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Insulin expression and insulitis degree of diabetic rats


J Pharm Pharmacogn Res 9(5): 598-608, 2021.

Original article

Insulin expression and insulitis degree of diabetic rats after giving sikkam leaves (Bischofia javanica Blume)

[Expresión de insulina y grado de insulitis de ratas diabéticas después de administrar hojas de sikkam (Bischofia javanica Blume)]

Cheryl GP. Rumahorbo, Salomo Hutahaean*, Syafruddin Ilyas

Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Sumatera Utara, Medan, Indonesia.

*E-mail: salomo@usu.ac.id

Abstract

Context: Gallic acid and quercetin in sikkam leaves (Bischofia javanica) have scientific potential as antidiabetic agents. Quercetin suppresses hyperglycemia by inhibiting active glucose transport. Meanwhile, gallic acid acts as an antidiabetic is closely related to its antioxidant properties. Antioxidant compounds neutralize cells that experience oxidative stress by donating their hydrogen atoms.

Aims: To analyze the degree of insulitis and insulin expression in the pancreatic cells of rats induced diabetes mellitus (DM) after giving B. javanica leaves extract.

Methods: The treatment groups consisted of G0: negative control (-); G1: positive control (alloxan induction + standard feed); G2: alloxan induction + 300 mg/kg BW of B. javanica leaves ethanol extract; G3: alloxan induction + 600 mg/kg BW of B. javanica leaves ethanol extract; G4: alloxan induction + ethanol extract of B. javanica leaves 900 mg/kg BW and G5: alloxan induction + glibenclamide 4.5 mg/kg BW. At day 28, the rats were sacrificed, and the pancreatic tissue dissected. This was analyzed for degree of insulitis and insulin expression by anti-insulin antibodies using immunohistochemistry and hematoxylin-eosin.

Results: There was a significant difference (p = 0.000) in insulin expression and insulitis degree. By the increase of B. javanica leaves dose, the insulin expression value also increased, and the degree of insulitis in Langerhans’ islets of DM rats was decreased. Islets of Langerhans in insulin production returned to normal after being given B. javanica ethanol extract 900 mg/kg BW like glibenclamide.

Conclusions: Bischofia javanica ethanol extract increased insulin production and reduced the degree of insulitis in the islets of Langerhans histology. Further research is needed to determine the extent to which this extract protects from the sequelae of diabetes.

Keywords: hypoglycemic agent; hyperglycemia; immunohistochemistry; insulin expression; insulitis; plant extract.

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Resumen

Contexto: El ácido gálico y la quercetina en las hojas de sikkam (Bischofia javanica) tienen potencial científico como agentes antidiabéticos. La quercetina suprime la hiperglucemia al inhibir el transporte activo de glucosa. Mientras tanto, el ácido gálico actúa como antidiabético y está muy relacionado con sus propiedades antioxidantes. Los compuestos antioxidantes neutralizan las células que experimentan estrés oxidativo al donar sus átomos de hidrógeno.

Objetivos: Analizar el grado de insulitis y expresión de insulina en las células pancreáticas de ratas inducidas por diabetes mellitus (DM) tras la administración de extracto de hojas de B. javanica.

Métodos: Los grupos de tratamiento estuvieron constituidos por G0: control negativo (-); G1: control positivo (inducción de aloxano + alimentación estándar); G2: inducción de aloxano + 300 mg/kg de peso corporal de extracto de etanol de hojas de B. javanica; G3: inducción de aloxano + 600 mg/kg de peso corporal de extracto de etanol de hojas de B. javanica; G4: inducción de aloxano + extracto etanólico de B. javanica hojas 900 mg/kg de peso corporal y G5: inducción de aloxano + glibenclamida 4,5 mg/kg de peso corporal. En el día 28, las ratas fueron sacrificadas y el tejido pancreático disecado. Este se analizó para determinar el grado de insulitis y expresión de insulina mediante anticuerpos antiinsulina usando inmunohistoquímica y hematoxilina-eosina.

Resultados: Hubo una diferencia significativa (p = 0,000) en la expresión de insulina y el grado de insulitis. Al aumentar la dosis de hojas de B. javanica, aumentó el valor de expresión de insulina y disminuyó el grado de insulitis en el islotes de Langerhans de ratas con DM. Los islotes de Langerhans en la producción de insulina volvieron a la normalidad después de recibir el extracto etanólico de B. javanica 900 mg/kg de peso corporal al igual que glibenclamida.

Conclusiones: El extracto de etanol de Bischofia javanica aumentó la producción de insulina y redujo el grado de insulitis en la histología de los islotes de Langerhans. Se necesitan más investigaciones para determinar hasta qué punto este extracto protege de las secuelas de la diabetes.

Palabras Clave: agente hipoglucemiante; expresión de insulina; extracto de planta; hiperglucemia; inmunohistoquímica; insulitis.

