Cistanche Herba komponentide tegevus ja industrialiseerimise staatus toidu-meditsiini homoloogia raamistikus

 

Abstraktne

Cistanche Herba, traditsiooniline Hiina ravimtaim, mis registreeriti esmakordselt Shennongi raamatus Materia Medica, on levinud peamiselt Hiina loodekõrbetes, sealhulgas Sise-Mongoolias, Xinjiangis ja Ningxias. Selle bioaktiivsete koostisainete hulka kuuluvad fenüületanoidglükosiidid, tsüklilised enooleetri terpeenid ja nende glükosiidid, lignaanid ja nende glükosiidid, sahhariidid ja muud ühendid. Need annavad toonilise ja afrodisiaakumi toime, hepatokaitse, väsimusevastase toime ja lahtistavad omadused, pälvides selle hüüdnime "Kõrbe ženšenn". Hiina taimestiku andmetel on Cistanche perekonnas viis liiki. Nende hulgas lisati Cistanche deserticola Hiina 2023. aasta toidu ja traditsioonilise hiina meditsiini ainete loetellu (toidu-meditsiini homoloogia), kiirendades selle kasutamist tervisetoidus ja TCM-i tootearenduses. See artikkel võtab kokku Cistanche Herba bioloogilise tegevuse ja tööstusliku arengu edusammud, kirjeldades üksikasjalikult selle keemilist koostist, farmakoloogilisi mõjusid, tootearenduse staatust ja olemasolevaid väljakutseid, pakkudes teoreetilise aluse ja praktilise suuna edasiseks arenguks.

Märksõnad: toidu-meditsiin homoloogia; Cistanche Herba; keemiline koostis; füsioloogilised mõjud; bioloogiline aktiivsus; tootearenduse staatus

 

 

 

 

Uurimise staatus

 

1.1 Cistanche keemilised koostisosad

Cistanche sisaldab suurt hulka bioaktiivseid ühendeid, millel on märkimisväärne raviväärtus. Praeguseks on eraldatud ja tuvastatud üle saja ühendi, kõige sagedamini fenüületanoidglükosiidid (PhG), tsüklilised enooleetermonoterpeenid ja nende glükosiidid (iridoidid/sarnased tüübid), lignaanid ja lignaanglükosiidid ning sahhariidid. Samuti on olemas alkaloidid, lenduvad õlid, aminohapped, nukleosiidid ja orgaanilised happed.

Tabel 1: Cistanche Herba tüüpiliste ühendite tüübid ja üldised struktuurivalemid

 

1.1.1 Fenüületanoidglükosiidid (PhG-d)

PhG-d on Cistanche peamised aktiivsed koostisosad. Need on fenoolglükosiidid, mis sisaldavad tavaliselt ühte või mitut suhkruosa ja iseloomulikke atsüülrühmi, nagu kofeoüül- ja feruloüülrühm (vt tüüpilisi struktuure tabelis 1). Massispektromeetria abil tuvastati Cistanche deserticolast üle 70 PhG, sealhulgas 14 monoglükosiidi, 41 diglükosiidi ja 25 triglükosiidi; levinumate esindajate hulka kuuluvad tsistanosiid C, verbaskosiid (akteosiid), isoverbaskosiid, ehhinakosiid, tsistanosiid F ja 2'-atsetüültsistanosiid F. Silikageeli kromatograafia (normaal- ja pöördfaas) on andnud täiendavaid PhG-sid, nagu isohhionantosiid, kionantosiidide liigid ja tubulososiidide kettad ja tubulosiidid B. sisu määramine, on kehtestatud UPLC meetodid. 70% etanooliga ekstraheerimisel leiti viie PhGs-ehhinakosiidi, verbaskosiidi, tubulosiidi A, isoverbaskosiidi ja 2'-atsetüülverbaskosiidi UPLC-ga kvantitatiivselt kõige rohkem ehhinakosiidi, millele järgnes verbaskosiid, mis moodustab kokku ligikaudu 1,9% glükosiidide kogusisaldusest. Mitme partii lõikes domineerivad PhG profiilis järjekindlalt ehhinakosiid ja verbaskosiid. Cistanche tubulosa puhul näitas HPLC profiilide koostamine suhteliselt stabiilset PhG koostist, kusjuures ehhinakosiidi, verbaskosiidi ja isoverbaskosiidi sisaldus ületas 1%. Cistanche sinensis'e (Sha Cistanche) puhul tuvastasid UPLC analüüsid tsistanosiidi F ja 2'-atsetüültsistanosiidi F kui kõige enam esinevaid PhG-sid, mis viitab nende kasulikkusele kemotaksonoomiliste markeritena, mis eristavad C. sinensis't teistest.Cistanche liigid.

