PHYTOCHEMICAL SCREENING AND GUT MOTILITY ACTIVITY OF ETHANOLIC EXTRACT OF WHOLE PLANT OF SCUTIA MYRTINA KURZ.

PHYTOCHEMICAL  SCREENING  AND  GUT  MOTILITY ACTIVITY  OF  ETHANOLIC EXTRACT  OF  WHOLE  PLANT  OF SCUTIA   MYRTINA   KURZ.

N Goutam*, R Goutam , S Jain , S Deb Roy , K K Nayak , G Tomar and D N Sharma

Abhilashi College of Pharmacy , Ner Chowk, Dist: Mandi, (HP), India

Carrier College , Bhopal, (MP), India

L. N. College of Pharmacy , Bhopal, (MP), India

Dremz College of Pharmacy , Khildra, Sunder Nagar, (HP), India

ABSTRACT

Phytochemical and Gut motility activity of Ethanolic Extract of whole plant of Scutia Myrtina Kurz collected from Kolli Hills, Tamil Nadu was studied. Phytochemical studies revealed the presence of Alkaloids, Glycosides (Anthraquinone), Flavonoids and Tannins. For Gut Motility activity Extracts in concentration of 200mg/Kg and 400mg/Kg were studied in three animal models in comparison to Caster Oil and Glaxenna; (a) Gut motility activity in isolated Rat Intestine, (b) Propulsive Gut motility in mice & (c) Laxative activity in Mice. The Gut motility activity was assessed by different parameters depending on respective animal models. Caster Oil and Glaxenna were used as Standard drugs depending on the animal models. Gut motility in the test drug treated animals were found to be significant in all the models. Anthraquinone Glycosides present in the drug is probably responsible for the Gut motility activity.

INTRODUCTION: Laxatives are drug which promote defecation.  Since  normal  size,  frequency and  consistency  of  fecal  output  are  difficult  to  define  objectively  and  may  have  a wide  inter-individual  variation  depending  on  personal  habit  and  sociological  pattern,  there  is  a  tendency  to  abuse  laxative  drugs.  Previously  with  an  almost totally  vegetarian  diet  (which  has  high  fiber  content)  the  pattern  was  different  and now -a- days  with  more  consumption  of  non – vegetarian  food  the  pattern  is changing  towards  the  western  culture,  which  coupled  with  a  western  life  style leads  to  over  70%  of  patients  presenting  to  Gastroenterology  clinics  with complaints  of  either  “too  much”  or  “too  little”.

Though  laxative  agents  have  their valid  uses;  majority  of  causes  of  constipation  can  be  managed  by  increased  dietary  intake  of  fibers,  regular  exercise,  adequate  water  intake  and  bowel  training with  reassurance.  In  some  cases  where  constipation  is  a  manifestation  of  organic disease  or  some  other  systemic  ailment,  then  treatment  of  the  underlying  disease should  be  the  primary  focus  of  therapy.  Constipation  occurring  as  an  adverse  drug reaction  (analgesics,  aluminium  containing  antacids,  anticholinergics,  antihistaminics, MAO  inhibitors  etc.)  can  be  managed  by  reducing  the  dose  or  cessation  of  drug.

Laxative acts:

• By their  hydrophilic  or  osmotic  nature,  laxative  can  cause  retention  of fluids. In the colonic content, as well as increase the mass,

Or

• They may  inhibit  electrolyte  and  water  absorption  from  the  colon  by direct  Or  indirect  mechanisms  g.,  activation  of  adenylate  cyclase  within  the Colonic  mucosa  or  by  enhancing  secretion  of  hormones  such  as  cholecystokinin  by  Mg²⁺  salts,

Or

• Laxatives may  enhance  the  motility  of  the  colon,  there  by  reducing  the time.  Available for absorption of electrolytes and water.  Hence,  the  fecal  mass Presenting  at  the  rectum  is  more

