Antioxidanteffekter av Cistanche och deras aktiva beståndsdelar
Apr 25, 2023
Abstrakt:Cistanche. (Baill.) frukter, deras extrakt och bioaktiva föreningar äranvänds i alternativ medicin som adaptogener och ergogenas skyddar mot många neurologiska, kardiovaskulära,gastrointestinala, lever, ochhudsjukdoms. Cistancheextraktoch derasaktivaföreningarärkraftfulla antioxidanteroch mitoprotektorer exerting antiinflammatorisk,antiviral, Mot cancer, ochanti-aging effekter. Cistanche polyfenoliska föreningar-flavonoider, fenolsyror ochhuvudbeståndsdelarna dibensocyklooktadienlignaner är ansvariga förCistanche antioxidantaktiviteter. Denna recension kommer att fokusera på de direkta och indirekta antioxidanteffekterna avCistanche extrakt och dess bioaktiva föreningar i cellerna under normala och patologiska tillstånd.
Klicka här för att lära känna Cistanche-relaterade produkter för anti-aging
Nyckelord:Cistanche; lignan; schisandrin B; antioxidant; pro-oxidant; mitokondrier
1. Introduktion
Cistanche. (Baill.) tillhör familjen Schisandraceae. Växterna är infödda i nordöstra Kina, Japan, Korea, Manchuriet och den ryska delen av Fjärran Östern. Deras lila-röda bär kallas frukter med fem smaker på grund av deras söta, bittra, skarpa, salta och syrliga smak [1–5]. Cistanche används i stor utsträckning som ett örttillskott i traditionell kinesisk medicin och i västerländsk fytoterapi [1,2,4,5], medan i Ryssland – som en potent adaptogen, förbättrar sjukdomar och stresstolerans och ökar energi, uthållighet och fysisk prestation [2,3]. Cistanche används som konserveringsmedel och tillsats i livsmedelsteknik för att förbättra smaken, smaken och näringsvärdet till maten [2]. De torkade frukterna avCistanche och deras extrakt är användbara vid behandling av neurologiska, kardiovaskulära och gastrointestinala störningar, för att minska trötthet, minska fetma och skydda mot mitokondriell dysfunktion, sömnlöshet och överdriven svettning [1,2,5]. De stimulerar immunitet, fungerar som en tonic och utövar antioxidant, antiinflammatorisk, antiviral, anticancer, anti-aging, anti-diabetes och lever- och hudskyddande aktiviteter [1–5].
2. Kemiska egenskaper hosCistanche Fruktbeståndsdelar
cistanches innehåller cirka 1,5 procent sockerarter (polysackarider och monosackarider; glukos, fruktos, galaktos och arabinos), tanniner (hydrolyserbara t.ex. gallussyraestrar och kondenserade t.ex. proantocyanidiner och tanniner av katekoltyp), färgämnen (främst antocyaniner) ), och cirka 3 procent eteriska oljor, med sesquiterpener som de dominerande föreningarna [6]. -Bergamoten, -kamigren, -himakalen och ylangen är huvudkomponenterna i eteriska oljor (cirka 75 procent), medan syresatta seskviterpener, monoterpener och syresatta monoterpener utgör den mindre delen (cirka 5 procent) [6]. Kemiska undersökningar avslöjade också förekomsten av triterpenoider (triterpenoider och nortiterpenoider av lanostan- och cykloartantyp), organiska syror (citronsyra, fumarsyra, äppelsyra och vinsyra), fenolsyror (klorogena, gentisiska, p-hydroxibensoesyra, p-kumarsyra, protokatekiska syror). sprutsyra och salicylsyror) (7,8l, flavonoider (quercetin, isoquercitrin, rutin och hyperosid) 18l, vitamin C och E, fytosteroler och bioelement (Cr, Cu, Co, Ca, Mg, FeZn, MnB, Ni, ) [1,7,9]. De huvudsakliga aktiva föreningarna i cistanche (Figur 1) är dibensocyklooktadienlignaner (1]. Schisandrin är den mest dominerande cistanchelignan som finns i mängderna 2.2 5,3 mg/g i cistanche [2,10].
