درمان با کروستین باعث کاهش اختلالات متابولیک قلبی و التهاب متعاقب آن در دیابت ناشی از استرپتوزوتوسین می‌شود

دیابت ملیتوس یک اختلال متابولیک است که به طور نزدیکی با اختلال عملکرد قلبی مرتبط است. محصولات طبیعی به عنوان کاندیداهای بالقوه برای مدیریت دیابت در نظر گرفته می‌شوند. کروستین، یک کاروتنوئید طبیعی مشتق از زعفران، دارای خواص فارماکولوژیک متعددی از جمله اثرات محافظت قلبی گزارش شده است. هدف از این مطالعه بررسی اثرات مفید کروستین بر اختلال متابولیک میوکارد دیابتی بود. موش‌های صحرایی دیابتی ناشی از استرپتوزوتوسین (STZ) به مدت دو هفته با 10 میلی‌گرم بر کیلوگرم کروستین به صورت روزانه درمان شدند. تجویز خوراکی کروستین سطح گلوکز خون، HbA1c، تری گلیسیرید، کلسترول تام، LDL و HDL را نرمال کرد. به طور قابل توجهی، کروستین سطوح پروتئینی افزایش یافته PPARα و PPARδ قلبی – تنظیم‌کننده‌های رونویسی اصلی متابولیسم قلبی – را به حالت عادی کاهش داد.

در نتیجه، بیان انتقال‌دهنده اسید چرب (FA) CD36 کاهش یافت، فعالیت آنزیم اکسیداسیون اسید چرب 3-هیدروکسی‌آسیل-CoA دهیدروژناز (HOAD) کاهش یافت و تجمع تری گلیسیرید درون میوکارد به سطوح فیزیولوژیک بازگشت. علاوه بر این، کروستین برداشت و متابولیسم گلوکز را در میوکارد دیابتی بهبود بخشید، که با افزایش فسفریلاسیون Akt، انتقال GLUT4 به غشای پلاسمایی، افزایش فعالیت پیرووات کیناز و کاهش بیان پیرووات دهیدروژناز کیناز 4 (PDK4) مشهود بود. مهم‌تر اینکه، اثر تحریکی کروستین بر فسفریلاسیون Akt همچنین در میوسیت‌های قلبی جدا شده در معرض گلوکز بالا تأیید شد که نقش مستقیم آن در تعدیل مسیرهای سیگنالینگ گلوکز را بیشتر تأیید می‌کند. درمان با کروستین همچنین افزایش‌های ناشی از STZ در سطوح سیتوکاین‌های التهابی – اینترلوکین-6 (IL-6) و فاکتور نکروز تومور آلفا (TNF-α) – و همچنین فسفریلاسیون IkBα را کاهش داد و آن‌ها را به سطوح پایه نزدیک کرد.

به طور کلی، این یافته‌ها نشان می‌دهد که کروستین سیگنالینگ Akt را فعال می‌کند و در نتیجه اختلالات متابولیک ناشی از دیابت را با بازیابی تعادل بین استفاده از گلوکز و اسید چرب در قلب موش‌های صحرایی دیابتی ناشی از STZ کاهش می‌دهد. بنابراین، مکمل کروستین ممکن است یک رویکرد امیدوارکننده برای توسعه درمان‌های کمکی مبتنی بر ترکیبات طبیعی برای کاردیومیوپاتی دیابتی باشد.

Diabetes mellitus (DM) is a metabolic disorder closely associated with cardiac dysfunction. Natural products are considered potential candidates for the management of DM. Crocin, a natural carotenoid derived from saffron, has been reported to possess several pharmacological properties, including cardioprotective effects. The aim of the present study was to investigate the beneficial effects of crocin on the metabolic derangement of the diabetic myocardium. Streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats were treated with 10 mg/kg of crocin daily for two weeks. Oral administration of crocin normalized blood glucose, HbA1c, triglycerides, total cholesterol, LDL, and HDL levels.

Notably, crocin reduced the elevated protein levels of cardiac PPARα and PPARδ—major transcriptional regulators of cardiac metabolism—back to normal. Consequently, the expression of the fatty acid (FA) transporter CD36 was downregulated, the activity of the FA oxidation enzyme 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (HOAD) was decreased, and intramyocardial triglyceride accumulation returned to physiological levels. Furthermore, crocin improved glucose uptake and metabolism in the diabetic myocardium, as evidenced by increased Akt phosphorylation, translocation of GLUT4 to the plasma membrane, enhanced activity of pyruvate kinase, and downregulation of pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4). Importantly, the stimulatory effect of crocin on Akt phosphorylation was also confirmed in isolated cardiac myocytes exposed to high glucose, further supporting its direct role in modulating glucose signaling pathways. Crocin treatment also reduced STZ-induced elevations in the levels of inflammatory cytokines—interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-α (TNF-α)—as well as the phosphorylation of IkBα, bringing them close to basal levels.

Overall, these findings suggest that crocin activates Akt signaling and thereby alleviates diabetes-induced metabolic disturbances by restoring the balance between glucose and fatty acid utilization in the hearts of STZ-induced diabetic rats. Therefore, crocin supplementation may represent a promising approach for the development of natural compound-based adjunct therapies for diabetic cardiomyopathy.