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Metabolic effects of M. charantia foliage extract


J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 537-548, 2021.

Original article

Antidiabetic, hypolipidemic, antioxidant and anti-inflammatory effects of Momordica charantia L. foliage extract

[Efectos antidiabéticos, hipolipemiantes, antioxidantes y anti-inflamatorios del extracto foliar de Momordica charantia L.]

Alicia Lagarto Parra1, Roberto Menéndez Soto-del Valle2, Janet Piloto Ferrer1, Pham Thi Nguyet Hang3, Nguyen Thi Phuong3, Addis Bellma1, Orestes Darío López4, Dunia Casanave Guarnaluce1, Carlos Rodríguez Ferrada1, Alejandro S. Padrón Yaquis1, Nicte González Alfonso1, Gilberto L. Pardo-Andreu5*

1Center for Pharmaceuticals Research and Development. Av. 26 # 1605 b/ Av. Boyeros and Puentes Grandes, Havana, Cuba

2Cuban Center for Neurosciences (CNEURO), Ave 25 # 15202. Cubanacán, Playa. PO 11600. La Habana

3National Institute of Medicinal Material. 3B Quang Trung Str, Hoan Kiem Dist, Hanoi, Viet Nam.

4Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos, Universidad Técnica de Ambato, Ambato, Ecuador.

5Center for Research and Biological Evaluations, Institute of Pharmaceutical and Foods Sciences, University of Havana (UH), Av. 23 # 2317 b/ 214 and 222, La Coronela, La Lisa, PO 13600 Havana, Cuba.

*E-mail: gpardo@ifal.uh.cu

Abstract

Context: Momordica charantia (Cucurbitaceae) is extensively distributed in tropical areas, and it is traditionally used as antidiabetic. Nevertheless, few studies supporting the metabolic effects of its foliage extracts have been reported elsewhere.

Aims: To evaluate the effects of M. charantia foliage extract (MCh) on blood glucose and lipids levels in animal models of hyperglycemia. The anti-inflammatory and antioxidant properties together with the acute toxicity and genotoxic effects were also assessed.

Methods: An MCh powder was obtained by spray-drying techniques. The anti-hyperglycemic and hypolipidemic effects of MCh were evaluated in the glucose tolerance test and the alloxan-induced diabetes, respectively. The in vitro and ex vivo MCh antioxidant effects were assessed against the 2,2´-azinobis3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS), peroxyl, and superoxide anion radicals. The MCh anti-inflammatory effects were also assessed together with its toxicological profile by means of the Acute Toxic Class Method, and the chromosome aberration assay.

Results: MCh administered orally diminished the glucose and lipids levels in normoglycemic healthy rats and alloxan-induced hyperglycemic mice. Strong in vitro free radical scavenging effects was demonstrated by MCh against ABTS, peroxyl, and superoxide anion radicals. The extract also improved the free radical scavenging ability of diabetic mice serum. Moreover, MCh reduced the weight of cotton-induced granulomas in mice, the exudate volume, and its leukocyte counts in carrageenan-induced pleurisy in rats. Very low MCh toxicity was also verified.

Conclusions: The hypoglycemic, hypolipidemic, anti-inflammatory, and antioxidant activities here observed make the spray-drayed powder from M. charantia foliage extract an interesting alternative for the correction of diabetes and its complications.

Keywords: antidiabetic; anti-inflammatory; antioxidant; foliage extract; toxicity; Momordica charantia.

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Resumen

Contexto: La Momordica charantia (Cucurbitaceae) se encuentra ampliamente distribuida en las áreas tropicales y se usa tradicionalmente como antidiabético. Sin embargo, pocos estudios sustentan los efectos metabólicos de sus extractos foliares.

Objetivos: Evaluar los efectos de un extracto foliar de M. charantia (MCh) sobre los niveles de glucosa y lípidos en modelos animales de hiperglicemia. También se evaluaron sus propiedades anti-inflamatorias y antioxidantes, así como su toxicidad aguda oral y efectos genotóxicos.

Métodos: Se obtuvo un polvo de MCh por técnicas de secado por aspersión. Sus efectos anti-hiperglicémicos e hipolipemiantes se evaluaron en modelos de tolerancia a la glucosa y de diabetes inducida por aloxano, respectivamente. Los efectos antioxidantes in vitro y ex vivo se evaluaron frente a los radicales 2,2´-azinobis3-ethylbenzotiazolina-6- ácido sulfónico, peroxilo, y el radical anión superóxido. Se evaluaron además los efectos anti-inflamatorios de MCh junto a su perfil toxicológico a través del Método de las Clases para la toxicidad aguda oral y el ensayo de aberración cromosómica.

Resultados: La administración oral de MCh disminuyó los niveles de glucosa y lípidos en ratas saludables normo-glicémicas y en ratones hiperglicémicos por acción del aloxano. Se demostró una potente actividad secuestradora de los radicales ABTS, peroxilo y superóxido, in vitro. El extracto también mejoró la actividad secuestradora de radicales libres del suero de ratones diabéticos. Además, el MCh redujo el peso de los granulomas inducidos por algodón en ratones, y en el modelo de pleuresía inducida por carragenina en ratas, redujo el volumen de exudado y su conteo de leucocitos. Se demostró una baja toxicidad para el MCh.

Conclusiones: Las actividades hipoglicémicas, hipolipemiantes, anti-inflamatorias y antioxidantes aquí observadas, hacen del extracto de M. charantia obtenido a partir de un secado por aspersión, una alternativa interesante para corregir la diabetes y sus complicaciones.

