La quercétine améliore le statut redox du myocarde chez les rats atteints de diabète de type 2

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Objectif. Des données émergentes indiquent questress oxydatifest étroitement associée à la pathogenèse des maladies cardiovasculaires dans le diabète sucré de type 2 (T2DM). La présente étude visait à évaluer l'effet du flavonoïde le plus abondant dans l'alimentation humainequercétine(Q) sur le statut redox du myocarde chez les rats atteints de DT2.

Méthodes. Le DT2 a été induit chez des rats Wistar mâles par un régime hypercalorique (pendant 14 semaines) et deux injections de streptozotocine (25 mg/kg pc) appliquées pendant quatre semaines de régime, une fois par semaine pendant deux semaines. Le Q a été administré par voie intragastrique par gavage à une dose de 10 ou 50 mg/kg de poids corporel pendant 8 semaines à partir du 8ème jour après la dernière injection de streptozotocine. Les rats témoins ont reçu un tampon citrate et sept jours après la dernière injection de STZ, les taux de glucose de base ont été mesurés chez tous les animaux.

Résultats. L'administration de Q a augmenté la sensibilité à l'insuline chez les rats diabétiques avec un effet plus prononcé à une dose de 50 mg/kg pc Le Q a également diminué l'oxydation des radicaux libres dans les mitochondries cardiaques des animaux diabétiques, limitant ainsi la formation de produits protéiques d'oxydation avancée à une dose- manière dépendante et normalise l'activité des enzymes antioxydantes (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase, glutathion réductase) dans les mitochondries cardiaques indépendamment de la dose utilisée. De plus, le Q aux deux doses a empêché le développement du stress oxydatif chez le rat T2DMcardiomyocytesen réduisant les activités NADPH oxydase et xanthine oxydase.

conclusion. Les résultats démontrent que Q aux deux doses de 10 mg/kg et 50 mg/kg peut protéger du développement du stress oxydatif dans les cardiomyocytes chez les rats diabétiques. Les données actuelles indiquent que l'utilisation de Q peut contribuer à l'amélioration du risque cardiovasculaire chez les patients atteints de DT2.

Mots clés: quercétine, diabète de type 2, cardiomyocytes, stress oxydatif

Diabètemellitus (DM) est l'une des urgences sanitaires mondiales à la croissance la plus rapide du 21* siècle. Selon la Fédération internationale du diabète, 463 millions de personnes dans le monde souffraient de diabète en 2019, et ce nombre devrait atteindre 700 millions d'ici 2045. Le DM est associé à un large éventail de maladies cardiovasculaires qui, collectivement, augmentent le risque de décès cardiovasculaire de 132 pourcentage chez les diabétiques par rapport aux personnes sans diabète (IDF Diabetes Atlas 2019).

Le DM est connu pour provoquer des changements spécifiques dans la structure et la fonction du myocarde indépendamment de la maladie coronarienne ou l'hypertension est communément définie comme une cardiomyopathie diabétique (DCM). La DCM se manifeste par un dysfonctionnement diastolique suivi d'anomalies de la fonction systolique, ce qui peut conduire à une insuffisance cardiaque. (Liu et al.2014). Il est également connu que les perturbations métaboliques dans les cardiomyocytes au DCM (hypertrophie, inflammation, apoptose, fibrose) sont étroitement associées au développement du stress oxydatif (Kayama et al.2015).

Les espèces réactives de l'oxygène (ROS), y compris l'anion superoxyde, le radical hydroxyle et le peroxyde d'hydrogène, sont des molécules de signalisation essentielles jouant un rôle important dans la physiologie et la maladie cardiaques. Les deux sources cytosoliques, y compris les NADPH oxydases (NOX), la xanthine oxydase (XO), les cyclooxygénases et les enzymes du cytochrome P450, et les sources mitochondriales, telles que la chaîne respiratoire et les monoamine oxydases, contribuent au pool intracellulaire de ROS. Dans des conditions physiologiques, la signalisation ROS cardiaque régule le développement cardiaque et la maturation des cardiomyocytes, la gestion du calcium cardiaque, le couplage excitation-contraction et le tonus vasculaire. Cependant, les conditions pathologiques de la production non régulée de ROS conduisent à des niveaux élevés de ROS, ce qui peut entraînerstress oxydatifpar des dommages oxydatifs de l'ADN, des protéines et des lipides, ainsi que par un dysfonctionnement mitochondrial et la mort cellulaire (Peoples et al. 2019). En effet, la production dérégulée de ROS et le stress oxydatif ont été impliqués dans de nombreuses maladies cardiaques, y compris la cardiomyopathie diabétique (Ritchie et Abel 2020).