Scutia   myrtina   is   an   erect,   glabrous   or   minutely   pubescent   branched ever   green   herb   which   grows   up   to 75 – 80 cm   height.   Stem   is   striate, leaves   are distant,   and   Surratt   margin   and   ovate.   Flowers   are   white   in color.   The seeds are   small   and   yellowish   brown   in   color.   The   aerial   part of   the   plant   was   used for   stomach   problems.   The    root   and   Leaves   of   the plant   traditionally   used as antihelminthic.   The   alcohol   extract   of   the   aerial part   of the   plant   posses antiviral   activity.   The   root   bark   of   Scutia   myrtina   is   used   for   fever   and   also the   infusion   of   the   plant   is   used   to   treat malaria.   In   eastern   Tanzania   the   root of   this   plant   is   used   for   the   treatment of   bilharzias,   intestinal   worms   and   fever.  The   leaves   and   root   bark   decoction is   used   for   gonorrhea,   bilharzias,   and intestinal   worms   in   Tanzania.  It  contains  Anthraquinone  Glycoside  which  led  us  to  evaluate  the  Gut  Motility activity  in  Experimental  animal  Models^{1, 2, 3, 4, 5}.

MATERIALS AND METHOD:

Phytochemical Evaluation ⁶: The  plant  of  Scutia  myrtina  was  collected  from  Kolli  hills,  Tamilnadu, India in the month of July, 2009.  The  shade  dried  plant  was  grinded  in  mixer  grinder  to  obtain  particle  size of  coarser  size.  The  grinded  product  was  macerated  with  absolute  ethanol  for  7 days  following  the  process  called  simple  maceration.  After  7  days  of  maceration, evaporation  of  solvent  was  done  to  obtain  semisolid  product  which  was  used  for further  in  vivo  studies. Reagents  and  Chemicals  used  were  either  of  analytical  grade  (Qualigens)   or  were  freshly  prepared.  Ethanolic  extract  of  Scutia  myrtina  was  subjected  to qualitative  analytical  test  for  the  detection  of  various  chemical  constituents  viz. Alkaloids,  steroids,  carbohydrates,  fixed  oils,  glycosides,  tannins,  proteins,  saponin and  flavonoids.  And  Alkaloids,  Glycosides  (Anthraquinone),  Flavonoids  and  Tannins  were  found  to  be  present.

TABLE 1: SHOWING RESULTS OF PHYTOCHEMICAL SCREENING

Gut Motility Activity:

Animals: Healthy  adult  albino  rats  of  Wistar  strain  weighing  180 - 250g  and  Swiss albino  mice  15 – 20 gm  of  either  sex  were  used  for  this  study.  The  animals  were obtained  from  animal  house,  IRT  Perundurai  Medical  College,  Erode,  Tamilnadu, India.  On  arrival,  the  animals  were  placed  randomly  and  allocated  to  treatment groups  in  polypropylene  cages  with  paddy  husk  as  bedding.  Animals  were  housed at  temperature  of  24 ± 2  ^oC  and  relative  humidity  of  30 – 70 %. A 12: 12 light: dark cycle was followed.  All  the  animals  were  allowed  to  free  access  to  water and  fed  with  standard  commercial  pelleted  rat  chaw  (M/S  Hindustan  Lever  Ltd., Mumbai).  All  the  experimental  procedures  and  protocols  used  in  this  study  were reviewed  by  the  Institutional  Animal  Ethics  committee  (688/2/C-CPCSEA)  of  NCP and  were  in  accordance  with  the  guidelines  of  the  IAEC.  Approval  was  obtained from  the  above  for  animal  studies  in  this  project  by  (Proposal  No.:  NCP / IAEC / PG - 26/2009).

Collection of Plant & Preparation of the Extract: The  plant  of  Scutia  myrtina  was  collected  from  Kolli  hills,  Tamil Nadu, India.  The  shade  dried  plant  was  grinded  in  mixer  grinder  to  obtain  particle  size of  coarser  size.  The  grinded  product  was  macerated  with  absolute  ethanol  for  7 days  following  the  process  called  simple  maceration.  After  7  days  of  maceration, evaporation  of  solvent  was  done  to  obtain  semisolid  product  which  was  used  for further  in  vivo  studies.

