התקדמות מחקרית על מנגנוני הפעולה של תמציות Cistanche Deserticola MA במניעת אוסטאופורוזיס

תקציר: cistanche deserticola maהוא צמח רפואי ואכיל מסורתי שהפגין פוטנציאל משמעותי למניעה וטיפול באוסטאופורוזיס בשנים האחרונות. תרופות קונבנציונאליות לאוסטאופורוזיס, כולל ביספוספונטים, קלציטריול ו- VD, עשויות לגרום לתגובות לוואי שונות ולהגדיל את הנטל הפיזיולוגי על חולים כאשר משתמשים בהם לטווח הארוך. לעומת זאת, C. deserticola מציע יתרונות ייחודיים בגלל רעילותו הנמוכה ופחות תופעות לוואי, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לניהול אוסטאופורוזיס. מחקרים מצביעים על כך ש- C. deserticola מקלה למעשה את אובדן צפיפות העצם ומסת העצם. זה מסדיר את חילוף החומרים העצם על ידישיפור הפעילות של אוסטאובלסטוכןעיכוב תפקוד אוסטאוקלסטובכך שמירה על מיקרו -ארכיטקטורה של עצם וכתוצאה מכך שיפור היציבות הכללית של מבנה העצם הפנימי והפחתת הסיכון לשברים. סקירה זו נועדה לסכם את ההשפעות הפרמקולוגיות והמנגנונים המולקולריים של C. deserticola במאבק באוסטאופורוזיס. על ידי סקירה וניתוח שיטתית של ספרות קיימת, אנו מבקשים להבהיר את המנגנונים הפוטנציאליים שדרכם C. deserticola מווסת את שיפוץ העצמות ולחקור את סיכוייה ליישום קליני. התובנות שנצברו ממחקר זה נועדו לספק התייחסות חשובה לפיתוח ויישום קליני של מזון פונקציונלי הנגזר מ- C. deserticola.

מילות מפתח: cistanche deserticola ma; צמח רפואי ומאכל;אוסטאופורוזיס; מטבוליזם של עצמות; מַנגָנוֹן

 

 

תוספי צמחי צמחים לטיפול באוסטאופורוזיס

צור איתנו קשר לקבלת פרטים נוספים

 

 

אוסטאופורוזיסהיא מחלת שלד כרונית נפוצה, ועם האוכלוסייה הגלובלית המזדקנת, שכיחות האוסטאופורוזיס גדלה באופן משמעותי, במיוחד בקרב נשים לאחר גיל המעבר והקשישות [1]. שברים אוסטאופורוטיים הם אחד הגורמים העיקריים המובילים לנכות ותמותה בקרב קשישים [2]. סקרים אחרונים מראים כי השכיחות של אוסטאופורוזיס בקרב אנשים מעל גיל 50 בסין היא 20.7% בקרב נשים ו -14.4% לגברים, כאשר נשים מעל גיל 60 סובלות משכיחות גבוהה משמעותית מגברים [3]. עלויות הטיפול הנלוות צפויות להסתכם בעשרות מיליארדי דולרים, ולהטיל נטל כלכלי עצום על משפחות החולים והחברה [4]. נכון לעכשיו, טיפולים קליניים קונבנציונליים כוללים בעיקר טיפול פרמקולוגי, התערבויות באורח החיים ופיזיותרפיה [5-7]. ביספוספונטים הם התרופות הנפוצות ביותר, שיכולות להפחית ביעילות את הסיכון לשברים, אך שימוש ארוך טווח עשוי להוביל לתופעות לוואי קשות כמו אוסטאונקרוזיס של הלסת ושברים עצמיים לא טיפוסיים [8-9]. בנוסף, תרופות אחרות, כגון מודולטורים לקולטני אסטרוגן סלקטיביים ואנלוגים הורמונליים של בלוטת התריס, משמשים גם בתרגול קליני אך יש להם את המגבלות שלהן [10]. התערבויות באורח החיים, כגון הגדלת סידן וצריכת ויטמין D [11-12] ועיסוק בתרגילים נושאי משקל מתאימים [13], משפיעות חיוביות על מניעה וטיפול באוסטאופורוזיס אך ​​יש להן דבקות נמוכה. פיזיותרפיה, כמו אולטרסאונד פועם בעצימות נמוכה, הראו פוטנציאל מסוים, אך ההשפעות והמנגנונים שלהם לטווח הארוך דורשים מחקר נוסף [14]. בסך הכל, למרות שישנן אפשרויות טיפול מרובות, הטיפול באוסטאופורוזיס עדיין עומד בפני אתגרים רבים, ומציאת תרופות ושיטות יעילות יותר חשובה במיוחד.

