Chemical components and biological activities of Nelumbo nucifera flower extract in GK/Jcl rats
โดย เทพพิทักษ์ จิ๋วกร่าง
ปี 2561
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาองค์ประกอบทางเคมี และฤทธิ์ของสารสกัดดอกบัวหลวง ในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์แอลฟา-กลูโคซิเดส และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ และยังศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพต่อระดับน้ำตาลในเลือด ค่าเคมีโลหิต ระดับฮอร์โมนอินซูลินในซีรัม นอกจากนี้ ยังศึกษาลักษณะจุลพยาธิสภาพของเนื้อเยื่อตับอ่อนในหนูขาวสายพันธุ์ GK/JCL ทำการสกัดสารจากดอกบัวหลวงด้วยเอทานอล 95 เปอร์เซ็นต์ วิเคราะห์หาองค์ประกอบทางเคมี ด้วยเครื่อง GC-MS ทดสอบฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์แอลฟา-กลูโคซิเดสโดยเปรียบเทียบกับ ยาอะคาร์โบส ทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH และทดสอบฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือด โดยการแบ่งหนูทดลองออกเป็น 5 กลุ่ม ๆ ละ 6 ตัว กลุ่มที่ 1 หนูควบคุมที่ได้รับน้ำกลั่น กลุ่มที่ 2 หนูที่ได้รับยาไกลเบนคลาไมด์ขนาด 0.25 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม กลุ่มที่ 3 หนูที่ได้รับสารสกัดขนาด 100 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม กลุ่มที่ 4 หนูที่ได้รับสารสกัดขนาด 250 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม และกลุ่มที่ 5 หนูที่ได้รับสารสกัดขนาด 500 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม บันทึกระดับน้ำตาลในเลือดหนูทดลองในวันที่ 1 วันที่ 4 และวันที่ 8 เมื่อทดลองครบ 8 วัน เก็บตัวอย่างเลือดจากหัวใจหนู เพื่อตรวจวิเคราะห์ค่าเคมีโลหิต และระดับฮอร์โมนอินซูลินในซีรัม ผลการทดลองพบองค์ประกอบทางเคมีของสารสกัดทั้งหมด 87 ชนิด เป็นสารที่พบในปริมาณมาก 5 ชนิด คือ Nonacosan-10-OL (26.89 %), n-Hexadecanoic acid (14.51 %), 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)- (9.47 %), 9,12,15-Octadecatrienoic acid, (Z,Z,Z)- (6.74 %) และ6a-beta-Aporphine, 1,2-dimethoxy- (3.02 %) และสารปริมาณน้อย 82 ชนิด สารสกัดมีฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์แอลฟา-กลูโคซิเดสสูงกว่ายาอะคาร์โบส โดยมีค่า IC50 เท่ากับ 0.07 และ 0.32 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ สารสกัดที่ความเข้มข้น 400 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงกว่าสาร Butylated hydroxytoluene (BHT) โดยมีเปอร์เซ็นต์การกาจัดอนุมูลอิสระเท่ากับ 87.25 ± 1.05 % และ 49.57 ± 1.22 % ตามลำดับ นอกจากนี้สารสกัดที่ขนาด 100 250 และ 500 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ทำให้หนูกลุ่มที่ 3 กลุ่มที่ 4 และกลุ่มที่ 5 มีระดับน้ำตาลในเลือดลดลงมาใกล้เคียงกับหนูกลุ่มที่ 2 สำหรับผลการทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดต่อค่าเคมีโลหิต พบว่า สารสกัดขนาด 500 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีฤทธิ์ในการลด ค่า Blood urea nitrogen (BUN) และ ค่า Creatinine (Cr) ในเลือดของหนูกลุ่มที่ 5 ได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) เมื่อเปรียบเทียบกับหนูกลุ่มควบคุม สารสกัดขนาด 100 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีแนวโน้มในการลดค่า Aspartate Transaminase (AST) Alkaline phosphatase (ALP) และAlanine aminotransferase (ALT) ในเลือดของหนูกลุ่มที่ 3 ได้ แต่ไม่แตกต่างจากหนูกลุ่มควบคุม และสารสกัดขนาด 250 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีแนวโน้มในการเพิ่มระดับคอเลสเตอรอลชนิดดี High-density lipoprotein (HDL) และลดระดับคอเลสเตอรอลชนิดไม่ดี Low-density lipoprotein (LDL) ในเลือดของหนูกลุ่มที่ 4 แต่ไม่แตกต่างจากหนูกลุ่มควบคุม อย่างไรก็ตาม หนูที่ได้รับสารทดสอบทุกกลุ่มมีระดับฮอร์โมนอินซูลินในซีรัมไม่แตกต่างกัน และไม่แตกต่างจากหนูกลุ่มควบคุม นอกจากนี้สารสกัดขนาด 100 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีผลทำให้พยาธิสภาพของเนื้อเยื่อตับอ่อนบริเวณ ไอเลตส์ออฟแลงเกอร์ฮานส์กลับมามีรูปร่างปกติ การศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่า สารสกัดดอกบัวหลวงมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ และฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือด ซึ่งฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือดของสารสกัดส่วนหนึ่ง เกิดจากสารสำคัญที่เป็นองค์ประกอบในสารสกัด และความสามารถของสารสกัดในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์แอลฟา-กลูโคซิเดส โดยไม่เกี่ยวข้องกับฮอร์โมนอินซูลินในซีรัมสารสกัดดอกบัวหลวง จึงเหมาะในการนำมาใช้รักษาผู้ที่มีภาวะของระดับน้ำตาลในเลือดสูง หรือเริ่มป่วยเป็นโรคเบาหวาน
