Výskum pokrok v mechanizmoch pôsobenia extraktov z púštnych púšte Cistanche pri prevencii osteoporózy

Abstrakt: Cistanche Deserticola MAje tradičná liečivá a jedlá rastlina, ktorá v posledných rokoch preukázala významný potenciál prevencie a liečby osteoporózy. Konvenčné lieky na osteoporózu, vrátane bisfosfonátov, kalcitriolu a VD, môžu vyvolať rôzne nežiaduce reakcie a zvýšiť fyziologickú záťaž u pacientov pri dlhodobom použití. Naopak, C. Deserticola ponúka jedinečné výhody vďaka svojej nižšej toxicite a menším počtom vedľajších účinkov, vďaka čomu je obzvlášť vhodná na riadenie osteoporózy. Výskum naznačuje, že C. Deserticola účinne zmierňuje stratu hustoty kostí a kostnú hmotu. Reguluje metabolizmus kostí podľaZvýšenie aktivity osteoblastovainhibícia funkcie osteoklastov, čím sa zachováva mikroarchitektúra kostí a následne zvyšuje celkovú stabilitu vnútornej štruktúry kostí a znižuje riziko zlomenín. Cieľom tohto prehľadu je zhrnúť farmakologické účinky a molekulárne mechanizmy C. púšte v boji proti osteoporóze. Systematickým preskúmaním a analýzou existujúcej literatúry sa snažíme objasniť potenciálne mechanizmy, prostredníctvom ktorých C. Deserticola moduluje remodelovanie kostí a preskúmať svoje vyhliadky na klinické uplatňovanie. Zámerom poznatkov z tejto štúdie je poskytnúť dôležitý odkaz na vývoj a klinické uplatňovanie funkčných potravín odvodených od C. Deserticola.

Kľúčové slová: Cistanche Deserticola MA; liečivá a jedlá rastlina;osteoporóza; metabolizmus kostí; mechanizmus

 

 

Doplnky bylinných cistanche na liečbu osteoporózy

Kontaktujte nás pre viac informácií

 

 

Osteoporózaje bežné chronické kostrové ochorenie a so starnúcou globálnou populáciou sa prevalencia osteoporózy významne zvýšila, najmä u postmenopauzálnych žien a starších ľudí [1]. Osteorotické zlomeniny sú jedným z kľúčových faktorov, ktoré vedú k zdravotnému postihnutiu a úmrtnosti u starších ľudí [2]. Nedávne prieskumy ukazujú, že prevalencia osteoporózy u ľudí starších ako 50 rokov v Číne je 20,7% u žien a 14,4% u mužov, pričom ženy staršie ako 60 rokov majú výrazne vyššiu prevalenciu ako muži [3]. Očakáva sa, že súvisiace náklady na liečbu budú predstavovať desiatky miliárd dolárov, čo predstavuje obrovské hospodárske bremeno rodín a spoločnosti pacientov [4]. V súčasnosti zahŕňajú hlavne konvenčné klinické liečby farmakologickú terapiu, intervencie životného štýlu a fyzickú terapiu [5-7]. Bisfosfonáty sú najbežnejšie používané lieky, ktoré môžu účinne znížiť riziko zlomenín, ale dlhodobé použitie môže viesť k závažným vedľajším účinkom, ako je osteonekróza čeľuste a atypických fraktúr femorálnych frakcií [{8-9]. Okrem toho sa v klinickej praxi používajú aj iné lieky, ako sú selektívne modulátory receptorov estrogénov a analógy paratyreoidných hormónov, ale majú svoje obmedzenia [10]. Zásahy do životného štýlu, ako je zvýšenie príjmu vápnika a vitamínu D [11-12] a zapojenia sa do vhodných cvičení s hmotnosťou [13], majú pozitívne účinky na prevenciu a liečbu osteoporózy, ale majú nízku adherenciu. Fyzikálne terapie, ako je napríklad pulzný ultrazvuk s nízkou intenzitou, preukázali určitý potenciál, ale ich dlhodobé účinky a mechanizmy si vyžadujú ďalšie štúdium [14]. Celkovo, aj keď existuje viacnásobné možnosti liečby, liečba osteoporózy stále čelí mnohým výzvam a obzvlášť dôležité je nájsť účinnejšie lieky a metódy.