La production excessive de ROS par les mitochondries peut affecter directement la fonction contractile du myocarde par modification oxydative des enzymes et des canaux ioniques qui participent à la régulation du cycle excitation-relaxation (Brown et Griendling 2015 ; Bai et al. 2016). De plus, Les ROS stimulent la prolifération des cardiomyocytes et activent les fibroblastes et les métalloprotéinases matricielles, ce qui entraîne une hypertrophie et un remodelage du myocarde entraînant la formation d'une insuffisance cardiaque (DOria et al.2020). Par conséquent, il est suggéré qu'une action pharmacologique visant à réduire la surproduction de ROS peut être efficace pour la prévention et la correction des complications cardiovasculaires du diabète.

À l'heure actuelle, il a été établi que l'apport alimentaire de polyphénols naturels, en particulier de flavonoïdes, peut réduire le risque de diabète et de maladies cardiovasculaires et que les mécanismes de protection peuvent non seulement dépendre des effets antioxydants et anti-inflammatoires des flavonoïdes, mais également inclure leur propriétés affectant la glycémie, l'utilisation du glucose et la sécrétion d'insuline (Ghorbaniet al.2019 ; Lutz et al.2019).

Quercétine(Q;3,5,7,34-pentahydroxy flavon) est le flavonoïde le plus abondant dans l'alimentation humaine. Il existe un large éventail de fonctions biologiques de Q, y compris des effets sur les voies impliquées dans l'inflammation, le diabète et les maladies cardiovasculaires (Zahedi et al. 2013). Plusieurs études ont mis en évidence les mécanismes des effets antidiabétiques du Q, notamment

diminution de la peroxydation des lipides, augmentation de l'activité des enzymes antioxydantes (par exemple, superoxyde dismutase, SOD ; glutathion peroxydase, GPX ; catalase, CAT), réduction de l'absorption du glucose dans l'intestin en raison de l'inactivation du transporteur GLUT2 et d'autres (Shi et al.2019 ; Salehi et al.2020). L'effet cardioprotecteur de Q sur lescardiomyocytes, en raison de l'inactivation des voies de signalisation de la protéine kinase activée par les mitogènes et de la protéine kinase B, a également été démontrée (Daubney et al.2015).

Les futures recherches consacrées à la compréhension des mécanismes d'action cardioprotecteurs dans le diabète pourraient contribuer à l'amélioration des soins du diabète.

Le but de ce travail était d'étudier l'effet de la quercétine sur le statut redox des cardiomyocytes chez des rats atteints de diabète sucré de type 2 (T2DM).

matériaux et méthodes

Produits chimiques. Tous les produits chimiques utilisés étaient de qualité analytique et achetés auprès de Sigma Chemical Co. (St.Louis, MO, USA). La quercétine a été fournie par l'usine chimique et pharmaceutique PJSCSICBorshchahivskiy (Kyiv, Ukraine) et contenait au moins 96,5 % de la substance active.

Conception expérimentale. La présente étude a été approuvée par le comité de bioéthique de "l'Institut V. Dani-levsky pour les problèmes de pathologie endocrinienne de l'Académie nationale des sciences médicales d'Ukraine" (Kharkiv, Ukraine) et réalisée conformément à la Convention européenne pour la protection des animaux vertébrés Utilisé à des fins expérimentales et à d'autres fins scientifiques (Strasbourg, 1986).

Les expériences ont été réalisées sur 32 rats mâles Wistar(12-semaine, 200-230 g poids corporel, pc), qui ont été logés dans des cages en plexiglas (3 animaux par cage) à une température de 22 ± 1 degré C dans un cycle lumière/obscurité constant de 12- heures.

Le modèle animal de DT2 induit par un régime hypercalorique associé à de multiples injections de streptozotocine à faible dose (STZ) a été utilisé. Le modèle fournit le développement de deux caractéristiques principales du DT2 : le régime hypercalorique initie une résistance à l'insuline et la STZ à faible dose induit une légère altération de la sécrétion d'insuline. Ainsi, le modèle imite l'histoire naturelle des événements de la maladie (de la résistance à l'insuline au dysfonctionnement cellulaire) ainsi que les caractéristiques métaboliques du DT2 humain (Skovso 2014).

