Част Ⅰ Терапевтични анаболни и антикатаболни ползи от естествените китайски лекарства за лечение на остеопороза
Mar 04, 2022
За повече информация:ali.ma@wecistanche.com
Jianbo He1, Xiaojuan Li, Ziyi Wang2, Samuel Bennett, Kai Chen, Zhifeng Xiao, Jiheng Zhan, Shudong Chen, Yu Hou, Junhao Chen, Shaofang Wang, Jiake Xu и Dingkun Lin
1 Университет по китайска медицина в Гуанджоу, Гуанджоу, Китай,
2 Училището по биомедицински науки, Университет на Западна Австралия, Пърт, Вашингтон, Австралия,
3 Втората присъединена болница към Университета по китайска медицина в Гуанджоу, Провинциална болница по китайска медицина в Гуанджоу, Гуанджоу, Китай,
4 Изследователски център за формула-модели, Училище по традиционна китайска медицина, Университет Джинан, Гуанджоу, Китай,
5 Център за бобови култури в средиземноморското земеделие, Университет на Западна Австралия, Пърт, Вашингтон, Австралия
Остеопорозата е заболяване на костите, характеризиращо се с нарастваща костна чупливост и фрактури поради намалена костна маса и микроструктурна деградация. Първичните фармакологични стратегии за лечение на остеопороза, хормонално заместително лечение (ХЗТ) и терапии с алендронат могат да предизвикат неблагоприятни странични ефекти и може да не се препоръчват за дългосрочна употреба. Някои класически и специфични за костите натурални китайски лекарства са много популярни за лечение на остеопороза и костни фрактури ефективно в клиниката с тяхната потенциална стойност за растежа и развитието на костите, но с малко неблагоприятни странични ефекти. Настоящите данни сочат, че леченията изглежда подобряват костния метаболизъм и намаляват остеопоротичния дисбаланс между образуването на кост и костната резорбция на клетъчно ниво чрез насърчаване на остеобластната активност и инхибиране на ефектите на остеокластите. Следователно ценните терапии могат да осигурят ефективна и по-безопасна алтернатива на първичните фармакологични стратегии. Следователно, целта на тази статия е да направи изчерпателен преглед на тези класически и специфични за костите лекарства в естествените китайски лекарства за лечение на остеопороза, които са били задълбочено и определено проучени и докладвани както за образуване на кост, така и за антирезорбтивни ефекти, включително Gynochthodes Officinalis (FCHow) Разафим. & B.Bremer (син. Morinda officinalis FCHow), Curculigo orchioides Gaertn., Psoralea corylifolia (L.) Medik Eucommia ulmoides Oliv., Dipsacus inermis Wall. (син. Dipsacus asperoides CYCheng & TMAi), Cibotium barometz (L.) J. Sm., Кадифен рог,Cistanche deserticola Ma, Cistanche tubulosaCuscuta Chinensis Lam., Cnidium monnieri (L.) Cusson, Epimedium brevicornum Maxim, Pueraria montana (Lour.) Merr. и Salvia miltiorrhiza Bunge., като по този начин предоставя доказателства за потенциалното използване на терапии с алтернативна китайска медицина за ефективно лечение на остеопороза.
Щракнете върху продуктите Cistanche UK
Цистанчее добре известна тонизираща билка, която може да подхрани и защити бъбреците. В теорията на традиционната китайска медицина цистанче е най-добрата билка за бъбреците. Цистанче е богато наехинакозид, актеозид и флавоноиди.Тези ефективни съставки вЦистанчемоганамаляване на апоптозата на бъбречните клеткииувеличаване на пролиферацията на бъбречните клетки
Ключови думи: остеопороза, природна китайска медицина, остеогенеза, остеокластогенеза, антикостна резорбция, терапевтично, остеобласти, остеокласти
ВЪВЕДЕНИЕ
Остеопорозата може да е резултат от дисбалансиран костен метаболизъм, водещ до системно влошаване на костната маса и костната микроструктура, характеризиращо се с чупливост на скелета и повишен риск от костни фрактури (Albright, 1947; Rachner et al., 2011). Почти една на всеки три жени и един на всеки пет мъже биха преживели една костна фрактура в живота си след 50-годишна възраст в резултат на остеопороза (Sozen et al., 2017). Освен това рискът от допълнителни фрактури ще нараства експоненциално с всеки случай на фрактура (Lorentzon and Cummings, 2015). Следователно остеопорозата е инвалидизиращо заболяване за страдащите, което води до намалено качество на живот и поставя голяма икономическа тежест върху обществото (Curtis et al., 2016). Следователно медицинската намеса е наложителна, за да се осигурят адекватни грижи за пациентите и да се подобри здравето на обществото. Освен това е необходимо да се продължат изследванията, водещи до разработването на медицинско лечение, което може ефективно да лекува и потенциално да предотврати остеопороза (Wang et al., 2017b).
