Cải thiện bệnh béo phì và rối loạn lipid máu do chế độ ăn giàu chất béo của ngải cứu

CẢI THIỆN BỆNH BÉO PHÌ VÀ RỐI LOẠN LIPID MÁU DO CHẾ ĐỘ ĂN GIÀU CHẤT BÉO CỦA NGẢI CỨU Tác dụng chống béo phì của Ngải cứu được đánh giá trên các mô hình chuột béo phì do chế độ ăn nhiều chất béo thông.

CẢI THIỆN BỆNH BÉO PHÌ VÀ RỐI LOẠN LIPID MÁU DO CHẾ ĐỘ ĂN

GIÀU CHẤT BÉO CỦA NGẢI CỨU

Tác dụng chống béo phì của Ngải cứu được đánh giá trên các mô hình chuột béo phì do chế độ ăn nhiều chất béo thông qua việc xác định các thay đổi về thể chất và mức độ biểu hiện gen Các mô hình chế độ ăn nhiều chất béo (HFD) được nuôi bằng 1% hoặc 3% Mugwort có mức tăng trọng lượng cơ thể và lượng thức ăn tiêu

thụ thấp hơn đáng kể so với nhóm HFD ( p<0,05) Đặc biệt, tăng trọng và lượng

thức ăn của nhóm ăn 3% Ngải cứu giảm đáng kể lần lượt là 48,5% và 25,8% so với nhóm HFD Ngoài ra, các thông số trong huyết tương bao gồm nồng độ LDL, nồng

độ chất béo trung tính trong huyết tương và cholesterol toàn phần cũng như những thay đổi mô học ở gan đều giảm ở nhóm bổ sung Mugwort so với HFD Việc bổ sung Mugwort làm giảm mức độ biểu hiện gen của các gen mô mỡ biểu bì bao gồm ACC, GPDH và PPARγ Do đó, việc bổ sung Mugwort có thể tham gia điều hòa huyết tương và gan nhiễm mỡ cũng như điều hòa giảm biểu hiện gen mục tiêu adipogen

1 Giới thiệu

Béo phì, một vấn đề sức khỏe toàn cầu, là một yếu tố nguy cơ đối với sức khỏe gây

ra tình trạng kháng insulin, tăng huyết áp, rối loạn lipid máu, bệnh tim mạch, bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu và ung thư.1 2 Gần đây, các chiến lược điều trị để quản lý bệnh béo phì đang tập trung vào các loại thuốc có thể ức chế sự thèm ăn,

ức chế hấp thu chất dinh dưỡng, thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid và ức chế tổng hợp lipid.3 Tổng hợp lipid chủ yếu được thực hiện trong mô mỡ Adipogenesis làm cho các tế bào gốc trung mô đa năng biệt hóa thành các tế bào mỡ trưởng thành4 Cân bằng nội môi của quá trình chuyển hóa lipid trong mô mỡ được điều chỉnh bởi PPARγ và các thành viên của họ C/EBP là các yếu tố phiên mã chính trong quá trình tạo mỡ4 5 Các yếu tố phiên mã khác cũng đóng một vai trò thiết yếu trong quá trình điều hòa tổng thể quá trình tạo mỡ6 Các yếu tố phiên mã này

có thể ảnh hưởng đến sự điều hòa của các enzyme liên quan đến quá trình tổng hợp lipid như protein liên kết axit béo đặc hiệu của mỡ (aP2), enzyme tế bào glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH) và acetyl CoA carboxylase (ACC) ở hạ

lưu.4 7 8 Mặc dù các phương pháp điều trị béo phì bằng thuốc đã được tiến hành gần đây, một số loại thuốc được phép sử dụng trong lâm sàng Các biến chứng khác nhau có thể xảy ra trong quá trình điều trị thuốc ngắn hạn hoặc dài hạn để cải thiện tình trạng béo phì Vì vậy, cần tìm nguồn nguyên liệu thức ăn ổn định để quản lý béo phì trong suốt cuộc đời Nhiều nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm

các nguồn tài nguyên thiên nhiên có thể kiểm soát trọng lượng cơ thể một cách hiệu quả mà không gây tác dụng phụ nghiêm trọng.9 10 , 11

