Study of the antioxidant activity of Hertia cheirifolia plant against Carbon tetrachloride induced toxicity in rats
No Thumbnail Available
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Oum-El-Bouaghi
Abstract
The current study aimed to investigate the antioxidant and protective effects of Hertia cheirifolia butanolic extract (BEHC) alone and combined with selenium (Se) against Carbon tetrachloride (CCl4) induced toxicity in rats and evaluate its antioxidant activity in vitro using several methods. Results showed that BEHC contained the highest concentrations of total phenolic and flavonoïds (203.52 ± 1.81 mg GAE/g) and (104.86 ±0.57 mg QE/g respectively). Moreover, HPLC-DAD analysis allowed identifying seven compounds in this extract. Rutin was the major compound (36.32 g/g), followed by trans-2-hydroxycinnamic acid (5.41 g/g), Ferrulic acid (3.04 g/g), 6, 7 dihydroxy coumarin (2.28 g/g), Chlorogenic acid (2.21 g/g), 4-hydroxybenzoic acid (0.49 g/g), and a trace of 2, 4,-dihydroxybenzoic acid. In vitro study revealed that BEHC exhibited high antiradical activity against DPPH and ABTS-+ radicals; moderate metal chelating and O2o- scavenging potentials; a good concentration dependent Cupric and Ferric reducing power and a strong inhibiting activity in ?-carotene assay with IC50= 9.99±0.53 µg/mL. Furthermore, BEHC showed a high significant effect by decreasing MDA levels and inhibiting superoxide anion production in liver and heart mitochondria. In vivo results showed that the administration of CCl4 induced deleterious effects in rats by disturbing some plasma biochemical parameters concentrations and enhancing levels of hepatic and renal markers of toxicity (ALT, AST, ALP, urea and creatinine). It also increased the oxidative stress markers resulting in increment of levels of lipid peroxidation (MDA) with a concomitant decrease in the levels of GSH and enzymatic antioxidants (SOD, CAT) in both liver and kidney tissues. However, the pretreatment with BEHC alone or with Se ameliorated plasmatic levels of glucose, urea, creatinine and total protein; decreased levels of total bilirubin, triglycerides and cholesterol; reduced levels of plasma aminotransferases (AST and ALT), alkaline phosphatase, MDA and increase GSH, CAT and SOD levels in hepatic and renal tissues. Moreover, the pretreatment with BEHC and Selenium improved histological aspects of liver and kidney. In conclusion, Hertia cheirifolia possesses important antioxidant and protective effect on oxidative stress in vitro and in vivo. Therefore, the plant may serve as potential source of natural antioxidant for pharmaceutical applications and can be used with selenium to reduce hepatotoxicity and nephrotoxicity.
La présente étude consiste à évaluer les effets antioxydants et protecteurs de l'extrait butanolique de la plante Hertia cheirifolia (BEHC) seul et combiné avec le sélénium (Se) contre la toxicité induite par le tétrachlorure de carbone (CCl4) chez le rat et à évaluer ses activités antioxydantes in vitro en utilisant plusieurs méthodes. Les résultats ont montré que le BEHC contient les teneures les plus élevées en composés phénoliques totaux et en flavonoïdes (203,52 ± 1,81 mg GAE / g) et (104,86 ± 0,57 mg QE / g respectivement). De plus, l'analyse HPLC-DAD a permis d’identifier sept composés dans cet extrait dont la rutine était le principal composé (36,32 µg/g), suivie par l'acide trans-2-hydroxycinnamique (5,41 µg/g), l'acide ferrulique (3,04 µg/g), 6, 7 dihydroxy coumarine (2,28 µg/g), Acide chlorogénique (2,21 µg/g), acide 4-hydroxybenzoïque (0,49 µg / g) et une trace d'acide 2, 4, dihydroxybenzoïque. In vitro, le BEHC a montré une forte activité antiradicalaire contre les radicaux DPPH et ABTS-+, une chélation des métaux et piégeage de l’O2•- modérées, un bon pouvoir réducteur ferrique et cuivrique dépendant de la concentration et une forte activité inhibitrice dans le test de ß-carotène avec IC50 = 9,99 ± 0,53 µg/mL. En outre, BEHC a montré un effet antioxydant significatif élevé en diminuant les niveaux de MDA et en inhibant la production d'anion superoxyde dans les mitochondries hépatiques et cardiaques. In vivo, les résultats ont montré que l'administration de CCl4 induisait des effets délétères chez les rats en perturbant les concentrations de certains paramètres biochimiques et en augmentant les niveaux de marqueurs hépatiques et rénaux (ALT, AST, ALP, urée et créatinine). Il a également augmenté les marqueurs du stress oxydatif, entraînant une augmentation des niveaux de peroxydation lipidique avec une diminution concomitante des niveaux de GSH et d'antioxydants enzymatiques (SOD, CAT) dans les tissus hépatiques et rénaux. Cependant, le prétraitement avec BEHC seul ou avec Selenium améliore les concentrations du glucose, l'urée, la créatinine et les protéines totaux; diminuer les niveaux de bilirubine totale, de triglycérides et de cholestérol; réduire significativement les niveaux d'aminotransférases plasmatiques (AST et ALT), de phosphatase alcaline, de MDA et augmenter les niveaux de GSH, de CAT et de SOD dans les tissus hépatiques et rénaux. De plus, le prétraitement avec BEHC et Sélénium a amélioré les aspects histologiques du foie et des reins. Hertia cheirifolia possède un effet antioxydant important in vitro et propriété protectrice claire sur le stress oxydatif in vivo; ainsi, il peut servir comme une source potentielle d'antioxydants naturels pour les applications pharmaceutiques et peut être utilisée avec du sélénium pour réduire l'hépatotoxicité et la néphrotoxicité.
