Esenciálne oleje ako potenciálny neuroprotektívny liek na neurodegeneratívne choroby súvisiace s vekom, časť 1

Prosím kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.comPre viac informácií

Abstrakt:Napriek zlepšeniu priemernej dĺžky života sa neurodegeneratívne stavy pravdepodobne stali najobávanejšími chorobami starších ľudí. Neuroprotektívne a anti-agingové schopnosti esenciálnych olejov (EO) sú široko hodnotené po celom svete. Cieľom tohto prehľadu je analyzovať účinnosť EO ako neuroprotektívnych liekov medzi štyrmi bežnými neurodegeneratívnymi chorobami súvisiacimi s vekom. Literatúra bola extrahovaná z troch databáz (PubMed, Web of Science a Google Scholar) v rokoch 2010 až 2020 s použitím pojmov medicínskeho predmetu (MeSH) „esenciálny olej“, skrížený s „Alzheimerovou chorobou (AD)“, „Huntingtonovou chorobou“. (HD)“, „Parkinsonova choroba (PD)“ alebo „amyotrofická laterálna skleróza (ALS)“. Osemdesiattri percent (83 percent) štúdií sa zameralo na AD, zatiaľ čo ďalších 12 percent sa zameralo na PD. Nebola zaznamenaná žiadna klasifikovateľná štúdia na HD alebo ALS. EO zo Salvia officinalis bol zaznamenaný ako jeden z najúčinnejších inhibítorov acetylcholínesterázy a butyrylcholínesterázy. Avšak iba Cinnamomum sp. bola hodnotená z hľadiska účinnosti pri AD aj PD. Náš prehľad poskytol užitočné dôkazy o EO ako potenciálnych neuroprotektívnych liekoch na neurodegeneratívne ochorenia súvisiace s vekom.

Ak chcete vedieť viac, kliknite sem

Kľúčové slová:esenciálne oleje; neurodegeneratívne;Alzheimerova choroba; Huntingtonova choroba;Parkinsonova choroba; amyotrofická laterálna skleróza;in vitro;in vivo

1. Úvod

Aromatické rastliny pozostávajú zo širokého a rozmanitého radu organických zlúčenín s významnými ekologickými a fyziologickými funkciami. Jednou z najdôležitejších zložiek syntetizovaných aromatickými rastlinami sú éterické oleje (EO) spolu s ich sekundárnymi metabolitmi a fenolickými zlúčeninami. EO možno extrahovať a získať z rôznych častí rastlín, ako je kvet, kôra, list, koreň alebo šupka [2-4]. Vo všeobecnosti sú monoterpény a seskviterpény hlavnými zložkami EO. Fenolové zlúčeniny vznikajú biochemickou syntézou a pozostávajú z chemicky heterogénnej skupiny. Medzi osvedčené fenolové zlúčeniny patria fenolové kyseliny, jednoduché fenoly, kumaríny, flavonoidy, stilbény, lignany, ligníny, ako aj hydrolyzovateľné a kondenzované taníny [5,6]. EO sú nestále a môžu hrať úlohu pri zlepšovaní kognitívnych funkcií prostredníctvom čuchových dráh [7]. EO sú dobre známe pre rôzne výhody, ktoré zahŕňajú ich antivírusové, antibakteriálne, antifungálne, pamäťové vylepšenie, liečivé prostriedky, konzerváciu potravín, kozmetické konzervačné látky, aromaterapiu a mnoho ďalších aplikácií. Napríklad EO pochádzajúci zo šalvie sp., ktorá je jedným z najbežnejších druhov liečivých rastlín, bol hlásený pre svoj pozoruhodný liek na kašeľ, bronchitídu, herpes, aftové rany, ako aj na poruchy koncentrácie. EO tohto druhu sa tiež používa v potravinárskom priemysle a kozmetickom priemysle pre celý rad parfumov [8].