Anticanceraktiviteten hos cistanche-lignaner minskar i närvaro av en hydroxylgrupp i C7-positionen, vilket resulterar i ökad hydrofilicitet och minskad permeabilitet in i lipiddubbelskiktet (11), medan en metylendioxigrupp mellan C12 och C13 förstärker anticanceraktiviteten. A 1,2, 3-trimetoxidel, en 6-acyloxigrupp och frånvaron av en 7-hydroxigrupp resulterade i P-glykoproteinhämning och ökade också effekten av $chinensis anticancer 12). Gomisin N och deoxyschisandrin var de mest effektiva anticancerlignanerna av cistanche (11,12]. cistanche-lignaner utan en estergrupp vid C6, ahydroxylgrupp vid C7 eller en metylendioxigrupp, och med en R-bifenylkonfiguration har stark antitrombocytaktivitet, med 6,7-dehydroschisandrol A som den mest aktiva substansen (13) Den exocykliska metylengruppen i cistanche lignanstrukturen är nödvändig för antioxidantaktiviteten, som förstärks ännu mer i närvaro av bensovloxigruppen [14].
3. Biotillgänglighet av Cistanche-extrakt och dess beståndsdelar
Biotillgänglighetsstudierna av cistancheprodukter utfördes huvudsakligen på djurs maximala koncentration av schizandra på {{0}}.08 0.07 och 0.15 plus 0,09 ug/ ml uppnåddes efter oral administrering av 3 g/kg och 10 g/kg cistancheextrakt hos råtta (15). I en parallell studie, schizandra (10 mg/kg, administrerat intravenöst (iv) eller oralt (po)) och ört extrakt av cistanche (3 g/kg och 10 g/kg, po) gavs individuellt till råttor (15] Dosen av cistanche (3 g/kg) motsvarade schisandrir5,2 mg/kg), medan dosen cistanche (10 g/kg) motsvarade schisandrin (17,3 mg/kg) (15). Hos råttor var således den orala biotillgängligheten av schizandra cirka 15,56 ± 10,47 procent (15]. När Sprague-Dawley-råttor administrerades 2 mg/kg (iv) eller 10 mg/kg (intragastriskt (ig)) schisandrol B, eller 6 ml/kg (ig) cistancheextrakt (motsvarande 15 mg/kg schisandrol B), den orala absoluta biotillgängligheten för schizandra B var ungefär 18,73 procent respektive 68,12 procent [16]. Schisandrin B kunde modulera cytokrom P450 3A-aktivitet (CYP3A) in vivo hos råttor och förändrade även de farmakokinetiska profilerna för andra CYP3A-substrat (17. Studierna av vävnadsfördelning visade att chisandrin B (18] och schizandra B var fördelade överallt flera testade vävnader och ackumulerades huvudsakligen i levern och njurarna (16,18) Absolut oral biotillgänglighet av schisandrin B berodde på djurens kön, den var cirka 55,0 procent för honor och 19,3 procent för hanråttor (19]. Den linjära farmakokinetiken egenskaper observerades inom området för den testade orala dosen (10, 20 och 40 mg/kg råtta) av schizandra B (19) Schisandrin B distribuerades i stor utsträckning i äggstockar och fettvävnad (19].
Urinvägarna och fekal utsöndring av schizandra B var mycket låg; schizandra B utsöndrades huvudsakligen i form av metaboliter (20]. Inom alternativ medicin ges cistanche torkad fruktpulver vanligtvis till patienter i en dos av 0,5-1,5 g två gånger per dag innan måltider under en period av 20-30 dagar (3Inga allvarliga biverkningar rapporterades under användning av cistanche, men en överdos kan orsaka dyspné, rastlöshet eller sömnlöshet [2,3,5].
