Antioksidanteffekter av Cistanche og deres aktive bestanddeler

Abstrakt:cistanche. (Baill.) frukt, deres ekstrakter og bioaktive forbindelser erbrukes i alternativ medisin som adaptogener og ergogenes beskytter mot en rekke nevrologiske, kardiovaskulær,gastrointestinal, lever, oghudlidelses. cistancheekstrakterog deresaktivforbindelsererkraftige antioksidanterog mitoprotektorer utøverg anti-inflammatorisk,antiviralt, anti-kreft, oganti-aldringseffekter. cistanche polyfenoliske forbindelser - flavonoider, fenolsyrer oghovedbestanddelene dibenzocyklooktadienlignaner er ansvarlige forcistanche antioksidantaktiviteter. Denne anmeldelsen vil fokusere på de direkte og indirekte antioksidanteffektene avcistanche ekstrakt og dets bioaktive forbindelser i cellene under normale og patologiske tilstander.

Klikk her for å vite Cistanche-relaterte produkter for anti-aldring

Nøkkelord:Cistanche; lignan; schisandrin B; antioksidant; pro-oksidant; mitokondrier

1. Introduksjon

cistanche. (Baill.) tilhører familien Schisandraceae. Plantene er hjemmehørende i det nordøstlige Kina, Japan, Korea, Manchuria og Fjernøsten-delen av Russland. Deres lilla-røde bær kalles frukt med fem smaker på grunn av deres søte, bitre, skarpe, salte og sure smak [1–5]. cistanche er mye brukt som et urtetilskudd i tradisjonell kinesisk medisin og i vestlig fytoterapi [1,2,4,5], mens i Russland – som et potent adaptogen, forbedrer sykdom og stresstoleranse, og øker energi, utholdenhet og fysisk ytelse [2,3]. cistanche brukes som et konserveringsmiddel og et tilsetningsstoff i matteknologi for å forbedre smaken, smaken og næringsverdien til maten [2]. De tørkede fruktene avcistanche og deres ekstrakter er nyttige i behandlingen av nevrologiske, kardiovaskulære og gastrointestinale lidelser, for å redusere tretthet, redusere fedme og beskytte mot mitokondriell dysfunksjon, søvnløshet og overdreven svette [1,2,5]. De stimulerer immunitet, fungerer som styrkende og utøver antioksidanter, antiinflammatoriske, antivirale, kreft-, antialdrings-, antidiabetiske og lever- og hudbeskyttende aktiviteter [1–5].

2. Kjemiske egenskaper avCistanche Fruktbestanddeler

cistanches inneholder omtrent 1,5 prosent sukkerarter (polysakkarider og monosakkarider; glukose, fruktose, galaktose og arabinose), tanniner (hydrolyserbare, f.eks. gallussyreestere, og kondenserte, f.eks. proantocyanidiner og tanniner av katekoltype), fargestoffer (hovedsakelig anthocyaniner). ), og omtrent 3 prosent essensielle oljer, med sesquiterpener som de dominerende forbindelsene [6]. -Bergamoten, - chamigrene, -himachalen og ylangen er hovedkomponentene i essensielle oljer (omtrent 75 prosent), mens oksygenerte sesquiterpener, monoterpener og oksygenerte monoterpener utgjør den mindre delen (ca. 5 prosent) [6]. Kjemiske undersøkelser avslørte også tilstedeværelsen av triterpenoider (triterpenoider og nortiterpenoider av lanostan- og cykloartan-typen), organiske syrer (sitronsyre, fumarsyre, eplesyre og vinsyre), fenolsyrer (klorogene, gentisiske, p-hydroksybenzosyre, p-kumarsyre, protokatekiske syrer). syringsyre og salisylsyre) (7,8l, flavonoider (quercetin, isoquercitrin, rutin og hyperosid) 18l, vitamin C og E, fytosteroler og bioelementer (Cr, Cu, Co, Ca, Mg, FeZn, MnB, Ni, ) [1,7,9]. De viktigste aktive forbindelsene i cistanche (figur 1) er dibenzo cyclooctadien lignaner (1]. Schisandrin er den mest dominerende cistanche lignan som finnes i mengder på 2.2 5,3 mg/g i cistanche [2,10].

