Esenciální oleje jako potenciální neuroprotektivní lék na neurodegenerativní onemocnění související s věkem: RecenzeⅡ

4. Diskuze

EO obsahují esenci různých vůní a vlastnosti jejich původních rostlin. Tyto těkavé oleje vykazují různé biologické aktivity [154]. Používají se hlavně v nápojovém, ovocnářském, kosmetickém a vonném průmyslu [155]. EO odvozené z procesu parní destilace se používají hlavně ve farmakologických činnostech a potravinářských produktech, zatímco extrakty z lipofilních rozpouštědel se využívají v průmyslu vonných látek [156]. Několik EO je dobře známo pro jejich použití ve vůních a příchutích po stovky let. Použití EO v průmyslu vonných látek je způsobeno především jeho atraktivní vůní. Rozsáhlé výhody nabízené EO znamenají neustálou poptávku, která se neustále zvyšuje.

Klikněte pro tobolky cistanche tubulosa pro Alzheimerovu chorobu

4.1. Zdroj EO

Jak již bylo zmíněno, EO lze extrahovat a získat z různých částí rostlin. Hřebíčkový EO získaný z aromatických květních pupenů stromu Syzygium aromaticum pocházející z Maluku v Indonésii obsahuje silnou vůni používanou v kořeněných potravinách [154,155]. Eucalyptus globulus oil je podobný mátě s vlastnostmi, jako je dekongestant, lék proti bolesti, antimikrobiální látka, imunostimulant, léčba chřipky a nachlazení/kašel, stejně jako pro duševní jasnost v aromaterapii [157,158]. Jeden z nejvlivnějších EO je z Lavandula angustifolia, která je také známá jako anglická levandule. Levandulový olej má silné antioxidační, protizánětlivé, antibakteriální a antimikrobiální vlastnosti a lze jej použít k léčbě různých kožních onemocnění (např. ekzém, lišaj, akné), zlepšení trávicího systému, minimalizaci otoků bolestivých svalů a navíc zmírnění bolesti. [157,158]. Citrus limon EO se používají jako antimikrobiální a antifungální látky, léky proti bolesti pomáhají při hubnutí a ke snížení extrémní nevolnosti, stejně jako pro použití jako mýdla, šampony na vlasy, leštidla na nábytek a osvěžovače [157,158].

EO z oregana (Origanum vulgare) se často používají k péči o pleť, menstruačním problémům, žaludečním problémům a ke kontrole infekcí chřipky a nachlazení [157,158]. Rosemary's EO pochází ze stálezeleného keře Rosmarinus officinalis s charakteristickou svěží dřevitou, bylinnou a balzámovou vůní, podobnou kafru. Použití rozmarýnového oleje sahá od různých ošetření pro péči o pleť, lupů a zdraví pokožky hlavy až po prevenci nachlazení a posílení imunitního systému [157,158]. EO z Mentha piperita se nazývá mátový olej, který se používá především v prevenci chřipky a nachlazení, snižuje příznaky bolesti hlavy a také při zmírňování bolestí svalů a kloubů [157,158]. Kromě obecného používání EO byly také zaznamenány a hlášeny jejich rozsáhlé přínosy v souvislosti s neurodegenerativními poruchami souvisejícími s věkem. Na základě dostupných studií byly EO navrženy jako účinný preventivní a léčebný přístup proti stárnutí a neurodegenerativním poruchám. Proto jsme se pokusili popsat a zdůraznit různé EO a účinnost jejich složek ohledně čtyř běžných neurodegenerativních onemocnění (AD, PD, HD a ALS), jak je uvedeno výše.

V souladu s tím jsou vysvětleny různé parametry, které se běžně používají pro hodnocení každého onemocnění. Na základě tabulky 1 byla ve studiích provedených v letech 2010 až 2020 celkem šedesát devět typů EO z různých rodů rostlin hodnoceno z hlediska jejich účinnosti proti neurodegenerativním onemocněním. U veškeré sestavené literatury jsme pozorovali, že výsledky IC50 byly prezentovány v několik formátů, zejména měrných jednotek. Mezi jednotky, které byly hlášeny, patřily mg ekvivalenty kyseliny gallové/g [64,76], procento [65,74], mg/ml nebo mg/l [26,67,68,73,75], µm [69] a µg/ml [18,70–72]. Tato rozmanitost však byla považována za problematickou, protože přímé srovnání mezi studiemi s různými jednotkami měření není možné bez konverze.

