Резюме: Салвията е широко призната за своя терапевтичен потенциал. Биологичното значение на някои видове обаче остава неизвестно, а именно Salvia cacaliifolia Benth. Следователно, това проучване има за цел да разкрие химичния състав и съответните свойства на неговото етерично масло (EO). ЕО се характеризира с GC и GC-MS и противогъбичният му ефект се оценява съгласно насоките на CLSI върху дерматофити и дрожди. Противовъзпалителният потенциал беше оценен върху липополизахарид-стимулирани макрофаги, чрез оценка на производството на азотен оксид (NO) и ефекта върху протеиновите нива на два ключови провъзпалителни ензима, iNOS и COX-2 чрез Western blot анализ . Капацитетът за зарастване на рани се определя с помощта на тест за заздравяване на рани от надраскване и потенциалът против стареене се оценява чрез оценка на маркера за стареене - галактозидаза. EO се характеризира главно с -куркумин, -бизаболен, бициклогермакрен и курзеренон. Той е ефективен при инхибиране на растежа на дерматофити и C. neoformans. EO значително намалява нивата на iNOS и COX-2 протеини и същевременно намалява освобождаването на NO. В допълнение, той демонстрира потенциал против стареене и насърчава заздравяването на рани. Като цяло, това проучване подчертава съответните фармакологични свойства на ЕО на Salvia cacaliifolia, които трябва да бъдат допълнително проучени, като се предвижда разработването на устойчиви, иновативни и екологични продукти за кожа.

Гликозидът на цистанхе може също така да повиши активността на SOD в сърдечните и чернодробните тъкани и значително да намали съдържанието на липофусцин и MDA във всяка тъкан, като ефективно улавя различни реактивни кислородни радикали (OH-, H₂O₂ и др.) и предпазва от увреждане на ДНК, причинено от ОН-радикали. Cistanche phenylethanoid гликозидите имат силна способност за изчистване на свободните радикали, по-висока редуцираща способност от витамин С, подобряват активността на SOD в сперматозоидната суспензия, намаляват съдържанието на MDA и имат известен защитен ефект върху функцията на мембраната на спермата. Полизахаридите Cistanche могат да повишат активността на SOD и GSH-Px в еритроцитите и белодробните тъкани на експериментално стареещи мишки, причинени от D-галактоза, както и да намалят съдържанието на MDA и колаген в белите дробове и плазмата и да увеличат съдържанието на еластин, имат добър очистващ ефект върху DPPH, удължава времето на хипоксия при стареещи мишки, подобрява активността на SOD в серума и забавя физиологичната дегенерация на белия дроб при експериментално стареещи мишки. С клетъчна морфологична дегенерация експериментите показват, че Cistanche има добра антиоксидантна способност и има потенциала да бъде лекарство за предотвратяване и лечение на заболявания, свързани със стареенето на кожата. В същото време, ехинакозидът в Cistanche има значителна способност да пречиства DPPH свободните радикали и има способността да пречиства реактивните кислородни видове и да предотвратява индуцираното от свободните радикали разграждане на колагена, а също така има добър възстановителен ефект върху увреждането на анионите от свободните радикали на тимина.

Щракнете върху предимствата на Desert Cistanche

【За повече информация: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

1. Въведение

Гъбичните инфекции остават пренебрегвани от органите на общественото здравеопазване, засягайки над милиард души с 1,5 милиона смъртни случая годишно [1]. Имунокомпрометираните индивиди са по-склонни към гъбични инфекции [1], Candida и Cryptococcus два основни етиологични агента за инвазивни инфекции [1,2]. Дерматофитите, друга група патогенни гъбички, които са изключително важни поради ролята си в заболеваемостта, свързана с повърхностни микози [3], включват щамове Trichophyton, Epidermophyton и Microsporum. Освен това те могат да причинят инвазивни заболявания при имунокомпрометирани гостоприемници [4].

Дерматофитите могат да активират имунната система поради свързването на гъбични епитопи, като манан [5,6], с подобни на такса рецептори (TLRs), като по този начин активират провъзпалителната каскада, свързана с тези инфекции. Една такава каскада е пътят на ядрения фактор kappa B (NF-κB), който в крайна сметка води до увеличаване на производството на възпалителни цитокини и протеиновите нива на ключови провъзпалителни ензими, като индуцируема азотен оксид синтаза (iNOS) и циклооксигеназа -2 (COX-2) [7]. Ензимът iNOS е отговорен за производството на азотен оксид (NO), който е добре известен провъзпалителен медиатор, свръхпродуциран при няколко хронични възпалителни заболявания.

