Vascular interactions of Croton schiedeanus major flavonoids in isolated aortic rings from Wistar rats / Interacciones vasculares de los principales flavonoides de Croton schiedeanus en anillos aislados de aorta de ratas Wistar

Background: Ayanin (3,7,4'-Tri-O-methylquercetin) and 3,7-Di-O-methylquercetin (DMQ) are the main active metabolites isolated by bioguided fractionation from Croton schiedeanus, species known popularly in Colombia as "almizclillo", which has been studied in experimental models in rats, exerting vasodilator and antihypertensive effects. Also, when the effect of these flavonoids was studied separately, important vasodilation was observed. Objective:To evaluate whether flavonoids from Croton schiedeanus have synergistic vasodilator properties when different combinations are used in isolated aorta rings. Methods: Cumulative concentrations of ayanin (10-8 M - 6x10-5 M or 0.01 µM - 60 µM) were assayed in the absence and presence of an increasing concentration of 3,7-Di-O-methylquercetin (DMQ) (10-8 ­ 3x10-5M or 0.01­30 µM) in isolated rings from Wistar rats, pre-contracted with phenylephrine. The concentration-response curve with the maximal effect was compared with that obtained by Croton schiedeanus whole ethanolic extract (10-6 ­ 3x10-4 g/mL). Also, this combination was assayed in the presence of the nitric oxide synthetase inhibitor L-NAME (10-4 M) and the guanylate cyclase inhibitor methylene blue (10-4 M) to assess the role of the NO/cGMP pathway in this interaction. Results: Ayanin and DMQ display a dual interaction in vascular relaxant response: agonism at higher concentration ranges (10-6 ­ 3x10-5 M or 1­30 µM) and antagonism at lower concentration ranges (10-8 ­ 3x10-7 M or 0.01­0.3 µM). The efficacy at the highest concentration was greater than that obtained by the whole extract (Emax: 98.4% vs. 33.9%). This response was decreased but not reverted in the presence of L-NAME and methylene blue. Thus, the vasodilator effect of this combination does not depend entirely on the NO/cGMP cyclic pathway. Conclusion: The combined use of appropriate concentrations of these flavonoids could represent an advantage over Croton schiedeanus whole extract for vasodilator purposes

Antecedentes: Ayanina (3,7,4'-Tri-O-metilquercetina) y 3,7-Di-O-metilquercetina (DMQ) son los principales metabolitos activos aislados mediante fraccionamiento bioguiado, a partir de Croton schiedeanus, especie conocida popularmente en Colombia como "almizclillo", la cual ha sido estudiada en modelos experimentales en ratas, ejerciendo efectos antihipertensivos y vasodilatadores. Además, al estudiar por separado el efecto de los flavonoides, se observó importante vasodilatación. Objetivo:Evaluar si los principales flavonoides de Croton schiedeanus tienen propiedades vasodilatadoras sinérgicas al utilizar diferentes combinaciones de ellos en anillos de aorta aislados. Metodología: Se analizaron concentraciones acumulativas de ayanina (10-8 M - 6x10-5 M o 0,01 µM - 60 µM) en ausencia y en presencia de concentraciones crecientes de DMQ (10-8 M - 3x10-5 M o 0,01 µM ­ 30 µM) en anillos aislados de ratas Wistar, pre-contraídos con fenilefrina. La curva concentración respuesta obtenida con el efecto máximo, fue comparada con la obtenida con el extracto etanólico de Croton schiedeanus (10-6 - 3x10-4 g/mL). Adicionalmente, esta combinación fue ensayada en presencia del inhibidor de óxido nítrico sintetasa L-NAME (10-4 M) y el inhibidor de guanilato ciclasa, azul de metileno (10-4 M) para evaluar el papel de la vía NO/GMPc en esta interacción. Resultados: Ayanina y DMQ muestran una interacción dual en la respuesta vascular relajante: agonismo en el rango más alto (10-6 M ­ 3x10-5 M o 1 µM ­ 30 µM), y antagonismo en el rango más bajo (10-8 M ­ 3x10-7 M o 0.01 µM ­ 0,3 µM). A altas concentraciones, la eficacia de los flavonoides fue mayor que las obtenidas por el extracto completo (Emáx: 98,4% vs 33,9%). Esta respuesta disminuyó, pero no se revirtió en presencia de L-NAME y azul de metileno. Por lo tanto, el efecto vasodilatador de esta combinación no depende enteramente de la vía NO/GMPc. Conclusión: El uso combinado de las concentraciones apropiadas de estos flavonoides podría representar una ventaja sobre el extracto de Croton schiedeanus, con propósitos vasodilatadores

