ArticlePDF Available

Rośliny o działaniu hipoglikemizującym Plants with hypoglycaemic activity

Authors:
VOL 23 NR 9’13 (269) 55
Farmakoterapia
lekwpolsce.pl
Rośliny
o działaniu hipoglikemizującym
Słowa kluczowe: morwa biała, gurmar, cynamon cejloński, rutwica lekarska, fasola pospolita.
Streszczenie
Cukrzyca jest przewlekłą chorobą metaboliczną o nie do końca poznanej etiologii. Obecnie w leczeniu wspo-
magającym cukrzycy oraz przy łagodzeniu skutków hiperglikemii coraz częściej sięga się po sprawdzone pre-
paraty roślinne. Wśród ziół o udokumentowanych właściwościach hipoglikemicznych można wymienić m.in.:
liść morwy białej, liść gurmaru, korę cynamonowca, ziele rutwicy oraz naowocnię fasoli. Poniższy artykuł
stanowi przegląd literatury fachowej na temat przeciwcukrzycowych właściwości wspomnianych roślin.
Key words: white mulberry, Gymnema sylvestre (ram’s horn), Cinnamonum zeylanicum, Galega officinalis
(goat’s rue), kidney bean.
Abstract
Diabetes is a chronic metabolic disease, with not entirely known etiology. Currently, to relieve the symptoms
of diabetes and the effects of hyperglycemia, increasingly reliable plant preparations are used. The herbs
that have demonstrated hypoglycemic properties include, among others: white mulberry leaf, gurmar leaf,
cinnamon bark, galega herb and bean pericarp. This article provides an overview of the literature on the
anti-diabetic properties of these plants.
Plants with hypoglycaemic activity
Monika Zielińska-Pisklak1,4, Łukasz Szeleszczuk2, Anna Młodzianka3
1Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
kierownik: prof. dr hab. Wacław Kołodziejski
2Zakład Chemii Fizycznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
kierownik: prof. dr hab. Iwona Wawer
3Koło naukowe „Spektrum” przy Katedrze i Zakładzie Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
4Apteka Wilanowska, Warszawa
Oddano do publikacji: 15.10.2013
PDF
FULL-TEXT
www.lekwpolsce.pl
Wprowadzenie
Cukrzyca (diabetes mellitus) jest przewle-
kłym schorzeniem metabolicznym wystę-
pującym bardzo powszechnie wśród oby-
wateli krajów zarówno rozwijających się,
jak i rozwiniętych. Na podstawie danych
Światowej Organizacji Zdrowia szacuje się,
że w 2030 r. liczba diabetyków wyniesie
aż 380 mln, tj. ponad 120 mln więcej niż
obecnie [1].
Cukrzyca charakteryzuje się przewlekłą
hiperglikemią połączoną z zaburzeniami me-
tabolizmu węglowodanów, tłuszczów i białek
na skutek defektu wydzielania i/lub działania
insuliny. Jej skutki obejmują uszkodzenie,
dysfunkcję oraz niewydolność różnych narzą-
dów, m.in. narządu wzroku, nerek, nerwów,
serca i naczyń krwionośnych. Ze względu na
przyczynę i przebieg choroby, można wyróż-
nić dwa główne jej typy:
VOL 23 NR 9’13 (269)
56
Farmakoterapia lekwpolsce.pl
(1) cukrzycę typu 1 (ang. Insulin Depen-
dent Diabetes Mellitus, IDDM), zwaną
cukrzycą insulinozależną, związaną ze
niedostatecznym wydzielaniem insuliny
(2) cukrzycę typu 2 (ang. Non Insulin De-
pendent Diabetes Mellitus, NIDDM),
zwaną cukrzycą insulinoniezależną, spo-
wodowaną głównie zmniejszoną wrażli-
wością tkanek i narządów na wspomnia-
ny hormon [2].
Obecnie coraz większą rolę w leczeniu
wspomagającym różnych schorzeń, w tym
cukrzycy, odgrywa medycyna tradycyjna,
w tym oparte na tradycji ludowej ziołolecz-
nictwo.
W cukrzycy typu 1 stosowanie surow-
ców pochodzenia roślinnego jest dość kon-
trowersyjne, ponieważ substancje czynne
musiałyby wykazywać działanie zbliżone
do samej insuliny. Stosowanie ziół ma nato-
miast dużo większe znaczenie w przypadku
cukrzycy typu 2, gdyż rozwój i przebieg sa-
mej choroby jest odmienny [3].
Mechanizm działania hipoglikemicznego
preparatów roślinnych opiera się prawdopo-
dobnie na:
zwiększeniu wydzielania insuliny z ko-
mórek β wysp Langerhansa
poprawie tolerancji glukozy przez ko-
mórki organizmu poprzez wpływ na re-
ceptory insuliny
zwiększenie syntezy glikogenu
spowolnienie wchłaniania cukrów w prze-
wodzie pokarmowym.
Większości substancji czynnych izolo-
wanych z roślin przypisuje się więcej niż
jeden ze wspomnianych wyżej kierunków
działania [4]. Szacuje się, że aż ok. 400
gatunków roślin, stosowanych od stuleci
w tradycyjnej medycynie ludowej, działa ko-
rzystnie w cukrzycy. Niestety, tylko dla kilku
z nich istnieją dane naukowe jednoznacznie
potwierdzające aktywność hipoglikemiczną
[5]. Poniżej przedstawiono kilka roślin, któ-
rych działanie przeciwcukrzycowe zostało
dość dobrze udokumentowane.
Morwa biała – Morus alba L. (Moraceae)
To pochodzące z Chin drzewo uprawiane
jest od lat w związku z hodowlą jedwabnika
morwowego (jego liście są pożywieniem dla
gąsienic tych owadów). Wyciąg z liści morwy
białej (Morus folium) zawiera m.in. dezoksy-
mannojirymycynę (monosacharyd), będącą
inhibitorem α-glukozydaz, w tym sacharazy
i maltazy [6]. Zahamowanie wspomnianych
enzymów blokuje rozkład disacharydów do
monosacharydów (np. glukozy) i przez to
wchłanianie cukrów prostych z przewodu
pokarmowego do krwi. Powoduje to zmniej-
szenie hiperglikemii po posiłku. Przyjmuje
się więc, iż mechanizm działania ekstraktu
z liści morwy białej jest zbliżony do synte-
tycznych leków z grupy akarbozy [7].
