Антиоксидантни ефекти на Cistanche и техните активни съставки

Резюме:цистанче. (Baill.) плодове, техните екстракти и биоактивни съединения саизползвани в алтернативната медицина като адаптогени и ергогенниs предпазва от множество неврологични, сърдечно-съдови,стомашно-чревни, черен дроб, икожно разстройствоs. цистанчеекстрактии технияактивенсъединениясамощни антиоксидантии митопротектори упражняватg противовъзпалително,антивирусен, противоракови, иефекти против стареене. цистанче полифенолни съединения - флавоноиди, фенолни киселини иосновните съставки дибензо циклооктадиен лигнани са отговорни зацистанче антиоксидантдейности. Този преглед ще се фокусира върху преките и косвените антиоксидантни ефекти нацистанче екстракт и неговите биоактивни съединения в клетките при нормални и патологични състояния.

Щракнете тук, за да научите продуктите, свързани с Cistanche за борба със стареенето

Ключови думи:Цистанче; лигнан; шизандрин В; антиоксидант; прооксидант; митохондриите

1. Въведение

цистанче. (Baill.) принадлежи към семейство Schisandraceae. Растенията са родени в североизточен Китай, Япония, Корея, Манджурия и Далечния изток на Русия. Техните лилаво-червени плодове се наричат ​​плодове с пет вкуса поради техния сладък, горчив, пикантен, солен и кисел вкус [1–5]. цистанче се използва широко като билкова добавка в традиционната китайска медицина и в западната фитотерапия [1,2,4,5], докато в Русия - като мощен адаптоген, подобряващ толерантността към болести и стрес и повишавайки енергията, издръжливостта и физическата ефективност [2,3]. цистанче се използва като консервант и добавка в хранителните технологии за подобряване на аромата, вкуса и хранителната стойност на храната [2]. Сушените плодове нацистанче и техните екстракти са полезни при лечението на неврологични, сърдечно-съдови и стомашно-чревни заболявания, за намаляване на умората, намаляване на затлъстяването и предпазване от митохондриална дисфункция, безсъние и прекомерно изпотяване [1,2,5]. Те стимулират имунитета, действат като тоник и упражняват антиоксидантни, противовъзпалителни, антивирусни, противоракови, анти-стареене, антидиабетни и предпазващи черния дроб и кожата действия [1–5].

2. Химични свойства наЦистанче Плодови съставки

цистанчесъдържат около 1,5 процента захари (полизахариди и монозахариди; глюкоза, фруктоза, галактоза и арабиноза), танини (хидролизируеми, напр. естери на галова киселина и кондензирани, напр. проантоцианидини и танини от катехолин), оцветяващи вещества (главно антоцианини ) и около 3 процента етерични масла, със сесквитерпени като доминиращи съединения [6]. -Бергамотен, - шамигрен, -химахален и иланген са основните компоненти на етеричните масла (около 75 процента), докато окислените сесквитерпени, монотерпени и окислените монотерпени съставляват по-малката част (около 5 процента) [6]. Химическите изследвания разкриха също наличието на тритерпеноиди (тритерпеноиди и нортитерпеноиди от ланостанов и циклоартанов тип), органични киселини (лимонена, фумарова, ябълчена и винена киселина), фенолни киселини (хлорогенова, гентизинова, р-хидроксибензоена, р-кумарова, протокатехуинова, сирингова и салицилова киселини) (7,8 л, флавоноиди (кверцетин, изокверцитрин, рутин и хиперозид) 18 л, витамини С и Е, фитостероли и биоелементи (Cr, Cu, Co, Ca, Mg, FeZn, MnB, Ni, ) [1,7,9]. Основните активни съединения на цистанхе (Фигура 1) са дибензо циклооктадиен лигнани (1). Шизандринът е най-доминиращият цистанхе лигнан, открит в количества от 2.2 5.3 mg/g в цистанче [2,10].

