Published February 8, 2007 | Version v1
Publication Open

Protective effect of quercetin on the morphology of pancreatic β-cells of streptozotocin-treated diabetic rats

Creators

  • 1. Obafemi Awolowo University

Description

This study was undertaken to investigate the protective effects of quercetin (QCT) on the morphology of pancreatic beta-cells against diabetes mellitus and oxidative stress experimentally-induced by streptozotocin (STZ) treatment in Wistar rats. Fifty male and female Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into three experimental groups (i. e., control, STZ-treated, and STZ + Quercetin-treated groups). Diabetes was induced in the diabetic groups (B and C) of animals, by a single intraperitoneal injection of STZ (75 mg/kg), while each of the rats in the 'control' group received equal volume of citrate buffer (pH 6.3) solution intraperitoneally. In group C rats, quercetin (QCT, 25 mg/kg/day i.p.) was injected daily for 3 days prior to STZ treatment, and QCT administration continued until the end of the study period (30 days). Diabetes mellitus was confirmed by using Bayer's Glucometer Elite and compatible blood glucose test strips. The rats were sacrificed serially until the end of the study period (after 30 days). The pancreases of the sacrificed rats were excised and randomly processed for histological staining and biochemical assays for antioxidant enzymes [such as glutathione peroxidase (GSHPx), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), malondialdehyde (MDA) and serum nitric oxide (NO)]. In the diabetic state, pancreatic beta-cells of STZ-treated group B rats histologically demonstrated an early chromatin aggregation, cytoplasmic vesiculation in the central beta-cells, nuclear shrinkage, and lysis of beta-cells with distortion of granules. The morphology of QCT-treated rats' pancreases showed viable cellularity with distinct beta-cell mass. STZ treatment significantly decreased (p<0.05) GSHPx, SOD, CAT and pancreatic insulin content. However, STZ treatment increased blood glucose concentrations, MDA and serum NO. The QCT-treated group of animals showed a significant decrease (p<0.05) in elevated blood glucose, MDA and NO. Furthermore, QCT treatment significantly increased (p<0.05) antioxidant enzymes' activities, as well as pancreatic insulin contents. Quercetin (QCT) treatment protected and preserved pancreatic beta-cell architecture and integrity. In conclusion, the findings of the present experimental animal study indicate that QCT treatment has beneficial effects on pancreatic tissues subjected to STZ-induced oxidative stress by directly quenching lipid peroxides and indirectly enhancing production of endogenous antioxidants.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أجريت هذه الدراسة للتحقيق في الآثار الوقائية للكيرسيتين (QCT) على مورفولوجيا خلايا بيتا البنكرياسية ضد داء السكري والإجهاد التأكسدي الناجم تجريبياً عن علاج الستربتوزوتوسين (STZ) في فئران ويستار. تم تقسيم خمسين فأرًا من ذكور وإناث ويستار (200-250 جم) بشكل عشوائي إلى ثلاث مجموعات تجريبية (على سبيل المثال، مجموعات التحكم، ومجموعات STZ المعالجة، ومجموعات STZ + كيرسيتين المعالجة). تم تحفيز مرض السكري في مجموعات السكري (ب و ج) من الحيوانات، عن طريق حقنة واحدة داخل الصفاق من ستز (75 ملغ/كغ)، في حين أن كل من الفئران في المجموعة "الضابطة" تلقت حجمًا متساويًا من محلول عازلة السترات (الرقم الهيدروجيني 6.3) داخل الصفاق. في جرذان المجموعة ج، تم حقن كيرسيتين (اختبار كيو سي تي، 25 ملغ/كغ/يوم عن طريق الحقن الوريدي) يوميًا لمدة 3 أيام قبل علاج ستز، واستمر إعطاء كيو سي تي حتى نهاية فترة الدراسة (30 يومًا). تم تأكيد داء السكري باستخدام جهاز قياس نسبة السكر في الدم من باير وشرائط اختبار نسبة الجلوكوز في الدم المتوافقة. تم التضحية بالجرذان بشكل متسلسل حتى نهاية فترة الدراسة (بعد 30 يومًا). تم استئصال البنكرياس من الفئران التي تم التضحية بها ومعالجتها بشكل عشوائي للتلطيخ النسيجي والمقايسات الكيميائية الحيوية للأنزيمات المضادة للأكسدة [مثل الجلوتاثيون بيروكسيداز (GSHPx)، وفوق أكسيد ديسموتاز (SOD)، وكاتالاز (CAT)، ومالونديالديهايد (MDA) وأكسيد النيتريك في المصل (NO)]. في حالة مرض السكري، أظهرت خلايا بيتا البنكرياسية من فئران المجموعة ب المعالجة بـ STZ من الناحية النسيجية تراكم الكروماتين المبكر، والحويصلات السيتوبلازمية في خلايا بيتا المركزية، والانكماش النووي، وتحلل خلايا بيتا مع تشويه الحبيبات. أظهرت مورفولوجيا بنكرياس الفئران المعالج بـ QCT خلوية قابلة للحياة بكتلة خلايا بيتا متميزة. انخفض علاج ستز بشكل ملحوظ (ع<0.05) GSHPx، SOD، CAT ومحتوى الأنسولين في البنكرياس. ومع ذلك، زاد علاج STZ من تركيزات الجلوكوز في الدم، MDA والمصل رقم. أظهرت مجموعة الحيوانات التي عولجت بأشعة QCT انخفاضًا كبيرًا (p<0.05) في ارتفاع نسبة الجلوكوز في الدم و MDA و NO. علاوة على ذلك، زاد علاج QCT بشكل كبير من أنشطة الإنزيمات المضادة للأكسدة (p<0.05)، بالإضافة إلى محتويات الأنسولين في البنكرياس. علاج كيرسيتين (QCT) يحمي ويحافظ على بنية خلايا بيتا البنكرياسية وسلامتها. في الختام، تشير نتائج الدراسة التجريبية الحالية على الحيوانات إلى أن علاج QCT له آثار مفيدة على أنسجة البنكرياس المعرضة للإجهاد التأكسدي الناجم عن STZ عن طريق إخماد بيروكسيدات الدهون بشكل مباشر وتعزيز إنتاج مضادات الأكسدة الداخلية بشكل غير مباشر.