Des rats témoins intacts (n=8) ont reçu un régime standard pendant 14 semaines. Des rats expérimentaux (n=24) ont été nourris avec un régime riche en calories contenant 15 % de saindoux, 25 % de saccharose, 1 % de sels biliaires et 59 % d'aliments standard pendant 14 semaines. Les animaux avaient libre accès à l'eau. En quatre semaines, des rats expérimentaux ont reçu une injection intrapéritonéale de STZ (25 mg/kg pc) une fois par semaine pendant deux semaines (Lin et al. 2010). Les rats témoins ont reçu un tampon citrate selon le même schéma. Sept jours après la dernière injection de STZ, la glycémie basale a été mesurée chez tous les animaux et les rats expérimentaux ont été divisés en trois groupes : des rats diabétiques non traités (diabète, n=8) et des rats diabétiques traités avec Qin à une dose de 10 mg/kg pc (diabète plus Q10,n=8) ou 50 mg/kg pc (Diabète plus Q50, n=8) une fois par jour par voie intragastrique par gavage pendant 8 semaines après l'induction du diabète. Des rats diabétiques non traités ont reçu des véhicules avec le même schéma .

Les animaux ont été sacrifiés selon le protocole du comité d'éthique.

Mesure de l'homéostasie du glucose. Le test de tolérance à l'insuline intrapéritonéale (IPITT) a été réalisé chez des rats à jeun toute la nuit. Les concentrations de glucose dans le sang ont d'abord été mesurées à l'état basal ({{0}} min), puis les animaux ont reçu de l'ani. p. injection d'insuline 0,25 U/kg pc (Actrapid, Novo Nordisk, Agsvaerd, Danemark) suivie d'une injection ip de glucose (2 g/kg) (Bowe et al.2014). Par la suite, les niveaux de glucose dans le sang de la queue ont été mesurés à l'aide d'un analyseur de glucose Eksan-G (Analita Firm Joint Stock Company Ltd., Vilnius, République de Lituanie) à 15, 30, 60, 90 et 120 minutes après la charge de glucose.

Isolement des mitochondries. Les mitochondries ont été isolées par des procédures conventionnelles. Le cœur de rat fraîchement excisé a été homogénéisé dans un milieu contenant {{0}}.18 M KCl, 10 mM EDTA, 0,5 % d'albumine de sérum bovin (BSA), 10 mM HEPES, pH 7,4. Les homogénats ont été débarrassés des débris et noyaux par centrifugation deux fois à 500 g (10 min à 4 degrés). Les mitochondries ont été sédimentées à partir des surnageants à 10 000 g (15 min à 4 degrés) et remises en suspension dans un tampon d'isolement.

Les fractions de surnageant post mitochondrial ont été utilisées pour la détermination des activités XO et NOX. Pour éliminer l'EDTA et l'albumine, les culots mitochondriaux ont été centrifugés à 10 000g (15 min, 4 degrés) et remis en suspension dans un tampon de lavage contenant 0,18 M KCl et 10 mM HEPES (pH7,4) deux fois (DiLisa et al.1994) .

Spectrophotométrie. Toute la spectrophotométrie a été réalisée à l'aide d'un spectrophotomètre UV-VIS à double faisceau Shimadzu UV-1800 (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japon).

Mesure des produits protéiques d'oxydation avancée (AOPP). La détermination des niveaux d'AOPP a été réalisée par la méthode modifiée de Witko-Sarsat et ses collègues (Sagor et al.2015). Les mitochondries cardiaques (0.2 mg de protéine) ont été traitées avec du Triton-X100 à 0,1 % et diluées dans une solution de PBS (pH7,4). Du KI (1,16 M) a été ajouté au milieu de dosage, suivi 2 minutes plus tard. par addition d'acide acétique glacial. L'absorbance du mélange réactionnel a été immédiatement lue à 340 nm contre le blanc. Les concentrations d'AOPP ont été exprimées en nmol d'équivalent chloramine T/mg de protéine.

Mesure de l'activité enzymatique. L'activité NOX a été examinée en tant que production d'O2 dépendante du NADPH par la fraction de surnageant post-mitochondriale en utilisant la réduction du ferricytochrome c inhibant la SOD (Li et al. 2002). La fraction postmitochondriale de l'homogénat cardiaque (1 mg de protéine) a été complétée avec 10 mM de Tris-HCl (pH 7,8), 500 μM de cytochrome c, 100 μM de NADPH, a été incubée à 37 °C pendant 30 min avec ou sans 200 U/ml de SOD. La réduction du cytochrome a été mesurée en lisant l'absorbance à 550 nm (8=21 mM-1 cm-).

