Sub-Acute Toxicity of Alkaloids Extract from Drimia maritima in Pregnant & Non-Pregnant Females of Wistar Rats.

Abstract

La plante Drimia maritima, connue sous le nom d’oignon marin, est une espèce bulbeuse originaire du bassin méditerranéen, y compris l’Algérie. Elle est utilisée depuis des siècles dans la médecine traditionnelle pour ses propriétés cardiotoniques, diurétiques et anti-inflammatoires. Malgré ses usages thérapeutiques contre l’asthme ou l’ictère, elle est aussi connue pour sa toxicité élevée, en raison de la présence de composés puissants, notamment les bufadiénolides. Cette toxicité est telle que la plante a été historiquement utilisée comme raticide. Cette étude a pour objectif d’analyser le profil phytochimique des alcaloïdes extraits des bulbes de Drimia maritima et d’évaluer leur toxicité. Elle s’intéresse particulièrement à leurs effets sur les paramètres biochimiques, hématologiques, et sur le développement embryonnaire chez les femelles de rats Wistar. Les bulbes ont été récoltés dans la région de Sétif, au nord-est de l’Algérie. Les alcaloïdes totaux ont été extraits à partir de matériel végétal frais par extraction liquide-liquide, donnant un rendement d’environ 0,036 %. La présence des alcaloïdes a été confirmée par chromatographie sur couche mince (CCM) avec le réactif de Dragendorff. Pour l’étude de la toxicité, des femelles adultes et saines de rats Wistar ont été utilisées. Une étude de toxicité subaiguë a été menée avec une dose quotidienne par voie orale de 5,1761 mg/kg pendant cinq jours, correspondant à 1/100 de la DL₅₀ rapportée. L’évaluation a inclus le suivi du poids corporel et des organes, des analyses sanguines (hématologiques et biochimiques concernant le foie et les reins) et l’analyse des hormones de reproduction. Pour la toxicité embryonnaire, les femelles ont été traitées pendant la gestation. Le 20e jour de gestation (GD20), elles ont été sacrifiées et le nombre ainsi que le poids des fœtus ont été examinés. Aucun décès n’a été enregistré pendant l’étude subaiguë, bien que des signes cliniques transitoires de toxicité légère aient été observés (tachycardie et spasmes mineurs après l’administration). Chez les femelles non gravides, une perte significative de poids corporel a été observée dans le groupe traité. Aucune anomalie visible n’a été détectée dans les organes, mais une augmentation significative du poids relatif de la rate a été notée. Les analyses biochimiques ont montré une baisse marquée de l’urée et de la créatinine sériques (fonctions rénales), ainsi qu’une diminution des enzymes hépatiques AST et ALT. L’analyse hématologique a révélé une baisse significative du nombre de plaquettes (PLT) et du pourcentage plaquettaire (PCT).Chez les femelles gestantes, le poids corporel est resté stable pendant toute la période. Toutefois, le traitement a induit une toxicité développementale marquée : le poids moyen des fœtus du groupe traité a diminué d’environ 81,93 % par rapport au groupe témoin, traduisant un retard sévère de croissance intra-utérine. Le nombre de fœtus a également diminué, mais sans signification statistique. Sur le plan hormonal, une augmentation significative du taux de progestérone a été observée chez les femelles traitées. Les résultats suggèrent que l’extrait alcaloïdique de Drimia maritima, même à faible dose et sur une courte durée, peut induire une toxicité modérée potentiellement réversible, affectant les fonctions organiques et reproductives. La baisse importante du poids fœtal indique un effet embryotoxique notable, probablement lié au passage placentaire des composés toxiques. La baisse inhabituelle des marqueurs hépatiques et rénaux nécessite des recherches supplémentaires pour élucider les mécanismes d’action de ces