Drugs and Chemicals:            Glaxenna  collected  from market,  is  a  laxative  containing  Senna  as  active constituent  manufactured  and  marketed  by  Glaxo Lab. Castor  Oil  purchased  was marketed  by  Nice  pharmaceuticals  Ltd,  Other  Chemical  used  were  of  Analytical Grade  and  reagents  were  freshly  prepared.

Gut Motility Activity in Isolated Rat Intestine ⁷: Albino  Wistar  rats  (200 - 300g)  of  either  sex  were  obtained  from  the Animal  House.  Each  rat  was  starved  for  about  12  hours  prior  to  the  experiment, but  was  allowed  to  have  free  access  to  water.  This  was  to  ensure  that  the intestines  were  free  of  faecal  materials  (Akah et al. 1997).  The  rat  was  killed  by cervical  dislocation  and  the  intestines  were  quickly  dissected  out  and  freed  from other  connective  tissues.  They  were  placed  inside  a  beaker  containing  aerated Tyrode  solution:  NaCl 136;  KCl 2.7;  MgCl2 1.8; CaCl21.8; NaHPO4 0.3; NaHCO3 12.0  and  Glucose  5.6mM  which  was  maintained  at  37 ^oC  (Akah et al., 1997). Effects  of  Extracts  and  agonists  on  the  Tissues:  2  –  3  cm  of  the  required  segment  of  the  intestines  was  cut  and  mounted  vertically  inside  a  20ml  organ  bath  containing  Tyrode  solution  which  was  maintained  at  37⁰C  by  a  thermostat-bearing  heater  and  aerated  with  air  from  an  aerator.

The  tension  on  the  tissue  was  adjusted  to  1  g  in  order  to  maintain  its  muscle  tone.  The  tissue  was  allowed to  equilibrate  for  one  hour  during  which  the  tyrode  solution  was  replaced  at  a  ten minute  interval.  Graded  doses  (0.25  –  20.0 mg/ml) of  the  ethanol  extract  or infusion  of  the  plant  material  were  applied  to  the  tissue  and  its  responses  were recorded  by  a  kymograph.  Contact  time  of  study  was  between  30  and  45  seconds, because  the  responses  of  the  tissues  in  some  cases  were  not  immediate.

The  tissue  was  washed  at  least  twice  with  fresh  tyrode  solution  after  each  dose  to ensure  that  the  tissue  was  free  of  the  drug.  The  tissue  was  allowed  to  rest  for between  10-15  minutes  before  the  next  dose  of  the  extract  or  infusion  was  applied  (Akah et al., 1997).  The  dose  of  the  extract  which  produced  the  maximum response  was  taken  as  the  Working  Dose  against  which  graded  doses  of  agonists were  tested.  The  tissue  was  always  pretreated  with  the  required  dose  of  the agonists  for  3  minutes  before  the  application  of  the  Working  Dose  of  the  extracts or  infusions.  Each  agonist  was  used  until  the  dose  which  produced  the  maximum reduction  in  tissue  response  to  the  drugs  was  obtained.  This dose was tested against the Working Dose in quadruplicate.

Propulsive  Gut  Motility  in  Mice ⁸: The  passage  of  a  charcoal  meal  through  the  gastrointestinal  tract  in  mice  is used  as  parameter  for  intestinal  motility  and  to  study  the  effect  of  laxatives. Groups  of  6  mice  weighing  15 – 20 gm  are  fed  standard  diet  for  3  days. Eighteen  hours  prior  to  the  experiment  food,  but  not  water,  was  withdrawn.  The animals  are  treated  orally  60  min  before  administration  of  the  charcoal  meal  (0.2 ml  of  a  4%  suspension  of  charcoal  in  2%  carboxy  methylcellulose  solution).

