Част 1: Защо билковите екстракти могат да бъдат потенциална антиоксидантна, против стареене, противовъзпалителна и избелваща козмецевтична съставка
Mar 22, 2022
Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Wantida Chaiyana, Wannaree Charoensup, SuwanneeSriyab, Chanun Punyoyai и Waranya Neimkhum
Резюме:Целта на това изследване беше да се проучи и сравниантиоксидант, антитирозиназа,против стареенеи противовъзпалителни действия на 16билкови екстрактиза локално приложение в козметични/козмецевтични продукти.Билково растениематериали се екстрахират чрез инфузия във преварена вода в продължение на 15 минути. Общото фенолно съдържание и общото флавоноидно съдържание на всеки екстракт са изследвани съответно по методите на Folin-Ciocalteu и алуминиев хлорид. Антиоксидантните активности са изследвани с помощта на 2,2'-дифенил-1-пикрилхидразил и анализ на антиоксидантна мощност, редуциращ желязо. Антитирозиназа ипротив стареенеактивностите са изследвани с помощта на in vitro ензимен спектрофотометричен метод. Противовъзпалителните активности са изследвани с помощта на ензимно-свързан имуносорбентен анализ. Констатациите показват, че екстрактът от Stevia rebaudiana има най-значимите нива както на феноли, така и на флавоноиди (p < 0.05).="" екстрактите="" от="" s.="" rebaudiana,="" rosa="" damascene="" и="" phyllanthus="" emblica="" притежават="">антиоксидантдейности (p < 0.05) и обещаващизбелванеефект с умерени антитирозиназни активности. Освен това, екстрактът от Echinacea purpurea притежава най-значимите анти-колагеназа (78,5 ± 0.{0 процента), анти-еластаза (69.0 ± 1,4 процента) и анти-хиалуронидаза активност (64,2 ± 0.3 процента). Екстрактът от Morus alba притежава най-значимата противовъзпалителна активност, тъй като може да инхибира секрецията на интерлевкин -6 и фактор на туморна некроза (p < 0.05).="" следователно="">билкови екстрактиимат обещаващи ползи за кожата и имат потенциал за използване като активни съставки в козметични/козмецевтични продукти.
Ключови думи: антиоксидант • анти-тирозиназа • колагеназа• еластаза • хиалуронидаза • интерлевкин-6 • фактор на туморна некроза-алфа
Въведение
Кожата е най-външният слой на тялото, предпазва вътрешните органи от загуба на вода, минерали и разтворени протеини.[1] Освен това здравата кожа се защитава от външната среда и чужди микроорганизми.[2] Освен защитната си бариера, кожата също така служи като сетивен орган, регулира телесната температура и отразява съвършенството и елегантността.[3] Въпреки това външният вид на кожата постепенно се променя с течение на времето.[4] По време на човешкия живот намаляването на еластичността и увеличаването на отпуснатостта стават клинично забележими характеристики, които се появяват в резултат на стареенето.[5] Освен това излагането на ултравиолетово лъчение се отразява негативно на кожата, като предизвиква процес на пигментация и външно стареене на кожата.[6] Тъй като повечето хора желаят да бъдат вечно млади и да изглеждат млади, продуктите за грижа за кожата напоследък се превърнаха в съществена част от ежедневието за подобряване на външния вид на индивида.
В днешно време интересът към грижата за кожата е станал по-интензивен и тенденцията за използване на естествени материали в козметичните продукти е значително нарастваща поради тяхната ефективност и безопасност.[7] Като цяло, различни билкови растения са били широко консумирани като храна, лекарства и допълващи или алтернативни лекарства според техните полезни биологични дейности. Освен това натурални екстракти отбилкови растенияса използвани в различни индустриални пазари, включително хранително-вкусовата, фармацевтичната и химическата промишленост.[8] Разнообразието от химични съставки в билковите растения е довело до различни биологични дейности. Голям брой билкови растения са оценени за техните химически съставки и биологична активност. Въпреки това, биологичните ефекти на някоибилкови растителни екстрактиса все още неизвестни, особено тези, свързани с локални приложения.