Púšť cistancheMA, bežne známa ako „Desert Ženseng“, je tradičná čínska liečivá bylina s jedinečnou terapeutickou hodnotou [15]. Tradičná čínska medicína to veríPúšť cistancheMá účinky tonifikácie obličkových jang a doplňujúce esenciu a krv [16]. Moderné farmakologické štúdie to zistiliPúšť cistanchevykazuje biologické účinky, ako je antioxidácia [17], anti-starnutie [18-19], neuroprotekcia [20-21], anti-osteoporóza [22-23], anti-inflamácia [24] a anti-depresia [25]. Najmä štúdie to ukázaliPúšť cistanchedemonštruje významný potenciál anti-osteoporózy. Cieľom tohto dokumentu je preto preskúmať svoje farmakologické účinky a špecifické molekulárne mechanizmy pri liečbe osteoporózy, aby sa poskytol referencia na vývoj funkčných potravín a klinické aplikáciePúšť cistanche.

 

1. Hlavné aktívne komponenty a extrakciaPúšť cistanche

Chemické zloženiePúšť cistanchezačal sa rozsiahle študovať v 80. rokoch 20. storočia. Vedci s nepretržitým rozvojom moderných výskumných technológií izolovali a identifikovali stovky zlúčenín zPúšť cistanchea vykonali hĺbkové analýzy ich farmakologických aktivít. Hlavné chemické zložkyPúšť cistancheZahŕňajú fenyletanoidové glykozidy, polysacharidy, lignans, iridoidy, monoterpénové glykozidy, fenolové glykozidy, steroly, flavonoidy, alkaloidy, aminokyseliny, minerály a prchavé komponenty [26-27]. Historicky, Púšť cistanchebol považovaný za vysoko vzácny tonik a bežne sa používa v dennej diéte[28]. Moderný výskum naznačuje, že aktívne komponenty, ako sú fenyletanoidové glykozidy, polysacharidy a iridoidy vPúšť cistanchevykazujú významné účinky antioxidantov, anti-fatigue a zvyšujúcej imunitu [29-31]. Preto v posledných rokoch uplatňovaniePúšť cistancheV potravinárskom priemysle sa od výskumných pracovníkov rozšírila. Považuje sa za sľubnú funkčnú zložku potravín a široko sa používa pri vývoji funkčných potravín. Napríklad,Púšť cistancheExtrakt (extrakt C. Deserticola, CDE) sa môže pridať do nápojov na vytvorenie funkčných nápojov s anti-únavnými vlastnosťami; Môže sa tiež kombinovať s bylinkami ako Wolfberry a Ginseng na výrobu zdravotných čajov alebo bylinných vín; Jeho polysacharidy sa môžu použiť na vývoj fermentovaných nápojov [32]. Navyše,Púšť cistanchePrášok alebo extrakty sa môžu používať ako prírodné potravinové prísady v pečive, korenín, občerstveniach a špeciálnych výživových výrobkoch, ktoré poskytujú bohatú výživovú hodnotu. V súčasnosti spoločnéPúšť cistancheMedzi zdravotnícke výrobky na trhu patria kapsuly zvyšujúce imunitu, tablety proti únave a orálne tekutiny na tónovanie obličiek. Tieto aplikácie demonštrujú široký potenciálPúšť cistanchev potravinárskom priemysle. Integráciou tradičných a inovatívnych potravín,Púšť cistanchea jeho výťažky môžu slúžiť ako kľúčové zložky v zdravotných potravinách, aby uspokojili rastúci dopyt po wellness výrobkoch. Podrobné informácie o metódach extrakciePúšť cistancheHlavné komponenty sú uvedené v tabuľke 1.

