Actividad hipoglucemiante, antioxidante y antiinflamatoria de Cucurbita ficifolia Bouché, Ibervillea sonorae Greene y Psacalium peltatum (H.B.K.) Cass., plantas usadas en el control de la diabetes mellitus Público Deposited
Una de las fuentes más antiguas del origen de medicamentos, indiscutiblemente, han sido las especies vegetales. En México se usan plantas, como fuentes antiguas y modernas, para el control o tratamiento de diversas enfermedades. Además, han sido utilizadas durante siglos por distintos grupos étnicos y representan la principal fuente de fármacos a partir de productos naturales. En particular, la herbolaria mexicana representa un recurso viable para la búsqueda de nuevos medicamentos para el control de enfermedades crónico-degenerativas, tales como la diabetes mellitus. En la actualidad, las plantas medicinales continúan siendo importantes y aún existen varias de ellas cuya utilidad terapéutica no se ha evaluado ni fitoquímica ni farmacológicamente, desconociendo sus mecanismos de acción, este conocimiento garantizaría sus efectos benéficos y su seguridad para los consumidores. La hiperglucemia es el principal actor en el desbalance del sistema antioxidante y enzimático, además de ser el promotor de la inflamación y cuando coexisten estas tres condiciones se promueve un ambiente propicio para la aparición de las complicaciones de la diabetes, por lo que es de vital importancia encontrar las vías necesarias para controlar y/o tratar estas alteraciones de manera conjunta. Considerando la infomación anterior el objetivo de este trabajo fue “Determinar el mecanismo de acción hipoglucemiante de Cucurbita ficifolia, Ibervillea sonorae y Psacalium peltatum, así como estudiar su actividad enzimática, antioxidante y antiinflamatoria”. Para validar correctamente el mecanismo de acción de los extractos acuosos fue necesario, en primer lugar investigar la naturaleza de los principales componentes químicos presentes, por lo que se realizaron diferentes técnicas cromatográficas (cromatografía en columna abierta, cromatografía de placa y cromatografía líquida de alta resolución –HPLC-) para la elucidación y estandarización de los extractos vegetales. Los análisis demostraron la presencia de D-quiro inositol (D-QI) en el C. ficifolia, a diferentes concentraciones dependiendo del método de obtención del extracto; en I. sonorae se encontraron dos glucósidos tipo cucurbitacinas previamente descritos en la literatura y finalmente en P.peltatum se identifico únicamente mediante RMN 13C la presencia de peltalosa y también un fructano, el cual fue cuantificado mediante HPLC. Se demostró la acción hipoglucemiante e hipolipemiante de los tres extractos en ratones con diabetes experimental inducida con estreptozotocina a los cuales se les administraron los extractos acuosos, pioglitazona o SSI vía i.g. durante 30 días. Por otro lado, también éste trabajo mostró evidencia experimental suficiente que establece el efecto antiinflamatorio de las tres especies vegetales bajo estudio, al disminuir la concentración plasmática de citocinas proinflamatorias (IL-6, TNFα-R1 y resistina) y aumentar la adiponectina, citocina antiinflamatoria, sin embargo falta establecer si en el mecanismo participa el receptor activado por proliferadores de peroxisomas tipo gama (PPARγ), como el observado con pioglitazona, por lo tanto son necesarios estudios adicionales que lo confirmen. Este trabajo presenta por primera vez, evidencias acerca del efecto de los extractos acuosos de las tres plantas sobre las enzimas; lactato deshidrogenasa (glucolisis), glucosa 6- fosfatasa (gluconeogénesis y glucogenólisis) y glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (vía de los fosfatos de pentosas), las cuales juegan un papel muy importe en la homeostasis de la glucosa. Estableciendo con ello un posible mecanismo de acción adicional a través del cual estos extractos ejercen su efecto hipoglucémico. Sugiriendo que, en parte, éste podría deberse a la disminución en la actividad de la G6Pasa y al incremento en la G6PD, sin embargo son necesarios estudios adicionales que indiquen el efecto de estos extractos sobre otras de las enzimas clave del metabolismo de los carbohidratos. Los resultados aportan información en contra de que el incremento sobre la concentración de insulina con C. ficifolia, sea mediada a través de los canales KATP, como fue reportado por Xia and Wang (2006b). En cambio los resultados sugieren que el efecto hipoglucémico de I. sonorae es mediado directamente a través de estos canales. Es necesario investigar si el bloqueo registrado sobre los canales de KATP es a través de sus subunidades SUR o Kir, por lo que se requiere realizar experimentos directamente en islotes de células β pancreáticas en presencia del extracto de I. sonorae. Por último, también éste trabajo dejó demostrado el efecto antioxidante que ejercen los extractos acuosos de C. ficifola, I.sonorae y P. peltatum al ser administrados crónicamente a ratones con diabetes experimental, lo cual representaría para los pacientes diabéticos un beneficio adicional.