alcaloïdes. Bien que cette étude fournisse des données importantes, les composés actifs spécifiques restent à identifier. Des travaux futurs sont nécessaires pour isoler, caractériser et comprendre les mécanismes moléculaires de ces substances, afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de cette plante face à ses risques toxiques. ===========================================================================================================================Drimia maritima, commonly known as sea squill, is a bulbous plant native to the Mediterranean basin, including Algeria. It has been used for centuries in traditional medicine for its cardiotonic, diuretic, and anti-inflammatory properties. Despite its therapeutic uses for conditions like asthma and jaundice, the plant is also known for its high toxicity, mainly due to potent compounds such as bufadienolides. Its toxicity is so notable that it has historically been used as a rodenticide. The primary aim of this study was to perform a phytochemical analysis of the alkaloids present in Drimia maritima bulbs and to carry out a comprehensive toxicity assessment. Specifically, the study sought to evaluate its effects on biochemical and hematological markers and embryonic development in female Wistar rats. Bulbs of Drimia maritima were collected from the Sétif region in northeastern Algeria. Total alkaloids were extracted from fresh plant material using a liquid-liquid extraction method, with a yield of approximately 0.036% from the raw plant material. The presence of alkaloids was confirmed in the final extract using thin-layer chromatography (TLC) with Dragendorff’s reagent as a detection agent. For toxicity evaluation, healthy adult female Wistar rats were used. A sub-acute toxicity study was conducted, where the treated group received a daily oral dose of 5.1761 mg/kg for five days. This dose corresponds to 1/100 of the reported LD₅₀. Assessments included body and organ weight monitoring, complete hematological and biochemical analysis (to evaluate liver and kidney function), and reproductive hormone measurements. To assess embryotoxicity, pregnant females were treated during gestation. On gestation day 20 (GD20), they were sacrificed, and the number and weight of fetuses were carefully examined. No mortality was observed during the sub-acute test. However, transient mild clinical signs such as tachycardia and slight convulsions were recorded shortly after administration. In non-pregnant rats, significant body weight loss was observed in the treated group. While no gross anatomical changes in organs were noted, a statistically significant increase in the relative spleen weight was recorded. Biochemical analysis revealed a notable and significant decrease in serum urea and creatinine levels (renal markers) and in liver enzymes AST and ALT. Hematological evaluation showed a significant reduction in platelet count (PLT) and plateletcrit (PCT). In pregnant rats, maternal body weight remained stable throughout gestation. However, the extract showed strong signs of developmental toxicity. The average pup weight in the treated group was reduced by approximately 81.93%, indicating severe intrauterine growth restriction. The number of pups also decreased, although this change was not statistically significant. Hormonal analysis revealed a significant increase in progesterone levels in treated females. These findings confirm that the alkaloid extract of Drimia maritima, even at a low sub-acute dose, induces moderate and potentially reversible toxicity. It clearly affects organ function and reproductive outcomes. The sharp decline in pup weight points to a major embryotoxic risk, likely due to placental transfer of toxic compounds. The atypical decrease in liver