1,1 fenyletanoidové glykozidy

Fenyletanoidové glykozidy sú primárnymi aktívnymi zložkamiPúšť cistanchea najrozsiahlejšie študované zlúčeniny v jeho zložení. Sú prítomné v najvyššom množstve a slúžia ako kľúčové markery na identifikáciuPúšť cistanche. Fenyletanoidové glykozidy, tiež známe ako fenylpropanoidy, sú zlúčeniny tvorené kombináciou glykozidov a fenyletanoolových aglykónov. Chemické štruktúry reprezentatívnych fenyletanoidových glykozidov vPúšť cistanchesú uvedené v tabuľke 2. Doteraz vedci identifikovali 86 fenyletanoidné glykozidové zlúčeniny vCistancheDruhy, primárne vrátane fenyletanoidných glykozidov, derivátov kyseliny kofeovej a glykozidov [27]. Medzi nimi sú Echinacosid a Acteosid hlavnými aktívnymi zložkami v mäsitých stonkáchPúšť cistanche[42] a sú uvedené v vydaní roku 2020Čínske farmakopoeiaako kľúčové ukazovatele na hodnotenie kvalityPúšť cistanche. Okrem toho mnohé štúdie ukázali, že echinakozid a akteosid sú tiež kľúčovými zlúčeninami na liečbu osteoporózy.Púšť cistancheGlykozid A (CIS A) tiež hrá dôležitú úlohu pri liečbe osteoporózy.

Metódy extrakcie fenyletanoidových glykozidov vPúšť cistancheZahrňte extrakciu vody, extrakciu etanolu, extrakciu podporovanú ultrazvukom, extrakciu podporovanú mikrovlnou a extrakciu pomocou enzýmov [43]. Extrakcia vody je typicky vhodná pre vo vode rozpustné komponenty, ktoré sú pri teplote a vlhkosti relatívne stabilné. Aj keď je nákladovo efektívny a extrahuje širokú škálu komponentov, často zahŕňa veľké množstvo nečistôt. Preto kombinácia tradičných metód s modernými pokročilými technológiami môže zlepšiť účinnosť a zvýšiť výnosy extrakcie. Napríklad Liu Lisha a kol. [33] použili extrakciu vody na extrahovanie fenyletanoidových glykozidov zCistanche tubulosa. V podmienkach pomeru materiálu k kvapaline 1:15 (g/ml) a extrakcie pri stupni 8 0 počas 2 hodín dosiahol výťažok 17,59%. Gao Jiande a kol. [34] Kombinovali modernú biotechnológiu s tradičnou extrakciou vody a optimalizovanými parametrami pomocou ortogonálneho experimentálneho návrhu. Zistili, že dávka celulázy 0,1%, enzymatická teplota hydrolýzy 55 stupňov a doba hydrolýzy 2,5 hodiny viedla k fenyletanoidnému glykozidu 7,26%, čo je 64%zlepšenie oproti tradičnej vodnej extrakcii. Kong Zheng a kol. [35] použili 63% roztok etanolu s pomerom materiálu k kvapaline 8: 1 (ml/g), namáčanie na 2 hodiny a extrahovanie počas 1,5 hodiny na získanie 3,64% akteosidu z Acteosidu zCistanche tubulosa.

Wu Honglei a kol. [36] porovnávali extrakciu etanolu, mikrovlnnú extrakciu a metódy ultrazvukovej extrakcie fenyletanoidných glykozidov. Mikrovlnná extrakcia, ktorá urýchľuje rozpustenie komponentov zničením bunkových štruktúr s mikrovlnným vykurovaním, ponúka výhody, ako je vysoká špecifickosť, minimálna strata, účinnosť, rýchlosť a jednoduchosť. Jeho potenciál poškodiť komponenty citlivé na teplo však obmedzuje jeho ďalší vývoj. Podobne ultrazvuková extrakcia ponúka širokú použiteľnosť, jednoduchosť, rýchlosť a vysokú čistotu, ale výzvy zahŕňajú ultrazvukové prázdne zóny a obmedzenia pre rozsiahlu výrobu. Wei Yuping a kol. [37] dosiahol fenyletanoidný glykozid výťažok 14,36% s použitím ultrazvukovej extrakcie v podmienkach 40 stupňov, pomer materiálu k kvapaline 1: 41,7 (g/ml) a 51% koncentrácie etanolu. Synergická extrakcia ultrazvukového mikrowave zvyšuje mieru extrakcie a zároveň skracuje čas. Ding Huiling a kol. [38] Optimalizovaná ultrazvuková synergická extrakcia s ultrazvukom, ktorá sa týka metodiky povrchu odozvy, nastavenie ultrazvukovej frekvencie pri 40 kHz, ultrazvukového výkonu pri 50 W, extrakčný čas po 15 minútach, koncentrácia acetónu pri 50%, pomer materiálu k kvapaline pri 14: 1 (ml/g) a mikrovlnného výkonu pri 100 W, dosiahne konečnú extrakčnú rýchlosť 49.2%.