Оксидативният стрес е основна причина за фотостареенето на кожата. Следователно външното снабдяване с ендогенни антиоксиданти е ефективна профилактика на оксидативния стрес, тъй като те могат да балансират оксиданта/антиоксидантравновесие.[9] Съобщава се, че локалните антиоксиданти предпазват кожата от увреждане от свободните радикали и ежедневната им употреба всъщност може да обърне предишното фотоувреждане.[10] Освен оксидативния стрес, стареенето на кожата може да се характеризира с постепенно намаляване на функцията на кожната тъкан.[11] Структурната цялост на кожата и функцията на кожата зависят главно от нейния извънклетъчен матрикс (ECM), който се състои предимно от колагенови фибрили тип I, които се разграждат главно от ензима колагеназа, особено от матричните металопротеинази-1 (MMP-1 ).[12] Освен това, загубата на еластичност на кожата се причинява не само от намаляването на производството на еластин, но и от ускореното разрушаване на еластиновите влакна от ензима еластаза.[13] Следователно, инхибитор на активността на колагеназата и еластазата би забавил атрофията на колагена, разрушаването на еластиновата мрежа и стареенето на кожата. Намаляването на хиалуроновата киселина в кожата, причинено от хиалуронидаза, доведе до суха и набръчкана кожа, така че инхибиторът на хиалуронидазата беше използван запротив стареене[14] Освен това, понижаването на тирозиназата, която е ключов ензим, катализиращ ограничаваща скоростта стъпка на синтеза на меланин, е най-известният подход за инхибитори на меланогенезата, които водят до кожниизбелванеефект.[15] Интерлевкините, които са провъзпалителни вещества, могат да бъдат освободени от мъртвия рогов слой в отговор на външни стимули, причинявайки последователност от цитотоксични модификации в жизнеспособния епидермис и възпалителен отговор в дермата.[16] Противовъзпалителният агент е съединение, което може да защити здравината на кожата.
Ето защо, настоящото проучване изготвибилкови екстрактиот различни билкови растителни материали, които са годни за консумация, а частите, които се използват, се консумират широко и обикновено се предлагат на местните пазари в Тайланд. Това проучване също имаше за цел да изследва общото фенолно съдържание, общото съдържание на флавоноиди и биологичните активности, свързани с кожни приложения, включителноантиоксидант, антитирозиназа,против стареенеи противовъзпалителни дейности. Въпреки че използваните билкови екстракти са направени от ядливи растения, целта на това изследване е да се изследва потенциалът на тези екстракти за козметични/козмецевтични цели, когато се прилагат локално върху кожата. Локалното приложение не само предизвиква локален ефект, но също така предотвратява увреждането на активното съединение в стомашно-чревния тракт и метаболизма при първо преминаване.
Резултати и дискусия
Растителна микроскопия
Всички растителни материали (Таблица 1) са идентифицирани и техните микроскопични структури са показани в поддържащата информация (Фигура S1-S16). Паренхим, устица, трихоми, съдова нишка и различни видове съдове са открити в почти всички растителни материали. От друга страна, някои структури са открити само в определени области, както е показано на фигура 1. Хлоренхимът и палисадният мезофил са представени само в листата. Флоемният паренхим е представен само в кората. Във всички цветове и съцветия присъстват полени, папили, венчелистчета, венче, прашник, стена на яйчника и папилозно близалце. В плодовете са представени епикарп, мезокарп и влакнести склереиди от обвивките на семената. Освен това бяха открити някои характерни структури, както е показано на фигура 2. Смолистият канал беше открит в шафран (CA). Pappus се намира само в цветето на маргаритката на цветя (CM) и лилавото шишарче (EP), които принадлежат към семейството на Asteraceae. Маслени клетки са наблюдавани в канелена кора (CV). Обвивка на призма от калциев оксалат е открита в пеперуден грахов цвят (CT). Зърна от нишесте са открити в кора от канела (CV) и листа от лоза от сладък чай (GP). Танинови гранули са открити в плодовете на индийското цариградско грозде (PE).
