده شده است. جنس Eryngium حاوی تانن، ساکارز، ساپونین و آلکالوئید است (12). همچنین این جنس دارای ترکیبهای دیگری از جمله استیلن، فلاونوئید، کومارون، تریترپنها و مونوترپن است (12).
فلاونوئیدهای موجود در گیاه بوقناق، کوئرستین و کتچین است که این دو نوع فلاونوئید خاصیت آنتی اکسیدانی داشته و از تخریب سلولها بهواسطه عمل اکسیداتیو جلوگیری کرده و در نتیجه قادر به ترمیم سلولهای بتای آسیب دیده و افزایش سطح انسولین از این سلولها خواهند بود (13). ترکیبهای دیگری که در این گیاه شناسایی شده است عبارتند از: کامپفرول، کلروژنیک اسید، کافئیک اسید. بخشهای هوایی این گیاه دارای لوتئین و بتاکاروتن است که این ترکیبهای آنتیاکسیدانی و ضدالتهابی هستند (14).
اثرهای فارماکولوژیک و درمانی این گیاه که در عصاره آن متمرکز است پس از یک سلسله تحقیقات و آزمایشهای بالینی بر روی بیماران دیابتی کشف گردید. در خلال این بررسیها مشخص شد بر خلاف روشهای درمانی طب نوین که فقط بر کاهش سطح قند خون تکیه دارد، گیاه بوقناق تأثیر مستقیم بر فعالیتهای آنزیمی کبد داشته و برای پاکسازی کبد از سموم و باز کردن مجاری کبد مفید است. بنابراین در تحقیق حاضر به بررسی مقایسه تأثیر عصاره آبی و الکلی بوقناق با متفورمین در پیشگیری ازدیابت رتهای دیابتی شده که در طول مطالعه با این گیاه و داروی شیمیایی تغذیه شدهاند از طریق اندازهگیری فاکتورهای بیوشیمیایی خون و تغییرهای مشاهده شده در بافت پانکراس و کبد در مقایسه با گروه شاهد غیردیابتی و گروه کنترل دیابتی پرداخته شده است.
روش کار
جامعه مورد مطالعه و تقسیم بندی
در این تحقیق 35 رت نر نژاد ویستار از لانه حیوانات دانشگاه آزاد فلاورجان تهیه و بهصورت تصادفی به 5 دسته 7 تایی شامل گروه سالم، گروه کنترل دیابتی، فاقد تیمار، و 3 گروه دیابتی تیمار شده شامل تیمار با عصاره الکلی بوقناق، تیمار با عصاره آبی بوقناق، و تیمار با متفورمین، تقسیم شدند. دوز دریافتی عصاره و دارو بهمیزان 200 میلیگرم به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن بود، تقسیم شدند. تیمار با عصاره الکلی بوقناق 6/1 گرم بر کیلوگرم، تیمار با عصاره آبی بوقناق 6/1 گرم بر کیلوگرم، تیمار با متفورمین 6/1 گرم بر کیلوگرم تقسیم شدند ( تیمار با دوز 200 میلی گرم بر کیلوگرم صورت گرفته که برای 8 موش 6/1 گرم بر کیلوگرم نیاز است). بهمنظور انجام آزمایشها از موش صحرایی نر سفید با نام علمی Ratus Norvegicus Allivias استفاده شد. بهعلت ثبات بیشتر شرایط فیزیولوژیک و هورمونی جنس نر و قرار گرفتن این جنس در شرایط دورههای جنسی متعدد، در بیشتر آزمونهای فیزیولوژیک از جنس نر استفاده میشود. رتها از لانه حیوانات دانشگاه فلاورجان خریداری و در لانه حیوانات دانشکده علوم زیستی فلاورجان در شرایط مناسب دما، رطوبت و نور نگهداری شدند. جهت حصول سازش با شرایط محیط جدید، تمامی آزمایشها پس از گذشت حداقل دو هفته از استقرار حیوانها انجام شد. رتها با استفاده از غذای آماده استاندارد که از شرکت خوراک دام پارس تهیه شده بود، تغذیه شدند. ترکیب غذا شامل 20 درصد پروتئین، 50 درصد نشاسته، 10 درصد سلولز، 15 درصد چربی و ویتامینها است. حیوانها در طول آزمایش در آشامیدن آب و مصرف غذا هیچ محدودیتی نداشتند.
نحوه دیابتی کردن رتها
القای دیابت در موشهای صحرایی نر با یک بار تزریق داخل صفاقی ماده دیابتی (استرپتوزوتوسین) به میزان 60 میلیگرم به ازای هر کیلوگرم وزن حیوان است. برای افزایش پایداری استرپتوزوتوسین از بافر سیترات 5/4 =PH بهمیزان 100 میلیگرم بر میلیلیتر استفاده میشود. در حالیکه برای گروه شاهد فقط بافر فسفات تزریق میشود ( Saeid mohammad 2008).پس از 72 ساعت با اندازهگیری خون ناشتا حیوان با استفاده از دستگاه آنالیز خودکار، علائم هایپرگلایسمی، پرنوشی، پرخوری و کاهش وزن و افزایش حجم ادرار در حیوانات مشاهده شد. شروع مداخلات 3 روز پس از دیابتی شدن رتها آغاز و تا 21 روز ادامه خواهد داشت.