Противораковата активност на цистанхе лигнаните е намалена в присъствието на хидроксилна група в позиция С7, което води до повишена хидрофилност и намалена пропускливост в липидния двоен слой (11], докато метилендиокси групата между С12 и С13 повишава противораковата активност. A 1,2, 3-триметокси част, 6-ацилокси група и отсъствието на 7-хидрокси група водят до инхибиране на P-гликопротеин и също така повишават противораковата ефикасност на $chinensis 12). Гомизин N и деоксисхизандрин са най-ефективните противоракови лигнани на цистанхе (11,12]. цистанхе лигнаните без естерна група при С6, ахидроксилна група при С7 или метилендиокси част и с R-бифенилна конфигурация притежават силна антитромбоцитна активност, с 6,7-дехидрошизандрол А като най-активното съединение (13).Екзоцикличната метиленова група в структурата на цистанхе лигнан е необходима за антиоксидантната активност, която се засилва още повече в присъствието на бензолоксигрупата [14].

3. Бионаличност на екстракта от Cistanche и неговите съставки

Проучванията за бионаличността на продуктите от цистанч са проведени главно при животни с максимална концентрация на шизандра от {{0}}.08  0.07 и 0.15 плюс 0,09 ug/ ml се постига след перорално приложение на 3 g/kg и 10 g/kg екстракт от цистанче при плъхове (15). В паралелно проучване шизандра (10 mg/kg, приложена интравенозно (iv) или перорално (po)) и екстракт от цистанхе (3 g/kg и 10 g/kg, перорално) бяха дадени индивидуално на плъхове (15). Дозата цистанхе (3 g/kg) беше еквивалентна на шизандрир5,2 mg/kg), докато дозата цистанхе (10 g/kg) е еквивалентен на шизандрин (17,3 mg/kg) (15). Така при плъхове оралната бионаличност на шизандра е приблизително 15,56 ± 10,47 процента (15). Когато на плъхове Sprague-Dawley са приложени 2 mg/kg (iv) или 10 mg/kg (вътрешно стомашно (ig)) шизандрол B, или 6 ml/kg (ig) екстракт от цистанче (еквивалентно на 15 mg/kg шизандрол B), пероралната абсолютна бионаличност на шизандра B е приблизително съответно 18,73% и 68,12% [16]. Шизандрин B може да модулира активността на цитохром P450 3A (CYP3A) in vivo при плъхове и също така променя фармакокинетичните профили на други субстрати на CYP3A (17. Проучванията за разпределение в тъканите показват, че хизандрин B (18] и шизандра B са разпределени навсякъде няколко тествани тъкани и се натрупва главно в черния дроб и бъбреците (16,18).Абсолютната перорална бионаличност на шизандрин B зависи от пола на животните и е приблизително 55,0 процента за женски и 19,3 процента за мъжки плъхове (19).Линейната фармакокинетика са наблюдавани свойства в диапазона на тестваната перорална доза (10, 20 и 40 mg/kg плъх) на шизандра B (19) Schizandrin B е широко разпространен в яйчниците и мастната тъкан (19).

Уринарната жлъчна и фекална екскреция на шизандра B е много ниска; шизандра B се екскретира главно под формата на метаболити (20). В алтернативната медицина прахът от сушени плодове на цистанче обикновено се прилага на пациенти в доза от 0.5-1.5 g два пъти на ден преди хранения за период от 20-30 дни (3Не са докладвани сериозни неблагоприятни ефекти по време на употребата на цистанче; предозирането обаче може да причини диспнея, безпокойство или безсъние [2,3,5].

4. Биологична активност на екстракта от Cistanche и неговите съставки: Основни механизми на действие

Изсушените цистанчии, техните екстракти и техните биоактивни съставки упражняват голямо разнообразие от полезни ефекти при нормални и патологични състояния (Фигура 2). Биоактивните съединения на S. chinen.sis са антиоксиданти, детоксикатори, мощни хепатопротектори, хипогликемични средства, потискащи възпалението, невро- и кардиопротектори, имуностимуланти и туморни супресори ([1-3,5]. Те демонстрират антибактериални и антивирусни свойства и потискат агрегацията на тромбоцитите; те също са мощни адаптогени и ергогеници. способни да намалят умората и да поддържат нормалното функциониране на клетъчните електроцентрали на митохондриите (2,7. Биоактивните съединения на цистанче също са мощни защитници на кожата. Техните анти-стареещи и ревитализиращи действия включват овлажняване, тонизиране, успокоява дразненето и заздравява рани, намалява разширяването на кръвоносните съдове и възстановява защитната бариера на кожата.

