L’attività ipoglicemizzante del fungo fermentato di coprinus comatus ricco di vanadio

L’Attività ipoglicemizzante del fungo fermentato di

Coprinus comatus ricco di vanadio

Chunchao Han a,_, Junhua Yuan b, Yingzi Wang c, Lingjun Li a

a School of Pharmacy, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250014, PR China

b Department of Gastroenterology, QiLu Hospital of Shandong University, Jinan 250012, PR China

c Department of Pharmacy, Beijing University of Traditional Chinese Medicine, Beijing 100102, PR China

Ricevuto il 7 febbraio 2006; accettato in data 25 giugno 2006

Abstract

Questo articolo tratta dell'attività ipoglicemizzante del fungo fermentato di Coprinus comatus ricco di

vanadio (CCRV).

In questo studio sono stati utilizzati topi iperglicemici indotti da Alloxan e adrenalina. Sono state analizzate

rispettivamente la glicemia e l'emoglobina glicata ( HbA1c ) dei topi.

Allo stesso tempo è stata determinata anche la tolleranza allo zucchero dei topi normali.

Dopo la somministrazione ai topi di CCRV, nei topi iperglicemici sono diminuite la glicemia e l’emoglobina

glicata indotte da alloxan (p<0.05, p<0.01) , è stato inibito l’aumento di glicemia indotta da adrenalina

(p<0.01), mentre nei topi normali è migliorata la tolleranza allo zucchero.

Inoltre, il peso corporeo dei topi con iperglicemia indotta da alloxan è aumentato gradualmente.

Nel fungo fermentato di C. comatus, il vanadio a dosi più basse in combinazione con C. comatus, ha causato

nei topi iperglicemici diminuzioni significative del glucosio nel sangue e dei livelli di HbA1c.

2 C. Han et al. /Journal of Trace Elements in medicine and Biology 20 (2006) 191-196

Introduzione

Il Vanadio, elemento numero 23, peso atomico 50.94, è normalmente presente a concentrazioni molto basse

(<10-8 M) in quasi tutte le cellule di piante e animali. Come potenziale agente terapeutico, sta attirando

crescente attenzione.

I composti del vanadio hanno la capacità di imitare l'azione dell'insulina [1,2]. La somministrazione orale di

Sali di vanadio inorganico (IV, V, ha dimostrato attività anti-diabetica in vitro [3], in vivo [4] e persino nei

pazienti [5].

Tuttavia, la tossicità associata al vanadio limita il suo ruolo come agente terapeutico nel trattamento del

diabete [6]. Sintomi clinici tipici sono diarrea, vomito, crampi addominali, lingua verde, broncospasmo, e

danno irreversibile di escrezione renale [7].

Al fine di ridurre la tossicità del vanadio, McNeill et al. [8] ha studiato i complessi di coordinazione dei

composti del vanadio con maltolo o acido cogico come ligandi.

Sakurai et al. [9]ha studiato anche l’effetto a lungo termine dei complessi di vanadyl di oxovanadium come

agente insulino-mimetico (IV).

In questo lavoro, il vanadio a dosi più basse (0,18 mg / kg / die) è stato assorbito da funghi fermentati di

comatus, che è un raro fungo commestibile, in grado di assorbire e accumulare quantità minime.

È stato studiato l'effetto congiunto di-C. comatus e vanadio. I funghi commestibili hanno una lunga storia di

utilizzo nella medicina tradizionale cinese [10]. A vari funghi commestibili sono state attribuite proprietà

anti-diabetiche [11-13].

Un’altra importante proprietà dei funghi commestibili è la capacità di prendere e accumulare metalli traccia

come cadmio, piombo, arsenico, rame, nichel, argento, cromo e mercurio nel corpo o micelio del fungo [14-

16].

C. comatus è un fungo che si è affermato per dare beneficio al controllo glicemico nel diabete.

Sono state segnalate molte funzioni fisiologiche del C. comatus, come ad esempio le proprietà anti-tumorali

[17], immunomodulante [18], e la sua attività ipoglicemizzante.