Naowaboot i współautorzy analizowali
wpływ wyciągu z liści morwy białej na wy-
chwyt glukozy i związaną z nim aktywność
jednego z jej transporterów (białka GLUT4)
w adipocytach szczurów. Inkubacja wspo-
mnianych komórek z ekstraktem o stężeniu
5-45 μg/ml zwiększała wchłanianie glukozy
o 31-54%. Efekt przemieszczenia GLUT4
w kierunku błony komórkowej adipocytów
był zauważalny już przy stężeniu ekstraktu
równym 15 μg/ml. Ustalono również, iż po
dodaniu wortmaniny (inhibitora 3-kinazy
fosfatydyloinozytolu – PI3K, która bierze
udział w translokacji białka GLUT4) w daw-
ce 100 nM wychwyt glukozy przez adipo-
cyty zostaje zahamowany. Niniejsze wyniki
sugerują, że działanie hipoglikemiczne eks-
traktu z liści morwy opiera się na zwiększe-
niu wychwytu glukozy poprzez aktywację
VOL 23 NR 9’13 (269) 57
Farmakoterapia
lekwpolsce.pl
szlaku sygnałowego związanego z PI3K
i przenoszenia GLUT4 do błony komórkowej
[8]. Wspomniani autorzy stwierdzili, iż za
powyższy mechanizm działania liści mor-
wy odpowiedzialny jest zawarty w surowcu
kwas galusowy.
Według innych badaczy substancją od-
powiedzialną za efekt hipoglikemiczny wy-
ciągu z morwy białej jest wyizolowane z niej
białko – Moran 20K, które obniżało poziom
glukozy we krwi u myszy z hiperglikemią in-
dukowaną streptozotocyną [9]. Z kolei gru-
pa naukowców pod kierownictwem Asano
przypisuje aktywność przeciwcukrzycową
liści morwy białej dużej zawartości dezok-
symannojirymycyny (DNJ – cukier z grupą
iminową) oraz jej 17 pochodnym znalezio-
nym we wspomnianym surowcu [10].
Właściwości hamujące dwie α-glukozydazy
(sacharazę i maltazę) przez różne produkty
zawierające ekstrakt z liści morwy białej zo-
stały potwierdzone również przez Hansawasdi
i współautorów na linii komórkowej Caco-2. We
wspomnianym eksperymencie analizowa-
no m.in. wpływ czasu ekstrakcji surowca
roślinnego [11]. Podobne badania in vitro
przeprowadziła grupa naukowców pod kie-
rownictwem Adisakwattany, która testowała
działanie pięciu różnych roślin na aktyw-
ność α-glukozydaz jelitowych i α-amylazy
trzustkowej. Badacze stwierdzili, iż wyciąg
z liści morwy białej wykazywał największą
inhibicję wobec α-glukozydaz, natomiast nie
hamował w ogóle α-amylazy. Wyniki analiz
sugerują, iż związki czynne zawarte w mor-
wie białej mogą być dobrą alternatywą dla
akarbozy, której stosowanie związane jest
z licznymi efektami ubocznymi (zaburzenia
fermentacji bakteryjnej niestrawionych wę-
glowodanów w jelicie grubym), spowodowa-
nymi nadmiernym hamowaniem α-amylazy
przez ten lek [12].
Ekstrakt z liści morwy białej był przed-
miotem badań klinicznych z udziałem pa-
cjentów z cukrzycą typu 2. Chorych (24
osoby) podzielono na dwie grupy – jedna
przyjmowała przez 30 dni analizowany wy-
ciąg, druga lek referencyjny – glibenklamid.
Zaobserwowano, że u pacjentów przyjmują-
cych morwę glikemia była bardziej wyrów-
nana niż w grupie zażywającej glibenkla-
mid. Ponadto u pacjentów leczonych liśćmi
morwy nastąpiła poprawa profilu lipidowego
(obniżenie stężenia cholesterolu całkowitego
w surowicy krwi, triglicerydów, frakcji VLDL
oraz zwiększenie poziomu cholesterolu frak-
cji HDL). U pacjentów leczonych glibenkla-
midem zmiany w profilu lipidów nie były
istotne statystycznie [13].
Gurmar – Gymnema sylvestre R. Br.
(Asclepiadaceae)
To podobne do winorośli pnącze, pochodzą-
ce z południowych Indii, znane jest ze swo-
ich leczniczych właściwości już od ponad
2000 lat. Jego nazwa w języku hinduskim
oznacza dosłownie „niszczyciel cukru”; gur-
mar zawdzięcza ją obecności gurmaryny
(polipeptyd), która znieczula kubki sma-
kowe, powodując brak czucia słodkiego
smaku i w konsekwencji spadek apetytu na
słodkie pokarmy. Ponadto w skład surow-
ca (Gymnemae sylverstris folium) wchodzi
mieszanina glikozydów triterpenowych, po-
chodnych kwasu oleanowego, określanych
jako kwas gymnemowy [14,15].
Dotychczasowe badania wykazały, iż
związki te sprzyjają regeneracji wysp Langer-
hansa i w ten sposób zwiększają produkcję
oraz uwalnianie insuliny. Badania przeprowa-
dzone z udziałem pacjentów przez 6-24 mie-
sięcy udowodniły, iż podawanie gurmaru:
obniża poziom glukozy we krwi na
czczo
VOL 23 NR 9’13 (269)
58
Farmakoterapia lekwpolsce.pl
zmniejsza poziom hemoglobiny glikowa-
nej (HbA1c)
redukuje zapotrzebowanie na insulinę
oraz doustne leki hipoglikemizujące.