The mice are sacrificed after 60 min.  6 animals were there in each group, (IV Groups). The  entire  intestine  is  immediately  removed  and  immersed  in  5%  formalin  to  halt peristalsis;  then  washed  in  running  water.  The  distance  the  meal  has  traveled through  the  intestine  as  indicated  by  the charcoal  is  measured  and  expressed  as percent  of  the  total  distance  from  the  pylorus  to  the  caecum.  The  charcoal  passage  test  can be  used  for  evaluation  of  laxative  activity  as  well  as  for  inhibition  of  intestinal  motility.

Laxative Activity in Rat ⁹: Group  of  at  least  six  rat  weighing  150-200  gm  of  either  sex,  were  fed  on standard  diet  for  3  days,  with  water  ad  libitum.  In  this  model,  Group  I  served  as normal  control  received  normal  saline, (1 ml/kg, p. o.),  Group  II  served  as  solvent control  (0.5% CMC, 1 ml/kg, p. o.),  Group  III  served  as  Standard  received  Castor  oil (0.2 ml/Rat, p. o.)  whereas  Group  IV  and  Group  V  animals  received  ethanolic extract  of  Scutia  myrtina  (200 mg/kg and 400 mg/kg, p. o.)  respectively.  Then  each rat  was  kept  for  observation  under  a  transparent  cage,  the  floor  of  each  was  lined with  blotting  paper  and  observed  for  5  hrs. The  parameters  observed  were,  numbers  of  wet  faecal  pellets,  total  number of  faecal  pellets  output.  Then  calculations  were  made  for  the  correspondent percentages  and  later  by  comparison  with  respective  control  group.

EFFECT  OF  ETHANOLIC  EXTRACT  OF  SCUTIA  MYRTINA  IN  ISOLATED  RAT  INTESTINE

TABLE 2: PROPULSIVE GUT MOTILITY IN SCUTIA MYRTINA TREATED ANIMAL MODEL

Values are mean ± SEM; No.  of animals  in  each  group  =  6; * P  value  <0.05;  ** P  value  <0.01  compared  with  the  corresponding  control

FIG. 1: PROPULSIVE GUT MOTILITY-CONTROL (0.5% CMC-1 ml/kg)

FIG. 2: PROPULSIVE GUT MOTILITY-STANDARD (CASTOR OIL TREATED 0.2 ml/mice)

FIG. 3:  PROPULSIVE GUT MOTILITY –TEST (SCUTIA MYRTINA TREATED- 200 mg/kg)

FIG. 4: PROPULSIVE GUT MOTILITY- TEST (SCUTIA MYRTINA TREATED- 400 mg/kg)

TABLE 3:  LAXATIVE ACTIVITY IN SCUTIA MYRTINA TREATED ANIMAL MODEL

Values are mean ± SEM; No.  of  animals  in  each  group  =  6; * P  value  <0.05; **  P  value  <0.01  compared  with  the  corresponding  control

RESULTS:

Gut Motility  Activity  in  Isolated  Rat  Intestine: Effect  of  Scutia  myrtina  on  isolated  rat  intestine  was  studied  (plate no.6) CRC  of  acetylcholine  was  recorded  on  isolated  rat  intestine.  Scutia  myrtina increases  the  CRC  of  acetylcholine  on  isolated  rat  intestine.  It  indicates  that  Scutia  myrtina  potentiates  the  CRC  induced  by  acetylcholine  on  isolated  rat intestine.

Scutia  myrtina  potentiates  the  effect  of  acetylcholine  on  isolated  rat  intestine  which  indicated  the  contraction  of  rat  intestine.

Propulsive Gut Motility in Scutia myrtina  treated Animal  Model: Results  suggest  that  Scutia  myrtina  extract  at  the  dose  level  of  200  mg/kg and  400  mg/kg  produced  a  significant  gut motility  (P  value  <0.01),  which  is  also evidenced  by  significant  increase  in  %  motility  at  the  dose  of  200  mg/kg  and  400 mg/kg  (54.34 and 67.84)  respectively.  The  activity  at  both  the  doses  levels  were comparable  and  equipotent  as that  of  castor  oil  treated  group  (P value <0.01).

