Progresul cercetării pe mecanismele de acțiune ale extractelor Cistanche Deserticola MA în prevenirea osteoporozei

Rezumat: Cistanche Deserticola MAeste o plantă medicinală și comestibilă tradițională care a demonstrat un potențial semnificativ pentru prevenirea și tratamentul osteoporozei în ultimii ani. Medicamentele convenționale pentru osteoporoză, inclusiv bisfosfonații, calcitriolul și VD, pot induce diverse reacții adverse și pot crește povara fiziologică la pacienți atunci când sunt utilizate pe termen lung. În schimb, C. deserticola oferă avantaje unice datorită toxicității sale mai mici și efectelor secundare mai puține, ceea ce o face deosebit de potrivită pentru gestionarea osteoporozei. Cercetările indică faptul că C. deserticola atenuează efectiv pierderea densității osoase și a masei osoase. Reglementează metabolismul oaselor prinÎmbunătățirea activității osteoblastuluişiinhibarea funcției osteoclastului, păstrând astfel microarhitectura osoasă și, în consecință, sporind stabilitatea generală a structurii osoase interne și reducând riscul de fracturi. Această revizuire își propune să rezume efectele farmacologice și mecanismele moleculare ale C. deserticola în combaterea osteoporozei. Revizuind și analizând sistematic literatura existentă, căutăm să elucidăm mecanismele potențiale prin care C. deserticola modulează remodelarea oaselor și să explorăm perspectivele sale pentru aplicarea clinică. Perspectivele obținute din acest studiu sunt destinate să ofere o referință importantă pentru dezvoltarea și aplicarea clinică a alimentelor funcționale derivate din C. deserticola.

Cuvinte cheie: Cistanche Deserticola MA; plantă medicinală și comestibilă;osteoporoză; Metabolism osoasă; mecanism

 

 

Suplimente de cistanie pe bază de plante pentru tratamentul osteoporozei

Contactați -ne pentru mai multe detalii

 

 

Osteoporozăeste o boală scheletică cronică comună, iar odată cu populația globală îmbătrânită, prevalența osteoporozei a crescut semnificativ, în special în rândul femeilor aflate în postmenopauză și în vârstă [1]. Fracturile osteoporotice sunt unul dintre factorii cheie care duc la dizabilitate și mortalitate la vârstnici [2]. Sondajele recente arată că prevalența osteoporozei în rândul persoanelor de peste 50 de ani din China este de 20,7% pentru femei și 14,4% pentru bărbați, femeile cu vârsta de peste 60 de ani având o prevalență semnificativ mai mare decât bărbații [3]. Se preconizează că costurile de tratament asociate se ridică la zeci de miliarde de dolari, impunând o povară economică uriașă familiilor și societății pacienților [4]. În prezent, tratamentele clinice convenționale includ în principal terapia farmacologică, intervențiile în stilul de viață și terapia fizică [5-7]. Bisfosfonații sunt medicamentele cele mai utilizate, care pot reduce eficient riscul de fracturi, dar utilizarea pe termen lung poate duce la efecte secundare severe, cum ar fi osteonecroza maxilarului și fracturile femurale atipice [8-9]. În plus, alte medicamente, cum ar fi modulatorii selectivi ai receptorilor de estrogen și analogii hormonilor paratiroidieni, sunt de asemenea utilizate în practica clinică, dar au limitările lor [10]. Intervențiile în stilul de viață, cum ar fi creșterea aportului de calciu și vitamina D [11-12] și implicarea în exerciții adecvate în greutate [13], au efecte pozitive asupra prevenirii și tratamentului osteoporozei, dar au o aderență scăzută. Terapiile fizice, cum ar fi ecografia pulsată cu intensitate scăzută, au arătat un potențial, dar efectele și mecanismele lor pe termen lung necesită un studiu suplimentar [14]. În general, deși există mai multe opțiuni de tratament, tratamentul osteoporozei se confruntă în continuare cu multe provocări, iar găsirea de medicamente și metode mai eficiente este deosebit de importantă.

