Steviside and steviol : the effect on Na+-K+ ATPase activity and the correlation with distribution in intracellular and extracellular compartments of rabbit renal proximal tubule

สตีวิโอไซด์และสตีวิออล : ความเกี่ยวพันธ์ระหว่างผลการทำงานของเอ็มไซม์โซเดียมโปแตสเซียมเอทีพีเอสและการกระจายตัวระหว่างของเหลวในเซลล์และนอกเซลล์ท่อไตส่วนต้นของกระต่าย

Name: Varaporn Podprasart

MeSH: Stevia

MeSH: Steviol

MeSH: Sweetening Agents

Abstract: In recent times, non-caloric sugar substitutes have come to play a crucial role in human dietary patterns. One of these sugar substitutes that is popular and well-known is named “Stevioside”. Stevioside is a sweet glycoside, approximately 300 times sweeter than sucrose, and is abundant in the leaves of Stevia rebaudiana. The toxicity of stevioside has been extensively investigated to evaluate its safety for human consumption. Most of the investigations suggested that stevioside had no serious toxic effect. In contrast, some reports showed that stevioside could produce nephrotoxicity. Furthermore, steviol, a major metabolite of stevioside, induced a more potent toxic effect on kidney function than its parent compound. The exact mechanism(s), however, of stevioside- or steviol-induced nephrotoxicity remaine in question. Most of the toxicants affect cell function by their presence in the cell. Therefore, this study was conducted to examine the distribution of stevioside and steviol, comparing the extra- and intracellular compartments of renal proximal tubule of rabbits, after 60 minutes exposure to these compounds. The result obtained from this study would explain how stevioside and steviol affect renal proximal tubular function and indicate the site of action of these compounds. It was found that highly purified stevioside (>95%) showed no effect on renal proximal Na+-K+ATPase activity, even at the high concentration (2.0 mM). Using HPLC analysis, it was found that stevioside could not pass into intracellular compartment of renal proximal tubule cells, whereas its metabolite, isosteviol, appeared significantly intracellularly when tubules were incubated with stevioside at concentration of 0.75 mM. Steviol had a dose-dependent inhibitory effect on renal proximal Na+-K+ATPase of about 10-18% when present at concentrations from 0.5 to 2.0 mM. Steviol was also found in significant amount in renal proximal tubule cells when steviol treatment was 2.0 mM. The data showed the positive correlation between the effect of steviol on renal proximal Na+-K+ATPase activity and steviol presence in the intracellular compartment. These findings suggested that since highly pure stevioside could not penetrate the membrane, normal function of renal proximal tubules was retained. Steviol, on the other hand, crosses the renal proximal tubules membrane into intracellular site, causing an inhibitory effect on renal proximal tubular function, as represented by the decrement in Na+-K+ ATPase activity.

Abstract: ในปัจจุบันสารทดแทนความหวานที่ให้พลังงานต่ำได้เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวัน มากขึ้น หนึ่งในสารทดแทนความหวานที่ได้รับความสนใจอยู่ในขณะนี้คือสตีวิโอไซด์ สตีวิโอไซด์เป็นสารหลักที่มีอยู่มากในใบของต้นหญ้าหวานโดยจะให้ความหวานมากกว่า น้ำตาลซูโครสประมาณ 300 เท่า ความเป็นพิษของสตีวิโอไซด์ในด้านต่างๆ ได้รับการ ศึกษาอย่างละเอียดเพื่อความปลอดภัยในการบริโภคและพบว่า สตีวิโอไซด์เป็นสารที่มี ความปลอดภัยสูง แต่ทว่ามีบางรายงานระบุว่า สตีวิโอไซด์สามารถก่อให้เกิดความเป็น พิษที่ไต ส่วนสตีวิออลซึ่งเป็นสารอนุพันธ์ของสตีวิโอไซด์ก็พบว่า สามารถก่อให้เกิดความ เป็นพิษที่ไตได้รุนแรงกว่าสตีวิโอไซด์ กลไกที่แท้จริงที่ก่อให้เกิดความเป็นพิษต่อไต ของสารสตีวิโอไซด์และสตีวิออลยังคงไม่ทราบแน่ชัด สารพิษส่วนใหญ่เกิดผลกระทบต่อ การทำงานของเซลล์ก็ต่อเมื่อสารพิษเข้าสู่ภายในเซลล์ได้ ดังนั้นในการวิจัยครั้งนี้ จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการกระจายของสตีวิโอไซด์และสตีวิออลระหว่างของเหลวนอก เซลล์และในเซลล์ท่อไตส่วนต้นของกระต่ายหลังจากที่ให้สารทั้งสองและท่อไตส่วนต้น ทำปฏิกิริยากันนาน 60 นาที ผลจากการศึกษาครั้งนี้จะช่วยในการอธิบายถึงกลไกและ ตำแหน่งในการออกฤทธิ์ของสตีวิโอไซด์และสตีวิออลที่มีต่อการทำงานท่อไตส่วนต้น การศึกษาพบว่า สตีวิโอไซด์ที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 95% ไม่มีผลต่อการทำงานของ เอ็นไซม์ Na(+)-K(+) ATPase ที่ท่อไตส่วนต้นแม้จะใช้ความเข้มข้นสูงถึง 2.0 mM การตรวจสอบด้วยเครื่องมือแยกและวิเคราะห์สารด้วยความดันสูง (HPLC) พบว่า สตีวิโอไซด์ไม่สามารถผ่านเข้าไปในเซลล์ของท่อไตส่วนต้น ในขณะที่ไอโซสตีวิโอไซด์ ที่ใช้ 0.75 mM. สตีวิออลสามารถยับยั้งเอ็นไซม์ Na(+)-K(+) ATPase ได้โดยมี ความสัมพันธ์ในทางเดียวกันกับขนาดที่ใช้โดยจะสามารถยับยั้งเอ็นไซม์ได้ประมาณ 10-18% ที่ความเข้มข้นระหว่าง 0.5-2.0 mM. สตีวิออลสามารถตรวจพบชัดเจนใน เซลล์ท่อไตส่วนต้นเมื่อใช้ความเข้มข้นของสตีวิออล 2.0 mM. ปริมาณของสตีวิออลที่ ตรวจพบภายในท่อไตส่วนต้นมีความสัมพันธ์สอดคล้องกับผลในการยับยั้งเอ็นไซม์ Na(+)-K(+) ATPase ผลการทดลองนี้บ่งชี้ว่า สตีวิโอไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงไม่ สามารถผ่านผนังเซลล์ของท่อไอทำให้การทำงานของท่อไตส่วนต้นปกติ ในทางตรงข้ามกับ สตีวิออลซึ่งสามารถผ่านผนังเซลล์ของท่อไตส่วนต้นเข้าสู่ภายในเซลล์ จึงเกิดผลในการ ยับยั้งการทำงานของท่อไตส่วนต้นซึ่งพบได้จากการทำงานของเอ็นไซม์ Na(+)-K(+) ATPase ลดลง

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Varanuj Chatsudthipong

Role: Thesis Advisors

Name: Chaivat Toskulkao

Role: Thesis Advisors

Name: Prapin Wilairat

Role: Thesis Advisors

Created: 1998

Modified: 2017-11-22

Issued: 2017-11-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9746619918

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Toxicology

Grantor: Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	3736497-eng.pdf	179.49 KB	2	2021-09-17 18:33:38
2	3736497-tha.pdf	204.82 KB	1	2021-09-17 18:34:06
3	3736497.pdf	32.18 MB	3	2021-09-17 18:34:20

ใช้เวลา

0.373977 วินาที