Extract de schinduf etanolic: mecanismele sale moleculare împotriva îmbătrânirii pielii și funcțiile îmbunătățite prin nanoîncapsulare

Vă rog contactațioscar.xiao@wecistanche.compentru mai multe informatii

Abstract:Semințele de schinduf sau Trigonella foenum-graecumL. (familia Leguminosae) sunt de obicei folosite ca suplimente alimentare pentru a crește lactația postnatală. Extractul de schinduf prezintă proprietăți antioxidante și antiinflamatorii, dar mecanismele sale împotriva îmbătrânirii pielii nu au fost exploatate. În această cercetare, suntem primii care definim o activitate inhibitoare in vitro a colagenazei extractului de schinduf (ICso =0.57±{0.{02 mg/mL), care este de 2,6 ori mai mare. mai puternic decât vitamina C (IC50=1.46mg/mL). Nanoîncapsularea a fost aplicată pentru a îmbunătăți stabilitatea extractului și, ulterior, a îmbunătățit bioactivitățile acestuia. Extractul de schinduf încapsulat de liponiozomi (LNF) a fost preparat folosind un omogenizator de mare viteză, rezultând nanoparticule sferice omogene cu dimensiuni în intervalul de 174,7±49,2 nm,0.26±0,04 în PdI și 46,6 ±7,4% din eficiența captării. Formularea LNF a facilitat în mod semnificativ o eliberare susținută și a îmbunătățit semnificativ penetrarea pielii peste extracte, sugerând utilizarea potențială a LNF pentru livrarea transdermică. LNF formulat a fost foarte stabil, nu este toxic pentru fibroblastul uman și a fost capabil să îmbunătățească viabilitatea celulară, producția de colagen și să inhibe secrețiile de MMP1, MMP9, IL-6 și IL{-8 în comparație cu extractul din model de piele co-cultivată. Prin urmare, extractul etanolic de schinduf și LNF-ul său dezvoltat prezintă mecanisme moleculare împotriva îmbătrânirii pielii și ar putea fi utilizate ca ingredient inovator pentru prevenirea îmbătrânirii pielii.

Vă rugăm să faceți clic aici pentru a afla mai multe

Cuvinte cheie:schinduf; rutina; anti-colagenază; anti îmbătrânire; producția de colagen; lipozomi; nanoîncapsulare; particule de lipide; livrare transdermică; eliberare susținută