Antikreftaktiviteten til cistanche lignaner reduseres i nærvær av en hydroksylgruppe i C7-posisjonen, noe som resulterer i økt hydrofilisitet og redusert permeabilitet inn i lipid-dobbeltlaget (11), mens en metylendioksygruppe mellom C12 og C13 forbedret antikreftaktivitet. A 1,2, 3-trimetoksydel, en 6-acyloksygruppe, og fraværet av en 7-hydroksygruppe resulterte i P-glykoproteinhemming og økte også $chinensis anticancer-effekt 12). Gomisin N og deoksyschisandrin var de mest effektive kreftlignaner av cistanche (11,12]. cistanche lignaner uten en estergruppe ved C6, ahydroksylgruppe ved C7, eller en metylendioksydel, og med en R-bifenylkonfigurasjon har sterk antiplateaktivitet, med 6,7-dehydroschisandrol A som den mest aktive forbindelsen (13) Den eksosykliske metylengruppen i cistanche lignanstrukturen er nødvendig for antioksidantaktiviteten, som forsterkes enda mer i nærvær av benzovloksygruppen [14].

3. Biotilgjengelighet av Cistanche-ekstrakt og dets bestanddeler

Biotilgjengelighetsstudiene av cistanche-produkter ble hovedsakelig utført i dyrs maksimale konsentrasjon av schizandra på {{0}}.08  0.07 og 0.15 pluss 0,09 ug/ ml ble oppnådd etter oral administrering av 3 g/kg og 10 g/kg cistancheekstrakt hos rotter (15]. I en parallell studie ble schizandra (10 mg/kg, administrert intravenøst ​​(iv) eller oralt (po)) og urte ekstrakt av cistanche (3 g/kg og 10 g/kg, po) ble gitt individuelt til rotter (15]. Dosen av cistanche (3 g/kg) var ekvivalent med schisandrir5,2 mg/kg), mens dosen av cistanche (10 g/kg) var ekvivalent med schisandrin (17,3 mg/kg) (15). Hos rotter var således den orale biotilgjengeligheten av schizandra omtrent 15,56 x 10,47 prosent (15]. Da Sprague-Dawley-rotter ble administrert 2 mg/kg (iv) eller 10 mg/kg (intragastrisk (ig)) av schisandrol B, eller 6 mL/kg (ig) cistancheekstrakt (tilsvarer 15 mg/kg schisandrol B), den orale absolutte biotilgjengeligheten til schizandra B var ca. henholdsvis 18,73 prosent og 68,12 prosent [16]. Schisandrin B kunne modulere cytokrom P450 3A-aktivitet (CYP3A) in vivo hos rotter og endret også de farmakokinetiske profilene til andre CYP3A-substrater (17. Vevsdistribusjonsstudiene viste at chisandrin B (18] og schizandra B ble fordelt over hele kroppen. flere testet vev og akkumulert hovedsakelig i lever og nyrer (16,18) Absolutt oral biotilgjengelighet av schisandrin B var avhengig av dyrenes kjønn, den var omtrent 55,0 prosent for hunnrotter og 19,3 prosent for hannrotter (19]. Den lineære farmakokinetikken egenskaper ble observert innenfor området for den testede orale dosen (10, 20 og 40 mg/kg rotte) av schizandra B (19) Schisandrin B ble utstrakt distribuert i ovarie- og fettvev (19].

Urinveiene og fekal utskillelse av schizandra B var svært lav; schizandra B ble utskilt hovedsakelig i form av metabolitter (20]. I alternativ medisin gis cistanche tørket fruktpulver vanligvis til pasienter i en dose på 0,5-1,5 g to ganger per dag før måltider over en periode på 20-30 dager (3Ingen alvorlige bivirkninger ble rapportert under bruk av cistanche, men en overdose kan forårsake dyspné, rastløshet eller søvnløshet [2,3,5].

