ニコチンアミド/ストレプトゾトシン誘発ウィスター糖尿病ラットにおける果皮ヒドロエタノール抽出物、ヘスペリジンおよびケルセチンの抗糖尿病活性、抗酸化作用および作用機序

Antidiabetic Potency, Antioxidant Effects, and Mode of Actions of Fruit Peel Hydroethanolic Extract, Hesperidin, and Quercetin in Nicotinamide/Streptozotocin-Induced Wistar Diabetic Rats.

• Alaa M Ali
• Mohamed Abdel Gabbar
• Sanaa M Abdel-Twab
• Eman M Fahmy
• Hossam Ebaid
• Ibrahim M Alhazza
• Osama M Ahmed

抄録

本研究は、ニコチンアミド(NA)/ストレプトゾトシン(STZ-)誘導2型糖尿病ラットを対象に、()果皮ヒドロエタノール抽出物と2種類のフラボノイドであるヘスペリジンとケルセチンの抗高血糖、抗高脂血症、抗酸化作用を評価することを目的としている。また、抽出物のGC-MSおよびHPLC-MS分析を行った結果、ヘスペリジン、ケルセチン、ナリンジン、ポリメトキシル化フラボン（ノビレチン、タンジェレチン）を含む複数のフラボノイドの存在が確認された。本試験の目的を達成するために、NA/STZ誘発性T2DMを有する糖尿病ラットに、果皮ヒドロエタノール抽出物、ヘスペリジン、ケルセチンを100mg/kg b.w./日の用量で4週間経口投与した。果実果皮抽出物、ヘスペリジンおよびケルセチンの投与により、経口耐糖能障害、血清フルクトサミン値の上昇、血清インスリンおよびC-ペプチド値の低下、HOMA-IR、HOMA-ISおよびHOMA-細胞機能の変化が有意に改善された。肝グリコーゲン含量の低下、肝グルコース-6-ホスファターゼおよびグリコーゲンホスホリラーゼ活性の上昇、血清脂質プロファイルの悪化、血清ASTおよびALT活性の上昇、および血清クレアチニンおよび尿素レベルの上昇が糖尿病ラットで認められた。また、これらの治療法は、肝臓脂質過酸化の低下、グルタチオン含量の低下、GPx、GST、SOD活性の上昇など、抗酸化防御システムに顕著な改善をもたらしました。さらに、これら3つの治療法はGLUT-4およびインスリン受容体サブユニットのmRNA発現を増強したが、クエルセチンのみが糖尿病ラットの脂肪組織におけるアディポネクチンの発現を有意に増加させた。以上のことから、果皮ヒドロエタノール抽出物、ヘスペリジンおよびケルセチンは、インスリン強壮作用とインスリン感受性作用を介した強力な抗糖尿病効果を有していることが示唆された。また、抽出物、ヘスペリジン、ナリンジンによる抗酸化防御システムの緩和は、NA/STZ誘発糖尿病ラットにおいて、抗糖尿病作用を増強し、肝機能、腎機能を改善する重要な作用を有すると考えられる。

This study is aimed at assessing the antihyperglycemic, antihyperlipidemic, and antioxidant effects of () fruit peel hydroethanolic extract and two flavonoids, hesperidin and quercetin, in nicotinamide (NA)/streptozotocin- (STZ-) induced type 2 diabetic rats. In addition, GC-MS and HPLC-MS analyses of the extract were performed and the results indicated the presence of multiple flavonoids including hesperidin, quercetin, naringin, and polymethoxylated flavones (nobiletin and tangeretin). To achieve the aim of the study, diabetic rats with NA/STZ-induced T2DM were orally treated with fruit peel hydroethanolic extract, hesperidin, and quercetin at a dose of 100 mg/kg b.w./day for four weeks. The treatments with fruit peel extract, hesperidin, and quercetin significantly ameliorated the impaired oral glucose tolerance; the elevated serum fructosamine level; the diminished serum insulin and C-peptide levels; the altered HOMA-IR, HOMA-IS, and HOMA- cell function; the decreased liver glycogen content; the increased liver glucose-6-phosphatase and glycogen phosphorylase activities; the deleteriously affected serum lipid profile; the elevated serum AST and ALT activities; and the raised serum creatinine and urea levels in the diabetic rats. The treatments also produced remarkable improvement in the antioxidant defense system manifested by a decrease in the elevated liver lipid peroxidation and an increase in the lowered glutathione content and GPx, GST, and SOD activities. Furthermore, the three treatments enhanced the mRNA expression of GLUT-4 and the insulin receptor -subunit, but only quercetin produced a significant increase in the expression of adiponectin in adipose tissue of diabetic rats. In conclusion, fruit peel hydroethanolic extract, hesperidin, and quercetin have potent antidiabetic effects which may be mediated through their insulinotropic effects and insulin-sensitizing actions. In addition, the alleviation of the antioxidant defense system by the extract, hesperidin, and naringin may have an important action to enhance the antidiabetic actions and to improve liver and kidney functions in NA/STZ-induced diabetic rats.

Copyright © 2020 Alaa M. Ali et al.