Izolácia a identifikácia fenyletanoidných glykozidov z Aloysia Polystachya a jej aktivita ako inhibítory monoaminooxidázy-A

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Ana Maria S. Pereira1, Camila C. Guimarães1, Sarazete IV Pereira1, Eduardo J. Crevelin2, Gustavo HT Pinto1, Lucas JF Morel1, Bianca W. Bertoni1, Suzelei C. França1, Silvia H. Taleb-Contini1

Úvod

Podľa nedávnej správy Svetovej zdravotníckej organizácie [1] trpí depresiami a úzkostnými poruchami viac ako 320 miliónov ľudí (4,4 percenta svetovej populácie), pričom približne 800 tisíc samovrážd je ročne spáchaných v dôsledku týchto duševných problémov. . Hoci je dostupná liečba syntetickými antidepresívami, mnohí pacienti trpia vedľajšími účinkami ako sucho v ústach, zápcha, závraty, rozmazané videnie, zvýšená chuť do jedla, priberanie na váhe, nespavosť a problémy s obličkami [2]. Z tohto dôvodu sa v liečbe viacerých typov duševných porúch využívajú prístupy využívajúce komplementárnu a alternatívnu medicínu vrátane fytoterapie [3].

Rôzne predklinické a klinické štúdie poskytli dôkazy na podporu prínosov liekov na rastlinnej báze pri liečbe všeobecných a špecifických úzkostných porúch [4, 5]. Obzvlášť zaujímavé sú výskumy anxiolytických vlastností Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verbenaceae), aromatického druhu, ktorý sa vyskytuje hlavne v Argentíne a Paraguaji. Podľa etnofarmakologických štúdií miestne populácie používajú rastlinu, ktorá je bežne známa ako burrito, ako tráviace, sedatívne a antidepresívne tonikum [6, 7]. Hoci anxiolytické a antidepresívne vlastnosti hydroetanolových extraktov z A. polystachya boli potvrdené predklinickými štúdiami [8-10], neuskutočnili sa žiadne fytochemické výskumy s cieľom identifikovať zlúčeniny spojené s týmito aktivitami.

Už skôr sa ukázalo, že antidepresívne účinky niektorých liečivých rastlín, napríklad Hypericum perforatum L. (Hypericaceae) a Peganum harmala L. (Nitrariaceae), sú spojené s inhibíciou monoaminooxidázy-A (MAO-A). [11 – 13]. Skupina MAO je distribuovaná v centrálnom a periférnom nervovom systéme a nadmerná expresia týchto enzýmov podporuje oxidačnú deamináciu monoamínov so znížením hladín neurotransmiterov serotonínu, norepinefrínu a dopamínu, čo vedie k nástupu psychiatrických porúch. Takéto deaminačné procesy tiež vytvárajú látky, ako je peroxid vodíka, radikály bez kyslíka a aldehydy, ktoré sú zodpovedné za oxidačný stres buniek. MAO existujú v dvoch hlavných izoformách, ktoré sa líšia distribúciou, substrátovou špecifickosťou a citlivosťou na inhibítory. Izoforma MAO-A hrá dôležitú úlohu pri depresii a úzkostných poruchách, zatiaľ čo MAO-B sa podieľa na neurodegeneratívnych ochoreniach [13–17].

Vo svetle vyššie uvedeného sme predpokladali, že anxiolytické a antidepresívne vlastnosti A. polystachya pochádzajú, aspoň čiastočne, z prítomnosti inhibítorov MAO-A. Aby sme otestovali túto hypotézu, identifikovali sme aktívne zložky prítomné v hydroetanolovom extrakte z listov A. polystachya a vyhodnotili sme účinky surového extraktu a hlavných zložiek z neho izolovaných na aktivitu MAO-A.

