Vliv simulace lidského trávení in vitro na obsah fenolických látek a biologické aktivity vodných extraktů z tureckého druhu Cistus Část 1
Apr 19, 2022
Prosím kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.comPro více informací
Abstraktní:Oxidační stres je jedním z významných prekurzorů různých metabolických onemocnění, jako je diabetes, Parkinsonova choroba, kardiovaskulární onemocnění, rakovina atd. Různé vědecké zprávy ukázaly, že sekundární rostlinné metabolity hrají důležitou roli v prevenci oxidačního stresu a jeho škodlivých účinků. V tomto ohledu byla tato studie naplánována ke zkoumání fenolického profilu a antioxidačních a antidiabetických potenciálů vodných extraktů z tureckých druhů Cistus pomocí metod in vitro. Pro odhad biologické dostupnosti jejich fenolických obsahů byl u všech extraktů aplikován postup simulace štěpení in vitro. Celkový obsah fenolů, flavonoidů, fenolových kyselin a proanthokyanidinů byl stanoven pro všechny fáze trávení. Kromě toho byly pomocí analýzy High-Performance Thin Layer Chromatography (TLC) sledovány změny v množství přiřazených markerových flavonoidů (salidrosid, hyperosid a quercitrin). Potenciál antioxidační aktivity extraktů byl studován různými metodami k odhalení jejich detailních profilů aktivity. Na druhé straně byly stanoveny in vitro enzymy a-amylázy a a-glukosidázy a inhibiční aktivity extraktů na koncový produkt pokročilé glykace (AGE) pro hodnocení antidiabetického potenciálu extraktů. Výsledky ukázaly, že vodné extrakty získané z nadzemních částí tureckých druhů Cistus mají bohatý obsah fenolů a potenciální antioxidační a antidiabetické účinky; jejich profily bioaktivity a koncentrace markerových flavonoidů však mohou být významně ovlivněny lidským trávením. Výsledky ukázaly, že celkový obsah fenolů, antioxidační aktivity a inhibice enzymů souvisejících s diabetem v biodostupných vzorcích byly nižší než u nestrávených vzorků ve všech extraktech.
klíčová slova:turecký druh Cistus; antioxidační aktivita; simulace lidského trávení; HPTLC; cukrovka
1. Úvod
Čeleď Cistaceae se skládá z keřů a jednoletých nebo víceletých bylin a rod Cistus je jedním z široce rozšířených zástupců této čeledi. Více než 50 druhů Cistus je rozšířeno po celém světě a běžně se jim říká „rockrose“ [1]. Předchozí výzkumy in vitro a in vivo prokázaly, že druhy Cistus mají antivirové, antidiabetické, antioxidační, antimikrobiální a protizánětlivé účinky [2,3]. Z druhů Cistus byly izolovány různé fenolové sloučeniny (fenolové kyseliny, flavonoidy, proanthokyanidiny) a terpeny a jejich terapeutický přínos se obecně připisuje těmto složkám[4,5].
V Turecku přirozeně roste pět druhů Cistus, tj. C. salvifolius L., C. paroiflorus Lam, C.monspeliensis L., C.laurifolius L. a C.creticus L.[6]. V etnobotanických záznamech tureckého lidového léčitelství jsou různé orgány druhu Cistus často dokumentovány jako lék. Infuze připravené z větví C. laurifolius, C. salviifolius a C. creticus se perorálně podávají proti cukrovce v okrese Edremit (Balikesir) [7]. Odvary připravené z květů C.creticus a C.salvifolius se používají vnitřně proti peptickým vředům v Marmaris (Mugla) [8], zatímco ke stejnému účelu se používá odvar z neotevřených poupat C. laurifolius. V západní Anatolii se odvar z listů C. laurifolius používá vnitřně proti horečce a bolestem žaludku a zevně při koupání proti revmatickým bolestem [9].
Cistanche může zlepšit imunitu
Je prokázanou skutečností, že zvýšená agregace reaktivních forem kyslíku (ROS) spouští oxidační stres, který je jedním z významných prekurzorů různých metabolických poruch, jako je rakovina, cukrovka, kardiovaskulární problémy, Alzheimerova choroba atd. [10] Využití antioxidantů se proto v současné vědecké praxi stalo běžným holistickým přístupem k prevenci nebo léčbě takových stavů. Antioxidační aktivity rostlinných extraktů byly hlášeny obrovským počtem výzkumníků[11-14]. Jako běžný přístup je antioxidační potenciál rostlinných extraktů obecně věnován jejich fenolickému obsahu. Ve vědecké literatuře je k dispozici velké množství důkazů, že druhy Cistus jsou také bohaté na fenolické profily a nakonec mají značný stupeň antioxidační aktivity. Nicméně koncept biologické dostupnosti těchto fytochemikálií v těle nebyl ve většině těchto studií zvažován.