Освен това дерматофитите са свързани с образуването на кожни лезии [8]. Следователно, след разрешаването на инфекцията трябва да настъпят процеси на заздравяване на рани, за да се регенерира увредената тъкан. Този процес обхваща различни фази, които трябва да се появят в правилния ред и в правилното време, в противен случай раната става хронична [9].

Поради рецидиви, резистентност и противогъбични странични ефекти, настоящите противогъбични лечения са много пъти неефективни, като гъбичните инфекции остават незадоволена клинична нужда [10]. Поразително е, че нарастващ брой доклади показват, че няколко гъбични щама вече са развили резистентност към настоящите противогъбични средства [11,12], което оправдава разработването на нови противогъбични подходи [13]. Освен това се съобщава също, че противовъзпалителните лекарства причиняват няколко неблагоприятни ефекта [14]. Като се има предвид това, терапевтичните агенти, които биха могли едновременно да лекуват гъбични инфекции и да намалят свързаното възпаление, биха били от изключително значение.

Ароматните растения и техните метаболити имат интересни органолептични характеристики, които също допринасят за тяхната висока стойност във фармацевтичната, агрономическата, хранителната, санитарната, козметичната и парфюмерийната промишленост [15] и се появяват като потенциални кандидати като нови противовъзпалителни/противогъбични лекарства.

Много ароматни растения от семействата Asteraceae, Apiaceae и Lamiaceae са богати на етерични масла, които са показали широк спектър от биологични ефекти, а именно противовъзпалителни и противогъбични свойства [16–22]. Родът Salvia L., един от най-важните родове от семейство Lamiaceae, се култивира, за да се използва като хранителни подправки или ароматизатори в козметиката и парфюмерията [23]. Няколко вида се използват в традиционната медицина за лечение на микробни инфекции, малария и възпаления и за дезинфекция на домове след боледуване [23]. Видовете Salvia са привлекли изследователи заради техните биологични свойства, показващи силни антибактериални, противогъбични, противоракови и противовъзпалителни ефекти, както и за подобряване на когнитивните функции [24–30]. Въпреки че този род е широко проучен, някои видове остават неизвестни по отношение на химичния си състав и медицинския им интерес, като например Salvia cacaliifolia Benth. (син Salvia atriplicifolia Fernald, Salvia hempsteadiana SFBlake и Salvia mendax Epling). S. cacaliifolia е изправен тревист многогодишен храст, достигащ 70 cm височина, с триъгълни листа и големи съцветия от тъмносини, 2-устни цветя с дължина 2 cm [31]. Този вид расте в райони с висока надморска височина от Мексико, Гватемала и Хондурас.

Тази работа има за цел да характеризира химично етеричното масло от S. cacaliifolia (градински чай какалия) и да разкрие неговия противогъбичен/противовъзпалителни потенциал. Освен това е изследван и капацитетът на етеричното масло за заздравяване на рани. За по-нататъшно насърчаване на интереса към този вид беше изследван и потенциалът против стареене.

2. Резултати

2.1. Химичен състав на етеричното масло от S. cacaliifolia

Етеричното масло се характеризира с високи количества въглеводородни сесквитерпени (70.10 процента ± 0.119), следвани от кислородни сесквитерпени (11.71 процента ± 0.{ {21}}32), както е показано в таблица 1. Що се отнася до отделните съединения, етеричното масло е богато на -куркумин (27,64 процента ± 0.195), -бизаболен (18,01 процента ± 0,033), бициклогермакрен ( 8,54 процента ± 0,074) и курзеренон (7,68 процента ± 0,055).

2.2. Противогъбичен ефект на Salvia cacaliifolia 

Беше оценена противогъбичната активност на етеричното масло от S. cacaliifolia, особено срещу дерматофити и дрожди. Както е показано в таблица 2, етеричното масло е ефективно срещу всички тествани дерматофитни щамове, като T. mentagrophytes и T. rubrum са най-чувствителни (MIC=0.16 µL/mL). Що се отнася до дрождите, C. neoformans е най-чувствителен към етерично масло (MIC=0.64 µL/mL).