cistanche protidepresie

Výsledky a diskusia

Hydroetanolový extrakt z listov A. polystachya bol podrobený ultravýkonnej kvapalinovej chromatografii-hmotnostnej spektrometrii (UPLC-MS) a takto získaný chromatogram je uvedený na ▶obr. 1a. Hlavné zložky extraktu boli prečistené stĺpcovou chromatografiou a vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou na reverznej fáze (RP-HPLC) a identifikované ako akteozid (syn verbaskozid), izoakteozid, 6'-acetylakteozid a 4',4 ''',5,5''-tetrahydroxy-6,6'',3'''-trimetoxy-[C7–O–C7'']-biflavón porovnaním ich 1H- a 13C-NMR, Údaje HSQC, HMBC (▶Tabuľka 1S, 2S, Podporné informácie) a MS dáta (▶Obr. 1b-e) s hodnotami uvedenými v literatúre [18–20]. Koncentrácia akteozidu v hydroetanolovom extrakte stanovená pomocou HPLC bola 108,65 ± 1,3 ug/mg sušeného extraktu. Toto predstavuje prvý záznam zložiek extraktov listov z A. polystachya, hoci esenciálny olej rastliny bol analyzovaný už skôr a zistilo sa, že obsahuje monoterpény karvón a limonén ako hlavné zložky [21].

Surový hydroetanolový extrakt z listov A. polystachya inhiboval aktivitu MAO-A v závislosti od dávky (▶Obr. 2a) s IC50 9,2 µg/ml, zatiaľ čo selektívny inhibítor MAO klorgylín vykazoval IC5 0 0,06 ug/ml (0,22 uM). Prečistený akteozid tiež vykazoval inhibičné aktivity proti MAO-A (▶obr. 2b), pričom akteozid mal najnižšiu hodnotu IC50 5 µM (3,1 µg/ml), po ktorej nasledoval izoakteozid s IC50 10,1 µM (6,3 µg/ml). a 6'-acetylakteozid s IC50 9,5 uM (6,3 ug/ml). Inhibícia MAO-A vedie k obnoveniu hladín serotonínu, norepinefrínu, dopamínu a tyramínu, ktoré sú kľúčovými neurotransmitermi pri kontrole úzkosti a depresie [16]. Prítomnosť rôznych inhibítorov MAO-A v listoch A. polystachya teda aspoň čiastočne vysvetľuje predtým uvádzanú antidepresívnu a anxiolytickú aktivitu tohto druhu [8–10].

Použitie viaczložkových rastlinných zmesí môže byť výhodné pri liečbe chorôb komplexnej etiológie, ako je úzkosť, depresia a iné neurologické stavy. V súčasnosti je použitie fytomedicíny pri liečbe ochorení, ktoré postihujú nervový systém, založené na paradigme multi-cieľovo orientovaných ligandov, tj liečiv, ktoré majú multi-cieľové aktivity vyplývajúce z prítomnosti látok, ako sú polyfenoly s anti- zápalové, antioxidačné a MAO inhibičné vlastnosti, ktoré sú schopné poskytnúť neuroprotekciu [20, 22–25]. Stojí však za zmienku, že polárny charakter polyfenolových látok by mohol brániť interakciám s ich molekulárnymi cieľmi. Napriek tomu klinické štúdie ukázali, že kontakt medzi polyfenolickými látkami a nepolárnymi sekundárnymi metabolitmi prítomnými v extraktoch môže modifikovať permeabilitu bunkových membrán a uľahčiť príjem polárnych zlúčenín [23]. Komplexné rastlinné extrakty obsahujúce viaccieľové činidlá, ktoré interagujú s ich receptormi pleiotropným spôsobom, teda vytvárajú farmakologický synergizmus, ktorý ovplyvňuje početné procesy, vrátane pohybu polárnych metabolitov cez bunkové membrány. V tejto súvislosti Li a kol. [26] použili model zebry, aby demonštrovali, že akteozid môže preniknúť cez hematoencefalickú bariéru, a navrhli, že fenyletanoidný glykozid môže mať potenciálny terapeutický účinok pri Parkinsonovej chorobe.

bylina cistanche

Monoaminergné neurotransmitery sú hlavným cieľom moderných antidepresív, pretože ich nedostatok je zodpovedný za oslabujúce symptómy depresie. Nedávna štúdia in vivo preukázala, že etanolové a vodné extrakty z Lippia citriodora (Verbenaceae) a ich hlavná zložka akteozid vykazovali anxiolytické, hypnotické a svalové relaxačné účinky a tieto vlastnosti sa čiastočne pripisovali interakcii s gama typom A. -receptor kyseliny aminomaslovej (GABAA) [27].