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Citation Format: Hutahaean S, Ilyas S, Rumahorbo CGP (2021) Insulin expression and insulitis degree of diabetic rats after giving sikkam leaves (Bischofia javanica Blume). J Pharm Pharmacogn Res 9(5): 598–608.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Sikkim and apoptosis via cytochrome c in aortic



J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 313-323, 2021.

Original Article

Apoptosis via cytochrome c in aortic tissue of diabetes mellitus after giving sikkam leaves (Bischofia javanica Blume)

[Apoptosis vía citocromo c en tejido aórtico de diabetes mellitus después de dar hojas de sikkim (Bischofia javanica Blume)]

Syafruddin Ilyas*, Salomo Hutahaean, Rahmat SH. Sinaga, Putri C. Situmorang

Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Sumatera Utara, Medan, Indonesia.

*E-mail: syafruddin6@usu.ac.id

Abstract

Context: Diabetes mellitus (DM) is a metabolic hyperglycemia disease caused by abnormalities in insulin secretion and the highest increase in diabetes sufferers that occurred in Southeast Asian countries, including Indonesia. The sikkam leaf (Bischofia javanica) ethanolic extract contains many secondary metabolites, and some of them are quercetin and gallic acid, which have the potential to be used as antidiabetic.

Aims: To analyze apoptosis via cytochrome c in aortic tissue of DM after giving B. javanica leaves.

Methods: The treatment group consisted of G0: Negative control, G1: Positive control (alloxan induction + standard feed), G2: Alloxan induction + 300 mg/kg BW of B. javanica leaves ethanol extract, G3: Alloxan induction + 600 mg/kg BW of B. javanica leaves ethanol extract, G4: Induction of alloxan + ethanol extract of B. javanica leaves 900 mg/kg BW and G5: Induction of alloxan + glibenclamide 0.5 mg/kg BW. Fourteen days later, the rats were dissected, and the aortic tissue was analyzed for apoptosis by tunnel assay and cytochrome c by immunohistochemistry.

Results: There was a statistically significant difference (p<0.01) in the apoptotic value and cytochrome c. Increasing the dose of B. javanica leaves, the cytochrome c expression, and apoptotic value decreases in the aorta of DM rats. The cell shape returned to normal after being given B. javanica ethanol extract 900 mg/kg BW than glibenclamide.

Conclusions: Bischofia javanica ethanolic extract reduced apoptosis via cytochrome c in aortic histology, and this plant can be developed into a diabetic drug candidate.

Keywords: apoptosis; cytochrome c; hyperglycemia; hypoglycemic agents; immunohistochemistry; plant extracts.

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Resumen

Contexto: La diabetes mellitus (DM) es una enfermedad de hiperglucemia metabólica causada por anomalías en la secreción de insulina y el mayor aumento de pacientes con diabetes que se produjo en los países del sudeste asiático, incluida Indonesia. El extracto etanólico de la hoja de Bischofia javanica contiene muchos metabolitos secundarios, y algunos de ellos son la quercetina y el ácido gálico, que tienen el potencial de usarse como antidiabéticos.

Objetivos: Analizar la apoptosis por citocromo c en tejido aórtico de DM tras la administración de hojas de B. javanica.

Métodos: El grupo de tratamiento consistió en G0: Control negativo, G1: Control positivo (inducción de aloxano + alimentación estándar), G2: inducción de aloxano + 300 mg/kg de peso corporal de extracto de etanol de hojas de B. javanica, G3: inducción de aloxano + 600 mg/kg de peso corporal de extracto etanólico de hojas de B. javanica, G4: Inducción de aloxano + extracto etanólico de hojas de B. javanica 900 mg/kg de peso corporal y G5: Inducción de aloxano + glibenclamida 0,5 mg/kg de peso corporal. Catorce días más tarde, las ratas fueron disecadas y el tejido aórtico fue analizado para apoptosis por ensayo de túnel y citocromo c por inmunohistoquímica.

Resultados: Hubo una diferencia estadísticamente significativa (p<0.01) en el valor apoptótico y el citocromo c. Al aumentar la dosis de hojas de B. javanica, la expresión del citocromo c y el valor apoptótico disminuyen en la aorta de ratas DM. La forma de la célula volvió a la normalidad después de recibir extracto de etanol de B. javanica 900 mg/kg de peso corporal que glibenclamida.

Conclusiones: El extracto etanólico de Bischofia javanica redujo la apoptosis a través del citocromo c en histología aórtica y esta planta puede convertirse en un candidato a fármaco diabético.

Palabras Clave: agentes hipoglucemiantes; apoptosis; citocromo c; extractos de plantas; hiperglucemia; inmunohistoquímica.