1. Introducere

Îmbătrânirea pielii este un proces biologic indus atât de factori intrinseci, cât și de factori extrinseci. Îmbătrânirea intrinsecă este cauzată de modificări ale elasticității pielii în timp, în timp ce îmbătrânirea extrinsecă este atribuită radiațiilor UV, poluării și fumatului. Expunerea la radiații UV (fotoîmbătrânire) este un factor predominant [1,2]. Cele mai importante structuri ale matricei extracelulare (ECM) sunt colagenul, elastina și glicozaminoglicanii (GAG) [3]. Caracteristicile comune ale îmbătrânirii pielii includ generarea de specii reactive de oxigen (ROS) și degradarea ECM de către metaloproteinazele matricei supraexprimate (MP). S-a demonstrat că stresul oxidativ cumulativ și iradierea UV cresc activitatea enzimelor degradative, în special colagenază și elastaza [1,4,5]. Acest lucru contribuie la comportamentul general al pielii, inclusiv la pierderea rezistenței la tracțiune și a elasticității, precum și la riduri și uscăciune rezultate. Pentru a face față îmbătrânirii pielii, cercetările se concentrează în principal pe reducerea stresului oxidativ (antioxidant) și a degradării ECM (anti-colagenază și anti-elastaza)[6-8]. Produsele naturale au atras interesul ca o nouă generație de produse cosmeceutice. Există numeroase dovezi că plantele posedă o varietate de compuși activi, de exemplu, terpenoizi, alcaloizi și compuși fenolici [9-11].flavonoideTrigonella foenum-graecum L. (schinduf), aparținând familiei Leguminosae, este o plantă erbacee care crește de obicei în vestul Asiei, nordul Indiei, nordul Africii și Marea Mediterană [12]. Semințele de schinduf sunt utilizate în mod obișnuit ca aliment, condiment, galactagog și medicament tradițional pentru diabet[13-15]. În plus, un studiu toxicologic a arătat siguranța semințelor de schinduf atunci când sunt utilizate ca supliment alimentar [16]. Semințele de schinduf conțin numeroase substanțe fitochimice, inclusiv alcaloizi, saponine și flavonoide (rutină, quercetină și vitexină) [17]. Multe studii au raportat activitățile antidiabetice, anticancerigene, antimicrobiene, antioxidante și antiinflamatorii ale schindufului [18-23]Rutina este un compus din schinduf care a fost investigat pentru activitățile sale anti-îmbătrânire și antioxidante, precum și pentru inhibarea degradării colagenului [24-26]. Deși nu există niciun raport care să implice extractul de schinduf în produse cosmeceutice, se așteaptă să prezinte proprietăți biologice care arată aceste funcții potențiale. Cu toate acestea, problemele generale ale utilizării extractului natural în produsele cosmetice sunt pătrunderea slabă în piele, solubilitatea și stabilitatea. Nanoîncapsularea este o tehnică care a fost folosită pentru (i) îmbunătățirea stabilității, (ii) creșterea solubilității în apă, (iii) îmbunătățirea permeației și absorbției pielii și iv) eliberarea lent a ingredientelor active [27,28]. Există multe tipuri diferite de nanoparticule, cum ar fi lipozomi, niozomi și liponiozomi (o combinație de lipozomi și niozomi). Liponiozomii sunt compuși din fosfolipide și agenți tensioactivi neionici care îmbunătățesc capacitatea și controlează eliberarea nano-purtătorilor[29]. Morfologia liponiozomilor seamănă cu cea a lipozomilor. Cu toate acestea, liponiozomii sunt mai flexibili și adaptabili și, important, funcționează diferit. Avantajele purtătorilor de liponiozomi sunt că sunt deformabili pentru a pătrunde în pori care sunt mult mai mici decât dimensiunea purtătorului și au capacitatea de a transporta atât apă, cât și agenți solubili în grăsimi. Prin urmare, lipozomii sunt purtători promițători pentru furnizarea unui ingredient activ în piele [30]. În acest studiu, a fost validat și identificat un extract de schinduf folosind rutina ca marker analitic. Activitățile biologice ale extractului de schinduf au fost elucidate. Schinduful a arătat activitate anti-colagenază și producție crescută de colagen, care se poate referi la proprietatea anti-îmbătrânire. A fost dezvoltat și caracterizat extractul de schinduf încapsulat de liponiosomi (LNF). Citotoxicitatea LNF a fost observată în fibroblastele dermice umane utilizând teste pe bază de celule. Acestea au inclus, de asemenea, o investigație a mecanismelor moleculare privind proprietățile anti-îmbătrânire ale LNF. Rezultatele au sugerat că LNF este netoxic pentru celulele fibroblaste dernale și poate inhiba secreția de MMP1, MMP9, IL-6 și IL{-8 la îmbătrânirea pielii indusă de UV. Astfel, descoperirile noastre susțin implicarea extractului de schinduf și a LNF ca agenți anti-îmbătrânire inovatori, crescându-le potențialul ca ingrediente active în produsele cosmeceutice.

cistanche poate anti-imbatranire

2. Rezultate

2.1. Validarea UHPLC și identificarea rutinei în extractul de schinduf

După macerarea cu etanol, s-a obținut pasta uleioasă de extract de schinduf, de culoare gălbui-maro. Identificarea conținutului de rutină ca marker analitic a fost investigată utilizând UHPLC. Separarea optimă a rutinei de extractul de schinduf a fost realizată cu un timp de retenție de aproximativ 2,458 min (Figura 1) și a fost confirmată prin utilizarea LC-MS cu ionul produs detectat la 301 (Figura suplimentară S1). Validarea rutinei a fost efectuată folosind ghidurile AOAC [31,32] și este prezentată în Tabelul 1. Ecuația din tabel reprezintă o liniaritate bună cu un coeficient de determinare(r2) de 0.998, cu precizie măsurată prin procentul de recuperare. Sensibilitatea a fost indicată utilizând Limita de detecție (LOD) și Limita de cuantificare (LOQ) la 5,17 și respectiv 15,67 ug/mL, respectiv. Extractele de schinduf au fost preparate la diferite concentrații și cantitatea de rutină din extract a fost interpretată folosind aria de sub curbă. , în raport cu curba standard a referinței de rutina comercială. Rezultatele au arătat că extractul preparat conține 7,73±0,40mg/gofrutină.

2.2.Inhibarea colagenazei in vitro și producția de colagen a extractului de schinduf

O activitate anti-îmbătrânire a extractului de schinduf a fost identificată mai întâi prin testul de inhibiție a colagenazei in vitro. Am observat că standardul IC50 de ofrutin trihidrat, extract de schinduf și galat de epigalocatechină (EGCG) ca martor pozitiv a fost 0.06±0,56±{ {10}}.02 și, respectiv, 0,11±0,01 mg/mL (Figura 2a,b). În special, concentrația inhibitoare a extractului de schinduf a fost semnificativ mai mică decât acidul ascorbic (IC50=1.46±0,02mg/mL), indicând faptul că extractul de schinduf și standardul trihidrat de rutin prezintă activitate anti-colagenază. Capacitatea extractului de schinduf asupra producției de colagen a fost apoi investigată folosind fibroblast dermic uman. Celulele au fost tratate cu 125 ug/mL de extract și vitamina Cas un control pozitiv timp de 7 și 14 zile. Celulele au fost colorate cu roșu Sirius și colagenii colorați au fost dizolvați cu NaOH.utilizări hesperidinăDupă cum se arată în Figura 2b, roșul Sirius reprezintă conținutul de colagen. Cantitatea de colagen colorat a fost semnificativ îmbunătățită în celulele tratate cu extract (163 la sută și 131 la sută) comparativ cu un vehicul martor (225 la sută și 187 la sută) în ziua 7 și, respectiv, în ziua 14. Această inducție a fost similară cu efectul producției de colagen indusă de vitamina C și a fost semnificativ mai mare decât producția de colagen indusă de rutină în celulele fibroblaste umane. Acest rezultat a demonstrat că extractul de schinduf induce producția de colagen în celulele fibroblastelor dermice umane.

