The current issues of standardization of Aloe arborescens Mill. leaves

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Aloe arborescens Mill. leaves contain a whole complex of biologically active compounds (derivatives of anthraquinone, anthrone, pyrone, biopolymers, etc.) and are widely used in medical practice as raw materials for the production of anti-inflammatory, wound healing agents. The presence of anthracene derivatives in the leaves determines the laxative activity of raw plant materials and preparations. It emphasizes the importance of Aloe arborescens preparations for internal use in inflammatory diseases accompanied by constipation and decrease in secretory activity. Another biologically active compound with which the anti-inflammatory activity of aloe leaves may be associated with a pyrone derivative aloenin. At the same time, despite the widespread use in medicine and a well-studied chemical composition, the problems in the field of standardization of raw materials and preparations of Aloe arborescens are still urgent. The methods for determining the quantitative content of anthracene derivatives described in the literature are multistage, they provide for preliminary acid hydrolysis in combination with oxidation, liquid-liquid extraction of the formed aglycones and complexation with magnesium acetate. The approved regulatory documents for aloe raw materials and preparations does not provide for the assay of aloenin

AIM: The aim is to develop the methods for determining the quantitative content of biologically active compounds in the raw materials and preparations of fresh leaves of Aloe arborescens by using the spectrophotometric method and the high-performance liquid chromatography method.

MATERIALS AND METHODS: The objects of research were fresh leaves of Aloe arborescens Mill., and juice obtained ex tempore from fresh leaves of aloe. Samples of raw materials were collected in the summer and autumn of 2020 in the Winter Garden of the Department of Pharmacognosy with Botany and Bases of Phytotherapy at Samara State Medical University. Individual substances were isolated by column chromatography. In the study, the Bruker DRX 500 instrument (126.76 MHz) was used to determine 13C NMR spectra, and the Bruker AM 300 instrument (300 MHz) was used to determine 1H NMR spectra. Mass spectra were recorded on mass spectrometer Kratos MS-30, UV spectra were recorded by means of the spectrophotometer Specord 40 (Analytik Jena). High-performance liquid chromatography analysis was carried out with the use of the chromatograph Milichrom-6 (Nauchpribor, Russia).

RESULTS: As a result of the study, aloenin and a mixture of aloins A and B (barbaloin) were isolated from the leaves of Aloe arborescens by with the use of column chromatography. The method for the determination of the quantitative content of aloenin by microcolumn reversed-phase high-performance liquid chromatography with UV detection (306 nm) was developed, the mobile phase was acetonitrile: 1% acetic acid solution in water in the ratio of 25:75, the elution rate is 100 μL / min. The method for the quantitative determination of the total amount of anthracene derivatives in Aloe arborescens fresh leaves (differential spectrophotometry with an alkaline-ammonia solution at 412 nm) was developed. The optimal conditions for the extraction were selected. They are extractant of 40% ethyl alcohol, extraction within 60 minutes at the ratio of “raw material – extractant” is 1:50. Validation analysis has shown that the developed methods are characterized by satisfactory metrological indicators.

CONCLUSIONS: The obtained results can be used to update the pharmacopoeial monograph “Aloe arborescens leaves fresh”.

About the authors

Tatyana K. Ryazanova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: t.k.ryazanova@samsmu.ru

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Department of Management and Economics in Pharmacy

Russian Federation, Samara

Vladimir A. Kurkin

Samara State Medical University

Email: v.a.kurkin@samsmu.ru

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Head of the Department of Pharmacognosy with Botany and Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Anna A. Shmygareva

Orenburg State Medical University

Email: a.shmygareva@mail.ru

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Department of Management and Economics in Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Pharmacognosy

Russian Federation, Orenburg

Svetlana N. Glushchenko

Samara State Medical University

Email: v.svetik2315@mail.ru

Postgraduate student, Department of Pharmacognosy with Botany and Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Albert I. Agapov

Samara State Medical University

Email: a.i.agapov@samsmu.ru

Doctor of Biological Sciences, Professor, Professor of the Chair of Medical Chemistry

