Dihydroquercetin Normalizes Glucose Levels and Suppresses Oxidative Stress in the Aorta of Alloxan-Treated Rats

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Pathological changes in blood vessels in diabetes are determined by oxidative stress. The effect of flavonoids on oxidative stress in blood vessels in diabetes has not been studied. In this work, we investigated the effect of flavanonol dihydroquercetin on blood glucose levels, the activity of angiotensin-converting enzyme, and the formation of reactive oxygen species in the aorta of rats with alloxan-induced diabetes. The activity of the angiotensin converting enzyme in the aortic segments was determined by the hydrolysis of hypuryl-L-histidylL-leucine, and the formation of reactive oxygen species was evaluated by the oxidation of dichlorodihydrofluorescein. It has been shown that dihydroquercetin reduces blood glucose levels, angiotensin-converting enzyme activity, and formation of reactive oxygen species in the aorta of diabetic rats to the values of these parameters in the aorta of control rats. Dihydroquercetin also normalizes the glucose tolerance test in diabetic rats. The effects of dihydroquercetin disappear after stopping its consumption. Thus, dihydroquercetin may be useful for the treatment of diabetes, but its consumption should be continuous.

About the authors

T. V Samokhvalova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Moscow Region, Russia

A. F Korystova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Moscow Region, Russia

V. V Shaposhnikova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Moscow Region, Russia

Y. N Korystov

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Email: ykorystov@rambler.ru
Pushchino, Moscow Region, Russia