ABSTRACT
This research aimed to analyze the chemical components, to determine the inhibitory effects of Nelumbo nucifera flower extract on alpha-glucosidase activity and antioxidant activity, and to investigate the biological activities of the extract on blood glucose levels, blood chemistry, and serum insulin levels. Moreover, it aimed to study histopathological change of pancreatic tissues in the GK/Jcl rats. N. nucifera flower extract was obtained by macerating N. nucifera flower powder in 95% ethanol. Its chemical components were analyzed by GC-MS. The inhibitory effect of the extract on alpha-glucosidase activity was evaluated by comparing it to acarbose. Antioxidant activity was carried out in vitro using DPPH assay. To determine hypoglycemic activity of the extract, the rats were equally divided into 5 groups with 6 rats in each group. Group 1 was a control group receiving distilled water while group 2 received 0.25 mg/kg Glibenclamide. Group 3 received 100 mg/kg extract, group 4 received 250 mg/kg extract, whereas group 5 received 500 mg/kg extract. Blood glucose levels were recorded on day 1, 4 and 8. On day 8, the blood was collected from cardiac puncture to analyze the blood chemistry and serum insulin levels. The results revealed that there were 87 chemical components of the ethanolic extract. Five main chemicals were Nonacosan-10-OL (26.89 %), n-Hexadecanoic acid (14.51 %), 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)- (9.47 %), 9,12,15-Octadecatrienoic acid, (Z,Z,Z)- (6.74 %) and 6a-beta-Aporphine, 1,2-dimethoxy- (3.02 %) and 82 trace components. The inhibitory effect on alpha-glucosidase was higher than acarbose with IC50 at 0.07 and 0.32 mg/ml, respectively. At a concentration of 400 Ug/ml, the extract exerted a higher antioxidant activity than Butylated hydroxytoluene (BHT) with a percentage radical scavenging of 87.25 ± 1.05 % and 49.57 ± 1.22 %, respectively. In addition, the 100, 250 and 500 mg/kg of the extract reduced the blood glucose levels of group 3, 4 and group 5 rats similar to that in group 2. For the biological activity of the extract on blood chemistry, it was found that 500 mg/kg of the extract significantly (P<0.05) reduced Blood urea nitrogen (BUN) and Creatinine (Cr) in group 5 rats compared to the control group. The 100 mg/kg extract tended to reduce Aspartate Transaminase (AST), Alkaline phosphatase (ALP) and Alanine aminotransferase (ALT) in group 3, but it was not statistically different from the control group. In addition, 250 mg/kg of the extract slightly increased good cholesterol levels High-density lipoprotein (HDL) and reduced bad cholesterol levels Low-density lipoprotein (LDL) in group 4 rats, but this was not statistically different from the control group. Nevertheless, the serum insulin levels of all experimental groups and control group were not significantly different. Surprisingly, 100 mg/kg of the extract recovered the pathological change of the Islet of Langerhans in pancreatic tissues similar to the normal feature. The results indicated that N. nucifera flower extract possesses antioxidant and hypoglycemic activities. The underlying mechanism of hypoglycemic activity is partially due to the active compounds found in the extract and the inhibitory activity of the extract on alpha-glucosidase excluding the responsibility of serum insulin. Consequently, N. nucifera flower extract is feasible for treating people with high blood glucose levels or the early stage of diabetic patients.
Download : Chemical components and biological activities of Nelumbo nucifera flower extract in GK/Jcl rats