Translated Description (French)

Cette étude a été entreprise pour étudier les effets protecteurs de la quercétine (QCT) sur la morphologie des cellules bêta pancréatiques contre le diabète sucré et le stress oxydatif induit expérimentalement par le traitement par streptozotocine (STZ) chez les rats Wistar. Cinquante rats Wistar mâles et femelles (200-250 g) ont été répartis au hasard en trois groupes expérimentaux (c'est-à-dire les groupes témoins, traités par STZ et traités par STZ + quercétine). Le diabète a été induit dans les groupes diabétiques (B et C) des animaux, par une seule injection intrapéritonéale de STZ (75 mg/kg), tandis que chacun des rats du groupe « témoin » a reçu un volume égal de solution tampon citrate (pH 6,3) par voie intrapéritonéale. Chez les rats du groupe C, la quercétine (QCT, 25 mg/kg/jour i.p.) a été injectée quotidiennement pendant 3 jours avant le traitement par STZ, et l'administration de QCT s'est poursuivie jusqu'à la fin de la période d'étude (30 jours). Le diabète sucré a été confirmé en utilisant le glucomètre Elite de Bayer et des bandelettes de test de glycémie compatibles. Les rats ont été sacrifiés en série jusqu'à la fin de la période d'étude (après 30 jours). Les pancréas des rats sacrifiés ont été excisés et traités au hasard pour la coloration histologique et les tests biochimiques pour les enzymes antioxydantes [telles que la glutathion peroxydase (GSHPx), la superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT), le malondialdéhyde (MDA) et l'oxyde nitrique sérique (NO)]. Dans l'état diabétique, les cellules bêta pancréatiques de rats du groupe B traités par STZ ont démontré histologiquement une agrégation précoce de la chromatine, une vésiculation cytoplasmique dans les cellules bêta centrales, un rétrécissement nucléaire et une lyse des cellules bêta avec distorsion des granules. La morphologie des pancréas de rats traités par QCT a montré une cellularité viable avec une masse cellulaire bêta distincte. Le traitement par STZ a significativement diminué (p<0,05) la teneur en insuline GSHPx, SOD, CAT et pancréatique. Cependant, le traitement par STZ a augmenté les concentrations de glucose dans le sang, le MDA et le NO sérique. Le groupe d'animaux traités par QCT a montré une diminution significative (p<0,05) de la glycémie élevée, de la MDA et de la NO. De plus, le traitement par QCT a significativement augmenté (p<0,05) les activités des enzymes antioxydantes, ainsi que les teneurs en insuline pancréatique. Le traitement par la quercétine (QCT) a protégé et préservé l'architecture et l'intégrité des cellules bêta pancréatiques. En conclusion, les résultats de la présente étude expérimentale chez l'animal indiquent que le traitement par QCT a des effets bénéfiques sur les tissus pancréatiques soumis au stress oxydatif induit par STZ en éteignant directement les peroxydes lipidiques et en augmentant indirectement la production d'antioxydants endogènes.

