Hidrolize ipek peptitlerinin glukoz mekanizmasına etkisi

Hyun ve arkadaşlarının yaptıkları çalışmada temel ipek proteini olan fibroinin 3T3-L1 adiposit hücreleri üzerine etkisini inceledikleri in vitro çalışmada; ipek proteini, hidrolizatı ve fraksiyonları şeklinde üç farklı form kullanılmıştır. Çalışma sonucunda adiposiz metabolizması üzerine birden fazla etkisi olduğunu gözlemlemişlerdir. Bu etkilerin bir ikisinden bahsetmek gerekirse 3T3-L1 adipositlerinde, fibroin fizyolojik insülin konsantrasyonuna karşı insüline duyarlı glukoz alımını artırdığı ortaya konmuştur. Bunun yanı sıra kronik insülin maruziyetine karşı insülin direnci gelişimini bloke etmiştir. Kısaca özetlemek gerekirse; İpek protein hidrolizatının adipozitlerinde glukoz metabolizmasını ve insülin duyarlılığını arttırdığı, glukotoksisitenin neden olduğu beta hücre ölümünü önlediği ve beta hücre fonksiyonunu arttırdığı bildirilmiştir.

Ayrıca ipek protein hidrolizatının glukoz taşınma yolunu düzenlemesi ile insülin ile uyarılan glukoz tutulumunu artırdığı ve adipogenezisin ana transkripsiyon faktörlerinin inhibasyonu yolu ile yağ birikimini azalttığı gösterilmiştir. İpek protein hidrolizatının, leptinin düzenlenmesini direkt olarak etkileyerek yağ birikimini azalttığı ve GLUT4 ekspresyonundaki artış ile ilişkili olduğu ifade edilmektedir.

Yapılan bir başka araştırmada, ipek kozasından ekstrakte edilen serisinin, kan glukoz düzeylerini önemli ölçüde düşürdüğünü ve sinir sistemini diabetes mellitusa karşı koruduğunu göstermiştir. Bu çalışmada 25 mg / kg streptozotosin’in ardışık üç gün süreyle intraperitoneal enjeksiyonu ile sıçanlarda tip 2 diyabet geliştirilmiş ve sıçanlar serisin ile 35 gün süreyle tedavi edilmiştir. Tedaviden sonra, diyabetik sıçanlardaki kan glukoz düzeylerinin önemli ölçüde azaldığı, insülin benzeri büyüme faktörü-1 düzeyi ile hipokampusta büyüme hormonu reseptör ekspresyonunun önemli ölçüde arttığı belirlenmiştir. Deneysel bulgular, serisinin, diyabetik sıçanlarda hipokampal hasarı hafifletmek için büyüme hormonu / insülin benzeri büyüme faktörü 1 ekseni bozukluklarını iyileştirdiğini göstermektedir.

İpek fibroin hidrolizatlarının, C57BL / KsJ-db / db farelerinde pankreatik β hücresi kütlesini arttırarak anti-diyabetik bir etki yapmaktadır

İpek protein hidrolizatlarının anti-hiperglisemik ve anti-hiperlipidemik etkilerinin araştırıldığı bir araştırmada, C57BL/KsJ-db/db farelerde in vivo olarak ipek protein hidrolizatlarının dört hafta süresince antidiyabetik etkileri değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda ipek protein hidrolizatı E5K6’nın, pankreatik hücrelerde beta hücre aktivitesini indükleyerek insülin salınma aktivitesini arttırdığı tespit edilmiştir (Park ve ark.).