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Citation Format: Ilyas S, Hutahaean S, Sinaga RSH, Situmorang PC (2021) Apoptosis via cytochrome c in aortic tissue of diabetes mellitus after giving sikkam leaves (Bischofia javanica Blume). J Pharm Pharmacogn Res 9(3): 313–323.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Effect of GSH on human epithelial cells


J Pharm Pharmacogn Res 9(2): 175-181, 2021.

Original Article

The role of reduced glutathione on oxidative stress, reticulum endoplasmic stress and glycation in human lens epithelial cell culture

[Papel del glutatión reducido sobre el estrés oxidativo, el estrés endoplásmico del retículo y la glicación en el cultivo de células epiteliales del cristalino humano]

Nina Handayani1*, Nur Permatasari2, Hidayat Sujuti3, Achmad Rudijanto4

1Department of Ophthalmology, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Saiful Anwar Hospital Malang, Malang 65145, Indonesia.

2Department of Pharmacology, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Malang 65145, Indonesia.

3Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Malang 65145, Indonesia.

4Division of Endocrinology and Metabolic Disease, Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine, Brawijaya University, Saiful Anwar Hospital Malang, Malang 65145, Indonesia.

*E-mail: nina_handayani@ub.ac.id, ninahdyn@gmail.com

Abstract

Context: Cataracts are currently the main cause of blindness worldwide. This condition caused by a low concentration of reduced glutathione (GSH) in the lens.

Aims: To evaluate the effect of glutathione (GSH) on the hyperglycemia-induced oxidative stress, reticulum endoplasmic stress, and glycation in human lens epithelial cells.

Methods: Human lens epithelial cells were cultured under high-glucose conditions. Malondialdehyde (MDA), protein carbonyl content (PCC), glucose reactive protein (GRP), and advanced glycation end product (AGE) were measured by enzyme-linked immunosorbent assay after 72 h of incubation for MDA, PCC, GRP and after 2 weeks incubation for AGE.

Results: The MDA and PCC levels increased in response to high-dose glucose administration compared to the control group.  MDA and PCC levels were decreased at all GSH doses, whereas the lowest mean MDA and PCC levels were observed at GSH doses of 10 and 100 μM, respectively.  GRP levels increased after high-glucose administration as compared to the control group. Additionally, the groups co-treated with 30 and 100 μM GSH showed reduced PCC. The AGE level was reduced at all doses of GSH compared to those in the control group.

Conclusions: The results suggest that GSH inhibits oxidative stress, reticulum endoplasmic stress, and AGE formation, which may lead to the progression of diabetic cataract. Additionally, GSH may maintain lens transparency by acting as an antiglycation and controlling the AGE formation.

Keywords: glycation; glutathione; glucose reactive protein; hyperglycemia; malondialdehyde; oxidative stress.

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Resumen

Contexto: Las cataratas son actualmente la principal causa de ceguera en todo el mundo. Esta condición es causada por una baja concentración de glutatión reducido (GSH) en el cristalino.

Objetivos: Evaluar el efecto del glutatión (GSH) sobre el estrés oxidativo inducido por la hiperglucemia, el estrés endoplásmico del retículo y la glicación en las células epiteliales del cristalino humano.

Métodos: Se cultivaron células epiteliales del cristalino humano en condiciones de alto contenido de glucosa. El malondialdehído (MDA), el contenido de carbonilo proteico (PCC), la proteína reactiva a la glucosa (GRP) y el producto final de glicación avanzada (AGE) se midieron mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas después de 72 h de incubación para MDA, PCC, GRP y después de 2 semanas incubación para AGE.

Resultados: Los niveles de MDA y PCC aumentaron en respuesta a la administración de glucosa en dosis altas en comparación con el grupo de control. Los niveles de MDA y PCC disminuyeron en todas las dosis de GSH, mientras que los niveles medios más bajos de MDA y PCC se observaron en dosis de GSH de 10 y 100 μM, respectivamente. Los niveles de GRP aumentaron después de la administración de glucosa alta en comparación con el grupo control. Además, los grupos tratados conjuntamente con 30 y 100 µM de GSH mostraron una reducción del PCC. El nivel de AGE se redujo en todas las dosis de GSH en comparación con las del grupo de control.

Conclusiones: Los resultados sugieren que GSH inhibe el estrés oxidativo, el estrés endoplásmico del retículo y la formación de AGE, lo que puede conducir a la progresión de la catarata diabética. Además, GSH puede mantener la transparencia de la lente actuando como antiglicación y controlando la formación de AGE.

Palabras Clave: estrés oxidativo; glicación; glutatión; hiperglucemia; malondialdehído; proteína reactiva a la glucosa.

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Citation Format: Handayani N, Permatasari N, Sujuti H, Rudijanto A (2021) The role of reduced glutathione on oxidative stress, reticulum endoplasmic stress and glycation in human lens epithelial cell culture. J Pharm Pharmacogn Res 9(2): 175–181.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)