Anthocyanin profile and effect at glaucoma Vaccinium arctostaphylos and Vaccinium myrtillus fruits

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. We may use the sources of anthocyanins for prevention of glaucoma in the medicine practice. Pharmacopoeia source of anthocyanins is fruits of bilberry. Related species such as Vaccinium arctostaphyllos may be additional source of anthocyanins along with Vaccinium myrtillus.

Aim the comparative investigation of anthocyanin profile of Vaccinium arctostaphylos and V. myrtillus fruits and its effects at the progress of glaucoma.

Material and methods. We prepared two types of extracts: without and with addition of hydrochloric acid. We got anthocyanins profile by high-performance liquid chromatography with UV-detector. Glaucoma model was prepared by injection of polystyrene microballons in anterior chamber of rats with subsequent measurement of activity of succinate dehydrogenase and concentration of thiobarbituric acid reactive products (TBARS) in the rat’s brain tissues.

Results. Water-alcohol extracts with addition of hydrochloric acid from bilberry fruits contain three anthocyanins: delphinidin, cyanidin, mixture peonidin and malvidin. Cyanidin is the major components in the both types of fruits. Water-alcohol extracts without hydrochloric acid content nine substances: delphinidin 3-galactoside, delphinidin 3-glucoside, cyanidin 3-galactoside in mixture with delphinidin 3-arabinoside, cyanidin 3-glucoside, petunidin 3-glucoside, peonidin 3-glucoside, malvidin 3-glucoside. Malvidin 3-glucoside and delphinidin 3-glucoside are the main glycosides in the V. arctostaphylos fruits, cyaniding 3-glucoside and glycosides of delphinidin – in the V. myrtillus fruits. Water-alcohol extracts with addition of hydrochloric acid had more effective as neuroprotective agent by increasing concentration of succinate dehydrogenase and decreasing amount of TBARS in the brain.

Conclusion. Extracts from bilberry fruits have neuroprotective effect by presence of total amount of anthocyanins and may be used for prevention of glaucoma.

About the authors

Kh. A. Ibaeva

Volgograd State Medical University Ministry of Health of Russian Federation

Author for correspondence.
Email: ibaeva.hadizhat@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-7900-4559
SPIN-code: 6678-9776

Post-graduate Student, Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phytopreparations; Pyatigorsk Medical-Pharmaceutical Institute 

Russian Federation, Kalinina Avenue, 11, Pyatigorsk,357532

A. A. Shamilov

Volgograd State Medical University Ministry of Health of Russian Federation

Email: shamilovxii@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6730-9518
SPIN-code: 5834-3249

Dr.Sc. (Pharm.), Associate Professor, Professor of Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phytopreparations; Pyatigorsk Medical-Pharmaceutical Institute 

Russian Federation, Kalinina Avenue, 11, Pyatigorsk,357532

V. N. Tashlitsky

M.V. Lomonosov Moscow State University

Email: tashlitsky@belozersky.msu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4100-2419
SPIN-code: 2590-8903

Ph.D. (Chem.), Senior Research Scientist, Department of Chemistry of Natural Compounds, Chemical Faculty

Russian Federation, Leninskie Gory, GSP-1, building 40, Moscow, 119991

D. I. Pozdnyakov

Volgograd State Medical University Ministry of Health of Russian Federation

Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0889-7855
SPIN-code: 6764-0279

Ph.D. (Pharm.), Head of Department of Pharmacology with course of Clinical Pharmacology; Pyatigorsk Medical-Pharmaceutical Institute 

