Antioxidační a antikoagulační účinky fenylpropanoidních glykosidů

další informace:ali.ma@wecistanche.com

Bartosz Skalski a kol

Abstraktní

Holoparazitické rostliny čeledi Orobanchaceae, včetně Cistanche, Orobanche a Phelipanche spp., jsou známé svým bohatstvímfenylpropanoidglykosidy(PPG). Bylo zjištěno, že mnoho PPG sloučenin má široké spektrum aktivit, jako jsou antimikrobiální, protizánětlivé, antioxidační a paměťové látky. Abychom lépe prozkoumali potenciál bioaktivity evropských řepíků (O. Caryophyllaceae – OC, P. Arenaria – PA, P. ramosa – PR) a deseti jednotlivých izolovaných fenylpropanoidních složek, zkoumali jsme jejich antiradikálové působení, ochranný účinek proti oxidaci v plazmě in vitro systému a vliv na parametry koagulace. Testované extrakty vykazovaly vyplachovací aktivitu 50–70 procent síly Troloxu. OC extrakt, bohatý na akteosid, měl o více než 20 procent lepší antiradikálový potenciál než PR extrakt, který jako jediný obsahoval PPG postrádající B-kruhový katecholový zbytek v acylové jednotce. Navíc bylo zjištěno, že pouze osm testovaných PPG(phenylpropanoidglykosidy)prokázaný antioxidační potenciál v lidské plazmě ošetřené H2O2/Fe; nicméně tři testované PPG(phenylpropanoidglykosidy)má kromě antioxidačních vlastností i antikoagulační potenciál. Zdá se, že struktura PPG, zejména přítomnost acylových a katecholových skupin, souvisí hlavně s jejich antioxidačními vlastnostmi. Antikoagulační potenciál těchto sloučenin také souvisí s jejich chemickou strukturou. Vybrané PPG vykazují potenciál pro léčbu kardiovaskulárních onemocnění spojených soxidačnístres.

klíčová slova:řepka metličková, fenylpropanoidní glykosidy, oxidační stres, plazmatická hemostáza

CistanchemáFenylpropanoidglykosidy

Klikněte na produkty Cistanche

1. Úvod

Oxidačnístresje široce známý pro svůj negativní vliv na zdraví živých organismů, včetně zrychleného stárnutí a některých druhů rakoviny. Výskytoxidačnístresje spojena s narušenou rovnováhou mezi oxidativními a antioxidačními mechanismy (včetně enzymatické (kataláza, glutathionperoxidáza) a neenzymatické (glutathion) obrany) v buňkách těla [1]. Nadprodukce reaktivních forem kyslíku (ROS), včetně oxidačních radikálů a látek s uzavřenou skořápkou, je jedním z hlavních mechanismů vzniku oxidačního stresu. Biologický účinek způsobený ROS však do značné míry závisí na koncentraci, době expozice a umístění. Za normálních podmínek (nízká koncentrace) mohou kyslíkové/dusíkové radikály hrát roli sekundárních poslů, ale na vyšší úrovni mohou začít reagovat s biologickými strukturami, jako jsou buněčné membrány [2]. Mezi všemi druhy ROS způsobuje hydroxylový radikál (HO.).Oxidačnízdůrazňujeje známo, že hraje důležitou roli v řadě onemocnění, včetně kardiovaskulárních. Poruchy krevního systému korelovaly a/nebo jim předcházely změny různých parametrů hemostázy a plazmatických biomarkerů [1,3].

Na druhé straně, mnoho přírodních látek, jako jsou polyfenoly a polynenasycené mastné kyseliny, bylo identifikováno jako silné antioxidanty schopné zabránit tvorbě a/nebo snížení reaktivních kyslíkových forem. Sloučeniny s takovými vlastnostmi se nacházejí v mnoha potravinářských produktech a farmaceutických přípravcích rostlinného původu. Strava obohacená o čerstvou zeleninu a ovoce a antioxidační terapie založené na přírodních antioxidantech jsou proto široce doporučovány, protože mohou snížit hladinuoxidačnístresa předcházet různým patofyziologickým procesům [4,5]. Rostlinné polyfenoly jsou různorodou skupinou sekundárních metabolitů, mezi nimiž zaujímají důležité místo fenolové kyseliny, protože jsou široce distribuovány a vykazují různé biologické účinky, jako jsou antimikrobiální, antioxidační a protizánětlivé.Fenylpropanoidglykosidy(PPG) jsou esterové deriváty kyseliny hydroxyskořicové a jsou hlavní/jedinou třídou sekundárních metabolitů přítomných v holoparazitických rostlinách Orobanchaceae, včetně Cistanche, Orobanche a Phelipanche spp. Několik druhů této čeledi je vážnými škůdci plodin, kterých se chtějí farmáři na polích zbavit (příklad Phelipanche ramosa), jen málo z nich se používá ve farmakologii, zatímco většina z nich má pro člověka malý význam. Herba Cistanche je široce používána v asijské tradiční medicíně při léčbě nedostatku ledvin a jako prostředek zlepšující imunitu a paměť, který působí proti stárnutí a proti únavě [6]. Fytochemické analýzy různých výzkumných skupin to prokázalyfenylpropanoidglykosidy, jako je akteosid, echinakosid a podium side, jsou jednou z hlavních účinných látek Herba Cistanche [7]. Nedávná studie několika druhů chomáčů nalezených v Polsku od Jedrejek et al. [8] prokázal, že tento rostlinný materiál má podobné kvalitativní složení (převaha PPG)(phenylpropanoidglykosidy), navíc se rovná nebo dokonce převyšuje Cistanche spp. z hlediska obsahu účinných látek [8]