Cistanche DeserticolaMA, cunoscută în mod obișnuit sub numele de „Ginseng deșert”, este o plantă medicinală tradițională chineză, cu o valoare terapeutică unică [15]. Medicina tradițională chineză consideră căCistanche Deserticolaare efectele tonifientelor yang rinichi și a reumplerii esenței și a sângelui [16]. Studiile farmacologice moderne au descoperit căCistanche Deserticolaprezintă efecte biologice, cum ar fi antioxidarea [17], anti-îmbătrânire [18-19], neuroprotecție [20-21], anti-osteoporoză [22-23], antiinflamare [24] și anti-depresie [25]. În special, studiile au arătat căCistanche Deserticolademonstrează un potențial semnificativ în anti-osteoporoză. Prin urmare, acest articol își propune să revizuiască efectele farmacologice și mecanismele moleculare specifice în tratamentul osteoporozei, pentru a oferi o referință pentru dezvoltarea de alimente funcționale și aplicații clinice aleCistanche Deserticola.

 

1. Componente active majore și extragereaCistanche Deserticola

Compoziția chimică aCistanche Deserticolaa început să fie studiat pe scară largă în anii '80. Odată cu avansarea continuă a tehnologiilor de cercetare modernă, cercetătorii au izolat și identificat sute de compușiCistanche Deserticolași au efectuat analize aprofundate ale activităților lor farmacologice. Principalele componente chimice aleCistanche DeserticolaIncludeți glicozide feniletanoide, polizaharide, lignani, iridoizi, monoterpene glicozide, glicozide fenolice, steroli, flavonoide, alcaloizi, aminoacizi, minerale și componente volatile [26-27]. Istoric, Cistanche Deserticolaa fost considerat un tonic extrem de prețios și a fost utilizat frecvent în dietele zilnice[28]. Cercetările moderne indică faptul că componente active, cum ar fi glicozide feniletanoide, polizaharide și iridoizi înCistanche Deserticolaprezintă efecte semnificative de antioxidanți, anti-oboseală și de îmbunătățire a imunității [29-31]. Prin urmare, în ultimii ani, aplicareaCistanche DeserticolaÎn industria alimentară a obținut o atenție largă din partea cercetătorilor. Este considerat un ingredient alimentar funcțional promițător și este utilizat pe scară largă în dezvoltarea alimentelor funcționale. De exemplu,Cistanche DeserticolaExtractul (C. Deserticola Extract, CDE) poate fi adăugat la băuturi pentru a crea băuturi funcționale cu proprietăți anti-obtigue; De asemenea, poate fi combinat cu ierburi precum Wolfberry și Ginseng pentru a produce ceaiuri de sănătate sau vinuri pe bază de plante; Polizaharidele sale pot fi utilizate pentru a dezvolta băuturi fermentate [32]. În plus,Cistanche DeserticolaPulberea sau extractele pot fi utilizate ca aditivi alimentari naturali în produse coapte, condimente, alimente pentru gustări și produse alimentare speciale, oferind o valoare nutritivă bogată. În prezent, comunCistanche DeserticolaProdusele de sănătate de pe piață includ capsule care îmbunătățesc imunitatea, tablete anti-grătină și lichide orale tonificatoare la rinichi. Aceste aplicații demonstrează potențialul larg alCistanche Deserticolaîn industria alimentară. Prin integrarea alimentelor tradiționale și inovatoare,Cistanche DeserticolaȘi extractele sale pot servi drept ingrediente cheie în alimentele de sănătate pentru a răspunde cererii din ce în ce mai mari de produse de wellness. Informații detaliate despre metodele de extracție aleCistanche DeserticolaComponentele majore sunt prezentate în tabelul 1.

