بررسی تاثیرات ضد چاقی، پروفایل فیتوشیمیایی و سمیت حاد عصاره اتانولی زعفران (Crocus sativus L.)

مقدمه: کروکوس ساتیووس (C. sativus)، معروف به زعفران، از زمان‌های قدیم به خاطر خواص دارویی‌اش شناخته شده است. این گیاه برای اولین بار در سال ۱۹۸۰ به منطقه جزیره چنگ‌مینگ شانگهای چین معرفی شد. زعفران چینی، که از این گیاه به دست می‌آید، یکی از باارزش‌ترین گیاهان دارویی سنتی چین است که در سال ۲۰۱۳ حدود ۱ تن از آن تولید شد. طب سنتی چینی (TCM) از این گیاه به عنوان ضد آنژین برای مدت طولانی استفاده کرده است. این گیاه به طور گسترده ای برای خواص دارویی آن در درمان چاقی و مشکلات گوارشی مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه با هدف انجام یک تجزیه و تحلیل فیتوشیمیایی جامع از عصاره اتانولی کلاله زعفران با استفاده از LCMS/MS، اندازه‌گیری ترکیب اصلی آن، یعنی کروسین (trans-4-GG-crocin)، و مطالعه سمیت حاد آن انجام شد. به علاوه، در این مطالعه اثر ضد چاقی عصاره بر گورخرماهی در یک مدل القا شده با رژیم غذایی پرچرب نیز مورد بررسی قرار گرفت. روش‌ها: قبل از مطالعه تاثیرات ضد چاقی، ما با استفاده از UHPLC-ESI-MS/MS در هر دو حالت مثبت و منفی، یک پروفایل جامع از عصاره اتانولی زعفران انجام دادیم. سپس، جزء اصلی، یعنی trans-4-GG-crocin، با استفاده از HPLC با آشکارساز UV اندازه‌گیری شد. این مطالعه با آزمون سمیت حاد به مدت ۷۲ ساعت برای ارزیابی مشخصات ایمنی این عصاره با استفاده از پنج غلظت عصاره، از ۹۳٫۷۵ تا ۱۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر، دنبال شد. سپس شش گروه از گورخرماهی‌های وحشی بر اساس رژیم غذایی، یعنی (۱) کنترل (۵ میلی‌گرم آرتمیا/ماهی/روز)، (۲) پرخوری (۶۰ میلی‌گرم آرتمیا/ماهی/روز)، (۳-۶) رژیم غذایی پرچرب (۵ میلی‌گرم آرتمیا+۳۰ میلی‌گرم زرده تخم مرغ/ماهی/روز) تفکیک شدند، سپس از هفته ۹ تا ۱۶، گروه‌های ۴-۶ ، (۴) ۵۰ میلی‌گرم بر لیتر، (۵) ۱۰۰ میلی‌گرم بر لیتر و (۶) ۲۰۰ میلی‌گرم بر لیتر عصاره زعفران دریافت کردند. نتایج: تحلیل‌های LCMS/MS نشان دهنده بیست عنصر گیاهی در حالت منفی در مقایسه با بیست و دو مورد در حالت مثبت بود. این عصاره حاوی ۵۳۶٫۹۱ میکروگرم بر گرم trans-4-GG-crocin بود. بالاترین غلظت مورد آزمایش در سمیت حاد، ۱۰۰٪ از حیوانات آزمایش شده را ظرف ۲۴ ساعت کشت، و تجزیه و تحلیل probit نشان داد که LC50 عصاره ۱۰۲۱ میلی‌گرم بر لیتر است. هشت هفته درمان با ۱۰۰ و ۲۰۰ میلی‌گرم بر لیتر زعفران به طور قابل توجهی شاخص توده بدنی گورخرماهی مدل القا شده با رژیم غذایی پرچرب را کاهش داد (p<0.0001). نتیجه‌گیری: عصاره اتانولی زعفران عمدتا حاوی ترکیبات فلاونوئید، کاروتنوئید و ترپنوئید است. این عصاره در غلظت‌های بالا (۱۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر) بسیار سمی است که ۱۰۰٪ از گورخرماهی‌های آزمایش شده را می‌کشد. هشت هفته درمان با ۱۰۰ و ۲۰۰ میلی‌گرم بر لیتر عصاره زعفران از طریق غوطه‌وری، به طور قابل توجهی شاخص توده بدنی در مدل گورخرماهی القا شده با رژیم غذایی پرچرب را کاهش داد. یافته‌ها نشان می‌دهد که عصاره زعفران می‌تواند یک عامل ضد چاقی طبیعی امیدوارکننده باشد که اثبات این امر مستلزم تحقیقات بیشتر است. این مطالعه بینش ارزشمندی را در مورد پتانسیل ترکیبات طبیعی به عنوان منبع عوامل ضد چاقی ارائه می‌دهد و بر ضرورت تحقیقات بیشتر در این زمینه تأکید می‌کند. اگرچه این گیاه در مدل‌های حیوانی جوندگان برای ضد چاقی مورد مطالعه قرار گرفته است، اما نحوه عملکرد آن هنوز ناشناخته است و نیاز به تحقیقات بیشتر دارد.