روش تیمار و گاواژ
قبل از تزریق استرپتوزوتوسین بهمیزان 60 میلیگرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن باید در 1/0 مولار بافر سیترات سرد حل و سریع تزریق داخل صفاقی صورت گیرد. به نمونه شاهد نیز باید بافر سیترات تزریق شود تا شوک حاصل از تزریق در تمامی گروهها یکسان باشد. پودر بوقناق از طریق گاواژ به حیوان خورانده شود. در نهایت سوزن گاواژ از طریق مری به معده حیوان وارد شد. در مرحله بعد خونگیری از چشم و قلب انجام شد و سرم جداسازی شد. برای مطالعه تغییرهای بافت کبد و پانکراس،پس از خونگیری بافتهاا با احتیاط از حفره شکمی خارج و با سالین شستشو داده شد و در فرمالین 10 درصد قرار می دهیم تا بعد از آن بافت ها مورد بررسی قرار گیرند.
اندازه گیری گلوکز خون با استفاده از دستگاه آنالیز خودکار
از این روش بهمنظور اندازهگیری قند خون حیوان پس از تزریق استرپتوزوتوسین استفاده شد زیرا اندازهگیری قند خون در این روش بسیار آسان و سریع است و تنها به یک قطره خون نیاز دارد. ابتدا دستگاه را روشن کرده نوار کاغذی را در دستگاه قرار داده و با استفاده از لانست یک قطره خون از دم رت بر روی نوار قرار داده، اجازه داده میشود تا قطره خون پخش شود و اجازه واکنش باید بعد از چند ثانیه میزان گلوکز خون را نشان میدهد.
روش آمادهسازی بافت
بافت کبد به ضخامت حداکثر نیم سانتیمتر در یکی از ابعاد آن برداشته و با سالین سرد شستشو شده و بهمنظور تثبیت در بافر فرمالین 10 درصد قرار داده شدند. جهت مطالعههای میکروسکوپی، برشهایی به ضخامت 6-5 میکرومتر تهیه شدند و با روش هماتوکسیلین-ائوزین رنگآمیزی شده و با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفتند. برای تهیه بافت پانکراس، بافت را به ضخامت حداکثر نیم سانتیمتر در یکی از ابعاد آن برداشته و با سالین سرد شستشوشده و بهمنظور تثبیت در بافر فرمالین 10 درصد قرار داده شدند. جهت مطالعههای میکروسکوپی، برشهایی به ضخامت 6-5 میکرومتر تهیه شدند و با روش هماتوکسیلین-ائوزین رنگآمیزی هیستوشیمیایی آلدهید فوشین بهمنظور تشخیص بهتر سلولهای بتای جزایر لانگرهانس رنگآمیزی شدند و با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفتند.
روش اندازهگیری گلوکز به روش آنزیمی
کاربرد اصلی اندازهگیری گلوکز، شناسایی و کنترل درمان بیماران دیابتی است. انجام این تست به کمک کیت تشخیص کمی شرکت پارس آزمون انجام شد.
روش اندازه گیری انسولین و مالون دیآلدئید
اندازهگیری انسولین با استفاده از کیت Monobind Insulin (ساخت کشور آمریکا) و اندازهگیری مالون دیآلدئید توسط کیت Eastbiopharm (ساخت کشور چین و تحت لیسانس کشور آمریکا) انجام شد.
روشها و تستهای آماری
مشاهدههای پس از جمعآوری، بهوسیله نرمافزار SPSS تجزیه و تحلیل شد. اختلاف میانگین گروههای آزمایش، با استفاده از آزمون من-ویتنی بررسی شد. سطح معناداری در هر آزمون 5 درصد در نظر گرفته شد.
نتایج
تأثیر متفورمین و عصارههای آبی و الکلی گیاهان بوقناق بر میزان گلوکز سرم خون موشهای نر نژاد ویستار
در جدول1، همسان بودن مقادیر میانگین گلوکز موجود در سرم خون موشهای نر نژاد ویستار گروه کنترل (بدون تیمار) با گروههای آزمایش (متفورمین، عصارههای آبی و الکلی گیاهان بوقناق) بهوسیله آزمون من-ویتنی بررسی شد. نتایج نشان میدهد که میانگین همه گروههای آزمایش با میانگین گروه کنترل اختلاف معناداری داشتند 05/0>p. نمودار میانگین میزان گلوکز سرم خون موشهای نر نژاد ویستار در نمودار 1 ارائه شده است.
جدول 1- مقادیر توصیفی مقایسه میزان گلوکز در سرم خون موشهای نر نژاد ویستار بین گروه کنترل و گروههای دریافت کننده متفورمین و عصارههای الکلی و آبی گیاه بوقناق
با استفاده از آزمون من-ویتنی (مقایسه میانگینهای گروه کنترل و گروههای آزمایش).
گروه آزمایش |
تعداد |
کمترین مقدار |
بیشترین مقدار |
میانگین |
انحراف استاندارد |
مقدار معناداری (p) |
کنترل |
7 |
115 |
132 |
00/123 |
44/6 |
- |
متفورمین |
7 |
121 |
175 |
80/150 |
71/23 |
*047/0 |
عصاره آبی گیاه بوقناق |
7 |
307 |
560 |
00/476 |
23/98 |
*009/0 |
عصاره الکلی گیاه بوقناق |
7 |
340 |
491 |
60/416 |
59/60 |
*009/0 |
معناداری در سطح 5 درصد.
نمودار 1- نمودار تأثیر متفورمین و عصارههای آبی و الکلی گیاه بوقناق بر روی میزان گلوکز موجود در سرم خون موشهای نر نژاد ویستار بر حسب میلیگرم بر دسیلیتر و مقایسه آنها با گروه کنترل (بدون تیمار)