Každá metóda extrakcie má svoje vlastné výhody a výber vhodných podmienok môže významne zlepšiť účinnosť fenyletanoidnej extrakcie glykozidov. Budúci vývoj v metódach extrakcie by sa mal zamerať na vysokú účinnosť, ochranu energie, prívetivosť v oblasti životného prostredia a integrácia viacerých metód na podporu vývoja a využívaniaPúšť cistanche.

 

Tabuľka 2 Hlavné fenyletanoidové glykozidy nájdené v extrakte z C. púšte

Zmes	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	Molekulárna receptúra
Echinakozid	Oh	H	H	Oac	Oh	RHA	Glu	C₃₅H₄₆O₂₀
Akteozid	Ome	H	H	Oac	Oh	RHA	Glu	C₂₉H₃₄O₁₅
Cis a	Oh	Cf	H	H	Oh	RHA	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅
Cis b	Oh	H	H	H	Oh	RHA	Glu	C₂₉H₃₂O₁₄
Cis c	Oh	H	Cf	H	Oh	RHA	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅

Poznámky:

AC: Acetyl Group (acetyl).

RHA: -l -Rhamnopyranose.

CF: Trans-Caffeoyl Group (Trans-Caffeoyl).

FR: Trans-feruloyl Group (trans-feruloyl).

Glu: -D -glukopyranóza.

 

1,2 polysacharidy

Polysacharidy sa bežne používajú aktívne komponenty v tradičnej čínskej medicíne a sú jednou z kľúčových aktívnych zložiekPúšť cistanche[44]. Majú výhody, že sú široko dostupné, zlepšujú imunitnú reguláciu a ponúkajú bezpečnosť. Štúdie to odhaliliPúšť cistanchePolysacharidy (CDP) môžu zabrániť osteoporóze spôsobenej ovariektómiou u žien a zlepšiť stratu kostí. Pretože polysacharidy sa nachádzajú primárne v rastlinných bunkách, sušenéPúšť cistancheje typicky rozdrvený a ponorený do etanolu pred extrakciou, aby sa odstránili lipidy, pigmenty a cukry s nízkou molekulovou hmotnosťou. Metódy extrakcie CDP zahŕňajú extrakciu horúcej vody/studenej vody, alkalická extrakcia, extrakcia podporovaná enzýmom a extrakcia podporovaná ultrazvukom. Po extrahovaní surových polysacharidov sa Reagent Sevag (chloroforma: n-butanol=4: 1 (v/v)) používa na ďalšiu separáciu prostredníctvom separácie membrány a chromatografie výmeny aniónov. Celulóza de -52 sa široko používa na separáciu polysacharidov kvôli svojej vysokej zaťaženiu, dobrého rozlíšenia, vysokého prietoku a ľahkej používania. Nakoniec sa polysacharidy purifikujú pomocou agarózových, sefakryl a gélových filtračných stĺpcov Sephadex.

Extrakcia vody vrátane extrakcie teplej vody a studenej vody je v súčasnosti najpoužívanejšou metódou. Extrakcia horúcej vody sa ľahko prevádzkuje, nevyžaduje organické rozpúšťadlá, zaisťuje bezpečnosť následného vývoja funkcie potravín a účinne zachováva aktivitu polysacharidov. Extrakcia studenej vody minimalizuje vplyv vysokých teplôt na polysacharidové štruktúry, ale môže znížiť výťažok extrakcie v dôsledku nižšej rozpustnosti pri nízkych teplotách. Napríklad Weng Xiang a kol. [39] extrahovanéPúšť cistanchepolysacharidy pri 80 stupňoch s použitím destilovanej vody, opakovali proces 2–3 krát a vyčistili surové polysacharidy pomocou DEAE {{}} celulózový stĺpec, aby sa získali CCDP -1 a CCDP -2 s výťažkami 2,63% a 1.13%. Xiao Xinghui a kol. [40] optimalizoval proces extrakcie horúcej vody pre púštny CDP, pričom stanovil optimálne podmienky na extrakciu 75 stupňov, 165 min. Extrakčnú dobu a pomer materiálu k kvapaline 1:55 (g/ml). Pomocou technológie makroporéznej živice na separáciu a čistenie dosiahol výťažok extrakcie polysacharidov 18,40%.