4. Biologisk aktivitet av Cistanche-ekstrakt og dets bestanddeler: Hovedvirkningsmekanismer

Tørket cistanche, deres ekstrakter og deres bioaktive bestanddeler utøver en lang rekke gunstige effekter under normale og patologiske forhold (Figur 2). S. chinen.sis bioaktive forbindelser er antioksidanter, avgiftningsmidler, kraftige hepatobeskyttende, hypoglykemiske midler, betennelsesdempere, nevro- og kardiobeskyttere, immunstimulerende midler og tumordempere ([1-3,5]. De viser antibakterielle og antivirale egenskaper, og undertrykker blodplateaggregering; de er også potente adaptogener og ergogener. i stand til å redusere tretthet og støtte normal funksjon av cellulære kraftstasjonsmitokondrier (2,7. cistanche bioaktive forbindelser er også potente hudbeskyttere. Deres antialdrings- og revitaliserende virkning omfatter fuktighetsgivende, toning, irritasjonslindrende og sårhelende, reduserer utvidelse av blodkar og gjenoppretter den beskyttende hudbarrieren.

De viktigste mekanismene for gunstige handlinger avcistanche bioaktive forbindelser inkludereraktivering av antioksidantforsvarssystemet, reduserer nivåene av aspartataminotransferase, alaninaminotransferase og serum- og leverglutamisk pyruvic transaminase, samt inaktivering av cytokrom P450 [21]. cistanche bioaktive forbindelser hemmer pro-oksidant signalveier: cyklooksygenase 1 og 2 (COX-1 og 2) [22], nitrogenoksidproduksjon (23), og genuttrykk av pro-inflammatoriske cytokiner (24]. Videre chinensis bestanddeler blokkerer kalsiumkanaler (Ca2 pluss) (25] og hemmer åpningen av mitokondriell permeabilitetsovergangspore (mPTP), og beskytter dermed mot celledød (25-27) I tumorceller kan cistanche bioaktive forbindelser reversere multilegemiddelresistens avhengig av P-glykoprotein (Pgp-MDR) (28] og sensibiliserer tumorceller for antitumorbehandlinger, f.eks. med doksorubicin [29,30]. De kan også fremme cellesyklusstans, og dermed undertrykke spredning og aktivere apoptose og autofagi [{{19 }}].

5. Antioksidantaktivitet av Cistanche

Fruktekstrakt og dets bestanddeler svekket balanse i pro-oksidant- og antioksidanthomeostase forårsaker oksidativt stress, som øker produksjonen av toksiske reaktive oksygenarter (ROS). ROS i cellene hovedsakelig generert i mitokondrier som biprodukter av mitokondriell respirasjonskjede, mens noen av dem også kan avledes fra redoksmetallionerelaterte og enzymatiske kilder (34,35]. ROS nøytraliseres av enzymatiske og ikke-enzymatiske endogene antioksidantforsvarssystemer. Superoksiddismutase (SOD), katalase (CAT), glutationperoksidase (GPx) og glutationreduktase (GR) tilhører det enzymatiske forsvarssystemet, mens små antioksidantmolekyler, som vitamin C, vitamin E og reduserte glutation (GSH), utgjør en del av det ikke-enzymatiske forsvaret [34]. Som med mange planteavledede antioksidanter, kan cistanche-aktive forbindelser direkte rense reaktive oksygenarter, aktivere antioksidantforsvarssystemet under normale forhold og fungere som prooksidanter under normale forhold. patologiske forhold (Figur 3).

Figur 3.Antioksidant og pro-oksidant aktiviteter avCistanche fruktekstrakter og deres bioaktive forbindelser.

ROS - reaktive oksygenarter

Angåendecistanche polyfenoliske forbindelser: Flavonoider, fenolsyrer og hovedbestanddelene av dibenzocyklooktadienlignaner anses å være ansvarlige for antioksidantaktivitetene tilcistancheekstrakt [2,4]. 