Translated Description (Spanish)

Este estudio se realizó para investigar los efectos protectores de la quercetina (QCT) sobre la morfología de las células beta pancreáticas contra la diabetes mellitus y el estrés oxidativo inducido experimentalmente por el tratamiento con estreptozotocina (STZ) en ratas Wistar. Cincuenta ratas Wistar macho y hembra (200-250 g) se dividieron aleatoriamente en tres grupos experimentales (es decir, grupos de control, tratados con STZ y tratados con STZ + Quercetina). La diabetes se indujo en los grupos diabéticos (B y C) de animales, mediante una sola inyección intraperitoneal de STZ (75 mg/kg), mientras que cada una de las ratas en el grupo "control" recibió un volumen igual de solución amortiguadora de citrato (pH 6.3) por vía intraperitoneal. En las ratas del grupo C, se inyectó quercetina (QCT, 25 mg/kg/día i.p.) diariamente durante 3 días antes del tratamiento con STZ, y la administración de QCT continuó hasta el final del período de estudio (30 días). La diabetes mellitus se confirmó mediante el uso de Glucometer Elite de Bayer y tiras reactivas de glucosa en sangre compatibles. Las ratas se sacrificaron en serie hasta el final del periodo de estudio (después de 30 días). Los páncreas de las ratas sacrificadas se extirparon y procesaron aleatoriamente para tinción histológica y ensayos bioquímicos de enzimas antioxidantes [como glutatión peroxidasa (GSHPx), superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), malondialdehído (MDA) y óxido nítrico sérico (NO)]. En el estado diabético, las células beta pancreáticas de las ratas del grupo B tratadas con STZ demostraron histológicamente una agregación temprana de cromatina, vesiculación citoplasmática en las células beta centrales, encogimiento nuclear y lisis de las células beta con distorsión de los gránulos. La morfología de los páncreas de las ratas tratadas con QCT mostró una celularidad viable con una masa de células beta distinta. El tratamiento con STZ disminuyó significativamente (p<0.05) el contenido de GSHPx, SOD, CAT e insulina pancreática. Sin embargo, el tratamiento con STZ aumentó las concentraciones de glucosa en sangre, MDA y suero NO. El grupo de animales tratado con QCT mostró una disminución significativa (p<0.05) en la glucosa en sangre elevada, MDA y NO. Además, el tratamiento con QCT aumentó significativamente (p<0.05) las actividades de las enzimas antioxidantes, así como el contenido de insulina pancreática. El tratamiento con quercetina (QCT) protegió y preservó la arquitectura e integridad de las células beta pancreáticas. En conclusión, los hallazgos del presente estudio experimental en animales indican que el tratamiento con QCT tiene efectos beneficiosos sobre los tejidos pancreáticos sometidos a estrés oxidativo inducido por STZ al extinguir directamente los peróxidos lipídicos y mejorar indirectamente la producción de antioxidantes endógenos.