 

Joon.1 Cistanche Herba mehhanism treeningväsimusele vastu seista.

 

 

Joonis 2 Cistanche Herba kaitsemehhanism sooletraktis

1.1.2 Tsüklilised enooleetri terpeenid ja nende glükosiidid

See klass, mis on struktuurilt seotud monoterpeenidega (esinevad sageli glükosiididena), on taimedes laialt levinud. Cistanche'ist on eraldatud 26 sellist ühendit: 4 aglükooni (nt tsistancheool, cistanche klorogenooli analoogid) ja 22 glükosiidi, sealhulgas geniposidhape, 6-desoksükatalpol, 8-epilogaanhape ja gardenosiid (vt tabel 1). Pöördfaasi/hüdrofiilse interaktsiooni LC-MS/MS analüüsid tuvastasid 20 proovi vesiekstraktides 6-desoksükatalpooli, 8-epilogaanhapet ja gardenosiidi. Kultiveeritud Cistanche salsast (syn. C. salsa sensu lato) teatati esmakordselt 8-epilogaanhappest ja leonuriidist. C. sinensisest eraldati geniposiid, leonuriid A, 8-epilogaanhape ja eukommioolglükosiidi tüüpi ühendite metüülester. HPLC analüüsid, milles võrreldi C. deserticola, C. tubulosa ja C. salsa, näitasid suurimat geniposiidide sisaldustC. tubulosaja C. salsas ei tuvastatud ühtegi, mis toetab geniposiidi kui diferentseerivat markerit.

 

Tistanche ürdi tee

Lisateabe saamiseks klõpsake pildil

 

 

 

1.1.3 Lignaanid ja lignaanglükosiidid

Eraldatud on kaks lignaani ja 14 lignaanglükosiidi, sealhulgas (+)-pinoresinool, dehüdrodikoniferüülalkohol-4- -D-glükosiid, (+)-pinoresinooldiglükosiid ja (+)-laritsiresinool-4-O- -D-glükosiid. Kultiveeritud C. deserticolast saadi 11 lignaani tüüpi ühendit nagu orobol A ja Alashan glükosiid A. C. tubulosast eraldati okaspuu ja sellega seotud lignaanglükosiidid. MS on C. deserticola puhul profileerinud kokku 16 lignaan-tüüpi ühendit (esindajad tabelis 1).

1.1.4 Sahhariidid

Sahhariidide hulka kuuluvad polüsahhariidid ja vabad monosahhariidid. Integreeritud impulss-amperomeetriaga ioonkromatograafia tuvastas glükoosi, fruktoosi ja mannoosi vabade suhkrutena veeekstraktides; Tsistanche polüsahhariidid koosnevad peamiselt fukoosist, arabinoosist, ramnoosist, galaktoosist ja glükoosist, kusjuures glükoosi ja fruktoosi on suhteliselt palju. Cistanche lanzhouensis polüsahhariidides oli neutraalseks suhkruks valdavalt glükoos (88,62%), samas kui galaktoos oli peamine happeline suhkur (13,30%). UV-Vis analüüsid näitasid suuremat lahustuvate polüsahhariidide sisaldust kevadistel ja sügisestel saagikoristustel, saavutades haripunkti sügisel (kuni 13,7%). C. deserticola, C. salsa ja C. tubulosa hulgas näitas spektrofotomeetria C. deserticola kõrgemat polüsahhariidide taset.