4.2. Major Comsložka EO

Chemické struktury několika hlavních složek běžně se vyskytujících v EO, o kterých bylo hlášeno, že mají antineurodegenerativní vlastnosti, jsou uvedeny na obrázku 3. Na základě našeho přehledu byl 1,8-cineol identifikován jako jedna z hlavních nalezených složek v různých typech EO. Sloučenina 1,8-cineol je nasycený monoterpen, který může pocházet z několika rostlinných druhů (např. Eucalyptus, Rosmarinus a Salvia), přičemž listy eukalyptu jsou považovány za klíčový zdroj [159]. Někdy nazývaný eukalyptol kvůli svému přirozenému zdroji, 1,{8}}cineol by neměl být zaměňován s eukalyptovým olejem, což je kombinace mnoha dalších složek [160]. Díky své vynikající vůni a chuti se 1,{11}}cineol používá převážně v ovoci, vůních a kosmetice.

Kromě toho se čistý monoterpen 1,8-cineol používá jako alternativní lék na sinusitidu při infekcích dýchacích cest, jako je nachlazení nebo bronchitida [161]. Byl označen jako jeden z nejúčinnějších lapačů volných radikálů, který může ovlivnit aktivitu anticholinesterázy na základě studie publikované El Euchem a kolegy [88] Antioxidační aktivita byla měřena pomocí volného radikálu 1,1-difenyl{{6 }}pikrylhydrazyl (DPPH) test. Koncentrace esenciálního oleje poskytující 50procentní inhibici (IC50) počáteční koncentrace DPPH byla vypočtena pomocí lineárního vztahu mezi koncentrací sloučeniny a procentem inhibice DPPH. Jako standard byla použita kyselina askorbová. Ve studii Abuhamdah et al. [66], EO extrahovaný z listů Aloysia citrodora Palau vykazoval neuroprotektivní aktivitu a byla hlášena vyšší přítomnost 1,{11}}cineolu (23,66 procenta).

V jiné studii provedené Cutillasem a jeho týmem [97] na EO z Thymus masti china L. bylo tvrzeno, že ze všech čtyř sloučenin ( -pinen, -pinen, limonen a 1,8-cineol) je 1 ,8-cineol byl nejlepším inhibitorem AChE s IC50 35,2 ± 1,5 µg/ml. Antioxidační aktivitu testovali pomocí pěti různých metod, jako je test absorbance kyslíkových radikálů (ORAC), 2,20 -azino-bis (3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonová kyselina) (ABTS) antioxidační metoda, metoda 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazyl (DPPH), metoda reaktivních látek s thiobarbiturovou kyselinou (TBARS) a metoda chelatační síly (ChP). Všechny metody zaznamenaly, že 1,{21}}cineol byl jednou ze sloučenin s nejvyšší antioxidační kapacitou. Toto zjištění bylo podobné několika dalším typům výzkumu, které naznačovaly účinnost 1,8-cineolu jako dominantního anticholinesterázového činidla z EO z různých zdrojů [8,21,25,152].

4.3. Cholinesterázová aktivita v EO

Nejběžnější kritéria používaná při stanovení AD souvisí s anticholinesterázovou aktivitou. Cholinesterázy (ChEs) jsou specializované hydrolázy karboxylových esterů, které katalyzují hydrolýzu cholinesterů. V krvi a tkáních savců byly identifikovány dva typy aktivity ChE, které se rozlišují podle jejich substrátové specifity a citlivosti na selektivní inhibitory. První je acetylcholinesteráza (AChE), která je systematicky známá jako acetylcholin acetylhydroláza [172]. Druhou je butyrylcholinesteráza (BChE), která je systematicky označována jako acetylcholinacylhydroláza [173–176]. Preferovaným substrátem pro AChE je acetylcholin (ACh), zatímco butyrylcholin (BCh) a propionylcholin (PCh) jsou ideální pro BChE [175–177]. Je známo, že aktivita AChE je inhibována několika sloučeninami, přičemž hlavními inhibitory jsou toxiny a léky [178].

Aktivita AChE se využívá při ověřování účinků léčby, zejména u AD [177]. AChE i BChE mají aktivní místa na dně 20 Á hlubokých roklí s 50 procenty identickou aminokyselinovou sekvencí, zatímco vstup do rokle se nachází v periferním místě [179]. Aktivní místo pro oba enzymy zahrnuje katalytickou triádu, kapsu vázající acyl a místo vázající cholin [180]. V aktivním místě AChE se nachází celkem 14 aromatických aminokyselin, přičemž šest z nich je nahrazeno alifatickými aminokyselinami za BChE [181]. Procesy vazby a hydrolýzy objemných ligandů jsou v AChE omezeny v důsledku přítomnosti fenylalaninových zbytků v acyl vazebné kapse. Na rozdíl od toho jsou tyto zbytky substituovány dvěma flexibilními aminokyselinami, které jsou selektivní pro BChE a umožňují vazbu objemnějších ligandů [182]. Různé mechanismy podílející se na relevanci k místu aktivní soutěsky specifické pro každý enzym byly zkoumány prostřednictvím molekulárního modelování, virtuálního screeningu založeného na struktuře nebo dokonce krystalografických studií [181–184].