تهدف الدراسة الحالية إلى معرفة التأثير المضاد للأكسدة والخاصية الوقائية للمستخلص البيتانولي لنبات Hertia cheirifolia لوحده أو مع إضافة السيلينيوم (Se) على السمية المحرضة برابع كلوريد الكربون (CCl4) عند الجرذان و كذا تقييم النشاط المضاد للأكسدة في المختبر( in vitro) باستخدام عدة طرق. أظهرت النتائج بأن المستخلص البيتانولي (BEHC) يحتوي على الكمية الأكبر من المركبات الفينولية الكلية والفلافونويدات (203.52 ± 1.81 مغ/ غ) و (104.86 ± 0.57 مغ/غ بالمكافئة مع المنحنیات البیانیة لحمض الجالیك والكرستین على التوالي)، كما سمح تحليل HPLC-DAD بتحديد و التعرف على سبع مركبات في هذا المستخلص حيث كان الروتين المركب الرئيسي (36.32 مكغ/غ) ، يليه حمض ترانس 2-هيدروكسيسيناميك (5.41 مكغ/غ) ، حمض الفيروليك (3.04 مكغ/غ) ، ثم 6،7- ثنائي هيدروكسي الكومارين (2.28 مكغ/غ) ، حمض الكلوروجينيك (2.21 مكغ/غ)، حمض 4-هيدروكسي بنزويك (0.49 مكغ/غ) وأثر (قليل جدا) من حمض 2،4- ثنائي هيدروكسي بنزويك. أظهر المستخلص البيتانولي نشاطًا عاليًا بتثبيط الجذور الحرة في اختباراتDPPH وABTS•+ ؛ وقدرة متوسطة في استخلاب المعادن و أسر جذرO2•- ؛ كما أظهر أيضا قدرة إرجاعية جيدة متعلقة بالتركيز لكل من أيونات الحديد و النحاس، و قوة تثبيطية عالية في اختبارß -كاروتين بقيمة IC50 قدرت ب 0.53±9.99 مكغ/ مل ، إضافة إلى ذلك، أظهر BEHC تأثيرً معنوي عاليًا و ذلك من خلال تقليل مستويات MDA و تثبيط إنتاج الجذر • O2 في ميتوكوندريا الكبد والقلب. بينت نتائج الدراسة in vivo أن المعاملة بواسطةCCl4 تسبب آثار ضارة عند الفئران ويظهر ذلك من خلال اختلال تركيز بعض المعايير البيوكيميائية في البلازما وتعزيز مستويات المعايير البيولوجية للتسمم الكبدي والكلوي ( ALT ، AST ، ALP ، اليوريا والكرياتينين). كما أنه تسبب أيضا في ارتفاع حالة الإجهاد التأكسدي مما أدى إلى زيادة مستويات فوق أكسدة الدهون يرافقه انخفاض في مستويات GSH ومضادات الأكسدة الأنزيمية ( SOD،CAT ) في كل من أنسجة الكبد والكلى. بينما، المعالجة المسبقة بـ BEHC بمفرده أو مع السيلينيوم يحسن من المستويات البلازمية لكل من الجلكوز ،اليوريا ، الكرياتينين والبروتين الكلي ، و يؤدي إلى انخفاض في مستويات البيليروبين الكلي ، الدهون الثلاثية والكوليسترول و كذلك اختزال مستويات AST، ALT، ALP و MDA و ارتفاع في مستويات الجلوثاثيون ، كاتالاز SOD في الأنسجة الكبدية والكلوية. علاوة على ذلك ، أدت المعالجة المسبقة بـ BEHC و السيلينيوم إلى تحسين البنية النسيجية للكبد والكلى. كخلاصة، تمتلك Hertia cheirifolia نشاطا مضادا للأكسدة وتأثيرا وقائيا واضحا على الإجهاد التأكسدي in vitroوأيضا in vivo. لذلك، قد تكون بمثابة مصدرا محتملا لمضادات الأكسدة الطبيعية للتطبيقات الصيدلانية. ويمكن استخدامها مع السيلينيوم لتقليل سمية الكبد والسمية الكلوية
Description
Keywords
Oxidative stress, Antioxidant effect, Biomarkers of toxicity