Herb cistanche tooraine

Lisateabe saamiseks klõpsake pildil

 

 

 

1.1.5 Muud koostisosad

HPLC-MS abil on tuvastatud alkaloid, betaiin. HPLC-ELSD võrdlustes ei leitud C. tubulosa puhul tuvastatavat betaiini C. deserticola puhul, mis toetab selle kasutamist eristava markerina. Samuti on olemas orgaanilised happed (nikotiin-, merevaik-, feruliinhape), nukleosiidid (guanosiin, inosiin, uridiin, adenosiin) ja aminohapped (sh fenüülalaniin).

 

1.2 Füsioloogilised funktsioonid ja bioaktiivsus

 

1.2.1 Treeninguvastane väsimus

Cistanche leevendab treeningväsimust, moduleerides ainevahetust ajus, maksas ja veres (vt joonis 1). D-galaktoosi poolt indutseeritud vananevatel hiirtel vähendas Cistanche seerumi uurea lämmastiku ja piimhappe sisaldust, suurendades samal ajal maksa ja lihaste glükogeeni taset. Treeningu ja unepuuduse hiiremudelites parandasid C. tubulosa koguoligosahhariidid nii tsentraalset kui ka perifeerset väsimust, vähendades potentsiaalselt hüpotalamuse/kortikaalset serotoniini ja norepinefriini (tsentraalne) ning treeningjärgseid metaboliite (LDH, BUN) (perifeerne). Polüfenoolid parandasid ka väsimuse markereid, tõstes maksa/lihaste glükogeeni ja LDH taset, pärssides samal ajal laktaadi moodustumist. Intensiivse treeningu korral võib liigne H+, ROS ja laktaat kahjustada maksa- ja müokardirakke; C. deserticola leevendas seda LDH5 inhibeerimise ja NOS3 ülesreguleerimisega, soodustades glükogeeni prekursori transporti ja taastumist. Etanooliekstraktid vähendasid malondialdehüüdi ja suurendasid SOD ja GSH-Px, parandades redoks-tasakaalu ja kaitstes müokardi mitokondreid; optimaalset toimet täheldati rottidel 6,01 g/kg juures.

Praktiline mõju tootearendajatele: mitmed bioaktiivsed klassid (polüsahhariidid, oligosahhariidid, polüfenoolid) näitavad ühtlast väsimusevastast kasu metaboolsete, antioksüdantide ja lämmastikoksiidi radade kaudu, toetades mitmekomponentseid preparaate ja standardiseeritud ekstrakte.

Ürditanche Väsimusevastane toidulisand

1.2.2 Osteoporoosivastane

Veeekstraktid ja ehhinakosiid soodustasid T-lümfotsüütide proliferatsiooni ja IL-2 ekspressiooni, mis viitab OPG/RANK/RANKL telje moduleerimisele, et suurendada osteoblastide proliferatsiooni. C. deserticola polüsahhariidid (CDP) parandasid menopausijärgset osteoporoosi OVX hiirtel, moduleerides soolestiku mikrobioot-SCFA-d-Th17/Treg telge: suurendades Ileibakterite arvukust ja väljaheites SCFA-sid, vähendades Th17/Treg suhet ning suurendades Tregist tuletatud põletikuvastast {{T1}-tsütokiini, {{T1}}). osteoblastide aktiivsuse suurendamine. Tsistanosiid A pärssis osteoklastide diferentseerumist ja luu resorptsiooni, vähendades JNK/MAPK raja TRAP, NFATc1, DC-STAMP ja allavoolu valke.

Tootearenduse märkus: nii immuun-luu ristkõne kui ka soolestiku-luu teljed on valideeritud sihtmärgid; ehhinakosiidi/verbaskosiidi ja polüsahhariidide kaasstandardiseerimine võib anda sünergilise resorptsioonivastase ja proosteogeense toime.

