The effects of goutweed (Aegopodium Podagraria L.) preparations and their combinations with metformin in rats with the disorders of the lipid and carbohydrate metabolism induced by protamine sulphate

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The improvement of the therapy of the metabolic syndrome, obesity, and type 2 diabetes is an important task which may be realized through the co-administration of herbal and synthetic medicines. The tincture and extract obtained from the aerial part of goutweed (Aegopodium podagraria L.) have been shown to possess antidiabetic and organoprotective properties. Goutweed tincture exerts a permissive effect on the action of metformin in dexamethasone-treated diabetic rats.

Aim. The objective of this study is to determine the efficacy of the combined use of goutweed tincture and extract with metformin on the model of the primary disorder of the lipid metabolism.

Materials and Methods. The model was used that presupposed administration of protamine sulfate to rats (10 mg/kg per day intramuscularly) against the background of atherogenic diet with the additional administration of cholestrol. Goutweed extract and tincture (1 g/kg and 1 ml/kg intragastrically, respectively), metformin (50 mg/kg intragastrically) and their combinations were administered during the whole period of model development. The lipid composition of the liver and blood plasma, as well as the content of glycogen in the liver were studied, and, as this model is accompanied with insulin resistance, glucose tolerance test was carried out.

Results. It has been shown that all studied drugs and their combinations normalize the lipid composition of the liver, reducing the content of cholesterol and triglycerides and increasing the level of phospholipids. They do not significantly influence on the lipid spectrum of the blood plasma, tend to elevate the level of liver glycogen, their efficacy does not change in combined use. Goutweed tincture and metformin in combination, but not per se, completely normalize area under glucose curve that is significantly increased in the untreated group, the extract does not change this value.

Conclusions. Goutweed extract and tincture normalize the lipid composition of the liver in rats with lipid and carbohydrate metabolism disorders caused by protamine sulfate and atherogenic diet, the tincture also exerts a permissive effect on the action of metformin on glucose metabolism, but not on lipid metabolism.

About the authors

Olga V. Tovchiga

National University of Pharmacy

Email: olga_234@mail.ru

PhD (pharmacology, pharmaceutical sciences); postdoctorate researcher of the department of pharmacology

Ukraine, Kharkiv

Tatiana V. Gorbatch

Kharkov National Medical University

Author for correspondence.
Email: biochemistry-2012@i.ua

PhD (biochemistry), associate professor of the department of biochemistry

Ukraine, Kharkiv

Sergei Y. Shtrygol’

National University of Pharmacy

Email: farmacol@nuph.edu.ua

Prof., Dr. of Medicine, head of the department of pharmacology

Ukraine, Kharkiv

Maria V. Mishchenko

National University of Pharmacy

Email: farmacol@nuph.edu.ua

student of the 4th course

Ukraine, Kharkiv

Svetlana I. Stepanova

National University of Pharmacy

Email: nutriciologia@rambler.ru

PhD (pharmacognosy, pharmaceutical chemistry); associate professor of the department of nutriciology and pharmaceutical bromatology

Ukraine, Kharkiv

Andrei V. Taran

National University of Pharmacy

Email: farmacol@nuph.edu.ua

PhD (pharmacology, pharmaceutical sciences), associate professor of the department of pharmacology