Předkládaná studie byla zaměřena na hodnocení antiradikálového a antioxidačního potenciálu a také vlivu na parametry hemostázy tří extraktů z řepky metlice (Orobanche caryophyllacea – OC, Phelipanche Arenaria – PA a P. ramosa – PR) bohatých na různé fenylpropanoidy, as stejně jako jejich jednotlivé složky PPG. Antiradikálová kapacita byla měřena pomocí kyseliny 2,2'-azinobis-3-ethylbenzthiazolin-6-sulfonové/ekvivalentu troloxu (ABTS/TE) a 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazylu (DPPH ) testy. Theoxidačnístresv plazmovém testovacím systému byla indukována pomocí hydroxylového radikálu (H2O2/Fe), poté byla měřena peroxidace lipidů (test s thiobarbiturovou kyselinou-reaktivními látkami (TBARS)) a hladina proteinových karbonylových a thiolových skupin. Mezi stanovené parametry hemostázy patřily: aktivovaný parciální tromboplastinový čas (APTT), protrombinový čas (PT) a trombinový čas (TT).

CistanchemáFenylpropanoidglykosidy

2. Materiály a metody

2.1. Chemikálie

2,2-difenyl-1-pikrylhydrazylový radikál (DPPH), 2,2′-azinobis-3-ethylbenzthiazolin-6-sulfonová kyselina (ABTS), persíran draselný, 6- hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-karboxylová kyselina (Trolox), dimethylsulfoxid (DMSO), kyselina thiobarbiturová (TBA), kyselina mravenčí (třída LC-MS) a H2O2 byly zakoupeny od Sigma-Aldrich (St. Louis, MO., USA). Methanol (gradient HPLC) a acetonitril (třída LC-MS) byly získány od společnosti Merck (Darmstadt, Německo). Deset fenylpropanoidních sloučenin testovaných v této práci, včetně 2'-O-acetylakteosidu (97 procent), 2'-O-acetylpoliumosidu (98 procent), 3-O-methylpoliumosidu (96 procent), akteosidu (99 procent), arena inside (97 procent), crenatosid (98 procent), teniposid (99 procent), poliumosid (99 procent), tubulosid A (96 procent) a wiede manniosid D (96 procent) jsme dříve izolovali z níže uvedené rostliny materiál [8]. Čistota sloučenin byla hodnocena pomocí UHPLC-PDA-MS analýzy. Ultračistá voda byla připravena interně pomocí systému pro čištění vody Milli-Q (Millipore Co.). Ostatní činidla byla analytické čistoty a byla poskytnuta domácími komerčními dodavateli.

2.2. Přírodní materiál

Kvetoucí rostliny tří druhů řepky, včetně Orobanche Caryophyllaceae Sm., Phelipanche Arenaria Pomel a P. ramosa (L.) Pomel identifikoval prof. Renata Piwowarczyk (Jan Kochanowski Uni versity, Kielce, Polsko) a shromážděno z přírodního zdroje v Polsku. Poukazové exempláře (O. Caryophyllaceae – Chomentowek ´ (50.3349◦N, 20.4000◦E), xerotermní travní porost, parazituje Galium boreale, květen 2014; P. Arenaria – Zwierzyniec, 18.moit parašutista◦ous, 0 psamec 50.3652◦ Artemisia campestris, červen 2014, P. ramosa – Szewce (50.3553◦N, 22.3038◦E), pole, parazituje Solanum Lycopersicum, září 2014) jsou uloženy v Herbáři Univerzity Jana Kochanowského v Kielcích (KTC). Rostlinný materiál byl před extrakcí lyofilizován a jemně rozemlet.

2.3. Příprava extraktů z řepky

Práškový rostlinný materiál (O. Caryophyllaceae (OC) – 2 g, P. Arenaria (PA) – 3 g a P. ramosa (PR) – 3 g) byl extrahován 80% MeOH při 40 ◦C a 1500 psi (tlak rozpouštědla ) pomocí akcelerovaného extraktoru rozpouštědel ASE 200 (Dionex, Sunnyvale, CA, USA). Extrakty byly odpařeny a lyofilizovány (lyofilizátor Gamma 2–16 LSC, Christ, Německo). Účinnost extrakce pro OC, PA a PR byla 55 procent, 37 procent a 43 procent hmotnosti rostlinného materiálu. Vzhledem k vysokému obsahu sacharidů (data neuvedena) byly surové extrakty dále purifikovány extrakcí na pevné fázi (SPE) na mikrokolonce Oasis HLB (500 mg; Waters, Milford, MA, USA). Cukry byly odstraněny 1 procentem MeOH, potom byly sloučeniny, které jsou předmětem zájmu, eluovány 80 procenty MeOH. Po odstranění rozpouštědla byly extrakty OC, PA a PR lyofilizovány (lyofilizátor Gamma 2–16 LSC) a výtěžky čištění SPE byly 53 procent (OC), 67 procent (PA) a 51 procent (PR). .

