Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 2.1 (5-Year IF – 2.0)
Journal Citation Indicator (JCI) (2023) – 0.4
Scopus CiteScore – 3.7 (CiteScore Tracker 3.8)
Index Copernicus  – 171.00; MNiSW – 70 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2008, vol. 17, nr 5, September-October, p. 539–544

Publication type: original article

Language: English

Scutellaria baicalensis Inhibits Lipid Peroxidation Caused by Chromium in Human Erythrocytes

Tarczyca bajkalska hamuje peroksydację lipidową wywołaną związkami chromu w ludzkich erytrocytach

Ewa Sawicka1,, Dorota Średnicka1,, Anna Długosz1,

1 Chair and Department of Toxicology, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

Abstract

Background. Because little is known about how environmental toxins interact with antioxidants, it is still an open question whether supplementation with antioxidants in oxidative stress caused by chemicals is useful or leads to harmful interactions. The aim of the study was to evaluate the utility of Scutellaria baicalensis root extract (Antoxid) in oxidative stress caused by chromium.
Material and Methods. The influence of Cr (III) and Cr (VI) on lipid peroxidation in human erythrocytes was measured spectrophotometrically with the TBARS method and expressed as the malonyldialdehyde (MDA) level. The activity of the extract standardized on baicaline was tested after exposure to chromium.
Results. Cr (III) in all the used concentrations (0.05, 0.5, 1.0, 5.0, 10 μg/ml) statistically significantly (p < 0.001) increased lipid peroxidation in erythrocytes, but chromium (VI) only at low concentrations (0.05 and 0.5 μg/ml). Antoxid at all the concentrations used (8, 20, and 60 μg/ml) inhibited lipid peroxidation caused by Cr (III) and (VI) in a dose−dependent manner. No harmful synergistic interactions in the examined free radical processes were noted.
Conclusion. The extract from Scutellaria baicalensis root seems to be a good membrane protector from exposure to chromium, inhibiting lipid peroxidation caused by this metal. Antoxid’s activity is probably connected with baicaline’s and baicaleine’s great ability to chelate metal ions.

Streszczenie

Wprowadzenie. Wiedza na temat oddziaływania toksyn środowiskowych z antyoksydantami jest uboga. Dlatego wciąż aktualne jest pytanie, czy suplementacja antyoksydantami w stresie oksydacyjnym wywołanym czynnikami chemicznymi jest korzystna, czy prowadzi do szkodliwych interakcji.
Cel pracy. Ocena skuteczności wyciągu z tarczycy bajkalskiej standaryzowanego na bajkalinę (Antoxyd) w stresie oksydacyjnym wywołanym związkami chromu.
Materiał i metody. Oceniano wpływ CrIII i CrVI na lipidową peroksydację w ludzkich erytrocytach, mierząc spektrofotometrycznie stężenie dialdehydu malonowego (MDA) metodą TBARS. Badano skuteczność ekstraktu z tarczycy bajkalskiej (Antoxyd) standaryzowanego na bajkalinę w ekspozycji na związki chromu III i VI.
Wyniki. Chrom III we wszystkich zastosowanych stężeniach (0.05; 0.5; 1.0; 5.0 i 10 μg/ml) zwiększał statystycznie istotnie (p < 0.001) lipidową peroksydację w erytrocytach, podczas gdy CrVI tylko w stężeniach niskich (0.05; 0.5 μg/ml). Antoxyd we wszystkich zastosowanych stężeniach (8, 20, 60 μg/ml) hamował lipidową peroksydację wywołaną związkami CrIII i CrVI w sposób zależny od dawki. Nie stwierdzono niekorzystnych synergistycznych reakcji w badanych procesach wolnorodnikowych.
Wnioski. Ekstrakt z tarczycy bajkalskiej (Antoxyd) wydaje się, że jest dobrym środkiem chroniącym błonę komórkową przed lipidową peroksydacją w ekspozycji na związki chromu III i VI. Aktywność Antoxydu wynika prawdopodobnie z dużej zdolności bajkaliny i bajkaleiny do chelatowania jonów metali.

Key words

Scutellaria baicalensis, chromium, lipid peroxidation, free radicals

Słowa kluczowe

tarczyca bajkalska, chrom, peroksydacja lipidowa, wolne rodniki

References (27)