Centrálny nervový systém mozgu (CNS) sa skladá z rôznych neurónov zodpovedných za organizáciu neurónových a neneurónových buniek, ako aj za riadenie rôznych motorických, senzorických, regulačných, behaviorálnych a kognitívnych funkcií. Neurónové bunky sú rôznorodé vo svojej morfológii a funkcii, čo naznačuje, že každý typ neurónov môže indikovať svoj vlastný genómový profil napriek tomu, že má identické genetické kódy.cistanche benefíciosV rámci CNS sa zistilo, že špecifické oblasti vykazujú rôznu zraniteľnosť voči starnutiu a rôznym neurodegeneratívnym ochoreniam súvisiacim s vekom [9].

Neurodegeneratívne poruchy sú často charakterizované silným dôkazom oxidačného stresu v ich patogenéze, ako dôsledok neregulovanej syntézy reaktívnych foriem kyslíka (ROS) [10]. Rozdiely pozorované v prooxidačných a antioxidačných bunkových mechanizmoch, ktoré súvisia s mitochondriálnou dysfunkciou, peroxidáciou lipidov, neurozápalovými procesmi a endogénnym metabolizmom dopamínu, patria medzi faktory prispievajúce k deregulácii [10,11]. Mnoho výskumníkov hľadalo molekuly, ktoré aktivujú blokovacie dráhy alebo minimalizujú účinky ROS [12,]13]. V snahe prekonať obmedzenia súčasných terapií dostupných pre neurodegeneratívne poruchy sa vykonáva rozsiahly výskum s cieľom preskúmať a identifikovať dostupnosť iných možných prírodných liečiv, ktoré sú rovnako účinné a bez akýchkoľvek vedľajších účinkov. Ako také prírodné zložky zložené z rôznych polyfenolických fytochemikálií získali na tento účel pozoruhodný prehľad [14].

Cistanche môže proti starnutiu

Neurodegeneratívne poruchy sú v súčasnosti nevyliečiteľné a dostupné terapie len kontrolujú symptómy alebo predlžujú rast ochorenia. EO boli navrhnuté ako základná preventívna a liečebná stratégia pre anti-aging a neurodegeneratívne poruchy [15]. Mnohé štúdie uvádzajú potenciál rôznych EO a ich zložiek vykazovať neuroprotektívne účinky[16,17]. Cinnamomum sp.[18,19],Salvia sp. [20,21] Polygonum sp. [22], Lavandula sp. [23,24], Citrus sp.[25], Artemisia sp.[26,27] a Zin-giber sp. [28] patria medzi najviac skúmané druhy na hodnotenie účinnosti EO a ich príslušných zložiek pri neurodegeneratívnych poruchách súvisiacich s vekom. Štyri najčastejšie študované neurodegeneratívne ochorenia súvisiace s vekom sú Alzheimerova choroba (AD), Parkinsonova choroba (PD), Huntingtonova choroba (HD) a amyotrofická laterálna skleróza (ALS).

AD je najčastejšou príčinou demencie u starších ľudí a je klasifikovaná ako pomalá, ale progresívna neurodegeneratívna porucha. Najvyššia miera prevalencie sa uvádza v Severnej Amerike a západnej Európe, po ktorej nasleduje Latinská Amerika, Čína a západný Tichomorie. Vo všeobecnosti sa zdôrazňuje, že veľký počet prípadov AD je zaznamenaný u starších ľudí vo veku nad 75 rokov, avšak skorý nástup AD sa môže rozvinúť už vo veku 30 až 60 rokov (29,30). Priame náklady spojené s diagnózou AD pokrývajú lekárske ošetrenie alebo sociálne služby, kde je potrebný opatrovateľ, zatiaľ čo strata príjmu pacienta alebo rodinných príslušníkov sa označuje ako nepriame náklady [31].

Existuje niekoľko profilov AD, ktoré zahŕňajú deficity v epizodickej pamäti, jazyku, sémantických znalostiach, vizuopriestorových schopnostiach, výkonných funkciách z hľadiska plánovania a organizácie, ako aj apraxii [32]. Okrem straty neurónov sú amyloidné plaky a neurofibrilárne spletence vzájomne prepojené s prítomnosťou reaktívnych astrocytov a aktivovaných mikrogliálnych buniek[33-35]. A je najviac študovanou zložkou patogenézy AD, kde môže vyvolať neuronálnu toxicitu a aktivovať mikroglie vedúce k nepriamemu poškodeniu neurónov [36]. Bolo známe, že proteolytické štiepenie z bunkového povrchového proteínu typu I amyloidného prekurzorového proteínu (APP) poskytuje niekoľko foriem A [37,38]. Patogénne hypotézy pre synaptickú a neuronálnu toxicitu pri Alzheimerovej chorobe sú znázornené na obrázku 1.