2.3. Caracterizări fizico-chimice ale LNF formulat

Pentru a îmbunătăți stabilitatea extractului de schinduf și a îmbunătăți aspectul acestuia, formularea LNF a fost efectuată folosind toate ingredientele demonstrate în tabelul 2, rezultând o substanță pastă galben-aurie (Figura 3a: stânga jos) care este ușor dispersată în apă pentru a obține o soluție gălbuie (Figura 3a: stânga jos) 3a: dreapta).

LNF a afișat un miros divers și moale de plante. Caracterizarea fizico-chimică a LNF formulat a fost investigată utilizând împrăștierea dinamică a luminii (DLS) și este prezentată în Tabelul 3. Mărimea particulelor a avut un interval de 174,7±49,2 nm, cu un indice de polidispersitate scăzut (PdI=0,26±{ {7}}.04)și suprafața încărcată negativ datorită fosfo-lipidelor [33]. Eficiența de încapsulare și încărcare a fost de aproximativ 46,6±7,4% și 33,5±4,0%, respectiv. O micrografie arată morfologia particulelor formulate ca o particule sferică care încapsulează extract de schinduf în interiorul figurii 3a, cu diametre în intervalul 50-150 nm (Figura 3b). Picurile endotermice din termograma DSC (Figura 3c) situate la 45,8 grade reprezintă temperatura de topire a LNF, care este între temperaturile de topire ale lipozomului la 44,2 grade și, respectiv, niozom la 47,5 grade.oteflavonoidMorfologia și comportamentul termic ar putea confirma că LNF prezintă caracteristicile fizice atât ale lipozomilor, cât și ale niozomilor.

LNF a fost menținut la 4 grade, 25 grade și 40 grade timp de 3 luni pentru a-și studia stabilitatea în ceea ce privește dimensiunea particulelor, PdI și potențialul Z folosind tehnica DLS. Au fost de asemenea investigate pH-ul și vâscozitatea particulelor obținute1. Am observat o ușoară creștere a dimensiunilor particulelor stocate la 40 de grade comparativ cu 4 grade, dar aceste modificări nu au fost diferite statistic.cistanche a imperiului pierdutÎn plus, nu a existat nicio schimbare semnificativă în celelalte caracteristici ale LNF formulat, inclusiv pH-ul, vâscozitatea și procentul de încapsulare. Toate aceste rezultate au sugerat că particulele obținute au fost stabile din punct de vedere fizico-chimic (Figura 4).

2.4. Profilul de eliberare și penetrarea cutanată a LNF formulat

Profilul de eliberare (Figura 5a) a demonstrat că extractul de schinduf a fost eliberat simultan, în timp ce lipozomii săi au fost detectați 2 ore mai târziu ca 6,98±0,37% și au crescut la 23,92±1,41% la 24 de ore, sugerând comportamentul de eliberare susținută. de LNF. Pentru a investiga potența LNF la livrarea transdermică, penetrarea cutanată a fost efectuată folosind piele de porc ex vivo. Analiza cu microscopul de masă imagistică (IMS) a fost folosită pentru a observa o cantitate cumulată de rutină care a fost transportată prin pielea porcină a standardului de rutină, extract și LNF. În Figura 5b, am observat că extractul de schinduf și LNF au prezentat o cantitate mai mare de rutină acumulată pe piele în comparație cu standardul de rutină. Acest rezultat a indicat că permeabilitatea extractului de schinduf și a LNF a fost mai mare și mai profundă decât rutina la 24 de ore.fracție de flavonoid purificată micronizat 1000 mg utilizăriÎn plus, penetrarea în piele a LNF formulat a fost îmbunătățită semnificativ în comparație cu cea a extractului. Conform profilului de eliberare și studiului de permeație a pielii ex vivo, LNF poate crește eficiența extractului prin permeație crescută și eliberare controlată.

Acest articol este extras din Pharmaceuticals 2022, 15, 254. https://doi.org/10.3390/ph15020254 https://www.mdpi.com/journal/pharmaceuticals