Original article

Evaluation of Angiotensin I-Converting Enzyme (ACE) inhibitory potential of some underutilized indigenous fruits of West Bengal using an in vitro model

Évaluation du potentiel inhibiteur de l'enzyme de conversion de l’angiotensine I (ECA) dans certains fruits indigènes sous-utilisés du Bengale occidental, à l’aide d’un modèle in vitro.

Evaluación del potencial inhibidor de la enzima convertidora de la angiotensina I (ECA) en determinadas frutas locales infrautilizadas de Bengala occidental, mediante un modelo in vitro.

Phytochem. Pharmacogn. Res. Lab., Dep. Bot., Univ. Calcutta, 35 Ballygunge Circular Road, Kolkata 700019, India,
bratatide@hotmail.com

^* Correspondence and reprints

Received: 1 October 2012
Accepted: 8 February 2013

Abstract

Introduction. Angiotensin I-Converting Enzyme (ACE) is a key component in regulation of blood pressure by virtue of the rennin-angiotensin system. ACE converts the inactive decapeptide, angiotensin I, into the potent vasopressor octapeptide, angiotensin II, and inactivates bradykinin, which has a vasodilating action. So, inhibition of ACE has become a major target in control of hypertension. It is well known that the consumption of fruits could provide health benefits by lowering the risk of chronic diseases such as metabolic syndrome diseases including type 2 diabetes and cardiovascular disease. Our current study was focused on investigating the ACE inhibitory property of a few underutilized minor fruits of West Bengal using an in vitro assay. Materials and methods. The potential antihypertensive activity of underutilized indigenous edible fruits of West Bengal, India, was evaluated by their ability to inhibit Angiotensin-Converting Enzyme (ACE). The ACE inhibitory property was assayed using ACE from rabbit lung and hippuryl-histidyl-leucine as the substrate. Nineteen fruit species belonging to 15 families were investigated. The percentage ACE inhibitory activities of these fruits were studied at 20 µg fresh weight of fruit extract per mL. The total phenol content of all these fruits was determined following the standard Folin-Ciocalteu method. Total flavonoid content was also measured. Results. The aqueous fruit extracts of the red variety of Trapa bispinosa, Phoenix sylvestris, Cicca acida, Achras sapota and Averrhoa carambola presented more than 75% ACE inhibition. On the other hand, Punica granatum, Spondias pinnata, Trapa bispinosa (green) and Ziziphus mauritiana showed about 50% inhibition. Aegle marmelos, Annona squamosa, Annona reticulata, Feronia elephantum, Physalis peruviana and Syzygium jambos showed low activity (< 50% inhibition). Discussions. To date there has been no report on Angiotensin I-Converting Enzyme inhibitory activities of these underutilized minor fruits of West Bengal, India. During our study no correlation could be established between the % ACE inhibition and the total phenol or flavonoid content of these fruit extracts. So, it appears that non-phenolic components may also be responsible for ACE inhibitory activity. In our investigation we tried to establish the fact that the consumption of these underutilized minor fruits might have potential in managing cardiovascular diseases.