2.4. Fytochemické vlastnosti extraktů z řepky metlice

Kvalitativní a kvantitativní analýzy extraktů z řepky metlice byly provedeny pomocí systému ACQUITY UPLC (Waters) připojeného k detektoru fotodiodového pole (PDA) a tandemovému kvadrupólovému hmotnostnímu spektrometru (TQD-MS/MS). Lyofilizované extrakty OC, PA a PR byly rozpuštěny v 50 procentech methanolu na koncentraci 0,50 mg/ml a poté chromatografovány na koloně BEH C18 (1{ {21}}0 x 2,1 mm, 1,7 um, Waters). Chromatografické podmínky byly následující: teplota pece – 25 ◦C, lineární gradient 10→25 procent mobilní fáze B (0,1 procenta kyseliny mravenčí v acetonitrilu) v mobilní fázi A (0,1 procenta kyseliny mravenčí v H2O) po dobu 12 minut, průtok – 0,4 ml/min, injekční objem – 2 μL, UV rozsah – 190–490 nm (rozlišení 3,6 nm). MS analýza byla provedena v režimu negativních iontů s elektrosprejovou ionizací (ESI), s použitím následujících nastavení: rozsah skenování 100–1200 m/z; kapilární napětí 2,8 kV; napětí kužele 35 V; teplota zdroje 150 ◦C; desolvatační teplota 450 ◦C; průtok desolvatačního plynu 900 l/h a průtok kuželového plynu 100 l/h. Získávání a zpracování dat bylo provedeno pomocí softwaru Waters MassLynx 4.1.

Píky fenylpropanoidního glykosidu (PPG) byly identifikovány porovnáním získaných LC-MS dat s dříve izolovanými sloučeninami [8]. Kvantifikace PPG(phenylpropanoidglykosidy)v extraktech z řepky metlice byla založena na metodě UPLC-UV s detekcí při 330 nm a kalibraci externího standardu s použitím akteosidu (Sigma-Aldrich, větší nebo rovno 99 procent, HPLC) jako skupinového standardu. Lineární kalibrační křivka byla připravena v šesti koncentracích v rozmezí 1–200 ug/ml a vykazovala dobrou linearitu (R2 větší nebo rovna 0,999). Kvantitativní výsledky představují střední hodnotu ± SD ze tří injekcí a byly vyjádřeny jako miligramy akteosidových ekvivalentů (ekv.) na gram extraktu (mg akteosidových ekvivalentů/g).

CistanchemáFenylpropanoidglykosidy

2.5. Antiradikálová aktivita in vitro

2.5.1. Test vychytávání radikálů ABTS

ABTS antiradikálový test byl proveden za použití metody popsané v Kontek et al. [9], s mírnými úpravami následovně: 20 procent MeOH bylo použito k přípravě činidel (7 mM ABTS a 4,9 mM persíranu draselného); roztoky extraktů OC, PA a PR ve čtyřech koncentračních hladinách v rozmezí 100–400 ug/ml a roztoky Trolox v šesti koncentračních hladinách v rozmezí 10–250 ug/ml byly připraveny s 50 procenty MeOH. Poměr vzorku k ABTS plus pracovnímu roztoku byl 1:25 (v/v). Absorbance při 734 nm byla měřena po 30 minutách inkubace ve tmě pomocí UV-vis spektrofotometru (Evolution 260 Bio, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA).

Inhibice absorbance (procenta) byla vypočtena následovně: [(Abscontrol-Abssample)/Abscontrol] x 100.

Troloxové ekvivalenty (TE) extraktů z řepky metlice byly vypočteny pomocí vzorce TE {{0}} vzorek/standard, kde m je sklon přímých křivek (inhibice absorbance vs. koncentrace). Hodnota TE vzorku popisuje jeho normalizovanou aktivitu vůči Troloxu (TEstandard =1.0). Hodnoty IC50 pro extrakty OC, PA a PR a Trolox byly dosaženy experimentálně, poté byly vypočteny z jejich přímých křivek (inhibice absorbance vs. koncentrace) a jsou vyjádřeny v ug/ml.

Test byl proveden v triplikátech a výsledky jsou prezentovány jako průměr ± standardní odchylky (SD).

2.5.2. Test vychytávání radikálů DPPH

DPPH antiradikálový test byl proveden metodou popsanou Jedrejek et al. [8] a Brand-Williams et al. [10], s drobnými úpravami takto: roztoky extraktů OC, PA a PR, ve čtyřech koncentračních úrovních v rozmezí 50–250 ug/mL, a roztoky Trolox, v šesti koncentračních hladinách v rozmezí 10– 250 ug/ml, byly připraveny s 50 procenty MeOH. Poměr vzorku k DPPH byl 1:19 (v/v). Absorbance při 517 nm byla měřena po 30 minutách inkubace ve tmě pomocí UV-vis spektrofotometru (Evolution 260 Bio).

Inhibice absorbance (procenta) byla vypočtena následovně: [(Abscontrol-Abssample)/Abscontrol] x 100.

Hodnoty troloxového ekvivalentu (TE) a IC50 zkušebních vzorků byly vypočteny stejným způsobem jako v testu ABTS (oddíl 2.5.1). Test byl proveden v triplikátech a výsledky jsou uvedeny jako průměr ± SD.