Významnou zmenou, ktorá koreluje so stratou dopaminergných buniek substantia nigra (SN) súvisiacou s vekom, je strata dopaminergnej inervácie neostriata. Presvedčivé štúdie ukázali, že účasť monoaminooxidázy (MAO) na AD a neurodegeneratívnych ochoreniach je dôležitým faktorom v mnohých hlavných patofyziologických dráhach [40,41]. MAO-B bol navrhnutý ako biomarker a jeho aktivovaná forma vedie ku kognitívnej dysfunkcii, zabíja cholinergné neuróny, vyvoláva cholinergné poruchy a prispieva k rozvoju amyloidných plakov. Štúdie v molekulárnej biológii preukázali kritickú úlohu generácie A prostredníctvom modulácie spracovania APP MAO[42-45]. Mechanizmus generovania A prostredníctvom modulácie spracovania APP aktivovaným MAO je znázornený na obrázku 2.

PD je druhým najčastejším stavom po AD a tiež sa vyvíja pomaly [47]. možno identifikovať a klinicky charakterizovať prostredníctvom motorickej poruchy, ktorá zahŕňa bradykinézu, rigiditu, pokojový tremor a posturálnu nestabilitu (48). Prípady PD možno rozdeliť na sporadické (SPD) a familiárne (FPD), z ktorých posledné predstavuje približne 20-25 percent všetkých prípadov PD. Spoločným znakom SPD a FPD je prítomnosť intracelulárnych inklúzií, nazývaných Lewyho telieska [49,50].

-Synukleín( -Syn) bol identifikovaný ako hlavná zložka Lewyho teliesok v sporadických a rodinných prípadoch a predpokladá sa, že je ústredným hráčom v etiológii PD [51]. Stojí za zmienku, že výskum PD sa zameral hlavne na agregáciu proteínov, neurotoxicitu, zvýšený oxidačný stres a mitochondriálnu dysfunkciu, ako aj defekty v mechanizme degradácie proteínov [52].

Okrem úlohy spôsobenej -Syn je dôležitá aj prítomnosť neurotoxínov, najmä 6-hydroxydopamín (6-OHDA) a 1-metyl-4-fenylpyridínium (MPP plus ). široko akceptované na vyvolanie neurotoxicity u pacientov s PD. Predpokladá sa, že oba neurotoxíny vyvolávajú dopaminergnú toxicitu intra- a extracelulárnou oxidáciou, tvorbou peroxidu vodíka a priamou inhibíciou mitochondriálneho dýchacieho reťazca [53].

Ďalším bežným neurodegeneratívnym ochorením je HD; spôsobená rekurentným vývojom cytozín-adenín-guanínu (CAG) v géne huntingtínu (HTT) a zahŕňa sieť komplexných patogénnych mechanizmov. HD je hlboko prenikajúca, autozomálne dominantná, progresívna neurodegeneratívna pohybová a neurobehaviorálna porucha spojená s rôznymi motorickými znakmi, psychologickými symptómami a kognitívnou dysfunkciou, ktorá progreduje s demenciou. Znalosť kauzálnej mutácie HD umožňuje odhaliť stále sa rozširujúci počet fenotypov a fenokópií HD. Priemerný počiatočný vek je okolo 40 rokov so zaznamenaným rozsahom od 2 do 79 rokov a viac [54-57].

K progresívnemu telesnému postihnutiu DKK môžu prispieť rôzne pohybové aspekty, ako sú hyperkinetické pohyby (dystónia, myoklonus, tiky) a iné motorické prejavy (bradykinéza, inkoordinácia, zmeny okulomotorických funkcií, porucha chôdze) spolu s choreou ako najvýraznejším mimovoľným pohybom. Ako choroba postupuje v priebehu času, dystónia sa stáva častejšou a nahrádza choreu.