References

  1. Ostrauskas R. The prevalence of type 1 diabetes mellitus among 15−34-year-aged Lithuanian inhabitants during 1991–2010. Prim. Care Diabetes, 9 (2), 105–111 (2015). doi: 10.1016/j.pcd.2014.07.009
  2. Delbin M. A. and Trask A. J. The diabetic vasculature: Physiological mechanisms of dysfunction and influence of aerobic exercise training in animal models. Life Sci, 102 (1), 1–9 (2014). doi: 10.1016/j.lfs.2014.02.021
  3. Kayama Y., Raaz U., Jagger A., Adam M., Schellinger I. N., Sakamoto M. M., Suzuki H., Toyama K., Spin J. M., and Tsao P. S. Diabetic cardiovascular disease induced by oxidative stress. Int. J. Mol. Sci., 16 (10), 25234–25263 (2015). doi: 10.3390/ijms161025234
  4. Dandona P., Thusu K., Cook S., Snyder B., Makowski J., Armstrong D., and Nicotera T. Oxidative damage to DNA in diabetes mellitus. Lancet, 347 (8999), 444–445 (1996).
  5. Coskun O., Kanter M., Korkmaz A., and Oter S. Quercetin, a flavonoid antioxidant, prevents and protects streptozotocin-induced oxidative stress and β-cell damage in rat pancreas. Pharmacol. Res., 51 (2), 117–123 (2005).doi: 10.1016/j.phrs.2004.06.002
  6. Mahesh T., and Menon V.P. Quercetin allievates oxidative stress in streptozotocin-induced diabetic rats. Phytotherapy Res, 18 (2), 123–127 (2004). doi: 10.1002/ptr.1374
  7. Vessal M., Hemmati M., and Vasei M. Antidiabetic effects of quercetin in streptozocin-induced diabetic rats. Compar. Biochem. Physiolog. Part C, 135 (3), 357–364 (2003). doi: 10.1016/S1532-0456(03)00140-6
  8. Ahmed S., Mundhe N., Borgohain M., Chowdhury L., Kwatra M., Ahmed A., and Lahkar M. Diosmin modulates the NF-kB signal transduction pathwaysand downregulation of various oxidative stress markersin alloxan-induced diabetic nephropathy. Inflammation, 39 (5), 1783– 1797 (2016). doi: 10.1007/s10753-016-0413-4
  9. Arutyunyan T. V., Korystova A. F., Kublik L. N., Levitman M. Kh., Shaposhnikova V. V., and Korystov Y. N. Effects of taxifolin on the activity of angiotensin-converting enzyme and reactive oxygen and nitrogen species in the aorta of aging rats and rats treated with the nitric oxide synthase inhibitor and dexamethasone. Age, 35, 2089– 2097 (2013). doi: 10.1007/s11357-012-9497-4
  10. Samokhvalova T. V., Kim Y. A., Korystova A. F., Kublik L. N., Shaposhnikova V. V., and Korystov Y. N. (+)-Catechin stereoisomer and gallate induce oxidative stress in rat aorta. Molecules, 27, 3379 (2022).doi: 10.3390/molecules27113379
  11. Kim Y. A., Korystova A. F., Kublik L. N., Levitman M. Kh., Shaposhnikova V. V., and Korystov Y. N. Flavonoids decrease the radiation-induced increase in the activity of the angiotensin-converting enzyme in rat aorta. Eur. J. Pharmacol., 837 (1), 33–37 (2018).doi: 10.1016/j.ejphar.2018.08.029
  12. Griendling K. K., Minieri C. A., Ollerenshaw J. D., and Alexander R. W. Angiotensin II stimulates NADH and NADPH oxidase activity in cultured vascular smooth muscle cells. Circ. Res., 74 (6), 1141–1148 (1994).doi: 10.1161/01.RES.74.6.1141
  13. Anikina V. A., Kim Y. A., Korystova A. F., Levitman M. Kh., Shaposhnikova V. V., and Korystov Y. N. Effects of catechin on activity of angiotensin-converting enzyme and generation of reactive oxygen species in rat aorta. Bull. Exp. Biol. Med., 168 (11), 565–568 (2019). doi: 10.1007/s10517-020-04766-0
  14. Arutyunyan T. V., Korystova A. F., Kublik L. N., Levitman M. Kh., Shaposhnikova V. V., and Korystov Y. N. Taxifolin and fucoidin abolish the irradiation-induced increase in the production of reactive oxygen species in rat aorta. Bull. Exp. Biol. Med., 160 (5), 635–638 (2016). doi: 10.1007/s10517-016-3236-2
  15. Hasana Md. M., Ahmed Q. U., Soada S. Z. M., and Tunnab T. S. Animal models and natural products to investigate in vivo and in vitro antidiabetic activity. Biomed. Pharmacother., 101, 833–841 (2018).doi: 10.1016/j.biopha.2018.02.137
  16. Young P. W., Cawthorne M. A., Coyle P. J., Holder J. C., and Smith S. A. Report on the treatment of obese mice with BRL-49653, a new and potent insulin sensitizer, enhances insulin action in white adipocytes. Association with increased insulin binding and cell surface GLUT4 as measured by photo affinity labeling. Diabetes, 44 (9), 1087–1092 (1995). doi: 10.2337/diab.44.9.1087
  17. Ackermann A., Fernandez-Alfonso M. S., Sanchez-deRojas R., Ortega T., Paul M., and González C. Modulation of angiotensin-converting enzyme by nitric oxide. Br. J. Pharmacol., 124 (2), 291–298 (1998).doi: 10.1038/sj.bjp.0701836
  18. Miyamoto A., Murata S., and Nishio A. Role of ACE and NEP in bradykinin-induced relaxation and contraction response of isolated porcine basilar artery. NaunynSchmiedeberg’s Arch. Pharmacol., 365 (5), 365–370 (2002). doi: 10.1007/s00210-002-0543-0
  19. Korystov Y. N., Emel’yanov M. O., Korystova A. F., Levitman M. Kh., and Shaposhnikova V. V. Determination of reactive oxygen and nitrogen species in rat aorta using the dichlorofluorescein assay. Free Radic. Res., 43 (2), 149– 155 (2009). doi: 10.1080/10715760802644686
  20. Hanhineva K., Törrönen R., Bondia-Pons I., Pekkinen J., Kolehmainen M., Mykkänen H., and Poutanen K. Impact of dietary polyphenols on carbohydrate metabolism. Int. J. Mol. Sci., 11 (4), 1365–1402 (2010).doi: 10.3390/ijms11041365
  21. Hii C. S. T. and Howell S. L. Effects of epicatechin on rat islets of Langerhans. Diabetes, 33 (3), 291–296 (1984). doi: 10.2337/diab.33.3.291
  22. Montanya E., Nacher V., Biarnés M., and Soler J. Linear correlation between β-cell mass and body weight throughout the lifespan in Lewis rats. Role of β-cell hyperplasia and hypertrophy. Diabetes, 49 (8) 1341–1346 (2000). doi: 10.2337/diabetes.49.8.1341
  23. Hadcocks S., Richardson M., Winocour P., and Hatton M. W. C. Intimal alterationsin the first six months of alloxan-induced diabetes. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 11 (3), 517–529 (1991).doi: 10.1161/01.ATV.11.3.517
  24. Kim J. A., Berliner J. A., Natarajan R. D., and Nadler J. L. Evidence that glucose increases monocyte binding to human aortic endothelial cells. Diabetes, 43 (9), 1103–1107 (1994). doi: 10.2337/diab.43.9.1103

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».