2.6. Zásobní roztoky testovaných rostlinných sloučenin a extraktů pro experimenty s lidskou plazmou

Zásobní roztoky testovaných sloučenin a rostlinných extraktů byly připraveny v 50 procentech DMSO. Konečná koncentrace DMSO v testovaných vzorcích byla nižší než 0,05 procenta a jeho účinky byly stanoveny ve všech experimentech.

2.7. Izolace lidské plazmy

Lidská krev neboli plazma byla získána od šesti pravidelných dárců (nekuřáků a žen) do krevní banky (Lodž, Polsko) a lékařského centra (Lodž, Polsko). Krev byla odebírána jako roztok CPD (citrát/fosfát/dextróza; 9:1; objem/objem krev/CPD) nebo roztok CPDA (citrát/fosfát/dextróza/adenin; 8,5:1; objem/objem; krev/CPDA). Dárci alespoň dva týdny před odběrem neužívali žádné léky ani návykové látky (včetně tabáku, alkoholu a doplňků antioxidantů). Naše analýza vzorků krve byla provedena podle pokynů Helsinské deklarace pro lidský výzkum a schválena Výborem pro etiku výzkumu experimentování na lidech na univerzitě v Lodži. Plazma byla připravena centrifugací čerstvé lidské krve při 4500 x g po dobu 25 minut při teplotě místnosti. Koncentrace proteinu byla vypočtena měřením absorbance testovaných vzorků při 280 nm podle postupu Whitakera a Granuma [11].

CistanchemáFenylpropanoidglykosidy

2.8. Markery oxidačního stresu v lidské plazmě

2.8.1. Měření peroxidace lipidů

Peroxidace lipidů v plazmě byla kvantifikována měřením koncentrace látek reaktivních s kyselinou thiobarbiturovou (TBARS). Koncentrace TBARS byla vypočtena pomocí molárního extinkčního koeficientu (ε =156,000 M− 1cm− 1). Metoda je podrobněji popsána jinde [12,13].

2.8.2. Měření karbonylové skupiny

Hladina karbonylových skupin byla vypočtena pomocí molárního extinkčního koeficientu (ε=22,000 M− 1 cm− 1) a byla vyjádřena jako nmol karbonylových skupin/mg plazmatického proteinu podle Bartosze [13 ] a Levine et al. [14].

2.8.3. Stanovení thiolové skupiny

Obsah thiolových skupin v plazmatických proteinech byl měřen spektrofotometricky pomocí SPECTROstar Nano Microplate Reader (BMG LABTECH, Německo) pomocí absorbance při 412 nm s 5,5'-dithiol-bis-(2- nitrobenzoovou kyselinou). Metoda je podrobněji popsána na jiném místě [15–17].

2.9. Parametry hemostázy

2.9.1. Měření protrombinového času (PT)

PT byla stanovena koagulometricky pomocí optického koagulačního analyzátoru (model K-3002, Kselmed, Grudziadz, Polsko) podle Malinowska et al. [18].

2.9.2. Měření trombinového času (TT)

TT byl stanoven koagulometricky za použití optického koagulačního analyzátoru (model K-3002, Kselmed, Grudziadz, Polsko), podle metody popsané v Malinowska et al. [18].

2.9.3. Měření aktivovaného parciálního tromboplastinového času (APTT)

APTT byl stanoven koagulometricky pomocí K-3002 optického koagulačního analyzátoru (Kselmed, Grudziadz, Polsko) podle Malinowska et al. [18].

2.10. Analýza dat

Test Q-Dixon byl proveden pro eliminaci nejistých dat. Data byla testována na normální rozdělení Shapiro-Wilkovým testem a rovnost rozptylu s Leveneovým testem. Statisticky významné rozdíly byly identifikovány pomocí ANOVA, po které následoval Tukeyův test vícenásobného srovnání nebo Kruskal-Wallisův test. Srovnání byla považována za významná při p < 0,05.="" hodnoty="" jsou="" uvedeny="" jako="" průměry="" ±="">

3. Výsledky a diskuse

Deset dříve námi izolovanýchfenylpropanoidglykosidy[8], včetně 2'-O-acetylakteosidu, 2'-O-acetylpoliumosidu, 3-O-methylpoliumosidu, akteosidu, areny inside, crenatosidu, feliposidu, pódiové strany, tubulosidu A a wiedemanniosidu D, spolu se třemi extrakty z řepky metlice (Orobanche Caryophyllaceae (OC), Phelipanche are naria (PA) a P. ramosa (PR)) byly v současnosti studovány pro zmírněníoxidačnístresa antikoagulační vlastnosti v systému lidské plazmy. Chemické struktury testovaných fenylpropanoidů jsou uvedeny na obr. 1, a jak je vidět, všechny jsou vytvořeny podle podobného vzoru se stejnými/podobnými podjednotkami: hydroxytyrosol, monosacharidy (glukóza, rhamnóza a/nebo xylóza) a kyselina hydroxyskořicová. Většina zkoumaných PPG sloučenin je substituována kyselinou kávovou, ta však může být nahrazena kyselinou kumarovou nebo ferulovou.