E’ stata segnalata la presenza di componenti ipoglicemici nel C. comatus [19].


Nei ratti e nei topi normali è stato evidenziato un effetto acuto ipoglicemizzante, mentre nei topi normali

che seguivano una dieta contenente 330 g di C. comatus essiccato per Kg, si è osservata e una cronica

riduzione della glicemia basale e un miglioramento della tolleranza al glucosio [20,21].


Materiali e Metodi

CCRV

Il CCRV è stato prodotto nel Laboratorio Farmaceutico dell’Università di Medicina Tradizionale Cinese di

Shandong in Cina.

Il seme di C. comatus è stato acquistato dalla Agricultural Culture Collection of China (ACCC).

In primo luogo, il seme è stato coltivato a 28 1C per 5 giorni su PDA slant (1000mL 20% estratto di patata

liquido, + 20,0 g di destrosio, + 20,0 g di agar) e poi mantenuto a 4 1C in un frigorifero.

Cinque o sei pezzi dei miceli di C. comatus sono stati trasferiti da uno slant in una beuta da 250mL contenete

100mL di terreno di coltura liquido (20% di estratto di patata liquido +2,0% destrosio +0,1%

KH2PO4 +0.05% MgSO2). La coltura è stata incubata A 27 1C su un agitatore rotante a 180 rpm per 3 giorni.

Un coltura liquida di 72-ore è stata omogeneizzata utilizzando un frullatore sterilizzato e poi inoculato a 500

ml in una Beuta contenenti 300 ml di terreno di coltura fermentato (20% estratto di patata liquido +2.0%

destrosio +0,1% KH2PO4 0,05% MgSO2 +0,9% NaVO3).

Il volume dell’inoculo era 15mL, che è stato poi coltivato nelle stesse condizioni. La coltura liquida

fermentata 72 ore era CCRV. Dopo essere stato mescolato in un omogeneizzatore, 0,4 ml di CCRV è stato

versato in una fiala e poi sterilizzato in un forno a microonde per 3 min.

Funghi fermentati di C. comatus (FMCC)

È stato prodotto Il fungo fermentato di C. comatus seguendo lo stesso metodo utilizzato per produrre CCRV,

con la differenza che non era presente NaVO3 nel terreno di coltura fermentato.

Soluzione vanadato di sodio (SV)

Il Vanadato di sodio (0,9 g) è stato disciolto in 100 ml di soluzione fisiologica. 0,4 ml di SV è stato versato in

una fiala e poi è stato sterilizzato in un forno a microonde per 3 min.


Prodotti chimici

Alloxan e l'adrenalina di purezza analitica, erano stati acquistati rispettivamente Sigma Co. Ltd e da Tianjin

Amino acid Co. Il Sodio vanadato (grado analitico) è stato acquistato da Beijing Chemical Factory, in Cina.

Le Pillole di Xiaoke sono state acquistate dall’Industria farmaceutica Jilin Liuhe, Cina. Lo Xiaoke è un tipo di

medicina cinese utilizzato nel trattamento del diabete. Si compone di glibenclamide e diverse erbe cinesi

tradizionali, tra cui Radix Puerariae, Radix Rehmannia, Radix Astragali, trichosanthis Radix, Mais Stigma,

Fructus Schisandrae e Rhizoma Dioscoreae.

Animali

I topi femmina del ceppo Kunming, con peso di 20-22 g, Grado II, certificato SCXK (Lu) 20.040.004, sono stati

acquistati presso il Centro Sperimentale Animali dell’Università di Shandong. I topi sono stati mantenuti a

temperatura ambiente in alternanza luce naturale / buio artificiale, e sono stati alimentati con cibo standard

di laboratorio, acqua fresca a volontà.

I campioni di sangue provenienti da topi con iperglicemia indotta da Alloxan

Cento topi sono stati tenuti a digiuno per 12 ore e poi è stata iniettata loro endovena una dose di Alloxan e

soluzione fisiologica (75 mg / kg) [22].