2.3. Противовъзпалителният потенциал на S. cacaliifolia

Противовъзпалителният потенциал на етеричното масло от S. cacaliifolia беше оценен с помощта на липополизахарид (LPS)-стимулирани макрофаги. Както се очакваше, добавянето на LPS за 24 часа доведе до повишаване на секрецията на азотен оксид (NO) към културалната среда ([NO]=42.8 ± 7.4 µM). Добавянето на различни концентрации на етерично масло доведе до зависимо от дозата намаление на откритите нитрити (IC50=0.49 µL/mL). Както 1,25, така и 0.64 µL/mL значително намаляват откритите нитрити (Фигура 1А). Като се има предвид, че при 1,25 µL/mL се наблюдава значително намаляване на клетъчната жизнеспособност (Фигура 1B), концентрацията на 0.64 µL/mL се използва за разкриване на основния механизъм зад противовъзпалителния потенциал на S. cacaliifolia етерично масло.

Като се има предвид, че свързването на LPS към Toll-подобен рецептор 4 (TLR4) води до ядрена транслокация на NF-κB, което от своя страна причинява експресията на индуцируема азотен оксид синтаза (Nos2) и циклооксигеназа -2 (Cox2) [ 34], след това преценихме дали присъствието на етерично масло може да модулира нивата и на двата протеина. Както е показано на Фигура 2A–C, наличието само на LPS причинява значително повишаване на протеиновите нива на iNOS и COX-2. В присъствието на етеричното масло, нивата на двата протеина бяха намалени, особено тези на iNOS (Фигура 2A, B), което предполага, че маслото нарушава активирането на NF-κB и следователно експресията на Nos2 mRNA, както и неговите протеинови нива.

2.4. Свойства за заздравяване на рани на S. cacaliifolia Essential Oi

Като се има предвид, че няколко растения от рода Salvia са докладвани като средства за заздравяване на рани [27,35,36], се предполага, че S. cacaliifolia може да насърчи заздравяването на рани. За това прибягнахме до теста за надраскване и затварянето на раната беше оценено в присъствието и отсъствието на етеричното масло във фибробластите. Докладваме, че етеричното масло значително насърчава миграцията на фибробластите в сравнение с контролните клетки (Фигура 3A, B) при 0.32 µL/mL, концентрация, лишена от токсичност към фибробластите (Фигура 3C).

2.5. Потенциал против стареене на етеричното масло от S. cacaliifolia

Тъй като е известно, че някои видове Salvia имат свойства против стареене [37,38], ние оценихме потенциала против стареене на етеричното масло от S. cacaliifolia, използвайки свързан със стареенето -галактозидаза (-gal) тест с етопозид като агент, предизвикващ стареене .

Както е показано на Фигура 4, добавянето на етопозид (12,5 µM) за 24 часа, последвано от възстановяване за 72 часа само в културална среда, доведе до значително увеличение на -gal-позитивните клетки, което показва, че етопозидът ефективно индуцира клетъчно стареене. Интересно е, че когато във фазата на възстановяване е добавено етерично масло от S. cacaliifolia към културалната среда, процентът на -gal-позитивните клетки значително намалява в сравнение със самостоятелната културална среда (Фигура 4A, B), което предполага, че S. cacaliifolia може също има ефекти против стареене.

3. Дискусия

S. cacaliifolia все още е до голяма степен неизвестна по отношение на химичния състав на нейното етерично масло, както и всякакви биологично значими дейности. За да запълни празнината в познанието, тази работа описва за първи път противовъзпалителните, противогъбичните, стареещите и заздравяващите рани свойства на този вид.

