Дослідження фітохімічного складу та скрінінг гіпоглікемічної активності сухих екстрактів з мучниці звичайної листя

Автор(и)

  • Наталія Борисівна Чайка Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-2759-5350
  • Matar Mazen Benta Pharma Industries, Ліван
  • Олег Миколайович Кошовий Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-9545-8548
  • Ганна Борисівна Кравченко Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6574-5028
  • Ольга Володимирівна Горяча Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-9877-7392
  • Ігор Володимирович Кіреєв Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5413-9273
  • Сергій Миколайович Коваленко Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна , Україна https://orcid.org/0000-0003-2222-8180
  • Роман Євдокимович Дармограй Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2021.235939

Ключові слова:

мучниця звичайна, листя, екстракт, модифікація, амінокислота, фенольні сполуки, гіпоглікемічна активність

Анотація

Цукровий діабет – глобальна медико-соціальна проблема. У розвинутих країнах світу на цукровий діабет хворіють від 5 до 12 % населення і, за прогнозами ВООЗ, рівень цього захворювання може збільшитися до 30-35 %. Діабет ІІ типу – захворювання, яке з часом прогресує, але раціональне та систематичне застосування цукрознижувальних синтетичних і фітопрепаратів дозволяє суттєво відтермінувати початок інсулінотерапії. Перспективним джерелами БАР з гіпоглікемічною дією є сировина рослин родини Вересові, а саме мучниці звичайної листя. Однак на ринку України відсутні вітчизняні галенові та новогаленові препарати на основі БАР цієї сировини, що вказує на перспективність створення нових лікарських засобів, у тому числі з гіпоглікемічною дією.

Мета. Метою дослідження було вивчення фітохімічного складу та проведення скринінгу гіпоглікемічної активності сухих екстрактів з мучниці звичайної листя, модифікованих різними амінокислотами для виявлення перспективних субстанцій з гіпоглікемічною дією.

Матеріали та методи. Об’єктами дослідження були 11 сухих екстрактів з мучниці звичайної листя, 10 з яких модифіковані різними амінокислотами. Дослідження фенольних сполук екстрактів проводили методами ТШХ, ВЕРХ та спектрофотометрії. Для оцінки гіпоглікемічної активності екстрактів було проведено два експерименти – первинний скринінг та оральний тест толерантності до глюкози.

Результати. В одержаних екстрактах методом ТШХ та ВЕРХ було ідентифіковано арбутин, галову кислоту, 5 флавоноїдів, серед яких домінуючим був гіперозид, 4 гідроксикоричні кислоти, серед яких домінуючими були хлорогенова та кофейна кислоти, та встановлено їх кількісний вміст. В одержаних екстрактах методом спектрофотометрії встановлено вміст основних груп фенольних сполук. Сухі екстракти мучниці звичайної листя, модифіковані цистеїном, аргініном та глутаміновою кислотою, виявили найбільшу гіпоглікемічну активність.

Висновки. Визначено хімічний склад фенольних сполук та гіпоглікемічну активність сухих екстрактів з мучниці звичайної листя, модифікованих 10 різними амінокислотами. Найбільш перспективним субстанціями виявились екстракти, модифіковані цистеїном, аргініном та глутаміновою кислотою, тому є перспективними агентами для створення нових лікарських засобів.

Біографії авторів

Наталія Борисівна Чайка, Національний фармацевтичний університет

Аспірант

Кафедра фармакогнозії

Matar Mazen, Benta Pharma Industries

Medical Representative

Олег Миколайович Кошовий, Національний фармацевтичний університет

Доктор фармацевтичних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедрa фармакогнозії

Ганна Борисівна Кравченко, Національний фармацевтичний університет

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедрa біологічної хімії

Ольга Володимирівна Горяча, Національний фармацевтичний університет

Кандидат фармацевтичних наук, асистент

Кафедра фармакогнозії

Ігор Володимирович Кіреєв, Національний фармацевтичний університет

Доктор медичних наук, професор, директор інститут

Навчально-науковий інститут прикладної фармації

Сергій Миколайович Коваленко, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Доктор хімічних наук, професор