Cistanche DeserticolaMA, הידוע בכינויו "ג'ינסנג מדברי", הוא עשב מרפא סיני מסורתי עם ערך טיפולי ייחודי [15]. הרפואה הסינית המסורתית מאמינה בכךCistanche Deserticolaיש את ההשפעות של יאנג כליות ומחדש מהות ודם [16]. מחקרים פרמקולוגיים מודרניים מצאו את זהCistanche Deserticolaמציג השפעות ביולוגיות כמו נוגדי חמצון [17], אנטי-אייג'ינג [18-19], הגנה עצבית [20-21], אנטי-אוסטאופורוזיס [22-23], אנטי דלקת [24], ואנטי-דיפרן [25]. ראוי לציין כי מחקרים הראו זאתCistanche Deserticolaמפגין פוטנציאל משמעותי באנטי-אוסטאופורוזיס. לפיכך, מאמר זה נועד לבחון את השפעותיו הפרמקולוגיות ואת המנגנונים המולקולריים הספציפיים בטיפול באוסטאופורוזיס, על מנת לספק הפניה להתפתחות מזון פונקציונלי ויישומים קליניים שלCistanche Deserticola.

 

1. רכיבים פעילים עיקריים ומיצוי שלCistanche Deserticola

ההרכב הכימי שלCistanche Deserticolaהחל להיחקר בהרחבה בשנות השמונים. עם התקדמות מתמדת של טכנולוגיות מחקר מודרניות, החוקרים בודדו וזיהו מאות תרכובות מCistanche Deserticolaוערכו ניתוחים מעמיקים של פעילותם הפרמקולוגית. המרכיבים הכימיים העיקריים שלCistanche Deserticolaכלול גליקוזידים פנילנואידים, פוליסכרידים, ליגננים, אירידואידים, גליקוזידים מונוטרפניים, גליקוזידים פנוליים, סטרולים, פלבנואידים, אלקלואידים, חומצות אמינו, מינרלים ומרכיבים נדיפים [26-27]. מבחינה היסטורית, Cistanche Deserticolaנחשב לטוניק יקר ביותר ומשמש בדרך כלל בתזונה יומית[28]. מחקרים מודרניים מצביעים על כך שמרכיבים פעילים כמו גליקוזידים פנילנואידים, פוליסכרידים ואירידואידים בCistanche Deserticolaהציגו השפעות נוגדות חמצון משמעותיות, נגד עייפות ומשפר חסינות [29-31]. לכן, בשנים האחרונות, היישום שלCistanche Deserticolaבתעשיית המזון זכה לתשומת לב נרחבת מצד החוקרים. זה נחשב למרכיב מזון פונקציונלי מבטיח ונמצא בשימוש נרחב בפיתוח מזון פונקציונלי. לְמָשָׁל,Cistanche Deserticolaתמצית (C. תמצית Deserticola, CDE) ניתן להוסיף למשקאות ליצירת משקאות פונקציונליים עם תכונות נגד עייפות; ניתן לשלב אותו גם עם עשבי תיבול כמו וולפברי וג'ינסנג לייצור תה בריאותי או יינות צמחים; ניתן להשתמש בפוליסכרידים שלה כדי לפתח משקאות מותססים [32]. בְּנוֹסַף,Cistanche Deserticolaאבקה או תמציות יכולים לשמש כתוספי מזון טבעיים במוצרי אפיה, תיבול, מזון חטיפים ומוצרי תזונה מיוחדים, ומספקים ערך תזונתי עשיר. נכון לעכשיו, נפוץCistanche Deserticolaמוצרי בריאות בשוק כוללים כמוסות משפרות חסינות, טבליות נגד עייפות ונוזלים דרך הפה המניפים את הכליות. יישומים אלה מדגימים את הפוטנציאל הרחב שלCistanche Deserticolaבענף המזון. על ידי שילוב אוכל מסורתי וחדשני,Cistanche Deserticolaותמציותיה יכולות לשמש כמרכיבים מרכזיים במזון בריאות כדי לעמוד בביקוש ההולך וגובר למוצרי בריאות. מידע מפורט על שיטות מיצוי שלCistanche Deserticolaהרכיבים העיקריים מוצגים בטבלה 1.

