Флавоноиди от Свещен Лотос (Nelumbo nucifera), лечебно растение с приложение в традиционната медицина, фитохимията и фармакологичните дейности
Коментар от Orange Pear
Тази статия е с много съкращения, защото е написана на високо професионален академичен език. Извадили сме най-важното от оригинала и сме се постарали да Ви предадем информацията на по-разбираем език. В края на статията има линк към оригиналната публикация, която е от Националната Медицинска Библиотека на САЩ.
Резюме
Свещен лотос (Nelumbo nucifera) се използва като важна съставка в традиционните лекарства от древни времена, особено в азиатските страни. В днешно време все още се откриват много нови или неизвестни фитохимични съединения от Свещения лотос (Nelumbo nucifera).
Повечето от настоящите изследвания върху фармакологичната активност се фокусират върху нуциферин, много други алкалоиди, фенолни съединения и др. Въпреки това, няма текущ преглед, който да се фокусира върху флавоноидите, които са един от мощните вторични метаболити на този вид, и неговата фармакологична активност. Следователно, следвайки таксономично описание, ние се стремим да илюстрираме и актуализираме разнообразието от флавоноидни фитохимични съединения от Свещен лотос (Nelumbo nucifera), сравнителния анализ на състава и съдържанието на флавоноидите в различни органи.
В тази работа са илюстрирани и употребата на този вид в традиционната медицина и основните му фармакологични активности, като антиоксидантна, противовъзпалителна, антидиабетна, анти-затлъстяваща, антиангиогенна и противоракова активност.
Въведение
Свещен лотос (Nelumbo nucifera) е водно цъфтящо растение, принадлежащо към семейство Nelumbonaceae. Това многогодишно растение е добре познато с различни общи имена, например Свещен лотос, Индийски лотос, Водна лилия и Китайска водна лилия. Този вид може да се намери главно в азиатски страни като Тайланд, Китай, Шри Ланка, Индия, Непал, Нова Гвинея или Япония [ 1 , 2 , 3 ]. Освен това, Свещения лотос (Nelumbo nucifera) е разпространен и в Австралия и Русия и е бил въведен в Западна Европа и Америка отдавна [ 4 ].
Това растение е широко разпознаваемо заради красотата на цветовете си и се смята за духовен символ от будисти, индуси и египтяни от древни времена. Цветовете са много големи и ефектни и се считат за свещени от индусите, докато цялото растение е свято според будистите. Поради красотата на цветовете си, то е и националното цвете на Индия и Виетнам.
Освен тези съображения, този растителен вид има и много предимства, като например, че е съставка за приготвяне на различни ястия (като ядливия околоцветник, коренища и семена), а също и важен компонент за традиционните лекарства или билкови лекарства [ 2 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 ], като последната точка е обект на много изследвания върху фитохимичната характеристика и/или тяхната биоактивност върху този лечебен вид, особено върху листата [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6, 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 ] . , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 , 41 , 42 , 43 , 44].
Настоящата работа акцентира и актуализира сравнителния анализ на флавоноидите и съставите им в различни органи на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) с преглед на основната фармакологична активност на неговите флавоноидни съединения. Обсъжда се и предложена биосинтетична последователност на флавоноидни О- гликозиди (FOGs), както и флавоноиди C -гликозиди (FCGs), производни на флавоноиди от това растение. Освен това са илюстрирани таксономичното описание и употребата им в традиционната медицина.
Свещен лотос (Nelumbo nucifera) се използва в различни традиционни лекарства
Общоизвестно е, че Свещеният лотос (Nelumbo nucifera) е широко използвано като компонент на традиционните китайски, индийски, японски, тайландски и корейски лекарства и много други за различни медицински цели [ 5 , 6 ]. Цялото растение се използва като билково лекарство за лечение на диария, безсъние, треска, дисбаланс на телесната температура и гастрит [ 2 , 5 , 6 , 8 ].
В Корея, Индия и Китай се използва и като хемостатик [ 8 ]. Сухите листа и околоцветникът на Свещеният лотос (Nelumbo nucifera) се консумират като здравословни чайове. Йон Ип Бап, местна корейска храна, също използва листата на N. nucifera като съставка [ 36 ]. Всяка част от този воден растителен вид – като тичинки, листа, дръжки, цветове, семена и коренища – се използва повече от 1000 години в традиционната китайска медицина, а в днешно време производството на листа от N. nucifera за употреба в традиционната медицина и фармацевтичната промишленост е над 800 000 тона годишно в Китай [ 6 , 28 ].
Цветовете и дръжките се използват както като сърдечни, така и като чернодробни тоници. Семената се приготвят за лечение на кожни заболявания. Те се консумират и пресни. Прахът от коренища се използва медицински за насърчаване на здравословния баланс (напр. има положителен ефект върху кръвоносната система). В Китай листата се използват за борба с хиперлипидемия, хематемеза, метрорагия, лечение на треска или за облекчаване на кожни възпалителни симптоми [ 6 , 8 , 28 ].