Résumé

Introduction. L’enzyme de conversion angiotensine I (ECA) est un élément clé dans la régulation de la pression artérielle, en vertu du système rénine-angiotensine. L’ECA convertit le décapeptide inactif, l’angiotensine I, en un puissant octapeptide vasoconstricteur, l’angiotensine II, et inactive la bradykinine qui a une action vasodilatatrice. Ainsi, l’inhibition par l’ECA est devenue un important objectif de contrôle de l’hypertension. Il est bien connu que la consommation de fruits pourrait avoir un effet bénéfique sur la santé en réduisant le risque de maladies chroniques liées au syndrome métabolique dont les diabètes de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Notre étude a été axée sur l’évaluation de la propriété d’inhibition de l’ECA de quelques fruits mineurs sous-utilisés du Bengale occidental en utilisant un dosage in vitro. Matériel et méthodes. L’activité antihypertensive potentielle de fruits comestibles sous-utilisés indigènes du Bengale occidental (Inde) a été évaluée par leur capacité à inhiber l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ECA). La propriété inhibitrice de l’ACE a été analysée en utilisant l’ACE extrait de poumon de lapin et l’hippuryl-histydyl-leucine comme substrat. Dix-neuf espèces fruitières appartenant à 15 familles ont été étudiées. Le taux d’activités d’inhibitrices de l’ECA de ces fruits a été étudié avec 20 mg d’extrait de fruit (poids frais) par mL. La teneur totale en phénol de tous ces fruits a été déterminée en suivant la méthode standard de Folin-Ciocalteau. La teneur totale en flavonoïdes a également été mesurée. Résultats. Les extraits aqueux de fruits de Trapa bispinosa (variété rouge), ainsi que ceux de Phoenix sylvestris, Cicca acida, Achras sapota et Averrhoa carambola ont présenté une activité inhibitrice de l’ECA de plus de 75 %. Par ailleurs, Punica granatum, Spondias pinnata, Trapa bispinosa (variété verte) et Ziziphus mauritiana ont montré une activité inhibitrice d’environ 50 %, alors que les espèces Aegle marmelos, Annona squamosa, Annona reticulata, Feronia elephantum, Physalis peruviana et Syzygium jambos ont montré une faible activité inhibitrice (< 50 %). Discussions. Jusqu’à présent, il n’existait pas de publications sur l’activité inhibitrice de l’enzyme de conversion angiotensine I de ces fruits mineurs sous-utilisés du Bengale occidental. Lors de notre étude, aucune corrélation n’a pu être établie entre le taux d’inhibition de l’ECA et les teneurs en flavonoïdes ou phénols totaux de ces extraits de fruits. Il semble donc que des composants non-phénoliques pourraient également être responsables de l’activité inhibitrice de l’ECA. Nos recherches conduiraient à montrer que la consommation de ces fruits mineurs sous-utilisés pourrait potentiellement intervenir dans la gestion des maladies cardio-vasculaires.

Resumen

Introducción. La enzima convertidora de la angiotensina I (ECA) es un elemento clave en la regulación de la presión arterial, en virtud del sistema renina angiotensina. La ECA convierte el decapéptido inactivo, la angiotensina I, en un potente octapéptido vasoconstrictor, la angiotensina II, e inactiva la bradiquinina, que tiene una acción vasodilatadora. Así, la inhibición de la ECA se ha convertido en un importante objetivo para controlar la hipertensión. Se sabe que el consumo de frutas podría tener un efecto beneficioso para la salud, reduciendo el riesgo de enfermedades crónicas ligadas al síndrome metabólico, entre ellas la diabetes de tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares. Nuestro estudió se basó en la evaluación de las propiedades inhibidoras de la ECA de algunas frutas menores infrautilizadas en Bengala occidental mediante una dosificación in vitro. Material y métodos. La actividad antihipertensiva potencial de las frutas comestibles infrautilizadas de Bengala occidental (India) se evaluó por su capacidad inhibidora de la enzima convertidora de la angiotensina (ECA). Se analizó la propiedad inhibidora de la ACE con ACE extraída de pulmón de conejo e hipuril-histidil-leucina como sustrato. Se estudiaron 19 especies de frutas pertenecientes a quince familias. El índice de actividades inhibidoras de la ECA de dichas frutas se estudió con 20 mg de extracto de fruta (peso fresco) por ml. El contenido total en fenoles de dichas frutas se determinó con el método estándar de Folin-Ciocalteau. También se midió el contenido total en flavonoides. Resultados. Los extractos acuosos de frutas de Trapa bispinosa (variedad roja), así como los de Phoenix sylvestris, Cicca acida, Achras sapota y Averrhoa carambola presentaron una actividad inhibidora de la ECA de más del 75%. Asimismo, Punica granatum, Spondias pinnata, Trapa bispinosa (variedad verde) y Ziziphus mauritiana mostraron una actividad inhibidora de alrededor del 50%, mientras que las especies Aegle marmelos, Annona squamosa, Annona reticulata, Feronia elephantum, Physalis peruviana y Syzygium jambos mostraron una débil actividad inhibidora (< 50%). Discusión. Hasta este momento no existían publicaciones sobre la actividad inhibidora de la enzima convertidora de la angiotensina I de estas frutas menores infrautilizadas de Bengala occidental. Tras nuestro estudio, no se ha podido establecer ninguna correlación entre el índice de inhibición de la ECA y el contenido en flavonoides o fenoles totales de dichos extractos de frutas. Por tanto, parece que los componentes no fenólicos podrían ser igualmente responsables de la actividad inhibidora de la ECA. Nuestras investigaciones pretenderían demostrar que el consumo de estas frutas menores infrautilizadas podría potencialmente intervenir en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares.