Influence of Inula helenium rhizomes and Matricaria chamomilla inflorescences on the biochemical and physiological parameters in male rats fed a high-fat diet

Abstract

Pharmacological correction of a high-fat diet is of great interest to prevent the development of obesity and hypertension. More and more research is being done on the preventive use of medicinal herbs for excess caloric intake. The aim of this study was to determine the general physiological effect of I. helenium rhizomes and M. chamomilla inflorescences used in the diet of male rats consuming excess amounts of fat and calories in the daily diet. In a 30-day experiment, we determined the effect of I. helenium rhizome and M. chamomilla on the physiological activity and metabolic processes of laboratory rats consuming a high-fat diet. The physical activity was evaluated according to the mass gain of animals and change in the relative mass of the internal organs, and also the functional conditions of the central nervous system. The influence on the metabolic processes was revealed by biochemical and clinical blood analyses. In a laboratory experiment on male rats, it was found that the addition of dry crushed rhizomes of Inula helenium L. and inflorescences of Matricaria chamomilla L. to the diet caused opposite changes in body weight. In the control group, the animals slightly increased their body weight (up to 111.5% of the initial weight by the end of the experiment); the rhizomes of I. helenium caused a decrease in body weight gain (up to 105.5% on the 30th day of the experiment compared to the initial weight); rats fed M. chamomilla inflorescences gained 123.2% of their initial body weight during the month of the experiment. The rhizomes of I. helenium caused an increase in the stomach relative mass. A decrease in the thymus relative weight was observed when animals were fed M. chamomilla inflorescences. The rhizomes of I. helenium stimulated an increase of blood protein concentration (mainly due to globulins), an increase in the alkaline phosphatase activity and cholesterol, and a decrease in the triglycerides concentration. M. chamomilla inflorescences reduced the blood urea concentration and increased the activity of alkaline phosphatase, causing strong changes in fat metabolism. Under the influence of the diet with the addition of M. chamomilla inflorescences, the atherogenic index increased in animals by 6.5 times relatively to the control group (due to a decrease in the concentration of high-density lipoprotein cholesterol and an increase in the concentration of low-density lipoprotein cholesterol, an increase in the total cholesterol concentration). When M. chamomilla was added to the diet, the blood triglycerides concentration in animals decreased sharply and the concentration of leukocytes increased. The concentration of monocytes exceeded the limits of the physiological norm both in the control group and in the group of animals fed on M. chamomilla inflorescences. The results of the studies show the promise for further research of I. helenium rhizomes in the prevention of hypertension and also indicate strong risks when using M. chamomilla inflorescences for preventive purposes during high-fat and hypercaloric diet. Для запобігання розвитку ожиріння та артеріальної гіпертензії великий інтерес представляє фармакологічна корекція дієти з високим вмістом жирів. Все більше і більше досліджень проводиться щодо профілактичного використання лікарських трав при надмірному споживанні калорій. Метою цього дослідження було визначити загальний фізіологічний ефект кореневищ I. helenium і суцвіть M. chamomilla, які використовувалися в раціоні щурів-самців, які споживали надлишок жирів і калорій у щоденному раціоні. У 30-денному експерименті ми визначили вплив I. helenium rhizome і M. chamomilla на фізіологічну активність і метаболічні процеси лабораторних щурів, які споживали дієту з високим вмістом жирів. Фізичну активність оцінювали за приростом маси тварин і зміною відносної маси внутрішніх органів, а також функціональним станом центральної нервової системи. Вплив на метаболічні процеси виявлено за допомогою біохімічного та клінічного аналізів крові. У лабораторному досліді на щурах-самцях було встановлено, що додавання до раціону сухих подрібнених кореневищ Inula helenium L. і суцвіть Matricaria chamomilla L. викликало протилежні зміни маси тіла. У контрольній групі тварини дещо збільшили масу тіла (до 111,5 % від початкової маси до кінця досліду); кореневища I. helenium викликали зниження приросту маси тіла (до 105,5 % на 30 добу досліду порівняно з вихідною масою); щури, яких годували суцвіттями M. chamomilla, за місяць експерименту набрали 123,2% від початкової маси тіла. Кореневища I. helenium викликали збільшення відносної маси шлунка. При згодовуванні тваринам суцвіть M. chamomilla спостерігалося зменшення відносної маси тимуса. Кореневища I. helenium стимулювали підвищення концентрації білків крові (переважно за рахунок глобулінів), підвищення активності лужної фосфатази та холестерину та зниження концентрації тригліцеридів. Суцвіття M. chamomilla знижували концентрацію сечовини в крові та підвищували активність лужної фосфатази, викликаючи сильні зміни жирового обміну. Під впливом раціону з додаванням суцвіть M. chamomilla індекс атерогенності підвищувався у тварин у 6,5 раза відносно контрольної групи (за рахунок зниження концентрації холестерину ліпопротеїнів високої щільності та підвищення концентрації холестерин ліпопротеїнів низької щільності, підвищення концентрації загального холестерину). При додаванні в раціон M. chamomilla у тварин різко знижувалася концентрація тригліцеридів у крові та підвищувалася концентрація лейкоцитів. Концентрація моноцитів перевищувала межі фізіологічної норми як у контрольній групі, так і в групі тварин, яким згодовували суцвіття M. chamomilla. Результати досліджень показують перспективність подальших досліджень кореневищ I. helenium у профілактиці гіпертонії, а також вказують на значний ризик при використанні суцвіть M. chamomilla з профілактичною метою під час високожирної та гіперкалорійної дієти.