Кафедра органічної хімії

Роман Євдокимович Дармограй, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

Кандидат фармацевтичних наук, доцент

Кафедра фармакогнозії і ботаніки

Посилання

  1. About metabolic syndrome. American Heart Association. Available at: https://www.heart.org/en/health-topics/metabolic-syndrome/about-metabolic-syndrome Last accessed: 12.02.2019
  2. Aguilar-Salinas, C. A., Viveros-Ruiz, T. (2019). Recent advances in managing/understanding the metabolic syndrome. F1000Research, 8, 370. doi: http://doi.org/10.12688/f1000research.17122.1
  3. Ferri, F. F. (2019). Metabolic syndrome. Ferri's Clinical Advisor 2019. Philadelphia: Elsevier. Available at: https://evolve.elsevier.com/cs/product/9780323611855?role=student Last accessed: 12.02.2019
  4. Gregory, J. W. (2019). Prevention of Obesity and Metabolic Syndrome in Children. Frontiers in Endocrinology, 10. doi: http://doi.org/10.3389/fendo.2019.00669
  5. Williamson, G., Sheedy, K. (2020). Effects of Polyphenols on Insulin Resistance. Nutrients, 12 (10), 3135. doi: http://doi.org/10.3390/nu12103135
  6. Van Sloun, B., Goossens, G., Erdos, B., Lenz, M., van Riel, N., Arts, I. (2020). The Impact of Amino Acids on Postprandial Glucose and Insulin Kinetics in Humans: A Quantitative Overview. Nutrients, 12 (10), 3211. doi: http://doi.org/10.3390/nu12103211
  7. Parejo, I., Viladomat, F., Bastida, J., Codina, C. (2001). A single extraction step in the quantitative analysis of arbutin in bearberry (Arctostaphylos uva-ursi) leaves by high-performance liquid chromatography. Phytochemical Analysis, 12 (5), 336–339. doi: http://doi.org/10.1002/pca.602
  8. Radulović, N., Blagojević, P., Palić, R. (2010). Comparative Study of the Leaf Volatiles of Arctostaphylos uva-ursi (L.) Spreng. and Vaccinium vitis-idaea L. (Ericaceae). Molecules, 15 (9), 6168–6185. doi: http://doi.org/10.3390/molecules15096168
  9. Linderborg, K., Laaksonen, O., Kallio, H., Yang, B. (2011). Flavonoids, sugars and fruit acids of alpine bearberry (Arctostaphylos alpina) from Finnish Lapland. Food Research International, 44 (7), 2027–2033. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2010.10.036
  10. Amarowicz, R., Pegg, R. B., Kosińska, A. (2008). Chromatographic separation of tannin fractions from a bearberry-leaf (Arctostaphylos uva-ursi L. Sprengel) extract by HPLC – a short report. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 58 (4), 485–490.
  11. Mashkovskiy, M. D. (2010). Lekarstvennye sredstva. Moscow: OOO «Izd-vo Novaya Volna», 1216.
  12. Kovalenko, V. N. (2020) Compendium 2020 – Medicines. Kyiv: MORION, 2700.
  13. Koshovyi, O., Raal, A., Kireyev, I., Tryshchuk, N., Ilina, T., Romanenko, Y. et. al. (2021). Phytochemical and Psychotropic Research of Motherwort (Leonurus cardiaca L.) Modified Dry Extracts. Plants, 10 (2), 230. doi: http://doi.org/10.3390/plants10020230
  14. Zagayko, A. L., Kolisnyk, T. Y., Chumak, O. I., Ruban, O. A., Koshovyi, O. M. (2018). Evaluation of anti-obesity and lipid-lowering properties of Vaccinium myrtillus leaves powder extract in a hamster model. Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology, 29 (6), 697–703. doi: http://doi.org/10.1515/jbcpp-2017-0161
  15. Koshovyi, O. M., Zagayko, A. L., Kolychev, I. O., Akhmedov, E. Yu., Komissarenko, A. N. (2016). Phytochemical study of the dry extract from bilberry leaves. Azerbaijan Pharmaceutical and Pharmacotherapy Journal, 16 (1), 18–23.