Vasodilatación inducida por Croton schiedeanus Schlecht vinculada con la ruta metabólica de guanilato ciclasa / Vasodilatation induced by Croton schiedeanus Schlecht associated with metabolic way of guanylate cyclase

El extracto etanólico de Croton schiedeanus Schlecht, especie medicinal utilizada por la tradición popular en Colombia con fines antihipertensivos, relaja los anillos vasculares de la aorta de ratas Wistar contraídos con fenilefrina (10-6 M, agonista del receptor adrenérgico alfa), en función de la dosis, con una CE50 de 1,3 × 10-5 g/mL. Este efecto es superior al ejercido sobre anillos contraídos con KCl (6 × 10-2 M, activador de canales de calcio dependientes de voltaje) y se reduce, pero no se suprime en anillos vasculares sin endotelio. La vasodilatación se revierte en presencia de azul de metileno (10-4 M, inhibidor de guanilato ciclasa) y L-NAME (10-4 M, inhibidor de óxido nítrico sintasa), en tanto que no se afecta en presencia de propranolol (10-6 M, antagonista del receptor beta), atropina (3 × 10-5 M, antagonista muscarínico) e indometacina (10-6 M, inhibidor de ciclooxigenasa). Además, las contracciones inducidas por CaCl2 (10-5 - 10-2 M, activador de las corrientes de calcio) no se afectan significativamente en presencia del extracto etanólico de C. schiedeanus (5 × 10-5 g/mL). Por otro lado, al efectuar diluciones sucesivas de L-NAME y azul de metileno (hasta 10-14 M) se observa que C. schiedeanus recupera casi totalmente sus efectos vasodilatadores en presencia de L-NAME, pero no en presencia de azul de metileno (91% y 68% de Emax, respectivamente). Además, la potencia y eficacia vasodilatadora inducida por el extracto de C. schiedeanus fue superior a la ejercida por su metabolito activo mayoritario, ayanina (CI50: 1,3 vs. 4,9 × 10-5 g/mL, Emax: 100 vs. 67%). Estos hallazgos sugieren que C. schiedeanus ejerce efectos vasodilatadores vinculados especialmente con la ruta metabólica de guanilato ciclasa y da soporte al uso tradicional de esta especie.

The EtOH extract of Croton shiedeanus Schlecht, medicinal species used by the popular tradition in Colombia for hypertension, relaxes vascular rings of Wistar rat aorta stimulated with phenylephrine (10-6 M, alpha adrenergic receptor agonist), in a dose-depending manner, with an EC50 of 1.3 × 10-5 g/mL. This effect is superior to that exercised over rings stimulated with KCl (6,0 × 10-2 M, voltage-dependent calcium channel activator) and is reduced in vascular rings without endothelium. The vascular relaxation is reversed in the presence of methylene blue (1.0 × 10-4 M, guanylate cyclase inhibitor) and L-NAME (10-4 M, nitric oxide synthase inhibitor), and is not affected in presence of propranolol (10-6 M, beta receptor antagonist), atropine (30 × 10-5 M, muscarinic antagonist) and indomethacin (10-6 M, cyclooxygenase inhibitor). Additionally, the contractions induced by CaCl2 (10-5 - 10-2 M, calcium currents activator) are not affected in the presence of EtOH C. schiedeanus extract (5.0 × 10-5 g/mL). Serial dilutions of L-NAME and methylene blue (until 10-14 M) show that C. schiedeanus recovers almost entirely the vasodilator effect in presence of L-NAME but not in presence of methylene blue (91 versus 68% of Emax, respectively). In addition, the relaxant potency and efficacy of C. schiedeanus is greater than its predominant active metabolite, ayanin (IC50: 1,3 vs. 4,9 × 10-5 g/mL, Emax: 100 vs. 67%). These findings suggest that C. schiedeanus exerts vasodilating effects, particularly related to the metabolic pathway of guanylate cyclase and gives support the traditional use of this species.