Таблица 1. Използвани растения и части
Билкови екстракти
Билковите екстракти от различни растителни материали показват различен външен вид, както е показано на Фигура 3. За да се сравни потенциалът на билковите растителни екстракти за използване като козмецевтични съставки, същото тегло от 1 g от всеки растителен материал беше извлечено при същите условия на инфузия. Всички билкови растителни екстракти са тествани директно след инфузията, без лиофилизация или отстраняване на разтворителя. Повечето билкови екстракти бяха жълти, вариращи от светло жълто до наситено кехлибарено. Напротив, CT екстрактът беше тъмносин, докато HS екстрактът беше тъмночервен. Освен различните цветове, миризмите и вкусовете набилкови екстрактисъщо бяха разнообразни. Всеки билков екстракт имаше своя характерна миризма. Повечето билкови екстракти нямаха вкус, но екстрактът SR беше единственият, който беше сладък. Освен това, екстрактите от AE, GE, GP, MA и MS имаха горчив вкус, докато екстрактите от HS и PE бяха кисели.
ползи от цистанче: екстракт от цистанче, щракнете върху снимката и получете повече подробности
Общо фенолно и флавоноидно съдържание
Общото фенолно и флавоноидно съдържание на всекибилков екстракте показано на фигура 4. Екстрактът SR съдържа изключително високо фенолно и флавоноидно съдържание с еквивалент на галова киселина от 9,4 ± 0.2 mg на ml екстракт и еквивалент на кверцетин от 8,1 ± 0.1 mg на ml екстракт (p < 0.05).="" установено="" е,="" че="" повечето="" фенолни="" съединения="" на="" екстракта="" sr="" са="" флавоноиди.="" резултатите="" са="" в="" пълно="" съответствие="" с="" предишното="" проучване,="" съобщаващо,="" че="" основните="" компоненти="" на="" водния="" екстракт="" от="" s.="" rebaudiana="" са="" кверцетин="" и="" производни="" на="" кверцетин.[17]освен="" това,="" екстрактът="" от="" rd="" съдържа="" изключително="" фенолно="" съдържание="" (7,4="" ±="" 0).7="" mg="" галова="" киселина="" на="" ml="" екстракт),="" но="" ниско="" съдържание="" на="" флавоноиди="" (1,1="" ±="" 0,1="" mg="" кверцетин="" на="" ml="" екстракт).="" според="" предишни="" изследвания,="" галова="" киселина="" (фенолна="" киселина)="" е="" най-разпространеното="" фенолно="" съединение,="" съдържащо="" се="" в="" метаноловия="" екстракт="" от="" цветето="" r.="" damascena.[18]="" въпреки="" това,="" някои="" проучвания="" съобщават="" за="" кверцетин="" (флавоноид)="" като="" основен="" компонент="" на="" етаноловия="" екстракт="" от="" цветето="" на="" r.="" damascena="" [19,20]="" тъй="" като="" естествените="" фенолни="" съединения="" и="" флавоноидите="" набират="" популярност="" за="" потенциалната="" им="" употреба="" като="" функционални="" съставки="" в="" козметичната="" индустрия,="" [21]="" билкови="" екстракти="" с="" високо="" съдържание="" на="" тези="" съединения="" могат="" да="" се="" използват="" като="" активни="" компоненти="" в="" козметични="">
Антиоксидантна активност
Theантиоксидантдейности набилкови екстракти are shown in Figure 5. It was found that PD, RD, and SR possessed significantly outstanding DPPH• scavenging activity and ferric reducing/antioxidant power (p < 0.05). Interestingly, the antioxidant activities of these herbal extracts were comparable to that of ascorbic acid, which has been known worldwide as a potent antioxidant via a radical scavenger and reducing agent, which is widely used in cosmetic preparations (p >{{0}}.05).[22,23] Фенолните съединения, придружени с флавоноиди, са основни химични съставки, отговорни за антиоксидантната активност на SR, докато антиоксидантната активност на RD се дължи главно само на полифеноли. Напротив, PE, който съдържа най-малко значимо количество фенолно и флавоноидно съдържание (p <0,05), притежава="">антиоксидантдейности. Вероятното обяснение се дължи на високото съдържание на аскорбинова киселина в P. emblica.[24-26]
Интересното е, че резултатите показват, че дейностите по отстраняване на радикали са силно свързани с тяхната редуцираща способност в повечето билкови екстракти. Корелацията между DPPH радикална активност и стойността на EC1 беше на умерено ниво с R2 от 0.7005 (Фигура 6). Въпреки това, някои билкови екстракти бяха видни в намаляването на силата в сравнение със способностите за изчистване на радикалите, напр. CA, MS и PA. Вероятното обяснение за това може да се дължи на инертна или бавна реакция на някои антиоксиданти в CA, MS и PA към DPPH.[27] Освен това, някои химикали показват фалшиво нисък антиоксидантен капацитет при DPPH анализ. Съобщава се, че евгенолът има обратима реакция с DPPH и е довел до такива фалшиво-отрицателни резултати.[28] Тъй като е съобщено, че евгенолът е основен компонент в C. tinctorius, M, alba и P. amaryllifolius, [29-31] невидимите дейности за отстраняване на радикалите на тезибилкови екстрактиЗа разлика от това, някои билкови екстракти са изпъкнали в способностите за извличане на радикали в сравнение с намаляващата сила, напр. AE, CM, CV, GE и HS. Вероятните обяснения за това са фактът, че анализът на FARP не може да открие някои видове, които действат чрез радикално охлаждане (H трансфер).