В момента има многобройни фармакологични продукти, използвани за лечение на остеопороза в клиниката (Pavone et al., 2017). Хормонозаместителната терапия (ХЗТ) и бифосфонатите са основните терапевтични стратегии за заболявания със загуба на костна маса, включително остеопороза (He et al., 2017). Дългосрочната ХЗТ може значително да увеличи риска от рак на ендометриума и млечната жлеза, коронарна болест на сърцето и други сърдечно-съдови заболявания (Dinger et al., 2016a; Dinger et al., 2016b). Докато бифосфонатите могат да доведат до остеонекроза на дългите кости и челюстите (Spivakovsky, 2017; Lungu et al., 2018). Тези неблагоприятни странични ефекти ограничават клиничната употреба на ХЗТ и бифосфонати. Следователно са необходими алтернативни терапевтични средства за разработване на лекарства за лечение на остеопороза, които са по-малко склонни да имат нежелани странични ефекти.
Традиционната китайска медицина (ТКМ) става все по-популярна поради своята ефективност при лечение на заболявания, с по-малко странични ефекти. Естествената китайска медицина се използва широко и ефективно за лечение на различни ортопедични заболявания, включително костни фрактури, ревматизъм и остеопороза (Mukwaya et al., 2014; He et al., 2017; Suvarna et al., 2018). Някои ТКМ са най-класическите и специфични за костите лекарства, когато се прилагат за лечение на костна загуба и заболявания на костни фрактури, с ефект върху растежа и развитието на скелетната тъкан (Shu et al., 2015; Wang et al., 2019a ). Последните научни доклади предполагат, че тези терапии с естествена китайска медицина изглежда имат както анаболни, така и антикатаболни ефекти за лечение на остеопороза чрез насърчаване на образуването на кости и намаляване на дисбалансираната костна резорбция, което води до подобрена костна минерална плътност и биомеханични свойства и намалено разграждане на костната микроструктура ( Фигура 1) (He et al., 2017; Wang et al., 2017b; Suvarna et al., 2018). Освен това откритията in vitro показват, че тези естествени лекарства могат да подобрят пролиферацията и оцеляването на остеобластите и могат да индуцират диференциацията на остеобластните клетки от костните мезенхимни стволови клетки (MSC). Докато костните катаболни ефекти на остеокластогенезата и костната резорбция са ефективно инхибирани (Фигура 2).
Затова избрахме натуралните китайски лекарства, които са класическите лекарства, специфични за костите, за костна загуба и фрактури в клиниката, включително Gynochthodes Officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (син. Morinda officinalis FCHow), Curculigo orchioides Gaertn., Psoralea corylifolia (L.) Medik, Eucommia ulmoides Oliv., Dipsacus inermis Wall. (син. Dipsacus asperoides CYCheng & TMAi), Cibotium barometz (L.) J. Sm., Кадифен рог и др. След това, според търсенето на литература в PubMed, всяко естествено китайско лекарство е търсено с ключовите думи кост, остеопороза, костна загуба, остеолиза, образуване на кост, скелет, остеогенеза, остеокластогенеза, антикостна резорбция, костна резорбция, костна абсорбция, терапевтично, остеобласти, остеокласти, костни мезенхимни стволови клетки, диференциация, апоптоза, формула и комбинация, придружени с булевите съединители на "И", "ИЛИ" и "НЕ". След внимателно четене бяха включени и прегледани лекарствата както с анаболен, така и с антикатаболен ефект. Лекарства без изследвания, свързани с остеопорозата, без анаболни и антикатаболни ползи или с недостатъци в експерименталния дизайн бяха изключени. Въпреки огромното количество експериментални данни относно антиостеопорозните ефекти на естествените китайски лекарства от in vivo и in vitro проучвания, липсват висококачествени клинични изпитвания. Освен това, този преглед подчертава и оценява научните доказателства за потенциалната употреба на естествени китайски лекарства при лечението на остеопороза с терапевтични анаболни и антикатаболни ползи, както и техните потенциални механизми на действие.
