The study of the hypoglycemic action of extracts from bearberry leaves under experimental insulin resistance in rats

Abstract

Type 2 diabetes mellitus (DM2) has been increasing steadily all over the world. A large number of medicinal plants that have the hypoglycemic effect are known, but, unfortunately, currently there is very limited choice of antidiabetic herbal medicines. Aim. To design the experiment in order to study the hypoglycemic effect of polyphenolic extracts from bearberry (Arctostaphylos uva-ursi) leaves under the experimental insulin resistance (IR) in rats. Materials and methods. The experimental IR was induced by dexamethasone injections (Dex) and feeding with a high-fructose diet (HFD). Male outbred albino rats were randomized depending on the purpose of the experiment. As the study objects 50 % ethanolic polyphenol extracts obtained from bearberry leaves with addition of arginine (PE50_arg) and cysteine (PE50_cys) were selected. The oral glucose tolerance test (OGTT) was performed in all experimental groups of animals. Results. Dex had a more pronounced effect on tolerance to glucose compared to the HFD. It was shown that PE50_arg and PE50_cys after two weeks of administration revealed the ability to decrease the blood glucose level in rats, as well as reduce IR development and improve tolerance to glucose under the experimental IR. The hypoglycemic activity found did not much differ from the action of Metformin, but exceeded the activity of Arphazetin. These results can be the evidence of activation of glucose utilization processes, and it, in turn, indicates the insulin sensitivity improvement due to the action of the extracts studied. The data obtained indicate that the corrective effect of arginine and cysteine on signal transduction processes in insulin target cells plays an important role in the IR treatment. Conclusions. Bearberry leaves are the promising raw material for creating an anti-diabetic drug. Thus, it is necessary to further study the mechanisms of regulation of metabolic disorders when introducing new polyphenolic extracts.

Захворюваність на цукровий діабет 2-го типу (ЦД2) постійно зростає у всьому світі. Було знайдено велику кількість лікарських рослин, які чинять гіпоглікемічну дію, але, на жаль, на теперішній час існує дуже обмеже- ний вибір рослинних протидіабетичних лікарських препаратів. Мета дослідження. Цей експеримент був розроблений для вивчення гіпоглікемічного ефекту поліфенольних екстрактів з листя Мучниці звичайної (Arctostaphylos uva-ursi) за експериментальної інсулінорезистентності (ІР) у щурів. Матеріали та методи. Експериментальну ІР викликали ін’єкціями дексаметазону та годуванням з високим вмістом фруктози (HFD). Щурів-альбіносів чоловічої статі було розподілено по групах залежно від мети експе- рименту. В якості об’єктів дослідження були відібрані 50 % етанольні поліфенольні екстракти, які були отри- мані з листя Мучниці звичайної з додаванням аргініну (PE50_arg) та цистеїну (PE50_cys). Пероральний тест на толерантність до глюкози (OGTT) проводили у всіх експериментальних групах тварин. Результати. Ін’єкції дексаметазону чинили більш виражений вплив на толерантність до глюкози порівняно з HFD. Було показано, що PE50_arg та PE50_cys після двох тижнів введення виявили здатність знижувати рівень глюкози в крові щурів, послаблювати розвиток ІР та послаблювати толерантність до глюкози за експеримен- тальної ІР. Виявлена гіпоглікемічна активність мало відрізнялася від дії метформіну, але перевищувала актив- ність арфазетину. Ці результати можуть бути відображенням активізації процесів утилізації глюкози, що, в свою чергу, вказує на поліпшення чутливості до інсуліну завдяки дії екстрактів. Отримані дані свідчать про те, що коригуючий вплив аргініну та цистеїну на процеси передачі сигналу в клітинах-мішенях інсуліну відіграє важливу роль у лікуванні ІР. Висновки. Листя Мучниці звичайної є багатообіцяючою сировиною для створення антидіабетичного лікар- ського препарату. Таким чином, необхідно подальше вивчення механізмів регуляції метаболічних порушень за введення отриманих поліфенольних екстрактів.

Заболеваемость сахарным диабетом 2-го типа (СД2) постоянно возрастает во всем мире. Было найдено боль- шое количество лекарственных растений, которые имеют гипогликемическое действие, но, к сожалению, на сегодняшний день существует очень ограниченный выбор растительных противодиабетических лекарствен- ных препаратов. Цель исследования. Этот эксперимент был разработан для изучения гипогликемического эффекта полифе- нольных экстрактов из листьев Толокнянки обыкновенной (Arctostaphylos uva-ursi) при экспериментальной инсулинорезистентности (ИР) у крыс. Материалы и методы. Экспериментальную ИР вызывали инъекциями дексаметазона (Dex) и диетой с вы- соким содержанием фруктозы (HFD). Самцы крыс-альбиносов были распределены по группам в зависимости от цели эксперимента. В качестве объектов исследования были отобраны 50 % этанольные полифенольные экстракты, полученные из листьев Толокнянки обыкновенной с добавлением аргинина (PE50_arg) и цистеи- на (PE50_cys). Пероральный тест на толерантность к глюкозе (OGTT) проводили во всех экспериментальных группах животных. Результаты. Инъекции дексаметазона имели более выраженное влияние на толерантность к глюкозе по срав- нению с HFD. Было показано, что PE50_arg и PE50_cys после двух недель введения проявили способность сни- жать уровень глюкозы в крови крыс, ослаблять развитие ИР и снижать толерантность к глюкозе по экспе- риментальной ИР. Обнаруженная гипогликемическая активность мало отличалась от действия метформина, но превышала активность арфазетина. Эти результаты могут быть свидетельством активизации процессов утилизации глюкозы, что, в свою очередь, указывает на улучшение чувствительности к инсулину благодаря действию экстрактов. Полученные данные свидетельствуют о том, что корректирующее воздействие аргини- на и цистеина на процессы передачи сигнала в клетках-мишенях инсулина играет важную роль в лечении ИР. Выводы. Листья Толокнянки обыкновенной являются многообещающим сырьем для создания антидиабети- ческого лекарственного препарата. Таким образом, необходимо дальнейшее изучение механизмов регуляции метаболических нарушений при введении новых полифенольных экстрактов.