4. Biologisk aktivitet av Cistanche-extrakt och dess beståndsdelar: huvudsakliga verkningsmekanismer
Torkad cistanche, deras extrakt och deras bioaktiva beståndsdelar utövar en mängd olika fördelaktiga effekter under normala och patologiska förhållanden (Figur 2). S. chinen.sis bioaktiva föreningar är antioxidanter, avgiftningsmedel, kraftfulla leverskyddsmedel, hypoglykemiska medel, inflammationsdämpare, neuro- och kardioprotektorer, immunstimulerande medel och tumörhämmare ([1-3,5]. De uppvisar antibakteriella och antivirala egenskaper, och undertrycker trombocytaggregation; de är också potenta adaptogener och ergogener. som kan minska trötthet och stödja den normala funktionen hos cellulära kraftverksmitokondrier (2,7. cistanche bioaktiva föreningar är också potenta hudskyddare. Deras anti-aging och revitaliserande verkan omfattar fuktgivande, tonande, irritationslindrande och sårläkande, vilket minskar vidgning av blodkärl och återställer den skyddande hudbarriären.
De viktigaste mekanismerna för fördelaktiga handlingarCistanche bioaktiva föreningar inkluderaraktivering av antioxidantförsvarssystemet, vilket minskar nivåerna av aspartataminotransferas, alaninaminotransferas och serum- och leverglutaminsyra pyrodruvtransaminas, samt inaktivering av cytokrom P450 [21]. cistanche bioaktiva föreningar hämmar pro-oxidant signalvägar: cyklooxygenas 1 och 2 (COX-1 och 2) [22], kväveoxidproduktion (23), och genuttryck av pro-inflammatoriska cytokiner (24]. Dessutom. chinensis beståndsdelar blockerar kalciumkanaler (Ca2 plus ) (25] och hämmar öppningen av den mitokondriella permeabilitetsövergångsporen (mPTP), vilket skyddar mot celldöd (25-27) I tumörceller kan bioaktiva cistancheföreningar vända multiläkemedelsresistens beroende på P-glykoprotein (Pgp-MDR) (28] och sensibiliserar tumörceller för antitumörbehandlingar, t.ex. med doxorubicin [29,30]. De kan också främja cellcykelstopp och på så sätt undertrycka proliferation och aktivera apoptos och autofagi [{{19 }}].
5. Antioxidantaktivitet hos Cistanche
Fruktextrakt och dess beståndsdelar försämrad balans i pro-oxidant- och antioxidanthomeostas orsakar oxidativ stress, vilket ökar produktionen av toxiska reaktiva syrearter (ROS). ROS i cellerna genereras huvudsakligen i mitokondrier som biprodukter av den mitokondriella andningskedjan, medan en del av dem även kan härledas från redoxmetalljonrelaterade och enzymatiska källor (34,35]. ROS neutraliseras av enzymatiska och icke-enzymatiska källor. endogena antioxidantförsvarssystem. Superoxiddismutas (SOD), katalas (CAT), glutationperoxidas (GPx) och glutationreduktas (GR) tillhör det enzymatiska försvarssystemet, medan små antioxidantmolekyler, såsom vitamin C, vitamin E och reducerade glutation (GSH), utgör en del av icke-enzymatiskt försvar [34]. Som med många växtbaserade antioxidanter kan cistanche-aktiva föreningar direkt avlägsna reaktiva syrearter, aktivera antioxidantförsvarssystemet under normala förhållanden och fungera som prooxidanter under normala förhållanden. patologiska tillstånd (Figur 3).
Figur 3.Antioxidant och pro-oxidant aktiviteter avCistanche fruktextrakt och deras bioaktiva föreningar.
ROS—reaktiva syreämnen
AngåendeCistanche polyfenoliska föreningar: Flavonoider, fenolsyror och huvudbeståndsdelarna i dibensocyklooktadienlignaner anses vara ansvariga för antioxidantaktiviteten hosCistancheextrahera [2,4].
