Değişken stresörlere maruz kalan sıçanlarda Magnolia officinalis/Phellodendron amurense kompleksinin bağırsak morfolojisi ve bariyer bütünlüğü üzerine etkisi: Moleküler mekanizmalar

Abstract

Kronik stres, intestinal bariyer bütünlüğünü bozarak villus atrofisine, besin maddelerinin emiliminin azalmasına ve artmış oksidatif stres ile enflamatuar yanıtın tetiklenmesine yol açar. Honokiol ve berberin içeren Magnolia officinalis/Phellodendron amurense kompleksi (MP), güçlü antiinflamatuar, antioksidan, antimikrobiyal ve anksiyolitik özelliklere sahiptir. Bununla birlikte, MP'nin kronik stres koşullarında bağırsak mukoza bütünlüğünün, özellikle sıkı bağlantılar (SB), adezyon bağlantılar (AB), desmozomlar ve besin madde taşıyıcıları üzerindeki etkileri hakkında literatürde sınırlı bilgi bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı, kronik değişken strese (KDS) maruz bırakılan sıçanlarda MP takviyesinin; serum biyokimyasal parametreler, bağırsak bariyer fonksiyonu, epitel morfolojisi ile SB-AB, besin madde taşıyıcıları ve ilgili transkripsiyon faktörlerinin düzeyleri üzerindeki etkilerini incelemektir. Toplam 48 adet erkek Sprague–Dawley sıçan, başlangıçta normal çevre koşulları (N) ve KDS olmak üzere iki ana gruba ayrıldı. Her ana grup, MP uygulama dozuna göre 0, 51.4 mg/kg ve 102.8 mg/kg olmak üzere üç alt gruba ayrıldı. Böylece deney, 2 × 3 faktöriyel deneme düzeni kapsamında planlandı ve toplam 40 gün süreyle yürütülmüştür. KDS uygulaması, serum kortikosteron (KORT), adrenokortikotropik hormon (ACTH) ve malondialdehit (MDA) düzeylerinde belirgin artışa, villus yüksekliğinde azalmaya ve SB proteinlerinin baskılanmasına yol açarak bağırsak bariyer bütünlüğünü anlamlı biçimde bozmuştur (p<0.001). Buna karşılık MP takviyesi, doza bağlı olarak bağırsak morfolojisini iyileştirmiş ve başta okludin, klaudin-1 ve zona okludens-1 (ZO-1) olmak üzere temel SB proteinlerinin düzeylerini anlamlı şekilde artırmıştır (p<0.001). Ayrıca MP uygulaması; sodyum/glikoz kotransportörü 1 (SGLT1), glikoz taşıyıcı 2 (GLUT2), peptit taşıyıcı 1 (PepT1), büyük nötr amino asit taşıyıcısı 2 (LAT2), uyarıcı amino asit taşıyıcısı 3 (EAAT3), yağ asidi bağlayıcı protein 2 (FABP2), yağ asidi translokaz/farklılaşma kümesi 36 (FAT/CD36) ve uzun zincirli yağ asidi taşıyıcı protein 4 (FATP4) gibi temel besin madde taşıyıcılarının düzeylerini anlamlı ölçüde artırarak (p<0.001) besin madde emiliminin etkinliğini ve epitel metabolik stabilitesini desteklemiştir. Özellikle yüksek doz MP (102.8 mg/kg) uygulaması, bağırsak bariyer bütünlüğünü ve taşıyıcı protein düzenlenmesi açısından en belirgin iyileşmeyi sağlamıştır. Sonuç olarak, elde edilen bulgular MP takviyesinin bağırsak bariyer fonksiyonunu güçlendirebildiğini, besin madde taşıyıcı proteinlerin düzeylerini artırabildiğini ve KDS kaynaklı mukozal hasarı hafifletebildiğini göstermektedir. Bu sonuçlar, MP'nin kronik stres koşullarında bağırsak sağlığını korumaya yönelik potansiyel bir doğal ajan olabileceğini ortaya koymaktadır.Chronic stress disrupts intestinal barrier integrity, leading to villus atrophy, reduced nutrient absorption, and the activation of oxidative stress and inflammatory responses. The complex of Magnolia officinalis/Phellodendron amurense (MP), containing honokiol and berberine, possesses potent anti-inflammatory, antioxidant, antimicrobial, and anxiolytic properties. However, limited information is available on the effects of MP on intestinal mucosal integrity under chronic stress conditions, particularly regarding tight junctions (TJs), adherens junctions (AJs), desmosomes, and nutrient transporters. The aim of this study was to investigate the effects of MP supplementation on serum biochemical parameters, intestinal barrier function, epithelial morphology, and the levels of TJ- and AJ-associated proteins, nutrient transporters, and transcription factors in rats exposed to chronic variable stress (CVS). Forty-eight male Sprague–Dawley rats were initially divided into two main groups: normal environmental conditions (N) and CVS. Each main group was further subdivided into three subgroups according to MP dosage (0, 51.4 mg/kg, and 102.8 mg/kg). Accordingly, the experiment was designed as a 2 × 3 factorial study and conducted over a total period of 40 days. CVS markedly impaired intestinal barrier integrity, as evidenced by significant increases in serum corticosterone (CORT), adrenocorticotropic hormone (ACTH), and malondialdehyde (MDA) levels, reduced villus height, and suppressed tight junction protein levels (p<0.001). In contrast, MP supplementation dose-dependently improved intestinal morphology and significantly upregulated the level of key TJ proteins, including occludin, claudin-1, and zonula occludens-1 (ZO-1) (p<0.001), indicating restoration of epithelial cohesion and mucosal defense capacity. Furthermore, MP significantly increased the level of critical nutrient transporters, namely sodium/glucose cotransporter-1 (SGLT1), glucose transporter-2 (GLUT2), peptide transporter-1 (PepT1), large neutral amino acid transporter small subunit-2 (LAT2), excitatory amino acid transporter-3 (EAAT3), fatty acid–binding protein-2 (FABP2), fatty acid translocase/cluster of differentiation-36 (FAT/CD36), and fatty acid transport protein-4 (FATP4) (p<0.001), thereby supporting efficient nutrient absorption and epithelial metabolic stability. Notably, high-dose MP supplementation (102.8 mg/kg) produced the most pronounced improvements in intestinal barrier integrity and transporter regulation. In conclusion, these findings demonstrate that MP supplementation can preserve intestinal barrier function, enhance nutrient transporter levels, and attenuate CVS-induced mucosal injury, highlighting its potential as a natural agent for maintaining intestinal health under chronic stress conditions.