Okrem toho, pretože niektoré kyslé polysacharidy sú rozpustné v alkalických roztokoch, na extrakciu polysacharidov sa môže použiť alkali. Polysacharidy však môžu degradovať za alkalických podmienok, čím sa zníži výťažok alebo zmení ich štruktúru. Väčšina polysacharidov sa nachádza v bunkových stenách a biologické enzýmy, ktoré narúšajú biologické bariéry (tj bunkové steny a bunkové membrány), môžu podporovať uvoľňovanie polysacharidov, čím sa zlepšuje účinnosť extrakcie, a to aj v cene potenciálne škodlivých štruktúr polysacharidov. Zeng Hui a kol. [41] použili na extrakciu CDP enzýmom podporovanú metódu ponorením prášku do 20 L vody a predbežným ošetrením pri 55 stupňoch s 30 g celulázou, 10 g amylázou a 5 G papain počas 1 hodiny, po ktorej nasledovalo enzým deaktivácia pri 100 stupňoch a extrakcii. Polysacharidy boli separované pomocou stĺpca celulózy DEAE-sefarózy. Enzýmovo asistovaná extrakcia, ktorá pracuje za relatívne miernych podmienok, poskytuje vysokokvalitné polysacharidy a zároveň lepšie zachováva aktívne zložky, čo z neho robí sľubnú metódu extrakcie polysacharidov. Enzýmy sú však nestabilné, náchylné na deaktiváciu, vyžadujú konkrétne podmienky skladovania a sú drahé, čo spôsobuje náročnosť extrakcie vo veľkom meradle.

Extrakcia podporovaná ultrazvukom ponúka výhody rýchlosti a vysokých výťažkov, zatiaľ čo relatívne nízke teploty extrakcie bránia poškodeniu polysacharidových štruktúr. Yang Xiumei a kol. [45] extrahované polysacharidy zPúšť cistanchePoužitím ultrazvukovej metódy zrážania horúcej vody a etanolu, určujúce optimálne parametre ako extrakčnú teplotu 40 stupňov, ultrazvukový výkon 1, 000 W, pomer tuhej kvapaliny 1:25 a extrakčného času 10 minút, dosiahnutia extrakčného výťažku 4,41%. Yang Wen a kol. [46] optimalizoval proces extrakcie CDP pomocou jednokaktorových experimentov a ortogonálnych testov, určovanie optimálnych podmienok tak, aby bol zlúčeninou enzýmovou dávkou 4% (celuláza: pectináza=1: 3 (m/m), ultrazvuková sila 350 W (40 KHz), ultrasonic čas z 20 min. ktorý bol priemerný výnos 5,14%. V súčasnosti existuje mnoho metód extrakcie polysacharidov a kombinované používanie viacerých procesov sa stalo rastúcim trendom v modernom výskume techník extrakcie polysacharidov.

 

1.3 Ostatné komponenty

Okrem vyššie uvedených komponentov,Púšť cistancheje tiež bohatý na lignans, fenyletanol glykozidy, iridoidy a ich glykozidy, organické kyseliny, steroly, aminokyseliny, vitamíny, prchavé látky a minerály. Lignans a ich glykozidy sú triedou prírodných chemických zlúčenín a 17 lignanov a ich glykozidy bolo izolovaných a identifikovaných zPúšť cistanche. Napríklad Nan Zedong a kol. [47] identifikovalo 11 lignových zlúčenín z extraktu z etanoluPúšť cistanchevrátane (+)-syringaresinol -4 '-o - - d-glukopyranozid, (+)-izoeucommin a, naingenín A a alashangelín A. iridoids a ich glykozidy sú zvyčajne monoglykozidov z glukózy a 26 iridoidov a ich glyozidy a ich glykididy a ich glyozidy a ich glyozidy a ich identididy a ich glyozidy.Púšť cistanche. Pokiaľ ide o alkaloidy vPúšť cistanche, Iba niekoľko štúdií uviedlo Betaine ako súčasť. Ďalej Hui Ruihua a kol. [48] ​​použili metódy extrakcie destilácie a identifikovali sa na 20 prchavých zlúčeninách, vrátane dietyl disulfidu, benzaldehydu, 3- metoxyanilínu, benzylalkoholu, fenylacetaldhehydu, mentónu, eugenolu, karyofylu a jeho oxidov a lenalololu.