Тъй като оксидативният стрес в цялата кожа играе важна роля в процеса на стареене и в крайна сметка води до бръчки по кожата,[32] естествените екстракти сантиоксидантактивност се препоръчват за употреба като активни съставки впротив стареенекозметични/козмецевтични продукти. Тъй като съществуват различни механизми, водещи до оксидативен стрес, в настоящото изследване бяха изследвани антиоксидантни дейности чрез способности за извличане на радикали и редуцираща/антиоксидантна сила на желязо. Най-често публикуваният процес за антиоксидантна активност на естествения продукт е способността за извличане на радикали. [33] В механизма за извличане на радикали, ROS/RNS, напр. O2•−, •OH, NO• или OONO−, бяха жертвано намалени и доведоха до намаляване на по-реактивното образуване на ROS/RNS, прекъсване на окислителната верижна реакция и евентуално предотвратяване на биомолекулно увреждане.[34] Въпреки че способността за поглъщане на радикали на няколко съединения обикновено се изследва, за да се разкрие тяхната антиоксидантна активност, свободните радикали (DPPH•), използвани в анализа, имат малко значение за присъстващите в биологичните системи и не са отговорни за свойствата за свързване на желязото.[33] ] Следователно анализът FRAP също беше използван за разкриване на фероредуциращата/антиоксидантната сила набилкови екстракти. В човешкото тяло клетъчните редуктори (NADH) рециклират Fe(III) за реакция с H2O2, което води до образуването на •OH, който директно уврежда ДНК. [33] Следователно, съединението, което може да редуцира Fe(III)(TPTZ)2Cl3 комплекс до оцветен Fe(II)(TPTZ)2, се предлага като антиоксидант.[35] PD, RD и SR, които притежават значително мощна DPPH• изчистваща активност и желязоредуцираща/антиоксидантна сила, се предлагат за по-нататъшна употреба катоантиоксидантив козметични/козмецевтични продукти (p < 0.05).
Фигура 1. DPPH радикална активност (а) и EC
Антитирозиназна активност
Антитирозиназните активности на билковите екстракти са показани на Фигура 7. Установено е, че PE е най-мощният инхибитор на тирозиназата сред няколкобилкови екстракти(p < 0.05).="" инхибиторната="" активност="" на="" тирозиназата="" е="" по-забележима,="" когато="" субстратът="" е="" l-dopa="" (процент="" на="" инхибиране="53.1" ±="" 7.6),="" за="" разлика="" от="" l-тирозин="" (процент="" на="" инхибиране="5.6" ±="" 1.4).="" тъй="" като="" аскорбиновата="" киселина="" е="" широко="" известна="" като="" основен="" компонент="" на="" p.="" emblica,="" [36]="" се="" предполага,="" че="" аскорбиновата="" киселина="" е="" основното="" съединение,="" отговорно="" за="" антитирозиназните="" активности="" на="" pe.="" резултатите="" са="" добре="" подкрепени="" от="" предишни="" проучвания,="" съобщаващи,="" че="" l-аскорбиновата="" киселина="" няма="" пряк="" ефект="" върху="" тирозиназата,="" когато="" l-тирозин="" е="" използван="" като="" субстрат,="" докато="" тя="" притежава="" мощни="" антитирозиназни="" активности,="" когато="" l-dopa="" е="" използван="" като="">
Освен това, GP, RD и SR също показват обещаващи анти-тирозиназни активности, с инхибиране срещу тирозиназа от 39,9 ± 7,5 процента, 35,6 ± 5,9 процента и 34,3 ± 8,5, съответно. Гинзенозидите са предложени като активна съставка, отговорна за антитирозиназната активност на GP.[38] Освен антитирозиназната активност, се съобщава, че GP има способността да контролира меланогенезата при B16 меланом чрез намаляване на извънклетъчната меланинова агрегация, регулиране на различни протеини, участващи в меланогенезата, и намаляване на доставянето на меланин до кератиноцитите.[39]Освен това, няколко компонента, напр. , кверцетин, кемпферол и елагова киселина, са отговорни за антитирозиназната активност на RD. Предишно проучване съобщава за мощните антитирозиназни активности на тези съединения, които са приблизително 10 пъти по-мощни от коджиковата киселина.[40] Въпреки това рядко се съобщава за антитирозиназната активност на SR. Това изследване е първото, което подчертава неговата антитирозиназна активност.