Klinické štúdie odhalili, že lieky so schopnosťou blokovať zápalové cytokíny, ako je TNF- alebo iné zložky zápalovej signálnej dráhy, napríklad cyklooxygenáza-2 (COX{3}}), sú účinné pri znižovaní symptómov depresie u pacientov s reumatoidnou artritídou, psoriázou a rakovinou, ako aj u pacientov trpiacich závažnými psychiatrickými poruchami [28]. V tejto súvislosti sa uvádza, že akteozid môže oslabiť produkciu a uvoľňovanie zápalových molekúl, ako je oxid dusnatý (NO), TNF- a interleukín 12 (IL-12) v lipopolysacharide/interferóne-gama (LPS /IFN-)-stimulované makrofágy [29], ako aj histamín a kyselina arachidónová v žírnych bunkách RBL-2H3 [30]. Okrem toho je akteozid schopný znížiť hladiny TNF-, IL-1, IL-8, IL-6 a NO a aktivovať kaspázu-1, jadrový faktor -kappa-B (NF-κB), NO syntáza a aktivačný proteín-1 [31] indukované IL-32 a/alebo LPS v TH-1 bunkách a makrofágoch [32]. Niektoré z týchto zápalových mediátorov, ako sú IFN, IL-6, IL-8 a IL-1, sa našli v abnormálnych hladinách vo vzorkách periférnych aj posmrtných tkanív od jedincov s depresiou a súviseli so symptómami depresie [33]. Aktivácia týchto molekúl psychosociálnymi stresormi môže podporovať významné funkčné zmeny v mozgu, čo vedie k rozvoju depresívneho správania a iných psychiatrických porúch. IFN, IL-1 a TNF- môžu napríklad zvyšovať expresiu a funkciu serotonínových, noradrenalínových a dopamínových receptorových púmp, čím sa znižuje dostupnosť týchto neurotransmiterov v synaptickej štrbine [28]. Okrem toho IFN-, IL-6, TNF- a oxidačný stres môžu aktivovať indolamín 2,3 dioxygenázu (IDO), enzým zodpovedný za degradáciu tryptofánu, a tým znížiť koncentráciu primárneho prekurzora syntéza serotonínu [34].

Akteozid, izoakteozid a 6'-acetylakteozid obsahujú hydroxyfenyletylové a kofeoylové skupiny, o ktorých je známe, že sú spojené s antioxidačnými vlastnosťami [35, 36] a samotný akteozid vykazuje značnú antioxidačnú aktivitu [37]. Štúdie ukázali, že akteozid inhibuje agregáciu -amyloidného peptidu (A) v závislosti od dávky, funguje ako neuroprotektívne činidlo a zlepšuje pamäť, a tieto vlastnosti sa pripisujú antioxidačnej aktivite činidla [38, 39] . Vzhľadom na to, že pri liečbe neurologických porúch sa používa množstvo druhov bohatých na fenoly s antioxidačnými vlastnosťami [15], predpokladá sa, že antidepresívne a anxiolytické účinky fenyletanoidových glykozidov izolovaných z A. polystachya môžu tiež vyplývať z ich antioxidačných aktivít. Tento predpoklad podporili Xu a kol. [40], ktorí predložili dôkazy týkajúce sa vzťahu medzi zvýšeným oxidačným stresom a depresiou/úzkosťou.

Na základe vyššie uvedeného sme dospeli k záveru, že antidepresívne vlastnosti hydroetanolového extraktu z listov A. polystachya a purifikovaných fenyletanoidov izolovaných z nich možno vysvetliť viaccieľovými spôsobmi účinku zahŕňajúcimi inhibíciu MAO-A, downreguláciu zápalové molekuly a neutralizácia oxidačných reakcií. Tu prezentované výsledky teda podporujú našu pôvodnú hypotézu, že anxiolytické a antidepresívne aktivity hydroetanolového extraktu z A. polystachya vyplývajú, aspoň čiastočne, z inhibície MAO-A. Vzťah medzi štruktúrou a aktivitou fenyletanoidných glykozidov identifikovaných v tejto štúdii si však vyžaduje ďalšiu pozornosť, aby bolo možné navrhnúť nové molekuly na liečbu špecifických neurologických porúch.

