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Anti-AGEs and antioxidant properties of palmatine



J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 366-378, 2021.

Original article

Antioxidant and anti-advanced glycation end products formation properties of palmatine

[Propiedades antioxidantes y contra la formación de productos finales de glicación avanzada de palmatina]

Sharma Mridula1, Wardah Siddiqui Masroor1, Mellinnda Xavier1, Tan Wen Hui2, Hor Kuan Chan2, Kavita Chirara2, Okechukwu Patrick Nwabueze1*

1Department of Biotechnology, Faculty of Applied Sciences UCSI University No. 1, Jalan Menara Gading, UCSI Heights, (Taman Connaught) Cheras 56000 Kuala Lumpur, Malaysia.

2Department of Food Science with Nutrition, Faculty of Applied Sciences UCSI University No. 1, Jalan Menara Gading, UCSI Heights, (Taman Connaught) Cheras 56000 Kuala Lumpur, Malaysia.

*E-mail: patrickn@ucsiuniversity.edu.my

Abstract

Context: Oxidative stress and formation of advanced glycation end products (AGEs), due to glycation of proteins, lipids and nucleic acids are characteristic in diabetic patients. Palmatine, a protoberberine alkaloid bioactive isolated from Coscinium fenestratum (CF) stem extract, which previously has shown to possess antidiabetic and antioxidant properties and to be able to protect the kidney and liver in a STZ-diabetic induced rat model.

Aims: To evaluate the in vitro and in vivo antioxidant and anti-AGE activity of palmatine.

Methods: In vitro and in vivo studies were conducted to measure radical scavenging, reducing power, inhibition of lipid peroxidation, carbonyl trapping and metal ion chelation. In vitro antiglycation activity was done using bovine serum albumin-methylglyoxal (BSA-MGO), bovine serum albumin – glucose (BSA-GLU) and glycated hemoglobin. In vivo antioxidant and antiglycation activity were used to evaluate liver and kidney extracted from STZ-induced diabetic rat after treatment with palmatine.

Results: The results showed palmatine blocked the formation of AGE as shown by the results of BSA-GLU, BSA-MGO, glycated hemoglobin and inhibited the free radicals generated by DPPH, nitric oxide, hydrogen peroxide, lipid peroxidation, FRAP and metal ion chelating. It was able to stimulate in vivo the activity of catalase, super oxide dismutase and glutathione peroxidase.

Conclusions: Palmatine possess antioxidant and antiglycation properties, the mechanism of action seems to be via the blockage of free radical formation, decreasing of reactive carbonyl. Further research is ongoing to determine the effect of palmatine on glyoxalase 1 and aldose reductase pathway and interaction with receptor for AGE.

Keywords: advanced glycation end products; anti-glycation; antioxidants; diabetes mellitus.

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Resumen

Contexto: El estrés oxidativo y la formación de productos finales de glicación avanzada (AGE), debido a la glicación de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, son característicos de los pacientes diabéticos. Palmatine, un alcaloide bioactivo de protoberberina aislado de extracto de tallo de Coscinium fenestratum (CF), previamente ha demostrado poseer propiedades antidiabéticas y antioxidantes y ser capaz de proteger el riñón y el hígado en un modelo de rata inducida por STZ – diabetes.

Objetivos: Evaluar la actividad antioxidante y anti-AGE in vitro e in vivo de la palmatina.

Métodos: Se llevaron a cabo estudios in vitro e in vivo para medir la captación de radicales, el poder reductor, la inhibición de la peroxidación de lípidos, el atrapamiento de carbonilo y la quelación de iones metálicos. La actividad antiglicación in vitro se realizó utilizando albúmina-metilglioxal de suero bovino (BSA-MGO), albúmina de suero bovino-glucosa (BSA-GLU) y hemoglobina glucosilada. La actividad antioxidante y antiglicación in vivo evaluó el hígado y el riñón extraídos de ratas diabéticas inducidas por STZ después del tratamiento con palmatina.

Resultados: Los resultados mostraron que la palmatina bloqueó la formación de AGE como lo muestran los resultados de BSA-GLU, BSA-MGO, hemoglobina glucosilada e inhibió los radicales libres generados por DPPH, óxido nítrico, peróxido de hidrógeno, peroxidación lipídica, FRAP y quelación de iones metálicos. Fue capaz de estimular in vivo la actividad de catalasa, superóxido dismutasa y glutatión peroxidasa.

Conclusiones: Palmatine posee propiedades antioxidantes y antiglicantes, el mecanismo de acción parece ser a través del bloqueo de la formación de radicales libres, disminuyendo el carbonilo reactivo. Se están realizando más investigaciones para determinar el efecto de la palmatina sobre la vía de la glioxalasa 1 y la aldosa reductasa y la interacción con el receptor para AGE.

Palabras Clave: anti-glicación; antioxidantes; diabetes mellitus; productos finales de glicación avanzada.

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Citation Format: Mridula S, Masroor WS, Mellinnda X, Hui TW, Chan HK, Chirara K, Okechukwu PN (2021) Antioxidant and anti-advanced glycation end products formation properties of palmatine. J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 366–378.

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