Russian Federation, Kalinina Avenue, 11, Pyatigorsk,357532

References

  1. Zaa C.A., Marcelo Á.J., An Z. et al. Anthocyanins: Molecular Aspects on Their Neuroprotective Activity. Biomolecules. 2023; 13(11): 1598. doi: 10.3390/biom13111598.
  2. Tribble J.R., Hui F., Quintero H. et al. Neuroprotection in glaucoma: Mechanisms beyond intraocular pressure lowering. Mol Aspects Med. 2023; 92: 101193. doi: 10.1016/j.mam.2023.101193.
  3. Panchal S.K., John O.D., Mathai M.L. et al. Anthocyanins in Chronic Diseases: The Power of Purple. Nutrients. 2022; 14(10): 2161. doi: 10.3390/nu14102161.
  4. Sim R.H., Sirasanagandla S.R., Das S. et al. Treatment of Glaucoma with Natural Products and Their Mechanism of Action: An Update. Nutrients. 2022; 14(3): 534. doi: 10.3390/nu14030534.
  5. Фидарова А.Ч., Бериев О.Г. Распространение, биологические особенности и экологическое значение черники кавказской (Vaccinium arctostaphylos L.) в Республике Северная Осетия-Алания. Вестник МАНЭБ. 2008; 14(3): 74–76. [Fidarova A.Ch., Beriev O.G. Ditribution, biological features and ecological importance of Vaccinium arctostaphylos L. of Republic of North Ossetia-Alania. Vestnik MANEB. 2008; 14(3):74-76. (In Russ.)].
  6. Ayaz F.A., Hayirlioglu-Ayaz S., Gruz J. et al. Separation, characterization, and quantitation of phenolic acids in a little-known blueberry (Vaccinium arctostaphylos L.) fruit by HPLC-MS. J Agric Food Chem. 2005; 53(21): 8116–22. doi: 10.1021/jf058057y.
  7. Lätti A.K., Kainulainen P.S., Hayirlioglu-Ayaz S. et al. Characterization of anthocyanins in caucasian blueberries (Vaccinium arctostaphylos L.) native to Turkey. J Agric Food Chem. 2009; 57(12): 5244–5249. doi: 10.1021/jf9005627.
  8. Jooyandeh H., Noshad M., Khamirian R.A. Modeling of ultrasound-assisted extraction, characterization and in vitro pharmacological potential of polysaccharides from Vaccinium arctostaphylos L. Int J Biol Macromol. 2018; 107(Pt A): 938–948. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.09.077.
  9. Kianbakht S., Abasi B., Dabaghian F.H. Anti-hyperglycemic effect of Vaccinium arctostaphylos in type 2 diabetic patients: a randomized controlled trial. Forsch Komplementmed. 2013; 20(1): 17–22. doi: 10.1159/000346607.
  10. Kianbakht S., Hashem-Dabaghian F. Antihypertensive efficacy and safety of Vaccinium arctostaphylos berry extract in overweight/obese hypertensive patients: A randomized, double-blind and placebo-controlled clinical trial. Complement Ther Med. 2019; 44: 296–300. doi: 10.1016/j.ctim.2019.05.010.
  11. Cásedas G., González-Burgos E., Smith C. et al. Regulation of redox status in neuronal SH-SY5Y cells by blueberry (Vaccinium myrtillus L.) juice, cranberry (Vaccinium macrocarpon A.) juice and cyanidin. Food Chem Toxicol. 2018; 118: 572–580. doi: 10.1016/j.fct.2018.05.066.
  12. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России. 2004; 240 с. [Method Guide of quality control and safety of biological active food supplements. M.: federal Centre of gossanepidnadzor of Ministry of of Health. 2004; 240 p.]
  13. Patko E., Szabo E., Vaczy A. et al. Protective Effects of Pituitary Adenylate-Cyclase-Activating Polypeptide on Retinal Vasculature and Molecular Responses in a Rat Model of Moderate Glaucoma. Int J Mol Sci. 2023; 24(17): 13256. doi: 10.3390/ijms241713256.
  14. Nickavar B., Amin Gh. Anthocyanins from Vaccinium arctostaphylos berries. Pharmaceutical Biology. 2004; 42(4-5): 289–291. doi: 10.1080/13880200490511819.
  15. Shamilov A.A., Olennikov D.N., Pozdnyakov D.I. et al. Caucasian Blueberry: Comparative Study of Phenolic Compounds and Neuroprotective and Antioxidant Potential of Vaccinium myrtillus and Vaccinium arctostaphylos Leaves. Life (Basel). 2022; 12(12): 2079. doi: 10.3390/life12122079.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.1. Chromatograms of the extract from the fruits of Vaccinium arctostaphyllos (а) and Vaccinium myrtillus (б) (solvent – 70% ethyl alcohol with a content of concentrated hydrochloric acid 1%)

Download (70KB)
3. Fig. 2. Chromatograms of the extract from the fruits of Vaccinium arctostaphyllos (а) and Vaccinium myrtillus (б) (solvent – 70% ethyl alcohol)

Download (105KB)
4. Fig. 3. Chromatogram of the extract from frozen fruits Vaccinium myrtillus (solvent – 70% ethyl alcohol)

Download (42KB)
5. Fig. 4. Succinate dehydrogenase activity in the brain tissue of animals in different groups: ЧК – animals receiving the extract from Vaccinium arctostaphyllos fruits; ЧО – animals receiving the extract from Vaccinium myrtillus fruits; НК – negative control group; intact – intact animals; * – significant relative to the НК group of rats (Newman–Keuls test, p<0.05); # – significant relative to intact rats (Newman–Keuls test, p<0.05)

Download (37KB)
6. Fig. 5. Content of TBARS in the brain of animals of different groups: ЧК – animals receiving extract from Vaccinium arctostaphyllos fruits; ЧО – animals receiving extract from Vaccinium myrtillus fruits; НК – negative control group; intact – intact animals; * – significantly relative to intact rats (Newman–Keuls test, p<0.05)

Download (39KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».