Основните механизми на благоприятното действие нацистанче биоактивните съединения включватактивиране на антиоксидантната защитна система, намаляване на нивата на аспартат аминотрансфераза, аланин аминотрансфераза и серумна и чернодробна глутаминова пирувинова трансаминаза, както и инактивиране на цитохром Р450 [21]. биоактивните съединения на cistanche инхибират прооксидантните сигнални пътища: циклооксигеназа 1 и 2 (COX-1 и 2) [22], производството на азотен оксид (23] и генната експресия на провъзпалителни цитокини (24). Освен това. chinensis съставките блокират калциевите канали (Ca2 плюс) (25] и инхибират отварянето на преходните пори на митохондриалната пропускливост (mPTP), като по този начин предпазват от клетъчна смърт (25-27) В туморните клетки биоактивните съединения на цистанхите могат да обърнат резистентността към множество лекарства, зависима от P-гликопротеин (Pgp-MDR) (28) и сенсибилизират туморните клетки към противотуморни лечения, например с доксорубицин [29,30]. Те могат също така да насърчат спирането на клетъчния цикъл, като по този начин потискат пролиферацията и активират апоптозата и автофагията [{{19 }}].

5. Антиоксидантна активност на Cistanche

Екстрактът от плодове и неговите съставки Нарушеният баланс в прооксидантната и антиоксидантната хомеостаза причиняват оксидативен стрес, който повишава производството на токсични реактивни кислородни видове (ROS). ROS в клетките се генерират главно в митохондриите като странични продукти на митохондриалната дихателна верига, докато някои от тях могат да бъдат получени и от свързани с редокс метални йони и ензимни източници (34,35]. ROS се неутрализират от ензимни и неензимни ендогенни антиоксидантни защитни системи Супероксид дисмутаза (SOD), каталаза (CAT), глутатион пероксидаза (GPx) и глутатион редуктаза (GR) принадлежат към ензимната защитна система, докато малки антиоксидантни молекули, като витамин С, витамин Е и намалени глутатион (GSH), съставляват част от неензимната защита [34].Както при много антиоксиданти с растителен произход, активните съединения на цистанче могат директно да пречистват реактивните кислородни видове, да активират антиоксидантната защитна система при нормални условия и да действат като прооксиданти при патологични състояния (Фигура 3).

Фигура 3.Антиоксидантна и прооксидантна активност наЦистанче плодови екстракти и техните биоактивни съединения.

ROS - реактивни кислородни видове

Относноцистанче полифенолни съединения: Флавоноидите, фенолните киселини и основните съставки на дибензо циклооктадиен лигнаните се считат за отговорни за антиоксидантната активност нацистанчеекстракт [2,4]. 

5.1. Директно извличане на ROS от екстракт от плодове Cistanche и неговите съставки

Способността за директно почистване на ROS нацистанче етанолови екстракти е демонстрирано от Mocan A et al. използвайки DPPH тест за избелване, тест за еквивалентен антиоксидантен капацитет на Trolox, инхибиране на активността на хемоглобин аскорбат пероксидаза и инхибиране на липидната пероксидация, катализирана от цитохромc анализи и спектроскопия с електронен парамагнитен резонанс [8]. цистанчеетаноловият екстракт може директно да почисти ROS, като по този начин облекчи водородния пероксид (H2O2)-индуцирано инхибиране на C2C12 клетъчния растеж [36]. Освен това, различни шизандрини могат да неутрализират ROS от човешки полиморфонуклеарни левкоцити, стимулирани с форбол миристат ацетат [37]. The relative order of the strength of ROS scavenging of schisandrins depended on their conformation and the presence of the hydroxymethyl group capable of attracting electrons, thus facilitating radical attack: S(-)-schisandrin B > S(+)-schizandra> schisandrin C >шизандрин В [37]. Ефектът на поглъщане на ROS на шизандрин B е подобен на този на витамин C [38]. Реакция на Fenton, ксантин-ксантин оксидаза или ултравиолетово облъчване на рибофлавин анализи разкриват, чецистанче лигнан шизанхенол може да неутрализира ROS по-добре от витамин Е в експериментален модел на стимулирани от тетрадеканоилфорбол ацетат човешки неутрофили [39]. Освен това, в in vitro проучвания,цистанчеводен екстракт защитава ДНК на човешки кръвни лимфоцити от оксидантно предизвикателство от H2O2, оценено чрез кометен анализ [40]. 