НАТУРАЛНИ КИТАЙСКИ ЛЕКАРСТВА
Gynochthodes officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (син. Morinda Officinalis FCHow)
Gynochthodes officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (син. Morinda Officinalis (FCHow) (MO, "Ba-Ji-Tian") е известна естествена билка в китайската медицина, съдържаща много биоактивни компоненти, включително олигозахариди, иридоидни гликозиди и bajijiasu (Chen et al., 2014; Wu et al., 2015b; Li et al., 2016a). Скорошни проучвания установиха, че може да подобри сексуалната и репродуктивната функция; и може да облекчи болестта на Алцхаймер чрез оста микробиота-черва-мозък, осигурявайки ползи, включително подобрена памет и способности за учене (Wu et al., 2015b; Chen et al., 2017a) Освен това, компонентите на полизахаридите, монокултивирането и bajijiasu могат да действат като потенциални средства за лечение на остеопороза.
Докладвани са защитните ефекти на екстракта от корен на МО върху костна загуба, предизвикана от овариектомия (Li et al., 2009). Констатациите показват, че екстрактът от корен на MO може да повиши костното минерално съдържание (BMC) и костната минерална плътност (BMD) на тибията при овариектомирани (OVX) плъхове (Li et al., 2009). Нивата на серумен фосфор (P), калций (Ca) и остеопротегерин (OPG) се повишават, както и нивата на серумния дезоксипиридинолин, кръстосани връзки към съотношението креатинин (DPD/Cr), тартарат-резистентна кисела фосфатаза (TRAcP), адренокортикотропин (ACTH) и кортикостеронът намалява, но не обръща нивата на серумната алкална фосфатаза (ALP), тумор некротизиращ фактор (TNF-) или интерлевкин-6 (IL-6) (Li et al., 2009) . Съответно, МО капсулите намаляват загубата на костна маса, предизвикана от овариектомия, като повишават здравината на костите и намаляват по-нататъшното влошаване на трабекуларната микроархитектура на бедрените кости при плъхове, което се свързва с повишени серумни нива на остеокалцин (OC) (Li et al., 2014b) . Полизахаридите са екстрактът, изолиран от МО, който може значително да повиши КМП на цялата бедрена кост в сравнение с групата с остеопороза. Минералните нива на Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu и Fe в бедрената кост се повишават в зависимост от дозата (Zhu et al., 2008). Монотропеинът е естествено съединение, извлечено от МО, което изглежда проявява антиостеопоротични ефекти чрез увеличаване на BMC, BMD, костна обемна фракция (BVF) и отслабване на трабекуларната микроструктурна деградация при OVX гризачи (Zhu et al., 2008; Zhang et al., 2016c) . Находките in vivo от модел на неупотреба на остеопороза показват, че екстрактите от изсушени корени на МО проявяват както активност за образуване на кост, така и изглежда, че потискат костната резорбция. Установено е, че Mornidae Radix (MR), изсушеният корен на МО, инхибира предизвиканото от остеопорозата намаляване на дебелината на задните крайници, натоварването на тибията, BMD и нивата на Ca и P в пищяла (Seo et al., 2005). Резултатите от хистоморфометрията показват, че може забележително да защити костните параметри на тибията, включително обем, дължина и кортикална и трабекуларна дебелина. Освен това, както превантивните, така и терапевтичните проучвания показват, че ефектите от MR изглеждат благоприятни както за превенцията, така и за лечението на остеопороза (Seo et al., 2005).