Quarantotto ore dopo, sono stati raccolti campioni sangue dalle vene della coda dei topi.

La glicemia è stata analizzata con un glucometro-4 (Bayer). Sessanta topi iperglicemici (il glucosio nel sangue

con un livello superiore a 11,1 mmol / L) sono stati selezionati e distribuiti equamente in 5 gruppi: gruppo

con iperglicemia indotta da Alloxan, gruppo trattato conAlloxan e pillole di Xiaoke, gruppo trattato co

Alloxan e CCRV, gruppo trattato con Alloxan e-FMCC, gruppo trattato con Alloxan e SV.

Gli altri 12 topi normali sono stati utilizzati come gruppo di controllo ed è stata iniettata loro endovena una

soluzione fisiologica normale. Da allora in poi,a i 6 gruppi di topi è stata somministrata (ig) rispettivamente

una soluzione fisiologica, pillole di Xiaoke (0.028 mg / kg / d), CCRV (0,18 mg / kg / d vanadio), FMCC (0 mg /

kg / d vanadio), SV (0,18 mg / kg / d vanadio), e soluzione fisiologica.

Il peso corporeo dei topi è stato misurato il giorno 0, il 5 ° giorno, il 10° giorno, il 15 ° giorno e il 20 ° giorno.


Allo stesso tempo, il 20° giorno, dopo aver tenuto i topi a digiuno per 12 ore, sono stati prelevati campioni di

sangue dalle vene della coda per determinare i livelli di glucosio nel sangue.

Il 45 ° giorno, i campioni di sangue sono stati prelevati dalle vene orbitali per misurare la HbA1c con

l'Apparato HbA1c (Variante alfa, Bio-Rad Laboratories).

I campioni di sangue provenienti da topi con iperglicemia indotta da adrenalina

Settantadue topi sani sono stati equamente distribuiti in 6 gruppi. Ad ogni gruppo sono stati somministrati

(ig) materiali diversi, proprio come l'esperimento di cui sopra. Al 14 ° giorno, sono stati tenuti a digiuno

durante la notte. Un’ora dopo la somministrazione, ai cinque gruppi è stata iniettata adrenalina e all’ultimo

gruppo soluzione fisiologica. Vale a dire: gruppo con iperglicemia indotta da Alloxan, gruppo trattato

conAlloxan e pillole di Xiaoke, gruppo trattato co Alloxan e CCRV, gruppo trattato con Alloxan e-FMCC,

gruppo trattato con Alloxan e SV e gruppo di controllo. Sono stati raccolti campioni di sangue dalla vena

caudale dei topi al minuto 0 e al 60° minuto per determinare il livello di glucosio nel sangue come prima.


I campioni di sangue per determinale la tolleranza allo zucchero

Trentasei topi sani sono stati distribuiti equamente in 3 gruppi. Al primo gruppo è stato somministrato (ig)

CCRV, agli altri due è stata somministrata soluzione fisiologica. L’8° giorno, dopo l'ultima somministrazione,

al primo e al secondo gruppo è stato iniettato glucosio (2 g / kg), al terzo gruppo è stata iniettata soluzione

fisiologica. Vale a dire, gruppo CCRV-glucosio, gruppo soluzione fisiologica-glucosio e gruppo soluzione

fisiologica-fisiologica (gruppo di controllo). I campioni di sangue sono stati ottenuti dalle vene della coda dei

topi rispettivamente a 0, 30, 60, e 120 min. I valori di glucosio nel sangue sono stati determinati con

Glucometro-4 (Bayer).

Risultati e discussione

Tutti i dati sono stati analizzati mediante analisi unidirezionale della varianza e le differenze tra i valori

intermedi sono state accertate con il test di comparazione multipla di Duncan [23].

I dati rappresentano medie e deviazioni standard. Il livello significativo del 5% (p<0.05) è stato utilizzato

come probabilità minima accettabile per la differenza tra le medie.

I pesi corporei dei topi con iperglicemia indotta da Alloxan sono rappresentati nella fig. 1.