  16. Chaika, N., Koshovyi, O., Ain, R., Kireyev, I., Zupanets, A., Odyntsova, V. (2020). Phytochemical profile and pharmacological activity of the dry extract from Arctostaphylos uva-ursi leaves modified with phenylalanine. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 6 (28), 74–84. doi: http://doi.org/10.15587/2519-4852.2020.222511
  17. Starchenko, G., Hrytsyk, A., Raal, A., Koshovyi, О. (2020). Phytochemical profile and pharmacological activities of water and hydroethanolic dry extracts of Calluna vulgaris (L.) Hull. herb. Plants, 9, 751; doi:10.3390/plants9060751
  18. Dobrochaeva, D. N., Kotox, M. I., Prokudin, Y. N., Barbarich, A. I. (1999). Key to Higher Plants of Ukraine. Kyiv: Naukova dumka.
  19. Koshovyi, O., Raal, A., Kovaleva, A., Myha, M., Ilina, T., Borodina, N. (2020). The phytochemical and chemotaxonomic study of Salvia spp. growing in Ukraine. Journal of Applied Biology & Biotechnology, 8 (3), 29–36. doi: http://doi.org/10.7324/jabb.2020.80306
  20. Romas, K., Polovkо, N., Vyshnevskа, L., Shmalko, A. (2020). The Investigation of the Stability of the Granules Based on Arginine and Tincture of Ginseng. Journal of Global Pharma Technology, 12 (2), 108–114.
  21. Derzhavna Farmakopeia Ukrainy. Vol. 1. Kharkiv: Derzhavne pidpryiemstvo «Ukrainskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskykh zasobiv», 1128.
  22. Kurkin, V. A., Ryazanova, T. K., Platonov, I. A., Pavlova, L. V. (2015). Quantitative determination of arbutin in the leaves of arctostaphylos uva-ursi (l.) spreng. Khimiya rastitelnogo syrya, 1, 95–100.
  23. Krivoruchko, E., Markin, A., Samoilova, V.A., Ilina, T., Koshovyi, O. (2018). Research in the chemical composition of the bark of sorbus aucuparia. Ceska a Slovenska Farmacie, 67 (3), 113–115.
  24. Shinkovenko, I. L., Kashpur, N. V., Ilyina, T. V., Kovalyova, A. M., Goryacha, O. V., Koshovyi, O. M. et. al. (2018). The immunomodulatory activity of the extracts and complexes of biologically active compounds of Galium verum L. herb. Ceska a Slovenska Farmacie, 67 (1), 25–29.
  25. Gontova, T., Ilyinska, N., Golembiovska, O. (2016). A study of the component composition of phenolic compounds obtained from Dahlia varieties Ken’s Flame herb. Der Pharma Chemica, 8 (18), 455–459.
  26. Mykhailenko, O., Gudžinskas, Z., Kovalyov, V., Desenko, V., Ivanauskas, L., Bezruk, I., Georgiyants, V. (2020). Effect of ecological factors on the accumulation of phenolic compounds in Irisspecies from Latvia, Lithuania and Ukraine. Phytochemical Analysis, 31 (5), 545–563. doi: http://doi.org/10.1002/pca.2918
  27. Zdoryk, O. A., Khokhlova, K. O., Georgiyants, V., Vyshnevska, L. I. (2014). Investigation of Physical and Chemical Stability of Ointment with Herbals. International Journal of Pharmaceutical Compounding, 18 (3), 248–252.
  28. Stefanov, O. V. (Ed.) (2001). Doklinichni doslidzhennia likarskykh zasobiv. Kyiv: Avitsena, 528.
  29. Kravchenko, G. B., Mazen, M., Krasilnikova, O. A. (2018). Screening of Bearberry leaves extracts hypoglycemic effect and study of acute toxicity. Ukrainian biopharmaceutical journal, 2 (55), 13–16. doi: http://doi.org/10.24959/ubphj.18.173
  30. De Olivera, D. T., Soursa-Silva, E., Scand, T. (2009). Gingival Vein Punction: A New Simple Technique for Drug Administration or Blood Sampling in Rats and Mice. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science, 36 (2), 109–113.
