Влияние на in vitro симулация на човешко храносмилане върху фенолното съдържание и биологичните активности на водните екстракти от видовете Turkish Cistus, част 1

Моля свържете сеoscar.xiao@wecistanche.comза повече информация

Резюме:Оксидативният стрес е един от значимите предшественици на различни метаболитни заболявания като диабет, болест на Паркинсон, сърдечно-съдови заболявания, рак и др. Различни научни доклади показват, че вторичните растителни метаболити играят важна роля в предотвратяването на оксидативния стрес и неговите вредни ефекти. В това отношение, това проучване е планирано да изследва фенолния профил и антиоксидантния и антидиабетния потенциал на водните екстракти от видовете Turkish Cistus чрез използване на in vitro методи. Процедурата за симулация на смилане in vitro беше приложена към всички екстракти, за да се оцени бионаличността на тяхното фенолно съдържание. Общото съдържание на фенол, флавоноид, фенолна киселина и проантоцианидин се определя за всички фази на храносмилането. В допълнение, промените в количеството на определените маркерни флавоноиди (салидрозид, хиперозид и кверцитрин) бяха наблюдавани чрез анализ с високоефективна тънкослойна хроматография (TLC). Потенциалът на антиоксидантната активност на екстрактите е изследван чрез различни методи, за да се разкрият техните подробни профили на активност. От друга страна, in vitro а-амилаза и а-глюкозидаза ензими и инхибиторни активности на екстрактите от напреднал краен продукт на гликиране (AGE) бяха определени, за да се оцени антидиабетният потенциал на екстрактите. Резултатите показват, че водните екстракти, получени от надземните части на видовете Turkish Cistus, имат богато фенолно съдържание и потенциални антиоксидантни и антидиабетни действия; обаче техните профили на биоактивност и маркерни концентрации на флавоноиди могат значително да бъдат повлияни от човешкото храносмилане. Резултатите показват, че общото фенолно съдържание, антиоксидантните активности и свързаните с диабета ензимни инхибиции на бионаличните проби са по-ниски от несмлените проби във всички екстракти.

Ключови думи:Турски вид Cistus; антиоксидантна активност; симулация на човешко храносмилане; HPTLC; диабет

Моля, щракнете тук, за да научите повече

1. Въведение

Семейство Cistaceae се състои от храсти и едногодишни или многогодишни тревисти растения, а родът Cistus е един от широко разпространените членове на това семейство. Повече от 50 вида Cistus са разпространени по целия свят и те обикновено се наричат ​​"rockrose" [1]. Предишни in vitro и in vivo изследвания показват, че видовете Cistus притежават антивирусна, антидиабетна, антиоксидантна, антимикробна и противовъзпалителна активност [2,3]. Различни фенолни съединения (фенолни киселини, флавоноиди, проантоцианидини) и терпени са изолирани от видовете Cistus и техните терапевтични ползи обикновено се приписват на тези компоненти [4,5].

В Турция растат естествено пет вида Cistus, т.е. C. salvifolius L., C. paroiflorus Lam, C.monspeliensis L., C.laurifolius L. и C.creticus L.[6] В етноботаническите записи на турската народна медицина различни органи от вида Cistus често се документират като лечебно средство. Инфузии, приготвени от клоните на C. laurifolius, C. salviifolius и C. creticus, се приемат през устата срещу диабет в област Edremit (Balikesir) [7]. Отвари, приготвени от цветовете на C.creticus и C.salvifolius, се използват вътрешно срещу пептична язва в Мармарис (Мугла) [8], докато за същата цел се използва отвара от неразтворените цветни пъпки на C. laurifolius. В Западна Анадола отварата от листата на C. laurifolius се използва вътрешно срещу треска и стомашни болки и външно, чрез къпане, срещу ревматични болки [9].

Cistanche може да подобри имунитета

Добре доказан факт е, че повишената агрегация на реактивни кислородни видове (ROS) предизвиква оксидативен стрес, който е един от значимите предшественици на различни метаболитни нарушения като рак, диабет, сърдечно-съдови проблеми, болест на Алцхаймер и др. [10] Следователно, използването на антиоксиданти се е превърнало в общ холистичен подход за предотвратяване или лечение на такива състояния в настоящата научна практика. Антиоксидантната активност на растителните екстракти е докладвана от огромен брой изследователи[11-14]. Като общ подход, антиоксидантният потенциал на растителните екстракти обикновено е посветен на тяхното фенолно съдържание. В научната литература има голям брой доказателства, че видовете Cistus също са богати на фенолни профили и в крайна сметка имат значителна степен на антиоксидантна активност. Концепцията за бионаличността на тези фитохимикали в тялото обаче не е взета предвид в повечето от тези проучвания.