Al contrario del gruppo di topi con iperglicemia indotta da Alloxan, il peso corporeo dei topi nel gruppo

trattato con Alloxan e CCRV e il peso corporeo dei topi trattati con Alloxan e FMCC , è aumentato

gradualmente dopo 10 giorni. Anche il peso corporeo dei topi trattati con Alloxan e pillole di Xiaoke è

aumentato.



Al contrario, il peso corporeo dei topi appartenenti al gruppo trattato con Alloxan e SV non è aumentato in

modo significativo.

I risultati del livello di glucosio nel sangue nei topi con iperglicemia indotta da Alloxan sono rappresentati

nella tabella 1. Il livello di glucosio nel sangue è diminuito dopo la somministrazione di CCRV e la pillola

Xiaoke (p<0.05).

Contemporaneamente, CCRV potrebbe diminuire la concentrazione di HbA1c nel plasma del gruppo con

iperglicemia indotta da Alloxan, 45 giorni dopo (p<0.01), come mostrato in Tabella 2.

Tuttavia, gli stessi risultati non si sono verificati nel gruppo trattato con Alloxan e FMCC, e nel gruppo

trattato con Alloxan e SV.

L’adrenalina attiva la glicogenolisi e la gluconeogenesi per innalzare il livello di glucosio [24] e il suo effetto è

relativamente rapido [25].La Tabella 3 riporta i risultati del glucosio nel sangue di topi con iperglicemia

indotta da adrenalina. Essa ha dimostrato che dopo somministrazione (IG) di CCRV per 15 giorni, l’aumento

della glicemia indotta da adrenalina è stato inibito (po<.01). Tuttavia, gli stessi risultati non si sono verificati

nel gruppo trattato con Alloxan e FMCC o nel gruppo trattato con Alloxan e SV.


L’innalzamento di zucchero nel sangue indotto da glucosio è stato inibito 30 min dopo nel gruppo CCRV-

glucosio e nel gruppo soluzione fisiologica-glucosio (Fig. 2). Il livello di zucchero nel sangue nel Gruppo CCRV-

glucosio si avvicinava molto a quello del gruppo di controllo di 120 minuti più tardi. Tuttavia, il livello di

zucchero nel sangue dei topi appartenenti al gruppo fisiologica-glucosio e non è diminuito allo stesso livello

di quello del gruppo di controllo 120 min più tardi. Dalla Fig. 2 possiamo vedere che la tolleranza allo

zucchero dei topi normali è migliorata dopo la somministrazione (ig) di CCRV.

Bailey et al. [21] hanno studiato le funzioni ipoglicemizzanti del C. comatus. Tuttavia, essi non studiano le

funzioni ipoglicemizzanti del C. Comatus sui topi iperglicemici.

Nel nostro studio, non solo il glucosio nel sangue e la HbA1c nei topi con iperglicemia indotta da Alloxan

sono diminuiti (p<0.05, p<0.01), ma è stata inibito anche l'aumento della glicemia indotta da adrenalina

(p<0.01) nei topi iperglicemici, dopo che è stato loro somministrato CCRV (ig).

Le funzioni ipoglicemizzanti del vanadio sono state studiate per molti anni. Meeks et al. [26] hanno riferito

sull’effetto che il vanadio ha sul metabolismo del glucosio nei ratti.

Thompson et al. [27] hanno studiato l'effetto dell’assunzione di vanadio (V) sulla riduzione della glicemia

uilizzando ratti diabetici da streptozotocin (STZ).


Tutti questi studi hanno rivelato le funzioni ipoglicemizzanti del vanadio, ma non è stata evidenziata la

tossicità del vanadio. Un modo per ridurre la tossicità del vanadio è quello di ridurre il suo dosaggio.

L'effetto ipoglicemizzante di FMCC e SV non è stato significativo. È implicito che l'effetto ipoglicemizzante sui

topi iperglicemici è stato causato dall’effetto congiunto del C. comatus e del vanadio.

Né il C. comatus né il vanadio (0,18 mg / kg / d) potrebbero ridurre il livello di glucosio nel sangue, se

somministrati singolarmente ai topi iperglicemici.