Тъй като тирозиназата е ензим, ограничаващ скоростта, критично свързан със синтеза на меланин, [41] инхибиторите на тирозиназата водят до кожниизбелванеефект. Настоящото проучване показва, че билковите екстракти от PE, GP, RD и SR са потенциална активна съставка за кожатаизбелванеразработване на продукти. Нано-доставящите системи са предложени като най-ефективната формула, тъй като, за да функционират правилно, тези билкови екстракти с антитирозиназна активност трябва да проникнат в по-дълбок слой на кожата, за да действат върху меланоцитите в базалния слой на роговия слой.
Cistanche deserticola ползи: Цистанченамалявамактивността на тирозиназата
Активност против стареене
Theпротив стареенедейности набилкови екстрактиса показани на Фигура 8. Екстрактът от EP беше изключителен; той притежава най-значимите анти-колагеназна, анти-еластазна и анти-хиалуронидазна активност в сравнение с другите екстракти (p < 0.05).="" интересно="" е,="" че="" антиколагеназната="" активност="" на="" ep="" (процентно="" инхибиране="78.5" ±="" {{10}}.0)="" е="" значително="" по-висока="" от="" тази="" на="" egcg="" (процентно="" инхибиране="" {{11="" }}.1="" ±="" 1.3)="" (p="">< 0.05).="" въпреки="" че="" анти-еластазните="" и="" анти-хиалуронидазните="" активности="" на="" ep="" не="" са="" толкова="" големи,="" колкото="" egcg="" и="" олеаноловата="" киселина,="" използвани="" като="" стандартни="" съединения,="" ep="" притежава="" обещаващи="" анти-еластазни="" и="" анти-хиалуронидазни="" активности="" с="" инхибиране="" от="" 69,0="" ±="" 1,4="" процента="" и="" 64,2="" ±="" 0,3="" процента="" ,="">
Колагеновите влакна в дермалната съединителна тъкан представляват по-голямата част от дебелината на кожата и са отговорни за якостта на опън на кожата.[42]Въпреки това, намаляването на колагеновите влакна неизбежно води до стареене на кожата, т.е. изчерпването на колагеновите влакна е идентифицирано като най-честата хистологична находка при стареене на кожата. [43] Разграждането на колагена се инициира от различни колагеназни ензими, секретирани от фибробласти, гранулоцити и епидермални клетки.[44] В настоящото изследване е използвана колагеназа от Clostridium histolyticum, която е известна като MMP-1. Инхибирането срещу колагеназата води до ограничаващ ефект върху разграждането на колагена. Следователно инхибиторът на колагеназа би бил обещаващ компонент за продукти против стареене на кожата.
Еластиновите влакна допринасят за еластичността и устойчивостта на кожата.[42] Еластиновите влакна обаче са били фрагментирани, разградени и лизирани по време на процеса на стареене в няколко тъкани, включително дермата.[45] Следователно, възрастните хора са склонни да имат отпусната кожа поради такова разграждане на еластин, особено в повърхностната област на дермата. Еластазите или протеазите от еластазен тип са протеолитични ензими, способни да разрушават еластичните влакна. [45] Инхибирането срещу еластази би забавило спада на еластиновите влакна и поддържа еластичността на кожата.
