Оценка влияния минерального комплекса рутина на степень выраженности противодиабетической активности

Введение. Сахарный диабет 2 типа на сегодняшний день считается одним из самых распространенных неинфекционных заболеваний. Для профилактики и сопутствующего лечения данной патологии с успехом применяются различные фитопрепараты, такие как, например, побеги черники обыкновенной. Растение содержит фенольные соединения (антоцианы, флавоноиды, фенолкарбоновые и органические кислоты), которые обладают антиоксидантным и гипогликемическим эффектами, а также накапливает макро- и микроэлементы (Ca, Mg, Zn, Mn), в свою очередь способные влиять на течение сахарного диабета. Комплексы элементов с БАВ фенольного характера могут влиять на формирование фармакологического ответа или изменять его степень выраженности. Следовательно, можно выдвинуть гипотезу о потенцировании противодиабетического действия фенольных соединений при их существовании в виде минеральных комплексов.

Цель. Провести сравнительную оценку противодиабетической активности минерального комплекса рутина с цинком в сравнении с веществами предшественниками и извлечением из побегов черники для прогнозирования влияния элементов на течение данной патологии.

Материалы и методы. Объектами исследования были водный раствор (С = 0,18 мг/мл) модельного комплекса рутина с цинком c соотношением числа моль компонентов 1 : 1 и побеги черники обыкновенной, приобретенные в аптечной сети г. Санкт-Петербурга. По информации на упаковке регион заготовки сырья – Алтайский край, г. Барнаул, период заготовки черники – июль 2020 года. Комплекс рутина с цинком получали по методике, приведенной в литературе из фармацевтической субстанции рутина (Rutin, партия 332, годен до 26.03.2023, Sichuan Guangsong Pharmaceutical Co., Ltd., Китай, ФС 000569-060514) и водного раствора (С = 0,13 мг/мл) цинка хлорида (Цинк хлористый б/в, партия 39/G 4, годен до 09.10.2021, Нева Реактив, Россия, СТП ТУ КОМП 1-533-2012). Оптимальное соотношение компонентов 1 : 1 для формирования минерального комплекса, установлено нами ранее экспериментально с применением метода Джоба. Массу цинка хлорида, которую необходимо добавить к извлечению, и массу комплекса для приготовления его водного раствора рассчитывали на основании количественного содержания БАВ в побегах черники и определенного спектральным методом мольного соотношения компонентов, участвующих в образовании комплексного соединения. Количественное содержание основных групп БАВ (флавоноиды, гидроксикоричные кислоты, органические кислоты) определяли спектрофотометрически на приборе СФ-2000 (Россия) и титриметрически с использованием методик, представленных в ГФ XIV ФС.2.5.0093.18 и ФС.2.5.0012.15. Противодиабетическое действие комплекса рутина с цинком оценивали в сравнении с водным извлечением из побегов черники обыкновенной (соотношение сырье : экстрагент – 1 : 80), водным раствором цинка хлорида (концентрация – 0,36 мг/мл) и их смесью (соотношение 1 : 1) на модели дексаметазон-индуцированного сахарного диабета второго типа у лабораторных животных. Определение концентрации глюкозы в крови проводили при помощи портативного глюкометра «AccuChek Active» (Roche Diabetes Care, Germany). Наличие глюкозурии и кетонурии устанавливали с помощью тест-полосок «Кетоглюк-1» (Биосенсор АН, Россия). Статистическую обработку результатов проводили при помощи программы Microsoft Excel по ОФС.1.1.0013.15.

Результаты и обсуждение. Результаты содержания глюкозы и кетонов в моче показали, что в процессе моделирования сахарного диабета для всех групп животных характерна глюкозурия и кетонурия, что подтверждало формирование патологического процесса у крыс. Меньшее содержание глюкозы и кетонов в моче обнаружилось у группы животных, которые получали комплекс рутина с цинком (концентрация глюкозы – менее 2,3 ммоль/л, концентрация кетонов – менее 0,2 ммоль/л). Измерение концентрации глюкозы в крови показало, что комплекс рутина с цинком обладает наиболее выраженным гипогликемическим эффектом, в то время как водное извлечение из побегов черники и водный раствор цинка хлорида оказывают минимальное противодиабетическое действие (содержание глюкозы в крови – 6,9 ммоль/л против 8,1 ммоль/л и 7,9 ммоль/л соответственно).

Заключение. Изучение влияния элементов в составе фенольных комплексов на течение сахарного диабета показало, что введение минералов положительно сказывается на степени выраженности фармакологического эффекта, что может служить подтверждением гипотезы о потенцировании противодиабетического действия фенольных соединений при их существовании в виде минеральных комплексов. Так, комплекс рутина с цинком проявлял максимальную активность в сравнении с раствором цинка хлорида, извлечения из побегов черники и их смеси, что позволяет утверждать, что форма существования природных фенольных соединений в составе минеральных комплексов является оптимальной как с точки зрения накопления, так и со стороны проявления фармакологического ответа. Результаты исследования создают предпосылки для дальнейшего изучения влияния различных элементов в комбинации с маркерными фенольными компонентами противодиабетических растительных препаратов на течение сахарного диабета, а также дают возможность сделать вывод о том, что природные минеральные комплексы обладают профилактическим действием в отношении данной патологии.

1. Diabetes facts & Figures. Available at: https://idf.org/aboutdiabetes/what-is-diabetes/facts-figures.html. Accessed: 07.06.2021.

2. Дедов И. И. Сахарный диабет – опаснейший вызов мировому сообществу. Вестник Российской академии медицинских наук. 2012;22;67(1):7–13. DOI: 10.15690/vramn.v67i1.103.

