اثرات محافظتی عصاره هیدروالکلی بن سرخ (Allium jesdianum ) بر بیان ژن GLUT4 و تعدیل درد در مدل دیابت موش صحرایی

محورهای موضوعی : نشانگر های زیستی پلاسما

مریم رفیعی راد ¹ , مشعان نومان سعود ² , زهرا شیبانی ³

1 - گروه زیست شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایذه
2 - گروه زیست شناسی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی ،شیراز، ایران
3 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور ، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1404/05/25 تاریخ پذیرش : 1404/07/02 تاریخ انتشار : 1404/04/15

کلید واژه: دیابت , درد , عصاره بن سرخ, گلوکز, GLUT4 ,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: ژن GLUT4 یکی از مهم‌ترین انتقال‌دهنده‌های گلوکز است که در بافت‌های حساس به انسولین، از جمله کبد، بیان می‌شود. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر عصاره بن سرخ بر میزان قند خون، درد و بیان GLUT4 در موش‌های دیابتی طراحی شد.

مواد و روش‌ها:  در این مطالعه تجربی، ۳۲ موش صحرایی نر ویستارg)  ۲۵۰-۳۰۰(  در چهار گروه بررسی شدند: کنترل سالم، دیابتی درمان‌نشده، دیابتی درمان‌شده با دوز mg/kg250 عصاره بن سرخ و دیابتی درمان‌شده با دوز  mg/kg 500 عصاره بن سرخ. دیابت با تزریق داخل صفاقی STZ  (60 mg/kg) القا شد. پس از پنج روز، موش‌هایی با قند خون بالای  mg/dL  200 دیابتی تلقی شدند. گروه‌های درمانی به مدت ۲۸ روز عصاره بن سرخ دریافت کردند. در پایان، قند خون اندازه‌گیری و بیان ژن GLUT4 در بافت کبد با Real-time PCR بررسی شد. داده‌ها با آزمون واریانس دوطرفه و توکی تحلیل شدند (P<0.05).

نتایج : تزریق STZ موجب افزایش معنی‌دار سطح گلوکز خون در موش‌های دیابتی شد. درمان با عصاره بن سرخ در دوزهای mg/kg ۲۵۰ (P<0.01) و mg/kg ۵۰۰ (P<0.001) موجب کاهش معنی‌دار قند خون شد. موش‌های دیابتی حساسیت بیشتری به درد نشان دادند، اما درمان با دوز mg/kg 500 عصاره بن سرخ آستانه درد را افزایش داد.تجویز عصاره بن سرخ بیان ژن GLUT4 را در موش‌های دیابتی کاهش داد.

نتیجه‌گیری: عصاره بن سرخ قادر به کاهش سطح گلوکز خون و کاهش درد نوروپاتی دیابتی در موش‌های دیابتی است. همچنین به نظر می‌رسد با کاهش بیان ژن GLUT4 در بافت کبد، بر مکانیسم تنظیم گلوکز تأثیر بگذارد.

 

چکیده انگلیسی:

Background & Aim: The GLUT4 gene is one of the most important glucose transporters expressed in insulin-sensitive tissues, including the liver. This study aimed to investigate the effect of Allium jesdianum extract on glucose levels, pain, and GLUT4 expression in diabetic rats.

 Materials and Methods: In this experimental study, 32 male Wistar rats (250–300 g) were divided into four groups: healthy control, untreated diabetic, diabetic treated with 250 mg/kg red root extract, and diabetic treated with 500 mg/kg red root extract. Diabetes was induced by intraperitoneal injection of STZ (60 mg/kg). Five days after injection, rats with glucose levels above 200 mg/dL were considered diabetic. The treatment groups received red root extract via gavage for 28 days. At the end of the experiment, glucose levels were measured, and GLUT4 gene expression in liver tissue was analyzed using Real-time PCR. Data were analyzed using two-way ANOVA and Tukey's post hoc test (P<0.05).

Results: STZ significantly increased glucose levels in diabetic rats. Treatment with red root extract at 250 mg/kg (P<0.01) and 500 mg/kg (P<0.001) significantly reduced glucose levels. Diabetic rats showed greater sensitivity to pain, but treatment with 500 mg/kg red root extract increased pain threshold. Administration of red root extract decreased GLUT4 gene expression in diabetic rats.

Conclusion: Allium jesdianum extract effectively lowers glucose levels and alleviates diabetic neuropathic pain in diabetic rats. Additionally, it appears to reduce GLUT4 gene expression in liver tissue, influencing glucose regulation mechanisms.

منابع و مأخذ:

1. Li X, Huang B, Liu Y, Wang M, Cui JQ. Uric acid in diabetic microvascular complications: Mechanisms and therapy. J Diabetes Complications. 2025;39(2):108929.
2. Robertson R, Zhou H, Zhang T, Harmon JS. Chronic oxidative stress as a mechanism for glucose toxicity of the beta cell in type 2 diabetes. Cell Biochem Biophys. 2007;48(2-3):139-46.
3. Babaei-Balderlou F, Zare S, Heidari R, Farrokhi F. Effects of Melatonin and Vitamin E on Peripheral Neuropathic Pain in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Iranian Journal of Basic Medical Sciences. 2010;13(2):1-8.
4. Morrow TJ. Animal models of painful diabetic neuropathy: the STZ rat model. Curr Protoc Neurosci. 2004;Chapter 9:Unit 9.18.
5. Kotani K, Peroni OD, Minokoshi Y, Boss O, Kahn BB. GLUT4 glucose transporter deficiency increases hepatic lipid production and peripheral lipid utilization. J Clin Invest. 2004;114(11):1666-75.
6. Khamaisi M, Potashnik R, Tirosh A, Demshchak E, Rudich A, Tritschler H, et al. Lipoic acid reduces glycemia and increases muscle GLUT4 content in streptozotocin-diabetic rats. Metabolism. 1997;46(7):763-8.
7. Nehzomi ZS, Shirani K. A comprehensive review of the pharmacological properties and medicinal uses of Allium jesdianum Boiss. & Buhse. Journal of Medicinal Plants. 2024 Jun 2;23(90):1-6.
8. Kamranfar F, Jaktaji RP, Shirani K, Jamshidi A, Samiei F, Arjmand A, et al. Protective effect of a standardized Allium jesdianum extract in an Alzheimer's disease induced rat model. Neuroscience Letters. 2023;815:137491.
9. Amiri H. Chemical Composition and Antibacterial Activity of the Essential Oil of Allium jesdianum Boiss. & Buhse From Iran. Journal of Medicinal Plants. 2007;6(21):39-44.
10. Gholami A, Arabestani MR, Ahmadi M. Evaluation of antibacterial activity of aqueous and methanol extracts of Allium Jesdianum plant on a number of pathogenic bacteria resistant to antibiotics. Pajouhan Scientific Journal. 2016;14(4):18-26.
11. Kalantari Khalilabad H, Danesh M, Kheradmand P, Goodarzian M, Zeidooni L. Nephroprotective Effect of Hydroalcoholic Extract Allium jesdianum Boiss against Carbon Tetrachloride Induced Nephrotoxicity via Stress Oxidative in Mice. Pharmaceutical Sciences. 2018;24:89-96.
12. Asadi A, راد مر, Javid A. Effect of Oleuropein on blood glucose and gene expression of pyruvate kinase in Streptozotocin-induced ‎diabetic male rats. 2024;2(17):27-43.
13.
زنگنه مس, راد مر, سازگار ح. اثر عصاره آبی الکلی کارده Biarum Bovei) بر آستانه درد موش های صحرایی دیابتی شده با استرپتوزوتوسین. Journal of Medicinal Herbs, "J Med Herb"(Formerly known as Journal of Herbal Drugs or J Herb Drug). 2015;3(6):137-42.
14. Iwar K, Ochar K, Seo YA, Ha BK, Kim SH. Alliums as Potential Antioxidants and Anticancer Agents. Int J Mol Sci. 2024;25(15).
15. Li M, Zhu X, Tian J, Liu M, Wang G. Dietary flavonoids from Allium mongolicum Regel promotes growth, improves immune, antioxidant status, immune-related signaling molecules and disease resistance in juvenile northern snakehead fish (Channa argus). Aquaculture. 2018;501.
16. Bondonno NP, Dalgaard F, Murray K, Davey RJ, Bondonno CP, Cassidy A, et al. Higher Habitual Flavonoid Intakes Are Associated with a Lower Incidence of Diabetes. The Journal of Nutrition. 2021;151(11):3533-42.
17. Hatanaka R, Taguchi A, Nagao Y, Yorimoto K, Takesato A, Masuda K, et al. The flavonoid Sudachitin regulates glucose metabolism via PDE inhibition. Heliyon. 2024;10(16):e35978.
18. Yousefsani BS, Ghobadi A, Shirani K. Uncovering the neuroprotective powers of Allium sativum: exploring its potential to alleviate malathion- associated Parkinson's-like behavioral symptoms in a rat model. Journal of Medicinal Plants. 2024;23(89):68-82.
19. Hassani FV, Rezaee R, Sazegara H, Hashemzaei M, Shirani K, Karimi G. Effects of silymarin on neuropathic pain and formalin-induced nociception in mice. Iran J Basic Med Sci. 2015;18(7):715-20.
20. Khaksarian M, Gholami E, Alipour M, Sabooteh T, Asadi-Samani M. Investigation of the effects of the essence and extract of Allium jesdianum on the activity of COX-1 and COX-2 enzymes. 2017;8:1095-101.
21. Khaksarian M, Alsadat MHM, Farazifard R, Safarpour F. A Study of Chemistry and Antinociceptive Properties of Medicinal Plant Allium Jesdianum Leaves and the Probable Role of Opioidergic System. Yafteh. 2008;9:21-6.
22. Li Y, Li Q, Wang C, Lou Z, Li Q. Trigonelline reduced diabetic nephropathy and insulin resistance in type 2 diabetic rats through peroxisome proliferator-activated receptor-γ. Exp Ther Med. 2019;18(2):1331-7.
23. Wang QY, Tong AH, Pan YY, Zhang XD, Ding WY, Xiong W. The effect of cassia seed extract on the regulation of the LKB1-AMPK-GLUT4 signaling pathway in the skeletal muscle of diabetic rats to improve the insulin sensitivity of the skeletal muscle. Diabetol Metab Syndr. 2019;11:108.

متن کامل:



 

 

اثرات محافظتی عصاره هیدروالکلی بن سرخ (Allium jesdianum ) بر بیان ژن GLUT4 و تعدیل درد در مدل دیابت موش صحرایی

مریم رفیعی راد۱، مشعان نومان سعود2، زهرا شیبانی3

 

1- دانشیار، گروه زیست شناسی، واحد ایذه،  دانشگاه آزاد اسلامی ،ایذه، ایران. نویسنده مسئول: [e-mail] 

2- کارشناسی ارشد، گروه زیست شناسی، واحد شیراز،  دانشگاه آزاد اسلامی ،شیراز، ایران.