Kromě jednotlivých PPG sloučenin jsou k dispozici tři extrakty z řepky metlice – OC, PA a PR, což jsou směsi několika PPG.(phenylpropanoidglykosidy)a sloužily dříve jako výchozí materiál pro izolaci sloučeniny, byly také zahrnuty do biologické studie. Dalším důvodem pro výběr tří různých druhů byl velký rozdíl ve fytochemickém profilu mezi nimi, jak je vidět na obr. 2. Podrobnější srovnání extraktů OC, PA a PR, včetně kvantitativních dat, je uvedeno v tabulce 1. Akteosid byl hlavní složkou extraktu O. Caryophyllaceae (690 mg/g), teniposid a aréna uvnitř dominovala u P. Arenaria (spolu 550 mg/g), zatímco poliumosid a jeho acetylovaný derivát byly nejdůležitějšími metabolity v Extrakt P. ramosa (dohromady 640 mg/g). Zkoumané extrakty se lišily i celkovým obsahem fenylpropanoidů, nejvyšší množství bylo zjištěno u OC (810 mg/g), o něco nižší u PR (795 mg/g), nižší u PA (685 mg/g). Navíc je vhodné poznamenat, že přítomnost PPG s jinými než kofeoylovými skupinami, jako je kumaroyl nebo feruloyl, byla detekována pouze v extraktu P. ramosa, kde tyto sloučeniny tvořily asi jednu šestinu celkových PPG (asi 120 mg/ g) (Tabulka 1).

Předchozí studie antiradikálové aktivityfenylpropanoidglykosidyod Heilmann et al. [19] a Jedrejek et al. [8], včetně asi 30 různých PPG(phenylpropanoidglykosidy)jako je akteosid, isoakteosid a crenatosid, odhalily svůj silný vztah ke struktuře acylových skupin (fenolová kyselina a tyrosol). Obecně, modifikace nebo substituce katecholové části acylové jednotky vedla k významnému snížení vychytávací aktivity proti reaktivním formám kyslíku (ROS) a DPPH radikálu. V této studii byl zkoumán antiradikálový in vitro potenciál tří extraktů z řepky metlice (OC, PA a PR) pomocí testů ABTS a DPPH a výsledky byly porovnávány jak mezi sebou navzájem, tak is aktivitou jednotlivých fenylpropanoidových složek měřenou v naše předchozí studie [8]. Výsledky byly vyjádřeny jako ekvivalenty Troloxu (TE) a hodnoty IC50 (tabulka 2). Obecně byly všechny tři extrakty dobrými lapači radikálů ABTS i DPPH, ale byly také pozorovány rozdíly mezi testovanými vzorky (odhadovaná TE byla v rozmezí 0,5–0,7; 1,0 byla ekvivalent Troloxu). Antiradikálová vychytávací aktivita vzorků byla v následujícím pořadí: Trolox > OC > PA > PR. Extrakt z Orobanche Caryophyllaceae (IC50=155–275 µg/ml) měl o více než 20 procent vyšší aktivitu než extrakt z Phelipanche ramosa (IC50=200–320 µg/ml).

Uváděnou nejvyšší aktivitu vychytávání radikálů extraktu OC lze vysvětlit nejvyššími PPG(phenylpropanoidglykosidy)obsahu v tomto vzorku, stejně jako na vstupu akteosidu, jeho dominantní složky, která je podle předchozího výzkumu [8,19] jedním z nejsilnějších lapačů volných radikálů mezi metabolity z této skupiny (TEDPPH=0 0,87; [4]). S ohledem na vzájemný vztah antiradikálové aktivity a obsahu fenylpropanoidů v extraktech OC, PA a PR však nebyla mezi těmito dvěma faktory nalezena jednoduchá korelace (r < 0,5),="" což="" ukazuje="" na="" významný="" vstup="" kvalitativní="" profil.="" souvisí="" to="" především="" s="" extraktem="" p.="" ramosa,="" který="" i="" přes="" vysokou="" hladinu="">(phenylpropanoidglykosidy)({{0}},8 g/g) byl charakterizován nejnižší biologickou aktivitou mezi testovanými vzorky (TE ~ 0,5). PR extrakt, jak je uvedeno výše, byl jediným vzorkem, který obsahoval fenylpropanoidy s kumarovou nebo ferulovou kyselinou, látky postrádající katecholovou skupinu B-kruhu, o kterých bylo hlášeno, že mají snížený antioxidační potenciál. Čtyři námi testované PPG sloučeniny s modifikovanou kávovou kyselinou, včetně 3-O-methylpoliumosidu, ramózy A a wiedemanniosidu D, měly TEDPPH kolem 0,3 [8]. Současné výsledky jsou tedy v souladu a potvrzují zjištění předchozích antiradikálových in vitro experimentů na fenylpropanoidech.

