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纳米 银颗粒的植物化学筛选、急性毒性及降血糖和抗高血糖活性研究

一、简介

糖尿病是一种慢性疾病,当胰腺不能产生足够的胰岛素或身体不能正确使用其产生的胰岛素时就会发生。胰岛素是一种降低血糖水平并促进身体组织利用血糖的激素。据世界卫生组织 (WHO) 统计,糖尿病影响着全球约 3.47 亿人[ 1 ]。自 1980 年以来,糖尿病患病率几乎翻了一番,从 4.7% 增至 2014 年的 8.5%,且低收入和中等收入国家的患病率增长更快。预计到 2035 年这一数字将超过 6.29 亿 [ 2 ]。在非洲,1550万成年人患有糖尿病,即每个地区的患病率为 2.15%;据估计,2014 年喀麦隆糖尿病患者总数为 5.1528 亿,患病率为 4.9% [ 2 ]。2 型糖尿病是最常见的形式。它的发展与社会文化的变化并行,估计 91% 的成年人受到 2 型糖尿病的影响。糖尿病及其并发症是大多数国家死亡的主要原因[ 3]。造成这种疾病的原因是人口老龄化、饮食不均衡、肥胖、缺乏体育活动和久坐的生活方式。糖尿病的治疗并不属于所有阶层的范围,因此,药用植物仍然是发展中国家许多人群的首选药物,特别是在几乎无法获得传统药物的非洲[ 4 ]。非洲人群使用几种具有降血糖和抗高血糖特性的植物。这些植物的治疗功效促使研究人员转向传统健康从业者开展工作,旨在建立一份已被证明具有降血糖和抗高血糖特性的植物的非详尽清单。Guibourtia tessmannii就是这种情况云实科 (Caesalpiniaceae) 属。事实上,传统医学似乎是应对现代系统在人们渴望的健康需求方面的缺陷的最合适的替代方案[ 5 ]。然而,使用这种植物需要了解其化学成分和亮度。

2 材料与方法

2.1. 材料

生物材料为G. tessmannii的树干树皮(图1)。收获树皮,然后切割并避光干燥 4 周。然后将其研磨以获得粉末。技术设备包括萃取

设备、植物化学筛选设备、银纳米粒子合成设备、毒性研究设备、生物活性、实验室设备、玻璃器皿、耗材、试剂和溶剂。

2.2. 方法

提取:取50克台 斯曼树干皮粉末,加500毫升蒸馏水煎煮5分钟。将获得的煎液在 Wattman No 1 滤纸上过滤,并放入托盘中,在 45°C 的烤箱中干燥(Mangano & Williamson,2010)。完全干燥后,称量提取物,并根据公式计算提取率(RE)(图2):

植物化学筛选:使用水提取物进行大组植物化学化合物的检测测试。已经实施了一套定性技术,可以通过形成不溶性复合物或有色反应来突出某些化合物。

Ÿ 苯酚测试(三氯化铁测试):这是显色反应,将5ml化合物溶解在乙醇中,加入几滴三氯化铁。蓝色或紫色复合物的形成表明酚类的存在。

Ÿ 类黄酮测试(Schinoda测试):这是一种显色反应。向该产品的醇溶液中加入一些镁屑,然后加入几滴浓盐酸。紫色或红橙色证明存在类黄酮。

Ÿ 生物碱试验(德拉根多夫试验):属沉淀反应。将 1.7 克硝酸铋和 20 克乙酸溶解在 80 毫升水中制备溶液。将该溶液与含有 16 克碘化钾和 40 毫升水的溶液混合。通过在试管中形成黄橙色至红色沉淀来表明生物碱的存在。

Ÿ 香豆素试验(钾盐反应):属显色反应。向 5 ml 该产品的酒精溶液中加入几滴 10% 钾肥。颜色从蓝色到紫黄色的变化反映了香豆素的存在。

Ÿ 皂苷测试:该测试是在泡沫指数测定的基础上进行的。将一定量(2 ml)的提取物溶解在蒸馏水中。将获得的溶液搅拌1分钟。皂苷的存在会导致持续形成至少 1 厘米高的泡沫柱。

Ÿ 三萜类固醇试验(利伯曼-布查德反应):为显色反应。将待分析产物溶解在氯仿中,然后按2:1的比例加入乙酸酐,然后加入浓硫酸。如果观察到紫色变成深绿色,则表明存在甾醇或类固醇;另一方面,如果最初的砖红色变成紫色,则它是三萜。