Je dobře známou skutečností, že podmínky gastrointestinálního traktu ovlivňují fenolové sloučeniny v důsledku různých podmínek pH, působení enzymů a mikroflóry. Na druhé straně, chemické struktury fenolických sloučenin a rostlinné matrice jsou také důležitými faktory ovlivňujícími jejich biologickou dostupnost [15]. Proto v tomto výzkumu byla na všechny extrakty použita metoda simulace trávení in vitro pro odhad biologické dostupnosti fenolických obsahů. Aby bylo možné sledovat přechody, celkové fenolické,flavonoidObsah kyseliny fenolové a proanthokyanidinu byl stanoven ve všech fázích trávení. Kromě toho byly antioxidační aktivity extraktů studovány mechanicky odlišnými spektrofotometrickými metodami, aby se odhalily jejich komplexní profily aktivity. Antioxidační potenciál všech vzorků získaných procesem štěpení byl zkoumán pomocí DPPH a DMPD (vychytávání volných radikálů), FRAP a CUPRAC (potenciál redukující kovy) a TOAC (celkovýantioxidační kapacita) testy. Dříve salidrosid, hyperosid akvercitrinbyly stanoveny jako markerové flavonoidy druhů Cistus Guzelmeric et al. [16]Proto bylo kvalitativní a kvantitativní stanovení těchto flavonolových glykosidů provedeno systémem High-Performance Thin Layer Chromatography a byly odhadnuty jejich indexy biologické dostupnosti.
Diabetes mellitus (DM) je běžná metabolická porucha a je popsána sníženou sekrecí inzulínu buňkami slinivky břišní nebo nedostatečnou reakcí těla na inzulín. Existují dva typy DM: inzulín-dependentní (typ I) a nezávislý na inzulínu (typ II) [17]. Jednou z léčebných strategií pro DM typu II je kontrola postprandiální hyperglykémie, která je definována jako „významné zvýšení koncentrace krevního cukru v krevním řečišti po jídle“. Inhibice klíčových trávicích enzymů, včetně o-amylázy aa-glukosidázaje nezbytný pro kontrolu postprandiální hyperglykémie. V gastrointestinálním systému štěpí o-amyláza škrob na redukující cukry, jako je maltodextrin, laktóza a maltóza, a -glukosidáza tyto cukry štěpí na glukózu. Proto je inhibice trávicích enzymů považována za možný způsob působení při léčbě postprandiální hyperglykémie [18] Na druhé straně zvýšené hladiny glukózy v krvi mohou vyvolat tvorbu AGE, které jsou definovány jako „sloučeniny vzniklé jako výsledek enzymatické glykační reakce. (Maillard) mezi redukujícími cukry a proteiny, nukleovými kyselinami a lipidy“. Zvýšená akumulace AGEs v těle může vyvolat mnoho diabetických komplikací, včetně nefropatie, neuropatie, retinopatie atd.[19]. Aminoguanidin, imaginace a metformin jsou příklady syntetických inhibitorů AGEs a akarbóza, miglitol a voglibóza jsou syntetické inhibitory trávicích enzymů, které se používají v posledních desetiletích [20,21]. Klinické studie a in vivo experimenty však prokázaly vedlejší účinky těchto syntetických inhibitorů, jako je hepatotoxicita, abdominální distenze, flatulence, meteorismus, anémie, zvracení, srdeční selhání atd. [21,22]. Kvůli stach škodlivým účinkům se četné studie zabývaly inhibičními potenciály rostlinných extraktů na AGEs [23-25]. Bylo hlášeno, že fytochemikálie, zejména fenolové sloučeniny, jako jsou fenolové kyseliny, flavonoidy aproanthokyanidinyvýznamně inhiboval tvorbu AGE a související enzymové působení, tj. -amylázy a -glukosidázy [26-28].
Vzhledem k tomu, že extrakce vodou (infuze nebo odvar) je běžnou technikou přípravy v tradiční medicíně, byla tato studie provedena na vodných extraktech z tureckých druhů Cistus před a po simulaci gastrointestinálního trávení in vitro. V tomto ohledu byly komparativně zkoumány fenolické profily a antioxidační a antidiabetický potenciál vodných extraktů a jejich metabolitů trávení. Podle referenčního průzkumu byly v této studii poprvé studovány inhibiční aktivity extraktů Cistu na AGEs. Kromě toho byla také provedena kvantitativní analýza markerových flavonoidů pomocí analýzy HPTLC. Na všechny extrakty byla aplikována technika simulace trávení in vitro, aby se monitorovaly změny v koncentracích a profilech biologické aktivity fenolických sloučenin v gastrointestinálních podmínkách.