3. Левит Ш., Филиппов Ю. И., Горелышев А. С. Сахарный диабет 2 типа: время изменить концепцию. Сахарный диабет. 2013;16(1):91–102. DOI: 10.14341/2072-0351-3603.

4. Шарофова М. У. Сагдиева С. С., Юсуфи С. Д. Сахарный диабет: современное состояние вопроса (часть 1). Вестник Авиценны. 2019;21(3):502–512. DOI: 10.25005/2074-0581-2019-21-3-502-512.

5. Dinda B., Dinda M., Roy A., Dinda S. Dietary plant flavonoids in prevention of obesity and diabetes. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 2020;120:159–235. DOI: 10.1016/bs.apcsb.2019.08.006.

6. Повыдыш М. Н., Лужанин В. Г., Ивкин Д. Ю., Белоусов М. В., Яковлев Г. П. Перспективы использования фитотерапевтических средств при нарушениях жирового и углеводного обменов. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2018;(3):130–135.

7. Ştefănescu Braic R., Vari C., Imre S., Huţanu A., Fogarasi E., Todea T., Groşan A., Eşianu S., Laczkó-Zöld E., Dogaru M. Vaccinium extracts as modulators in experimental type 1 diabetes. Journal of Medicinal Food. 2018;21(11):1106–1112. DOI: 10.1089/jmf.2017.0141.

8. Bljajić K., Petlevski R., Vujić L., Čačić A., Šoštarić N., Jablan J., de Carvalho I. S., Koncic M. Z. Chemical composition, antioxidant and α-glucosidase-inhibiting activities of the aqueous and hydroethanolic extracts of Vaccinium myrtillus leaves. Molecules. 2017;28;22(5):703. DOI: 10.3390/molecules22050703.

9. Pires T. C. S. P., Caleja C., Santos-Buelga C., Barros L., Ferreira I. C. F. R. Vaccinium myrtillus L. fruits as a novel source of phenolic compounds with health benefits and industrial applications: A Review. Current Pharmaceutical Design. 2020;26(16):1917–1928. DOI: 10.2174/1381612826666200317132507.

10. Karcheva-Bahchevanska D. P., Lukova P. K., Nikolova M. M., Mladenov R. D., Iliev I. N. Effect of extracts of bilberries (Vaccinium myrtillus L.) on amyloglucosidase and α-glucosidase activity. Folia Medica. 2017;1;59(2):197-202. DOI: 10.1515/folmed-2017-0028.

11. Georgieva M. Antioxidant capacity and anthocyanin composition of Bulgarian bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruits. MOJ Food Processing & Technology. 2018;16;6(2). DOI: 10.15406/mojfpt.2018.06.00162.

12. Макарова М. П., Сыроешкин А. В., Максимова Т. В., Матвеева И. С., Плетенёва Т. В. Особенности экспресс-определения микроэлементов в лекарственных и неофицинальных растениях. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2019;8(2):93–97. DOI: 10.33380/2305-2066-2019-8-2-93-97.

13. Andresen E., Peiter E., Küpper H. Trace metal metabolism in plants. Journal of Experimental Botany. 2018;13;69(5):909–954. DOI: 10.1093/jxb/erx465.

14. Cefalu W., Stephens J., Ribnicky D. Diabetes and Herbal (Botanical) Medicine. Herbal Medicine. CRC Press. 2011;28:405–418. DOI: 10.1201/b10787-20.

15. Murray M. T. Vaccinium myrtillus (Bilberry). Textbook of Natural Medicine. 2013;1080–1085. DOI: 10.1016/b978-1-4377-2333-5.00132-2.

16. Jayawardena R., Ranasinghe P., Galappatthy P., Malkanthi R., Constantine G., Katulanda P. Effects of zinc supplementation on diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Diabetology & Metabolic Syndrome. Springer Science and Business Media LLC. 2012;19:4-13. DOI: 10.1186/1758-5996-4-13.

17. Bjorklund G., Dadar M., Pivina L., Doşa M. D., Semenova Y., Aaseth J. The role of Zinc and Copper in insulin resistance and diabetes mellitus. Current Medicinal Chemistry. 2020;27(39):6643–6657. DOI: 10.2174/0929867326666190902122155.

18. Selvaraj S., Krishnaswamy S., Devashya V., Sethuraman S., Krishnan U. M. Flavonoid-metal ion complexes: a novel class of therapeutic agents. Medicinal Research Reviews. 2013;29;34(4):677–702. DOI: 10.1002/med.21301.

19. Kasprzak M. M., Erxleben A., Ochocki J. ChemInform abstract: properties and applications of flavonoid metal complexes. ChemInform. 2015;46(29):45853–45877. DOI: 10.1002/chin.201529267.

20. Da Silva H. C., De Souza L. A., Dos Santos H. F., De Almeida W. B. Determination of anticancer Zn(II)–Rutin complex structures in solution through density functional theory calculations of 1H NMR and UV–VIS spectra. ACS Omega. 2020;6;5(6):3030–3042. DOI: 10.1021/acsomega.9b04174.

21. Renny J. S., Tomasevich L. L., Tallmadge E. H., Collum D. B. Method of continuous variations: applications of job plots to the study of molecular associations in organometallic chemistry. Angewandte Chemie International Edition. 2013;24;52(46):11998–12013. DOI: 10.1002/anie.201304157.

22. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. Доступно по: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php. Ссылка активна на 30.03.2021.

23. Чуканова Г. Н. Моделирование сахарного диабета 2 типа для изучения лекарственных средств с антидиабетической активностью. Наука и здравоохранение. 2014;4:12–18.