Jak Chen a kol. [20] je spojena s větší schopností darování H nebo stabilizací radikálu různými funkčními skupinami směsi sloučenin. Bylo identifikováno několik strukturních prvků, které zvyšují přímou antioxidační aktivitu polyfenolů, zejména těch, které jsou spojeny s počtem a polohou hydroxylových skupin. Předpokládá se, že aktivita vychytávání volných radikálů se zvyšuje se zvyšujícím se počtem –OH skupin. Avšak poloha těchto skupin v molekule má ještě větší vliv na vykonávanou aktivitu. Relativně stabilní silné sloučeniny jsou ty, které mají ve své struktuře 3,4-dihydroxy část, stejně jako ty, které mají více než dvě hydroxylové skupiny [21]. Chemická struktura antioxidační látky umožňuje pochopení mechanismu antioxidační reakce. Lopez-Munguía a kol. [22] na základě výpočtů teorie funkcionálu hustoty (DFT) určily, že PPG(phenylpropanoidglykosidy)antioxidační mechanismus probíhá prostřednictvím sekvenčního přenosu jednoho elektronu se ztrátou protonů (SPLET). Nicméně Li a kol. [23] se pokusili prozkoumat mechanismy fenolických fenylpropanoidních antioxidantů a došli k závěru, že PPG (akteosid, forsythosid B a poliumosid) se mohou podílet na mnoha cestách k uplatnění antioxidačního účinku, což zvýšilo roli cukerných zbytků.

Studie prokázaly, že antioxidanty rostlinného původu jsou účinnými modulátory hemostázy u kardiovaskulárních onemocnění [24–26]. Různé rostliny používané v tradiční medicíně obsahují významné hladiny PPG [27,28]. Navíc PPG(phenylpropanoidglykosidy)je známo, že mají řadu biologických aktivit, včetně protizánětlivých, antinefritických a antihepatotoxických vlastností [29–33].

Ve své nedávné studii Jedrejek et al. [8] popsali izolaci PPG(phenylpropanoidglykosidy)ze tří polských řepíků a hodnotili jejich antioxidační aktivitu testem DPPH. Na základě toho tato studie hodnotí, zda by se mohlo snížit deset vybraných PPG izolovaných z těchto rostlinoxidačnístresv lidské plazmě ošetřené silným biologickým oxidantem, tj. donorem hydroxylových radikálů H2O2/Fe, a modulovat koagulační vlastnosti plazmy in vitro. Antioxidační vlastnosti deseti izolovaných PPG byly stanoveny podle vybraných parametrůoxidačnístres: Hladina TBARS jako marker peroxidace lipidů spolu s hladinami karbonylových a thiolových skupin jako markery oxidativního poškození proteinů.

Jak peroxidace lipidů v plazmě, tak hladiny karbonylace proteinů v plazmě indukované H2O2/Fe byly významně sníženy v přítomnosti osmi testovaných sloučenin, viz. akteosid, crenatosid, 2'-O-acetylakteosid, feliposid, arena inside, tubulosid A, poliumosid a 3- O-methylpolimuosid, ve všech testovaných koncentracích (1, 5 a 50 µg/ml); žádný účinek však nebyl pozorován u dvou testovaných sloučenin, viz. 2'-O-acetylpoliumosid a wiedemanniosid D nebo kterýkoli z testovaných extraktů v jakékoli koncentraci (1, 5 a 50 µg/ml). Navíc u žádné z testovaných sloučenin ani testovaných extraktů nebylo zjištěno, že by chránily plazmu před oxidací thiolových skupin v proteinech indukovanou H2O2/Fe (obr. 3–5). Testované extrakty však mohou být zdrojem sloučenin s různými biologickými vlastnostmi.

Výsledky této studie poprvé naznačují, že osm testovaných PPG(phenylpropanoidglykosidy)demonstrují antioxidační potenciál v lidské plazmě v přítomnosti exogenních reaktivních forem kyslíku inhibicí peroxidace lipidů a karbonylace proteinů v plazmě ošetřené H2O2/Fe. Kromě toho 2'-O-acetylpoliumosid a wiedemanniosid D žádný takový účinek nevykazovaly. Naše zjištění jsou obecně v souladu s předchozími experimenty in vitro na PPG. Heilmann a kol. [19] a Jedrejek et al. [8] uvádějí korelaci mezi chemickou strukturou PPG a jejich aktivitami. Antioxidační vlastnosti PPG(phenylpropanoidglykosidy)Zdá se, že primárně souvisí se strukturou jejich acylových skupin, tj. jednotky fenolové kyseliny a fenylpropanoidu, včetně přítomnosti a/nebo modifikace katecholové skupiny. Například bylo zjištěno, že wiedemanniosid D ztrácí svůj antioxidační potenciál vůči plazmě ošetřené H2O2/Fe po nahrazení své kofeoylové skupiny feruloylovou skupinou.

Změny v procesu koagulace často vyplývají zoxidačnístres; tyto změny mohou modulovat funkce kardiovaskulárního systému a mohou vést k rozvoji kardiovaskulárních onemocnění [1]. Z deseti rostlinných sloučenin a tří rostlinných extraktů testovaných v této studii, tubulosid, strana na pódiu a 3-O-methylpoliumosid a všechny testované extrakty prokázaly, že významně prodlužují trombinový čas ve všech testovaných koncentracích, viz. 1, 5 a 50 ug/ml (obr. 6B). Žádný z těchto extraktů ani žádná z testovaných sloučenin však nezměnila PT nebo APTT (obr. 6A a C).

