Caracterización química de cucurbita ficifolia Bouché y su efecto hipoglucémico mediado por almacenamiento del glucógeno hepático Pubblico Deposited
Cucurbita ficifolia Bouche (C. ficifolia) is a medicinal plant used in the treatment of diabetes mellitus (DM), a disease with an important epidemiological importance that lies in its high prevalence and mortality rates. There are experimental and clinical evidences about its hypoglycemic action. However, phytochemical and pharmacological studies are still lacking to elucidate, on the one hand, its main active components, and on the other, its hypoglycemic mechanisms of action, in particular the effect on the liver, one of the organs involved in carbohydrates’ metabolism. The objective of the present work was characterizing chemically an aqueous extract of C. ficifolia Bouche and to evaluate markers that regulate hepatic glycogen synthesis, as well as the histological morphology in liver and pancreas. The aqueous extract of C. ficifolia was fractionated by open-column chromatography, thin layer chromatography and by HPLC to purify its main secondary metabolites and was subsequently chemically characterized by NMR and GC-MS. The pharmacological study consisted of an acute study in healthy and diabetic CD-1 strain mice, once the extract was determined to have hypoglycemic activity, a subchronic study was performed using CD-1 mice both healthy and diabetic induced with alloxan, which were given the aqueous and active extract of C. ficifolia for 30 days. The hepatic glycogen content was quantified by a spectrometric method; a histological analysis of the liver was performed using PAS and H-E staining for liver and pancreas; GOT and GPT were quantified by a spectrophotometric method; glycogen synthase and glycogen phosphorylase enzymes and the glucose transporter GLUT-2 were quantified by Western blot; mRNA GLUT-2 and receptor glucagon expression was performed by RT-PCR in real time, whereas serum insulin levels were quantified by ELISA method. The results confirm that the administration of C. ficifolia to healthy and diabetic mice reduces blood glucose levels and corrects some parameters characteristic of DT2, such as transaminase levels and the inflammatory profile observed in histological analysis in liver and pancreas, since the general structure of this organs was not modified compared to the diabetic group. C. ficifolia increased liver glycogen, suggesting that the hypoglycemic mechanism of action of the plant could be mediated in part by accumulation of glucose in glycogen form. In this study, it was possible to isolate and identify seven major compounds present in the active aqueous extract of C. ficifolia, of which two are phytosterols, such as stigmasten-7,22-dien-3-ol and stigmasten-7-en-3-ol, as well as p-coumaric acid, p-hydroxybenzoic acid, o-hydroxyphenylacetic acid and p-hydroxyphenylacetic acid and salicin, which have been reported with pharmacological activity and hypoglycemic effects, such as p-hydroxybenzoic acid. However, it is still necessary to determine which is the main active compound of the extract, or wheter they are acting synergistically. Histological analysis of liver showed an improvement in the general structure of this organ by administration with C. ficifolia, as well as an increase in the accumulation of glycogen. There was also an increase in glycogen synthase and decrease in glycogen phosphorylase, enzymes involved in glycogen synthesis and degradation. C. ficifolia represents a therapeutic alternative for the treatment of diabetes mellitus, and its hypoglycemic effect is partially due to accumulation of hepatic glycogen, since it has been shown to be capable of generating other molecular effects associated with hypoglycemia. In addition, C ficifolia generates protective effect in both liver and pancreas, which could potentially help a better control of diabetes, preventing the development of vascular complications and improving the quality of life of patients.
Cucurbita ficifolia Bouché (C. ficifolia) es una planta medicinal con uso en el tratamiento de la diabetes mellitus (DM), enfermedad con una importancia epidemiológica importante que radica en sus altos índices de prevalencia y mortalidad. Se tienen evidencias experimentales y clínicas acerca de su acción hipoglucemiante. Sin embargo, aún siguen faltando estudios fitoquímicos y farmacológicos para elucidar, por un lado, sus principales componentes activos, y por otro, sus mecanismos de acción hipoglucemiante, en particular el efecto que tiene sobre el hígado, uno de los órganos involucrados en el metabolismo de carbohidratos. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar químicamente un extracto acuso de C. ficifolia Bouché y evaluar marcadores que regulan la síntesis de glucógeno hepático, así como la morfología histológica del hígado y páncreas. Se fraccionó el extracto acuoso de C. ficifolia mediante cromatografía en columna abierta, en capa fina y por HPLC para purificar sus principales metabolitos secundarios y posteriormente se caracterizaron químicamente por RMN y CG-MS. El estudio farmacológico consistió en un estudio agudo en ratones de la cepa CD-1 sanos y diabéticos, una vez que se determinó que el extracto tenía actividad hipoglucemiante se realizó un estudio subcrónico usando ratones de la cepa CD-1 tanto sanos como diabéticos, inducidos con aloxana, a los cuales se les administró por 30 días el extracto acuoso y activo de C. ficifolia. El contenido de glucógeno hepático se cuantificó por un método espectrométrico, se realizó un análisis histológico del hígado usando unatinción de PAS y de H-E para hígado y páncreas; GOT y GPT se cuantificaron por un método espectrofotométrico; las enzimas glucógeno sintasa y glucógeno fosforilasa y el transportador de glucosa GLUT-2 se cuantificaron por Western blot; la expresión del RNAm de Glut-2 y el receptor de glucagón se determinaron por RT-PCR en tiempo real, mientras que los niveles de insulina sérica se cuantificaron por el método de ELISA. Los resultados confirman que la administración de C. ficifolia a ratones sanos y diabéticos reduce los niveles de glucemia y corrige algunos parámetros característicos de DT2, como los niveles de transaminasas y el perfil inflamatorio observado en el análisis histológico en hígado y páncreas. C ficifolia no modificó la estructura general del hígado ni del páncreas. C. ficifolia aumentó el contenido de glucógeno hepático, sugiriendo que el mecanismo de acción hipoglucemiante de la planta podría estar mediado en parte por acumulación de glucosa en forma de glucógeno. En este estudio se logró aislar e identificar siete compuestos mayoritarios presentes en el extracto acuoso activo de C. ficifolia, de los cuales: dos son fitosteroles, tal es el caso de, estigmasten-7,22-dien-3-ol y estigmasten-7-en-3-ol, así como ácido p-cumárico, ácido p-hidroxibenzoico, ácido o-hidroxifenilacético, ácido p-hidroxifenilacético y salicina, los cuales se han reportado con actividad farmacológica y con efectos hipoglucémicos, tal es el caso del ácido p-hidroxibenzoico. Sin embargo, aún se debe determinar cuál es el principal compuesto activo del extracto, o si están actuando sinergicamente. El análisis histológico de hígado mostró una mejora en la estructura general de este órgano del grupo experimental tratado con C. ficifolia, así como 8 un aumento en la acumulación de glucógeno. También se observó aumento de glucógeno sintasa y disminución de glucógeno fosforilasa, enzimas implicadas en la síntesis y degradación de glucógeno. C. ficifolia representa una alternativa terapéutica para el tratamiento de la diabetes mellitus, y su efecto hipoglucémico se debe parcialmente a la acumulación de glucógeno hepático, ya que se ha demostrado que es capaz de generar otros efectos moleculares asociados a la hipoglucemia. Además, C ficifolia genera efecto protector, tanto en hígado como en páncreas, lo que potencialmente podría ayudar a un mejor control de la diabetes, previniendo el desarrollo de complicaciones vasculares y mejorando la calidad de vida de los pacientes.
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