Paeonia mascula L. ve Polygonum cognatum Meissn. bitki ekstrelerinin antidiyabetik ve antioksidan etkilerinin değerlendirilmesi, etkiden sorumlu maddelerin izolasyonu ve yapı tayini
Evaluation of antidiabetic and antioxidant effects of Paeonia mascula L. and Polygonum cognatum Meissn. extracts, isolation and structure elucidation of the compounds responsible from the effect
Yazar: SEFA GÖZCÜ
Danışman: PROF. DR. ZÜHAL GÜVENALP
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakognozi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Alanin transaminaz = Alanine transaminase ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Aspartat transaminaz = Aspartate transaminase ; Bitki özütü = Plant extract ; Geleneksel farmakoloji = Ethnopharmacology ; Hipoglisemik ajanlar = Hypoglycemic agents ; Kromatografi-yüksek basınçlı-sıvı = Chromatography-high pressure-liquid ; Manyetik rezonans spektroskopi = Magnetic resonance spectroscopy ; Paeonia mascula = Paeonia mascula ; Polygonum cognatum = Polygonum cognatum

Özet:
Amaç: Polygonum cognatum Meissn. ve Paeonia mascula L. türlerinin herbalarından hazırlanan ana ekstre ve farklı polariteye sahip alt fraksiyonların in vitro antidiyabetik, in vivo diyabetik sıçanlar üzerinde tedavi edici ve koruyucu etkilerinin belirlenmesi, etkili ekstreler üzerinde saflaştırma çalışmaları, saflaştırılan bileşiklerin in vitro antidiyabetik etkinliği ve etkiden sorumlu bileşiklerin etkili ekstredeki miktarlarının HPLC ile tespit edilmesi çalışmamızın amacını oluşturmaktadır. 
Materyal ve Metot: Ekstrelerin ve saflaştırılan bileşiklerin in vitro antidiyabetik etkilerinin test edilmesi amacıyla α-glukozidaz enzim inhibitör etki deneyi yapılmıştır. Ekstrelerin in vivo diyabet üzerine tedavi edici ve koruyucu etkilerinin belirlenmesi amacıyla Streptozotosin (STZ) ile deneysel diyabet oluşturulan 250-300 gr aralığında değişen Wistar albino türü sıçanlar kullanılmıştır. Bitki ekstreleri, günde 2 kere aynı dozda 10 gün boyunca uygulanmış ve 10 gün sonunda sıçanlar sakrifiye edilerek kan, pankreas, böbrek, kalp, göz ve karaciğer dokuları alınmıştır. Saflaştırılan bileşiklerin yapıları 1D-, 2D-NMR, UV ve Kütle spektroskopisi yöntemleri kullanılarak aydınlatılmıştır.
Bulgular: Polygonum cognatum ve Paeonia mascula türlerinin herbalarından hazırlanan etil asetat ve n-butanol ekstreleri en yüksek in vitro α-glukozidaz inhibitör etki göstermiştir. Yapılan in vivo çalışmaların sonuçlarına göre; aynı ekstreler deneysel diyabet oluşturulmuş sıçanların açlık kan şekerini yüksek oranda düşürmüştür. Buna ek olarak pozitif kontrol grubuna kıyasla, etil asetat ve n-butanol ekstrelerinin verildiği sıçanlarda AST, ALT ve MDA düzeyinde azalma, GSH düzeyinde ve SOD aktivitesinde artış olduğu tespit edilmiştir. İzolasyon çalışmalarında, P. cognatum'dan 11 bileşik, P. mascula'dan 8 bileşik olmak üzerek toplam 19 bileşik saflaştırılmıştır. Bu bileşikler üzerinde yapılan α-glukozidaz inhibitör etki çalışması sonucunda P. cognatum ve P. mascula türlerinde etkiden sorumlu bileşikler sırasıyla kersetin (PCB-1) ve 1,2,3,4,6-penta-O-galloil-β-D-glukoz (PME-1) olarak bulunmuştur.
Sonuç: In vitro α-glukozidaz enzim inhbisiyonu, in vivo deneysel diyabet oluşturulmuş sıçanlardan elde edilen biyokimyasal ve histopatolojik bulgular doğrultusunda halk arasında antidiyabetik amaçla kullanılan Polygonum cognatum ve Paeonia mascula türlerinin kan şekerini düşürdüğü, karaciğer enzimleri üzerine olumlu etkilerinin olduğu, antioksidan enzim düzeylerini önemli oranda arttırdığı, oluşan oksidatif stresi önlediği görülmüş ve etkiden sorumlu bileşikler tespit edilmiştir. Bu iki türün diyabette ve diyabetin neden olduğu komplikasyonlarda kullanılabileceği düşünülmüştür.

Abstract:
Aim: The purpose of our study is to determine the in vitro and in vivo antidiabetic effects of the main extracts and sub-fractions with different polarity obtained from the aerial parts of Polygonum cognatum Meissn. and Paeonia mascula L., and to isolate pure compounds from active extracts. In addition, it is also among the aims of the study to determine the antidiabetic activities of the pure isolated and to determine the amounts of the compounds responsible for the activity in the effective extract by HPLC.
Material and method: In order to test the antidiabetic effects of the extracts and purified compounds in vitro α-glucosidase enzyme inhibitory activity test, to determine the therapeutic and protective effects of the extracts on in vivo streptozotocin (STZ) induced diabetic Wistar albino rats (250-300 g) were used. Plant extracts were applied twice a day at the same dose for 10 days and at the end of 10 days the rats were sacrificed and blood, pancreas, kidney, heart, eye and liver tissues were taken. The structures of the isolated compounds were established using 1D-, 2D-NMR, UV and Mass spectroscopy methods.
Results:  Ethyl acetate and n-butanol extracts from aerial parts of Polygonum cognatum and Paeonia mascula showed the highest α-glucosidase enzyme inhibitory effect in vitro. According to the results of our in vivo studies, they significantly lowered blood glucose in rats with in vivo experimental diabetes. Compared with the control groups, a decrease in AST, ALT and MDA levels, an increase in GSH and SOD activity were found in groups given ethyl acetate and n-butanol extracts. In the isolation studies, a total of 19 compounds were purified, including 11 compounds from P.cognatum and 8 compounds from P.mascula. As a result of the α-glucosidase inhibitory activity studies performed on these compounds, quercetin (PCB-1) and 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose (PME-1) were found to be responsible for the effect of P.cognatum and P. mascula, respectively.
Conclusion: According to the in vitro α-glucosidase inhibition, biochemical and histopathological findings obtained from rats with in vivo experimental diabetes, it has been observed that Polygonum cognatum and Paeonia mascula species, used for antidiabetic purposes in folk medicine, reduce blood sugar, have positive effects on liver enzymes, significantly increase antioxidant enzyme levels, prevent oxidative stress. Compounds responsible for the effect have been determined. It is thought that these two species can be used in diabetes and its complications.