Obecně se s určitými modifikacemi používá tradiční Ellmanův test, který se používá pro stanovení anticholinesterázových aktivit [185,186]. Tato technika je jednoduchá, přesná a rychlá metoda měření aktivity ChE, která je založena na reakci thiocholinu se sulfhydrylovou skupinou chromogenu, jako je kyselina 5,50 -dithiobis-(2-nitrobenzoová ) (DTNB nebo Ellmanovo činidlo). Posunem elektronů k atomům síry vzniká žlutá látka nazývaná 5-thio-2-nitrobenzoová kyselina (TNB), která se měří sledováním absorbance při 410 nm [187–190]. DTNB je ve vodě rozpustná sloučenina a je užitečná pro svou rychlou reakci s thiocholinem a menší vedlejší účinky při neutrálním pH [185,187–191]. Tato technika však také podléhá určitým omezením; omezuje se na testování antidot proti organofosforovým inhibitorům AChE nebo měření aktivity AChE ve vzorcích takto léčených jedinců [190]. Kromě Ellmanova testu je další metodou, kterou lze také použít pro měření aktivit ChE, Michelova elektrometrická metoda [192]. Tato technika se používá na základě změn pH, které vznikají při syntéze H plus hydrolýzou cholinesterázy [175,176,193].

4.4. Přtracelulární usazeniny plaků

Extracelulární plakové depozity A-peptidu a plamenně tvarované neurofibrilární klubka proteinu tau vázajícího se na mikrotubuly jsou dvě charakteristické patologie vyžadované u pacientů s AD. Familiární formy AD s časným nástupem jsou spojeny s mutacemi buď v prekurzorovém proteinu pro A (APP) nebo v presenilin{4}} (PS1) nebo presenilin{6}} (PS2). Dráhy generování peptidů syntetizují -sekretázu buď s PS1 nebo PS2 jako katalytickou podjednotkou. APP je postupně štěpen, kde -sekretáza nejprve štěpí APP za uvolnění velkého sekretovaného derivátu, sAPP, následuje -sekretáza, která štěpí fragment 99 aminokyselin (CTF) za vzniku A. Proces štěpení -sekretázy může být nepřesný, což vede k heterogenitě C-konce výsledné peptidové populace, která generuje četné druhy A, s A1-40 nejvyšší četnosti následované A42. O něco delší formy A, zejména A 1–42, jsou hlavní druhy uložené v mozku, které jsou hydrofobnější a fibrilogenní [193].

Vzhledem k jejich zásadní úloze v syntéze A jsou - a -sekretáza považovány za klíčové složky ve vývoji anti-AD farmaceutických přípravků [193,194]. Normální patologické testy se týkají hustoty v postižených oblastech mozku neuritických amyloidních plaků a neurofibrilárních klubek tau proteinu. Diagnóza AD zahrnuje přítomnost velkých částí neuritického plaku, sestávajícího z vysoce nerozpustného A v mozkovém parenchymu. Existují také depozita tau proteinu, i když se vyskytují mezi méně častými neurodegenerativními poruchami, zejména při absenci neuritických plaků. Existují určité charakteristické morfologické rysy neurofibrilárních klubek u různých onemocnění a mohou vykazovat odlišné složení izoforem tau, které se liší od AD [195].

Amyloid beta nemají pouze lidé; non-lidští primáti (NHP) mají stejné sekvence A jako lidé, téměř identickou sekvenci APP, a v mnoha aspektech se překrývají se souvisejícími lidskými biochemickými cestami, avšak překvapivě se stárnutím u nich vzniká relativně málo neuropatologií podobných AD. U starých špičáků se také vyvíjí těžké usazování amyloidu; psi mají tendenci vykazovat rozsáhlé ukládání amyloidu od věku přibližně deseti let, na rozdíl od starých NHP, kde to může trvat několik desetiletí [196]. Ukládání amyloidu u psů také souvisí s kognitivní dysfunkcí související s věkem [197], i když je detekována malá ztráta neuronů. Kvůli špatnému pochopení AD a složitosti lidského mozku bylo vyvozeno, že neexistuje žádný přirozený zvířecí model onemocnění [198]. Posledních 25 let byly ve výzkumných aktivitách AD využívány farmakologické a genetické modely AD, stejně jako různé druhy zvířat (primáti, psi, hlodavci atd.) [199,200]. Obnovení zájmu o krysy jako o vhodný zvířecí model pro AD vedlo k použití různých typů krysích modelů. V současné praxi byly transgenní myši široce používány ve studiích AD. Ve všech vybraných modelech všechny potřebují zavedení nějaké kombinované familiární AD mutace do APP nebo PS1, nebo dokonce do obou [200].