Добре известен факт е, че състоянията на стомашно-чревния тракт влияят върху фенолните съединения поради различни условия на pH, ензимни действия и микробиота. От друга страна, химичните структури на фенолните съединения и растителната матрица също са важни фактори, влияещи върху тяхната бионаличност [15]. Следователно, в настоящото изследване, методът за симулация на смилане in vitro беше приложен към всички екстракти, за да се оцени бионаличността на фенолното съдържание. За да се наблюдават преходите, общите фенолни,флавоноид, съдържанието на фенолна киселина и проантоцианидин се определя във всички фази на храносмилането. Освен това, антиоксидантните активности на екстрактите са изследвани чрез механично различни спектрофотометрични методи, за да се разкрият техните цялостни профили на активност. Антиоксидантният потенциал на всички проби, получени чрез процеса на храносмилане, беше изследван с DPPH и DMPD (улавяне на свободни радикали), FRAP и CUPRAC (потенциал за намаляване на метала) и TOAC (общоантиоксидантен капацитет) анализи. Преди това салидрозид, хиперозид икверцитринса определени като маркерни флавоноиди на видове Cistus от Guzelmeric et al. [16] Следователно, качественото и количественото определяне на тези флавонол гликозиди беше извършено със системата за високоефективна тънкослойна хроматография и бяха оценени техните индекси на бионаличност.

Захарният диабет (ЗД) е често срещано метаболитно разстройство и се описва с намалена секреция на инсулин от клетките на панкреаса или липса на отговор на организма към инсулина. Има два типа ЗД: инсулинозависим (Тип I) и инсулинонезависим (Тип II) [17]. Една от стратегиите за лечение на диабет тип II е да се контролира постпрандиалната хипергликемия, която се определя като „значително повишаване на концентрацията на кръвната захар в кръвния поток след хранене“. Инхибирането на ключовите храносмилателни ензими, включително о-амилаза иа-глюкозидаза, е от съществено значение за контролиране на постпрандиалната хипергликемия. В стомашно-чревната система о-амилазата разгражда нишестето до редуциращи захари като малтодекстрин, лактоза и малтоза, а -глюкозидазата разгражда тези захари до глюкоза. Следователно, инхибирането на храносмилателните ензими се счита за възможен начин на действие за лечение на постпрандиална хипергликемия [18] От друга страна, повишените нива на кръвната захар могат да предизвикат образуването на AGE, които се определят като „съединения, образувани в резултат на ензимна реакция на гликиране (Maillard) между редуциращи захари и протеини, нуклеинови киселини и липиди". Повишеното натрупване на AGEs в тялото може да предизвика много диабетни усложнения, включително нефропатия, невропатия, ретинопатия и др.[19]. Аминогуанидин, представете си и метформин са примери за синтетични инхибитори за AGEs, а акарбоза, миглитол и воглибоза са синтетични инхибитори за храносмилателни ензими и се използват през последните десетилетия [20,21]. Въпреки това, клинични изпитвания и in vivo експерименти демонстрират страничните ефекти на тези синтетични инхибитори, като хепатотоксичност, подуване на корема, метеоризъм, метеоризъм, анемия, повръщане, сърдечна недостатъчност и др. [21,22]. Поради вредните ефекти на Stach, множество проучвания включват инхибиторния потенциал на растителните екстракти върху AGE [23-25]. Съобщава се, че фитохимикали, особено фенолни съединения като фенолни киселини, флавоноиди ипроантоцианидини, значително инхибира образуването на AGE и свързаните с тях ензимни действия, т.е. -амилаза и -глюкозидаза [26-28].

Тъй като водната екстракция (инфузия или отвара) е общата техника за приготвяне в традиционната медицина, това изследване е проведено върху водни екстракти от видовете Turkish Cistus преди и след in vitro симулация на стомашно-чревно храносмилане. В това отношение фенолните профили и антиоксидантните и антидиабетните потенциали на водните екстракти и техните храносмилателни метаболити бяха сравнително изследвани. Според референтното проучване инхибиторните активности на екстракти от Cistus върху AGEs са изследвани за първи път в това проучване. В допълнение, количествен анализ на маркерните флавоноиди също беше извършен чрез HPTLC анализ. Техниката за симулация на смилане in vitro беше приложена към всички екстракти, за да се наблюдават промените в концентрациите и профилите на биологичната активност на фенолните съединения в стомашно-чревните състояния.