Palabras Clave: antidiabético; anti-inflamatorio; antioxidante; extracto foliar; toxicidad; Momordica charantia.

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Citation Format: Lagarto A, Menéndez R, Piloto J, Thi P, Thi N, Bellma A, Dario O, Casanave D, Rodríguez C, Padron AS, González N, Pardo-Andreu G (2021) Antidiabetic, hypolipidemic, antioxidant and anti-inflammatory effects of Momordica charantia L. foliage extract. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 537–548.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Hibiscus surattensis: Insulin secretion and pancreatic tissue improvement



J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 454-464, 2021.

Original article

Insulin secretion and repairing pancreatic tissue damage on diabetic mice treated with the extract and active fraction of Hibiscus surattensis L. leaves

[Secreción de insulina y reparación del daño del tejido pancreático en ratones diabéticos tratados con el extracto y la fracción activa de hojas de Hibiscus surattensis L.]

Yuliet1*, Elin Yulinah Sukandar2, Nur Atik3, I Ketut Adnyana2

1Department of Pharmacy, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Tadulako University, Palu 94148, Central Sulawesi, Indonesia.

2Department of Pharmacology and Toxicology, School of Pharmacy, Bandung Institute of Technology, Bandung 40132, West Java, Indonesia.

3Department of Biomedical Sciences, Faculty of Medicine, Padjadjaran University, Jatinangor 45363, West Java, Indonesia.

*E-mail: yuliet@untad.ac.id; yuliet_susanto@yahoo.com

Abstract

Context: Diabetes is a chronic health condition with insulin disturbance. Hibiscus surattensis L. is a medicinal plant and plays a pivotal role in diabetes.

Aims: To evaluate the effect of H. surattensis leaves extract to increase insulin secretion and repair pancreatic tissue damage in streptozotocin (STZ)‑induced diabetic mice.

Methods: This research used male mice (Swiss Webster) administrated by STZ 100 mg/kg BW to induce diabetes. Animals were divided into eight groups (n = 6) consisting of normal control, diabetic control, glibenclamide, ethanol extract 50, ethyl acetate fraction, and water fraction with doses of 25 and 50 mg/kg BW, respectively. Treatment was given for 28 days. The evaluation was carried out on blood glucose levels, insulin levels, HOMA-β, and the pancreatic islets by the morphometric analysis were evaluated. All data were analyzed using SPSS 16.0.

Results: Extract and active fraction of H. surattensis leaves, especially ethyl acetate fractions (25 and 50 mg/kg BW) significantly (p<0.05) reduced fasting blood glucose levels, insulin levels, and the strength of pancreatic β cells (HOMA-β) increased in STZ induced diabetic mice. Histopathological results in pancreatic confirmed the effect of H. surattensis to increase the number of islets significantly in Langerhans and pancreatic β-cells compared to the diabetic control group (p<0.05).

Conclusions: Extract, and active fraction of H. surattensis leaves affect the insulin secretion and repairing the pancreatic tissue damage on diabetic mice, the most optimal therapy on the administration of ethyl acetate fraction.

Keywords: antidiabetic; Hibiscus surattensis L.; insulin; pancreas; streptozotocin.

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Resumen

Contexto: La diabetes es una enfermedad crónica con alteración de la insulina. Hibiscus surattensis L. es una planta medicinal y juega un papel fundamental en la diabetes.

Objetivos: Evaluar el efecto del extracto de hojas de H. surattensis para aumentar la secreción de insulina y reparar el daño del tejido pancreático en ratones diabéticos inducidos por estreptozotocina (STZ).

Métodos: Esta investigación utilizó ratones macho (Swiss Webster) administrados por STZ 100 mg/kg BW para inducir diabetes. Los animales se dividieron en ocho grupos (n = 6) que consistían en control normal, control diabético, glibenclamida, extracto de etanol 50, fracción de acetato de etilo y fracción de agua con dosis de 25 y 50 mg/kg de peso corporal, respectivamente. El tratamiento se administró durante 28 días. La evaluación se realizó sobre niveles de glucosa en sangre, niveles de insulina, HOMA-β, y se evaluaron los islotes pancreáticos mediante análisis morfométrico. Todos los datos se analizaron con SPSS 16.0.

Resultados: El extracto y la fracción activa de hojas de H. surattensis, especialmente las fracciones de acetato de etilo (25 y 50 mg/kg de peso corporal) redujeron significativamente (p<0,05) los niveles de glucosa en sangre en ayunas, los niveles de insulina y la fuerza de las células β pancreáticas (HOMA-β) aumentó en ratones diabéticos inducidos por STZ. Los resultados histopatológicos en páncreas confirmaron el efecto de H. surattensis para aumentar significativamente el número de islotes en Langerhans y células β pancreáticas en comparación con el grupo de control diabético (p<0,05).

Conclusiones: El extracto y fracción activa de hojas de H. surattensis afectan la secreción de insulina y reparan el daño del tejido pancreático en ratones diabéticos, la terapia más óptima sobre la administración de fracción de acetato de etilo.

Palabras Clave: antidiabético; estreptozotocina; Hibiscus surattensis L.; insulina; páncreas.

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Citation Format: Yuliet, Sukandar EY, Atik N, Adnyana IK (2021) Insulin secretion and repairing pancreatic tissue damage on diabetic mice treated with the extract and active fraction of Hibiscus surattensis L. leaves. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 454–464.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)