3- استادیار، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور ، تهران، ایران.

 

 

تاریخ دریافت: 22/03/1404                                                                                     تاریخ پذیرش: 15/06/1404

چکیده

زمینه و هدف: ژن GLUT4 یکی از مهم‌ترین انتقال‌دهنده‌های گلوکز است که در بافت‌های حساس به انسولین، از جمله کبد، بیان می‌شود. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر عصاره بن سرخ بر میزان قند خون، درد و بیان GLUT4 در موش‌های دیابتی طراحی شد.

مواد و روش‌ها:  در این مطالعه تجربی، ۳۲ موش صحرایی نر ویستارg)  ۲۵۰-۳۰۰(  در چهار گروه بررسی شدند: کنترل سالم، دیابتی درمان‌نشده، دیابتی درمان‌شده با دوز mg/kg250 عصاره بن سرخ و دیابتی درمان‌شده با دوز  mg/kg 500 عصاره بن سرخ. دیابت با تزریق داخل صفاقی STZ  (60 mg/kg) القا شد. پس از پنج روز، موش‌هایی با قند خون بالای  mg/dL  200 دیابتی تلقی شدند. گروه‌های درمانی به مدت ۲۸ روز عصاره بن سرخ دریافت کردند. در پایان، قند خون اندازه‌گیری و بیان ژن GLUT4 در بافت کبد با Real-time PCR بررسی شد. داده‌ها با آزمون واریانس دوطرفه و توکی تحلیل شدند (P<0.05).

نتایج : تزریق STZ موجب افزایش معنی‌دار سطح گلوکز خون در موش‌های دیابتی شد. درمان با عصاره بن سرخ در دوزهای mg/kg ۲۵۰ (P<0.01) و mg/kg ۵۰۰ (P<0.001) موجب کاهش معنی‌دار قند خون شد. موش‌های دیابتی حساسیت بیشتری به درد نشان دادند، اما درمان با دوز mg/kg 500 عصاره بن سرخ آستانه درد را افزایش داد.تجویز عصاره بن سرخ بیان ژن GLUT4 را در موش‌های دیابتی کاهش داد.

نتیجه‌گیری: عصاره بن سرخ قادر به کاهش سطح گلوکز خون و کاهش درد نوروپاتی دیابتی در موش‌های دیابتی است. همچنین به نظر می‌رسد با کاهش بیان ژن GLUT4 در بافت کبد، بر مکانیسم تنظیم گلوکز تأثیر بگذارد.

کلمات کلیدی : عصاره بن سرخ ، دیابت ، درد ، GLUT4 ، موش صحرایی

 

 

مقدمه

دیابت یك بيماری متابوليكی است که عمدتاً به دليل اختلال در گيرنده های انسولين یا کاهش انسولين ایجاد می شود و عوامل ژنتيكی و محيطی مختلفی در بروز این بيماری مؤثر هستند. این بيماری دارای عوارض مختلفی مانند بيماریهای قلبی - عروقی، اختلال بينایی و نوروپاتی دیابتی می باشد. دیابت شیرین شامل مجموعه اي از بیماري هاي مزمن است که با افزایش قندخون (هیپرگلیسمی) همراه است (1). هیپرگلیسمی مزمن باعث فعال شدن پروتئین کینازC ، افزایش واکنش غیرآنزیمی قندها با پروتئین ها و لیپیدها و در نتیجه تغییر در فعالیت آنزیم هاي سلول می شود (2). از طرفی، اتو اکسیداسیون گلوکز، تولید رادیکال هاي فعال اکسیژن را افزایش می دهد و باعث القاي استرس اکسیداتیو در مبتلایان به دیابت می شود. در بیش از 60% افراد مبتلا به دیابت، آسیب نورون هاي محیطی ناشی از استرس اکسیداتیو نوروپاتی محیطی قابل تشخیص است (3). نوروپاتی محیطی در مراحل اولیه با افزایش فعالیت فیبرهاي عصبی همراه است و باعث اختلال در حساسیت طبیعی سیستم عصبی به محرك هاي دردزا و ایجاد درد حرارتی دیابتی می شود. درد نوروپاتی از دردهاي شایع بیماران مبتلا به دیابت بوده و یک درد مزمن با منشأ محیطی و مرکزي است که به دلایل مختلف ایجاد می شود (4).  ناقل غشائی گلوکز ایزوفرم4 (GLUT-4) از مهم ترین انتقال دهنده های گلوکز در پستانداران است که در بافت های حساس به انسولین از جمله بافت عضلانی، بافت کبد و بافت قلب بیان می شود(5). گلوکز به طور آزادانه از غشاء پلاسما عبور نمی کند بلکه انتقال آن در سلول با پروتئین انتقال دهندء غشاء انجام می شود. در بیماری دیابت بدلیل عدم وجود حساسیت کافی به انسولین، عملکرد GLUT4در غشای سلول ها کاهش پیدا می نماید و این مسئله منــجر به کاهش برداشت گلوکز توسط سلول ها شده و سبب افزایش قندخون می گردد(6). اغلب ترکیبات طبیعی و بخصوص گیاهان طبی می توانند منبع یافتن ترکیبات جدید باشند. گياه بن سرخ (Allium jesdianum Boiss. & Buhse) متعلـق بـه خـانواده Alliaceae   یکی از گیاهان بومی و در معرض خطر ایران محسوب می‌شود(7). این گیاه در ارتفاعات بالای رشته‌کوه زاگرس (۱۸۰۰ تا ۲۶۰۰ متر) رشد می‌کند و اهالی منطقه از پیاز و بخش‌های هوایی آن برای درمان سرماخوردگی، درد معده، دردهای روماتیسمی، بیماری‌های ناشی از رطوبت، و مشکلات کلیوی استفاده می‌کنند و دارای فعالیت آنتی اکسیدانی بالایی نیز می باشد با وجود کاربردهای درمانی این گیاه، تحقیقات اندکی درباره ترکیبات شیمیایی و فعالیت‌های زیستی آن منتشر شده است (8, 9) گونه بن سرخ حاوی ترکیبات شیمیایی مختلفی مانند فلاونوئیدها، پلی‌فنول‌ها و ترکیبات گوگردی است. همچنین، خواص آنتی‌اکسیدانی، ضدسرطانی، ضددرد، ضدافسردگی، ضدقارچی، ضدباکتریایی، محافظت‌کننده کلیه و کبد، تقویت‌کننده سیستم ایمنی، پرتودهی محافظتی و خون‌ساز این گیاه اثبات شده است. علاوه بر این، بن سرخ می‌تواند به عنوان نگهدارنده طبیعی برای بهبود پایداری اکسیداتیو مواد غذایی غنی از اسیدهای چرب غیر اشباع، کنترل رشد میکروارگانیسم‌ها و افزایش ایمنی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد(7).  ترکیبات سولفیدی و ترپنوئیدی، بخش اصلی اسانس گیاه را تشکیل می دهند(10). با توجه­به عوارض جانبی کم­تر گیاهان دارویی نسبت­به داورهای صنعتی و شیمیایی در این مطالعه تأثیر عصاره هیدروالکلی گیاه بن سرخ بر میزان قندخون ، درد و بیان ژن ترانسپورتر 4 در رت­های نر ویستار دیابتی شده با استرپتوزوتوسین مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش ها