Докладвахме, че етеричното масло от S. cacaliifolia се характеризира предимно със сесквитерпени, особено -куркумин, -бизаболен, бициклогермакрен и курзеренон. По подобен начин етеричните масла от S. scabra и S. aurea също са богати на сесквитерпени (съответно 92,4 и 75 процента) [39], като -кариофилен, епи- -кардинал, δ-кадинен са основните съединения в S. aurea, докато S. sabra се характеризира с гермакрен D, -кариофилен, гермакрен В и -копаен. S. ceratophylla, S. verbenaca, S. stenophylla, S. runcinata и S. repens са други примери за етерични масла от салвия, предимно богати на сесквитерпени [40–42]. Въпреки това, нито едно етерично масло от Salvia не съдържа големи количества -куркумин, -бизаболен и курзеренон, както етеричното масло от S. cacaliifolia. Други видове Salvia имат много различен химичен състав, с преобладаване на монотерпени, като S. officinalis с големи количества цис-туйон и камфор [43,44], или 1,8-цинеол и камфор [45] и S. rosmarinus, богати на 1,8-цинеол, -пинен, камфор [46].

Като се има предвид, че някои видове Salvia са докладвани като агенти, способни да лекуват кожни инфекции [36,47], ние се стремихме да оценим дали маслото от S. cacaliifolia може да има потенциал за контролиране на гъбичната инфекция. Етеричното масло показва инхибиторен ефект срещу всички щамове на дерматофити и Cryptococcus neoformans, което предполага, че може да се използва за лечение на гъбични инфекции, особено дерматофитоза и криптококоза. Етеричното масло от други видове като S. officinalis има инхибиторен ефект срещу дерматофити с MIC, вариращ от 0.63 до 2,5 µL/mL [43,45], като по този начин показва по-слаба активност от докладваната за S. cacaliifolia. Две етерични масла от S. multicaulis показват подходяща антидерматофитна активност, особено хемотипът, богат на неролидол [48]. По отношение на активността на основните съединения на S. cacaliifolia не са провеждани проучвания. Някои проучвания обаче оценяват противогъбичната активност на етеричните масла, богати на тези съединения. Наистина, проучване съобщава за активността на няколко етерични масла от Helichrysum microphyllum subsp. Tyrrhenian показа, че тези с най-високо съдържание на -куркумин показват най-добра противогъбична активност [49]. Други проучвания съобщават за умерена противогъбична активност за етерични масла, богати на -бизаболен [50,51], бициклогермакрен [51,52] и курзеренон [53]. Като се има предвид слабото противогъбично действие на докладваните по-рано етерични масла, ние предполагаме, че активността на S. cacaliifolia може да се дължи на синергичния ефект между всички съединения в сместа. Механизмите на действие, лежащи в основата на противогъбичната активност на етеричното масло от S. cacaliifolia и изолирани съединения, все още не са известни. Въпреки това, като се има предвид тяхната липофилна природа, ние предполагаме, че те могат да индуцират инхибиране на гъбичния растеж чрез интегриране в мембранни структури, което би увеличило пропускливостта и би насърчило изтичането на вътреклетъчни компоненти и ензимното инактивиране [15,54].