Obr. 6. Účinky testovaných sloučenin (akteosid, crenatosid, 2'-O-acetylakteosid, feliposid, areariosid, tubulosid A, poliumosid, 3-O-methylpoliumosid, 2'-O-cetylpolimuosid, wiedemanniosid D) a rostlina Obr. extrakty (extrakt z P. arenaria - PA, extrakt z P. ramosa – PR a extrakt z O. caryophyllacea - OC) (1–50 µg/mL) na vybrané hemostatické parametry plazmy: PT (A), TTn (B) a APTT (C). Data představují průměry ± SEM ze šesti nezávislých experimentů. n* p < 0,05="" (vs.="" kontrola),="" ns="" –="" p=""> 0,05 (vs. kontrola).

Tabulka 3 porovnává účinky PPG (5 ug/ml) na biomarkeryoxidačnístresv plazmě ošetřené H2O2/Fe a jejich vliv na koagulaci. Osm z testovaných PPG(phenylpropanoidglykosidy)prokázal antioxidační potenciál pouze v ošetřené lidské plazmě; nicméně bylo zjištěno, že tři testované PPG mají antioxidační vlastnosti i antikoagulační potenciál. Je zajímavé, že výsledky testu DPPH se neshodovaly s výsledky získanými v biologickém modelu s použitím lidské plazmy ošetřené H2O2/Fe: antioxidační potenciál testovaných extraktů může být blokován určitými sloučeninami přítomnými v plazmě.

Na závěr naše současné poznatky vrhají nové světlo na antioxidační potenciál a antikoagulační vlastnosti PPG(phenylpropanoidglykosidy). Zdá se, že struktura PPG(phenylpropanoidglykosidy)zejména přítomnost acylových a katecholových skupin souvisí hlavně s jejich antioxidačními a antikoagulačními vlastnostmi. Vybrané PPG mohou mít potenciál pro léčbu kardiovaskulárních onemocnění spojených soxidačnístres. K určení koncentrací těchto sloučenin potřebných pro modely in vivo jsou však zapotřebí další experimenty.

Prohlášení o střetu zájmů

Autoři prohlašují, že nemají žádné známé konkurenční finanční zájmy nebo osobní vztahy, které by se mohly zdát ovlivnit práci uvedenou v tomto článku.