  1. Lamer−Zarawska E: www.bpf.com.pl; Opracowanie literaturowe chińskiej rośliny leczniczej [a review of literature on Chinese medicinal herbs].
  2. Jędrzejko M, Maniara M: The influence of the extract of the Baikal scullcap Scutellaria baicalensis on the development of aerobic bacteria active in dry socket (Alveolitis sicca dolorosa). Ann Acad Med Sci 2006, 60, suppl. 95.
  3. Schinella GR, Tournier HA, Prieto JM, Mordujovich de Buschiazzo P, Rios JL: Antioxidant activity of antiinflammatory plant extracts. Life Sci 2002, 70, 1023–1033.
  4. Seńczuk W: Toksykologia współczesna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warsaw 2005.
  5. Zhou S, Chan F, Pan SQ, Huang M, Lee FJ: Pharmocokinetic interactions of drugs with St. John’s wort. Psychopharmacology 2004, 18(2), 262–276.
  6. Piscitelli SC, Burstein AH, Welden N, Gallicano KD, Falloon J: The effect of garlic supplements on the pharmacokinetics of saquinavir. Clin Infect Dis 2002 Jan 15, 34(2), 234–238.
  7. Rajnarayana K, Reddy MS, Vidyasagar J, Krishna DR: Study on the influence of silymarin pretreatment on metabolism and disposition of metronidazole. Arzneim−Forsch/Drug Res 2004, 54, 2, 109–113.
  8. Gawlik M: Zastosowanie modelu krwinki czerwonej człowieka do badania właściwości antyoksydacyjnych związków zawartych w wodnych ekstraktach produktów spożywczych na przykładzie herbaty. Brom Chem Toksykol 2004, XXXVII, 4, 311–316.
  9. Stawiany P, Gwardys P, Lamer−Zarawska E, Oszmiański J: Patent no. A1 (21) 319737 (22) 97 04 29 6(51) A61K 35/78. Biuletyn Urzędu Patentowego Nr 23 (649) 1998.
  10. Stocks J, Offerman EL: Model c.b., Dormandy t. L.; the susceptibility to autooxidation of human red cell lipids in health and disease. Br J Haematol 1972, 23, 713–724.
  11. Kalahasthi RB, Raghavendra RRH, Krihna MRB, Karuna KM: Effect of chromium (VI) on the status of plasma lipid peroxidation and erythrocyte antioxidant enzymes in chromium plating workers. Chem Biol Interact 2006, 164 (15), 3, 192–199.
  12. Panda SK, Chaudhury I, Khan MH: Heavy metals induce lipid peroxidation and affect antioxidants in wheat leaves. Biol Plant 2003, 46(2), 289–294.
  13. Shrivastava HY, Ravikumar T, Shanmugasundaram N, Babu M, Unni NB: Cytotoxicity studies of chromium (III) complexes on human dermal fibroblasts. Free Radic Biol Med 2005, 38(1), 58–69.
  14. Bartosz G: Druga twarz tlenu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995, 94–103.
  15. Dey SK, Nabak P, Roy S: Alpha−tocopherol supplementation on chromium toxicity: a study on rat liver and kidney cell membrane. J Environ Sci (China) 2003, 15(3), 356–359.
  16. Geetha S, Sai−Ram M, Mongia SS, Singh V, Ilavazhagan G, Sawhney RC: Evaluation of antioxidant activity of leaf extract of Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L.) on chromium (VI) induced oxidative stress in albino rats. J Ethnopharmacol 2003, 87(2–3), 247–251.
  17. Ciesielska E, Gwardys A, Metodiewa D: Anticancer, antiradical and antioxidative actions of novel Antoksyd S and its major components, baicalin and baicalein. Anticancer Res 2002, 22(5), 2885–2891.
  18. Ciesielska E, Wolszczak M, Ulanowski B, Szulawska A, Kochman A, Metodiewa D: In vitro antileukemic, antioxidant and prooxidant activities of Antoksyd S (C/E/XXI): a comparison with baicalin and baicalein. In Vivo 2004, 18(4), 497–503.
  19. Zhao Y, Li H, Gao Z, Gong Y, Xu H: Effects of flavonoids extracted from scutellaria baicalensis Georgi on hemin−nitrite−H2O2 induced liver injury. Eur J Pharmacol 2006, 536, 192–199.
  20. Gao Z, Huang K, Yang X, Xu H: Free radical scavenging and antioxidant activities of flavonoids exracted from the radix of Scutellaria baicalensis Georgi. Biochem Biophys Acta 1999, 16, 1472(3), 643–650.
  21. Oszmiański J: Polifenole jako naturalne przeciwutleniacze żywności. Przemysł Spożywczy 1995, 3, 94–96.
  22. Deschamps JD, Kenyon VA, Holman TR: Baicalein is a potent in vitro inhibitor against both reticulocyte15−human and platelet 12−human lipooxygenases. Bioorg Med Chem 2006, 14, 4295–4301.
  23. Gao Z, Huang K, Xu H: Protective effect of flavonoids in the roots of Scutellaria baicalensis Georgi against hydrogen peroxide−induces oxidative stress in HS−SY5Y cells. Pharmacol Res 2001, 43(2).
  24. Chen JMC, Lin CW, Wu CY, Shen SC: Baicalein inhibition of oxidative stress−induced apoptosis via modulation of ERKs activation and induction of HO−1 gene expression in rat glioma cells C6. Tox Appl Pharm 2006, 216, 263–273.
  25. Cheng PY, Lee YM, Wua YS, Chang TW, Jin JS, Yen MH: Protective effect of baicalein against endotoxic shock in rats in vivo and in vitro. Biochem Pharm 2007, 73, 793–804.
  26. Ueng YF, Shyu CC, Liu TY, Oda Y, Lin YL, Liao JF, Chen CF: Protective effect of baicalein and wogonin against benzo[a]pyrene and aflatoxin B(1)−induced genotoxicitie. Biochem Pharmacol 2001, 62(12), 1653–1660.
  27. Figurska−Ciura D: Wpływ flawonoidów aronii (Aronia melanocarpa) i tarczycy bajkalskiej (Scutellaria baicalensis) na toksyczność ołowiu i kadmu u szczurów doświadczalnych. Praca doktorska, Uniwersytet Przyrodniczy, Wrocław 2001.
© Wroclaw Medical University