Screening study of the antihyperglycemic action of new solid quercetin dispersions

Олена Анатоліївна Рубан; Надія Миколаївна Кононенко; Інна В’ячеславівна Ковалевська; Валентина Василівна Чікіткіна

doi:10.15587/2519-4852.2021.247443

Автор(и)

Олена Анатоліївна Рубан Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2456-8210
Надія Миколаївна Кононенко Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-3850-6942
Інна В’ячеславівна Ковалевська Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-5610-8334
Валентина Василівна Чікіткіна Національний фармацевтичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8277-0388

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2021.247443

Ключові слова:

кверцетин, тверда дисперсія, гідроксипропілметилцелюлоза, полівінілпіролідон, цукровий діабет, скринінг, антигіперглікемічна дія

Анотація

Мета – провести скринінг нових твердих дисперсій кверцетину на наявність антигіперглікемічної дії та виявити найактивніші субстанції, перспективні для створення антидіабетичного препарату.

Матеріали і методи. Об’єктом дослідження були 4 нові тверді дисперсії кверцетину, які розроблено в Національному фармацевтичному університеті. Тверді дисперсії кверцетину отримували рідкофазним методом, як носій використовували гідроксипропілметилцелюлозу (ГПМЦ) або полівінілпіролідон (ПВП) у співвідношеннях 1:1 та 1:2. Антигіперглікемічну дію досліджуваних субстанцій у дозі 50 мг/кг оцінювали у щурів за здатністю знижувати рівень глюкози в крові після вуглеводного навантаження на моделі порушеної толерантності до глюкози, індукованої дексаметазоном та за умови експериментального цукрового діабету 2 типу, викликаного дексаметазоном.

Результати. Встановлено, що за умови порушеної толерантності до глюкози найвиразніший антигіперглікемічний ефект проявила тверда дисперсія кверцетину з ГПМЦ (1:1) – рівень глюкози через 30 хвилин після глюкозного навантаження достовірно знижувався на 28 % та не відрізнявся від дії метформіну, що було підтверджено значенням площини під глікемічною кривою. При застосуванні твердих дисперсій з ПВП (1:1 та 1:2) антигіперглікемічна дія була менш виражена. На моделі цукрового діабету 2 типу достовірний антигіперглікемічний ефект виявлено лише у твердої дисперсії кверцетину з ГПМЦ, 1:1 на рівні метформіну, що свідчить про підвищення розчинності та всмоктування кверцетину.

Висновки. Найвиразніша антигіперглікемічна дія на рівні метформіну встановлена у твердої дисперсії кверцетину з ГПМЦ у співвідношенні 1:1 за умови порушеної толерантності до глюкози та цукрового діабету 2 типу. Доведено, що тверда дисперсія кверцетину з ГПМЦ є перспективною субстанцією для створення монокомпонентного лікарського препарату або включення до складу нового антидіабетичного комбінованого засобу

Біографії авторів

Олена Анатоліївна Рубан, Національний фармацевтичний університет

Доктор фармацевтичних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра заводської технології ліків

Надія Миколаївна Кононенко, Національний фармацевтичний університет

Доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра нормальної та патологічної фізіології

Інна В’ячеславівна Ковалевська, Національний фармацевтичний університет

Доктор фармацевтичних наук, доцент

Кафедра заводської технології ліків

Валентина Василівна Чікіткіна, Національний фармацевтичний університет

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедра нормальної та патологічної фізіології