Reference

[1] A. Daiber, S. Chlopicki, Revisiting pharmacology ofoxidačnístresa endoteliální dysfunkce u kardiovaskulárních onemocnění: důkazy pro redoxní terapie, Free Radic. Biol. Med. 157 (2020) 15–37.
[2] J.-J. Sauvain, A. Setyan, P. Wild, P. Tacchini, G. Lagger, F. Storti, S. Deslarzes, MJ Guillemin, M. Rossi, M. Riediker, Biomarkers ofoxidačnístresa jeho spojení se snižováním kapacity moči u pracovníků údržby autobusů, J. Occupat. Med. Toxicol. 6 (2011) 18–23.
[3] P. Nowak, B. Olas, B. Wachowicz,Oxidačnístresa hemostáza, Post. Biochem. 56 (2010) 239–247.
[4] M. Martinez-Huelamo, J. Rodriguez-Morato, A. Boronat, R. de la Torre, Modulace Nrf2 polyfenoly olivového oleje a vína a neuroprotekce, Antioxidanty 6 (2017) 73.
[5] S. Amor, P. Chalons, V. Aires, D. Delmas, Polyfenolové extrakty z červeného vína a vinné révy: potenciální účinky na rakovinu, Nemoci 6 (2018) 1–12.
[6] Z. Li, H. Lin, L. Gu, J. Gao, CM Tzeng, Herba Cistanche (Rou Cong-Rong): jeden z nejlepších farmaceutických darů tradiční čínské medicíny, Front. Pharmacol. 7 (2016) 41–49.
[7] Y. Jiang, P.-F. Tu, Přehled: analýza chemických složek u druhů Cistanche, J. Chromatogr. 1216 (2009) 1970–1979.
[8] D. Jedrejek, S. Pawelec, R. Piwowarczyk, L. Precio, A. Stochmal, Identifikace a výskyt fenylethanoidových a iridoidních glykosidů v šesti polských řepkách (Orobanche spp. a Phelipanche spp., Orobanchaceae), Phytochemistry 170 ( 2020), 112189.
[9] B. Kontek, D. Jedrejek, W. Oleszek, B. Olas, Antiradikálová a antioxidační aktivita in vitro extraktů získaných z chmele bohatých na hořké kyseliny a xanthohumol, Ind. Crops Prod. 161 (2021) 1–9.
[10] W. Brand-Williams, ME Cuvelier, C. Berset, Použití metody volných radikálů k hodnocení antioxidační aktivity, Lebensm. Wiss. Technol. 28 (1995) 25-30.
[11] JR Whitaker, PE Granum, Absolutní metoda pro stanovení proteinů založená na rozdílu absorbance při 235 a 280 nm, Anal. Biochem. 109 (1980) 156–159.
[12] B. Wachowicz, Adeninové nukleotidy v trombocytech ptáků, Cell Biochem. Funct. 2 (1984) 167-170.
[13] G. Bartoš, Druga twarz tlenu, Warsz. PWN 1 (2008) 7.
[14] RL Levine, D. Garland, CN Oliver, A. Amici, I. Climent, AG Lenz, BW Ahu, S. Shaltier, ER Stadtman, Stanovení obsahu karbonylu v oxidativně modifikovaných proteinech, Methods Enzym. 186 (1990) 464-478.
[15] DM Joel, J. Gressel, LJ (Eds.), Musselman, Parasitic Orobanchaceae: Parasitic Mechanisms and Control Strategies, Springer, Heidelberg, Německo, 2013, s. 1–10.
[16] Y. Ando, ​​M. Steiner, Sulphydrylové a disulfidové skupiny destičkových membrán: stanovení disulfidových skupin, Biochim. Biophys. Acta 311 (1973) 26-37.
[17] Y. Ando, ​​M. Steiner, Sulphydrylové a disulfidové skupiny destičkových membrán: stanovení sulfhydrylových skupin, Biochim. Biophys. Acta 311 (1973) 38–44.
[18] J. Malinowska, J. Kołodziejczyk-Czepas, M. Moniuszko-Szajwaj, I. Kowalska, W. Oleszek, A. Stochmal, B. Olas, Fenolické frakce z Trifolium pallidum a Trifolium scabrum vzdušné části v lidské plazmě chrání proti změny vyvolané hyperhomocysteinémií, Food Chem. Toxicol. 50 (2012) 4023–4027.
[19] J. Heilmann, I. Calis, H. Kirmizibekmez, W. Schuhly, S. Harput, O. Stiher, Radical scavenger activity offenylpropanoidglykosidyu FMLP stimulovaných polymorfonukleárních leukocytů: vztahy mezi strukturou a aktivitou, Planta Med. 66 (2000) 746-748.
[20] H. Chen, Y. Zhou, Y. Shao, F. Chen, Volné fenolové kyseliny ve zralém octu Shanxi: změny během stárnutí a synergické antioxidační aktivity, Int. J. Food Prop. 19 (2015) 1183–1193.
[21] CA Rice-Evans, NJ Miller, G. Paganga, Vztahy mezi strukturou a antioxidační aktivitou flavonoidů a fenolových kyselin, Volné radikály. Biol. Med. 20 (1996) 933-956.
[22] A. Lopez-Munguía, ´ Y. Hernandez-Romero, ´ J. Pedraza-Chaverri, A. MirandaMolina, I. Regla, A. Martínez, E. Castillo, Analogy fenylpropanoidních glykosidů: enzymatická syntéza, antioxidační aktivita a teoretické studie jejich mechanismu lapačů volných radikálů, PloS One 6 (2011) 20115.
[23] X. Li, Y. Xie, K. Li, A. Wu, H. Xie, Q. Guo, P. Xue, Y. Maleshibek, W. Zhao, J. Guo, D. Chen, Antioxidace a cytoprotekce akteosidu a jeho derivátů: srovnání a mechanistická chemie, Molecules 23 (2018) 498.
[24] SE Kulling, HM Rawel, Arónie (Aronia melanocarpa) – přehled charakteristických složek a potenciálních účinků na zdraví, Planta Med. 74 (2008) 1625–1634.
[25] BJ Mc Even, Vliv stravy a živin na funkci krevních destiček, Semin. Thromb. Hemost. 40 (2008) 214–226.
[26] B. Olas, Multifunkčnost bobulí vůči krevním destičkám a úloha fenolických látek z bobulí při kardiovaskulárních poruchách, Trombocyty 5 (2016) 1–10.
[27] UB Ismailoglu, I. Saracoglu, US Harput, I. Sahin-Eredemli, Účinky fenylpropanoidních a iridoidních glykosidů na poškození endotelu závislé relaxace v kruzích aorty potkana vyvolané volnými radikály, J. Ethnopharmacol. 79 (2002) 193–197.
[28] ZF Bai, Y. Liu, XQ Wang, Vyšetřování etnických léčivých rostlin Orobanche, Cistanche a Boschniakia, Zhongguo Zhong Yao Zhi 93 (2014) 4548–4552.
[29] K. Hayashi, T. Nagamatsu, M. Ito, H. Yagita, Y. Suzuki, Acteoside, složka Stachys sieboldii MIQ, může být slibným antinefritickým činidlem (3): účinek acetonidu na expresi na mezibuněčné adhezní molekula-1 v experimentálních nefritických glomerulech u potkanů ​​a kultivovaných endoteliálních buňkách, Jpn. J. Pharmacol. 70 (1996) 157-168.
[30] Q. Xiong, K. Hase, Y. Tezuka, T. Tani, T. Namba, S. Kadota, Hepatoprotektivní aktivita fenylpropanoidů z Cistanche deserticola, Planta Med. 64 (1998) 120-125.
[31] WF Chiou, LC Lin, CF Chen, Acteoside chrání endoteliální buňky před volnými radikályoxidačnístresJ. Pharm. Pharm. 56 (2004) 743-748.
[32] S. Sahpaz, N. Garbacki, M. Tits, F. Bailleul, Isolation and pharmacological activity of phenylpropanoid esters from Marrubium vulgare, J. Ethnopharmacol. 79 (2002) 389-392.
[33] L. Lie-Chwen, W. Yea-Hwey, H. Yu-Chang, Ch Shiou, L. Kuo-Tong, Ch Yueh-Ching, W. Wen-Yen, S. Yoh-Chiang, Inhibiční efekt zfenylpropanoidglykosidya iridoidní glukosidy na produkci volných radikálů a expresi integrinu 2 v lidských leukocytech, J. Pharm. Pharmacol. 58 (2006) 129–135.