Ponadto kwas gymnemowy pomaga
utrzymać homeostazę glukozy we krwi,
zwiększając aktywność enzymów biorących
udział w spalaniu cukrów na drodze zależnej
od insuliny, a także koryguje negatywne zmia-
ny metaboliczne w wątrobie, nerkach i mię-
śniach, wywołane hiperglikemią [16,17].
W 1983 r. grupa naukowców pod kie-
rownictwem Shanmugasundarama anali-
zowała hipoglikemiczne właściwości su-
szonych, sproszkowanych liści gurmaru na
królikach. Autorzy zaobserwowali spadek
stężenia glukozy we krwi połączony z obniże-
niem aktywności enzymów biorących udział
w glukoneogenezie oraz zmniejszenie zmian
patologicznych wątroby, powstałych na sku-
tek przedłużającej się hiperglikemii [18].
Chattopadhyay testował właściwości hi-
poglikemiczne ekstraktów z różnych roślin,
m.in. alkoholowy wyciąg z liści gurmaru, na
szczurach z cukrzycą indukowaną strepto-
zotocyną. Efekt obniżenia poziomu glukozy
we krwi zależał od dawki i był tylko o 7%
mniejszy w porównaniu do leku referencyj-
nego, tolbutamidu [19].
Podobne wyniki uzyskał Parakash
i współautorzy – podawali szczurom po
500 mg/dziennie sproszkowanych liści
Gymnema sylvestre przez dziesięć kolej-
nych dni, uzyskując wyrównanie hiper-
glikemii w czasie o połowę krótszym niż
w grupie kontrolnej [20].
W 1990 r. przeprowadzono równolegle
dwa badania kliniczne na niewielkich gru-
pach pacjentów; pierwsze na 22 osobach
z cukrzycą typu 2, drugie – na 27 pacjen-
tach z cukrzycą typu 1. W obydwu omawia-
nych grupach chorym podawano ekstrakt
z liści Gymnema sylvestre w dawce 400
mg/dziennie przez 18-20 miesięcy (pacjen-
ci z NIDDM) lub 10-12 miesięcy (osoby
z IDDM), jako leczenie uzupełniające sto-
sowanych doustnych leków przeciwcukrzy-
cowych lub insuliny. W obydwu analizowa-
nych grupach uzyskano:
lepszą tolerancję glukozy
obniżenie poziomu hemoglobiny gliko-
wanej
zmniejszenie stężenia glikozylowanych
białek osocza.
Pozwoliło to na znaczne zmniejszenie
dawek doustnych leków przeciwcukrzy-
cowych u pacjentów z NIDDM; w pięciu
przypadkach możliwe było całkowite odsta-
wienie wspomnianych leków i regulowanie
poziomu glukozy wyłącznie analizowanym
preparatem z gurmaru. W grupie chorych
z IDDM osiągnięto znaczną redukcję zapo-
trzebowania na insulinę.
Wyniki badań sugerują, iż mechanizm
działania związków zawartych w liściach
Gymnema sylvestre polega na zwiększeniu
produkcji i wydzielania endogennej insuliny,
przypuszczalnie w wyniku regeneracji ko-
mórek β wysp Langerhansa [21,22].
Cynamonowiec cejloński – Cinnamo-
mum zeylanicum L. (Lauraceae)
Cynamonowiec cejloński pochodzi ze Sri
Lanki, ale uprawiany jest także w różnych
rejonach Azji oraz Ameryki Południowej.
Do celów leczniczych wykorzystywana jest
kora (Cinnamomi cortex) młodych gałązek.
Stanowi ona surowiec olejkowy, zawierają-
cy od 0,5 do 4,0% olejku, w zależności od
pochodzenia.
Grupa naukowców z University of Califor-
nia wykazała, iż ekstrakty z kory cynamonu
zwiększają aktywność biologiczną insuliny.
Celem ich dalszych badań była izolacja i cha-
VOL 23 NR 9’13 (269)
60
Farmakoterapia lekwpolsce.pl
rakterystyka związków odpowiedzialnych za
to działanie. Okazały się nimi rozpuszczalne
w wodzie polimery polifenolowe typu A, które
w badaniach in vitro spowodowały 20-krot-
ny wzrost szybkości metabolizmu glukozy
oraz odznaczały się aktywnością przeciwu-
tleniającą [23]. Badania in vitro wykazały,
że związki obecne w korze cynamonowca
mogą stymulować autofosforylację receptora
insuliny i hamować szczurzą PTP-1B, białko
homologiczne z ludzką fosfatazą tyrozynową
(PTP-1B), która inaktywuje receptor insuliny.
Co ważne, nie stwierdzono inhibicji fosfata-
zy alkalicznej, co sugeruje, że badana sub-
stancja czynna nie jest ogólnym inhibitorem
fosfataz [24].
Grupa naukowców pod kierownictwem
Andersona badała wpływ wodnych eks-
traktów uzyskanych z kory cynamonowca
na ekspresję genów kodujących adipokiny,
transportery glukozy (GLUT) oraz białka, dla
których czynnikiem sygnalizacyjnym jest in-
sulina, m.in. GSK3B. Wspomniany wyciąg
podawany w stężeniu 100 μg /ml powodo-
wał wzrost mRNA kodującego GLUT1 oraz
zmniejszył ekspresję genów kodujących
GSK3B (czynnik inaktywujący syntazę gli-
kogenu), IGF1R, IGF2R (receptory, których
nadmierna ilość zwiększa ryzyko nefropatii)
i PIK3R1 (białko, którego mutacja powoduje
insulinooporność). Badanie to wskazuje, że
ekstrakt z cynamonu reguluje ekspresję wie-
lu genów kodujących białka związane z dzia-
łaniem biologicznym insuliny w komórkach
tłuszczowych [25].