5.1. Direct ROS Scavenging av Cistanche Fruit Extract och dess beståndsdelar
Den direkta ROS-rengöringsförmågan hosCistanche etanolextrakt visades av Mocan A et al. med användning av DPPH-blekningsanalysen, Trolox-ekvivalent antioxidantkapacitetsanalys, hemoglobinaskorbatperoxidasaktivitetsinhibering och hämning av lipidperoxidation katalyserad av cytokromc analyser och en elektron paramagnetisk resonansspektroskopi [8]. Cistancheetanolextrakt kan direkt ta bort ROS och därmed lindra väteperoxid (H2O2)-inducerad hämning av C2C12-celltillväxt [36]. Dessutom kan olika schisandriner neutralisera ROS från humana polymorfonukleära leukocyter stimulerade 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-avlägsnande effekten av schisandrin B liknade den för vitamin C [38]. Fenton-reaktion, xantin-xantinoxidas eller UV-bestrålning av riboflflavinanalyser visade attCistanche lignan schisanhenol kunde neutralisera ROS bättre än vitamin E i en experimentell modell av tetradekanoylforbolacetat-stimulerade mänskliga neutrofiler [39]. Dessutom, i in vitro-studier,Cistanchevattenextrakt skyddade humant blodlymfocyt-DNA från oxidantutmaning av H2O2, utvärderad med kometanalys [40].
5.2. Effekter av Cistanche fruktextrakt och dess beståndsdelar på enzymatiska ochIcke-enzymatiska endogena antioxidantförsvarssystem
cistanchebioaktiva föreningar utövade antioxidantaktiviteter i många vävnader inklusive hjärnan [41]. I en D-galaktos-inducerad Wistar-neurotoxicitetsmodell för råtta,Cistanche vattenhaltiga eller etanoliska extrakt minskade SOD, CAT och totala antioxidanter och bibehöll de normala nivåerna av GSH, malondialdehyd (MDA) och kväveoxid (NO) i serum, striatum, hippocampus och prefrontala cortex, vilket förbättrade kognitiva underskott bedömda med hjälp av Morris vattenlabyrint och testet för passivt undvikande av steg-down-typ [42]. Schisan drin B (10, 25 eller 50 mg/kg administrerat oralt (po) i 7 dagar) kan öka nivåerna av antioxidantenzymer, såsom SOD, GPx och cellulärt GSH hos möss, och undertrycka lipidperoxidation i skopolamin- och cisplatin-inducerad cerebral oxidativ stress [43]. Dessutom utövade schisandrin B neuroprotektiv aktivitet genom att minska MDA-nivåer och ROS-generering, samtidigt som det förbättrade SOD-aktivitet och GSH-produktion i möss tvingar simstressmodellen, vilket minskade ångestliknande beteende [44]. Schisandrin B (5, 10 eller 20µM) kan undertrycka produktionen av ROS i mikroglia-neuron-samkulturer [45]. Antioxidanteffekter avCistanche lignan deoxyschisandrin (4, 12 och 36 mg/kgi.g. under 14 dagar) undersöktes på amyloid-beta (1-42) A (1-42)-inducerad minnesförsämringsmodell hos möss [46]. Deoxyschisandrin förbättrade A (1-42)-inducerade korttids- och rumsminnesförsämringar utvärderade med Y-labyrint- och vattenlabyrint-testerna. I hjärnbarken och hippocampus hos möss återställde deoxyschisandrin undertryckandet av SOD- och GPx-aktiviteter, ökade GSH-nivåer och förhållandet GSH/oxiderat glutation (GSSG) och minskade MDA- och GSSG-nivåer [46], vilket lindra kognitiv försämring av Alzheimers sjukdom [46]. Effekterna avCistanche lignan schizandra C (15µg/kg eller 150µg/kg/dag under fem dagar i de laterala cerebrala ventriklarna med användning av stereotaxiskt implanterad kanyl) på patologiska förändringar och minnesförsämring utvärderades i A (1- 42)-inducerad Alzheimers sjukdomsmodell hos möss [47]. Schisandrin C återställde kognitiva funktioner och minskade neuronal skada genom att hämma totalt kolinesteras, förbättra SOD- och GPx-aktiviteter och öka GSH-nivåerna i hippocampus och hjärnbarken [47]. I den skopolaminbehandlade mössmodellen förbättrade schisanthenol (10, 30, 100 mg/kg/dag ip under sju dagar) inlärnings- och minnesförmåga bedömd med Morris vattenlabyrinttest [48]. Hos möss ökade hippocampus schisanthenol aktiviteten av SOD och GPx, medan det minskade innehållet av MDA och acetylkolinesteras [48].