گروه بندی حیوانات و القاء دیابت

در این تحقيق تجربی از موش های صحرایی نر نژاد ویستار با وزن 300-250 گرم استفاده شد. حيوانات در شرایط دمایی مناسب (2±22) و 12 ساعت روشنایی و 12 ساعت خاموشی با دسترسی آزاد به آب و غذای یکسان در لانه حيوانات دانشگاه آزاد اسلامی ایذه نگهداری شدند. برای آسان شدن کار و سازش با شرایط محیط و آزمایش کننده، حیوانات روزانه چند دقیقه دست آموز می­شدند. روش کار این تحقیق با کد IR.IAU.SHK.REC.1403.179 مورد تصویب کمیته‌ی اخلاق در پژوهش واحد شهرکرد قرار گرفت. حیوانات جهت انجام آزمایش به گروه­های 8 تایی  بصورت زیر تقسیم­بندی شدند. گروه سالم بدون دریافت عصاره (سالین)، گروه دیابتی درمان نشده (بدون دریافت عصاره)، گروه­های دیابتی درمان شده با دوزهای250 و 500 میلی­گرم بر کیلوگرم عصاره بمدت 28روز، روزانه به روش تجویز داخل معدی یا گاواژ دریافت نمودند(11). در این مطالعه برای دیابتی کردن موش­ها از طریق تزریق درون صفاقی mg/kg 60  داروی استرپتوزوتوسین (STZ)( ساخت کشور آمریکا) استفاده شد. ابتدا در روز سوم و سپس روز پنجم، ضمن خونگیری از ناحیه­ دم موش­ها، با استفاده از نوار گلوکویاب و دستگاه اندازه­گیری قند خون (گلوکومتر مدل Rightest Bionime GM110، شرکت خسرو مدیسا طب ایران) قند خون موش­ها اندازه­گیری و میزان قند خون بیش از 200 میلی­گرم بر دسی­لیتر، دیابتی در نظر گرفته شد. کلیه­ی تجویزهای عصاره بصورت گاواژ و در ساعت 10تا 12 صبح انجام گردید(12). 24 ساعت پس از آخرین تجویز مجدداً میزان قندخون ناشتای حیوانات اندازه­گیری گردید و در پایان، حیوانات با کتامین/زایلازین بصورت عمیق بیهوش شده و جهت ارزیابی شاخص­های بیوشیمیایی خون، از قلب آنها خونگیری بعمل آمد و بافت کبد جداسازی شده، به آزمایشگاه منتقل شدند.

تهیه عصاره گیاه بن سرخ

گیاه بن سرخ در اواسط فصل بهار از حوالی شهرستان ایذه جمع آوری شده و پس از شناسایی توسط کارشناسان گیاه شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایذه به عنوان (Allium jesdianum Boiss) استفاده شد. سپس برگهای آن جدا شده در هوای آزاد و در سایه به مدت یک هفته خشک شد. پس از خشک شدن برگ ها مقدار مورد نظر توزین و توسط آسیاب برقی)شرکت پارس خزر ساخت ایران( به پودر بسیار ریزتبدیل شدند.  پودر سپس به مدت 11 ساعت در اتانول 10 درجه و در دمای اتاق خیسانده شد. مخلوط پودر گیاه و الکل هر روز به اندازه کافی و در چندین نوبت به هم زده شد. در پایان 11 ساعت مخلوط الکل و پودر از صافی های ریزی عبور داده شده تا عصارة آن بدست آید. عصارة بدست آمده در خلأ تحت تقطیر قرار گرفت تا الکل آن به طور کامل تبخیر شد. در پایان پس از تبخیر الکل، عصاره به صورت پودر قهوهای بدست آمد. درجه خلوص عصاره %31 محاسبه گردید (13).

