Study of flavonoids composition and hypoglicemic effect of dry extracts of phaseolus vulgaris pods

L. V. Vronska, A. I. Dub, I. M. Klishch, A. Ye. Demyd

Abstract


Topicality. Combination of synthetic hypoglycemic agents with herbal medicines characterized by complex effects on different systems of the body, low toxicity and no adverse reactions, is appropriate for ensuring effective pharmacological correction in type 2 diabetes.

Aim. To study flavonoids composition and their content in phaseolus vulgaris pods dry extracts, to research a hypoglycemic action.

Materials and methods. The chromatographic and spectrophotometric methods were used while studying flavonoids. Experiments to study the hypoglycemic activity were performed on white non-linear rats by performing a “glucose load” test.

Results and discussion. The routine, isoquercitin and ferulic acid were chosen as markers for identification of the phaseolus vulgaris pods dry extracts according to the results of chromatographic studies of it. The content of flavonoids in the extract rises from 0.562 to 0.729 % with an increase of alcohol content (from 40 to 70 % (v/v)) in the extractant used to make the extract. Application of the investigated extracts causes the most intense reduction of glucose level in blood of The experimental groups animals in relative to the control group level by 27.9-20.0 % for 30-90 minutes after glucose loading.

Conclusions. The active markers for identifying of the phaseolus vulgaris pods dry extracts are proposed. The content of flavonoids rises from 0.562 to 0.729 % with an increase of ethyl alcohol content from 40 to 70 % (v/v). The greatest decrease of glucose in the blood of experimental animals is observed with the use of extracts obtained by extractants with an alcohol content of 40 % and 50 %.


Keywords


phaseolus vulgaris pods; dry extract; flavonoids; hypoglycemic effect

References


1. IDF Diabetes Atlas, 7–th edition. (2015).Brussels,Belgium: International Diabetes Federation, 144. Availble at: http://www.diabetesatlas.org/

Chaudhury, A., Duvoor, C., Reddy Dendi, V. S., Kraleti, S., Chada, A., Ravilla, R., Mirza, W. (2017). Clinical Review of Antidiabetic Drugs: Implications for Type 2 Diabetes Mellitus Management. Frontiers in Endocrinology, 8. doi: 10.3389/fendo.2017.00006

Yeh, G. Y., Eisenberg, D. M., Kaptchuk, T. J., Phillips, R. S. (2003). Systematic Review of Herbs and Dietary Supplements for Glycemic Control in Diabetes. Diabetes Care, 26 (4), 1277–1294. doi: 10.2337/diacare.26.4.1277

Derymedvid, L. V., Bukhtiiarova, I.P. (2011). Farmakolohiia i likarska toksykolohiia, 2 (21), 37–42.

Kinichenko, A. O., Klevanova, V. S., Trzhetsynskyi, S. D., Maletskyi, M. M. (2017). Farmatsevtychnyi zhurnal, 2, 68.

Ezhned, M. A., Hroshovyi, T. A., Horoshko, O. M. (2015). Farmatsevtychnyi chasopys, 3, 63–65.

Rybak, V. A., Maloshtan, L. M. (2013). Ukrainskyi biofarmatsevtychnyi zhurnal, 6 (29), 42–45.

Tundis, R., Loizzo, M. R., Menichini, F. (2010). Natural Products as α–Amylase and α–Glucosidase Inhibitors and their Hypoglycaemic Potential in the Treatment of Diabetes: An Update. Mini–Reviews in Medicinal Chemistry, 10 (4), 315–331. doi: 10.2174/138955710791331007

Rybak, V. A., Kryvoruchko, O. V., Maloshtan, L. M., Samoilova, V. A., Kovalov, V. M. (2014). Likuvalno–profilaktychnyi zasib iz hipohlikemichnoiu diieiu z lystia kyzylu. Pat. 89735 Ukraine , MPK A61K 36/40 (2006.01), A61P 3/10 (2006.1); declared 16.12.2013; published 25.04.2014, № 8.

Kurylo, Kh. I., Klishch, I.M. (2017). Medychna ta klinichna khimiia, 19 (3), 35–41.

11. Derzhavnyi reiestr likarskykh zasobiv Ukrainy. Available at: http://www.drlz.com.ua/

Kohlmünzer, S. (2007). Farmakognozja. Warszawa, 595.

Kovalov, V. M., Kovalov, S. V., Demeshko, O. V., Dmytriievskyi, D. I., Kutsanian, A. S., Maloshtan, L. M. (2015). Sposib oderzhannia kompleksu biolohichno aktyvnykh rechovyn z hipohlikemichnoiu diieiu. Pat. 101850 Ukraine, MPK A61K 36/48 (2006.01), A61P 3/10 (2006.1); declared 08.12.2014; published 12.10.2015, № 19.

Oonsivilai R., Manatwiyangkool, J., Oonsivilai, A. (2011) Extraction Condition of Phaseolus vulgaris. International Journal of Nutrition and Food Engineering, 12 (12), 869–872.