1.1 גליקוזידים פנילנואידים

Glycosides phenylethanoid הם המרכיבים הפעילים העיקריים שלCistanche Deserticolaוהתרכובות שנחקרו בהרחבה בהרכבו. הם קיימים בכמויות הגבוהות ביותר ומשמשים סמני מפתח לזיהויCistanche Deserticolaו גליקוזידים פנילנואידים, הידועים גם בשם פנילפרופנואידים, הם תרכובות שנוצרו על ידי השילוב של גליקוזידים ופנילטנול אגליקונים. המבנים הכימיים של גליקוזידים פנילנואידים מייצגים בCistanche Deserticolaמוצגים בטבלה 2. עד כה, החוקרים זיהו את 86 תרכובות גליקוזיד פנילנואיד בCISTANCHEמינים, בעיקר הכוללים גליקוזידים פנילנואידים, נגזרות חומצה קפאית וגליקוזידים [27]. ביניהם, Echinacoside ו- Acteoside הם המרכיבים הפעילים העיקריים בגבעולים הבשרניים שלCistanche Deserticola[42] ומופיעים במהדורת 2020 שלפרמקופיה סיניתכאינדיקטורים מרכזיים להערכת איכותCistanche Deserticolaו יתר על כן, מחקרים רבים הראו כי אכינאקוזיד ואקטואוזיד הם גם תרכובות עיקריות לטיפול באוסטאופורוזיס.Cistanche Deserticolaגליקוזיד A (CIS A) ממלא גם תפקיד חשוב בטיפול באוסטאופורוזיס.

שיטות המיצוי של גליקוזידים פנילנואידים בCistanche Deserticolaכלול מיצוי מים, מיצוי אתנול, מיצוי בסיוע קולי, מיצוי בסיוע במיקרוגל ומיצוי בסיוע אנזים [43]. מיצוי מים מתאים בדרך כלל לרכיבים מסיסים במים שהם יציבים יחסית בטמפרטורה ולחות. אמנם הוא חסכוני ומוצא מגוון רחב של רכיבים, אך לרוב הוא כולל מספר גדול של זיהומים. לכן שילוב שיטות מסורתיות עם טכנולוגיות מתקדמות מודרניות יכול לשפר את היעילות ולהגדיל את תשואות המיצוי. לדוגמה, Liu Lisha et al. [33] השתמשו במיצוי מים כדי לחלץ גליקוזידים פנילנואידיםCistanche Tubulosaו בתנאים של יחס חומר-נוזלי של 1:15 (g/ml) ומיצוי בתואר 8 {9}} למשך שעתיים, התשואה הגיעה ל -17.59%. Gao Jiande et al. [34] שילב ביוטכנולוגיה מודרנית עם מיצוי מים מסורתי ופרמטרים מותאמים באמצעות תכנון ניסיוני אורתוגונאלי. הם קבעו כי מינון תאית של 0.1%, טמפרטורת ההידרוליזה האנזימטית של 55 מעלות וזמן הידרוליזה של 2.5 שעות הביאו לתשואת גליקוזיד פנילנואיד של 7.26%, שיפור של 64%לעומת מיצוי מים מסורתי. קונג ז'נג ואח '. [35] השתמשו בתמיסת אתנול של 63% עם יחס חומר-נוזלי של 8: 1 (מ"ל/גרם), השריה למשך שעתיים, וחילוץ למשך 1.5 שעות כדי להשיג 3.64% אקטוזיד מ-Cistanche Tubulosa.