Aldehyd cynamonowy, będący głównym
składnikiem olejku eterycznego (65-75%),
podawano w różnych dawkach (5, 10 i 20
mg/kg masy ciała) przez 45 dni samcom
szczurów z cukrzycą typu 2 indukowaną
streptozotocyną. Zaobserwowano, że stężenie
glukozy w osoczu istotnie (p<0,05) obniżyło
się, w sposób zależny od dawki, w porówna-
niu z próbą kontrolną. Ponadto doustne po-
dawanie aldehydu cynamonowego (20 mg/
/kg masy ciała) spowodowało znaczny spadek
hemoglobiny glikowanej (HbA1C) oraz cho-
lesterolu całkowitego i trójglicerydów w suro-
wicy. Jednocześnie zaobserwowano znaczny
wzrost stężenia insuliny, glikogenu i lipopro-
tein o wysokiej gęstości. Podanie aldehydu
cynamonowego spowodowało również wy-
równanie poziomów enzymów osoczowych
(aminotransferazy asparaginianowej i alani-
nowej, dehydrogenazy mleczanowej, fosfatazy
alkalicznej i kwaśnej fosfatazy) [26].
Podobne wyniki badań, jednak przy za-
stosowaniu ekstraktu z kory cynamonowca
zamiast wyizolowanej substancji, uzyskali
badacze z Korei Południowej. Przeciwcukrzy-
cowe działanie wyciągu testowano w modelu
zwierzęcym cukrzycy typu 2 (C57BIKsj db/
/db). Ekstrakt z cynamonowca podawano
w różnych dawkach (50, 100, 150 i 200
mg/kg) przez 6 tygodni. Stwierdzono, że stę-
żenie cukru we krwi znacznie zmniejszyło
się, w sposób zależny od dawki (p <0,001),
w porównaniu z próbą kontrolną. Ponadto
stężenie insuliny i HDL cholesterolu w suro-
wicy było znacząco wyższe (p <0,01), a stę-
żenie triglicerydów, cholesterolu całkowitego
i glikozydazy jelitowej znacznie niższe po 6
tygodniach po podaniu.
Wyniki te wskazują, że związki obecne
w ekstrakcie z cynamonu regulują poziom
glukozy i lipidów we krwi, mogą również
zwiększać wrażliwość na insulinę albo spo-
walniać wchłanianie węglowodanów w jeli-
cie cienkim [27].
Rutwica lekarska – Galega officinalis L.
(Fabaceae)
Rutwica lekarska rośnie dziko w rejonach
południowej Europy i Azji. Dla celów komer-
VOL 23 NR 9’13 (269) 61
Farmakoterapia
lekwpolsce.pl
cyjnych pozyskuje się ją z upraw, głównie
w Polsce, Bułgarii i na Węgrzech. Surowiec
stanowią młode, jasnozielone, szczytowe
pędy rośliny wraz z liśćmi, zebrane w okre-
sie kwitnienia (Galegae herba).
Obecna w zielu rutwicy galegina sta-
ła się inspiracją do opracowania syntezy
biguanidów, ważnej grupy leków przeciw-
cukrzycowych, do których należy m.in.
metformina [28].
Grupa naukowców pod kierownictwem
Mooney postanowiła sprawdzić, czy gale-
gina ma podobne właściwości hipoglike-
mizujące i wspomagające odchudzanie,
jak jej powszechnie stosowane pochodne,
a także określić mechanizm jej potencjal-
nego działania. W tym celu dokonywano
pomiarów masy ciała i ilości spożytego po-
karmu przez myszy. Okazało się, iż u my-
szy, którym podawano testowany związek,
zaobserwowano znaczną redukcję masy
ciała. Ponadto okazało się, iż co najmniej
część tego efektu nie zależy od zmniej-
szenia przyjmowania pokarmu. Udowod-
niono, iż galegina nie tylko zwiększa wy-
chwyt glukozy przez adipocyty, ogranicza
lipolizę, zmniejsza aktywność acetylo-CoA
karboksylazy, ale także zmniejsza ekspre-
sję genów enzymów odpowiedzialnych za
syntezę kwasów tłuszczowych [29].
Do podobnych wniosków doszli brytyj-
scy naukowcy, którzy badali wpływ ziela
rutwicy na spadek masy ciała u myszy
otyłych i o normalnej masie ciała. Jak się
okazało, działanie odchudzające rutwi-
cy tylko w niewielkim stopniu związane
było ze zmniejszeniem poboru pokarmu.
U myszy otyłych poziom insuliny we krwi
znacznie się zmniejszył. Ponadto w przy-
padku myszy o normalnej masie ciała
efekt utraty wagi był przemijający, zaś
w przypadku myszy otyłych utrzymywał
się nawet po zaprzestaniu podawania
ekstraktów z badanej rośliny [30].
W celu wyjaśnienia mechanizmu dzia-
łania hipoglikemizującego wyciągów z zie-
la rutwicy zbadano wpływ ekstraktów z tej
rośliny na transport i absorpcję znakowa-
nych izotopowo metyloglukozy, mannitolu
i fenyloalaniny z zastosowaniem linii ko-
mórkowej Caco-2 [31]. Jako kontroli do-
datniej użyto floridzyny (1mM), znanego
inhibitora transportu glukozy sprzężonego
z transportem jonów Na+. Zależne od
dawki hamowanie transportu zaobser-
wowano bezpośrednio w przypadku 14C
metyloglukozy, gdy komórki Caco-2 inku-
bowano w medium nośnym zawierającym
oczyszczone frakcje z Galega officinalis.
Przeprowadzono ponadto szczegółowe
badania mające na celu ocenę wpływu
ekstraktów etanolowych z ziela rutwicy na
dynamikę zmian stężeń glukozy we krwi
u szczurów zdrowych oraz z indukowaną
za pomocą streptozotocyny cukrzycą typu
2. Stwierdzono występowanie efektu hi-
poglikemizującego w obydwu grupach ba-
danych zwierząt. Ponadto zaobserwowa-
no przedłużony efekt hipoglikemizujący,
utrzymujący się również po zaprzestaniu
leczenia [32].