Na druhej strane je klinicky, geneticky a patologicky kategorizovaný ako heterogénny neurodegeneratívny stav [58-60]. Degenerácia kortikálnych motorických neurónov a buniek predného rohu miechy je charakterizovaná ALS, tiež známou ako Charcotova alebo Lou Gehrigova choroba. To prispieva, zvyčajne do 3-5 rokov od diagnózy, k svalovej atrofii, strate svalovej funkcie a smrti v dôsledku zlyhania dýchania. Predpokladá sa, že rôznorodá klinická variabilita je spôsobená rozdielmi v zapojení horného motorického neurónu (UMN) a dolného motorického neurónu (LMN), extramotorických symptómoch, veku nástupu, prežívania a rýchlosti progresie. Heterogenita ochorenia bráni produkcii biomarkerov, čo bráni presnému hodnoteniu kandidátskych liekov v klinických štúdiách [59-61]. Rôzne štúdie ukázali, že oxidačný stres hrá hlavnú úlohu v patogenéze tohto ochorenia, identifikovaného ako neobvyklý typ rodiny, ktorý často vykazuje génové mutácie superoxiddismutázy 1 (SOD1) [62,63].

EO sa v súčasnosti bežne používajú a skúmajú sa ich výhody vo všetkých aspektoch života. Atraktívnosť potenciálu EO a možný mechanizmus účinku sa neustále objavuje na celom svete. V tomto prehľade sa zameriavame a analyzujeme účinnosť EO ako neuroprotektívnych liekov spomedzi štyroch vybraných neurodegeneratívnych porúch súvisiacich s vekom uvedených vyššie. Pevne veríme, že tento prehľad bude prínosom pre mnohých výskumníkov a akademikov, ktorí majú veľký záujem o EO a ich rozsiahle aplikácie.

2. Stratégia vyhľadávania materiálov a metód!

Pôvodné články boli vyhľadávané v troch databázach (PubMed, Web of Science a Google Scholar) od roku 2010 do roku 2020, pričom sa použili výrazy medicínskeho predmetu (MeSH) „esenciálne oleje“, skrížené s výrazom „Alzheimerova choroba“, „Parkinsonova choroba“. choroba“, „Huntingtonova choroba“ alebo „amyotrofická laterálna skleróza“. Publikácie s dostupnými abstraktmi boli preskúmané a obmedzené na štúdie publikované v anglickom a malajskom jazyku. Zahrnuté boli články o štúdiách na ľuďoch a zvieratách, klinických skúškach a súvisiacich s neurodegeneratívnym liekom na rastlinnej báze. Prehľadové články a listy redaktorovi však boli vylúčené. Duplicitné články boli odstránené.

3. Výsledky

Všetky súvisiace články boli vytlačené na ďalšie hodnotenie založené na dôkazoch, aby sa preskúmala účinnosť EO ako neuroprotektívneho lieku na neurodegeneratívne ochorenia súvisiace s vekom. Po vykonaní komplexného prehľadu literatúry boli články vybrané a rozdelené do niekoľkých typov neurodegeneratívnych ochorení (tabuľka 1). Do tejto recenzie bolo zahrnutých celkom 103 článkov. Našlo sa 86 článkov o AD, ktoré pozostávali z 53 článkov o štúdiách in vitro, 20 článkov o štúdiách in vivo, 11 článkov o kombinácii štúdií in vitro a in vivo a 2 článkov o kombinácii štúdií in vitro a ex. vivo štúdie. Našlo sa 13 článkov o PD, ktoré pozostávali zo štyroch článkov o štúdiách in vitro, šiestich článkov o štúdiách in vivo, jedného článku o kombinácii štúdií in vitro a in vivo a dvoch článkov o kombinácii štúdií in vivo a ex vivo . Štyri články boli kategorizované ako kombinácia chorôb, pretože v článkoch bolo uvedených niekoľko neurodegeneratívnych chorôb naraz. Žiaľ, nebola zaznamenaná žiadna klasifikovateľná štúdia na HD a ALS. Okrem štandardného biochemického testu niektoré štúdie informovali aj o chemickom zložení vybraných EO.

Tento článok je extrahovaný z Molecules 2021, 26, 1107. https://doi.org/10.3390/molecules26041107 https://www.mdpi.com/journal/molecules