Wu Honglei et al. [36] השווה מיצוי אתנול, מיצוי מיקרוגל ושיטות מיצוי קולי עבור גליקוזידים פנילנואידים. מיצוי מיקרוגל, המאיץ את פירוק הרכיבים על ידי השמדת מבני תאים עם חימום מיקרוגל, מציע יתרונות כמו ספציפיות גבוהה, אובדן מינימלי, יעילות, מהירות ופשטות. עם זאת, הפוטנציאל שלה לפגוע ברכיבים רגישים לחום מגביל את התפתחותה נוספת. באופן דומה, מיצוי קולי מציע תחולת רחבה, פשטות, מהירות וטוהר גבוה, אך האתגרים כוללים אזורים ריקים קוליים ומגבלות לייצור בקנה מידה גדול. Wei Yuping et al. [37] השיג תפוקת גליקוזיד פנילנואיד של 14.36% באמצעות מיצוי קולי בתנאים של 40 מעלות, יחס חומר-נוזלי של 1: 41.7 (גרם/מ"ל) וריכוז אתנול של 51%. מיצוי סינרגיסטי אולטרה-סאונד-מיקרו מגדיל את שיעורי המיצוי תוך הפחתת זמן. Ding Hualing et al. [38] מיטוב מיטב מיקרו-מיקרו-מיקרו-סינרגיסטי מיטוב באמצעות מתודולוגיית פני השטח של תגובה, וקביעת תדר קולי במהירות של 40 קילו הרץ, כוח קולי בגובה 50 וואט, זמן מיצוי ב -15 דקות, ריכוז אצטון ב 50%, יחס חומרי-ליקוי ב -14: 1 (מ"ל/גרם), וכוח מיקרוגל בשיעור חילוץ גמר.

לכל שיטת מיצוי יתרונות משלה, ובחירת תנאים מתאימים יכולה לשפר משמעותית את היעילות של מיצוי גליקוזיד פנילנואיד. התפתחויות עתידיות בשיטות מיצוי צריכות להתמקד ביעילות גבוהה, שימור אנרגיה, ידידותיות סביבתית ושילוב של מספר שיטות לתמיכה בפיתוח וניצול שלCistanche Deserticola.

 

טבלה 2 גליקוזידי פנילטנואיד עיקריים שנמצאו בתמצית C. deserticola

תִרכּוֹבֶת	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	פורמולה מולקולרית
Echinacoside	אה	H	H	OAC	אה	RHA	GLU	C₃₅H₄₆O₂₀
Acteoside	אום	H	H	OAC	אה	RHA	GLU	C₂₉H₃₄O₁₅
Cis a	אה	CF	H	H	אה	RHA	GLU	C₃₀H₃₆O₁₅
Cis b	אה	H	H	H	אה	RHA	GLU	C₂₉H₃₂O₁₄
Cis c	אה	H	CF	H	אה	RHA	GLU	C₃₀H₃₆O₁₅

הערות:

AC: קבוצת אצטיל (אצטיל).

RHA: -l -rhamnopyranose.

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

FR: קבוצת טרנס-פרולויל (טרנס-פרולויל).

Glu: -d -glucopyranose.