Barrett, M. L., Udani, J. K. (2011). A proprietary alpha–amylase inhibitor from white bean (Phaseolus vulgaris): A review of clinical studies on weight loss and glycemic control. Nutrition Journal, 10 (1). doi: 10.1186/1475–2891–10–24

Onakpoya, I., Aldaas, S., Terry, R., Ernst, E. (2011). The efficacy of Phaseolus vulgaris as a weight–loss supplement: a systematic review and meta–analysis of randomised clinical trials. British Journal of Nutrition, 106 (02), 196–202. doi: 10.1017/s0007114511001516

Rybak, V. A., Maloshtan, L. M. (2014). Farmakolohiia ta likarska toksykolohiia, 4–5, 80–84.

Vronska, L. V. (2013). Farmatsevtychnyi chasopys, 4, 82–87.

Vronska, L. V. (2015). ScienceRise, 12/4 (17), 47–53.

Vronska, L.V., Chubka, M. B., Demyd, A. Ye. (2015). Development of phenolic compounds chromatographic identification in bilberry shoots. Farmatsevtychnyi chasopys, 3, 28–33. doi: 10.11603/2312–0967.2015.3.4951

21. Derzhavna Farmakopeia Ukrainy: v 3 t. (2015). Kharkiv: Ukrainskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskykh zasobiv, 1, 1128.

22. Medychna statystyka. Availble at: http://medstatistic.ru

Luca, C. D., Olatunde, A., Tijjani, H., Olisa–Enewe, I.A. (2013). Effect of aqueous extract of Phaseolus Vulgaris L. (Red Kidney Beans) on alloxan–induced diabetic wistar rats. Int. J. of Science Invention Today, 2 (4), 292–301.

Santimone, M., Koukiekolo, R., Moreau, Y., Le Berre, V., Rougé, P., Marchis–Mouren, G., Desseaux, V. (2004). Porcine pancreatic α–amylase inhibition by the kidney bean (Phaseolus vulgaris) inhibitor (α–AI1) and structural changes in the α–amylase inhibitor complex. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Proteins and Proteomics, 1696 (2), 181–190. doi: 10.1016/j.bbapap.2003.11.001

Ishimoto, M., Suzuki, K., Iwanaga, M., Kikuchi, F., Kitamura, K. (1995). Variation of seed α–amylase inhibitors in the common bean. Theoretical and Applied Genetics, 90 (3–4). doi: 10.1007/bf00221985

Antoniuk, V .O. (2005). Lektyny ta yikh syrovynni dzherela. Lviv: Kvart, 554.

Kochubei, T. O., Maksymchuk, O. V., Matsevych, L. L. et al. (2014). Ukrainskyi biokhimichnyi zhurnal, 86 (4), 103–109.


GOST Style Citations


1.         IDF Diabetes Atlas. – 7–th ed. –Brussels,Belgium: International Diabetes Federation, 2015. – Available at : http://www.diabetesatlas.org/

2.         Clinical Review of Antidiabetic Drugs: Implications for Type 2 Diabetes Mellitus Management / A. Chaudhury, C. Duvoor, V. Sena et al. // Front. Endocrinol. (Lausanne). – 2017. – Vol. 8. doi: 10.3389/fendo.2017.00006

3.         Systematic review of herbs and dietary supplements for glycemic control in diabetes / G. Y. Yeh, D. M. Eisenberg, T. J. Kaptchuk еt al. // Diabetes Care. – 2003. – Vol. 26, Issue 4. – P. 1277–1294. doi: 10.2337/diacare.26.4.1277

4.         Деримедвідь, Л. В. Можливості застосування комбінацій природних антиоксидантів за умов первинної інсулінорезистентності / Л. В. Деримедвідь, І. П. Бухтіярова // Фармакол. і лікарська токсикол. – 2011. – № 2 (21). – С. 37–42.

5.         Гіпоглікемічна активність трави портулаку городнього (Portulaca oleracea L.) в умовах дексаметазонового цукрового діабету у щурів / А. О. Кініченко, В. С. Клеванова, С. Д. Тржецинський, М. М. Малецький // Фармац. журн. – 2017. – № 2. – 68 с.

6.         Ежнед, М. А. Особливості цукрознижувальної дії сухого екстракту з коренів і кореневищ оману високого залежно від дози / М. А. Ежнед, Т. А. Грошовий, О. М. Горошко // Фармац. часопис. – 2015. – № 3. – С. 63–65.

7.         Рибак, В. А. Експериментальне дослідження гіпоглікемічної активності рослинних екстрактів / В. А. Рибак, Л. М. Малоштан // Укр. біофарм. журн. – 2013. – № 6 (29). – С. 42–45.

8.         Tundis, R. Natural Products as α–Amylase and α–Glucosidase Inhibitors and their Hypoglycaemic Potential in the Treatment of Diabetes : An Update / R. Tundis, M. R. Loizzo, F. Mennichini // Mini–Reviews in Medical Chemistry. – 2010. – Vol. 10, Issue 4. – P. 315–331. doi: 10.2174/138955710791331007

9.         Лікувально–профілактичний засіб із гіпоглікемічною дією з листя кизилу. Пат. 89735 Україна, МПК A 61 K 36/40 (2006.01), А 61 Р 3/10 (2006.1) / Рибак В. А., Криворучко О. В., Малоштан Л. М., Самойлова В. А., Ковальов В. М. – Заявл.: 16.12.2013 ; опубл.: 25.04.2014. – Бюл. № 8.