5.1. Direct ROS Scavenging av Cistanche Fruit Extract og dets bestanddeler

Den direkte ROS-renseevnen tilcistanche etanoliske ekstrakter ble demonstrert av Mocan A et al. ved å bruke DPPH-blekeanalysen, Trolox-ekvivalent antioksidantkapasitetsanalyse, hemoglobinaskorbatperoksidaseaktivitetshemming og hemming av lipidperoksidasjon katalysert av cytokromc analyser og en elektron paramagnetisk resonansspektroskopi [8]. cistancheetanolisk ekstrakt kan direkte fjerne ROS, og dermed lindre hydrogenperoksid (H2O2)-indusert hemming av C2C12-cellevekst [36]. Dessuten kunne forskjellige schisandriner nøytralisere ROS fra humane polymorfonukleære leukocytter stimulert med forbolmyristatacetat [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 >schisandrin B [37]. Den ROS-rensende effekten av schisandrin B var lik den til vitamin C [38]. Fenton-reaksjon, xanthin-xanthine oxidase eller UV-bestråling av riboflflavin-analyser avslørte atcistanche lignan schisanhenol kunne nøytralisere ROS bedre enn vitamin E i en eksperimentell modell av tetradekanoylforbolacetat-stimulerte humane nøytrofiler [39]. Videre, i in vitro-studier,cistanchevandig ekstrakt beskyttet humant blodlymfocytt-DNA mot oksidantutfordring av H2O2, evaluert ved kometanalyse [40]. 

5.2. Effekter av Cistanche fruktekstrakt og dets bestanddeler på enzymatiske ogIkke-enzymatiske endogene antioksidantforsvarssystemer

cistanchebioaktive forbindelser utøvde antioksidantaktiviteter i mange vev inkludert hjernen [41]. I en D-galaktose-indusert Wistar rotte-nevrotoksisitetsmodell,cistanche vandige eller etanoliske ekstrakter reduserte SOD, CAT og totale antioksidanter, og opprettholdt de normale nivåene av GSH, malondialdehyd (MDA) og nitrogenoksid (NO) i serum, striatum, hippocampus og prefrontal cortex, og forbedret dermed kognitive underskudd vurdert ved hjelp av Morris vannlabyrint og nedtrappingstesten for passiv unngåelse [42]. Schisan drin B (10, 25 eller 50 mg/kg administrert oralt (po) i 7 dager) kan øke nivåene av antioksidantenzymer, som SOD, GPx og cellulær GSH hos mus, og undertrykke lipidperoksidasjon i skopolamin- og cisplatin-indusert cerebralt oksidativt stress [43]. Videre utøvde schisandrin B nevrobeskyttende aktivitet ved å redusere MDA-nivåer og ROS-generering, mens det i mellomtiden økte SOD-aktivitet og GSH-produksjon i musekraftssvømmestressmodellen, og dermed reduserte angstlignende oppførsel [44]. Schisandrin B (5, 10 eller 20µM) kan undertrykke produksjonen av ROS i mikroglia-neuron-kokulturer [45]. Antioksidanteffekter avcistanche lignan deoksyschisandrin (4, 12 og 36 mg/kgi.g. i 14 dager) ble undersøkt på amyloid-beta (1-42) A (1-42)-indusert hukommelsessvekkelsesmodell hos mus [46]. Deoxyschisandrin forbedret A (1-42)-indusert korttids- og romlig hukommelsessvikt vurdert ved hjelp av Y-labyrint- og vannlabyrint-testene. I hjernebarken og hippocampus hos mus gjenopprettet deoksyschisandrin undertrykkelsen av SOD- og GPx-aktiviteter, økte GSH-nivåer og GSH/oksidert glutation (GSSG)-forhold, og reduserte MDA- og GSSG-nivåer [46], og dermed lindre kognitiv nedgang i Alzheimers sykdom [46]. Effektene avcistanche lignan schizandra C (15µg/kg eller 150µg/kg/dag i fem dager i de laterale cerebrale ventriklene ved bruk av stereotaksisk implantert kanyle) på patologiske endringer og hukommelsessvikt ble evaluert i A (1- 42)-indusert Alzheimers sykdomsmodell hos mus [47]. Schisandrin C gjenopprettet kognitive funksjoner og reduserte nevronal skade ved å hemme total kolinesterase, forbedre SOD- og GPx-aktiviteter og øke GSH-nivåer i hippocampus og hjernebarken [47]. I den skopolaminbehandlede musemodellen forbedret schisanthenol (10, 30, 100 mg/kg/dag ip i syv dager) lærings- og hukommelsesevnen vurdert ved Morris vannlabyrint-test [48]. Hos mus økte hippocampus schisanthenol aktiviteten til SOD og GPx, mens det reduserte innholdet av MDA og acetylkolinesterase [48].