2. Резултати

2.1. Оценка на фенолното съдържание на пробите

Според резултатите, показани в таблица 1, водният екстракт от C. saloifolius има по-високо общо съдържание на флавоноиди, фенолни и фенолни киселини в сравнение с други изследвани видове, докато ND (несмлени) проби от C.creticus и C.laurifolius притежават най-висок проантоцианидин съдържание. Най-значимото намаление е установено в общото съдържание на проантоцианидини във всички екстракти. Количествата на проантоцианидин в IN (бионаличен) проби бяха неоткриваеми във всички водни екстракти. В резултат на това фенолното съдържание на водните екстракти се повлиява отрицателно от in vitro процедурата за симулиране на човешко храносмилане.

Съкращенията за пробите са ND: неразградени; PG: постгастичен; IN: Бионаличен; BAvl: Индекс на бионаличност; Резултатите са посочени като средна стойност на три екземпляра 士 стандартно отклонение （SD） и като mg еквиваленти на галова киселина （GAE） в 1 g проба; Резултатите бяха изразени като средна стойност от три екземпляра ± стандартно отклонение (SD) и като mg кверцетин еквиваленти (QE) в 1 g проба; D Резултатите бяха изразени като средна стойност на три екземпляра ± стандартно отклонение (SD) и като mg еквиваленти на кафеена киселина (CAE) в 1g проба; F Резултатите са изразени като средна стойност от три повторения ± стандартно отклонение (SD) и като mg катехинов еквивалент (CE) в 1 g проба;* Съкращения на водните екстракти: CCA за C. creticus, CLA за C. laurifolius, CMA за C .monspeliensis, CPA за C.parviflorus, CSA за C.salviifolius. Различните букви в един и същи ред показват значимост (p<>

Както е представено в таблица 2, съдържанието на салидрозид и хиперозид във водния екстракт на C. salviifolius е относително по-високо от това на другите видове, докато кверцитрин не е открит. От друга страна, кверцитрин е открит в най-висока концентрация във всички симулационни проби на водния екстракт от C.creticus, но концентрацията му намалява значително в бионаличните проби. В допълнение, HPTLC хроматограмата и наслагваните UV спектри на референтните образци и съответните петна в следите на всички екстракти бяха представени на Фигура 1.

Съкращенията за пробите са ND: неразградени; PG: постгастрален; IN: Бионаличен; BAvI: Индекс на бионаличност; BРезултатите са дадени като mg/g сух екстракт и експериментите са проведени независимо три различни пъти;* Съкращения на водните екстракти: CCA за CC. creticus, CLA за C. laurifolius, CMA за C.monspeliensis, CPA за C.parviflorus, CSA за C.salviifolius. Различните букви в един и същи ред показват значимост (p<>

Фигура 1. (A) Наслагване на UV спектри на салидрозид и съответните петна в следите на всички екстракти. (B) Наслагване на UV спектри на хиперозид и съответните петна в следите на всички екстракти. (C) Наслоени UV спектри на кверцитрин и съответните петна в следите на всички екстракти. (D) HPTLC хроматограми на: 1.CCA ND, 2.CCA PG, 3.CCA IN, 4.CLA ND, 5.CLA PG, 6.CLA IN, 7.Tiliroside （Rf ≈0.65 ）,8.Хидроксид （Rf ≈0.35）,9.Кверцитрин （Rf≈0.45）,10.CMA ND,11.CMAPG,12.CMAIN,13.CPAND,14 .CPAPG,15.CPAIN,16.CSAND,17.CSAPG,18.CSAIN.Мобилефаза:EtOAc/CHCl2/CHCOOH/HCOOH/H2O(100:25:10:10:10:10):11); Дериватизация: NPR реагент. Визуализация: 366 nm.

2.2. Оценка на антиоксидантната активност на пробите

Както е представено в Таблица 3, бионаличните проби от екстракти от Cistus показват по-слаба антиоксидантна активност за премахване на радикали, отколкото техните несмлени и пост-стомашни аналози. ND и PG проби от всички водни екстракти показаха значителна активност на отстраняване на DPPHрадикали и притежаваха по-ниски стойности на ECso от референтното съединение BHT (стойност на ECso:5,83±0.2 ug/mL). Въпреки това, всички екстракти показаха по-слабо извличане на DMPD радикали активност от референтното съединение Trolox (5,82±0.37ug/mL). Пробите ND, PG и IN от CPA притежават по-добра DMPD активност в сравнение с пробите от други екстракти.