Ÿ 还原糖:是一种沉淀、着色反应。向 0.5 毫升提取物中加入 1 毫升蒸馏水、5 至 8 滴斐林利口酒 A 和 B 并加热。砖红色或沉淀的出现表明存在还原糖。

银纳米粒子的合成:用于合成银纳米粒子(AgNps)的方法是由植物提取物中含有的各种次级代谢物介导的硝酸银盐的有机金属生物还原。它包括根据获得的最佳参数将水提取物添加到 50 ml 硝酸银水溶液中。随后将制剂在室温下孵育并以 6000 rpm 离心 20 分钟。然后用蒸馏水洗涤两次,用95%乙醇洗涤一次。将纯化的颗粒放入干燥管中,然后在 60℃ 的烘箱中干燥 24 小时 [ 7 ]。

急性毒性评估:急性经口毒性实验按照经济合作与发展组织(OECD)议定书423指南进行[ 8 ]。随机选择8至12周龄的雌性大鼠,在测试前12小时禁食但不禁水,之后称重并分为两组,每组三只大鼠。然后使用口胃管口服测试物质。第 1 批(对照)仅接受蒸馏水,第 2 批接受剂量为 2000 毫克/公斤体重的纳米粒子,然后观察动物 14 天。观察的重点是皮肤、头发、躯体运动活动和行为的变化。实验期间每两天对动物称重一次。

降血糖活性评价:健康雌性大鼠28只,随机分为7组,每组4只,实验前12小时禁食但不禁水。禁食后,对每只大鼠进行称重,以确定在给予葡萄糖后给予每只大鼠的物质的量(2g/kg体重)。摄入碳水化合物后30分钟,口服其他物质(蒸馏水、格列本脲、剂量为100 mg/kg、200 mg/kg和400 mg/kg的银纳米颗粒以及剂量为400 mg/kg的提取物水性溶液)使用口胃管遵循以下分布:

第1批:中性对照仅接受蒸馏水10ml/kg体重;

第2批:阴性对照接受2g/Kg体重的葡萄糖;

第3批:阳性对照在接受2g/kg体重的葡萄糖后30分钟接受5mg/kg体重的格列本脲(参考物质);

第4批:接受2g/kg体重的葡萄糖30分钟后,接受100μg/kg体重的纳米银颗粒;

第5批:在接受2g/kg体重的葡萄糖后30分钟,接受200μg/kg体重的纳米银颗粒;

第6批:在接受2g/kg体重的葡萄糖后30分钟,接受400μg/kg体重的纳米银颗粒;

第7批:在接受2g/Kg体重的葡萄糖后30分钟,接受400mg/kg体重的简单水提取物。

降血糖活性评价:健康雌性大鼠28只,随机分为7组,每组4只,实验前12小时禁食不禁水。禁食后,对每只大鼠称重以确定给予每只大鼠的物质的量。然后给予葡萄糖(2g/kg体重)。摄入碳水化合物前30分钟,口服其他物质(蒸馏水、格列本脲、剂量为100 mg/kg、200 mg/kg和400 mg/kg的银纳米颗粒以及剂量为400 mg/kg的提取物水性溶液)使用口胃管遵循以下分布:

第1批:中性对照大鼠仅接受10ml/kg体重的蒸馏水;

第2批:阴性对照大鼠接受2g/Kg体重的葡萄糖;

第3批:阳性对照大鼠接受5mg/kg体重的格列本脲(对照品)和2g/kg体重的葡萄糖30分钟后;

第4批:大鼠接受100μg/kg体重的纳米银颗粒,30分钟后接受2g/kg体重的葡萄糖;

第5批:大鼠接受200μg/kg体重的纳米银颗粒,30分钟后接受2g/kg体重的葡萄糖;

第6批:大鼠接受400μg/kg体重的纳米银颗粒,30分钟后接受2g/kg体重的葡萄糖;

第7批:大鼠接受400mg/kg体重的简单水提取物,30分钟后接受2g/Kg体重的葡萄糖。

统计分析:将数据输入Excel软件2016版,计算平均值、标准差并绘制曲线和直方图。在 5% 阈值下应用方差分析测试,以确定使用 Graphpad stat 软件观察到的参数值之间的差异。

3. 结果

3.1. 提取率

将50克台 斯曼尼树干皮粉末放入500毫升蒸馏水中煎煮5分钟。所得粗提物质量为4.8g,提取率为8.76%(表1 )。

3.2. 植物化学筛选

已在G. tessmannii的树干树皮中发现多种植物化学成分。除生物碱检测呈阴性外,黄酮类、单宁、花青素、蒽醌、香豆素、皂苷、甾醇和萜烯类检测均呈阳性(表2)。

3.3. 急性毒性评估

急性毒性研究重点观察Wistar品系白色白化大鼠生理参数的变化。在十四天的观察结束时,除了第一天大鼠的攻击性和呕吐之外,所研究的参数没有发现异常。没有死亡记录。因此,LD50 大于 2000 mg/kg(表 3)。