2. Výsledky
2.1. Odhad obsahu fenolů ve vzorcích
Podle výsledků uvedených v tabulce 1 měl vodný extrakt C. saloifolius vyšší celkový obsah flavonoidů, fenolových a fenolových kyselin než ostatní studované druhy, zatímco ND (nestrávené) vzorky C.creticus a C.laurifolius obsahovaly nejvyšší proanthokyanidin obsah. Nejvýraznější pokles byl zaznamenán u celkových obsahů proanthokyanidinů ve všech extraktech. Množství proanthokyanidinů ve vzorcích IN (biodostupných) bylo nedetekovatelné ve všech vodných extraktech. V důsledku toho byly fenolické obsahy vodných extraktů negativně ovlivněny postupem simulace lidského trávení in vitro.
Zkratky pro vzorky jsou ND: Non-digested; PG: Postgastický; IN: Biologicky dostupný; BAvl: index biologické dostupnosti; Výsledky byly uvedeny jako průměr triplikátů 士 standardní odchylka （SD） a jako mg ekvivalentů kyseliny gallové （GAE） v 1 g vzorku; Výsledky byly vyjádřeny jako průměr triplikátů ± standardní odchylka (SD) a jako mg ekvivalentů kvercetinu (QE) v 1 g vzorku; D Výsledky byly vyjádřeny jako průměr z triplikátů ± standardní odchylka (SD) a jako mg ekvivalentů kyseliny kávové (CAE) v 1g vzorku; F Výsledky byly vyjádřeny jako průměr z triplikátů ± standardní odchylka (SD) a jako mg ekvivalentu katechinů (CE) v 1 g vzorku;* Zkratky vodných extraktů: CCA pro C. creticus, CLA pro C. laurifolius, CMA pro C .monspeliensis, CPA pro C.parviflorus, CSA pro C.salviifolius. Různá písmena ve stejném řádku označují význam (p<>
Jak je uvedeno v tabulce 2, obsah salidrosidu a hyperosidu ve vodném extraktu C. salviifolius byl relativně vyšší než u jiných druhů, zatímco kvercitrin nebyl nalezen. Na druhou stranu, kvercitrin byl nalezen v nejvyšší koncentraci ve všech simulačních vzorcích vodného extraktu z C. creticus, ale jeho koncentrace se výrazně snížila v biologicky dostupných vzorcích. Navíc HPTLC chromatogram a překryvná UV spektra referencí a odpovídající skvrny ve stopách všech extraktů byly uvedeny na obrázku 1.
Zkratky pro vzorky jsou ND: Non-digested; PG: postgastrický; IN: Biologicky dostupný; BAvI: index biologické dostupnosti; BVýsledky byly uvedeny jako mg/g suchého extraktu a experimenty byly nezávisle prováděny třikrát;* Zkratky vodných extraktů: CCA pro CC. creticus, CLA pro C. laurifolius, CMA pro C. monspeliensis, CPA pro C. parviflorus, CSA pro C.salviifolius. Různá písmena ve stejném řádku označují význam (p<>
Obrázek 1. (A) Překryvná UV spektra salidrosidu a odpovídající skvrny ve stopách všech extraktů. (B) Překryjte UV spektra hyperosidu a odpovídající skvrny ve stopách všech extraktů. (C) Překryjte UV spektra kvercitrinu a odpovídající skvrny ve stopách všech extraktů. (D)HPTLC chromatogramy:1.CCA ND,2.CCA PG,3.CCA IN,4.CLA ND,5.CLA PG,6.CLA IN,7.Tilirosid （Rf ≈0,65 ）,8.Hydroxid （Rf ≈0.35）,9.Quercitrin （Rf≈0.45）,10.CMA ND,11.CMAPG,12.CMAIN,13.CPAND,14 .CPAPG,15.CPAIN,16.CSAND,17.CSAPG,18.CSAIN.Mobilní fáze:EtOAc/CHCl2/CHCOOH/HCOOH/H2O(100:25:10:10:10:10):11);Derivatizace: NPR činidlo. Vizualizace: 366 nm.
2.2. Odhad antioxidační aktivity vzorků
Jak je uvedeno v tabulce 3, biologicky dostupné vzorky extraktů Cistus vykazovaly slabší antioxidační aktivitu pohlcující radikály než jejich nestrávené a postgastrické protějšky. Vzorky ND a PG všech vodných extraktů vykazovaly významnou aktivitu vychytávání radikálů DPPH a měly nižší hodnoty ECso než referenční sloučenina BHT (hodnota ECso: 5,83±0,2 ug/ml）). Všechny extrakty však vykazovaly slabší vychytávání radikálů DMPD ND, PG a IN vzorky CPA měly lepší DMPD aktivitu ve srovnání se vzorky jiných extraktů.