Последователно in vitro проучвания са установили, че МО и неговите биоактивни компоненти изглежда осигуряват потенциално терапевтично лечение на остеопороза и че молекулярните механизми изглежда действат чрез рецепторен активатор на лиганд на ядрен фактор капа-В (NF-κB, или RANKL) сигнални пътища. Например, рубидий-1-метилов етер (RBM, естествено антрахиноново съединение, изолирано от корена на MO) може ефективно да инхибира остеокластичната костна резорбция чрез блокиране на NF-κB пътя (He et al., 20 18). Установено е, че Bajijiasu инхибира образуването на остеокласти и костната резорбция чрез посредничеството на RANKL сигнални пътища (Hong et al., 2017a). Експресия на RANKL-индуцирани маркерни гени, включително катепсин К (CTSK), ядрен фактор на активирани Т клетки цитоплазмен 1 (NFATc1), TRAcP, вакуоларен тип H плюс -ATPase V0 субединица D2 (V-ATPase d2) и матрична металопротеиназа{ {15}} (MMP-2) беше инхибиран от Bajijiasu (Hong et al., 2017a). Допълнителни in vitro изследвания на антрахинони, изолирани от МО, идентифицират тези молекули като потенциални инхибитори на остеокластичната костна резорбция и подобрители на остеобластната костообразуваща активност (Wu et al., 2009; Bao et al., 2011). МО-антрахиноните демонстрират способността да намаляват образуването на костни резорбционни дупки, броя на многоядрените остеокласти и активността на устойчиви на тартарат кисели фосфати (TRAP) в остеобластна система за кокултивиране на костен мозък, в допълнение към ускоряването на апоптозата на остеокластите (Bao et al., 2011). MO-антрахиноните изглежда също така насърчават остеобластната костообразуваща активност чрез увеличаване на остеобластната пролиферация и активността на ALP (Wu et al., 2009). Изследването на полизахаридите, извлечени от МО, разкри, че остеогенните инулини на МО насърчават пролиферацията, диференциацията и минерализацията на остеобластните клетки, както се потвърждава от повишената регулация на маркерните гени, включително транскрипционен фактор 2, свързан с runt, остерикс, остеокалцин, костен сиалопротеин и OPG (Jiang et al., 2018).
Взети заедно, тези открития предполагат, че МО и неговите биоактивни компоненти могат да осигурят важна терапевтична роля за лечението и превенцията на остеопороза. Изглежда, че МО осигурява потенциално ефективно лечение на остеопороза чрез намаляване на костната загуба и трабекуларната микроструктурна деградация, повишаване на костната минерална плътност и костна маса, насърчаване на остеобластната костообразуваща активност и инхибиране на остеокластичната костна резорбция чрез директен ефект върху остеокласти и ефекти, медиирани чрез известни сигнални пътища. При in vitro изследване е установено, че ефективната концентрация на съединение Bajijiasu е 0.8 mM (Hong et al., 2017a), което може да е по-високо от съединенията в други in vitro експерименти и клиничната употреба може да се повиши, за да се получат по-добри лечебни ефекти, следователно трябва да се спазват внимателни мерки за безопасност. Необходими са допълнителни изследвания, за да се развие терапевтичният потенциал на това естествено лекарство.
Curculigo orchioides Gaertn
В света има повече от 20 вида растения Curculigo. Те са местни за тропическите и субтропичните региони на Азия, Африка, Южна Америка и Океания (Nie et al., 2013). Curculigo orchioides Gaertn (CO, "Xian Mao"), един от видовете curculio, се използва за облекчаване на симптомите на слабост на крайниците, артрит на лумбалните и коленните стави и диария в китайската медицина (Tan et al., 2019). Скорошни проучвания установиха, че CO изглежда също има антиоксидантни свойства и противораков потенциал и може да се използва като антиостеопорозна билка (Cao et al., 2008; Ramchandani et al., 2014; Hejazi et al., 2018).
CO се използва в китайската медицина за лечение на постменопаузална остеопороза и антиостеопорозните ефекти на CO са изследвани in vivo (Cao et al., 2008). Прилагането на CO предотвратява загубата на трабекуларна кост в тибията на овариектомирани плъхове чрез инхибиране на костната резорбция и повишаване на серумните нива на фосфор, калций и OPG, без да се засяга масата на тялото или матката (Cao et al., 2008). Серумните нива на производителите, свързани с костната резорбция, DPD/Cr, TRAcP, ACTH и кортикостерон бяха намалени след прилагане на CO (Cao et al., 2008). CO може също да подобри образуването на кост при индуциране по време на заздравяване на рани (Wong et al., 2007a).
