بررسی اثر ساپونین و بتا-کاروتن به عنوان ترکیبات شاخص در گیاهان دارویی بر روی عوارض دیابت القا شده با آلوکسان در مدل حیوانی رت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم جانوری، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

دیابت شیرین یک بیماری متابولیک مزمن است که با افزایش قند خون و نیز برخی ناهنجاری‌ها در بافت پانکراس و کبد همراه است. مطالعات نشان داده است برخی از مواد شیمیایی مانند آلوکسان و استرپتوزوتوسین از طریق آسیب به بافت پانکراس آزادسازی انسولین را مختل کرده و علائمی مانند دیابت از جمله افزایش قند و چربی خون ، التهاب ، استرس اکسیداتیو را در حیوانات ایجاد می کنند. لذا به نظر می­رسد ترکیبات طبیعی که به طور سنتی به عنوان آنتی اکسیدان یا ضد چاقی استفاده می‌شدند، بتوانند خاصیت ضد دیابت نیز داشته باشند. در این مطالعه ویژگی ضد دیابتی ترکیبات طبیعی ساپونین و بتا-کاروتن بر روی موش‌های دیابتی (ناشی از مصرف آلوکسان) که دارای علایم بیوشیمیایی، التهابی و بافتی می‌باشند بررسی شد. اندازه­گیری فاکتورهای خونی و التهابی نشان داد تزریق آلوکسان باعث افزایش قند و چربی خون می­شود که با علائم التهابی و استرس اکسایشی همراه است. به طور کلی تیمار با ترکیبات گیاهی التهاب ناشی از استرس اکسیداتیو در موش‌های دریافت کننده آلوکسان را بهبود بخشید و همچنین با بهبود جزایر لانگرهانس باعث کاهش ناهنجاری در بافت پانکراس شد و به این ترتیب باعث ترشح منظم و طبیعی انسولین ‌گردید. ترشح انسولین باعث تحریک جذب گلوکز و لیپیدها شده و همچنین باعث بهبود پروفایل لیپوپروتئین­ها در موش‌های دیابتی می‌شود. با در نظر گرفتن نتایج حاصل و شباهت بین دیابت ناشی از آلوکسان در موش‌های صحرایی و بیماران دیابتی، از ساپونین و بتا-کاروتن یا ترکیبات شیمیایی مشابه می‌توان در کاهش خطر ابتلا به دیابت و همچنین درمان بیمارانی که از دیابت یا سایر اختلالات متابولیکی رنج می‌برند استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Antidiabetic Potential of Saponin and β-carotene in Alloxan Induced Diabetic Rats

نویسندگان [English]