Ngải cứu ( artemisia lavandulaefolia ) là một loại thảo dược lâu năm, mọc phổ

biến ở các vùng núi và cánh đồng của Hàn Quốc12 Nó đã được sử dụng rộng rãi như một thành phần thực phẩm Ngoài ra, nó đã được sử dụng trong y học cổ truyền Hàn Quốc để ngăn ngừa và điều trị các bệnh khác nhau, bao gồm tác dụng giảm đau, rối loạn tiêu hóa, táo bón, đau, hen suyễn và các triệu chứng phụ

khoa.13 Hơn nữa, nó được sử dụng như một chất tẩy giun và khử mùi hiệu

quả Thành phần tinh dầu của nó được biết là có tác dụng chống vi khuẩn và chống lại nhiều loại vi khuẩn và nấm gây bệnh trong y học Trung Quốc13 , 14 , 15 Mặc dù đã

có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược lý của Ngải cứu nhưng tác dụng chống béo phì dưới dạng thực phẩm của nó vẫn chưa được ghi nhận Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là kiểm tra tác dụng của Mugwort như là thực phẩm bổ sung đối với bệnh béo phì và lipid trong mô hình chuột béo phì do chất béo cao

2 Vật liệu và phương pháp

2.1 Động vật và chế độ ăn kiêng

Ngải cứu được mua tại chợ Kyungdong (Seoul, Hàn Quốc) Chuột đực C57BL/6 bốn tuần tuổi (Phòng thí nghiệm Jung Ang Animal Inc Seoul, Hàn Quốc) được nhốt riêng trong lồng và đặt trong phòng có chu kỳ sáng tối 12 giờ và ở 24C Sau khi đến nơi, những con chuột được cho ăn thức ăn chow thương mại trong một tuần để thích nghi Để gây béo phì, những con chuột được cho ăn chế độ ăn nhiều chất béo (HFD) (% kcal; carbohydrate:protein:fat = 20:20:60) có chứa mỡ lợn trong 4 tuần Nhóm đối chứng bình thường được cho ăn chế độ ăn tiêu chuẩn dựa trên AIN-76 (STD) trong 4 tuần Những con chuột được cho ăn HFD sau đó được chia ngẫu nhiên thành ba nhóm như sau: chế độ ăn nhiều chất béo (HFD), chế độ

ăn nhiều chất béo với 1% Mugwort (HFD + MW1%) và chế độ ăn nhiều chất béo với 3% Mugwort (HFD + MW3%) Trọng lượng cơ thể và lượng thức ăn được đo

ba ngày một lần trong thời gian cho ăn 8 tuần Tất cả những con chuột được tự do truy cập để chow và nước

2.2 Điều trị động vật và xét nghiệm lipid huyết tương

Tất cả những con chuột đã được nhịn ăn trong 15 giờ trước khi hy sinh Động vật được gây mê bằng Zoletil Các mẫu máu được lấy từ động mạch chủ bụng và ly tâm để thu mẫu huyết tương để phân tích sinh hóa Các mô mỡ gan và mào tinh hoàn đã được mổ xẻ Tất cả các mẫu được bảo quản ở -70C cho đến khi phân

tích Nồng độ triglycerid huyết tương (TG), cholesterol toàn phần (TC), cholesterol lipoprotein tỷ trọng cao (HDL), aspartate aminotransferase (AST) và alanine

aminotransferase (ALT) đã được thử nghiệm bằng cách sử dụng các bộ dụng cụ thương mại (Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA )

2.3 Xét nghiệm dung nạp glucose và glucose trong máu

Vào cuối 12 tuần của thời gian thử nghiệm, thử nghiệm dung nạp glucose trong màng bụng (IPGTT) đã được thực hiện ở những con chuột nhịn ăn qua

đêm Đường huyết được đo ở trạng thái cơ bản (0 phút) và ở 15, 30, 60 và 90 phút sau khi nạp glucose (2 g/kg, ip) Nồng độ đường huyết được đo bằng hệ thống đo đường huyết One touch Basic (Life Scan Inc., Wayne, PA, USA) trong khi lấy máu

từ tĩnh mạch đuôi Chuột bị giết bằng cách chặt đầu ngay sau 120 phút sau khi nạp glucose