Като се има предвид, че гъбичните инфекции водят до активиране на имунната система [55], противовъзпалителният потенциал на S. cacaliifolia също беше подчертан в настоящото изследване, тъй като беше постигнато намаляване на освобождаването на NO, когато макрофагите бяха предварително третирани с етерично масло преди LPS стимулация. За разкриване на основните механизми на противовъзпалителния потенциал на S. cacaliifolia, ефектът на етеричното масло върху протеиновите нива на iNOS и COX-2, два провъзпалителни протеина, свързани с TLR4/NF-κB сигнализирането път, беше оценен. Наблюдава се намаление и на двете протеинови нива, което предполага, че намаляването на освобождаването на NO може да се дължи на инхибиране на NF-кВ пътя. Наистина, един от ключовите молекулярни механизми, които допринасят за поддържането на хронично възпаление, е активирането на NF-κB сигнализиращата каскада, която се очертава като главен регулатор на възпалението и вродената имунна хомеостаза. Активирането на транскрипционния фактор NF-kB причинява индукция на COX-2, iNOS, както и аберантна експресия на възпалителните цитокини тумор некрозисфактор (TNF)-, IL-1, IL-6 , което може да увреди здрави съседни клетки и за дълъг период може да доведе до хронични заболявания. Необходимо е да се проведат допълнителни проучвания, за да се разбере по-нататък пълният механизъм зад противовъзпалителния потенциал на етеричното масло от S. cacaliifolia, като например ядрената транслокация на p65. По отношение на други видове Salvia, беше показано, че етеричното масло от S. officinalis при 0.64 µL/mL е в състояние да намали производството на NO с 30–40 процента [45], докато етеричното масло от S. cacaliifolia при същата доза намалява производството на NO със 70 процента. Обратно, етеричното масло от S. ceratohyal силно инхибира производството на NO (IC50=90 µg/mL) [40]. Капацитетът на видовете Salvia да модулират NF-kB пътя вече е докладван. Наистина, S. officinalis успя да намали експресията на NF-kB [44]. S. ceratophylla силно инхибира NF-κB с IC50 от 38 µg/mL [40]. Беше показано, че етеричното масло от Helichrysum italicum, богато на -куркумин, основното съединение на маслото от S. cacaliifolia, е в състояние да намали производството на NO, което зависи от съдържанието в това съединение, което се потвърждава от фракционирането на етеричното масло, където богатата на куркумин фракция предизвиква най-високо инхибиране [56]. Подобни ефекти са описани за -куркумин хемотипа на H. italicum [57]. Показано е, че етеричните масла със значителни количества -бизаболен [58] и бициклогермакрен [59] проявяват обещаващи противовъзпалителни ефекти. По отношение на курзеренон не са провеждани проучвания за оценка на неговия противовъзпалителен потенциал. Съобщава се обаче, че две етерични масла, богати на курзеренон, имат подходящи антиоксидантни свойства [60,61], които също могат да допринесат за противовъзпалителната активност на S. cacaliifolia, като позволяват отстраняването на NO. Като се има предвид това, възможно е куркуминът, основното съединение на етеричното масло, да бъде основният играч, отговорен за противовъзпалителната активност на S. cacaliifolia, но приносът на останалите основни съединения не може да бъде отхвърлен.

Като се има предвид, че дерматофитната инфекция може да доведе до образуване на кожни лезии [8], ние оценихме дали S. cacaliifolia може да насърчи заздравяването на рани. Нашите резултати показват, че това етерично масло насърчава миграцията на фибробластите, което предполага, че може да играе роля в процеса на заздравяване на рани. Етерично масло от H. italicum, богато на -куркумин, насърчава заздравяването на рани при плъхове с диабет [62], следователно ние предполагаме, че способността за заздравяване на рани на S. cacaliifolia може да се дължи на голямото количество на това съединение.

Като се има предвид, че няколко вида Salvia могат да действат като агенти против стареене [37], ние имахме за цел да разкрием дали S. cacaliifolia също може да върне стареенето. Наистина се наблюдава намаляване на активността на индуцирана от стареене рН-зависима -галактозидаза. Тази активност може да се отдаде главно на присъствието на -бизаболен, тъй като етерично масло, богато на това съединение, също има силен ефект против стареене върху фибробластите [63].

4. Изводи

Тази работа подчертава химичния състав на вида Salvia, който остава до голяма степен неизвестен, и демонстрира, че това растение притежава няколко биологично значими дейности. Етеричното масло от S. cacaliifolia има различен химичен състав, като е предимно богато на -куркумин, -бизаболен, бициклогермакрен и курзеренон. Освен това, това е първият доклад, показващ противогъбичните, противовъзпалителните, анти-стареещите и лечебните свойства на етеричното масло от S. cacaliifolia, което предполага потенциалната му употреба като съставка за разработването на козметични продукти за предотвратяване на кожни възпаления, както и като за лечение на дерматофитоза и свързаното с нея възпаление.

5. Материали и методи

5.1. Растителен материал

Разсадът на Salvia cacaliifolia е отгледан от семена в оранжерията "Planta Medica" в Лабораторията по растителна биология и фармацевтична ботаника на Университета в Каляри (UNICA). Семена от салвия Cacalia с мексикански произход са закупени от италиански специализиран магазин. След 5 седмици разсадът е трансплантиран в оранжерия "Планта Медика" за екофизиологичните нужди на вида. След 2 години растеж, растенията бяха събрани (период на цъфтеж) и изсушени в лаборатория в продължение на два дни. Ваучерен екземпляр (6/23.9/V1) беше депозиран в Herbarium Karalitanum (CAG), Университет на Каляри, Viale S. Ignazio, 13 Cagliari, Италия.

【За повече информация: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】