Освен това хиалуронатните гелове притежават и еластични свойства на кожата.[45] Обикновено хиалуронанът е локализиран в дермата, особено около кожните придатъци и под базалната мембрана, и в междуклетъчните пространства на жизнеспособния епидермис, с изключение на горния гранулиран слой.[46] Като цяло хиалуронанът обездвижва водата в кожната тъкан, променяйки дермалните обем и свиваемост. Хиалуронанът обаче се намира само в горната част на дермата при възрастни хора. Поради това сухота и бръчки се наблюдават при старееща кожа.[47]
Апигенинът, флавоноид, присъстващ в EP, е предложен като основното съединение, отговорно за инхибирането на MMP-1. [48] Освен това се съобщава, че апигенинът е активен в превенцията на индуцираното от интерлевкин-1- развитие на матриксната металопротеиназа и UVA/UVB-индуцирана карциногенеза на кожата в предишно проучване.[49] Освен това се предполага, че производните на кафеената киселина са съединенията, отговорни за антихиалуронидазната активност на ЕР [50]. Въпреки това рядко се съобщава за антиеластазна активност на ЕР. Следователно, ЕР, който представя значителна мощна антиколагеназна, антиеластазна и антихиалуронидазна активност, се предлага катопротив стареенесъставка в козметични/козмецевтични продукти. Въпреки това, билковите екстракти с действие против стареене трябва да проникнат по-дълбоко в слоя на дермата. Следователно системите за доставяне, които доставят тези активни съединения до целевото място, са необходими, за да изпълнят своите козмецевтични свойства.
Фигура 2. Инхибиторни дейности срещу колагеназата
Противовъзпалителна активност
Възпалението е сложна защитна система, при която левкоцитите мигрират от васкулатурата в заразените тъкани, за да унищожат агенти, които могат да предизвикат увреждане на тъканите. [51] Въпреки това се съобщава, че възпалителните реакции намаляват при остаряла кожа.[52] Поради това кожата на възрастните хора е склонна да се възпалява по-лесно. Противовъзпалителните действия на билковите екстракти, показани на фигура 9, показват, че тебилкови екстрактипритежава умерена до ниска противовъзпалителна активност чрез инхибиране срещу IL-6 и TNF-. Въпреки това, сред тези билкови екстракти, MA притежава най-значимото инхибиране на IL-6 и TNF-, следван от MS (p < 0.05).="" въпреки="" че="" инхибирането="" срещу="" il-6="" и="" tnf-="" на="" ma="" (процент="" на="" инхибиране="50.3" ±="" 0.4="" и="" 41,5="" ±="" 2.0,="" съответно)="" и="" ms="" (="" процент="" инхибиране="41.9" ±="" 5.1="" и="" 28.0="" ±="" 7.0,="" съответно)="" не="" са="" сравними="" с="" тези="" на="" дексаметазон="" (98.4="" ±="" 0.5="" и="" 93.8="" ±="" {="" {35}}.5,="" съответно),="" добре="" известно="" стероидно="" лекарство,="" използвано="" за="" противовъзпалителни="" средства="" (p=""><0,05), m.="" alba="" може="" да="" бъде="" обещаващ="" естествен="" източник="" на="" противовъзпалителни="">
Тъй като IL-6 се генерира на мястото на възпалението и е от съществено значение за отговора на острата фаза, инхибирането срещу секрецията на IL-6 може да намали клиничните и биологични характеристики, свързани с възпалението.[51] По подобен начин TNF- има множество провъзпалителни ефекти върху кожата чрез индуциране на адхезионни молекули и хемокини, което води до прилепване на възпалителни клетки към съдовете, търкаляне, емиграция и в крайна сметка хемотаксис в кожата [53] и инхибиране срещу TNF- секрецията също намалява възпалителния отговор. Следователно, MS и MA, които могат да инхибират секрецията на IL-6 и TNF, са обещаващи локални противовъзпалителни агенти както за нормална, така и за възрастна кожа.
цистанче тубулозаизбелващ ефектвърху кожата доанти-оксидация