1.2.3 Seedetrakti kaitse

Peamised aktiivsed komponendid hõlmavad sahhariide ja PhG-sid, nagu ehhinakosiid, oligosahhariidid, galaktitool ja polüsahhariidid. Tsistanche polüsahhariidid tekitavad pärast kääritamist soolestiku mikrobiota poolt SCFA-sid ja kasulikke polümeere, rikastades kasulikke taksoneid ja suurendades samaaegselt ehhinakosiidi imendumist soolestikus. C. deserticola kogualditoolid leevendasid hiirtel funktsionaalset kõhukinnisust, suurendades ergastavaid enteraalseid neurotransmittereid, soodustades motoorikat ja vähendades sapphappe sünteesi, nõrgendades seeläbi soolepõletikku (vt joonis 2).

Preparaat: polüsahhariidide sidumine PhG-dega võib parandada nii barjääri / motoorika tulemusi kui ka PhG-de biosaadavust, toetades sünbiootilises stiilis disaini.

 

1.2.4 Muud tegevused

Antioksüdantide võime sõltub päritolust, peremeestaimest ja polüsahhariidide koostisest. In vitro näitasid neutraalsed polüsahhariidid tugevamat antioksüdantset toimet kui happelised ja toorfraktsioonid. Atriplex cana (neljatiivaline soolapõõsas) parasiteerivad proovid näitasid kõrgemat antioksüdantset aktiivsust, andes teada iduplasmas ja antioksüdantidele orienteeritud toodete kasvatamise valikutest.

Reproduktiivtervis: kogu PhG-d, polüsahhariidid ja oligosahhariidid parandasid seksuaalkäitumist ja biokeemilisi näitajaid reproduktiivkahjustuste mudelites; PhG-d olid peamised tõukejõud. Munasarjade vananemisel vähendasid polüsahhariidid munasarjarakkude kahjustusi ja suurendasid ürgsete folliikulite arvu, parandades viljakust.

Immuunmodulatsioon: vesiekstraktid toimisid polüsahhariidi adjuvandina, soodustades dendriitrakkude aktivatsiooni ja tasakaalustatud Th1/Th2 vastuseid. C. tubulosa PhG-d aktiveerisid makrofaage, suurendades iNOS-i, suurendades NO tootmist ja soodustades TNF-i ja IL-6 vabanemist, suurendades fagotsüütilist aktiivsust.

Neuroendokriinne ja neuroprotektsioon: polüfenoolseid PhG-sid, sealhulgas ehhinakosiid, verbaskosiid ja isoverbaskosiid, on seostatud endokriinse modulatsiooni, neurodegeneratiivsete, kasvajavastaste ja põletikuvastaste toimetega, millel on teatatud kasu õppimisest ja mälust Alzheimeri tõve mudelites.

 

Mõju ülemaailmsetele ravimtaimede arendajatele

 

Standardimise eesmärgid:

 

PhG-d: ehhinakosiid, verbaskosiid (isoverbaskosiid), tsistanosiid F (ja 2'-atsetüülderivaadid) kui kemomarkerid ja tõhususe korrelatsioonid.

Polüsahhariidid: määrake monosahhariidide koostis ja molekulmassi vahemikud; neutraalsed fraktsioonid võivad juhtida antioksüdantset toimet.

Diferentseerumismarkerid: geniposiid (C. tubulosa puhul kõrge; C. salsa puhul puudub); betaiin (esineb C. deserticola; puudub C. tubulosa).

 

Allhange ja autentimine:

 

Liigid: peamiselt C. deserticola (Hiina 2023. aasta toidu-meditsiini homoloogia nimekirjas), C. tubulosa, C. salsa, C. sinensis, C. lanzhouensis.

Peremeestaim ja terroir mõjutavad oluliselt aktiivseid tegureid; partii konsistentsi jaoks dokumenteerida parasiitperemees ja päritolu.

Kasutage identifitseerimiseks ja kvantifitseerimiseks UPLC/HPLC ja LC–MS/MS; kaaluge kemomeetrilist profileerimist partiide lõikes.