cistanchebioaktive forbindelser var hepatobeskyttende i ulike leverforgiftningsmodeller [1,2]. I in vitro studier,cistanche lignaner schisanthenol, schisandrin B og schisandrin C ved en konsentrasjon på 1 mM undertrykte jern/cystein-indusert lipidperoksidasjon, vurdert ved en reduksjon i MDA-dannelse i rottelevermikrosomer, og gjorde det mer effektivt enn vitamin E [49]. I AML12 hepatocytter, schisandrin B (15µM) kan indusere glutation antioksidantrespons [50]. cistancheekstrakt og dets aktive forbindelse - schisandrin B - beskyttet mot karbontetraklorid-indusert levertoksisitet ved å øke mitokondrielle GSH-nivåer og øke aktivitetene til GR, GPx og glutation S-transferaser i karbontetraklorid-berusede mus [51–53]. Schisandrin B (3 mmol/kg/dag po i tre dager) var også beskyttende i den karbontetraklorid-induserte mus-levertoksisitetsmodellen ved å øke nivåene av vitamin C og vitamin E i leveren, samt mitokondrielle GSH-nivåer [54]. Lignan-anriketcistancheekstrakt forbedret det hepatiske antioksidant/avgiftningssystemet hos rotter etter aflatoksin beta 1 eller kadmiumklorid-utfordring ved å øke GSH-nivåer i leveren og lever-GR, og glutation S-transferaseaktiviteter [55]. I tillegg er 5-hydroksymetyl-2-furfural isolertfracistanche(7,5, 15 og 30 mg/kg po i syv dager) var hepatobeskyttende i den akutte alkoholinduserte leveroksidative skademodellen hos mus ved å redusere nivåene av MDA og øke CAT-, GPx- og SOD-aktiviteter i levervev [56].

cistancheekstrakt og dets aktive bestanddel schisandrin B utøvde kardiobeskyttende effekter ved å forbedre hjertets antioksidantforsvar.57–61]. cistancheekstrakt beskyttet mot adriamycin-indusert kardiotoksisitet hos rotter ved å redusere MDA-nivåer og øke aktivitetene til myokardial GPx og SOD [60]. Lignan-anriketcistanche ekstrahere beskyttet hjerte fra oksidativ skade i en in vivo modell av hjerteinfarkt og en ex vivo modell av myokardiskemi-reperfusjonsskade hos rotter [61]. Dessuten, schizandra B og C (10–30µM), men ikke schisandrin A, stimulerte den cytokrom P-450-katalyserte NADPH-oksidasjonsreaksjonen i in vitro-studier av rottehjertemikrosomer og/eller ROS-produksjon i rottehjerter (en enkeltdose på 1,2 mmol/kg), noe som resulterte i økningen i mitokondrielle GSH-nivåer under, og beskytter dermed mot iskemi/reperfusjonsskade [59]. 

Under doksorubicinindusert kardiomyopati hos mus reduserte schisandrin B (25–100 mg/kg/dag per os i fem dager) lipidperoksidasjon, forhindret nitrotyrosindannelse og undertrykte metalloproteinaseaktivering i hjertet [58]. Under myokardiskemi/reperfusjon (40 min pluss 1 time) hos rotter, reduserte schisandrin B (20 mg/kg) MDA-nivåer og økte total SOD-aktivitet, og svekket dermed oksidativ skade [57]. Schisandrin B i HK-2-celler (2,5–10µM) og hos mus (20 mg/kg/dag per os i fire uker) reduserte nyre-MDA-nivåer og økt GSH-produksjon i cyklosporin A-indusert nefrotoksisitet [62]. Videre, i gentamicin-indusert nefrotoksisitet hos rotter, utøvde schisandrin B (1–10 mg/kg/dag i 15 dager) nefroprotektive effekter ved å forbedre renal mitokondriell antioksidantstatus: økende GSH- og alfa-tokoferolnivåer og aktivere SOD [26]. cistanche etanolekstrakt og etanol-vannekstrakt reduserte lunge-MDA-nivåene betydelig og økte SOD-aktivitet og GSH-nivåer i en marsvinmodell av hosteoverfølsomhet indusert av 14 dagers eksponering for sigarettrøyk [63].