2.4 Mô học mô mỡ gan và mào tinh hoàn

Các mô mỡ ở gan và mào tinh ngay lập tức được thu thập từ cùng một vị trí và được cố định trong dung dịch chính thức 10% trong 24 giờ Các mô mỡ ở gan và mào tinh hoàn này sau đó được khử nước bằng một loạt dung dịch ethanol từ 75 đến 100% trước khi chúng được nhúng vào sáp parafin Các mặt cắt ngang (độ dày

4 μm) được cắt và nhuộm bằng hematoxylin và eosin, sau đó kiểm tra bằng kính hiển vi ánh sáng (Olympus Optical Co., Tokyo, Japan)

2.5 Tổng chiết xuất RNA và phân tích phản ứng chuỗi polymerase sao chép ngược (RT-PCR)

Tổng RNA được lấy từ mô mỡ ngoài màng cứng bằng thuốc thử TRI (Sigma-Aldrich) Theo giao thức, quá trình sao chép ngược (RT) được thực hiện ở 42°C trong 1 giờ, sau đó gia nhiệt ở 95°C trong 5 phút để vô hiệu hóa enzyme Avian Myeloblastosis Virus Reverse Transcriptase (AMV-RT) bằng cách sử dụng bộ công

cụ thương mại (Promega Co , Madison, WI, Hoa Kỳ) Trình tự mồi cho protein liên kết axit béo đặc hiệu của mô mỡ (aP2), thụ thể kích hoạt tăng sinh peroxisome

γ (PPARγ), glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH) và acetyl CoA

carboxylase (ACC) và các điều kiện khuếch đại của chúng bằng RT-PCR đã được cung cấp như dữ liệu bổ sung Sản phẩm PCR được nạp vào gel agarose 1,5% được nhuộm bằng ethidium bromide Mức độ tương đối của sản phẩm RT-PCR được đo bằng hệ thống phân tích hình ảnh gel Frog (Chương trình đo mật độ điểm, Core Bio, Seoul,

2.6 Phân tích thống kê

Dữ liệu được trình bày dưới dạng trung bình ± SEM và được phân tích bằng phân tích phương sai một chiều (ANOVA), sau đó là thử nghiệm nhiều phạm vi của Duncan bằng SPSS phiên bản 23 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) Ý nghĩa thống kê

được xác định ở p <0,05.

3 Kết quả và thảo luận

3.1 Tác dụng của ngải cứu đối với trọng lượng cơ thể và lượng thức ăn

Tăng trọng lượng cơ thể và lượng thức ăn của động vật được nuôi bằng

Mugwort được trình bày trong Bảng 1 Nhóm HFD tăng trọng lượng cơ thể và

lượng thức ăn đáng kể trong 8 tuần ( p <0,05) Tăng trọng lượng cơ thể của nhóm

HFD tăng 50,9% so với nhóm STD trong khi của nhóm HFD bổ sung 1% hoặc 3%

Mugwort giảm đáng kể lần lượt là 33,7% hoặc 48,5% ( p <0,05) so với nhóm đó

của nhóm HFD mà không cần bổ sung như vậy Lượng thức ăn của nhóm HFD bổ

sung 1% hoặc 3% Mugwort giảm đáng kể so với nhóm HFD ( p< 0,05) Lượng

thức ăn của nhóm HFD được bổ sung 3% Mugwort tương tự như lượng thức ăn của nhóm STD ( Bảng 1 )