Il peso corporeo dei topi con iperglicemia indotta da Alloxan è aumentato, dopo che è stato loro

somministrato il C. comatus. Ciò sta ad indicare che per i topi il C. comatus potrebbe integrare le sostanze

nutritive.

Conclusioni

E’ stato effettuato lo studio di molti elementi di transizione ed è stata provata la loro efficacia nel ridurre la

glicemia nel diabete. Shindea UA et al. hanno dimostrato che il cromo picolinato migliora significativamente

il metabolismo squilibrato di carboidrati e lipidi del diabete indotto chimicamente e in modo sperimentale

nei ratti [28].

Nomura et al. hanno relazionato sull'effetto del cobalto sul contenuto di glicogeno nel fegato dei ratti con

diabete indotto da streptozotocin [29].

Quando il cobalto è stato somministrato ai ratti, il glicogeno è tornato al livello dei ratti sani,

contemporaneamente ad una diminuzione del glucosio nel sangue. Il vanadio è un oligoelemento

nutrizionale risultato molto efficace nel ridurre il glucosio nel sangue. E 'noto per agire come un potente

agente mimetico dell’insulina aumentando il trasporto del glucosio e il metabolismo nel muscolo scheletrico,

nel fegato e nel tessuto adiposo [2,29].

Tuttavia, la tossicità associata al vanadio limita la sua efficacia terapeutica [6]. Per ridurre tossicità del

vanadio e mantenere i suoi effetti anabolizzanti come agente mimetico dell’insulina, il vanadio viene

somministrato a basso dosaggio in combinazione con la Trigonella foenum graecum, un'erba indiana.

Si è scoperto che questa combinazione determina una quasi completa inversione nei livelli crescenti di

glucosio nel sangue e cambiamenti metabolici alterati nel diabete sperimentale, in tessuti come il rene [30].


Utilizzando il vanadio a dosaggi inferiori, in combinazione con erbe o funghi commestibili, cui sono state

attribuite proprietà antidiabetiche, questo risulta essere un modo potente per ridurre la tossicità associata al

vanadio, mantenendo la sua efficacia.

C. comatus è un fungo che apporta dei benefici nel controllo glicemico del diabete [20,21].

C. comatus, sulla base di un peso secco, contiene, in media, il 58,8% di carboidrati, 25,4% di proteine e il

3,3% di grassi, con il resto costituito da minerali [31]. Ciò sta ad indicare che il C. comatus potrebbe agire

come integratore di sostanze nutritive per i topi, nonché ridurre il glucosio nel sangue dei topi iperglicemici.

Ancora più importante, il C. comatus ha la capacità di raccogliere ed accumulare metalli traccia.

E 'stato riportato che il mosto fermentato di C. comatus è ricco di cromo con la fermentazione liquida [32].

Gli effetti ipoglicemizzanti di CCRV sugli animali iperglicemici sono significativi, indipendentemente dal fatto

che negli animali l’iperglicemia sia stata indotta da Alloxan (p<0.05) o da adrenalina(p<0.01), anche se la

dose di vanadio è solo 0,18 mg / kg / d.

Nel frattempo, CCRV potrebbe ridurre la concentrazione della HbA1c nel plasma di animali iperglicemici

(p<0.01), che è un parametro più utile nel diabete. Allo stesso tempo, è migliorata la tolleranza allo zucchero

dei topi sani, che è un altro importante parametro nel diabete.

E’ stato studiato il meccanismo ipoglicemizzante del CCRV, che comprendeva gluconeogenesi inibente,

sintesi rafforzante di glycogan e insulina, secrezione di C-peptide e il recupero delle beta-cellule lese

dall’Alloxan. Sarà pubblicato al seguente documento.

Concludendo, da questo studio è emerso che il CCRV potrebbe essere utilizzato come alimento ipoglicemico

o come medicinale per persone iperglicemiche. La potenziale applicazione del necessita di ulteriori studi ed

approfondimenti.


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