L'activité XO a été dosée dans une solution PBS équilibrée à l'air (pH 7,4) contenant une fraction postmitochondriale de l'homogénat cardiaque (1 mg de protéine) à 37 degrés après addition de xanthine (concentration finale 360 ​​μM) par mesure de la production d'acide urique à partir du changement en absorbance à 295 nm (e=9500M-'cm-') (Lee et al.2014).

L'activité Mn-SOD dans la suspension mitochondriale a été détectée par l'inhibition de la réduction du nitroblue tétrazolium (NBT) causée par le système xanthine-XO en tant que générateur d'O2 et l'absorbance a finalement été déterminée à 560 nm. Le mélange réactionnel contenait des mitochondries cardiaques (0.0protéine 2 mg),0tampon carbonate 0,05 M (pH 10,2), EDTA 0,1 mM, xanthine 0,1 mM, NBT 25 μM, 1 mU/ml XO. Les résultats ont été exprimés en unités arbitraires (au) d'activité SOD par mg de protéine. Un aume signifie la quantité d'enzyme provoquant une inhibition de 50 % du taux de réduction du NBT (Wang et al. 2018).

L'activité de la glutathion réductase (GR) a été mesurée en suivant l'oxydation du NADPH à 340 nm dans la réaction de réduction du glutathion oxydé (GSSG). Pour effectuer la réaction, les mitochondries du cœur (0.1 mg de protéine) ont été incubées pendant 10 min à 37 degrés dans un tampon de dosage contenant 20 mM de Tris-HCl (pH 7,4), 0,25 EDTA mM, FAD 10 μM, GSSG 3 mM et NADPH 0,1 mM (Raza et John 2004).

L'estimation de l'activité GPX a été faite sur la base de la capacité de l'enzyme à catalyser la dégradation de l'hydroperoxyde de tertbutyle en utilisant du glutathion réduit (GSH) comme substrat. Le mélange réactionnel (pH7.0) contenait des mitochondries cardiaques (0.1 mg de protéine), 0.56 mM NADPH, 1.0 U/ml GR, 7,5 mM de sodium azoture, GSH 5 mM, EDTA 5 mM et tampon phosphate 0.05 M. De l'hydroperoxyde de tert-butyle (23 mM) a été ajouté pour initier la réaction. Le taux de formation de GSSG a été déterminé par réaction GR à partir d'une diminution de l'absorbance des sondes à 340 nm (Antunes et al.2002).

Mesure de la teneur en protéines dans les échantillons. La protéine mitochondriale a été déterminée par la méthode de Lowry modifiée par Miller, avec la BSA comme étalon (Lowry et al.1951 ; Miller 1959).

Analyses statistiques. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM). Le test de Shapiro-Wilk a été utilisé pour tester la normalité de la distribution des données. Pour les comparaisons multiples de données avec une distribution normale, une analyse de variance paramétrique unidirectionnelle (ANOVA) a été effectuée et la méthode de Student-Newman-Keuls a été utilisée pour tester les différences de moyennes. Les valeurs ont été considérées comme statistiquement significatives à p<>

Résultats

Nous avons révélé que le niveau de glucose basal chez les rats nourris avec un régime hypercalorique et injectés avec STZ était significativement plus élevé que dans le groupe témoin (tableau 1）. De plus, les aires sous les courbes glycémiques (AUC) obtenues pendant IPITT étaient presque trois fois plus grand chez les animaux diabétiques par rapport aux animaux témoins (tableau 1, figure 1).Ces données confirment le développement d'une carence relative en insuline et d'une résistance à l'insuline chez les rats expérimentaux.

L'administration de Q n'a eu aucun impact significatif sur l'hyperglycémie basale des animaux diabétiques. Cependant, Q a affecté la sensibilité à l'insuline chez les rats atteints de DT2 de manière dose-dépendante, diminuant l'ASC de l'IPITT de 27 % dans le groupe expérimental recevant 10 mg/kg de médicament et de 41 % dans le groupe recevant 50 mg/kg de Q par rapport à aux animaux recevant le véhicule (tableau 1, figure 1).