 Bảng 1 Tác dụng của ngải cứu đối với trọng lượng cơ thể và lượng thức

ăn thu nhận ở chuột béo phì do chế độ ăn nhiều chất béo

Tác dụng của Mugwort đối với các mô mỡ ở mào tinh hoàn ở chuột béo phì do chế

độ ăn nhiều chất béo được thể hiện trong Hình 1 Tác dụng giảm cân của Ngải cứu được quan sát rõ ràng với những thay đổi mô học của mô mỡ mào tinh hoàn Kích thước của các tế bào mỡ được nhuộm bằng WAT mào tinh hoàn ở nhóm HFD lớn hơn đáng kể so với các tế bào ở nhóm bổ sung Mugwort ( Hình 1 ) Ngải cứu có thể làm giảm kích thước tế bào mỡ bằng cách giảm tích tụ lipid trong mô mỡ, dẫn đến giảm trọng lượng cơ thể



 Hình 1 Bổ sung Mugwort trên các mô mỡ mào tinh hoàn ở chuột béo phì

do chế độ ăn nhiều chất béo ( A STD, nhóm ăn theo chế độ tiêu

chuẩn; B HFD, nhóm ăn theo chế độ giàu chất béo, C HFD+MW1%, bổ sung chế độ ăn nhiều chất béo với 1% Ngải cứu, D HFD+MW3%, bổ sung

chế độ ăn nhiều chất béo với 3% Ngải cứu Thanh tỷ lệ đại diện cho 50 μm.) Ngải cứu được biết là có chứa nhiều loại khoáng chất cũng như phenolics, alkaloid

và các hợp chất hoạt tính sinh học như vitamin A, B1, B2 và C16 Các hợp chất này trong Ngải cứu có thể ảnh hưởng đến việc giảm trọng lượng của động vật bị béo phì do chế độ ăn nhiều chất béo

3.2 Tác dụng của Mugwort đối với hồ sơ lipid huyết tương

Những thay đổi về nồng độ TG huyết tương, cholesterol toàn phần,

LDL-cholesterol và HDL-LDL-cholesterol của các nhóm thử nghiệm được tóm tắt trong Bảng

2 Đối với nhóm HFD, nồng độ TG, cholesterol toàn phần và LDL-cholesterol

trong huyết tương tăng đáng kể lần lượt là 35,7, 57,9 và 125,7% ( p <0,05), trong khi nồng độ cholesterol HDL huyết tương giảm đáng kể ( p <0,05) bằng 15,2% so

với những người trong nhóm STD HFD được cho ăn với 1% Mugwort đã làm giảm đáng kể nồng độ TG, cholesterol toàn phần và cholesterol LDL trong huyết

tương lần lượt là 31,3, 31,6 và 50,0% ( p <0,05) trong khi mức cholesterol HDL tăng đáng kể 31,0% ( p<0,05) so với những người trong nhóm HFD Trong HFD

được bổ sung 3% Mugwort, nồng độ trong huyết tương của TG, cholesterol toàn phần và LDL-cholesterol thấp hơn lần lượt là 32,8, 40,2 và 65,7%, trong khi HDL-cholesterol cao hơn 39,4% so với nhóm HFD Bổ sung ngải cứu có tác dụng làm giảm LDL-cholesterol trong tổng số lipid tăng cao do chế độ ăn nhiều chất béo và cải thiện hiện tượng rối loạn lipid máu trong bệnh HFD

 Bảng 2 Tác dụng của Ngải cứu đối với thành phần lipid trong máu

Jang et al.17 đã nghiên cứu tác dụng của artemisia capillaris đối với chứng tăng mỡ

máu và các bệnh tim mạch và báo cáo rằng tổng lượng cholesterol, chất béo trung

tính và malondialdehyd giảm khi bổ sung chiết xuất nước artemisia

capillaris Artemisia capillaris đã được báo cáo là có liên quan đến việc điều chỉnh giảm microRNA-122 gây ra quá trình tổng hợp axit béo trong hệ thống in vitro và in vitro , do đó làm giảm nồng độ chất béo trung tính, cholesterol toàn

phần và LDL-cholesterol trong huyết tương.18 Ngoài ra, thành phần tinh

dầu Thumberg rtemisia capillaris có coumarin, β-citronellol, 1,8-cineole, camphor,

linalool, α-pinene, β-pinene, thymol và myrcene có thể được sử dụng để điều trị

bệnh vàng da và bệnh chàm19 Bởi vì các thành phần này có thể kích thích tiết mật thành công, chúng đã được sử dụng để điều trị chứng viêm và viêm gan20 Tổng hợp lại, những kết quả này cho thấy Ngải cứu có vai trò quan trọng trong rối loạn chuyển hóa lipid máu do chế độ ăn nhiều chất béo