Съкращенията за пробите са ND: неразградени; PG: постгастрален; IN: Бионаличен; BAvI: Индекс на бионаличност; Резултатите бяха представени като ECso в ug/mL еквиваленти и експериментите бяха проведени независимо три различни пъти. ECso стойността на референтното съединение "BHT" в активността на извличане на DPPH се определя като 5.83±0.2 ug/mL; C Резултатите са представени като EC50в ug/mL еквиваленти и експериментите са проведени независимо три различни пъти. Стойността на ECso на референтното съединение Trolox в активността на изчистване на DMPD беше определена като 5,82±0,37 ug/mL; P Резултатите бяха изразени като mM FeSO4 еквиваленти в 1g проба и експериментите бяха проведени независимо три различни пъти. FRAP активността на референтното съединение "BHT" се открива като 4.06±0.42mM FeSO4 eq. в 1 g проба; F Резултатите са дадени като mg еквивалент на аскорбинова киселина (AAE) в 1 g проба и експериментите са проведени независимо три различни пъти; резултатите са дадени като mg еквивалент на аскорбинова киселина (AAE) в 1 прост и експериментите са проведени независимо три различни пъти;*Съкращение на водните екстракти: CCA за C. creticus, CLA за C. laurifolius, CMA за C.monspeliensis, CPA за C.parviflorus, CSA за C.salviifolius. Различните букви в един и същи ред показват значение (стр<>

Подобно на анализите за активност на извличане на радикали, бионаличните проби от екстракти от Cistus също показват по-слаби металоредуциращи и общи антиоксидантни активности в сравнение с неусвоените и пост-стомашни проби. Всички ND проби от екстрактите показват значителна антиоксидантна активност, намаляваща желязото, която е по-силна от референтното съединение BHT (4.06±0.42mM FeSO4 еквивалент). Сред PG пробите само CSA (44±0,16 mMFeSO4 еквивалент) имаше по-добра активност от BHT. В анализа CUPRAC, ND и PG проби от CSA бяха открити като най-мощни сред пробите от други видове. Дискретно, IN проба от CCA има по-добра CUPRAC активност от бионаличните проби от други водни екстракти.

2.3. Ензимна инхибираща активност, свързана с диабета

Както е посочено в таблица 4, зависима от концентрацията ензимна инхибиторна активност се наблюдава във всички водни екстракти. Докато ND проби от CPA и CSA (75,89 процента ±0.62,80.34 процента ±0.19, съответно) показват малко по-висока инхибиторна активност на -амилазата от акарбозата (75,80 процент ±0,02) при концентрация от 1 mg/mL; само ND пробата от CSA показва по-висока инхибиторна активност на -глюкозидазата от референтното съединение кверцетин и в двете концентрации.

Съкращенията за пробите са ND: неразградени; PG: постгастичен; IN: Бионаличен; BAvl: Индекс на бионаличност; Резултатите са посочени като средна стойност от три повторения ± стандартно отклонение (SD) и акарбозата е използвана като контролна група със 75,8±0.02 процента инхибиране при 1 mg/mL, 65,45±{{ 10}}.01 процент инхибиране при0.5mg/mL; Резултатите са изразени като средна стойност от три екземпляра ± стандартно отклонение (SD) и кверцетинът е използван като контролна група с 80.4±0,03 процента инхибиране при 1 mg/mL, 69.t66±0,05 процента инхибиране при 0,5 mg/mL; D Резултатите са изразени като средна стойност от три повторения ± стандартно отклонение (SD) и кверцетинът е използван като контролна група с 89,33±3,47 процента инхибиране при 1 mg/mL, 72,03±3,04 процента инхибиране при 0,5 mg/mL;* Съкращения на водните екстракти: CCA за C.creticus,CLA за C.laurifolius,CMA за C.monspeliensis, CPA за C.parviflorus,CSA за C.salviifolius. Различните букви в един и същи ред показват значимост (p<>

Тази статия е извлечена от Molecules 2021, 26, 5322. https://doi.org/10.3390/molecules26175322 https://www.mdpi.com/journal/molecules