 

1.2 פוליסכרידים

פוליסכרידים משמשים לרוב רכיבים פעילים ברפואה הסינית המסורתית והם אחד המרכיבים הפעילים העיקריים שלCistanche Deserticola[44]. יש להם את היתרונות של להיות זמינים באופן נרחב, לשפר את ויסות החיסון ולהציע בטיחות. מחקרים חשפו זאתCistanche Deserticolaפוליסכרידים (CDP) יכולים למנוע אוסטאופורוזיס הנגרמת כתוצאה מכריתת שחלות אצל נשים ולשפר את אובדן העצם. מכיוון שפוליסכרידים נמצאים בעיקר בתאי צמח, מיובשיםCistanche Deserticolaבדרך כלל נמעך ושקוע באתנול לפני מיצוי להסרת ליפידים, פיגמנטים וסוכרים במשקל מולקולרי נמוך. שיטות מיצוי CDP כוללות מים חמים/מיצוי מים קרים, מיצוי אלקליין, מיצוי בסיוע אנזים ומיצוי בסיוע אולטראסאונד. לאחר חילוץ פוליסכרידים גולמיים, מגיב Sevag (כלורופורם: n-butanol=4: 1 (v/v)) משמש להפרדה נוספת באמצעות הפרדת קרום וכרומטוגרפיה של חילופי אניון. Cellulose de -52 נמצא בשימוש נרחב להפרדת פוליסכריד בגלל יכולת הטעינה הגבוהה שלה, רזולוציה טובה, קצב זרימה גבוה וקלות השימוש. לבסוף, הפוליסכרידים מטוהרים באמצעות עמודות סינון ג'ל של Agarose, Sephacryl ו- Sephadex.

מיצוי מים, כולל מים חמים ומיצוי מים קרים, הוא כיום השיטה הנפוצה ביותר. מיצוי מים חמים פשוט להפעלה, אינו דורש ממסים אורגניים, מבטיח בטיחות לפיתוח מזון תפקודי לאחר מכן, ושומר ביעילות את פעילות הפוליסכרידים. מיצוי מים קרים ממזער את ההשפעה של טמפרטורות גבוהות על מבני פוליסכריד אך עשוי להפחית את תפוקת המיצוי כתוצאה ממסיסות נמוכה יותר בטמפרטורות נמוכות. למשל, Weng Xiang et al. [39] חולץCistanche Deserticolaפוליסכרידים במעלות של 80 מעלות באמצעות מים מזוקקים, חזרו על התהליך 2-3 פעמים וטוהו את העמודה הפוליסכרידים הגולמיים באמצעות DEAE -52 עמודת התאית כדי להשיג CCDP {}}} ו- CCDP {}} עם תשואות של 2.63% ו- 1.13% בהישג. Xiao Xinghui et al. [40] אופטימיזציה של תהליך מיצוי המים החמים עבור CDP מדברי, וקביעת התנאים האופטימליים להיות טמפרטורת מיצוי של 75 מעלות, זמן מיצוי של 165 דקות ויחס חומר-נוזלי של 1:55 (גרם/מ"ל). בעזרת טכנולוגיית שרף מקרופורי להפרידה וטיהור, תפוקת מיצוי הפוליסכריד הגיעה ל 18.40%.

בנוסף, מכיוון שכמה פוליסכרידים חומציים מסיסים בתמיסות אלקליין, ניתן להשתמש באלקלי מדולל כדי לחלץ פוליסכרידים. עם זאת, פוליסכרידים עלולים להשפיל בתנאים אלקליין, להפחית את התשואה או לשנות את המבנה שלהם. מרבית הפוליסכרידים נמצאים בקירות תאים, ואנזימים ביולוגיים המשבשים מחסומים ביולוגיים (כלומר, קירות תאים וממברנות תאים) יכולים לקדם את שחרור הפוליסכרידים, ובכך לשפר את יעילות המיצוי, גם אם במחיר של מבני פוליסכריד עלולים לפגוע. Zeng Hui et al. [41] השתמש בשיטה בסיוע לאנזים כדי לחלץ CDP על ידי הטלת האבקה ב 20 ליטר מים וטיפול בהן מראש תוך 55 מעלות עם 30 גרם תאית, 10 גרם עמילאז, ו -5 גרם פפאין למשך שעה, ואחריו השבת אנזים ב 100 מעלות ומיצוי. הפוליסכרידים הופרדו באמצעות עמוד תאית של DEAE-Sepharose. מיצוי בסיוע לאנזים, הפועל בתנאים קלים יחסית, מניב פוליסכרידים בעלי טוהר גבוה תוך שמירה טובה יותר על רכיבים פעילים, מה שהופך אותו לשיטה מבטיחה למיצוי פוליסכרידים. עם זאת, אנזימים אינם יציבים, מועדים לביטול, דורשים תנאי אחסון ספציפיים והם יקרים, מה שהופך את מיצוי בקנה מידה גדול.