Ukraine, Kharkiv

References

  1. Rojas LB, Gomes MB. Metformin: an old but still the best treatment for type 2 diabetes. Diabetol Metab Syndr. 2013;5:6. doi: 10.1186/1758-5996-5-6.
  2. Rehman SU, Choi MS, Choe K, Yoo HH. Interactions between herbs and antidiabetics: an overview of the mechanisms, evidence, importance, and management. Arch Pharm Res. 2015;38:1281-1298. doi: 10.1007/s12272-014-0517-z.
  3. Tovchiga OV. The influence of goutweed (Aegopodium podagraria L.) tincture and metformin on the carbohydrate and lipid metabolism in dexamethasone-treated rats. BMC Complement Altern Med. 2016;16:235. doi: 10.1186/s12906-016-1221-y.
  4. Койро О.О. Роль біологічно активних речовин яглиці звичайної (Aegopodium podagraria L.) у нефропротекторній, гепатопротекорній та гіпоурикемічній дії: Автореф. дис. ... канд. фарм. наук. – Харьков, 2014. – 20 с. [Koyro OO. Role of goutweed (Aegopodium podagra ria L.) biologically active substances in nephroprotective, hepatoprotective and hypouricemic activity. Extend. abstr. of candidate’s thesis. Kharkiv; 2014. 20 p. (In Ukrain.)]
  5. Tovchiga O. Effects of Aegopodium podagraria preparations on the metabolic disorders induced in rats by excess fructose combined with hydrochlorothiazide: the relationship between influence on electrolyte and сarbohydrate metabolism Int J Biochem Res Rev. 2014;4(4):80-98. doi: 10.9734/IJBCRR/2014/7201.
  6. Котюжинская С.Г. Особенности состояния липидтранспортной системы при экспериментальной гипогепаринемии // Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2013. – Т. 8. – № 3. – С. 44–49. [Kotjuzhinskaya S. Features of the state of lipid transport system with experimental hypoheparinemia. Zahalna patolohiia ta patolohichna fiziolohiia. 2013;8(3):44-49. (In Russ.)]
  7. Ульянов А.М., Тарасов Ю.А. Инсулярная система животных при хроническом дефиците гепарина // Вопросы медицинской химии. – 2000. – Т. 46. – № 2. – С. 149–154. [Uljanov AM, Tarasov YuA. The insular system of rats exposed to chronic heparin deficiency. Voprosy medicinskoj himii. 2000;46(2):149-154. (In Russ.)]
  8. Xu J, Gao H, Zhang L, et al. A combination of flaxseed oil and astaxanthin alleviates atherosclerosis risk factors in high fat diet fed rats. Lipids Health Dis. 2014;13:63. doi: 10.1186/1476-511X-13-63.
  9. Штрыголь С.Ю. Модуляция фармакологических эффектов при различных солевых режимах. – Харьков: Ависта-ВЛТ, 2007. – С. 219. [Shtrygol’ SYu. Pharmacological effects modulation by different salt regimens. Kharkiv; 2009. P. 219. (In Russ.)]
  10. Доклінічні дослідження лікарських засобів : метод. рек. / ред. чл.-кор. АМН України О.В. Стефанов. – Kyiv: Здоров’я, 2001. – 528 с. [Stefanov OV. (ed.). Preclinical studies of drugs. Kiev; 2001. 528 p. (In Ukrain.)]
  11. Осадчая Л.М. Методы изучения состава и метаболизма липидов тканей // Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен) / Под ред. М.И. Прохоровой. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1982. – 272 с. [Prochorova MI (ed.). The methods of boichemical investigations. Leningrad; 1982. 272 p. (In Russ.)]
  12. Benavides A, Siches M, Llobera M. Circadian rhythms of lipoprotein lipase and hepatic lipase activities in intermediate metabolism of adult rat. Am J Physiol. 1998;275: R811-R817.
  13. Камышников В.С. Справочник по клиническо-биохимической лабораторной диагностике: в 2 т. Т. 1. – Минск: Беларусь, 2002. – 495 с.; Т. 2. – 2002. – 463 с. [Kamyshnikov VS. Handbook of clinical and biochemical laboratory diagnostics. Minsk; 2000. In 2 vol.; 2002. (In Russ.)]
  14. Hultin M, Olivecrona G, Olivecrona T. Effect of protamine on lipoprotein lipase and hepatic lipase in rats. Biochem J. 1994;304:959-966. doi: 10.1042/bj3040959.
  15. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. – М.: Мир, 1993. – Т. 1. – 384 с. [Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Harper’s Biochemistry (russ. transl.). Moscow; 1993. (In Russ.)]