ارزیابي آستانه درد

 در این روش ابتدا حیوان درون یک محدود کننده قرارگرفت، سپس حیوان روی جایگاه در دستگاه تیل فلیک (شرکت برج صنعت، ایران) قرار داده شد. با تاباندن گرمای  50 درجه سانتی گراد روی نقطه ای در فاصله 8 سانتی متری از نوک دم موش های صحرایی، مدت زمان تأخیر پس کشیدن رفلکسی و یا دورکردن دم از کانون گرمایی ثبت گردید. زمان قطع گرما (Cut Off Time) به منظور پیشگیری از صدمه بافتی در دم، روی 10ثانیه تنظیم و کنترل شد. مدت زمان تاخیر در کشیدن دم در سه مرتبه و به فاصله 180دقیقه، پس از مرحله سنجش خون بعد از پایان تجویز عصاره بن سرخ، اندازه گیری شد و میانگین آنها به عنوان زمان تاخیر هر موش اعلام گردید.این عمل برای تمامی گرو های مورد آزمایش انجام گرفت(13)

 انجام تکنیک Real Time RT-PCR

استخراج RNAبا استفاده از کیت تجاری کشورQIAGEN  شرکتRNeasy mini kit لهستان انجام گرفت. تعییــن mRNAتوســـــط RT- PCRبه وسیله دستگاه روتور ژن 6000با استفاده از کیت تک مرحله ای One Step SYBR TAKARAاز شـــرکت تاکــارا(ژاپن) مطابق با دستور العمل شرکت استفاده گردید. Shaibani, Rafieirad, 2024)) آنالیز منحنی ذوب در پایان چرخه PCRبه منظور تعیین اعتبار محصول PCRمورد انتظار انجام گرفت. پروتکل چرخه حرارتی مورد استفاده دستگاه روتـــوژن در Real time-PCR شامل: ° 42به مدت 20دقیقه، ° 95به مدت 2دقیقه و40سیکل با ° 94به مدت 10ثانیه و ° 60به مدت 40 ثانیه بود. پس از مرحله PCR ،جهت مطالعه ویژگی پرایمرها، از دماهای 50تا ° 99درجه ســـانتی گراد برای تهیه منحنی ذوب استفاده گردید. از RNA Polymrase IIبه عنوان ژن کنترل جهت تعیین بیان GLUT4استفاده گردید. الگوی توالی پرایمرها درجدول شماره 1بیان شده اند. CTهای مربوط به واکنش ها توسط نرم افزار دستگاه Real time-PCR استخراج و ثبت گردید.

 

 

جدول1- جدول پرایمرهای مورد استفاده

 

 

 

 

 

تجزيه و تحليل داده‏ها

داده‌های این تحقیق به صورت Mean±SEM ارائه و سپس با روش‌های مناسب آماری در محیط‌های نرم افزارهای SPSS و Dunnett.test ، استفاده از روش های ANOVA one-way آنالیز شدند وتفاوت نتایج بین گروه های مختلف با حداقل 05/0P<معنی دار تلقی شد.

نتایج

همانگونه که نمودار1 نشان می دهد تزریقSTZ ، موجب شده سطوح گلوکز خون در گروه های دیابتی نسبت به گروه های کنترل غیر دیابتی به طور معنی داری افزایش یابد  (001/0p<). از سوی دیگر سطوح گلوکز خون در گروه های دیابتی دریافت کننده دوزهای 250  (01/0p<) و  (001/0p<)500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ نسبت به گروه دیابتی کاهش معنی داری را نشان داد،  این کاهش در دوز 500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ بیشتر بود. با توجه به نتایج نمودار2 مشخص می شود که تفاوت معناداری بین حداقل یک گروه در متغیرهای مورد بررسی وجود دارد. در ادامه برای بررسی اینکه کدام گروه ها با هم اختلاف معنادار دارند از آزمون تعقیبی توکی استفاده شد. نتایج نشان داد بین گروه های کنترل ، دیابت و دیابت +عصاره  mg/kg 250 و دیابت +عصاره 500 mg/kg  تفاوت معناداری در سطوح  GLUT4وجود دارد.

میزان بیان ژن  GLUT4در گروه دیابتی  تحت تیمار با دوز 250 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ نسبت به گروه دیابتی افزایش یافت که از نظر آماری معنادار نبود. تیمار حیوانات دیابتی با دوز 500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ توانست به طور معنی داری میزان بیان ژن GLUT4 را در گروه های تیمار نسبت به گروه دیابتی کاهش دهد (001/0p<). نتایج (نمودار3) بررسی حاضر نشان داد  زمان تاخیر دم در دور کردن دم از منبع گرما در گروه دیابت نسبت به گروه کنترل سالم کاهش معنی داری را نشان داد و تجویز 28روزه ی دوزهای 500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ در گروه های دیابتی موجب افزایش آستانه درد نسبت به گروه دیابت گردید و دوز mg/kg250 عصاره بن سرخ تاثیری نداشت.