 

Koostamise strateegiad:

 

Väsimusevastane: kombineerida PhG-d + polüsahhariidid + polüfenoolid; suunatud metaboolsete ja antioksüdantide radadele.

Luude tervis: siduge PhG-d (nt tsistanosiid A, ehhinakosiid) polüsahhariididega; kaaluge mikrobioomi toetavaid abiaineid.

GI liikuvus/mugavus: võimendab alditoolide ja polüsahhariidide koguhulka; disain SCFA genereerimiseks (prebiootiline sidumine).

Immuunsuse toetamine: kasutage adjuvantidena polüsahhariidirikkaid vesiekstrakte; jälgida Th1/Th2 tasakaalu.

 

Kvaliteet ja ohutus:

 

Järgige sihtturgudel toidu ja toidulisandite eeskirju (nt GRAS/NDI USA-s, uuendtoit EL-is, tervislik toit Hiinas).

Kehtestage spetsifikatsioonid PhG-de sisaldusele (nt ehhinakosiid suurem või võrdne X%, verbaskosiid suurem või võrdne Y%), polüsahhariidid (% ja profiil), jääklahustite, raskmetallide, pestitsiidide ja mikroobide piirnormid.

Kaaluge PhG-de (tundlikkus pH, kuumuse, valguse suhtes) ja polüsahhariidide (molekulmassi lagunemine) stabiilsusuuringuid.

 

Industrialiseerimise staatus ja lüngad:

 

Mitmed ekstraheerimistehnoloogiad (ultraheli abil süvaeutektilised lahustid, makropoorne vaik, Sephadex LH-20) võimaldavad PhG-de ja polüsahhariidide skaleeritavat eraldamist.

Tervislikud toidud ja TCM-tooted laienevad; standardiseeritud, mitme markeriga QC ja kliiniliselt orienteeritud uuringud (eriti väljaspool Hiinat) on siiski piiratud.

Liigi- ja peremeespetsiifiliste sõrmejälgede järgi eristamine võib toetada esmaklassilist positsioneerimist.

Tulevane töö: tugevad kliinilised uuringud inimestega väsimuse, luu tervise, GI funktsiooni ja immuunmodulatsiooni kohta; mehhanismipõhine standardimine; ülemaailmsed regulatiivsed toimikud.

 

Viited

 

Wei YP et al., 2023. Toiduainetööstuse teadus ja tehnoloogia 44(16): 246–254.

National Pharmacopoeia Commission, 2020. Pharmacopoeia of PRC, Vol. I: 140–141.

Song QQ et al., 2020. Analytical Chemistry 48(11): 1573–1593.

Liang JS et al., 2021. Journal of Pharmaceutical Analysis 41(2): 226–235.

Gu JN et al., 2023. Journal of Functional Foods 109: 105811.

Dong JT et al., 2024. Traditsioonilise hiina meditsiiniteaduste ajakiri 11(2): 222–231.

Yin HM et al., 2024. Journal of Ethnopharmacology 320: 117420.

Feng SS et al., 2021. Journal of Ethnopharmacology 277: 114256.

Täiendavad viidatud Hiina teesid ja ajakirjad pakuvad põhjalikke koostis- ja mehaanilisi andmeid, mis toetavad ülaltoodud väiteid.

Üleminek järgmisele jaotisele
Järgmises jaotises teeme järgmist.

Liigispetsiifilise keemia kaardistamine rakendusniššidega (nt C. deserticola GI ja väsimuse vastu; C. tubulosa luude/immuunsüsteemi jaoks),

Pakkuge välja standardiseeritud ekstrakti spetsifikatsioonid ja analüüsimeetodid (markerpaneelid, aktsepteerimisvahemikud),

Kirjeldage regulatiivseid teid ja kliiniliste tõendite pakette suuremate turgude jaoks (USA/EL/Hiina) ja

Esitage juhtumiuuringud skaleeritava ekstraheerimise ja formuleerimise kohta, sealhulgas PhG-de ja polüsahhariidide stabiilsuse ja biosaadavuse parandamise kohta.