İpek proteinin hipokolesterolomik etki gibi fizyolojik etkileri de yer almaktadır. Yüksek yağlı beslenen farelerde farklı fibroin/serisin kompozisyonlarında ipek proteininin vücut ağırlığı ve lipit metabolizması üzerine etkilerini araştıran bir çalışmada; hayvanlara 6 hafta süresince, yüksek yağlı, sadece fibroinli ve yarı yarıya fibroin/serisin ile desteklenmiş yüksek yağlı diyet verilmiştir. Yüksek yağlı diyete kıyasla, ipek proteini ile beslenen farelerde vücut ağırlığı azalmış, lipit profili iyileşmiştir. Diyette serisin miktarı arttıkça HDL-kolesterol düzeyi artarken genel olarak vücut yağı, trigliserid ve total plazma kolesterol düzeyleri, aterojenik indeks ve serbest yağ asidi seviyesi miktarı azalma eğilimi göstermiştir. Bu hipolipidemik etki kısmen artan fekal lipid atımı, lipogenezin inhibisyonu ve adipokin üretiminin düzenlenmesinden kaynaklanmıştır. Bu bulgular ipek proteininin, özellikle serisinin, yüksek yağlı diyet kaynaklı hiperlipidemi ve obezitenin önlenmesinde yararlı olabileceğini göstermektedir (Lee ve ark.).

Diğer taraftan fibroinin kan basıncını düşürücü etkisi yapılan deneysel çalışmalarla da gösterilmiştir (Park ve ark.). Sonuç olarak ipek böceği proteinlerinin aktif biyolojik etkilerini gösteren çalışmaların mevcut ancak yetersiz olması sebebiyle bu çalışma planlanmış ve yürütülmüştür. Çalışmanın hipotezi, ipek proteini tüketiminin bazı biyokimyasal parametreler, vücut ağırlığı ile yem ve su tüketimi üzerinde etkili olup olmadığını, etkisi var ise bunu hangi miktarın tüketimi ile ortaya çıkardığını belirlemektir.

---

KAYNAKLAR

Astrup, A., Yogurt and dairy product consumption to prevent cardiometabolic diseases: epidemiologic and experimental studies, Am J Clin Nutr 2014 May;99(5 Suppl):1235S-42S.doi: 10.3945/ajcn.113.073015.Epub 2014 Apr 2

Bayçın, D., Altıok, E., Ülkü, S. and Bayraktar, O. (2007). Absorption of Olive Leaf (Olea europaea L.) Antioxidants on Silk Fibroin, J. Agric. Food Chem., 55, 1227-1236.

Chang-Kee Hyun, Il-Yong Kim, and Susan C. Frost ; Soluble Fibroin Enhances Insulin Sensitivity and Glucose Metabolism in 3T3-L1 Adipocytes ; American Society for Nutritional Sciences, 2004

Hyun, C., Kim, Y., Frost. S., Soluble Fibroin Enhances Insulin Sensitivity and Glucose Metabolism in 3T3-L1 Adipocytes, journal of nutrition 2004 Dec;134(12):3257-63.doi: 10.1093/jn/134.12.3257.

Jacques, P.F., Wang, H., Yogurt and weight management, Am J Clin Nutr 2014 May;99(5 Suppl):1229S-34S. doi: 10.3945/ajcn.113.073031.Epub 2014 Apr 2.

Jang, S., Oh. M., Baek, H.,Ha,K., Lee, J.,Oral Administration of Silk Peptide Enhances the Maturation and Cytolytic Activity of Natural Killer Cells , Immune Netw. 2018 Oct;18(5):e37 https://doi.org/10.4110/in.2018.18.e37 pISSN 1598-2629·eISSN 2092-6685

Jung, E.Y., Lee, H., Kim, j., Lee, K., Suh,H.; Feeding silk protein hydrolysates to C57BL/Ksj-db/db mice improves blood glucose and lipid profiles, Nutrition Research 30 (2010) 783–790

Kang, M.L., Im, G.I. (2014). Drug delivery systems for intra-articular treatment of osteoarthritis, Expert Opin. Drug Deliv., 11, 269–282.