1.1 Glicozide feniletanoide

Glicozidele feniletanoide sunt componentele active primare aleCistanche Deserticolași cei mai studiați compuși studiați în compoziția sa. Sunt prezenți în cele mai mari cantități și servesc ca markeri cheie pentru identificareCistanche Deserticola. Glicozidele feniletanoide, cunoscute și sub denumirea de fenilpropanoizi, sunt compuși formați din combinația de glicozide și aglicone feniletanol. Structurile chimice ale glicozidelor feniletanoide reprezentative înCistanche Deserticolasunt prezentate în tabelul 2. Până în prezent, cercetătorii au identificat 86 compuși de glicozid feniletanoid înCistanchespeciile, incluzând în principal glicozide feniletanoide, derivați de acid cafeic și glicozide [27]. Printre ei, echinacoside și acteozid sunt principalele componente active în tulpinile cărnoaseCistanche Deserticola[42] și sunt listate în ediția 2020 aFarmacopeea chinezăca indicatori cheie pentru evaluarea calitățiiCistanche Deserticola. Mai mult, numeroase studii au arătat că echinacozida și acteozida sunt, de asemenea, compuși cheie pentru tratarea osteoporozei.Cistanche DeserticolaGlicozida A (CIS A) joacă, de asemenea, un rol important în tratamentul cu osteoporoză.

Metodele de extracție pentru glicozide feniletanoide înCistanche DeserticolaIncludeți extracția apei, extracția etanolului, extracția asistată cu ultrasunete, extracția asistată de microunde și extracția asistată de enzimă [43]. Extracția apei este de obicei potrivită pentru componentele solubile în apă, care sunt relativ stabile sub temperatură și umiditate. În timp ce este rentabil și extrage o gamă largă de componente, aceasta include adesea un număr mare de impurități. Prin urmare, combinarea metodelor tradiționale cu tehnologiile avansate moderne poate îmbunătăți eficiența și crește randamentele de extracție. De exemplu, Liu Lisha și colab. [33] a folosit extracția de apă pentru a extrage glicozide feniletanoide dinCistanche tubulosa. În condițiile unui raport material-lichid de 1:15 (g/ml) și extracție la gradul 8 0 timp de 2 ore, randamentul a ajuns la 17,59%. Gao Jiande și colab. [34] Biotehnologia modernă combinată cu extracția tradițională a apei și parametrii optimizați folosind proiectarea experimentală ortogonală. Ei au stabilit că o doză de celulază de 0,1%, temperatura de hidroliză enzimatică de 55 de grade și timpul de hidroliză de 2,5 ore a dus la un randament de glicozid feniletanoid de 7,26%, o îmbunătățire de 64%față de extracția tradițională a apei. Kong Zheng și colab. [35] a utilizat o soluție de etanol de 63% cu un raport material-lichid de 8: 1 (ml/g), înmuiere timp de 2 ore și extragerea timp de 1,5 ore pentru a obține 3,64% acteozidă dinCistanche tubulosa.

Wu Honglei și colab. [36] a comparat extracția etanolului, extracția cu microunde și metodele de extracție cu ultrasunete pentru glicozide feniletanoide. Extracția cu microunde, care accelerează dizolvarea componentelor prin distrugerea structurilor celulare cu încălzirea cu microunde, oferă avantaje precum specificitate ridicată, pierderi minime, eficiență, viteză și simplitate. Cu toate acestea, potențialul său de a deteriora componentele sensibile la căldură își limitează dezvoltarea ulterioară. În mod similar, extracția cu ultrasunete oferă o aplicabilitate largă, simplitate, viteză și puritate ridicată, dar provocările includ zone goale cu ultrasunete și limitări pentru producția pe scară largă. Wei Yuping și colab. [37] a obținut un randament de glicozid feniletanoid de 14,36% folosind extracție cu ultrasunete în condiții de 40 de grade, un raport material-lichid de 1: 41,7 (g/ml) și 51% concentrație de etanol. Extragerea sinergică cu ultrasunete-microwave crește ratele de extracție în timp ce reduce timpul. Ding Huiling și colab. [38] Extracția sinergică cu ultrasunete optimizată cu ultrasunete-microwave folosind metodologia suprafeței de răspuns, stabilind frecvența ultrasonică la 40 kHz, putere ultrasonică la 50 W, timp de extracție la 15 minute, concentrație de acetonă la 50%, raport material-liquid la 14: 1 (ml/g) și puterea cu microunde la 100 W, obținând o rată de extracție finală de 49,2%.