  16. Гоженко А.И., Котюжинская С.Г. Липопротеинлипаза в патологии липидного обмена // Актуальные проблемы транспортной медицины. – 2011. – № 2(24). – С. 8–11. [Gozhenko AI, Kotjuzhinskaya SG. Lipoprotein lipase in pathology of lipid exchange. Aktual’nye problemy transportnoj mediciny. 2011;2(24):8-11. (In Russ.)]
  17. Ohira M, Miyashita Y, Ebisuno M, et al. Effect of metformin on serum lipoprotein lipase mass levels and LDL particle size in type 2 diabetes mellitus patients. Diabetes Res Clin Pract. 2007;78(1):34-41. doi: 10.1016/j.diabres.2007.02.012.
  18. Товчига О.В., Горбач Т.В., Штриголь С.Ю., Степанова С.І. Вплив препаратів яглиці звичайної (Aegopodium podagraria L.) на показники ліпідного обміну у щурів на тлі одноразового введення етанолу // Фармакологія та лікарська токсикологія. – 2015. – № 4–5(45). – С. 87–96. [Tovchiga OV, Gorbatch TV, Shtrygol’ SYu, Stepanova SI. The influence of gout weed (Aegopodium podagraria L.) preparations on the lipid metabolism in rats treated with a single dose of ethanol. Farmakolohiia ta likarska toksykolohiia. 2015;4-5(45):87-96. (In Ukrain.)]
  19. Yu CH, Dai XY, Chen Q, et al Hypolipidemic and antioxidant activities of polysaccharides from Rosae Laevigatae Fructus in rats. Carbohydr Polym. 2013;94(1):56-62. doi: 10.1016/j.carbpol.2013.01.006.
  20. Alam MA, Subhan N, Hossain H, et al. Hydroxycinnamic acid derivatives: a potential class of natural compounds for the management of lipid metabolism and obesity. Nutr Metab (Lond). 2016;13:27. doi: 10.1186/s12986-016-0080-3.
  21. Sudeep HV, Venkatakrishna K, Dipak Patel, Shyamprasad K. Biomechanism of chlorogenic acid complex mediated plasma free fatty acid metabolism in rat liver. BMC Complement Altern Med. 2016;16:274. doi: 10.1186/s12906-016-1258-y.
  22. Zhou G, Myers R, Li Y, et al. Role of AMP-activated protein kinase in mechanism of metformin action. J Clin Invest. 2001;108:1167-1174. doi: 10.1172/JCI13505.
  23. Kita Y, Takamura T, Misu H, et al. Metformin prevents and reverses inflammation in a non-diabetic mouse model of nonalcoholic steatohepatitis. PLoS ONE 2012;7(9):e43056. doi: 10.1371/journal.pone.0043056.
  24. Garinis GA, Fruci B, Mazza A, et al. Metformin versus dietary treatment in nonalcoholic hepatic steatosis: a randomized study. Int J Obes (Lond). 2010;34:1255-1264. doi: 10.1038/ijo.2010.40.
  25. Товчига О.В., Савенко П.В., Синиця В.О., та ін. Вплив препаратів яглиці звичайної (Aegopodium podagraria L.) та метформіну на гістоструктуру внутрішніх органів у щурів із дисліпідемією |// Український біофармацевтичний журнал. – 2017. – № 1. [Tovchiga OV, Savenko PV, Synytsia VO, et al. The influence of goutweed (Aegopodium podagraria L.) tincture and metformin on the histopathological changes of the internal organs in dyslipidemic rats. Ukrainskyi biofarmatsevtychnyi zhurnal. 2017;1. (In Ukrain.)]
  26. Kusunoki M, Tsutsumi K, Hara T, et al. Correlation between lipid and glycogen contents in liver and insulin resistance in high-fat-fed rats treated with the lipoprotein lipase activator NO-1886. Metabolism. 2002;51(6):792-795. doi.org/10.1053/meta.2002.32732.
  27. Xu H, Zhou Y, Liu Y, et al. Metformin improves hepatic IRS2/PI3K/Akt signalling in insulin-resistant rats of NASH and cirrosis. J Endocrinol. 2016;229(2):133-144. doi: 10.1530/JOE-15-0409.
  28. Gu J, Zhang Y, Xu D, et al. Ethanol-induced hepatic steatosis is modulated by glycogen level in the liver. J Lipid Res. 2015;56:1329-1339. doi: 10.1194/jlr.M056978.
  29. Marshall BA, Tordjman K, Host HH, et al. Relative hypoglycemia and hyperinsulinemia in mice with heterozygous lipoprotein lipase (LPL) deficiency. Islet LPL regulates insulin secretion. J Biol Chem. 1999;274(39):27426- 27432.
  30. Prabhakar PK, Doble M. Synergistic effect of phytochemicals in combination with hypoglycemic drugs on glucose uptake in myotubes. Phytomedicine. 2009;16:1119-1126. doi: 10.1016/j.phymed.2009.05.021.

Copyright (c) 2017 Tovchiga O.V., Gorbatch T.V., Shtrygol’ S.Y., Mishchenko M.V., Stepanova S.I., Taran A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».