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用数学模型优化天然抗氧化剂的配比,以治疗代谢综合征某些症状

已有 2691 次阅读 2016-1-26 21:49 |个人分类:天然提取物|系统分类:论文交流| 糖尿病, 代谢综合征, 天然提取物, 天然抗氧化剂

代谢综合征(metabolicsyndrome,MS)是指人体的蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质发生代谢紊乱的病理状态,是一组复杂的代谢紊乱症候群,是导致糖尿病心脑血管疾病的危险因素。包括腹部肥胖、糖调节受损或2 型糖尿病、高血压和高血脂、胰岛素抵抗、高尿酸血症、微量白蛋白尿等以引起多种物质代谢异常为基础的生理改变。可造成多种疾病增加,如高血压、冠心病、脑卒中、甚至某些癌症,包括与性激素有关的乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌,以及消化系统的胰腺癌、肝胆癌、结肠癌等。

代谢综合征有共同的病理基础,目前多认为它们的共同原因就是肥胖,尤其是中心性肥胖所造成的胰岛素抵抗和高胰岛素血症。而这些都与体内内环境的氧化应激密切相关。最近研究发现脂肪组织的活性氧ROS含量升高与肥胖引起的胰岛素抵抗、2型糖尿病等代谢综合征密切相关。这些活性氧ROS来自线粒体、酶催化的氧化还原反应,可以通过血液循环在全身散布,造成全局的氧化应激。

2型糖尿病是以高血糖为主要特征的慢性进展性疾病,目前尚没有特效药物可以治愈这类终身性疾病,最终不得不用注射胰岛素治疗。2型糖尿病带来的各种各样的并发症,如心脑血管疾病、糖尿病肾病、周围神经病病变、眼病、糖尿病足不仅给患者带来巨大痛苦,也死亡率的重要组成部分。因此,2型糖尿病的尽早治疗具有求生意义。

大量的研究表明2型糖尿病与氧化应激有关。体内抗氧化系统与自由基产生严重失衡是造成2型糖尿病重要原因。人体产生的大量自由基如果超出清除范围会产生许多疾病,糖尿病只是其一。大量自由基产物会攻击胰岛素信号通路上的负责传递信号的蛋白质和胰岛细胞,特别是导致胰岛beta细胞受损,这些直接导致胰岛素缺乏和胰岛素敏感性降低,最终导致高血糖。

几十年来,天然抗氧化剂得到了世人的普遍认可,在治疗2型糖尿病等代谢综合征方面具有突出的效果。但单独使用某一种在临床上并没有取得预期的疗效。鉴于以往的经验和我们在自由基领域的耕耘,我们开发了基于hill方程对单方药物浓度与清除自由基能力的函数关系的拟合的数学模型,寻找最佳比例,复配天然抗氧化剂组合FDC,有效利用了各种清除剂的协同互补作用,到达最佳的清除效果。这种有单组份清除拟合曲线得到配比适合于不同的天然抗氧化剂在治疗各种自由基失衡导致的疾病方面或许有重大应用。

据此配比开展的动物实验表明,该配比可以有效的降低=脂肪细胞内的ROS含量和动物血液中的MDA含量,显示了良好的抗氧化特性,显著的降低了餐后血糖PBG、空腹血糖FBG、随机血糖RBG,增强了葡萄糖耐受性,在保护心血管方面有重要作用。同时有效的调控了血脂异常,降低了TG、TC、LDLC,升高了HDLC,在一定程度上恢复了血脂稳态。而且在控制体重,消除体内蓄积的脂肪,减少肝脏增生方面也有一定的效果。脂肪细胞变小,肝脏脂肪含量降低,对人体健康有利。这些结果在2型糖尿病kkay小鼠和肥胖大鼠DIO,都得到了很好的验证。

在此,我们第一次采用计算程序与化学实验相结合的方法,计算机自动优化最佳组合,与中药配伍并列,有助于人们找到更好地治疗糖尿病等代谢综合征的配方,为人们定量组合药物或其他有效成分提供了新的技术方法体系和借鉴。因此我们认为,天然抗氧化剂复合制剂在代谢综合征尤其现在无法治愈的2型糖尿病方面,具有良好的应用前景和希望。该工作于2015年3月发表于Redox Biology

Gao M, Zhao Z, Lv P et al. (2015)Quantitative combination of natural anti-oxidants prevents metabolic syndromeby reducing oxidative stress. Redox Biology, 6:206 – 217.

(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231715000646):

  以上中文新闻稿由该工作的第一作者高明景提供,通讯作者高军涛修改。

 



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1 余国志

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