Fasola pospolita – Phaseolus vulgaris
L. (Fabaceae)
Fasola pospolita jest rośliną uprawną pocho-
dzącą z Europy i zachodniej Azji, szeroko
rozpowszechnioną w Ameryce Północnej,
głównie ze względu na jej walory kulinar-
ne. Surowiec przeznaczony do celów farma-
ceutycznych stanowią pozbawione nasion,
wysuszone strąki fasoli, tzw. naowocnia
fasoli (Phaseoli pericarpium). Zawiera ona
cholinę, aminokwasy (arginina, asparagina,
leucyna, lizyna), kwas pipekolinowy, trygo-
VOL 23 NR 9’13 (269)
62
Farmakoterapia lekwpolsce.pl
nelinę, alantoinę, kwasy fenolowe oraz sole
mineralne (m.in. związki chromu) i gliko-
proteiny.
Strąki fasoli wykazują słabe działanie
hipoglikemiczne, wykorzystywane mogą
być z powodzeniem w początkowym
stadium cukrzycy typu 2. Uważa się, że
działanie to naowocnia fasoli zawdzięcza
głównie obecności soli chromu, które za-
pobiegają wahaniom poziomu glukozy we
krwi poprzez wzmacnianie działania insu-
liny [33]. Chrom wchodzi bowiem w skład
związku biologicznie aktywnego, zwanego
czynnikiem tolerancji glukozy (glucose to-
lerance factor – GTF), będącego połącze-
niem pierwiastka z kwasem nikotynowym
i glutaminowym oraz cysteiną i glicyną;
wspomniany czynnik wzmacnia oddziały-
wanie insuliny z receptorami tkankowymi
[34,35].
Pari i współautorzy badali aktywność
hipoglikemiczną wodnego ekstraktu z na-
owocni fasoli na szczurach z cukrzycą
indukowaną streptozotocyną. W tym celu
zwierzętom podawano per os 200 mg/
/kg m.c. testowanego wyciągu przez 45
dni. Zaobserwowano obniżenie stężenia
glukozy i hemoglobiny glikowanej oraz
wzrost poziomu insuliny w osoczu krwi
w porównaniu do grupy kontrolnej. Poda-
nie ekstraktu ze wspomnianego surowca
powodowało spadek aktywności heksoki-
nazy i enzymów lipogennych oraz wzrost
aktywności enzymów biorących udział
w glukoneogenezie [36].
W kolejnych badaniach na szczurach
z indukowaną cukrzycą, grupa pod kie-
rownictwem Venkateswarana wykazała,
że podanie wodnego wyciągu z naowocni
fasoli (200 mg/kg masy ciała przez 45 dni)
obniża także poziom triglicerydów, wol-
nych kwasów tłuszczowych, fosfolipidów,
cholesterolu całkowitego oraz frakcji VLDL
i LDL w surowicy krwi. Ekstrakt powodo-
wał również spadek stężenia produktów
peroksydacji lipidów (TBARS), hydroksy-
peroksydazy i ceruloplazminy. Na podsta-
wie omawianych badań stwierdzono, że
ekstrakt z owocni fasoli wykazuje, poza
działaniem hipoglikemicznym, także ak-
tywność antyoksydacyjną i antyhiperlipi-
demiczną, co jest niezwykle istotne w za-
pobieganiu odległym skutkom przewlekłej
hiperglikemii, tj. nefropatii [37,38].
Podsumowanie
Pośród około 400 gatunków roślin o po-
twierdzonych właściwościach hipoglike-
micznych, najlepiej udokumentowane dzia-
łanie przeciwcukrzycowe mają m.in.:
liść morwy białej ( Morus folium)
liść gurmaru ( Gymnemae folium)
kora cynamonu ( Cinnamonii cortex)
ziele rutwicy lekarskiej ( Galaegae herba)
naowocnia fasoli zwyczajnej ( Phaseoli
pericarpium).
Omówione rośliny oraz związki z nich
izolowane (m.in. kwas gymnemowy z gur-
maru, galeina z rutwicy, dezoksymannoji-
rymycyna z morwy) mają odmienny me-
chanizm działania hipoglikemizującego.
W przypadku liści morwy białej opiera się
on na hamowaniu trawienia i wchłaniania
cukrów z przewodu pokarmowego; liście
gurmaru natomiast działają regenerująco
na trzustkę, zwiększając produkcję i uwal-
nianie insuliny. Naowocnia fasoli i kora
cynamonowca zwiększają głównie wrażli-
wość tkanek na insulinę. Jak dotąd nie ist-
nieją produkty lecznicze, w skład których
wchodziłyby opisywane surowce roślinne.
Wynika to głównie z faktu, że przeprowa-
dzone nad nimi do tej pory badania na-
VOL 23 NR 9’13 (269) 63
Farmakoterapia
lekwpolsce.pl
ukowe są jedynie wstępne i nie stanowią
wymaganego przepisami potwierdzenia
skuteczności terapeutycznej i bezpieczeń-
stwa. Badania te są natomiast niewątpliwą
podstawą, by opisywane rośliny mogły być
stosowane jako uzupełnienie diety osób
z tendencją do hiperglikemii w przebiegu
cukrzycy typu 2.
Piśmiennictwo:
World Health Organization, Definition, diagnosis and classi-1.
fication of diabetes mellitus and its complications: report of
a WHO consultation, Part 1: diagnosis and classification of
diabetes mellitus, Geneva, World Health Org., 2006.
The Expert Committee on the Diagnosis and Classification 2.
of Diabetes Mellitus. Follow-up report on the diagnosis of
diabetes mellitus, Diabetes Care, 2003, 26, 3160.
Kavishankar G.B., Lakshmidevi N., Mahadeva Murthy S., 3.
Prakash H.S., Niranjana S.R., Diabetes and medicinal plants
- A review, Int. J. Pharm. Biomed. Sci., 2011, 2, 65.
Samochowiec L., Kompendium ziołolecznictwa, 2002, wyd. II.4.
Bailey C., Day C., Traditional Plant Medicines as Treatments 5.
for Diabetes, Diabetes Care,1989, 12, 553.