One of the oldest sources about the origin of drugs, have been the plants. The plants have been used in Mexico as ancient and modern sources, for the control or treatment of various diseases. They also have been used for centuries by different ethnic groups and represent the main basis of drugs from natural products. In particular, Mexican herbalism is a viable resource for finding new drugs to control chronic-degenerative diseases, such as diabetes mellitus. Today, medicinal plants are still important and there are some of them, whose therapeutic usefulness has not been phytochemical or pharmacologically evaluated, or their mechanisms of action are ignored, this knowledge would ensure its benefits and safety for consumers. Hyperglycemia is the main actor in the imbalance of antioxidant enzyme system, besides to be the promoter of inflammation and when these three conditions coexist, there is an environment that could conduce to the development of diabetes complications, so it is necessary to find ways to control and/or treat these disorders jointly. Considering the previous information, the aim of this study was to "determine the mechanism of hypoglycemic action of Cucurbita ficifolia, Ibervillea sonorae and Psacalium peltatum, and to study their enzymatic, antioxidant and anti-inflammatory activities". To properly validate the mechanism of action of the aqueous extracts of the each plant, it was necessary first to investigate the nature of the main chemical components, then to elucidate and standarize the plant extracts we used various chromatographic techniques (open column chromatography, chromatography plate and high performance liquid chromatography -HPLC-). These analysis showed the presence of different concentrations of D-chiro-inositol (D-CI) in C. ficifolia, it was dependent of the method to prepare the extract. In I. sonorae were found two glycosides type cucurbitacins, previously described in the literature and finally in P.peltatum was identified peltalosa by 13C NMR and also a fructan, which was quantified by HPLC. It was demonstrated the hypoglycemic and hypolipidemic action of the three extracts in mice with experimental diabetes induced by streptozotocin, in which the aqueous extracts, pioglitazone or SSI were administered via ig for 30 days. Furthermore, this work also showed sufficient experimental evidence that established the antiinflammatory effect of three plant species under study, because in the same animals the aqueous extracts reduced the plasma concentration of pro-inflammatory markers (IL-6, TNF-R1 and resistin) and increased adiponectin, an antiinflammatory cytokine, however it is necessary to establish whether the PPARγ is involved in the mechanism , as with pioglitazone, therefore additional studies are needed to confirm this. This paper presents for the first time, evidence about the effect of the aqueous extracts of the three plants, included in this study, on enzymes, lactate dehydrogenase (glycolysis), glucose-6- phosphatase (gluconeogenesis and glycogenolysis) and glucose 6-phosphate dehydrogenase (phosphates pathway pentoses), which play a key role in glucose homeostasis. This results help to establish a possible additional mechanism of action through the aquous extracts exert their hypoglycemic effect. Suggesting that, in part, this may be due to the decrease in the activity of G6Pase and the increase of G6PD, but further studies are needed to indicate the effect of these extracts on other key enzymes of carbohydrate metabolism. The results provide information against that the increase of insulin concentration with C. ficifolia is mediated via KATP channels reported by Xia and Wang (2006b). In contrast, the results suggest that the hypoglycemic effect of I. sonorae is mediated directly through these channels. It is necessary to investigate if blocking registered on KATP channels is through SUR or Kir subunits, therefore are required some additional experiments directly on pancreatic β islet cells in the presence of the extract of I. Sonorae. Finally, this work also demonstrated the antioxidant effect of the aqueous extracts of C. ficifola, I.sonorae and P. peltatum when were administered chronically to mice with experimental diabetes, which represent for diabetic patients an additional benefit.
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