3.3 Tác dụng của Mugwort đối với Glucose huyết tương và dung nạp glucose

Những thay đổi về nồng độ glucose (A) và khả năng dung nạp (B) trong chế độ ăn nhiều chất béo gây ra chuột béo phì được cho ăn Mugwort được thể hiện

trong Hình 2 Nồng độ glucose trong máu ở nhóm HFD cao hơn đáng kể so với

nhóm STD ( p <0,05) ( Hình 2 A) Khả năng dung nạp glucose của nhóm HFD được quan sát nhiều hơn so với các nhóm khác theo lượng glucose nạp vào ở 0, 30,

60, 90 và 120 phút ( Hình 2B) Mô hình dung nạp glucose tương tự như mô hình nồng độ glucose huyết tương ở tất cả các nhóm thử nghiệm sau khi nạp

glucose Tuy nhiên, nồng độ đường huyết trong nhóm HFD không thể trở lại mức bình thường sau 30 phút sau khi nạp glucose Bổ sung ngải cứu ở mức 1 và 3% làm giảm đáng kể đường huyết lúc đói và cải thiện đáng kể khả năng dung nạp glucose

so với nhóm HFD ( p <0,05) Do đó, chế độ ăn uống có Mugwort có thể làm giảm

đáng kể tình trạng tăng đường huyết do HFD gây ra theo cách phụ thuộc vào liều lượng Mặc dù tăng lipid máu phụ thuộc vào loại chế độ ăn kiêng, tăng đường huyết thường phát triển trong vòng 4 tuần sau chế độ ăn nhiều chất béo21 Tăng đường huyết lúc đói thường đi kèm với sự gia tăng nồng độ insulin lúc đói, do đó biểu hiện tình trạng kháng insulin Được biết, việc tăng insulin lúc đói sẽ kích thích tổng hợp triglycerid ở mô mỡ và làm trầm trọng thêm tình trạng béo phì.22 Sự tích

tụ chất béo bất thường xảy ra ở các mô nhạy cảm với insulin không phải là mô

mỡ Sự tích lũy như vậy được coi là nguyên nhân chính gây ra tình trạng kháng insulin23 Một mối tương quan mạnh mẽ được tìm thấy giữa tích lũy chất béo trung tính nội bào và kháng insulin24 , 25 Trong nghiên cứu này, chế độ ăn nhiều chất béo dẫn đến tăng đường huyết và suy giảm khả năng dung nạp glucose trong khi bổ sung Mugwort cải thiện những kết quả này ở các mô hình chuột béo phì

 Hình 2 Sự thay đổi nồng độ glucose (A) và khả năng dung nạp (B) trong

chế độ ăn nhiều chất béo gây ra chuột béo phì được cho ăn Ngải cứu (STD, nhóm ăn chế độ ăn tiêu chuẩn; HFD, nhóm ăn chế độ ăn nhiều chất béo, HFD+MW1%, bổ sung chế độ ăn nhiều chất béo với 1% ngải cứu,

HFD+MW3%, bổ sung chế độ ăn nhiều chất béo với 3% ngải cứu Các chữ cái khác nhau biểu thị có nghĩa là khác biệt đáng kể giữa các nhóm

( p <0,05).)

3.4 Tác dụng của ngải cứu đối với nồng độ AST và ALT trong huyết tương cũng như những thay đổi mô học của gan

Ảnh hưởng của việc bổ sung Mugwort đối với AST và ALT trong máu (A) và hình thái mô gan (B) ở chuột béo phì do chế độ ăn nhiều chất béo được thể hiện

trong Hình 3 Nồng độ AST và ALT trong huyết tương tăng đáng kể ở nhóm HFD trong khi nhóm bổ sung Ngải cứu đã bình thường hóa các thông số này ( Hình