Освен това, азиатците, на практика в Китай и Тайван, също приготвят билков чай от сухи листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), за да отслабнат и да намалят индекса на телесните мазнини [ 5 , 40 ].
В Тайланд тичинките представляват необходимата съставка за приготвяне на традиционни тайландски лекарства. Билковите чайове от тичинки на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) традиционно се използват от тайландците за подобряване на кръвоносната система, намаляване на нивата на кръвната захар и липидите в кръвта и намаляване на веществата, причиняващи оксидативен стрес в организма.
Флавоноиди от Свещен лотос (Nelumbo nucifera) и тяхната фармакологична активност
Фитохимично разнообразие на флавоноидите от Свещен лотос (Nelumbo nucifera)
В растенията флавоноидите обикновено се натрупват под формата на гликозиди. Етапът на гликозилиране води до промени в разтворимостта, стабилността и/или токсичния потенциал на тези съединения, но може също да повлияе на клетъчната им компартментализация и биологична активност [ 45 ].
По дефиниция, противно на O -гликозилирането, което се състои в прехвърляне на захарните групи към кислородния атом на хидроксилната група на флавоноида, C- гликозилирането води до създаването на много стабилна въглерод-въглеродна връзка между захарните групи и въглеродния скелет на флавоноида. Тази по-рядко срещана глиозидна връзка е много по-устойчива на хидролиза, протичаща при киселинно pH или от ензимно действие, и се предполага, че води до важни промени в биологичните роли и активности на получените FCGs в сравнение с техните FOG аналози. От фармакологична гледна точка, тази специфична стъпка на гликозилиране драстично променя наличността, фармакокинетиката и биологичната активност на флавоноидите, включително техните антиоксидантни, противовъзпалителни, хепатопротективни, антивирусни и противоракови действия [ 11 , 32 ].
Лотосът е един от най-богатите източници на голямо разнообразие от флавоноиди, натрупани главно под формата на мастни киселини (FOG) и флуоресцентни галончета (FCG).
Антиоксидантна активност
Общоприето е, че много дегенеративни заболявания са следствие от оксидативен стрес и са причинени от реактивни кислородни видове (ROS) и реактивни азотни видове (RNS). Тези ROS и RNS могат да увредят много важни органели и молекули, като ДНК, липиди и протеини в клетките [ 6 , 7 , 48 ]. Jung et al. съобщават за антиоксидантния потенциал на метанолов екстракт от тичинки на растението Свещен лотос (Nelumbo nucifera), събран от Корея, изследвайки основните фитохимични съединения от този екстракт [ 8 ]. Те доказват, че флавоноидът Kae е основният фактор за антиоксидантния потенциал на тези екстракти. За целта те използват както in vitro DPPH анализ, така и in vivo животински модел, показвайки инхибирането на генерирането на ROS от бъбречни хомогенати.
Интересно е, че Chen et al. [ 49 ] са изследвали антиоксидантния потенциал на семенния епикарп на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), богата на флавоноиди тъкан, считана за страничен продукт, която показва силна in vitro антиоксидантна активност, както е установено чрез ABTS, DPPH и FRAP анализи [ 49].]. Следователно, този страничен продукт може да се разглежда като потенциален източник за функционалната хранителна индустрия в бъдеще.
В допълнение, Jiang et al. идентифицират четири нови FCGs (наречени nelumbosides A-D) от лотосов ембрион и оценяват тяхната относителна антиоксидантна активност, използвайки ABTS и DPPH анализи [ 50].]. Те откриха, че нелумбозидите B проявяват най-обещаваща активност за улавяне на свободни радикали [ 50 ].
Противовъзпалителни действия
Възпалението е част от сложен биологичен отговор на имунната система към дразнители, патогени, увредени клетки или други вредни стимули. Тези сложни процеси се занимават с различни биологични пътища. Ким и др. изследват свързаните с възрастта ефекти на Kae, флавоноид от Свещен лотос (Nelumbo nucifera), върху оксидативния статус на ROS и GSH в in vivo модел [ 39 ]. Резултатите им показват намаляване на производството на ROS и повишаване на нивата на GSH след прилагане на Kae по дозозависим начин.
Авторите също така изследват хипотезата, че противовъзпалителните ефекти на Kae се медиират чрез модулация на нивата на глутатион и NF-κB. Като цяло, резултатите им показват Kae като мощно противовъзпалително съединение [ 39 ].
Дейности против диабет и затлъстяване
Алдозната редуктаза (AR) е ключовият ензим в полиолния път и е идентифицирана като удобна лекарствена мишена за лечение на диабет тип II. Lim et al. показват, че флавоноидите, изолирани от метанолов екстракт от тичинки на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), могат да инхибират AR активността.
Ohkoshi et al. демонстрират, че флавоноиден екстракт от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) стимулира липолизата в бялата мастна тъкан на in vivo модел на мишки [ 38 ]. В допълнение, богати на флавоноиди екстракти от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) също са способни да регулират секрецията на инсулин, както и нивото на кръвната захар [ 43 ] както в in vitro, така и в in vivo модели.