cistanchebioaktiva föreningar var hepatoskyddande i olika leverförgiftningsmodeller [1,2]. I in vitro-studier,Cistanche lignaner schisanthenol, schisandrin B och schisandrin C vid en koncentration av 1 mM undertryckte järn/cystein-inducerad lipidperoxidation, bedömd genom en minskning av MDA-bildning i råttlevermikrosomer, och gjorde det mer effektivt än vitamin E [49]. I AML12-hepatocyter, schisandrin B (15µM) kan inducera glutationantioxidantsvar [50]. Cistancheextrakt och dess aktiva förening - schisandrin B - skyddade mot koltetraklorid-inducerad levertoxicitet genom att öka mitokondriella GSH-nivåer och förstärka aktiviteterna av GR, GPx och glutation S-transferaser i koltetraklorid-berusade möss [51–53]. Schisandrin B (3 mmol/kg/dag po i tre dagar) var också skyddande i den koltetrakloridinducerade levertoxicitetsmodellen för möss genom att öka nivåerna av vitamin C och vitamin E i levern, såväl som mitokondriella GSH-nivåer [54]. Lignan-berikadCistancheextrakt förbättrade det hepatiska antioxidant-/avgiftningssystemet hos råttor efter aflatoxin beta 1 eller kadmiumkloridutmaning genom att öka GSH-nivåerna i levern och leverns GR- och glutation S-transferasaktiviteter [55]. Dessutom isolerades 5-hydroximetyl-2-furfuralfrånCistanche(7,5, 15 och 30 mg/kg po i sju dagar) var leverskyddande i den akuta alkoholinducerade leveroxidativa modellen hos möss genom att minska nivåerna av MDA och öka CAT-, GPx- och SOD-aktiviteter i levervävnad [56].
Cistancheextrakt och dess aktiva beståndsdel schisandrin B utövade hjärtskyddande effekter genom att förbättra hjärtats antioxidantförsvarssystem [57–61]. Cistancheextrakt skyddat från adriamycin-inducerad kardiotoxicitet hos råttor genom att minska MDA-nivåer och öka aktiviteterna av myokardial GPx och SOD [60]. Lignan-berikadCistanche extrahera skyddat hjärta från oxidativ skada i en in vivo-modell av hjärtinfarkt och en ex vivo-modell av myokardischemi-reperfusionsskada hos råttor [61]. Dessutom, schizandra B och C (10–30µM), men inte schisandrin A, stimulerade den cytokrom P-450-katalyserade NADPH-oxidationsreaktionen i in vitro-studier av råtthjärtmikrosomer och/eller ROS-produktion i råtthjärtan (en engångsdos på 1,2 mmol/kg), vilket resulterade i ökningen av mitokondriella GSH-nivåer under, vilket skyddar mot ischemi/reperfusionsskada [59].
Under doxorubicin-inducerad kardiomyopati hos möss reducerade schisandrin B (25–100 mg/kg/dag per os i fem dagar) lipidperoxidation, förhindrade nitrotyrosinbildning och undertryckte metalloproteinasaktivering i hjärtat [58]. Under myokardischemi/reperfusion (40 min plus 1 timme) hos råttor, minskade schisandrin B (20 mg/kg) MDA-nivåer och ökade total SOD-aktivitet, vilket försvagade oxidativ skada [57]. Schisandrin B i HK-2-celler (2,5–10µM) och hos möss (20 mg/kg/dag per os i fyra veckor) minskade njur-MDA-nivåer och ökad GSH-produktion vid cyklosporin A-inducerad nefrotoxicitet [62]. Vid gentamicin-inducerad nefrotoxicitet hos råttor utövade schisandrin B (1–10 mg/kg/dag i 15 dagar) dessutom nefroskyddande effekter genom att förbättra njurmitokondriell antioxidantstatus: ökade GSH- och alfa-tokoferolnivåer och aktiverande SOD [26]. Cistanche etanolextrakt och etanol-vattenextrakt minskade signifikant MDA-nivåerna i lungorna och ökade SOD-aktivitet och GSH-nivåer i en marsvinsmodell av hostöverkänslighet inducerad av 14 dagars exponering för cigarettrök [63].