Russian Federation, Samara

References

  1. Glushchenko SN, Shmygareva AA, Sankov AN. Razrabotka suppozitoriev na osnove soka aloe drevovidnogo. Aspirantskiy vestnik Povolzh’ya. 2020;(1–2):126–130. (In Russ.). doi: 10.17816/2072-2354.2020.20.1.126-130
  2. Gosudarstvennaya Farmakopeya Rossijskoj Federacii. XIV ed. Moscow; 2018. Vol. 4. [Internet]. Available from: https://femb.ru/record/pharmacopea14. Accessed: 20.02.2021. (In Russ.)
  3. Gosudarstvennyj reestr lekarstvennyh sredstv [Internet]. Available from: http://grls.rosminzdrav.ru/grls.aspx. Accessed: 01.02.2021. (In Russ.)
  4. Zilfikarov IN, Olennikov DN, Ibragimov TA, et al. Sovremennye aspekty farmakognosticheskogo i biokhimicheskogo izucheniya sukkulentnogo syr’ya aloe drevovidnogo i kallizii dushistoy. Shchelkovo; 2013. (In Russ.)
  5. Instruktsii po meditsinskomu primeneniyu lekarstvennykh preparatov “Aloeh ehkstrakt zhidkiI” raznykh proizvoditelei [Internet]. Gosudarstvennye reestr lekarstvennykh sredstv. Available from: https://grls.rosminzdrav.ru. Accessed: 01.02.2021. (In Russ.)
  6. Instruktsiya po meditsinskomu primeneniyu lekarstvennogo preparata “Aloeh sok” [Internet]. Gosudarstvennyj reestr lekarstvennyh sredstv. Available from: https://grls.rosminzdrav.ru/. Accessed: 01.02.2021. (In Russ.)
  7. Kudritskaya SE, Fishman GM, Zagorodskaya LM, Chikovani DM. Carotenoids of Aloe arborescens. Chemistry of natural compounds. 1985;(4):573. (In Russ.)
  8. Kurkin VA. Farmakognoziya: uchebnik dlya studentov farmatsevticheskikh vuzov. 4th ed. Samara; 2019. (In Russ.)
  9. Olennikov DN, Zilfikarov IN, Ibragimova TA. Investigation of the chemical composition of Aloe arborescens Mill. Khimiya rastitel’nogo syr’ya. 2010;(3):77–82. (In Russ.)
  10. Olennikov DN, Zilfikarov IN, Penzina TA. Use of microcolumn HPLC for analysis of aloenin in aloe arborescens raw material and related drugs. Pharm Chem J. 2013;47:494–497. doi: 10.1007/s11094-013-0988-0
  11. Sergunova EV, Sorokina AA. Study of the quality indicators of arborescent aloe (aloearborescens) leaves subjected to different preservation procedures. Farmatsiya. 2019;68(7):21–25. (In Russ.). doi: 10.29296/25419218-2019-07-04
  12. Beppu H, Kawai K, Shimpo K, et al. Studies on the components of Aloe arborescens from Japan – monthly variation and differences due to part and position of the leaf. Biochemical Systematics and Ecology. 2004;32(9):783–795. doi: 10.1016/j.bse.2004.01.001
  13. European medicines agency. Assessment report on Aloe barbadensis Mill. and on Aloe (various species, mainly Aloe ferox Mill. and its hybrids), folii succus siccatus. 22 November 2016. EMA/HMPC/759585/2015. [Internet]. Available from: https://www.ema.europa.eu/en/documents/herbal-report/final-assessment-report-aloe-barbadensis-mill-aloe-various-species-mainly-aloe-ferox-mill-its_en.pdf. Accessed: 01.02.2021.
  14. European Pharmacopoeia, 9th ed., EDQM, European Pharmacopoeia, Council of Europe, B.P. 907, F - 67029, Strasbourg, France; 2017.
  15. Groom QJ, Reynolds T. Barbaloin in aloe species. Planta Med. 1987;53(4):345–348. doi: 10.1055/s-2006-962735
  16. Hamman JH. Composition and applications of Aloe vera leaf gel // Molecules. 2008;13(8):1599–1616. doi: 10.3390/molecules13081599
  17. Olennikov DN, Rokhin AV, Zilfikarov IN. Method for determining content of phenolic compounds in Aloe arborescens. Chemistry of Natural Compounds. 2008;44(6):715–718. doi: 10.1007/s10600-009-9192-6
  18. Patel DK, Patel K, Tahilyani V. Barbaloin: a concise report of its pharmacological and analytical aspects. Asian Pac J Trop Biomed. 2012;2(10):835–838. doi: 10.1016/S2221-1691(12)60239-1
  19. Salehi B, Albayrak S, Antolak H, et al. Aloe genus plants: from farm to food applications and phytopharmacotherapy. Int J Mol Sci. 2018;19(9):2843. doi: 10.3390/ijms19092843
  20. Singab ANB, El-Hefnawy HM, Esmat A, et al. A systemic review on Aloe arborescens pharmacological profile: Biological activities and pilot clinical trials. Phytother Res. 2015;2(12):1858–1867. doi: 10.1002/ptr.5483
  21. Yamamoto M, Masui T, Sugiyama K, et al. Anti-inflammatory active constituents of Aloe arborescens Miller. Agric Biol Chem. 1991;55:1627–1629. doi: 10.1080/00021369.1991.10870794

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Phenolic compounds of Aloe arborescens leaves

Download (72KB)
3. Fig. 2. HPLC chromatogram of juice from Aloe arborescens leaves: 1 — aloenin; 2, 3 — aloins A and B

Download (65KB)
4. Fig. 3. Electronic spectra of aqueous-alcoholic extract from Aloe arborescens fresh leaves and compounds isolated from aloe leaves: 1 — water-alcohol extract from Aloe arborescens fresh leaves; 2 — barbaloin solution, 0.003%; 3 — aloenin solution, 0.003%

Download (90KB)
5. Fig. 4. Electronic spectra of aqueous-alcoholic extract from Aloe arborescens fresh leaves: 1 — water-alcohol extract from Aloe arborescens fresh leaves; 2 — water-alcohol extract in the alkaline-ammonia solution

Download (91KB)
6. Fig. 5. Electronic spectra of aqueous-alcoholic extract from Aloe arborescens fresh leaves (differential version)

Download (91KB)
7. Fig. 6. Electronic spectra of 0.003% barbaloin solution: 1 — 0.003% barbaloin solution; 2 — 0.003% barbaloin solution in the alkaline-ammonia solution

Download (88KB)
8. Рис. 7. Электронный спектр 0,003 % раствора барбалоина (дифференциальный вариант)

Download (81KB)

Copyright (c) 2021 Ryazanova T.K., Kurkin V.A., Shmygareva A.A., Glushchenko S.N., Agapov A.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».