3.4. 各批次大鼠平均体重的变化

实验过程中两组大鼠的平均体重均有所增加。第 1 批(对照)的重量从第一天 (D0) 的 125 克增加到

3.5. 急性毒性研究后大鼠内脏器官的尸检和称重

观察与急性轻度研究相关的各批次大鼠的行为所需的14天后,将大鼠处死,内脏尸检显示处理批次的大鼠与对照大鼠之间有相似的特征团体。尸检后,对内脏器官进行了称重。对照组大鼠肝脏平均质量为5.43 g,试验组大鼠肝脏平均质量为5.42 g,差异无统计学意义0.01 g(p > 0.05)。对照组大鼠肾脏的平均质量为0.83 g,而试验组大鼠的肾脏平均质量为0.88 g,差异极小,为0.05 g(p < 0.05)。对照组大鼠心脏平均质量为0.46 g,试验组大鼠心脏平均质量为0.46 g。对照组大鼠肺平均质量为1.45 g,试验组大鼠肺平均质量为1.15 g,差异显着0.3 g(p < 0.01)。对照组大鼠平均质量为0.32 g,试验组大鼠平均质量为0.31 g,差异不显着,为0.01 g(p > 0.05)(图4)。

3.6. 降血糖活动

除第2批(阴性对照)的大鼠外,所有其他批次的大鼠在研究结束时血糖水平均下降。血糖水平

4。讨论

制得的煎剂浓缩后得粗提物质量为4.8g,提取率为8.76%。溶剂的极性、所用植物器官和提取方法都会影响提取率。坦克乌等人。,(2020)[ 9 ]用苦皮 果果实水提取物获得14%的收率,用Musanga cecropioides树干树皮水提取物获得4.65%的收率,均通过浸渍制备。

Guibourtia tessmannii树干树皮的水提取物显示出黄酮类化合物、单宁、香豆素和皂苷的存在。Owolabi 等人报道。,(2010)[ 10 ]认为这些物质具有抗糖尿病活性。Akouah等人的一项研究。,(2015)[ 11 ]表明Rauvolfiavomitoria根中存在的黄酮类化合物具有降血糖和抗高血糖活性。植物提取物中存在的次生代谢物被认为是其众多药理学特性的根源。

根据 Tankeu等人的说法。,(2020)[ 9 ],提取物的 LD50 大于 2000 毫克/千克体重的植物被认为对于动物试验来说毒性非常低。因此, Guibourtia tessmannii树干树皮的水提取物是非常无毒的。本研究期间各组大鼠体重的增加与吉布尔 树树干树皮水提取物的无毒性一致。这一结果支持了生理参数的观察,也表明Guibourtia tessmannii树皮的水提取物具有低毒性。埃塔姆等人。,(2017)[ 12 ]发现了类似的结果。他们表明,无论选择哪一批,男性和女性的体重增长总体上有所增加。

除第2批大鼠(阴性对照)外,所有其他批次大鼠的血糖水平在降糖活性研究结束时均下降。抗高血糖活性显示,在 180 分钟的研究后,三组大鼠(第 1、3 和 6 批)的血糖水平下降,四组大鼠的血糖水平升高。然而,在一个或另一个研究案例中,作为参考分子的格列本脲 5 mg/kg 比其他批次中应用的其他治疗方法更能降低血糖水平。这些减少可能是由于银纳米粒子中存在类黄酮、单宁、香豆素和皂苷。所有这些分子都通过刺激胰腺产生胰岛素来发挥作用,从而导致肠道对葡萄糖的吸收减少。因此,餐后的血糖峰值将会降低。沃格姆Sagouo (2019) [ 13 ] 在这项工作中发现了类似的结果,重点是评估Guibourtia demeusei树干树皮提取物的降血糖和抗高血糖活性。

5. 结论

这项工作的目的是研究来自Guibourtia tessmannii的银纳米粒子的急性缺乏及其降血糖和抗高血糖活性。粉末50g,用500ml蒸馏水煎煮,得粗提物质量4.8g,提取率8.76%。对G. tessmannii树干树皮进行植物化学筛选。仅生物碱测试呈阴性。14天的急性依赖性研究结束时,LD50大于2000mg/kg。实验过程中两组大鼠的平均体重均有所增加。内脏器官尸检显示治疗组大鼠和对照组大鼠具有相似的特征。所有这些参数的研究结果表明, G. tessmannii树干的水提取物毒性很小。在180分钟的降糖活性测试和抗高血糖活性研究期间,不同组大鼠的血糖水平经历了多次波动。然而,应该指出的是,作为参考分子的格列本脲 5 mg/kg 比其他批次中应用的其他治疗方法对降低血糖水平的贡献更大。随后在两项测试中均使用 400 µg/kg 剂量的银纳米颗粒进行处理。随着Hémigène及其降血糖和抗高血糖活性的研究,G. tessmannii的银纳米颗粒经过更深入的研究后可用于改良传统抗糖尿病药物的优化配方。

发布日期:2024-04-09