5.2. Ефекти на екстракта от плодове Cistanche и неговите съставки върху ензимните иНеензимни ендогенни антиоксидантни защитни системи

цистанчебиоактивните съединения упражняват антиоксидантна активност в много тъкани, включително мозъка [41]. В индуциран от D-галактоза модел на невротоксичност при плъх Wistar,цистанче водни или етанолови екстракти намаляват SOD, CAT и общите антиоксиданти и поддържат нормалните нива на GSH, малондиалдехид (MDA) и азотен оксид (NO) в серума, стриатума, хипокампуса и префронталния кортекс, като по този начин подобряват когнитивните дефицити, оценени с помощта на водният лабиринт на Морис и тестът за пасивно избягване от стъпков тип [42]. Schisan drin B (10, 25 или 50 mg/kg, приложен перорално (po) в продължение на 7 дни) може да повиши нивата на антиоксидантни ензими, като SOD, GPx и клетъчен GSH при мишки, и да потисне липидната пероксидация в скополамин- и индуциран от цисплатин церебрален оксидативен стрес [43]. Освен това, шизандрин В упражнява невропротективна активност чрез намаляване на нивата на MDA и генерирането на ROS, като междувременно повишава активността на SOD и производството на GSH в модела на стрес при плуване на мишки, като по този начин намалява подобно на тревожност поведение [44]. Шизандрин В (5, 10 или 20µM) може да потисне производството на ROS в съвместни култури микроглия-неврон [45]. Антиоксидантните ефекти нацистанче лигнан деоксисхизандрин (4, 12 и 36 mg/kgi.g. за 14 дни) са изследвани върху амилоид-бета (1-42) A (1-42)-индуциран модел на увреждане на паметта при мишки [46]. Деоксисхизандринът подобри A (1-42)-индуцирани краткосрочни и пространствени увреждания на паметта, оценени с помощта на тестове за Y-лабиринт и воден лабиринт. В мозъчната кора и хипокампуса на мишки деоксисхизандринът възстановява потискането на активността на SOD и GPx, повишава нивата на GSH и съотношението GSH/окислен глутатион (GSSG) и намалява нивата на MDA и GSSG [46], като по този начин облекчава когнитивния спад при болестта на Алцхаймер [46]. Ефектите отцистанче лигнан шизандра C (15µg/kg или 150µg/kg/ден в продължение на пет дни в страничните церебрални вентрикули с помощта на стереотаксично имплантирана канюла) за патологични промени и увреждане на паметта са оценени в A (1- 42)-индуциран модел на болестта на Алцхаймер при мишки [47]. Schisandrin C възстановява когнитивните функции и намалява невронните увреждания чрез инхибиране на общата холинестераза, засилване на активността на SOD и GPx и повишаване на нивата на GSH в хипокампуса и мозъчната кора [47]. В модела на мишки, третирани със скополамин, шизантенолът (10, 30, 100 mg/kg/ден интраперитонеално за седем дни) подобрява способността за учене и памет, оценени чрез теста за воден лабиринт на Morris [48]. При мишки хипокампусният шизантенол повишава активността на SOD и GPx, докато намалява съдържанието на MDA и ацетилхолинестераза [48].