מיצוי בסיוע אולטראסאונד מציע את היתרונות של מהירות ותשואות גבוהות, ואילו טמפרטורות המיצוי הנמוכות יחסית מונעות נזק למבני הפוליסכריד. Yang Xiumei et al. [45] חולץ פוליסכרידים מCistanche Deserticolaבאמצעות שיטת משקעים חמים-אתנול בסיוע אולטראסאונד, וקביעת הפרמטרים האופטימליים כטמפרטורת מיצוי של 40 מעלות, כוח קולי של 1, 000 w, יחס נוזל מוצק של 1:25 וזמן מיצוי של 10 דקות, השגת תשואת מיצוי של 4.41%. Yang ון ואח '. [46] אופטימיזציה של תהליך מיצוי ה- CDP באמצעות ניסויים בגורם יחיד ובדיקות אורתוגונליות, וקביעת התנאים האופטימליים להיות מינון אנזים מורכב של 4% (תאית: פקטינאז {}}}: 3 (M/m), כוח אולטרה-קולוני של 350 וו (40 קילוגרם טמפרטורה של אולטרה-סנימציה, בן 20, בן 20 מינימום, אולטרה-סנימציה, 20, של 20 מינימום, אולטרה-סוני, התשואה הממוצעת הייתה 5.14%. נכון לעכשיו, ישנן שיטות רבות למיצוי פוליסכרידים, והשימוש המשולב בתהליכים מרובים הפך למגמה הולכת וגוברת במחקר מודרני על טכניקות מיצוי פוליסכרידים.

 

1.3 רכיבים אחרים

בנוסף לרכיבים הנזכרים,Cistanche Deserticolaהוא עשיר גם בליגנים, פנילנול גליקוזידים, אירידואידים והגליקוזידים שלהם, חומצות אורגניות, סטרולים, חומצות אמינו, ויטמינים, חומרים נדיפים ומינרלים. ליגנים והגליקוזידים שלהם הם סוג של תרכובות כימיות טבעיות, ו -17 ליגנים והגליקוזידים שלהם בודדו וזוהו מCistanche Deserticolaו לדוגמה, Nan Zedong et al. [47] זיהה 11 תרכובות ליגנאן מתמצית האתנול שלCistanche Deserticola, לרבות (+)-Syringaresinol -4 '-O - - d-glucopyranoside, (+)-isoucommin A, Naringenin A ו- Alashangelin A. Iridoids and glycosides שלהם הם בדרך כלל מונוגליזיות של glucosides and 26 glidoids and 26 glidoids and 26 glidoids and 26 glidoised and 26 glidoised and 26 glidoised and 26 glidoised and 26 glidoised and 26 glidosides and 26 glidosides and 26 glidosids and 26 glicosides and 26 gludois,Cistanche Deserticolaו לגבי אלקלואידים בCistanche Deserticola, רק כמה מחקרים הזכירו את בטאין כמרכיב. יתר על כן, Hui Ruihua et al. [48] ​​השתמשו בשיטות זיקוק וזיהו על 20 תרכובות נדיפות, כולל דיאתיל דיסולפיד, בנזאלדהיד, 3- methoxyaniline, אלכוהול בנזיל, פניל-אצטדדהיד, מנטהון, אאוגנול, קריופילין ותחמוצותיו, ולינאלול.