antioxidant:extrakt z cistanche

Referencie

[1] Svetová zdravotnícka organizácia. Depresia a iné bežné duševné choroby

Poruchy: Globálne odhady zdravia. Ženeva: WHO; 2017

[2] Ferguson JM. SSRI antidepresíva: Nežiaduce účinky a znášanlivosť. Prim Care Companion J Clin Psychiatry 2001; 3: 22–27

[3] van der Watt G, Laugharne J, Janca A. Doplnková a alternatívna medicína v liečbe úzkosti a depresie. Curr Opin Psychiatry 2008; 21: 37-42

[4] Sarris J, McIntyre E, Camfield DA. Rastlinné lieky na úzkostné poruchy:cistanche, časť 1: Prehľad predklinických štúdií. CNS Drugs 2013; 27: 207-219

[5] Sarris J, McIntyre E, Camfield DA. Rastlinné lieky na úzkostné poruchy, časť 2: Prehľad klinických štúdií s podpornými predklinickými dôkazmi. CNS Drugs 2013; 27: 301-319

[6] Del Vitto LA, Petenatti EM, Petenatti ME. Recursos herbolarios de San Luis (República Argentína). Hlavná časť: Plantas Nativas. Multekvina 1997; 6: 49-66

[7] González Y, Arrúa RD, Rojas GD, García MG. Etnofarmacobotánica foliar de "burrito", Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verben- aceae), kultivado v Paraguaji. Rojasiana 2014; 13: 31-41

[8] Mora S, Díaz-Véliz G, Millán R, Lungenstrass H, Quirós S, Coto-Morales T, Hellión-Ibarrola MC. Anxiolytické a antidepresívne účinky hydroalkoholového extraktu z Aloysia polystachya u potkanov. Pharmacol Biochem Behav 2005; 82: 373-378

[9] Hellión-Ibarrola MC, Ibarrola DA, Montalbetti Y, Kennedy ML, Heinichen O, Campuzano M, Tortoriello J, Fernández S, Wasowski C, Marder M, De Lima TCM, Mora S. Anxiolytické účinky Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verbenaceae) u myší. J Ethnopharma- col 2006; 105: 400-408

[10] Hellión-Ibarrola MC, Ibarrola DA, Montalbetti Y, Kennedy ML, Heinichen O, Campuzano M, Ferro EA, Alvarenga N, Tortoriello J,

De Lima TCM, Mora S. Antidepresívne účinky Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke (Verbenaceae) u myší. Fytomedicína 2008; 15: 478-483

[11] Herraiz T, González D, Ancín-Azpilicueta C, Arán VJ, Guillén H.

-Karbolínové alkaloidy v Peganum harmala a inhibícia ľudskej monoaminooxidázy (MAO). Food Chem Toxicol 2010; 48: 839-845

[12] Herraiz T, Guillén H, Arán VJ, Salgado A. Identifikácia, výskyt a aktivita chinazolínových alkaloidov v Peganum harmala. Food Chem Toxicol 2017; 103: 261-269

[13] Herraiz T, Guillén H. Inhibícia monoaminooxidázy-A a súvisiaca antioxidačná aktivita v rastlinných extraktoch s potenciálnym antidepresívnym účinkom. Bio Med Res Int 2018; 1018: 4810394

[14] Carradori S, D'Ascenzio M, Chimenti P, Secci D, Bolasco A. Selektívne inhibítory MAO-B: Poučenie z prírodných produktov. Mol Divers 2014; 18: 219-243

[15] Fajemiroye JO, Silva DM, Oliveira DR, Costa EA. Liečba úzkosti a depresie: Liečivé rastliny v retrospektíve. Fundam Clin Pharmacol 2016; 30: 198-215

[16] Fišar Z. Lieky súvisiace s aktivitou monoaminooxidázy. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2016; 69: 112-124

[17] Naoi M, Maruyama W, Shamoto-Nagai M. Monoaminooxidáza typu A a serotonín sa koordinovane podieľajú na depresívnych poruchách: od nerovnováhy neurotransmiterov po poruchu neurogenézy. J Neural Transm 2017; 125: 53-66

cistanche doplnok: antioxidant