Hypoglycemic properties of pectine from pumpkin (Cucurbita maxima d.) in a model of alloxan-induced type 1 diabete mellitus

Abstract

Биохимическим маркером сахарного диабета и его тяжелейших осложнений является гипергликемия. В качестве новых средств растительного происхождения, обладающих гипогликемической активностью, в настоящее время рассматривают пектины. Цель исследования - оценка функциональных свойств пектина, полученного из тыквенного жома с использованием кавитационно-мембранной технологии. Методика. Использована модель аллоксан-индуцированного сахарного диабета. Эксперимент проводили на крысах - самцах Wistar (инъекции раствора аллоксана моногидрата из расчета 43 мг/кг массы). Развитие диабета подтверждалось уровнем глюкозы (>10 мМ) в периферической крови. Для тестирования гипогликемической активности тыквенного пектина опытной группе крыс внутрижелудочно с помощью металлического зонда (Kent Scientific, США) вводили 5% раствор пектина в дистиллированной воде в дозировке 25 мг/100 г живой массы в сутки в течение 3 нед. Пектин, полученный из тыквенного жома с использованием кавитационно-мембранной технологии, имел следующие характеристики: диапазон молекулярных масс 90-120 кДа, содержание полигалактуроновой кислоты в среднем около 75% и степень этерификации 72%, что позволяет его отнести к пектинам с высокой степенью этерификации. Результаты. У животных 2-й и 3-й групп по истечении 1-3 нед. после воспроизведении диабета выявлена гипергликемия - уровень глюкозы в цельной крови был значимо выше. Статистический анализ «size effect» показал, что в начале эксперимента различия в уровне глюкозы в крови животных 2-й и 3-й групп незначительны (d = 0,39). Через 3 нед. они достигают среднего эффекта (d = 0,50). Этот факт можно расценивать как тенденцию к нормализации уровня глюкозы на фоне приема тыквенного пектина. Значимое снижение сывороточной концентрации фруктозамина в опытной группе показало гипогликемический эффект тыквенного пектина. Введение пектина животным также снижало содержание холестерина в печени и сывороточную концентрацию неэстерефицированных жирных кислот (НЭЖК), демонстрируя его гипохолестеринемические свойства. Антиоксидантные свойства пектина проявлялись нормализацией уровня ТБК-реактивных продуктов в сыворотке крови опытной группы животных. Заключение. Подтверждены гипогликемический, гипохолестеринемический и антиоксидантный эффекты пектина из тыквы (Cucurbita maxima D.) при аллоксан-индуцированном сахарном диабете. Hyperglycemia is a biochemically defined initial symptom of diabetes and its serious complications (atherosclerosis, retinopathy, kidney damage). Pectins are currently considered as novel plant-produced hypoglycemic agents. The aim of this study was to evaluate bio-functional properties of pumpkin pectin obtained from pumpkin pulp using cavitation-membrane technologies in a model of alloxan-induced diabetes. Methods. Male Wistar rats were used in the experiments. Diabetes was modeled by injections of 4.3% alloxan monohydrate solution. The development of diabetes was confirmed by glucose concentration in peripheral blood (glucose levels of >10 mM in whole blood was consistent with diabetes). To test the hypoglycemic activity of pumpkin pectin, a 5% pectin solution in distilled water was administered to rats of the experimental group (25 mg/100 g body weight, daily, for three weeks) through a metal gastric tube (Kent Scientific, USA). Results. A significant decrease of fructosamine concentration observed in the experimental group indicated a hypoglycemic effect of pectin. Administration of pectin to animals also reduced concentrations of cholesterol in liver and non-esterified fatty acids (NEFAs) in blood serum, which demonstrated cholesterol-lowering properties of pectin. Antioxidant properties of pectin provided a decrease in serum TBA-reactive products to the level observed in non-diabetic rats, in pectin-treated diabetic animals compared to the untreated diabetic group.