Посилання

International diabetes federation Diabetes Atlas. Available at: http://www.diabetesatlas.org
Dedov, I. I., Shestakova, M. V., Mayorov, A. Y., Vikulova, O. K., Galstyan, G. R., Kuraeva, T. L. et. al. (2017). Standards of specialized diabetes care. Edited by Dedov II, Shestakova MV, Mayorov AY. 8th edition. Diabetes Mellitus, 20 (1S), 1–121. doi: http://doi.org/10.14341/dm20171s8
Unuofin, J. O., Lebelo, S. L. (2020). Antioxidant Effects and Mechanisms of Medicinal Plants and Their Bioactive Compounds for the Prevention and Treatment of Type 2 Diabetes: An Updated Review. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2020, 1–36. doi: http://doi.org/10.1155/2020/1356893
Pang, G.-M., Li, F.-X., Yan, Y., Zhang, Y., Kong, L.-L., Zhu, P. et. al. (2019). Herbal medicine in the treatment of patients with type 2 diabetes mellitus. Chinese Medical Journal, 132 (1), 78–85. doi: http://doi.org/10.1097/cm9.0000000000000006
Savka, I. I., Savka, T. B. (2020). Mechanisms of Macro-, Micro- and Ultramicroscopic Transformation of Bodies in Type 2 Diabetes. Ukrainian Journal of Medicine, Biology and Sport, 5 (2), 36–42. doi: http://doi.org/10.26693/jmbs05.02.036
Sharafetdinov, K. K., Plotnikova, O. A., Pilipenko, V. V., Nikitjuk, D. B. (2020). Oxidative stress and increasing antioxidant defence in type 2 diabetes. Clinical Nutrition and Metabolism, 1 (3), 127–136. doi: http://doi.org/10.17816/clinutr50340
Tarakhovskii, Iu. S., Kim, Iu. A., Abdrasilov, B. S., Muzafarov, E. N. (2013). Flavonoidy: biokhimiia, biofizika, meditsina. Puschino: Sunchrobook, 310.
Shi, G.-J., Li, Y., Cao, Q.-H., Wu, H.-X., Tang, X.-Y., Gao, X.-H. et. al. (2019). In vitro and in vivo evidence that quercetin protects against diabetes and its complications: A systematic review of the literature. Biomedicine & Pharmacotherapy, 109, 1085–1099. doi: http://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.130
Riva, A., Ronchi, M., Petrangolini, G., Bosisio, S., Allegrini, P. (2018). Improved Oral Absorption of Quercetin from Quercetin Phytosome®, a New Delivery System Based on Food Grade Lecithin. European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, 44 (2), 169–177. doi: http://doi.org/10.1007/s13318-018-0517-3
Chen, X., McClements, D. J., Zhu, Y., Chen, Y., Zou, L., Liu, W. et. al. (2018). Enhancement of the solubility, stability and bioaccessibility of quercetin using protein-based excipient emulsions. Food Research International, 114, 30–37. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.07.062
Kononenko, N. M., Ruban, O. A., Chikitkina, V. V., Kovalevska, I. V. (2020). The influence of antidiabetic combined medicinal product glik verin based on voglibose and quercetin on lipid e xchange indices under conditions of experimental metabolic syndrome. Problems of Endocrine Pathology, 74 (4), 124–130. doi: http://doi.org/10.21856/j-pep.2020.4.16
Kovalevska, I. V., Ruban, E. A., Kutsenko, S. A., Kutova, O. V., Kovalenko, Sv. M. (2017). Study of physical and chemical properties of solid dispersions of quercetin. Asian Journal of Pharmaceutics, 11 (4), 805–809.
Stefanova, O. V. (Ed.) (2001). Doklinichni doslidzhennia likarskykh zasobiv. Kyiv: Avitsenna, 528.
Kovalevska, I., Ruban, O. (2018). Development of the methodological approach of obtaining preparations based on solid dispersions. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 4 (14), 4–8. doi: http://doi.org/10.15587/2519-4852.2018.140756
Poriadok provedennia naukovymy ustanovamy doslidiv, eksperymentiv na tvarynakh (2012). Nakaz Ministerstva osvity, nauky, molodi ta sportu Ukrainy. Nakaz No. 249. 01.03.2012. Ofitsiinyi visnyk Ukrainy, 24, 82.
Rybolovlev, Iu. R., Sidliarov, D. P., Afonin, N. I. (1981). Prognosticheskaia otsenka bezopasnosti veschestv dlia cheloveka po konstantam ikh biologicheskoi aktivnosti. Toksikologicheskie aspekty bezopasnosti gotovykh lekarstvennykh form. Moscow, 9–10.
Nasri, H., Rafieian-Kopaei, M. (2014). Metformin: Current knowledge. International Journal of Research in Medical Sciences, 19 (7), 658–664.
Mauvais-Jarvis, F. (2018). Gender differences in glucose homeostasis and diabetes. Physiology & Behavior, 187, 20–23. doi: http://doi.org/10.1016/j.physbeh.2017.08.016
Zand, A., Ibrahim, K., Patham, B. (2018). Prediabetes: Why Should We Care? Methodist DeBakey Cardiovascular Journal, 14 (4), 289–297. doi: http://doi.org/10.14797/mdcj-14-4-289
Sakoda, H., Ogihara, T., Anai, M., Funaki, M., Inukai, K., Katagiri, H. et. al. (2000). Dexamethasone-induced insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes is due to inhibition of glucose transport rather than insulin signal transduction. Diabetes, 49 (10), 1700–1708. doi: http://doi.org/10.2337/diabetes.49.10.1700
Bardy, G., Virsolvy, A., Quignard, J. F., Ravier, M. A., Bertrand, G., Dalle, S. et. al. (2013). Quercetin induces insulin secretion by direct activation of L-type calcium channels in pancreatic beta cells. British Journal of Pharmacology, 169 (5), 1102–1113. doi: http://doi.org/10.1111/bph.12194
Eitah, H. E., Maklad, Y. A., Abdelkader, N. F., Gamal el Din, A. A., Badawi, M. A., Kenawy, S. A. (2019). Modulating impacts of quercetin/sitagliptin combination on streptozotocin-induced diabetes mellitus in rats. Toxicology and Applied Pharmacology, 365, 30–40. doi: http://doi.org/10.1016/j.taap.2018.12.011