  31. Koshevoi, O. N. (2011). Amino-acid and monosaccharide compositions of Salvia officinalis leaves. Chemistry of Natural Compounds, 47 (3), 492–493. doi: http://doi.org/10.1007/s10600-011-9976-3
  32. Koshevoy, N., Zabolotny, A., Koshevaya, I., Kostenko, E.M., Rozhnova, T. (2019). Research of moisture-meter device for bulk and liquid materials. 29th International Scientific Symposium Metrology and Metrology. doi: http://doi.org/10.1109/mma.2019.8935983
  33. Korobiichuk, I., Bezvesilna, O., Kachniarz, M., Koshovyj, M., Kvasnikov, V. (2018). Methods and Ways of Piezoelectric Accelerometers Fastening on the Objects of Research. Acta Physica Polonica A, 133 (4), 1112–1115. doi: http://doi.org/10.12693/aphyspola.133.1112
  34. Sakaguchi, K., Takeda, K., Maeda, M., Ogawa, W., Sato, T., Okada, S. et. al. (2015). Glucose area under the curve during oral glucose tolerance test as an index of glucose intolerance. Diabetology International, 7 (1), 53–58. doi: http://doi.org/10.1007/s13340-015-0212-4
  35. Kutsik, R. V., Zuzuk, B. M., Nedostup, A.T., Petsko T. (2003). Arctostaphylos uva-ursi (L.) Spreng: Analytical review. Provizor, 18, 27–31.
  36. Dykes, G. A., Amarowicz, R., Pegg, R. B. (2003). Enhancement of nisin antibacterial activity by a bearberry (Arctostaphylos uva-ursi) leaf extract. Food Microbiology, 20 (2), 211–216. doi: http://doi.org/10.1016/s0740-0020(02)00107-7
  37. Jahodár, L., Grygarová, V., Budésinský, M. (1988). Triterpenoids of Arctostaphylos uva-ursi roots. Pharmazie, 43 (6), 442–443.
  38. Cogan, K. E., Carson, B. P., Patel, B., Amigo‐Benavent, M., Jakeman, P. M., Egan, B. (2019). Regulation of GLUT4 translocation in anin vitrocell model using postprandial human serumex vivo. Experimental Physiology, 104 (6), 800–807. doi: http://doi.org/10.1113/ep087356
  39. Sulochana, K., Srinivasan, V., Radhakrishnan, S., Angayarkanni, N. (2019). Antidiabetic effect of free amino acids supplementation in human visceral adipocytes through adiponectin-dependent mechanism. Indian Journal of Medical Research, 149 (1), 41–46. doi: http://doi.org/10.4103/ijmr.ijmr_1782_16
  40. Omnia, A., Ehsan, B, Hanan, H. Z. (2019). Antiatherogenic Effect of L-Arginine in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Indian Journal of Public Health Research & Development, 10 (12), 4148–4154.
  41. Achari, A. E., Jain, S. K. (2017). l -Cysteine supplementation increases insulin sensitivity mediated by upregulation of GSH and adiponectin in high glucose treated 3T3-L1 adipocytes. Archives of Biochemistry and Biophysics, 630, 54–65. doi: http://doi.org/10.1016/j.abb.2017.07.016

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-30

Як цитувати

Чайка, Н. Б., Mazen, M., Кошовий, О. М., Кравченко, Г. Б., Горяча, О. В., Кіреєв, І. В., Коваленко, С. М., & Дармограй, Р. Є. (2021). Дослідження фітохімічного складу та скрінінг гіпоглікемічної активності сухих екстрактів з мучниці звичайної листя. ScienceRise: Pharmaceutical Science, (3(31), 42–50. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2021.235939

Номер

№ 3(31) (2021)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Natalia Chaika, Matar Mazen, Oleh Koshovyi, Ganna Kravchenko, Olga Goryacha, Igor Kireyev, Sergiy Kovalenko, Roman Darmograi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.