10.       Курило, Х. І. Порівняльний вплив фармацевтичних засобів на основі козлятника лікарського на біохімічні показники крові тварин з експериментальним цукровим діабетом 2 типу / Х. І. Курило, І. М. Кліщ // Мед. та клін. хімія. – 2017. – Т. 19, № 3. – С. 35–41.

11.       Державний реєстр лікарських засобів України [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.drlz.com.ua/

12.       Kohlmünzer, S. Farmakognozja / S. Kohlmünzer. – Warszawa, 2007. – 595 p.

13.       Спосіб одержання комплексу біологічно активних речовин з гіпоглікемічною дією. Пат. 101850 Україна, МПК A 61 K 36/48 (2006.01), А 61 Р 3/10 (2006.1) / Ковальов В. М., Ковальов С. В., Демешко О. В., Дмитрієвський Д. І., Куцанян А. С., Малоштан Л. М. – Заявл.: 08.12.2014 ; опубл.: 12.10.2015. – Бюл. № 19.

14.       Oonsivilai, R. Extraction Condition of Phaseolus vulgaris / R. Oonsivilai, J. Manatwiyangkool, A. Oonsivilai // Intern. J. of Nutrition and Food Engineering. – 2011. – Vol. 12, Issue 12. – P. 869–872.

15.       Barret, M. L. A proprietary alpha–amylase inhibitor from white bean (Phaseolus vulgaris) : a review of clinical studies on weight loss and glycemic control / M. L. Barret, J. K. Udani // Nutrition J. – 2011. – Vol. 10, Issue 1. doi: 10.1186/1475–2891–10–24

16.       The efficacy of Phaseolus vulgaris as a weight–loss supplement: a systematic review and meta–analysis of randomised clinical trials / I. Onakpoya, S. Aldaas, R. Terry, E. Ernst // British J. of Nutrition. – 2011. – Vol. 106, Issue 02. – P. 196–202. doi: 10.1017/S0007114511001516

17.       Рибак, В. А. Вплив тривалого застосування густого екстракту квасолі на показники вуглеводного обміну у щурів з метаболічним синдромом на тлі ожиріння / В. А. Рибак, Л. М. Малоштан // Фармакол. та лікарська токсикол. – 2014. – № 4–5. – С. 80–84.

18.      Вронська, Л. В. Дослідження зі стандартизації стулок плодів квасолі за вмістом флавоноїдів / Л. В. Вронська // Фармац. часопис. – 2013. – № 4. – С. 82–87.

19.       Вронська, Л. В. Обґрунтування вибору екстрагенту біологічно активних речовин стулок квасолі звичайної / Л. В. Вронська // Sci. Rise. – 2015. – № 12/4 (17). – С. 47–53.

20.       Vronska, L. V. Development of phenolic compounds chromatographic identification in bilberry shoots / L. V. Vronska, M. B. Chubka, A. Ye. Demyd // Фармац. часопис. – 2015. – № 3. – С. 28–33. doi: 10.11603/2312–0967.2015.3.4951

21.       Державна фармакопея України : в 3-х т. / Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». – 2–е вид. – Х. : Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів, 2015. – Т. 1. – 1128 с.

22.       Медична статистика [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://medstatistic.ru

23.       Effect of aqueous extract of Phaseolus Vulgaris L. (Red Kidney Beans) on alloxan–induced diabetic wistar rats / C. D. Luca, A. Olatunde, H. Tijjani, I. A. Olisa–Enewe // Int. J. of Sci. Invention Today. – 2013. – Vol. 2, Issue 4. – P. 292–301.

24.       Porcine pancreatic alphaamylase inhibition by the kidney bean (Phaseolus vulgaris) inhibitor (α–AI1) and structural changes in the α–amylase inhibitor complex / M. Santimone, R. Koukiekolo, Y. Moreau et al. // Biochim. Biophys. Acta. – 2004. – Vol. 1696, Issue 2. – P. 181–190. doi: 10.1016/j.bbapap.2003.11.001

25.       Variation of seed α–amylase inhibitors in the common bean / M. Ishimoto, K. Suzuki et al. // Theor. Appl. Genet. – 1995. – Vol. 90, Issue 3–4. – P. 425–429. doi: 10.1007/bf00221985

26.       Антонюк, В. О. Лектини та їх сировинні джерела / В. О. Антонюк. – Л. : Кварт, 2005. – 554 с.

27.       Проапоптичні властивості сумарного препарату фітогемаглютиніну та його окремих ізолектинів у культурі клітин людини 4BL / Т. О. Кочубей, О. В. Максимчук, Л. Л. Мацевич та ін. // Укр. біохім. журн. – 2014. – № 86 (4). – С. 103–109.





DOI: https://doi.org/10.24959/ubphj.18.163

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

Abbreviated key title: Ukr. bìofarm. ž.

ISSN 2519-8750 (Online), ISSN 2311-715X (Print)