 

 

 

نمودار 1: مقایسه (میانگین ± انحراف معیار از میانگین) میزان گلوکز خون گروه کنترل، دیابتی، دیایتی، گروههای دیابتی دریافت کننده دوزهای 250و 500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ. علامت (*)بیانگر اختلاف معنی دار با گروه کنترل و علامت# بیانگر اختلاف معنی دار با گروه های دیابتی. آنالیز واریانس یک طرفه و تست پشتیبان توکی)

 

 

 

تأ نمودار2: مقایسه (میانگین ± انحراف معیار از میانگین) میزان بیان ژن GLUT4 گروه کنترل، دیابتی، دیایتی، گروههای دیابتی دریافت کننده دوزهای 250و 500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ. علامت (*)بیانگر اختلاف معنی دار با گروه کنترل و علامت# بیانگر اختلاف معنی دار با گروه های دیابتی. آنالیز واریانس یکطرفه و تست پشتیبان توکی)

 

 

نمودار3 : مقایسه (میانگین ± انحراف معیار از میانگین) ارزیابي آستانه درد با مدت زمان تاخير دور کردن دم از کانون گرمایي گروه کنترل، دیابتی، گروههای دیابتی دریافت کننده دوزهای 250و 500 میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ. علامت (*)بیانگر اختلاف معنی دار با گروه کنترل و علامت# بیانگر اختلاف معنی دار با گروه های دیابتی.آنالیز واریانس یک طرفه و تست پشتیبان توکی )

 

 

بحث

نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد، تجویز عصاره هیدروالکلی بن سرخ به مدت چهار هفته می­تواند میزان گلوکز خون در موش­های صحرایی دیابتی شده با STZ را بطور معنی­دار کاهش دهد.همچنین نتایج پژوهش حاضر نشان داد، دیابت سطح بیان ژن GLUT4را در رت های نژاد ویستار افزایش می دهد. میزان بیان ژن GLUT4 در گروه دیابتی تحت تیمار با دوز 500میلی گرم بر کیلوگرم عصاره بن سرخ نسبت به گروه دیابتی کاهش یافت. تحقیقات نشان داده‌اند گونه‌های Allium دارای مجموعه‌ای غنی از ترکیبات فعال زیستی هستند که به دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی و مکانیسم‌های متنوع خود در هدف قرار دادن سلول‌های سرطانی مورد توجه قرار گرفته‌اند. ترکیباتی مانند آلیسین، فلاونوئیدها و ترکیبات گوگردی آلی (OSCs) دارای خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدسرطانی قابل توجهی هستند که بر فرآیندهای القای آپوپتوز، توقف چرخه سلولی و مهار تکثیر تومور تأثیر می‌گذارند(14). مطالعات نشان داده‌اند فلاونوئیدهای موجود در Allium  قادر به مهار هضم کربوهیدرات و جذب گلوکز، همراه با تنظیم ترشح انسولین از طریق مسیرهای سیگنالینگ متعدد هستند(15). مطالعات متعدد نشان داده‌اند فلاونوئیدهای رژیمی با تحریک انتقال GLUT4 به سطح سلول، مهار گلیکوژنز در کبد و کاهش جذب گلوکز در روده کوچک از طریق فعال‌سازی AMPK، به بهبود متابولیسم گلوکز کمک می‌کنند. این یافته‌ها نشان می‌دهند چندین مکانیسم در تنظیم سطح گلوکز نقش دارند(16, 17). عصاره بن سرخ تأثیر قابل توجهی در بهبود علائم مرتبط با سنگ کلیه دارد. این عصاره با افزایش نرخ دفع سنگ، تقویت عملکرد کلیه، کاهش درد و کنترل سایر علائم همراه، نقش مهمی در تسکین ناراحتی‌های مرتبط با این بیماری ایفا می‌کند. همچنین، خواص ضدالتهابی و محافظتی کلیوی این گیاه می‌تواند به عنوان یک رویکرد مکمل در مدیریت مشکلات کلیوی مورد بررسی قرار گیرد(7). گونه‌های آلیوم مانند سیر و پیاز حاوی ترکیبات زیستی فعال مانند آلیسین هستند که به دلیل اثرات محافظتی بر سیستم عصبی شناخته شده‌اند. آلیسین دارای خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدالتهابی است که به کاهش استرس اکسیداتیو و التهاب کمک می‌کند. این ویژگی‌ها موجب افزایش علاقه به گونه‌های آلیوم، به‌ویژه بن سرخ، به عنوان درمان‌های طبیعی بالقوه برای حمایت از سلامت عصبی و پیشگیری از بیماری‌های نورودژنراتیو شده است(18). تحقیقات نشان می‌دهد درد و حساسیت اغلب ناشی از التهاب ناشی از آسیب‌های بافتی و عفونت‌ها هستند که اعصاب را تحریک کرده و باعث آزادسازی موادی مانند پروستاگلاندین‌ها می‌شوند و درد را افزایش می‌دهند. به دلیل عوارض جانبی داروهای مصنوعی طولانی‌مدت برای تسکین درد، مطالعات بسیاری به بررسی خواص ضد درد و ضدالتهابی عصاره‌های گیاهی به عنوان جایگزین‌های طبیعی پرداخته‌اند تا درد را بدون اثرات منفی داروهای مصنوعی کاهش دهند(19). مطالعه خاکساریان و همکاران (۲۰۱۶) تأثیر دوزهای ۰.۵ تا ۶ میلی‌گرم بر میلی‌لیتر عصاره بن سرخ و دوزهای ۰ تا ۱۰۰ میلی‌گرم بر میلی‌لیتر روغن اسانسی آن را بر فعالیت آنزیم‌های سیکلواکسیژناز-۱ (COX-1) و سیکلواکسیژناز-۲ (COX-2) بررسی کرد. نتایج نشان داد ، عصاره بن سرخ فعالیت COX-1 را کاهش داده اما فعالیت COX-2 را افزایش می‌دهد. در مقابل، روغن اسانسی این گیاه فعالیت COX-1 را افزایش داده اما تأثیری بر COX-2 ندارد(20). در مطالعه دیگری عصاره هیدروالکلی برگ‌های بن سرخ را بررسی کرده است، خواص ضد درد قابل‌توجهی را نشان داد. این اثرات از طریق نواحی مختلف مغز و سیستم اوپیوئیدی ایجاد می‌شوند(21). تریگونلین یک آلکالوئید پیریدینی قطبی و آب‌دوست است که از گونه‌های گیاهی مختلفی شامل Trigonella foenum-graecum، Allium sepapea، Coffea sp، و Lycopersicon esculentum مشتق می‌شود. این ترکیب با تنظیم مسیر سیگنالینگ PPAR-γ/GLUT4-leptin/TNF-α موجب کاهش استرس اکسیداتیو کلیوی، مهار آپوپتوز سلول‌های کلیوی و کاهش فیبروز کلیه می‌شود(22). در مطالعه ای نشان داده شده است، عصاره دانه کاسیا نقش مهمی در تنظیم مسیر سیگنالینگ LKB1–AMPK–GLUT4 در عضله اسکلتی موش‌های دیابتی دارد. این تنظیم موجب بهبود حساسیت انسولینی عضله اسکلتی شده (23). 