Zkratky pro vzorky jsou ND: Non-digested; PG: postgastrický; IN: Biologicky dostupný; BAvI: index biologické dostupnosti; Výsledky byly prezentovány jako EC50 v ekvivalentech ug/ml a experimenty byly nezávisle prováděny ve třech různých časech. Hodnota ECso referenční sloučeniny "BHT" v aktivitě vychytávání DPPH byla stanovena jako 5,83±0,2 ug/ml; C Výsledky byly prezentovány jako EC50v ekvivalentech ug/ml a experimenty byly nezávisle prováděny třikrát různě. Hodnota ECso referenční sloučeniny Trolox v aktivitě vychytávání DMPD byla stanovena jako 5,82±0,37 ug/ml; P Výsledky byly vyjádřeny jako ekvivalenty mM FeS04 v 1 g vzorku a experimenty byly nezávisle prováděny ve třech různých časech. Aktivita FRAP referenční sloučeniny "BHT" byla detekována jako 4,06±0,42 mM FeS04 ekv. v 1 g vzorku; F Výsledky byly uvedeny jako mg ekvivalentu kyseliny askorbové (AAE) v 1 g vzorku a experimenty byly provedeny nezávisle třikrát; výsledky byly uvedeny jako mg ekvivalentu kyseliny askorbové (AAE) v 1 jednoduché a experimenty byly provedeny nezávisle třikrát;*Zkratky vodných extraktů: CCA pro C. creticus, CLA pro C. laurifolius, CMA pro C. monspeliensis, CPA pro C.parviflorus, CSA pro C.salviifolius. Různá písmena ve stejném řádku označují význam (str<>
Podobně jako u testů aktivity vychytávání radikálů, biodostupné vzorky extraktů Cistus také vykazovaly slabší kov-redukující a celkové antioxidační aktivity než netrávené a postgastrické vzorky. Všechny vzorky ND extraktů vykazovaly významnou antioxidační aktivitu redukující železo, která byla silnější než referenční sloučenina BHT (ekvivalent 4.06±0,42mM FeSO4). Mezi vzorky PG měl pouze CSA (ekvivalent 44±0,16 mMFeSO4) lepší aktivitu než BHT. V testu CUPRAC byly vzorky ND a PG CSA detekovány jako nejúčinnější mezi vzorky jiných druhů. Samostatně, IN vzorek CCA měl lepší CUPRAC aktivitu než biologicky dostupné vzorky jiných vodných extraktů.
2.3. Enzymová inhibiční aktivita související s diabetem
Jak je uvedeno v tabulce 4, inhibiční aktivita enzymu závislá na koncentraci byla pozorována ve všech vodných extraktech. Zatímco vzorky ND CPA a CSA (75,89 procenta ±0,62,80,34 procenta ±0,19, v tomto pořadí) vykazovaly poněkud vyšší inhibiční aktivitu na amylázu než akarbóza (75,80 procento ±0,02) při koncentraci 1 mg/ml; pouze ND vzorek CSA vykazoval vyšší inhibiční aktivitu vůči glukosidáze než referenční sloučenina kvercetin v obou koncentracích.
Zkratky pro vzorky jsou ND: Non-digested; PG: Postgastiic; IN: Biologicky dostupný; BAvl: index biologické dostupnosti; Výsledky byly uvedeny jako průměr triplikátů ± standardní odchylka (SD) a akarbóza byla použita jako kontrolní skupina s 75,8±0.02procentní inhibicí při 1 mg/ml, 65,45±{{{{101} 10}}.01 procento inhibice při0,5 mg/ml; Výsledky byly vyjádřeny jako průměr triplikátů ± standardní odchylka (SD) a kvercetin byl použit jako kontrolní skupina s 80,4±0,03 procent inhibice při 1 mg/ml, 69,t66±0,05 procent inhibice při 0,5 mg/ml; D Výsledky byly vyjádřeny jako průměr z triplikátů ± standardní odchylka (SD) a kvercetin byl použit jako kontrolní skupina s 89,33 ± 3,47 procenty inhibice při 1 mg/ml, 72,03 ± 3,04 procenta inhibice při 0,5 mg/ml;* Zkratky vodných extraktů: CCA pro C.creticus,CLA pro C.laurifolius,CMA pro C.monspeliensis, CPA pro C.parviflorus,CSA pro C.salviifolius.Různá písmena ve stejném řádku označují význam (str<>
Tento článek je extrahován z Molecules 2021, 26, 5322. https://doi.org/10.3390/molecules26175322 https://www.mdpi.com/journal/molecules