3 A) Nồng độ AST và ALT trong huyết tương ở nhóm HFD tăng đáng kể lần lượt

là 62,2 và 134,7% so với ở nhóm STD ( p <0,05) Tuy nhiên, việc bổ sung 1%

Mugwort trong nhóm HFD làm giảm đáng kể nồng độ AST và ALT lần lượt là 28,4

và 45,1% so với nhóm HFD ( p<0,05) trong khi mức AST và ALT của nhóm có 3%

Ngải cứu giảm lần lượt là 31,8 và 53,9 % so với nhóm HFD Hơn nữa, nhóm HFD cho thấy sự tích tụ các giọt lipid ở gan và nhiễm mỡ nghiêm trọng so với nhóm STD có mô học gan bình thường ( Hình 3 B-B) Tuy nhiên, bổ sung ngải cứu làm giảm đáng kể mức độ nhiễm mỡ Kết quả này cho thấy Ngải cứu có thể điều chỉnh việc huy động và dự trữ lipid trong tế bào mỡ của các mô chính

Nói chung, chế độ ăn nhiều chất béo có thể làm tăng tổng hợp axit béo trong gan

và chuyển axit béo tự do đến gan.26 , do đó làm giảm β-oxy hóa axit béo tự

do Điều này sẽ dẫn đến sự tích tụ chất béo trong gan27 Do đó, gan nhiễm mỡ do nhiều yếu tố gây ra, bao gồm nồng độ axit béo tự do trong máu quá cao, tổng hợp axit béo nhiều hơn, phóng đại este, giảm tốc độ oxy hóa axit béo và giảm tổng hợp apolipoprotein đơn lẻ hoặc kết hợp

Kim et al.28 đã báo cáo rằng chất chiết xuất từ rte misia capillaris Thumberg có thể

làm giảm nồng độ AST, ALT và peroxit ở microsom gan trong máu trong mô hình tổn thương gan do CCl4 gây ra Như thể hiện trong Hình 3 B-B, các mô gan trong nhóm HFD cho thấy tình trạng nhiễm mỡ macrovesicular Tuy nhiên, bổ sung ngải cứu làm giảm mức độ nhiễm mỡ (Hình 3B-C và -D)



 Hình 3 Ảnh hưởng của việc bổ sung Mugwort đối với AST và ALT trong

máu (A) và hình thái mô gan (B) ở chuột béo phì do chế độ ăn nhiều chất

béo ( A) Nồng độ AST và ALT trong máu trong mô hình béo phì do chế độ

ăn nhiều chất béo B) Hình thái mô gan trong mô hình béo phì do ăn

kiêng A: STD, nhóm ăn kiêng tiêu chuẩn; B: HFD, nhóm ăn chế độ ăn nhiều chất béo, C: HFD+MW1%, bổ sung chế độ ăn nhiều chất béo với 1% Ngải cứu, D: HFD+MW3%, bổ sung chế độ ăn nhiều chất béo với 3% Ngải cứu Các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nhóm

( p <0,05) Thanh tỷ lệ đại diện cho 50 μm.)

3.5 Tác dụng của ngải cứu đối với biểu hiện gen tích lũy chất béo trong chất béo biểu bì

Biểu hiện gen tích lũy chất béo (A) và mật độ quang học (B) trong các mô mỡ ở mào tinh hoàn của chế độ ăn nhiều chất béo gây ra chuột béo phì được cho ăn bằng Mugwort được thể hiện trong Hình 4 Phân tích RT-PCR được thực hiện để xác định xem Mugwort có ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen tạo mỡ trong mô mỡ mào tinh hoàn hay không ( Hình 4 ) HFD có mức độ biểu hiện mRNA của aP2, PPARγ, GPDH và ACC cao hơn so với nhóm STD Tuy nhiên, mức độ biểu hiện mRNA của aP2 và PPARγ trong nhóm được bổ sung 1% Ngải cứu giảm đáng kể

( p <0,05) giảm lần lượt là 42,6 và 25,0%, và giảm lần lượt là 33,2 và 95,1% ở

nhóm bổ sung 3% Ngải cứu so với nhóm bổ sung trong nhóm HFD ( Hình 4 B)