Fiecare metodă de extracție are propriile avantaje, iar selectarea condițiilor adecvate poate îmbunătăți semnificativ eficiența extracției glicozidului feniletanoid. Evoluțiile viitoare ale metodelor de extracție ar trebui să se concentreze pe eficiență ridicată, conservarea energiei, prietenia mediului și integrarea mai multor metode pentru a sprijini dezvoltarea și utilizareaCistanche Deserticola.

 

Tabelul 2 Glicozide feniletanoide principale găsite în extractul de C. deserticola

Compus	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	Formula moleculară
Echinacosidă	OH	H	H	OAC	OH	RHA	Glu	C₃₅H₄₆O₂₀
Acteozid	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

Note:

AC: Grupa acetil (acetil).

RHA: -L -RHAMNOPYRANOSE.

CF: grup trans-caffeoil (trans-caffeoyl).

FR: grup trans-feruloil (trans-feroyl).

Glu: -D -glucopiranoză.

 

1,2 polizaharide

Polizaharidele sunt componente active utilizate în mod obișnuit în medicina tradițională chineză și sunt una dintre componentele active cheie aleCistanche Deserticola[44]. Acestea au avantajele de a fi disponibile pe scară largă, de a îmbunătăți reglementarea imunitară și de a oferi siguranță. Studiile au relevat căCistanche DeserticolaPolizaharidele (CDP) pot preveni osteoporoza cauzată de ovariectomie la femei și poate îmbunătăți pierderea osoasă. Deoarece polizaharidele se găsesc în primul rând în celulele vegetale, uscateCistanche Deserticolaeste de obicei zdrobit și cufundat în etanol înainte de extracție pentru a îndepărta lipidele, pigmenții și zaharurile cu greutate moleculară scăzută. Metodele de extracție CDP includ extracția de apă caldă/apă rece, extracția alcalină, extracția asistată de enzimă și extracția asistată de ultrasunete. După extragerea polizaharidelor brute, reactivul SEVAG (cloroform: n-butanol=4: 1 (v/v)) este utilizat pentru separarea ulterioară prin separarea membranei și cromatografia de schimb anionic. Celuloza de -52 este utilizată pe scară largă pentru separarea polizaharidelor datorită capacității sale mari de încărcare, rezoluției bune, debitului ridicat și ușurinței de utilizare. În cele din urmă, polizaharidele sunt purificate folosind coloane de filtrare a agarozei, sefacrilului și sefadex.

Extracția apei, inclusiv apa caldă și extracția de apă rece, este în prezent cea mai utilizată metodă. Extragerea apei calde este simplă de funcționat, nu necesită solvenți organici, asigură siguranța pentru dezvoltarea funcțională ulterioară a alimentelor și păstrează eficient activitatea polizaharidelor. Extracția apei reci minimizează impactul temperaturilor ridicate asupra structurilor polizaharide, dar poate reduce randamentul de extracție datorită solubilității mai mici la temperaturi scăzute. De exemplu, Weng Xiang și colab. [39] extrasCistanche DeserticolaPolizaharide la 80 de grade folosind apă distilată, a repetat procesul de 2-3 ori și a purificat polizaharidele brute folosind o coloană de deae -52 pentru a obține CCDP -1 și CCDP -2 cu randamente de 2,63% și 1,13%, respectiv. Xiao Xinghui și colab. [40] a optimizat procesul de extracție a apei calde pentru CDP deșert, determinând condițiile optime să fie temperatura de extracție de 75 de grade, 165 min timp de extracție și un raport material-lichid de 1:55 (g/ml). Folosind tehnologia de rășină macroporoasă pentru separare și purificare, randamentul de extracție a polizaharidelor a ajuns la 18,40%.