Kimura T, Nakagawa K, Kubota H., Kojima Y., Goto Y., Yama-6.
gishi K., Oita S., Oikawa S., Miyazawa T., Food-grade mul-
berry powder enriched with 1-deoxynojirimycin suppresses
the elevation of postprandial blood glucose in humans, J.
Agric. Food Chem., 2007, 55, 5869.
Nowak G. et al., Leki pochodzenia naturalnego, wyd. I, 7.
2012.
Naowaboot J., Pannangpetch P., Kukongviriyapan V., Prawan 8.
A., Kukongviriyapan U., Itharat A., Mulberry leaf extract sti-
mulates glucose uptake and GLUT4 translocation in rat adi-
pocytes, Am. J. Chin. Med., 2012, 40, 163.
Kim E.S., Park S.J., Lee E.J., Kim B.K., Huh H., Lee B.J., 9.
Purification and characterization of Moran 20K from Morus
alba, Arch. Pharm. Res., 1999, 22, 9.
Asano N., Oseki K., Tomioka E., Kizu H., Matsui K., N-10.
containing sugars from Morus alba and their glycosidase in-
hibitory activities, Carbohydr. Res., 1994, 259, 243.
Hansawasdi C., Kawabata J., 11. α-Glucosidase inhibitory ef-
fect of mulberry (Morus alba) leaves on Caco-2, Fitoterapia,
2006, 77, 568.
Adisakwattana S., Ruengsamran T., Kampa P., Sompong 12.
W., In vitro inhibitory effects of plant-based foods and the-
ir combinations on intestinal α-glucosidase and pancreatic
α-amylase, BMC Complementary and Alternative Medicine,
2012, 12, 110.
Andallu B., Suryakantham V., Lakshmi Srikanthi B., Reddy 13.
G.K., Effect of mulberry (Morus indica L.) therapy on plasma
and erythrocyte membrane lipids in patients with type 2 dia-
betes, Clin. Chim. Acta, 2001, 314, 47.
Lamer – Zarawska E. et al., Fitoterapia i leki roślinne, wyd. 14.
I, 2007.
Murakami N., Murakami T., Kadoya M., Matsuda H., Yama-15.
hara J.,Yoshikawa M., New hypoglycemic constituents in
“gymnemic acid” from Gymnema sylvestre, Chem. Pharm.
Bull., 1996, 44, 469.
Pierce A., Gymnema Monograph, Practical guide to natural 16.
medicine, New York, Stonesong Press Book, 1999, 324.
Grover J.K., Yadav S., Vats V., Medicinal plants of India with 17.
anti-diabetic potential, J. Ethnopharmacol., 2002, 81, 100.
Shanmugasundaram K.R., Panneerselvam C., Samudram P., 18.
Shanmugasundaram E.R, Enzyme changes and glucose uti-
lization in diabetic rabbits: the effect of Gymnema sylvestre,
R.Br., , J. Ethnopharmacol., 1983, 7 205.
Chattopadhyay R.R., A comparative evaluation of some blood 19.
sugar lowering agents of plant origin, , J. Ethnopharmacol.,
1999, 67, 367.
Prakash A.O., Mathur S., Mathur R., Effect of feeding Gym-20.
nema sylvestre leaves on blood glucose in beryllium nitrate
treated rats, J. Ethnopharmacol., 1986, 18, 143.
Baskaran K., Ahamath B., Shanmugasundaram K., Rajesh 21.
B., Antidiabetic effect of a leaf extract from Gymnema sylve-
stre in noninsulin-dependent diabetes mellitus patients, J.
Ethnopharmacol., 1990, 30, 295.
Baskaran K., Ahamath B., Shanmugasundaram K., Rajesh 22.
B., Use of Gymnema sylvestre leaf extract in the control of
blood glucose in insulin-dependent diabetes mellitus, J. Eth-
nopharmacol., 1990, 30, 281.
Anderson R.A., Broadhurst C.L., Polansky M.M., Schmidt 23.
W.F., Khan A., Flanagan V.P., Schoene N.W., Graves D.J.,
Isolation and characterization of polyphenol type-A polymers
from cinnamon with insulin-like biological activity, J. Agric.
Food Chem., 2004, 52, 65.
Imparl-Radosevich J., Deas S., Polansky M. M., Baedke D. 24.
A., Ingebritsen T. S., Anderson R. A., Graves D. J., Regula-
tion of PTP-1 and insulin receptor kinase by fractions from
cinnamon: implications for cinnamon regulation of insulin
signaling, Horm. Res., 1998, 50, 177.
Cao H., Anderson R. A., Graves D. J., Cinnamon extract regu-25.
lates glucose transporter and insulin-signaling gene expres-
sion in mouse adipocytes , Phytomed., 2010, 17, 1027.
Subash Babu P., Prabuseenivasan S., Ignacimuthu S., Cin-26.
namaldehyde - a potential antidiabetic agent, Phytomed.:
Int. J. Phytother. Phytopharmacol., 2007, 14, 15.
Kim S. H., Hyun S. H., Choung S. Y., Anti-diabetic effect of 27.
cinnamon extract on blood glucose in db/db mice, J. Ethno-
pharmacol., 2006, 104, 119.
Bailey C.J., Day C., Metformin: its botanical background, 28.
Pract. Diab. Int., 2004, 21,
Mooney M.H, Fogarty S., Stevenson C., Gallagher A.M., Palit 29.
P., Hawley S.A., Hardie D.G., Coxon G.D., Waigh R.D., Tate
R.J. , Harvey A.L., Furman B.L., Mechanisms underlying the
metabolic actions of galegine that contribute to weight loss in
mice, Brit. J. Pharmacol., 2008, 153, 1669.
Palit P., Furman B.L., Gray I., Novel weight-reducing activity 30.
of Galega officinalis in mice, J. Pharm. Pharmacol., 1999,
51, 1313.
Neef, H., Augustijns, P., Declercq, P., Declerck, P.J., Laeke-31.
man, G., Inhibitory effects of Galega officinalis on glucose
transport across monolayers of human intestinal epithelial
cells (Caco-2), Pharm. Pharmacol. Lett., 1996, 6, 86.