Files

23296.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e7b968b88bf23c2a26a78285684916ff
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التأثير الوقائي للكيرسيتين على مورفولوجيا خلايا بيتا البنكرياسية للفئران المصابة بالسكري والمعالجة بالستربتوزوتوسين
Translated title (French)
Effet protecteur de la quercétine sur la morphologie des cellules β pancréatiques de rats diabétiques traités à la streptozotocine
Translated title (Spanish)
Efecto protector de la quercetina sobre la morfología de las células β pancreáticas de ratas diabéticas tratadas con estreptozotocina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2057662918
DOI
10.4314/ajtcam.v4i1.31196

Is supplement to
https://openalex.org/W3142754484 (Other)
https://openalex.org/W3035987052 (Other)
https://openalex.org/W2950138714 (Other)
https://openalex.org/W2740358460 (Other)
https://openalex.org/W2366253291 (Other)
https://openalex.org/W2356539028 (Other)
https://openalex.org/W2352851082 (Other)
https://openalex.org/W2138233061 (Other)
https://openalex.org/W2028249799 (Other)
https://openalex.org/W1526983087 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1027091479
  • https://openalex.org/W118881033
  • https://openalex.org/W120544464
  • https://openalex.org/W1480198469
  • https://openalex.org/W1595582953
  • https://openalex.org/W188093085
  • https://openalex.org/W1904188511
  • https://openalex.org/W1904857264
  • https://openalex.org/W1929009802
  • https://openalex.org/W1964994058
  • https://openalex.org/W1972272933
  • https://openalex.org/W1975257561
  • https://openalex.org/W1979870994
  • https://openalex.org/W1981755605
  • https://openalex.org/W1983310681
  • https://openalex.org/W1989530212
  • https://openalex.org/W1990134634
  • https://openalex.org/W1990619967
  • https://openalex.org/W1990802251
  • https://openalex.org/W1992390260
  • https://openalex.org/W1995365399
  • https://openalex.org/W1995464415
  • https://openalex.org/W1999102157
  • https://openalex.org/W2002122872
  • https://openalex.org/W2004965438
  • https://openalex.org/W2005797238
  • https://openalex.org/W2010086727
  • https://openalex.org/W2020967224
  • https://openalex.org/W2026703782
  • https://openalex.org/W2031503758
  • https://openalex.org/W2036468771
  • https://openalex.org/W2039486174
  • https://openalex.org/W2039773086
  • https://openalex.org/W2040097400
  • https://openalex.org/W2047670672
  • https://openalex.org/W2050473688
  • https://openalex.org/W2057132674
  • https://openalex.org/W2058321525
  • https://openalex.org/W2058875461
  • https://openalex.org/W2059415352
  • https://openalex.org/W2077149049
  • https://openalex.org/W2082559953
  • https://openalex.org/W2085490648
  • https://openalex.org/W2087427054
  • https://openalex.org/W2096662229
  • https://openalex.org/W2110342945
  • https://openalex.org/W2113544353
  • https://openalex.org/W2115337518
  • https://openalex.org/W2141183114
  • https://openalex.org/W2141360703
  • https://openalex.org/W2143541002
  • https://openalex.org/W2144585690
  • https://openalex.org/W2156044622
  • https://openalex.org/W2161257972
  • https://openalex.org/W2163785392
  • https://openalex.org/W2164884154
  • https://openalex.org/W2171329429
  • https://openalex.org/W2302447233
  • https://openalex.org/W2333302658
  • https://openalex.org/W2353852039
  • https://openalex.org/W2399610112
  • https://openalex.org/W829757908