نتیجه گیری: عصاره بن سرخ می‌تواند به طور قابل توجهی قند خون درد و بیان ژن  Glut4   در موش‌های دیابتی را کاهش داد. مکانیسم این اثر ممکن است با ترمیم آسیب مسیر سیگنالینگGLUT4   کاهش استرس اکسیداتیو در بافت کبد مرتبط باشد و می‌تواند به عنوان یک رویکرد درمانی بالقوه در مدیریت دیابت مورد بررسی قرار گیرد.

سپاسگزاری

نویســندگان مقاله ازدانشگاه آزاد اسلامی واحد ایذه به خاطرهمکاری در انجام امور آزمایشـــگاهی کمال ســـپاس و قدردانی را دارند.

تعارض منافع

نویسندگان هیچ­گونه تعارض منافعی را برای این مقاله گزارش نمی­کنند.

 

 

 

فهرست منابع

1.         Li X, Huang B, Liu Y, Wang M, Cui JQ. Uric acid in diabetic microvascular complications: Mechanisms and therapy. J Diabetes Complications. 2025;39(2):108929.

2.         Robertson R, Zhou H, Zhang T, Harmon JS. Chronic oxidative stress as a mechanism for glucose toxicity of the beta cell in type 2 diabetes. Cell Biochem Biophys. 2007;48(2-3):139-46.

3.         Babaei-Balderlou F, Zare S, Heidari R, Farrokhi F. Effects of Melatonin and Vitamin E on Peripheral Neuropathic Pain in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Iranian Journal of Basic Medical Sciences. 2010;13(2):1-8.

4.         Morrow TJ. Animal models of painful diabetic neuropathy: the STZ rat model. Curr Protoc Neurosci. 2004;Chapter 9:Unit 9.18.

5.         Kotani K, Peroni OD, Minokoshi Y, Boss O, Kahn BB. GLUT4 glucose transporter deficiency increases hepatic lipid production and peripheral lipid utilization. J Clin Invest. 2004;114(11):1666-75.

6.         Khamaisi M, Potashnik R, Tirosh A, Demshchak E, Rudich A, Tritschler H, et al. Lipoic acid reduces glycemia and increases muscle GLUT4 content in streptozotocin-diabetic rats. Metabolism. 1997;46(7):763-8.

7. Nehzomi ZS, Shirani K. A comprehensive review of the pharmacological properties and medicinal uses of Allium jesdianum Boiss. & Buhse. Journal of Medicinal Plants. 2024 Jun 2;23(90):1-6.

8.         Kamranfar F, Jaktaji RP, Shirani K, Jamshidi A, Samiei F, Arjmand A, et al. Protective effect of a standardized Allium jesdianum extract in an Alzheimer's disease induced rat model. Neuroscience Letters. 2023;815:137491.

9. Amiri H. Chemical Composition and Antibacterial Activity of the Essential Oil of Allium jesdianum Boiss. & Buhse From Iran. Journal of Medicinal Plants. 2007;6(21):39-44.

10.         Gholami A, Arabestani MR, Ahmadi M. Evaluation of antibacterial activity of aqueous and methanol extracts of Allium Jesdianum plant on a number of pathogenic bacteria resistant to antibiotics. Pajouhan Scientific Journal. 2016;14(4):18-26.

11.         Kalantari Khalilabad H, Danesh M, Kheradmand P, Goodarzian M, Zeidooni L. Nephroprotective Effect of Hydroalcoholic Extract Allium jesdianum Boiss against Carbon Tetrachloride Induced Nephrotoxicity via Stress Oxidative in Mice. Pharmaceutical Sciences. 2018;24:89-96.