Khokhla M., Kleveta G., Kotyk A., Skybitska M., Chajka Y., 32.
Sybirna N., Sugar-lowering effects of Galega officinalis L. An-
nal. Univ. Mariae Curie-Skłodowska, 2010, 23, 177.
Lewkowicz-Mosiej T., Leksykon roślin leczniczych, 2003, 33.
wyd. I, 212.
Gałuszka G., Cieślak-Golonka M., Szeląg A., Starosta J., 34.
Wojciechowska A., Synthetic models for the glucose toleran-
ce factor: the spectroscopic characterization and toxicity stu-
dies of monomeric and dimeric Cr (III) species, Polyhedron,
1998, 21, 3785.
Białkowska M., Ziemba A.W., Składniki mineralne w: Ma-35.
śliński S, Ryżewski J (red.): Patofizjologia. Wyd. II. PZW-
L,Warszawa 2000, 445.
Pari L., Venkateswaran S., Protective role of Phaseolus vulga-36.
ris on changes in the fatty acid composition in experimental
diabetes, J. Med. Food, 2004, 7, 204.
Venkateswaran S., Pari L., Saravanan G., Effect of Phase-37.
olus vulgaris on circulatory antioxidants and lipids in rats
with streptozotocin-induced diabetes, J. Med. Food, 2002,
5, 97.
Venkateswaran S., Pari L., Antioxidant effect of Phaseolus 38.
vulgaris in streptozotocin-induced diabetic rats, Asia Pac. J.
Clin. Nutr., 2002, 11, 206.
Adres Autora:
dr n. farm. Monika Zielińska-Pisklal
e-mail: mpisklak@wum.edu.pl
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Article
Full-text available
The research was carried out to investigate the effects of Galega officinalis on the dynamics of glucose concentration changes in the blood of healthy rats and under experimental streptozotocin-induced diabetes. The hypoglycemic effect of the extract both in the control group and in animals with diabetes was shown. It was also found that the medication obtained from ethanolic extract of Galega officinalis had a prolonged hypoglycemic effect after ceasing the treatment.
Article
Full-text available
Background Plant-based foods have been used in traditional health systems to treat diabetes mellitus. The successful prevention of the onset of diabetes consists in controlling postprandial hyperglycemia by the inhibition of α-glucosidase and pancreatic α-amylase activities, resulting in aggressive delay of carbohydrate digestion to absorbable monosaccharide. In this study, five plant-based foods were investigated for intestinal α-glucosidase and pancreatic α-amylase. The combined inhibitory effects of plant-based foods were also evaluated. Preliminary phytochemical analysis of plant-based foods was performed in order to determine the total phenolic and flavonoid content. Methods The dried plants of Hibiscus sabdariffa (Roselle), Chrysanthemum indicum (chrysanthemum), Morus alba (mulberry), Aegle marmelos (bael), and Clitoria ternatea (butterfly pea) were extracted with distilled water and dried using spray drying process. The dried extracts were determined for the total phenolic and flavonoid content by using Folin-Ciocateu’s reagent and AlCl3 assay, respectively. The dried extract of plant-based food was further quantified with respect to intestinal α-glucosidase (maltase and sucrase) inhibition and pancreatic α-amylase inhibition by glucose oxidase method and dinitrosalicylic (DNS) reagent, respectively. Results The phytochemical analysis revealed that the total phenolic content of the dried extracts were in the range of 230.3-460.0 mg gallic acid equivalent/g dried extract. The dried extracts contained flavonoid in the range of 50.3-114.8 mg quercetin equivalent/g dried extract. It was noted that the IC50 values of chrysanthemum, mulberry and butterfly pea extracts were 4.24±0.12 mg/ml, 0.59±0.06 mg/ml, and 3.15±0.19 mg/ml, respectively. In addition, the IC50 values of chrysanthemum, mulberry and butterfly pea extracts against intestinal sucrase were 3.85±0.41 mg/ml, 0.94±0.11 mg/ml, and 4.41±0.15 mg/ml, respectively. Furthermore, the IC50 values of roselle and butterfly pea extracts against pancreatic α-amylase occurred at concentration of 3.52±0.15 mg/ml and 4.05±0.32 mg/ml, respectively. Combining roselle, chrysanthemum, and butterfly pea extracts with mulberry extract showed additive interaction on intestinal maltase inhibition. The results also demonstrated that the combination of chrysanthemum, mulberry, or bael extracts together with roselle extract produced synergistic inhibition, whereas roselle extract showed additive inhibition when combined with butterfly pea extract against pancreatic α-amylase. Conclusions The present study presents data from five plant-based foods evaluating the intestinal α-glucosidase and pancreatic α-amylase inhibitory activities and their additive and synergistic interactions. These results could be useful for developing functional foods by combination of plant-based foods for treatment and prevention of diabetes mellitus.
Article
Full-text available
Mulberry (Morus alba L.) leaf tea is promoted for its health benefits and the control of diabetes in Asian nations. The blood glucose lowering activity of mulberry leaf extract (MA) has been proven; however, the molecular basis underlying this effect remains unclear. The aim of the present work is to elucidate its mechanism of the antihyperglycemic action, by examining the effect of MA on glucose uptake and the translocation of glucose transporter 4 protein (GLUT4) to the plasma membrane of adipocytes isolated from diabetic rats. The incubation of adipocytes with 5-45 μg/ml MA resulted in 31-54% increase of glucose uptake in a dose-dependent manner. This glucose uptake enhancing effect was inhibited by the phosphoinositol 3-kinase (PI3-K) inhibitor, wortmannin (100 nM). The GLUT4 protein on the plasma membrane fraction of adipocytes was markedly increased after treatment with 15 μg/ml MA extract. Interestingly, gallic acid, one of the phenolic compounds found in MA extract, increased glucose uptake and enhanced the translocation of GLUT4 at concentrations comparable to the amount of gallic acid in the effective concentration ranges of MA. Thus, it is likely that gallic acid contributes, at least in part, to its antihyperglycemic activity. The present results suggest that the antihyperglycemic action of MA is mediated by increasing glucose uptake via the activation of PI3-K signaling pathway and translocation of GLUT4 to the plasma membrane. These findings are the first molecular evidence supporting the mulberry tea as herbal medicine for diabetic patients.