Куркулигозид (CCG, фенолен гликозид) е основното биоактивно съединение на CO и изглежда има както остеогенен, така и антиостеокластичен ефект (Liu et al., 2014a). Неотдавнашно in vitro проучване оцени ефекта на CCG върху остеогенната диференциация на стволови клетки, получени от човешка амниотична течност (hAFSCs) и установи, че CCG регулира нагоре остеогенната активност по дозозависим начин, включително повишена експресия на остеопонтин (OPN) и колаген I, повишена активност на ALP и отлагане на калций (Liu et al., 2014a). Освен това, съотношението на OPG към RANKL се увеличава, което показва, че остеокластогенезата е инхибирана. Едновременното повишено регулиране на -catenin и Cyclin-D1 показва, че тези ефекти изглежда са медиирани чрез Wnt/-catenin сигнален път (Liu et al., 2014a). In vitro ефектът на CCG върху остеогенната диференциация също е изследван във връзка с BMSCs и данните показват, че CCG може да насърчи пролиферацията и остеогенната диференциация на BMSCs (Shen et al., 2013).
Счита се също, че антиоксидантните свойства на CO се дължат на CCG и могат да играят критична роля в отслабването на патофизиологията на остеопорозата (Wang et al., 2012b). Поради това антиоксидантните защитни ефекти на CCG са изследвани в калварийни остеобласти на плъхове, изложени на водороден пероксид (H2O2), и констатациите показват, че CCG значително намалява цитотоксичните ефекти на H2O2 чрез намаляване на производството на реактивни кислородни видове (ROS) от остеобластите и възстановяване нивата на маркери за диференциация на остеобластите, включително ALP, отлагане на калций и протеин 2 (Runx2) (Wang et al., 2012b). Доказано е също, че CCG защитава калвариалните остеобласти на плъхове от индуцирана от дексаметазон (DEX) цитотоксичност чрез регулиране на пролиферацията на остеобластите, диференциацията и нивата на провъзпалителни цитокини (Zhu et al., 2015). Ефектите на DEX върху нивата на маркерите за диференциация на остеобластите, включително ALP, OPG, -катенин и RANKL, бяха обърнати, което показва, че CCG може да бъде подходящо съединение за лечение на остеопороза (Zhu et al., 2015). Съответно, метаболитен анализ показва, че CCG чрез своя основен метаболит, M2, може да предизвика тези антиостеопоротични ефекти (Wang et al., 2017a).
По-нататъшни проучвания in vitro и калвариални плъхове показват, че съединенията, изолирани от СО, изглежда имат антиостеопоротични свойства, включително насърчаване на остеобластната пролиферация и диференциация, повишена костообразуваща активност и инхибиране на остеокластичната костна резорбция. Биоактивните съединения, изолирани от МО, включват нови хомогенни полизахариди, COP90-1 и COP70-3, и фенолни гликозиди (Jiao et al., 2009; Wang et al., 2013b; Wang et al., 2017c; Wang et al., 2019b)
Накратко, насърчаването на остеогенезата на C. orchioides може да бъде благоприятният ефект, водещ до отслабване на остеопорозата, а инхибирането на реактивните кислородни видове е страхотно свойство на това лекарство. В допълнение, някои съединения, изолирани от CO, показват потискане на остеокластичната костна резорбция. Необходими са допълнителни изследвания, за да се открият молекулярните механизми, сигналните пътища и биоактивните съставки на CO; и да се определи молекулярната основа на потенциалната връзка между антиоксидантните ефекти на CCG и патофизиологията на остеопорозата в остеокластите и остеобластите.
Psoralea corylifolia (L.) Medik
Psoralea corylifolia (L.) Medik (PC, "Bu Gu Zhi") се използва широко в Азия за медицински цели; изсушените зрели семена са активният компонент на растението. PC се използва в китайската фармакопея и TCM формули за лечение на кожни заболявания, сърдечно-съдови заболявания, нефрит и остеопороза (Zhang et al., 2016a). Основните биоактивни съединения на PC са кумарини (напр. псорален), флавоноиди (напр. необаваизофлавон, бавачалкон, балдахин и сюжетна линия) и меротерпени (напр. бакучиол) (Zhang et al., 2016a). Допълнителните компоненти на PC имат имунорегулаторни, антиоксидантни и невропротективни свойства за лечение на болестта на Паркинсон (Jing et al., 2017). PC може също да има терапевтичен потенциал за лечение на рак на простатата (Lin et al., 2018).