12. Asadi A, Rafieirad.M, Javid A. Effect of Oleuropein on blood glucose and gene expression of pyruvate kinase in Streptozotocin-induced diabetic male rats. Journal of Plasma & Biomarkers.2024;2(17):27-43.

13. Seifi Zanganeh M, Rafiei Rad M, Sazgar H. The effect of Kardeh (Biarum Bovei) Hydro-alcoholic extract on pain threshold in STZ induced diabetic rats. Journal of Herbal Drugs. 2015;3(6):137-42.

14. Iwar K, Ochar K, Seo YA, Ha BK, Kim SH. Alliums as Potential Antioxidants and Anticancer Agents. Int J Mol Sci. 2024;25(15).

15.         Li M, Zhu X, Tian J, Liu M, Wang G. Dietary flavonoids from Allium mongolicum Regel promotes growth, improves immune, antioxidant status, immune-related signaling molecules and disease resistance in juvenile northern snakehead fish (Channa argus). Aquaculture. 2018;501.

16.         Bondonno NP, Dalgaard F, Murray K, Davey RJ, Bondonno CP, Cassidy A, et al. Higher Habitual Flavonoid Intakes Are Associated with a Lower Incidence of Diabetes. The Journal of Nutrition. 2021;151(11):3533-42.

17.         Hatanaka R, Taguchi A, Nagao Y, Yorimoto K, Takesato A, Masuda K, et al. The flavonoid Sudachitin regulates glucose metabolism via PDE inhibition. Heliyon. 2024;10(16):e35978.

18.         Yousefsani BS, Ghobadi A, Shirani K. Uncovering the neuroprotective powers of Allium sativum: exploring its potential to alleviate malathion- associated Parkinson's-like behavioral symptoms in a rat model. Journal of Medicinal Plants. 2024;23(89):68-82.

19.         Hassani FV, Rezaee R, Sazegara H, Hashemzaei M, Shirani K, Karimi G. Effects of silymarin on neuropathic pain and formalin-induced nociception in mice. Iran J Basic Med Sci. 2015;18(7):715-20.

20.         Khaksarian M, Gholami E, Alipour M, Sabooteh T, Asadi-Samani M. Investigation of the effects of the essence and extract of Allium jesdianum on the activity of COX-1 and COX-2 enzymes. 2017;8:1095-101.

21.         Khaksarian M, Alsadat MHM, Farazifard R, Safarpour F. A Study of Chemistry and Antinociceptive Properties of Medicinal Plant Allium Jesdianum Leaves and the Probable Role of Opioidergic System. Yafteh. 2008;9:21-6.

22.         Li Y, Li Q, Wang C, Lou Z, Li Q. Trigonelline reduced diabetic nephropathy and insulin resistance in type 2 diabetic rats through peroxisome proliferator-activated receptor-γ. Exp Ther Med. 2019;18(2):1331-7.

23.         Wang QY, Tong AH, Pan YY, Zhang XD, Ding WY, Xiong W. The effect of cassia seed extract on the regulation of the LKB1-AMPK-GLUT4 signaling pathway in the skeletal muscle of diabetic rats to improve the insulin sensitivity of the skeletal muscle. Diabetol Metab Syndr. 2019;11:108.

 

 

 

 

 

 

 

Protective effects of hydroalcoholic extract of Allium jesdianum on GLUT4 gene expression and pain modulation in a rat model of diabetes.

Maryam Rafieirad1, Mashaan Noman Souod2, Zahra Shaibani3

 

1- Associate Professor, Department of Biology, Iz.C., Islamic Azad University, Izeh, Iran. Corresponding Author: [e-mail] 

2- Master's Degree, Department of Biology, Shi.C., Islamic Azad University, Shiraz, Iran

3- Assistant Professor, Department of Biology, Payam Noor University, Tehran, Iran

 

 Received:2025.06.15                                                                                 Accepted: 2025.09.06

 

Abstract

Background & Aim: The GLUT4 gene is one of the most important glucose transporters expressed in insulin-sensitive tissues, including the liver. This study aimed to investigate the effect of Allium jesdianum extract on glucose levels, pain, and GLUT4 expression in diabetic rats.

 Materials and Methods: In this experimental study, 32 male Wistar rats (250–300 g) were divided into four groups: healthy control, untreated diabetic, diabetic treated with 250 mg/kg red root extract, and diabetic treated with 500 mg/kg red root extract. Diabetes was induced by intraperitoneal injection of STZ (60 mg/kg). Five days after injection, rats with glucose levels above 200 mg/dL were considered diabetic. The treatment groups received red root extract via gavage for 28 days. At the end of the experiment, glucose levels were measured, and GLUT4 gene expression in liver tissue was analyzed using Real-time PCR. Data were analyzed using two-way ANOVA and Tukey's post hoc test (P<0.05). 

Results: STZ significantly increased glucose levels in diabetic rats. Treatment with red root extract at 250 mg/kg (P<0.01) and 500 mg/kg (P<0.001) significantly reduced glucose levels. Diabetic rats showed greater sensitivity to pain, but treatment with 500 mg/kg red root extract increased pain threshold. Administration of red root extract decreased GLUT4 gene expression in diabetic rats. 

Conclusion: Allium jesdianum extract effectively lowers glucose levels and alleviates diabetic neuropathic pain in diabetic rats. Additionally, it appears to reduce GLUT4 gene expression in liver tissue, influencing glucose regulation mechanisms.

Keywords: Allium jesdianum, Diabetes, pain, GLUT4, Rat.