цистанчебиоактивните съединения са хепатопротективни при различни модели на чернодробна интоксикация [1,2]. В in vitro проучвания,цистанче lignans schisanthenol, schisandrin B и schisandrin C в концентрация от 1 mM потискат индуцираната от желязо/цистеин липидна пероксидация, оценена чрез намаляване на образуването на MDA в чернодробни микрозоми на плъх, и го правят по-ефективно от витамин E [49]. В AML12 хепатоцити, шизандрин B (15µM) може да предизвика глутатионов антиоксидантен отговор [50]. цистанчеекстракт и активното му съединение - шизандрин B - защитава срещу индуцирана от въглероден тетрахлорид хепатотоксичност чрез повишаване на митохондриалните нива на GSH и засилване на активността на GR, GPx и глутатион S-трансферазите в интоксикирани с въглероден тетрахлорид мишки [51–53]. Schisandrin B (3 mmol/kg/ден перорално в продължение на три дни) също е бил защитен в модела на хепатотоксичност при мишки, индуциран от въглероден тетрахлорид, чрез повишаване на чернодробните нива на витамин C и витамин E, както и митохондриалните нива на GSH [54]. Обогатен с лигнанцистанчеекстракт подобрява чернодробната антиоксидантна/детоксикационна система при плъхове след провокация с афлатоксин бета 1 или кадмиев хлорид чрез повишаване на нивата на чернодробния GSH и чернодробния GR и активността на глутатион S-трансфераза [55]. Освен това се изолира 5-хидроксиметил-2-фурфуролотцистанче(7,5, 15 и 30 mg/kg перорално за седем дни) е хепатопротективен в модела на остро индуцирано от алкохол чернодробно оксидативно увреждане при мишки чрез намаляване на нивата на MDA и повишаване на активността на CAT, GPx и SOD в чернодробната тъкан [56].

цистанчеекстрактът и неговата активна съставка шизандрин В оказват кардиопротективни ефекти чрез засилване на антиоксидантната защитна система на сърцето [57–61]. цистанчеекстракт, защитен от индуцирана от адриамицин кардиотоксичност при плъхове чрез намаляване на нивата на MDA и увеличаване на активността на миокардния GPx и SOD [60]. Обогатен с лигнанцистанче екстракт защитено сърце от оксидативно увреждане в in vivo модел на миокарден инфаркт и ex vivo модел на миокардна исхемия-реперфузионно увреждане при плъхове [61]. Освен това шизандра B и C (10–30µM), но не и шизандрин А, стимулира цитохром P-450-катализираната NADPH окислителна реакция в in vitro проучвания на сърдечни микрозоми на плъхове и/или производство на ROS в сърцата на плъхове (единична доза от 1,2 mmol/kg), което води до повишаването на митохондриалните нива на GSH по време на, като по този начин предпазва от исхемия/реперфузионно увреждане [59]. 

По време на индуцирана от доксорубицин кардиомиопатия при мишки, шизандрин B (25-100 mg/kg/ден per os за пет дни) намалява липидната пероксидация, предотвратява образуването на нитротирозин и потиска активирането на металопротеиназата в сърцето [58]. По време на миокардна исхемия/реперфузия (40 минути плюс 1 час) при плъхове, шизандрин В (20 mg/kg) понижава нивата на MDA и повишава общата активност на SOD, като по този начин отслабва оксидативното увреждане [57]. Шизандрин B в HK-2 клетки (2,5–10µM) и при мишки (20 mg/kg/ден per os в продължение на четири седмици) понижени бъбречни нива на MDA и повишено производство на GSH при индуцирана от циклоспорин А нефротоксичност [62]. Освен това, при индуцирана от гентамицин нефротоксичност при плъхове, шизандрин В (1-10 mg/kg/ден за 15 дни) упражнява нефропротективни ефекти чрез подобряване на митохондриалния антиоксидантен статус на бъбреците: повишаване на нивата на GSH и алфа-токоферол и активиране на SOD [26]. цистанче етаноловият екстракт и етаноловият воден екстракт значително намаляват белодробните нива на MDA и повишават активността на SOD и нивата на GSH в модел на морско свинче на свръхчувствителност към кашлица, предизвикана от 14 дни излагане на цигарен дим [63].