În plus, întrucât unele polizaharide acide sunt solubile în soluții alcaline, alcalinul diluat poate fi utilizat pentru a extrage polizaharide. Cu toate acestea, polizaharidele se pot degrada în condiții alcaline, reducând randamentul sau modificând structura lor. Majoritatea polizaharidelor se găsesc în pereții celulari, iar enzimele biologice care perturbă barierele biologice (adică, pereții celulari și membranele celulare) pot promova eliberarea de polizaharide, îmbunătățind astfel eficiența extracției, deși la prețul structurilor polisaharide potențial dăunătoare. Zeng Hui și colab. [41] a folosit o metodă asistată de enzimă pentru a extrage CDP prin imersarea pulberii în 20 L de apă și pretratarea acesteia la 55 de grade cu 30 g celulază, 10 g amilază și 5 g papaină timp de 1 oră, urmată de dezactivarea enzimei la 100 de grade și extracție. Polizaharidele au fost separate folosind o coloană de celuloză DEAE-Sepharose. Extracția asistată de enzimă, care funcționează în condiții relativ ușoare, produce polizaharide de înaltă puritate, păstrând mai bine componentele active, ceea ce o face o metodă promițătoare pentru extracția polizaharidelor. Cu toate acestea, enzimele sunt instabile, predispuse la dezactivare, necesită condiții specifice de depozitare și sunt costisitoare, ceea ce face ca extracția pe scară largă să fie dificilă.

Extracția asistată cu ultrasunete oferă avantajele vitezei și randamentelor ridicate, în timp ce temperaturile de extracție relativ scăzute previn deteriorarea structurilor polizaharide. Yang Xiumei și colab. [45] polizaharide extrase dinCistanche DeserticolaFolosind o metodă de precipitare a apei calde asistate cu ultrasunete, determinând parametrii optimi ca temperatură de extracție de 40 de grade, putere ultrasonică de 1, 000 W, un raport solid-lichid de 1:25 și timp de extracție de 10 minute, obținând un randament de extracție de 4,41%. Yang Wen și colab. [46] a optimizat procesul de extracție CDP prin experimente cu un singur factor și teste ortogonale, determinând condițiile optime să fie o doză de enzimă compusă de 4% (celulază: pectinază=1: 3 (m/m)), puterea ultrasonică de 350 W (40 kHz), timp ultrasonic de 20 de min, Enzimatic Hydrolist sub care randamentul mediu a fost de 5,14%. În prezent, există numeroase metode pentru extragerea polizaharidelor, iar utilizarea combinată a mai multor procese a devenit o tendință în creștere în cercetarea modernă asupra tehnicilor de extracție a polizaharidelor.

 

1.3 Alte componente

Pe lângă componentele menționate mai sus,Cistanche Deserticolaeste, de asemenea, bogat în lignani, glicozide feniletanol, iridoizi și glicozide, acizi organici, steroli, aminoacizi, vitamine, substanțe volatile și minerale. Lignanii și glicozidele lor sunt o clasă de compuși chimici naturali, iar 17 lignani și glicozidele lor au fost izolate și identificate dinCistanche Deserticola. De exemplu, Nan Zedong și colab. [47] a identificat 11 compuși lignan din extractul de etanol dinCistanche Deserticola, including (+)-syringaresinol-4'-O- -D-glucopyranoside, (+)-isoeucommin A, naringenin A, and alashangelin A. Iridoids and their glycosides are typically monoglycosides of glucose, and 26 iridoids and their glycosides have been isolated and identified fromCistanche Deserticola. În ceea ce privește alcaloizii dinCistanche Deserticola, doar câteva studii au menționat betaina ca componentă. Mai mult, Hui Ruihua și colab. [48] ​​a utilizat metode de distilare-extracție și a identificat peste 20 de compuși volatili, inclusiv disulfură de dietil, benzaldehidă, 3- metoxanilină, alcool benzilic, fenilacetaldehidă, menthone, eugenol, cariofillen și oxidele sale și linale.