Article
To elucidate the mechanism of hypoglycemic action of purified fractions of Galega officinalis L, the transport and uptake of methylglucose, mannitol and phenylalanine was studied in Caco-2 monolayers, an in vitro cell culture system of the intestinal mucosa. Phloridzin (1mM), which is known to inhibit Na+-coupled glucose transport, was used as a reference test compound. A dose-dependent inhibition of transport and uptake of 14C-methylglucose was observed when the apical side of Caco-2 monolayers was incubated with transport medium containing purified Galega fractions or Phloridzin. The simultaneous inhibition of transport of 3H-mannitol and 3H-phenylalanine, could be explained as an indirect result of the inhibition of transport of glucose: inhibition of solvent drag which accompagnies active glucose transport, decreases the paracellular flux of hydrophylic compounds like mannitol, phenylalanine and glucose itself.
Article
Diabetes mellitus (DM), both insulin-dependent DM (IDDM) and non-insulin-dependent DM (NIDDM) is a common and serious metabolic disorder throughout the world. Traditional plant treatments have been used throughout the world for the therapy of diabetes mellitus. Among many medications and other alternative medicines, several herbs have been known to cure and control diabetes; additionally they have no side effects. The present paper is an attempt to list of the plants with anti-diabetic and related beneficial effects originating from different parts of world. History showed that medicinal plants have been used in traditional healing around the world for a long time to treat diabetes; this is because such herbal plants have hypoglycemic properties and other beneficial properties, as reported in scientific literature. There are 136 such plants described in this review which clearly shows the importance of herbal plants in the treatment of diabetes mellitus. The effects of these plants may delay the development of diabetic complications and provide a rich source for antioxidants that are known to prevent/delay different diseased states.
Article
A number of chromium(III) complexes with glycine, cysteine, glutamic and nicotinic acids-models for biologically active Cr(III) species have been prepared and characterized with physicochemical methods (UV\Vis, IR spectra, magnetic moments). Four of them have been also tested for their toxicity. On the basis of CF calculation it was found that only the nicotinates were octahedral Cr(III) species. Other complexes exhibited a tetragonal deformations. Based upon 10 Dq values, the sequence of the ligand field strength was found to be: glycine>cysteine≈glutamic acid>nicotinic acid. The likely structures were proposed for the isolated compounds. The preliminary toxicity studies showed that all tested complexes appeared to be non-toxic and can be potentially applied as chromium nutrition products.
Article
A comparison of blood sugar lowering activity of four important medicinal plants (Azadirachta indica, Gymnema sylvestre, Catharanthus roseus and Ocimum sanctum) were carried out against normal and streptozotocin-induced diabetic rat models. The plant extracts decreased the blood sugar level in varying degrees. Blood sugar lowering unit (BLU) of activity of each leaf extract and tolbutamide was calculated by ED50 values. Statistical analysis revealed significant (P < 0.05) variation among the treatments as well as doses with regard to their blood sugar lowering capacity. A. indica leaf extract was found to have the most potent blood sugar-lowering activity followed by C. roseus, G. sylvestre and O. sanctum.
Article
Cinnamon extracts (CE) are reported to have beneficial effects on people with normal and impaired glucose tolerance, the metabolic syndrome, type 2 diabetes, and insulin resistance. However, clinical results are controversial. Molecular characterization of CE effects is limited. This study investigated the effects of CE on gene expression in cultured mouse adipocytes. Water-soluble CE was prepared from ground cinnamon (Cinnamomum burmannii). Quantitative real-time PCR was used to investigate CE effects on the expression of genes coding for adipokines, glucose transporter (GLUT) family, and insulin-signaling components in mouse 3T3-L1 adipocytes. CE (100 μg/ml) increased GLUT1 mRNA levels 1.91±0.15, 4.39±0.78, and 6.98±2.18-fold of the control after 2-, 4-, and 16-h treatments, respectively. CE decreased the expression of further genes encoding insulin-signaling pathway proteins including GSK3B, IGF1R, IGF2R, and PIK3R1. This study indicates that CE regulates the expression of multiple genes in adipocytes and this regulation could contribute to the potential health benefits of CE.
Article
The effectiveness of GS4, an extract from the leaves of Gymnema sylvestre, in controlling hyperglycaemia was investigated in 22 Type 2 diabetic patients on conventional oral anti-hyperglycaemic agents. GS4 (400 mg/day) was administered for 18-20 months as a supplement to the conventional oral drugs. During GS4 supplementation, the patients showed a significant reduction in blood glucose, glycosylated haemoglobin and glycosylated plasma proteins, and conventional drug dosage could be decreased. Five of the 22 diabetic patients were able to discontinue their conventional drug and maintain their blood glucose homeostasis with GS4 alone. These data suggest that the beta cells may be regenerated/repaired in Type 2 diabetic patients on GS4 supplementation. This is supported by the appearance of raised insulin levels in the serum of patients after GS4 supplementation.
Article
GS4, a water-soluble extract of the leaves of Gymnema sylvestre, was administered (400 mg/day) to 27 patients with insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) on insulin therapy. Insulin requirements came down together with fasting blood glucose and glycosylated haemoglobin (HbA1c) and glycosylated plasma protein levels. While serum lipids returned to near normal levels with GS4 therapy, glycosylated haemoglobin and glycosylated plasma protein levels remained higher than controls. IDDM patients on insulin therapy only showed no significant reduction in serum lipids, HbA1c or glycosylated plasma proteins when followed up after 10-12 months. GS4 therapy appears to enhance endogenous insulin, possibly by regeneration/revitalisation of the residual beta cells in insulin-dependent diabetes mellitus.