Phytochemical , biological activities of some plants on diseases common in in the Oued Souf region

Abstract

الملخص: تناولت هذه الأطروحة دراسة التركيب الكيميائي النباتي والأنشطة البيولوجية لدرنات Buniummauritanicumوبذور وأوراق Brassica oleracea var. elongata، وهما نباتان يستخدمان تقليديًا في منطقة وادي سوف بالجزائر. جمعت الدراسة بين المسوحات الإثنوباتية والتحاليل الكيميائية النباتية والبيولوجية في المختبر، والتجارب على الفئران في الجسم الحي. تم استخدام المستخلصات المائية والميثانولية لدرنات B. mauritanicum وأوراق وبذور B. oleracea. شملت الطرق التحليلية الرئيسية الكروماتوغرافيا السائلة عالية الاداءHPLC ، التحاليل الطيفية لقياس المحتوى الكلي للفينولات والفلافونويدات، اختبارات النشاط المضاد للأكسدة (DPPH, FRAP, β-carotene bleaching)، اختبارات النشاط المضاد للميكروبات، اختبارمضادات الالتهاب، واختبارات النشاط المضاد لمرض السكري في المختبر. استخدمت الدراسات في الجسم الحي نماذج حيوانية لقصور الغدة الدرقية وفقر الدم، مع إجراء تحاليل كيميائية حيوية، هرمونية ونسيجية. حدد الكشف الكيميائي النباتي مركبات نشطة بيولوجيًا متنوعة في كلا النباتين، بما في ذلك القلويدات، الفلافونويدات ، التربينات ، الفينولات ، التانيناتوالصابونينات. كشف تحليل HPLC عن تركيزات عالية من المركبات الفينولية في المستخلصات الميثانولية مقارنة بالمستخلصات المائية لكلا النباتين. ففي B. mauritanicum، كان تركيز حمض الغاليكوالكيرسيتين معتبرا، بينما أظهر B. oleracea مستويات عالية من حمض الغاليك، حمض الكلوروجينيك والروتين. أظهرت مستخلصات كلا النباتين أنشطة مضادة للأكسدة معتبرة عبر اختبارات متعددة. ففي اختباركسح الجذر الحر DPPH، أظهر المستخلص المائي لـ B.mauritanicum (IC50 = 0.288 ملغ/مل) والمستخلص الميثانولي لأوراق B. oleracea IC50 = 0.058 ملغ/مل(. كشف اختبار FRAP أن المستخلص المائي لـ B. mauritanicum (EC50 = 0.0442 ملغ/مل) والمستخلص الميثانولي لأوراق B. oleracea (EC50 = 0.814 ملغ/مل هما الأكثر فعالية. في اختبار تبييض β-carotene، أظهر المستخلص المائي لأوراق )ملغ/ملEC50 = 0.049) B. oleraceaأعلى نشاط. أظهرت اختبارات النشاط المضاد للميكروبات أن مستخلصات B. oleracea أظهرت نشاطًا مضادًا للميكروبات أوسع نطاقًا مقارنة بـ B. mauritanicum. حيث أبدى المستخلص الميثانولي لبذور B. oleracea تثبيطًا كبيرًا ضد السلالة Staphylococcus aureus(بمنطقة تثبيط 18 مم)، بينما كانت مستخلصات B. mauritanicum أكثر فعالية ضد Escherichia coli (بمنطقة تثبيط 8 مم للمستخلص المائي). أظهر كلا النباتين أيضًا خصائص مضادة للالتهابات من خلال اختبارات تثبيط تمسخ البروتين، حيث أظهر المستخلص المائي لأوراق B. oleracea أعلى تثبيط (94.8٪)، وهي قيمة معتبرة متقاربة مع قيمة الدواء المرجعي ديكلوفيناك (96.46٪. أما الدراسات في الجسم الحي فكشفت عن الإمكانات العلاجية للنباتين. في نموذج قصور الغدة الدرقية، أدى العلاج بمستخلص درنات B. mauritanicum (200 ملغ/كغ) إلى تحسين مستويات هرمونات الغدة الدرقية، مما أدى إلى خفض TSH من 1.2 إلى 9.1 ميكرو وحدة دولية/ملل وزيادة T4 من 30.23 إلى 32.70 نانومول/لتر. أما في نموذج فقر الدم، أدى العلاج بمستخلص أوراق B. oleracea (200 ملغ/كغ) إلى تحسين المعايير الدموية، مما زاد عدد خلايا الدم الحمراء من 6.14 إلى 6.35 × 10^6 خلية/مل والهيموغلوبين من 8.70 إلى 14.60 غ/ديسيلتر. أظهر كلا العلاجين أيضًا تحسينات في علامات والملامح النسيجية وكذلك في ظائف الكبد والكلى ، مما يشير إلى تأثيرات وقائية معتبرة ضد تلف الأعضاء. توفر هذه الدراسة الشاملة دعمًا علميًا للاستخدامات التقليدية لـ B. mauritanicum و B. oleracea var. elongata في منطقة وادي سوف. تشير النتائج إلى أن B. mauritanicum قد يكون له إمكانات علاجية لقصور الغدة الدرقية، بينما يُظهر B. oleracea نتائج واعدة لعلاج فقر الدم. كما يسلط تحديد المركبات النشطة بيولوجيًا وإثبات الأنشطة البيولوجية المتنوعة الضوء على الإمكانات العلاجية للنباتين.