Laxative Activity in Rat: Result  suggests  that  Scutia  myrtina extract  at  the  dose  level  of  200  mg/kg and  400  mg/kg  produce  a  significant  laxative  activity  (P value <0.01),  which  is  also  evidenced  by  significant  increase  in  laxative  effect  at  the  dose  of  200  mg/kg and  400  mg/kg  (7.67 and 8.67)  respectively.  The  activity  at  both  the  dose  levels were  comparable  and  equipotent  as  that  of  Glaxenna  treated  group  (P value <0.01).

DISCUSSION: The above results indicates that Scutia  myrtina  potentiates  the  effect  of  acetylcholine  on  isolated  rat  intestine  which  indicated  the  contraction  of  rat  intestine. As well as it has significant Gut motility and thus Laxative activity, may be due to the presence of Anthraquinone Glycosides.

CONCLUSION: Finally  from  the  study  we  can  state  that  Scutia  Myrtina  has  Significant  Gut Motility  activity  which  may  be  due  to  the  presence  of  Anthraquinone  Glycosides and  can  be  further  explored  to  give  it  a  shape  of  Laxative  Formulation.

 ACKNOWLEDGEMENT: The Authors are very much thankful   to Mr.  S  Sengottuvelu  of  Nanda College  of  Pharmacy  for  his  continuous  help  during  the  Project  and  also  to  the Management  of  Nanda  College  of  Pharmacy,  Erode  for  supplying  with  the facilities,  reagents  and  Chemicals  required  for  the  work.

REFERENCES:

1. Gilman  A  G,  Goodman L  S,  Hardman  J  G,  Limbird  L  E,  Goodman  and Gilman’s  The  pharmacological  basis  of  therapeutics. Mc Graw Hill, New York. Edition 10, 2001: 1005 – 1013.
2. Das S: Effect of Eclipta Alba on gastritis.  Medicinal and Aromatic Plants Abstracts 1993; 9 (5), 502 - 503.
3. Dhar   ML,  Dhar   MM,  Dhawan   BN,  Mehrotra  BN,  Ray  C :  Screening  of Indian  plants  for  Biological  Activity.  Indian Journal of Experimental Biology 1968; 6:  232-247.
4. Kritikar, K. R, Basu,  B . D.  Indian Medicinal Plants, Lalit Mohan Basu, Allahabad, Edition 2, Vol.  III, 1935: 457 – 458.
5. Kritheka   N,  Kumar  R  S,  Kumar  S  S,  Murthy  N  V,  Sundram  R S,  Peruma P: Anit-inflammatory  and  Antimicrobial  activities  of  Petroleum  ether  and Ethanolic  extracts of  Scutia  Myrtina. Oriental Pharmacy & Experimental Medicine 2008; 8(4): 400-407.
6. Kokate C K: Practical Pharmacognosy, Vallabh  Prakashan,  New Delhi, Edition 4,1991: 165-78.
7. Akomolafe  R O, Adeoshun  I  O, Elujoba  A A,  Iwalewa  E  O and  Ayoka A O :  Effects  of  cassia  sieberiena  leaf  extracts  on  the  intestinal   motility  of rat. African   Journal of Biomedical Research 2003; 6:141-145
8. Landi  M,  Croci  T, Carmona  M  R,  Maffrand  J  P,  Fur  G  L,  Manara  L : Modulation  of  gastric  emptying  and  gastrointestinal  transit  in  rats  through intestinal  cannabinoid  CB₁  receptors.  European Journal of Pharmacology. 2002; 450:77-83.
9. Izzo  A A,  Sautebin  L,  Laura  R,  Capasso  F :  The  role  of  constitutive  and inducible     nitric  oxide  synthase  in  senna-  and  cascara - induced  diarrhea  in the  rat. European Journal of Pharmacology 1997; 323: 93-97.
   

   ---