Авторите предполагат възможно усилване на секрецията на инсулин от β-клетките чрез Ca2 + -активиран PKC-регулиран ERK1/2 сигнален път. Те посочват катехина като активно съединение от този екстракт, способно да усилва секрецията на инсулин по дозозависим начин. Всъщност, пероралното приложение на катехин в доза от 100 mg/kg при гладуващи нормални мишки 2 часа преди натоварване с нишесте показва, че приложението на катехин води до хипогликемичен ефект върху гладуващите мишки. Освен това, същата перорална доза катехин е способна да обърне глюкозната непоносимост при животински модел на диабет, индуциран от диета с високо съдържание на мазнини.
Тези резултати, получени както от in vitro, така и от животински модели, показват, че както екстрактът от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), така и катехинът регулират нивото на глюкозата в кръвта и могат да подобрят постпрандиалната хипергликемия при диабетни състояния. Тези резултати категорично показват, че екстрактът от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) и катехинът са от особен интерес за контрол на хипергликемията при неинсулинозависим захарен диабет [ 43 ]. Точният механизъм на действие на катехина върху β-клетките и глюкозния метаболизъм обаче трябва да бъде допълнително изследван и потвърден.
Затлъстяването се счита за важен рисков фактор за много хронични заболявания, включително диабет тип 2. Има много опити да се намерят природни съединения, които имат способности против затлъстяване.
Ahn et al. също потвърдиха, че богатите на флавоноиди листа от Свещен лотос (Nelumbo nucifera) показват потенциал против затлъстяване да инхибират панкреатичната липаза, но също така и диференциацията на адипоцитите [ 35 ]. В същата насока Liu et al. са оценили инхибиторните ефекти на общия екстракт от флавоноиди от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) върху активността на α-глюкозидазата, α-амилазата, панкреатичната липаза и хиполипидемията [ 31 ].
Техните резултати показват, че екстракт от листа на N. nucifera , съдържащ флавоноиди (главно FOGs), може да подобри хиперлипидемията чрез инхибиране на тези ключови ензими, свързани с диабет тип 2. You et al. предложиха екстрактите от коренища от Свещен лотос (Nelumbo nucifera) като нутрацевтичен компонент срещу заболявания, свързани със затлъстяването, включително захарен диабет, благодарение на мощния им антиадипогенен ефект в човешки преадипоцити в in vivo експеримент и при плъхове, хранени с диета с високо съдържание на мазнини [ 41 ].
Антиангиогенна и противоракова активност
Един важен подход за лечение на рак е инхибирането на ангиогенезата. Lee et al. са първите, които съобщават за потенциала на екстракт от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) да инхибира ангиогенезата, индуцирана от съдов ендотелен растежен фактор, използвайки както in vitro, така и in vivo модели [ 5 ].
Yang et al. също така оценяват противораковия ефект на флавоноидите от екстракти от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) (т.е. главно FOG), използвайки човешка клетъчна линия MCF-7 и in vivo проучване, използвайки ксенотрансплантатен модел на голи мишки [ 44 ]. Техните резултати доказват антипролиферативното действие на флавоноидите от екстракти от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) върху рак на гърдата както в in vitro, така и в in vivo модели [ 44 ].
В допълнение, Wu et al. изследват потенциала на екстракт от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) върху метастази на рак на гърдата, използвайки както in vitro MDA-MB-231, така и 4T-1 клетки на рак на гърдата, така и in vivo модел на мишки чрез PKCα таргетиране [ 17 ]. Техният резултат илюстрира ефективността на екстрактите за разработване на потенциални химиопрофилактични средства за намаляване на метастазите на рак на гърдата.
Авторите също така показаха способността на екстрактите от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) да инхибират ангиогенезата и метастазите на тези ракови клетки на гърдата чрез понижаване на растежния фактор на съединителната тъкан, медииран от сигналния път PI3K/AKT/ERK. Въпреки това, всеки вид рак, произтичащ от много фактори, като генетични или епигенетични фактори, химиопрофилактичните агенти или противораковите молекули, показани тук, може да играе различна роля и да регулира повече от един път. Следователно, противораковите действия на флавоноидите от екстракти от листа на N. nucifera трябва да бъдат изследвани по-конкретно с различни видове рак, за да се получи по-пълна информация.
Заключения и бъдещи насоки на изследване
Свещен лотос (Nelumbo nucifera) е едно от най-важните лечебни растения, използвани в различни традиционни медицини. Свещен лотос (Nelumbo nucifera) е естествен източник на много мощни флавоноиди, проявяващи различни ефективни фармакологични активности.
В днешно време са описани много фармакологични активности, като антиангиогенна, противоракова, антидиабетна и антизатлъстяваща активност на флавоноиди, изолирани от Свещен лотос (Nelumbo nucifera). Въпреки това, повечето от тези фармакологични активности все още се нуждаят от допълнителни изследвания, преди да доведат до откриването на мощни лекарства от екстрактите на този растителен вид и тяхното мащабно разработване.