Introduction: Crocus sativus (C. sativus), known as saffron, has been recognized for its medicinal benefits since ancient times. The plant was first introduced to the Chongming Island region of Shanghai, China, in 1980. Chinese Saffron, derived from this plant, is one of China’s most valuable traditional herbs, yielding about 1 ton in 2013. Traditional Chinese Medicine (TCM) has used this plant as an antianginal for a long time. The plant has been extensively studied for its pharmacological benefits in treating obesity and gastrointestinal problems. This study aimed to conduct a comprehensive phytochemical analysis of C. sativus stigma (saffron) ethanolic extract using LCMS/MS, quantify its major compound, i.e., trans-4-GG-crocin, and study its acute toxicity. In addition, this study aimed to investigate the effect of the extract on anti-obesity in a high-fat diet-induced zebrafish model. Methods: Before the anti-obesity study, we conducted a comprehensive profiling of saffron ethanolic extract using UHPLC-ESI-MS/MS in both positive and negative modes. Then, the principal constituent, i.e., trans-4-GG-crocin, was quantified using HPLC with a UV detector. The study was followed by an acute toxicity study for 72 h to evaluate the safety profile of this extract using five concentrations of extract, from 93.75–1500 mg/L. Six groups of wild-type zebrafish were then segregated according to food regimen, i.e., (1) control (5 mg artemia/fish/day), (2) overfeeding (60 mg of artemia/fish/day), (3–6) high-fat diet (5 mg artemia+30 mg egg yolk/fish/day), then starting week 9–16, groups 4–6 were received (4) 50 mg/L, (5) 100 mg/L and (6) 200 mg/L of saffron extract. Results: Negative mode analysis revealed twenty phytoconstituents, while twenty-two were found in positive mode LCMS/MS analysis. The extract contained 536.91 µg/g of trans-4-GG-crocin. The highest concentration tested in the acute toxicity killed 100% of the testing animals within 24 h, and probit analysis showed that the LC50 of the extract was 1021 mg/L. Eight weeks of treatment with 100 and 200 mg/L of saffron significantly reduced the body mass index of the high-fat diet-induced zebrafish model (p<0.0001). Conclusion: Saffron ethanolic extract contains mainly flavonoid, carotenoid, and terpenoid compounds. This extract is highly toxic in high concentrations (1500 mg/L), which kills 100% of the tested zebrafish. Eight weeks of treatment with 100 and 200 mg/L of saffron extract via immersion significantly reduced body mass index in the high-fat diet zebrafish model. The findings suggest that Saffron extract could be a promising natural anti-obesity agent that warrants further investigation. The study provides valuable insights into the potential of natural compounds as a source of anti-obesity agents and highlights the need for further research in this area. Even though this plant was studied for anti-obesity in rodent models, its mode of action is still unknown and warrants further investigation, which could be explored more in a cheaper and easier way by using another translational animal model, such as zebrafish