ČÁST 2 Antioxidační a antikoagulační účinky fenylpropanoidních glykosidů izolovaných z řepíků (Orobanche Caryophyllacea, Phelipanche Arenaria a P. Ramosa)

Pro více informací prosím kontaktujte:Joanna.jia@wecistanche.com

KLIKNĚTE ZDE PRO ČÁST 1

Cistanche deserticola má mnoho účinků, klikněte sem a dozvíte se více

3. Výsledky a diskuse

Deset dříve námi izolovanýchfenylpropanoidglykosidy[8], včetně 2'-O-acetylakteosidu, 2'-O-acetylpoliumosidu, 3-O-methylpodiové strany,akteosid, arena inside, crenatoside, pheliposid, poliumosid, tubuloside A a wiedemannioside D, spolu se třemi extrakty z řepky metlice (Orobanche Caryophyllaceae (OC), Phelipanche are naria (PA) a P. ramosa (PR)) byly v současné době studovány pro zmírnění oxidativních stresové a antikoagulační vlastnosti v lidském plazmatickém systému. Chemické strukturyfenylpropanoidytestované jsou uvedeny na obr. 1, a jak je vidět, všechny jsou sestaveny podle podobného vzoru se stejnými/podobnými podjednotkami: hydroxytyrosol, monosacharidy (glukóza, rhamnóza a/nebo xylóza) a hydroxyskořicová kyselina. Většina zkoumaných PPG sloučenin je substituována kyselinou kávovou, ta však může být nahrazena kyselinou kumarovou nebo ferulovou. Kromě jednotlivých PPG sloučenin byly do biologické studie zařazeny také tři extrakty z řepky metlice – OC, PA a PR, které jsou směsí několika PPG a dříve sloužily jako výchozí materiál pro izolaci sloučenin. 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.Akteosidbyl 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 u P. ramosa extrakt (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 aktivity fenylpropanoidních glykosidů Heilmannem et al. [19] a Jedrejek et al. [8], včetně asi 30 různých PPG jako napřakteosid, isoacteosid a crenatosid, odhalily svůj silný vztah ke struktuře acylových skupin (fenolové kyseliny a tyrosolu). 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 porovnány jak mezi sebou, tak s aktivitou jednotlivýchfenylpropanoidkomponenty měřené v naší předchozí studii [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 nejvyšším obsahem PPG v tomto vzorku, stejně jako vstupemakteosid, jeho dominantní složka, která je podle předchozího výzkumu [8,19] jedním z nejsilnějších lapačů volných radikálů mezi metabolity z této skupiny (TEDPPH=0.87; [4]). Nicméně s ohledem na vzájemný vztah antiradikálové aktivity a obsahufenylpropanoidyv extraktech OC, PA a PR nebyla mezi těmito dvěma faktory nalezena žádná jednoduchá korelace (r < 0,5),="" což="" ukazuje="" na="" významný="" vstup="" kvalitativního="" profilu.="" to="" souvisí="" především="">

Extrakt z P. ramosa, který se i přes vysokou hladinu PPG ({{0}},8 g/g) vyznačoval 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 sloučeniny PPG s modifikovanou kyselinou kávovou, včetně 3-O-methylpoliumosidu, ramosidu A a wiedemanniosidu D, měly TEDPPH přibližně 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 funkce hustoty (DFT) určili, že antioxidační mechanismus PPG probíhá prostřednictvím sekvenčního přenosu protonu ztrátou jednoho elektronu (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]. Kromě toho je známo, že PPG mají řadu biologických látek

aktivity, včetně protizánětlivých, antinefritických a antihepatotoxických vlastností [29–33]. Ve své nedávné studii Jedrejek et al. [8] popsali izolaci PPG ze tří polských řepíků a zhodnotili jejich antioxidační aktivitu testem DPPH. Na základě toho tato studie hodnotí, zda by deset vybraných PPG izolovaných z těchto rostlin mohlo snížit oxidační stres v lidské plazmě ošetřené silným biologickým oxidantem, tj. donorem hydroxylových radikálů H2O2/Fe, a modulovat koagulační vlastnosti plazmy in vitro. Antioxidační vlastnosti deseti

izolované PPG byly stanoveny podle vybraných parametrů oxidačního stresu: hladina TBARS jako markeru peroxidace lipidů spolu s hladinami karbonylových a thiolových skupin jako markerů 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 z testovaných PPG vykazuje 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. Zdá se, že antioxidační vlastnosti PPG primárně souvisí se strukturou jejich acylových skupin, tj. fenolové kyseliny afenylpropanoidjednotka, 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 z oxidačního stresu; 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, poliumosid 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). Tabulka 3 porovnává účinky PPG (5 µg/ml) na biomarkery oxidačního stresu v plazmě ošetřené H2O2/Fe a jejich vliv na koagulaci. Osm z testovaných PPG prokázalo 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. Zdá se, že struktura PPG, zejména přítomnost acylových a katecholových skupin, souvisí hlavně s jejich antioxidačními a antikoagulačními vlastnostmi. Vybrané PPG mohou mít potenciál pro léčbu kardiovaskulárních onemocnění spojených s oxidačním stresem. 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 prostředky

zájmy nebo osobní vztahy, které se mohly zdát ovlivnit

práce uvedené v tomto dokumentu.

Reference

[1] A. Daiber, S. Chlopicki, Revisiting pharmacology of oxidative stress and endotelial dysfunction in kardiovaskulární choroby: důkazy pro redox-based therapies, 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, Biomarkery oxidativního stresu a jeho asociace s urinární redukční kapacitou v údržbáři autobusů, J. Occupat. Med. Toxicol. 6 (2011) 18–23. [3] P. Nowak, B. Olas, B. Wachowicz, Oxidační stres a 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, Metody 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 of phenylpropanoid glycosides in FMLP stimuled polymorphonuclear leukocytes: structure-activity relations, 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. Miranda Molina, I. Regla, A. Martínez, E. Castillo, Analogy fenylpropanoidních glykosidů: enzymatická syntéza, antioxidační aktivita a teoretická 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, Chokeberry (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 aceteosidu na expresi na mezibuněčné adhezní molekula{158}} 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 zCistanche deserticola, Planta Med. 64 (1998) 120-125. [31] WF Chiou, LC Lin, CF Chen, Acteosid chrání endoteliální buňky před oxidačním stresem vyvolaným volnými radikály, J. 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 fenylpropanoidových glykosidů a iridoidních glukosidů na produkci volných radikálů a expresi 2 integrinu v lidských leukocytech, J. Pharm. Pharmacol. 58 (2006) 129–135.