Summary This study investigated the phytochemical composition and biological activities of Buniummauritanicum tubers and Brassica oleracea var. elongata, two plants traditionally used in the Oued Souf region of Algeria. The study combined ethnobotanical surveys, in vitro phytochemical and biological assays, and in vivo experiments on rats. Both aqueous and methanolic extracts of B. mauritanicum tubers and B. oleracea leaves and seeds were employed. Key analytical methods included HPLC for phytochemical profiling, spectrophotometric assays for total phenolic and flavonoid content, antioxidant assays (DPPH, FRAP, β-carotene bleaching), antimicrobial activity tests, anti-inflammatory assays, and in vitro antidiabetic activity tests. In vivo studies utilized animal models of hypothyroidism and anemia, with subsequent biochemical, hematological, and histological analyses. Phytochemical screening identified various bioactive compounds in both plants, including alkaloids, flavonoids, terpenoids, phenols, tannins, and saponins. HPLC analysis revealed higher concentrations of phenolic compounds in methanolic extracts compared to aqueous extracts for both plants. In B. mauritanicum, gallic acid and quercetin were prominent, while B. oleracea showed high levels of gallic acid, chlorogenic acid, and rutin. Both plant extracts demonstrated significant antioxidant activities across multiple assays. In the DPPH assay, B. mauritanicum aqueous extract (IC50 = 0.288 mg/mL) and B. oleracea methanolic leaf extract (IC50 = 0.058 mg/mL) showed the strongest activities. The FRAP assay revealed B. mauritanicum aqueous extract (EC50 = 0.0442 mg/mL) and B. oleracea methanolic leaf extract (EC50 = 0.814 mg/mL) as most effective. In the β-carotene bleaching assay, B. oleracea aqueous leaf extract (EC50 = 0.049 mg/mL) showed the highest activity. Antimicrobial activity tests showed that B. oleracea extracts demonstrated broader antimicrobial activity compared to B. mauritanicum. The methanolic seed extract of B. oleracea showed significant inhibition against Staphylococcus aureus (18 mm), while B. mauritanicum extracts were most effective against Escherichia coli (8 mm for aqueous extract). Both plants also showed anti-inflammatory properties through protein denaturation inhibition assays, with B. oleracea aqueous leaf extract exhibiting the highest inhibition (94.8%), comparable to the reference drug diclofenac (96.46%). In-vivo studies further explored the therapeutic potential of these plants. In a hypothyroidism model, treatment with B. mauritanicum tuber extract (200 mg/kg) improved thyroid hormone levels, reducing TSH from 2.1 to 1.9 µIU/mL and increasing T4 from 30.23 to32.70 nmol/L. In an anemia model, B. oleracea leaf extract treatment (200 mg/kg) improved hematological parameters, increasing RBC count from 6.14 to 6.35 x 10^6 cells/mL and hemoglobin from 8.70 to 14.60 g/dL. Both treatments also showed improvements in liver and kidney function markers and histological profiles, indicating protective effects against organ damage. This comprehensive study provides scientific support for the traditional uses of B. mauritanicum and B. oleracea var. elongata in the Oued Souf region. The results suggest that B. mauritanicum may have potential in managing hypothyroidism, while B. oleracea shows promise for treating anemia. The identification of bioactive compounds and demonstration of various biological activities highlight the potential of these plants as sources of therapeutic agents.