Karlund, A., Gomez-Gallego, C., Turpeinen, Anu.M., Palo-oja,O., Nezami, H., Kolehmainen, M.; protein supplements and their relation with nutrition, microbiota composition and health: is more protein always better for sportspeople?, Nutrients 2019, 11, 829; doi:10.3390/nu11040829

Kim, D.H., Kim, O.H., Yeo, J.H., Lee, K.G., Park, G.D., Kim, D.J., Chung, Y.H., Kim, K.Y., Lee, W.B. and Youn, Y.C. (2010). The improvement of short- and long-term memory of young children by BF-7, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 39, 376–382. (In Korean)

Lee, K., Jin, H., Chei, S., Lee, J., Oh, H., Lee, B., Dietary Silk Peptide Prevents High-Fat Diet-Induced Obesity and Promotes Adipose Browning by Activating AMP-Activated Protein Kinase in Mice, Nutrients. 2020 Jan; 12(1): 201.

Lee, M.Y., Lee, S.H., Lee, J.S., Min, K.J., Lee, K.G., Yeo, J.H., Kwon, H.J., Lee, J.K., Kang, Y.K., Lee and D.Y. (2004). BF-7 improved memory function and protected neurons from oxidative stress, Korean J. Phys. Anthropol., 17, 313–320.

Lee, M.Y., Lee, S.H., Lee, J.S., Min, K.J., Lee, K.G., Yeo, J.H., Kwon, H.J., Lee, J.K., Kang, Y.K., Lee and D.Y. (2004). BF-7 improved memory function and protected neurons from oxidative stress, Korean J. Phys. Anthropol., 17, 313–320.

Pala, V., Sieri S., Berrino, F., Vineis, P., Sacerdote, C., Palli, D., Masala, G., Panico, S., Mattiello, A., Tumino, R., giurdanella,M., Agnoli, C., Grioni, S., Krogh, V., Yogurt consumption and risk of colorectal cancer in the Italian European prospective investigation into cancer and nutrition cohort; Int J Cancer  2011 Dec 1;129(11):2712-9.doi: 10.1002/ijc.26193. Epub 2011 Aug 5.

Park, S., Booung, K., Lee, Y.K., Lee, S., Chun, J.M., Suh, J., Park H., Silk Fibroin Promotes the Regeneration of Pancreatic β-Cells in the C57BL/KsJ- Lepr ^db/db Mouse2020 Jul 17;25(14):3259.doi: 10.3390/molecules25143259.

Petti, S., Cairelle, G., Tarsitani,G., Rampant early childhood dental decay; an example from Italy; J Public Health Dent Summer 2000;60(3):159-66.doi: 10.1111/j.1752-7325.2000.tb03322.

Seo, C., Um,I., Rico, C., Kang,M.; Antihyperlipidemic and Body Fat-Lowering Effects of Silk proteins with different Fibroin/sericin compositions in mice fed with High Fat Diet, J. Agric. Food Chem. 2011, 59, 4192–4197

Sun-Hee Jang, Mi-Sun Oh, Hyang-Im Baek, Ki-Chan Ha, Jeong-Yong Lee, Yong-Suk Jang ; Oral Administration of Silk Peptide Enhances the Maturation and Cytolytic Activity of Natural Killer Cells;https://immunenetwork.org ,2018

Takechi, T., Wada, R., Fukuda, T., Harada, K., Takamura, H., Antioxidant activities of two sericin proteins extracted from cocoon of silkworm (Bombyx mori) measured by DPPH, chemiluminescence, ORAC and ESR methods, Biomedical reports 2:364-369,2014

Tremblay, A., Doyon, C., Sanchez, M., Impact of yogurt on appetite control, energy balance, and body composition, Nutr Rev, 2015 Aug;73 Suppl 1:23-7.doi: 10.1093/nutrit/nuv015.

Yang, Y., Tang, L., Ting, L. and Liu, H. (2009). Silkworms culture as a source of protein for humans in space, Adv. Space Res., 43, 1236–1242.

Yeganeh,H., Elmadfa, İ., Djazayery, A., Jalali,M., Heshmat, R., Chamary,M.,The effects of probiotic and conventional yoghurt on lipid profile in women, Br J Nutr 2010 Jun;103(12):1778-83.doi: 10.1017/S0007114509993801. Epub 2010 Jan 26.