  • Arezu Marefat
  • Leila Sadeghi
Department of Animal Sciences, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Diabetes Mellitus is a chronic metabolic disorder characterized by hyperglycemia and accompanied by some abnormalities in pancreatic and hepatic tissue. Previous studies approved some chemicals damaging the pancreatic tissue and disturbing insulin release such as alloxan and streptozocin, besides creating diabetic signs like hyperglycemia, hyperlipidemia, inflammation, and oxidative stress. Moreover, its possible natural compounds used traditionally as antioxidant or anti-obesity have antidiabetic effects. Therefore, this study investigated the effects of oral administration of saponin and β-carotene on biochemical, immunological, and histological properties of pancreas related to alloxan-induced diabetic rats. Results confirmed hyperglycemia and hyperlipidemia imposed by alloxan accompanied by oxidative stress and inflammation and controlled by phytochemical treatment. Overall phytochemicals improved inflammation imposed by oxidative stress in alloxan-treated rats and decreased degeneration in pancreatic tissue leading to improved Langerhans islet and causing regular and normal release of insulin. Insulin triggers glucose and lipids absorbance and relives lipoprotein profile disruption seen in diabetic rats. By considering similarity between alloxan-induced diabetes in rats and diabetic patients, saponin and β-carotene or related chemically modified compounds could be used in lowering diabetes risk and treatment of patients suffering from diabetes or other metabolic disorders.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Diabetes mellitus
  • Hyperglycemia
  • Hyperlipidemia
  • Langerhans islet
  • Antioxidant properties
  1. Aebi H., 1984. Catalase in vitro. Methods in enzymology, 105: 121-126.
  2. Ahmed M.F., Kazim S.M., Ghori S.S., Mehjabeen S.S., Ahmed S.R., Ali S.M., Ibrahim M., 2010. Antidiabetic activity of Vinca rosea extracts in alloxan-induced diabetic rats. International Journal of Endocrinology, 2010(1): 841090.
  3. Amraie E., Farsani M.K., Sadeghi L., Khan T.N., Babadi V.Y., Adavi Z., 2015. The effects of aqueous extract of alfalfa on blood glucose and lipids in alloxan-induced diabetic rats. Interventional Medicine and Applied Science, 7(3): 124-128.
  4. Bhattacharyya A., Chattopadhyay R., Mitra S., Crowe S.E., 2014. Oxidative stress: an essential factor in the pathogenesis of gastrointestinal mucosal diseases. Physiological reviews, 94(2): 329-354.
  5. Campbell-Thompson M., Rodriguez-Calvo T., Battaglia M., 2015. Abnormalities of the exocrine pancreas in type 1 diabetes. Current diabetes reports, 15(10): 1-6.
  6. Casano L.M., Martin M., Sabater B., 1994. Sensitivity of Superoxide Dismutase Transcript Levels and Activities to Oxidative Stress Is Lower in Mature-Senescent Than in Young Barley Leaves. Plant Physiology, 106: 1033-1039.
  7. Chaudhury A., Duvoor C., Reddy Dendi V.S., Kraleti S., Chada A., Ravilla R., Marco A., Shekhawat N.S., Montales M.T., Kuriakose K., 2017. Clinical review of antidiabetic drugs: implications for type 2 diabetes mellitus management. Frontiers in endocrinology, 8: 6.
  8. Das T., Banerjee D., Chakraborty D., Pakhira M., Shrivastava B., Kuhad R., 2012. Saponin: role in animal system. Veterinary World, 5(4): 248-254.
  9. den Besten H.M., Effraimidou S., Abee T., 2013. Catalase activity as a biomarker for mild-stress-induced robustness in Bacillus weihenstephanensis. Applied and environmental microbiology, 79(1): 57-62.
  10. Dhandapani S., Subramanian V.R., Rajagopal S., Namasivayam N., 2002. Hypolipidemic effect of Cuminum cyminum L. on alloxan-induced diabetic rats. Pharmacological research, 46: 251-255.
  11. Dias D.A., Urban S., Roessner U., 2012. A historical overview of natural products in drug discovery. Metabolites, 2(2): 303-336.
  12. Dunn J.S., McLetchie N., 1943. Experimental alloxan diabetes in the rat. The Lancet, 242: 384-387.
  13. Ghosh S., Derle A., Ahire M., More P., Jagtap S., Phadatare S.D., Patil A.B., Jabgunde A.M., Sharma G.K., Shinde V.S., 2013. Phytochemical analysis and free radical scavenging activity of medicinal plants Gnidia glauca and Dioscorea bulbifera. PLoS One, 8(12):
  14. Jha J.C., Ho F., Dan C., Jandeleit-Dahm K., 2018. A causal link between oxidative stress and inflammation in cardiovascular and renal complications of diabetes. Clinical Science, 132(16): 1811-1836.
  15. Karasu Ç., 2010. Glycoxidative stress and cardiovascular complications in experimentally-induced diabetes: effects of antioxidant treatment. The open cardiovascular medicine journal, 4: 240-256.
  16. Wellen K.E., Hotamisligil G.S., 2005. Inflammation stress and diabetes. The Journal of clinical investigation, 115(5): 1111-1119.
  17. LeBel C.P., Ischiropoulos H., Bondy S.C., 1992. Evaluation of the probe 2' 7'-dichlorofluorescin as an indicator of reactive oxygen species formation and oxidative stress. Chemical research in toxicology, 5: 227-231.
  18. Loria P., Lonardo A., Anania F., 2013. Liver and diabetes. A vicious circle. Hepatology research, 43(1): 51-64.
  19. Marrelli M., Conforti F., Araniti F., Statti G.A., 2016. Effects of saponins on lipid metabolism: a review of potential health benefits in the treatment of obesity. Molecules, 21(10): 1404.
  20. Martín-Timón I., Sevillano-Collantes C., Segura-Galindo A., del Cañizo-Gómez F.J., 2014. Type 2 diabetes and cardiovascular disease: have all risk factors the same strength?. World journal of diabetes, 5(4): 444.
  21. Matkovics B., Sasvari M., Kotorman M., Varga I.S., Hai D.Q., Varga C., 1997. Further prove on oxidative stress in alloxan diabetic rat tissues. Acta Physiologica Hungarica, 85: 183-192.
  22. Mohammadi M., Gozashti M.H., Aghadavood M., Mehdizadeh M.R., Hayatbakhsh M.M., 2017. Clinical significance of serum IL-6 and TNF-α levels in patients with metabolic syndrome. Reports of biochemistry & molecular biology, 6(1): 74-79.
  23. Ōyanagui Y., 1984. Reevaluation of assay methods and establishment of kit for superoxide dismutase activity. Analytical biochemistry, 142: 290-296.
  24. Rodrigues H., Diniz Y., Faine L., Galhardi C., Burneiko R., Almeida J., Ribas B., Novelli E., 2005. Antioxidant effect of saponin: potential action of a soybean flavonoid on glucose tolerance and risk factors for atherosclerosis. International journal of food sciences and nutrition, 56(2): 79-85.
  25. Roohbakhsh A., Karimi G., Iranshahi M., 2017. Carotenoids in the treatment of diabetes mellitus and its complications: a mechanistic review. Biomedicine & Pharmacotherapy, 91: 31-42.
  26. Shi Y., Liu Z., Gai L., Gao Y., He Y., Liu C., Zhang C., Zhou G., Yuan D., Yuan C., 2021. The preventive effect of total saponins from Panax japonicus on inflammation and insulin resistance in adipose tissue of mice induced by a high-fat diet. Journal of Functional Foods, 78: 104369.
  27. Sugiura M., Nakamura M., Ogawa K., Ikoma Y., Yano M., 2015. High-serum carotenoids associated with lower risk for developing type 2 diabetes among Japanese subjects: Mikkabi cohort study. BMJ Open Diabetes Research and Care, 3(1): e000147.
  28. Szaleczky E., Prechl J., Fehér J., Somogyi A., 1999. Alterations in enzymatic antioxidant defence in diabetes mellitus − a rational approach. Postgraduate Medical Journal, 75: 13-17.
  29. Tiwari A.K., Rao J.M., 2002. Diabetes mellitus and multiple therapeutic approaches of phytochemicals: Present status and future prospects. Current science, 83(1): 30-38.
  30. Tomita M., Kabeya Y., Okisugi M., Katsuki T., Oikawa Y., Atsumi Y., Matsuoka K., Shimada A., 2016. Diabetic microangiopathy is an independent predictor of incident diabetic foot ulcer. Journal of diabetes research, 2016:
  31. Towbin H., Staehelin T., Gordon J., 1979. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proceedings of the National Academy of Sciences, 76: 4350-4354.