and kidney markers is unusual for a toxic substance and warrants further investigation into the specific mechanism of action of this extract. While this research provides crucial preliminary data, the specific alkaloids responsible for these effects remain unidentified. Future work should focus on isolating and structurally characterizing these active compounds and exploring their mechanisms to better understand the balance between the plant’s therapeutic potential and its toxicological risks. ==========================================================================================================================تُعدّ نبتة بصل العنصل (Drimia maritima) من النباتات البصلية التي يعود أصلها إلى حوض البحر الأبيض المتوسط، بما في ذلك الجزائر. لطالما كانت هذه النبتة مكوناً أساسياً في الطب التقليدي، حيث استُخدمت لخصائصها القلبية المدعمة، والمدرّة للبول، والمضادة للالتهابات. وعلى الرغم من استعمالها لعلاج حالات مثل الربو واليرقان، إلا أنها تُعرف بسمّيتها العالية، التي تُعزى إلى احتوائها على مركبات قوية وفعالة، أبرزها البوفادينوليدات، الهدف من هذه الدراسة هو إجراء تحليل كيميائي نباتي لمستخلص القلويدات الموجود في وتقييم سُميته بشكل شامل. وقد ركّزت الدراسة بشكل خاص على تأثير المستخلص على المؤشرات البيوكيميائية والدموية، بالإضافة إلى دراسة تأثيره على تطور الأجنة لدى إناث فئران ويستار. تم جمع البصلات من منطقة سطيف الواقعة شمال شرق الجزائر. وتم استخراج القلويدات الكلية من المادة النباتية الطازجة عبر تقنية الاستخلاص السائل-السائل، ما أسفر عن مردود يُقدّر بحوالي 0.036% من المادة الخام. وأُكّد وجود القلويدات في المستخلص النهائي من خلال تحليل نوعي باستخدام كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة (TLC)، مع كاشف دراغندورف كمادة كاشفة. شملت الدراسة استعمال إناث فئران ويستار بالغة وسليمة لإجراء اختبار السمية شبه الحادة، حيث تلقّت مجموعة المعالجة جرعة فموية يومية قدرها 5.1761 ملغ/كغ لمدة خمسة أيام، وهي تعادل 1/100 من الجرعة المميتة المتوسطة (LD50) ، المبلّغ عنها. وشمل التقييم مراقبة تطور الوزن الجسماني ووزن الأعضاء، بالإضافة إلى إجراء تحاليل دموية وكيميائية حيوية لتقييم وظائف الكبد والكلى، وتحليل مستويات الهرمونات التناسلية. لم تُسجَّل أي وفيات خلال اختبار السمية، لكن ظهرت علامات سريرية خفيفة وعابرة، مثل تسارع في ضربات القلب وتشنجات طفيفة بعد الجرعة. فيما يخص الفئران غير الحوامل، لوحظ انخفاض كبير في الوزن الجسماني في نهاية التجربة، مقارنةً بالمجموعة الضابطة. لم تُسجَّل تغيّرات ظاهرية في الأعضاء، إلا أنه لوحظ ارتفاع معنوي في الوزن النسبي للطحال. كشفت التحاليل البيوكيميائية عن انخفاض معنوي ومفاجئ في مستويات اليوريا والكرياتينين، إلى جانب انخفاض في إنزيمات الكبد AST و ALT، أما التحاليل الدموية، فأظهرت انخفاضًا معنويًا في عدد الصفائح الدموية (PLT) ومؤشر كريات الصفيحات (PCT) والهيموغلوبين (HGB) بالنسبة للفئران الحوامل، لم يُسجَّل تغيّر في وزن الأمهات خلال فترة الحمل، إلا أن المستخلص أظهر مؤشرات واضحة على وجود سمية نمائية. إذ سُجِّل انخفاض كبير جدًا بنسبة تُقدَّر بحوالي %81.93 في متوسط وزن الأجنة في مجموعة المعالجة مقارنةً بالمجموعة الضابطة، مما يدل على تقييد شديد للنمو داخل الرحم.، كما لوحظ انخفاض في عدد الأجنة، غير أن هذا التغيير لم يكن معنويًا. أما التحاليل الهرمونية، فقد أظهرت ارتفاعًا معنويًا في مستوى هرمون البروجسترون لدى الإناث المعالَجة، تُشير نتائج هذه الدراسة إلى أن مستخلص قلويدات (Drimia maritima) ، حتى بجرعة منخفضة ولفترة قصيرة، يُمكن أن يُسبب سمية معتدلة قابلة للعكس، مع تأثير واضح على وظائف الأعضاء والتكاثر. يُبرز الانخفاض الحاد في وزن الأجنة خطورة هذا المستخلص على تطور الأجنة، ما يُعزّز فرضية عبور المركبات السامة للمشيمة. كما أن الانخفاض غير المتوقع في مؤشرات الكبد والكلى يستدعي مزيدًا من البحث لفهم آلية تأثير هذه القلويدات.. ورغم أهمية النتائج التي توصلنا إليها، لا تزال المركبات الفعالة المسؤولة عن هذه التأثيرات غير معروفة. من الضروري مستقبلاً عزل هذه القلويدات وتحديد تركيبها البنيوي، إلى جانب دراسة آليات تأثيرها بدقة، لتحقيق فهم أعمق للتوازن بين الإمكانات العلاجية لهذا النبات والمخاطر السمية المرتبطة به.