Le niveau d'AOPP dans les mitochondries cardiaques des rats expérimentaux a augmenté de 66 %, confirmant le développement du stress oxydatif dans le DT2 (Figure 2). L'administration a entraîné une diminution de l'accumulation d'AOPP dans le cœur des animaux diabétiques en fonctionsur la dose du médicament. Dans le groupe expérimental recevant 50 mg/kg de Q, la concentration d'AOPP a diminué au niveau du groupe témoin, suggérant des propriétés antioxydantes de Q (Figure 2).

Comme on peut le voir sur la figure 3, le stress oxydatif dans les mitochondries cardiaques des rats atteints de DT2 s'accompagnait de l'activité induite des enzymes antioxydantes -Mn-SOD, GPO et GR. L'administration de Q aux deux doses a normalisé les activités des enzymes anti-oxydantes étudiées chez les animaux diabétiques au niveau du groupe témoin (Figure 3).

Il a été constaté que le DT2 était associé à une augmentation de 65 % et 52 % des activités NOX et XO, deux sources cytosoliques primaires d'O2 dans les cardiomyocytes, respectivement, dans la fraction postmitochondriale de l'homogénat cardiaque de rats expérimentaux (Figure 4). L'utilisation de Q a conduit à la normalisation des activités NOX et XO dans le cœur des animaux diabétiques indépendamment de la dose (Figure 4).

Discussion

À l'heure actuelle, le stress oxydatif défini comme une augmentation soutenue des radicaux libres due à un déséquilibre dans leur production et leur utilisation est considéré comme un mécanisme universel qui combine les différentes voies pathogéniques des complications cardiovasculaires diabétiques (Huynh et al.2014).

Le stress oxydatif induit par l'hyperglycémie joue un rôle majeur dans la pathogenèse du DT2 (Shah et Brownlee 2016). Les principales caractéristiques pathologiques du DT2 sont une sécrétion réduite d'insuline et une sensibilité réduite à l'hormone dans les tissus périphériques. Lors de la première étape de notre étude, la résistance à l'insuline a été modélisée chez des rats utilisant un régime hypercalorique. Pendant quatre semaines, des rats recevant un régime hypercalorique ont été. p. injecté de STZ pour reproduire une carence relative en insuline. Des niveaux élevés de glycémie basale et une augmentation de l'ASC dans l'IPITT ont indiqué le développement d'une carence en insuline et d'une résistance à l'insuline chez les animaux modèles.

L'administration de Q n'a pas affecté les niveaux d'hyperglycémie basale des rats diabétiques, mais a amélioré la sensibilité à l'insuline de manière dose-dépendante. Les résultats sont cohérents avec les données d'autres études sur la capacité de Q à réduire la résistance à l'insuline (Shi et al. 2019). Le Q augmente l'utilisation du glucose dans les tissus périphériques et réduit la production hépatique de glucose. On rapporte que le flavonoïde active un mécanisme indépendant de l'insuline impliquant la protéine kinase dépendante de l'AMP, qui stimule la translocation du transporteur de glucose GLUT4 dans la membrane plasmique du muscle squelettique et régule à la baisse les enzymes clés de la gluconéogenèse dans le foie (phosphoénol-pyruvate carboxykinase et glucose {{ 6}}phosphatase)(Eid et Haddad 2017). L'amélioration de la sensibilité à l'insuline par Q peut également être due à sa capacité à augmenter l'expression de l'adiponectine dans le tissu adipeux blanc indépendamment de l'expression des récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (Wein et al. 2010).

L'effet antidiabétique de Q peut également être réalisé en réduisant l'absorption du glucose dans l'intestin par l'inactivation du transporteur de glucose GLUT2 (Gaueret al.2018) et l'inhibition de l'activité des -glucosidases intestinales (Pereira et al. 2011). De plus, il a été démontré que le Q inhibe l'enzyme 1l -hydroxystéroïde déshydrogénase -1, qui joue un rôle clé dans le développement de l'obésité et du DT2 en affectant l'action des hormones glucocorticoïdes dans le foie, le tissu adipeux et le pancréas. -cellules (Torres-Piedra et al.2010).

On suppose que le développement et la progression des complications du diabète sont dus à une augmentation de la production de ROS (Kayama et al. 2015). Dans les cardiomyocytes, les ROS sont générés par la chaîne de transport d'électrons mitochondriale (ETC), NOX et XO (Tsutsui et al.2011). On peut affirmer que les mitochondries sont les principaux contributeurs au stress oxydatif du DT2 (Shah et Brownlee 2016). Le développement du stress oxydatif dans les mitochondries s'accompagne d'une perturbation des voies de signalisation sensibles au redox, d'une diminution de la phosphorylation oxydative et de la production d'ATP, de dommages à l'ADN mitochondrial et, par conséquent, d'une nouvelle augmentation de la production de ROS. En conséquence, la cascade pathogénique d'événements moléculaires, qui s'amplifie, conduit au lancement de voies de signalisation pro-apoptotiques et à la mort cellulaire. Compte tenu de l'importance des mitochondries dans le métabolisme cellulaire, leur dysfonctionnement peut entraîner diverses maladies dont la pathologie cardiovasculaire. Le dysfonctionnement mitochondrial survient chez les patients atteints de maladie coronarienne, de cardiomyopathie, d'insuffisance cardiaque, d'accident vasculaire cérébral et de DT2 (Bai et al.2016).

Dans notre étude, le développement du stress oxydatif dans les mitochondries cardiaques de rats diabétiques est mis en évidence par l'accumulation d'AOPP. La concentration d'AOPP est un marqueur relativement nouveau du stress oxydatif, qui reflète l'état redox global des protéines dans les cellules et les tissus. L'AOPP serait élevée chez les patients atteints de diabète sucré, de maladies cardiovasculaires, d'hypertension, d'athérosclérose (Conti et al.2019), et le niveau est corrélé à la résistance à l'insuline et à la présence de complications diabétiques graves (Gradinaru et al. 2013 ; Taylor et al. 2015). Les modifications oxydatives des protéines jouent un rôle clé dans le développement de la dysfonction myocardique diabétique. Les modifications redox des structures protéiques peuvent entraîner la dissociation des sous-unités catalytiques des enzymes, le dépliement, l'agrégation ou la fragmentation des protéines impliquées dans la contractilité, le couplage excitation-contraction, le repliement des protéines, la défense antioxydante, le métabolisme et la manipulation du Ca2* dans le cœur diabétique (Varga et al. 2015). Il a également été découvert que l'AOPP induit une signalisation pro-apoptotique dans les cardiomyocytes conduisant au développement du DCM (Zhang et al.2016).

Chez les animaux traités avec Q à la dose de 10 mg/kg, une réduction significative de l'AOPP dans les mitochondries cardiaques a été observée, alors qu'une dose de 50 mg/kg de Q a complètement normalisé ce marqueur par rapport aux rats ayant reçu le véhicule.

L'effet antioxydant du Q dans les mitochondries peut inclure plusieurs mécanismes principaux. Les flavonoïdes ont la capacité de piéger les ROS en raison de la configuration hydroxyle du cycle B dans la structure (Kumar et Pandey 2013). Le piégeage direct de l'O, généré dans le complexe mitochondrial II de l'ETC dans des mitochondries cardiaques de rat isolées a été démontré pour Q (Dudy-lina et al. 2019). De plus, les flavonoïdes peuvent atténuer la formation de ROS dans les mitochondries par l'inhibition des complexes I et III de l'ETC. L'inhibition de Q de l'activité du complexe I a considérablement réduit la production de H2O2 dans des mitochondries cardiaques isolées de rat (Lagoa et al.2011). De plus, la réduction de la génération de ROS mitochondriales par les flavonoïdes s'est avérée associée à des propriétés de découplage partiel, en particulier dans les mitochondries cardiaques (Bernatoniene et al.2014). De plus, il a été démontré que les flavonoïdes stimulent la biogenèse mitochondriale par l'induction du co-activateur transcriptionnel PGC-la et de son régulateur en amont SIRT1. Ce dernier conduit à la stimulation d'une série de facteurs de transcription (NRF1, NRF2 et estrogen-related-a), impliqués dans la régulation du métabolisme énergétique et la préservation de l'homéostasie dans les mitochondries (Kicinska et Jarmuszkiewicz 2020).

À la suite de notre expérience, l'augmentation du stress oxydatif dans les mitochondries cardiaques de rats diabétiques s'est accompagnée d'une induction de l'activité des enzymes antioxydantes-Mn-SOD, GPO et GR. Il est bien établi qu'un mécanisme majeur dans la défense cellulaire contre le stress oxydatif est l'activation de la voie de signalisation dépendante de Keapl/Nrf-2-, qui contrôle l'expression de gènes dont les produits protéiques sont impliqués dans la détoxication et l'élimination de oxydants réactifs (Nguyen et al. 2009). À cet égard, l'induction observée d'enzymes antioxydantes dans le cœur des animaux de laboratoire est la mise en œuvre d'une rétroaction négative visant à maintenir l'homéostasie redox.

L'administration de Q aux deux doses a entraîné une diminution de l'activité de Mn-SOD, GPO et GR dans les mitochondries cardiaques des animaux de laboratoire à des valeurs statistiquement indifférentes du groupe témoin. Bien que Q soit connu pour induire l'activité des enzymes ci-dessus (Shi et al.2019), nos résultats indiquent que l'effet antioxydant de Q dans les cardiomyocytes dans le DT2 est davantage réalisé par sa capacité à prévenir l'hyperproduction de ROS et par conséquent le développement de dysfonctionnement mitochondrial, que par la stimulation du système de défense antioxydant. Auparavant, il a été démontré que l'utilisation de Q augmente la capacité oxydative des mitochondries et l'activité de certaines enzymes du cycle de Krebs dans le cœur des rats atteints de DT2 (Gorbenko et al.2019).

Comme indiqué ci-dessus, les mitochondries sont la principale, mais pas la seule source de ROS dans les cardiomyocytes. Le deuxième facteur important dans le développement du stress oxydatif dans le cœur du diabétique est le NOX, NOX2 et NOX4 étant les principales isoformes myocardiques. La fonction principale de NOX est de générer des ROS. NOX2 est localisé dans la membrane plasmique et participe à la signalisation redox intracellulaire du récepteur de l'angiotensine II et autres, tandis que NOX4 a notamment un signal de localisation mitochondrial et présente une activité constitutive (Cave et al. 2005). Il a été démontré que l'incubation de cardiomyocytes de rat avec des protéines à glycolation précoce stimulait la production de ROS par une activation dépendante de la protéine kinase C (PKC) de NOX2 (Zhang et al. 2006). De plus, l'hypertrophie cardiaque, la fibrose et l'apoptose se sont révélées être associées à une régulation positive de NOX2 dans le cœur de souris atteintes de diabète de type 1 et de type 2 (Ritchie et al.2007 ; Huynh et al.2013). Une source supplémentaire de ROS dans les cardiomyocytes est XO, qui catalyse l'oxydation de l'hypoxanthine et de la xanthine en acide urique en utilisant O, comme récepteur d'électrons et en produisant O et H2O2, dans le processus. Bien que la contribution de la réaction XO au développement du stress oxydatif dans le diabète n'ait pas été suffisamment étudiée, il a été démontré que les inhibiteurs de XO améliorent le dysfonctionnement cardiovasculaire dans le modèle d'insuffisance cardiaque induite par la stimulation (Amado et al. 2005). Dans notre étude, le DT2 a entraîné une augmentation significative des activités NOX et XO dans le cœur des rats expérimentaux. Dans le même temps, l'administration de Q indépendamment de la dose a normalisé l'activité des enzymes. À ce jour, plusieurs études ont montré la capacité de Q à inhiber l'activité NOX en réduisant à la fois l'expression de ses sous-unités et en empêchant son activation par des stimuli extracellulaires. Le deuxième mécanisme pourrait être réalisé en réduisant la phosphorylation de la sous-unité régulatrice p47phox en raison de l'effet inhibiteur des flavonoïdes sur la PKC (Redondo et al.2012 ; Jimenez et al. 2015). En outre, O et ses métabolites sont connus pour inhiber l'activité de XO de manière sélective, formant la structure conjuguée à trois cycles avec le site actif et des interactions spécifiques de liaison hydrogène avec des résidus catalytiquement pertinents de l'enzyme (Taka-Hama et al. 201l ; Cao et al.2014).

En résumé, notre étude a montré que Q, de manière dose-dépendante, diminuait l'oxydation des radicaux libres dans les mitochondries myocardiques des rats atteints de DT2, limitant ainsi la formation d'AOPP. De plus, le Q à une dose de 10 mg/kg et de 50 mg/kg a empêché le développement du stress oxydatif dans le cœur des rats diabétiques en réduisant les activités NOX et XO. Les données obtenues suggèrent que l'utilisation de Q peut contribuer à l'amélioration du risque cardiovasculaire dans le DT2.