Deel Ⅰ Therapeutische anabole en antikatabole voordelen van natuurlijke Chinese medicijnen voor de behandeling van osteoporose

Voor meer informatie:ali.ma@wecistanche.com

Jianbo He1, Xiaojuan Li, Ziyi Wang2, Samuel Bennett, Kai Chen, Zhifeng Xiao, Jiheng Zhan, Shudong Chen, Yu Hou, Junhao Chen, Shaofang Wang, Jiake Xu en Dingkun Lin

1 Guangzhou Universiteit voor Chinese Geneeskunde, Guangzhou, China,

2 De School of Biomedical Sciences, University of Western Australia, Perth, WA, Australië,

3 Het tweede aangesloten ziekenhuis van de Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangdong Provincial Hospital of Chinese Medicine, Guangzhou, China,

4 Formula-Pattern Research Center, School of Traditional Chinese Medicine, Jinan University, Guangzhou, China,

5 Centrum voor peulvruchten in de mediterrane landbouw, University of Western Australia, Perth, WA, Australië

Osteoporose is een botziekte die wordt gekenmerkt door toenemende breekbaarheid van de botten en fracturen als gevolg van verminderde botmassa en microstructurele afbraak. Primaire farmacologische strategieën voor de behandeling van osteoporose, hormoonvervangende behandeling (HST) en alendronaattherapieën kunnen nadelige bijwerkingen veroorzaken en worden mogelijk niet aanbevolen voor langdurig gebruik. Sommige klassieke en botspecifieke natuurlijke Chinese geneeswijzen worden in de volksmond gebruikt om osteoporose en botbreuken effectief te behandelen in de klinische praktijk met hun potentiële waarde in botgroei en -ontwikkeling, maar met weinig nadelige bijwerkingen. Het huidige bewijs suggereert dat de behandelingen het botmetabolisme lijken te verbeteren en de osteoporotische onbalans tussen botvorming en botresorptie op cellulair niveau verminderen door osteoblastactiviteit te bevorderen en de effecten van osteoclasten te remmen. De waardevolle therapieën kunnen daarom een ​​effectief en veiliger alternatief bieden voor primaire farmacologische strategieën. Daarom is het doel van dit artikel om deze klassieke en botspecifieke geneesmiddelen in natuurlijke Chinese geneesmiddelen voor de behandeling van osteoporose uitgebreid te beoordelen en die grondig en zeker zijn bestudeerd en gerapporteerd met zowel botvorming als antiresorptieve effecten, waaronder Gynochthodes Officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (syn. Morinda officinalis FCHow), Curculigo orchioides Gaertn., Psoralea corylifolia (L.) Medik Eucommia ulmoides Oliv., Dipsacus inermis Wall. (syn. Dipsacus asperoides CYCheng & TMAi), Cibotium barometz (L.) J. Sm., Velvet Antler,Cistanche deserticola Ma, Cistanche tubulosaCuscuta Chinensis Lam., Cnidium monnieri (L.) Cusson, Epimedium brevicornum Maxim, Pueraria montana (Lour.) Merr. en Salvia miltiorrhiza Bunge., waarmee ze bewijs leveren voor het mogelijke gebruik van alternatieve Chinese geneeswijzen om osteoporose effectief te behandelen.

Klik om producten van Cistanche UK te bekijken

Cistancheis een bekend versterkend kruid dat de nieren kan voeden en beschermen. In de theorie van de traditionele Chinese geneeskunde is cistanche het beste kruid voor de nieren. Cistanche is rijk aanechinacoside, acteoside en flavonoïden.Deze effectieve ingrediënten inCistanchekanapoptose van niercellen verminderenenverhoging van de niercelproliferatie

Trefwoorden: osteoporose, natuurlijke Chinese geneeskunde, osteogenese, osteoclastogenese, antibotresorptie, therapeutisch, osteoblasten, osteoclasten

INVOERING

Osteoporose kan het gevolg zijn van een onevenwichtig botmetabolisme, wat leidt tot een systemische verslechtering van de botmassa en de botmicrostructuur, gekenmerkt door fragiliteit van het skelet en een verhoogd risico op botbreuken (Albright, 1947; Rachner et al., 2011). Bijna één op de drie vrouwen en één op de vijf mannen krijgt na 50 jaar in hun leven één botbreuk als gevolg van osteoporose (Sozen et al., 2017). Bovendien zal het risico op extra fracturen exponentieel toenemen met elke incidentie van fracturen (Lorentzon en Cummings, 2015). Osteoporose is daarom een ​​slopende ziekte voor patiënten, die leidt tot een verminderde kwaliteit van leven en een grote economische last voor de samenleving vormt (Curtis et al., 2016). Medisch ingrijpen is dus noodzakelijk om adequate zorg aan patiënten te bieden en de maatschappelijke gezondheid te verbeteren. Bovendien is het noodzakelijk om het onderzoek voort te zetten dat leidt tot de ontwikkeling van een medische behandeling die osteoporose effectief kan behandelen en mogelijk kan voorkomen (Wang et al., 2017b).

Momenteel worden er tal van farmacologische producten gebruikt voor de behandeling van osteoporose in de kliniek (Pavone et al., 2017). Hormoonvervangingstherapie (HST) en bisfosfonaten zijn de primaire therapeutische strategieën voor ziekten van botverlies, waaronder osteoporose (He et al., 2017). HST op lange termijn kan het risico op endometrium- en borstkanker, coronaire hartziekten en andere hart- en vaatziekten aanzienlijk verhogen (Dinger et al., 2016a; Dinger et al., 2016b). Terwijl bisfosfonaten kunnen leiden tot osteonecrose van de lange botten en kaken (Spivakovsky, 2017; Lungu et al., 2018). Deze nadelige bijwerkingen beperken het klinische gebruik van HST en bisfosfonaten. Daarom zijn alternatieve therapeutische middelen nodig om geneesmiddelen te ontwikkelen voor de behandeling van osteoporose die minder waarschijnlijk nadelige bijwerkingen hebben.

Traditionele Chinese geneeskunde (TCM) is steeds populairder geworden vanwege de effectiviteit bij de behandeling van ziekten, met minder bijwerkingen. Natuurlijke Chinese geneeskunde is op grote schaal en effectief gebruikt om een ​​verscheidenheid aan orthopedische ziekten te behandelen, waaronder botbreuken, reuma en osteoporose (Mukwaya et al., 2014; He et al., 2017; Suvarna et al., 2018). Sommige TCM's zijn de meest klassieke en botspecifieke geneesmiddelen wanneer ze worden toegepast bij de behandeling van botverlies en botbreuken, met effecten op de groei en ontwikkeling van skeletweefsel (Shu et al., 2015; Wang et al., 2019a ). Recente wetenschappelijke rapporten suggereren dat deze natuurlijke Chinese geneeswijzen zowel de anabole als antikatabole effecten lijken te hebben voor de behandeling van osteoporose door botvorming te bevorderen en onevenwichtige botresorptie te verminderen, wat leidt tot verbeterde botmineraaldichtheid en biomechanische eigenschappen, en verminderde botmicrostructurele afbraak ( Figuur 1) (He et al., 2017; Wang et al., 2017b; Suvarna et al., 2018). Verder wijzen in vitro bevindingen erop dat deze natuurlijke geneesmiddelen de proliferatie en overleving van osteoblasten kunnen verbeteren, en dat ze de differentiatie van osteoblastcellen van bot mesenchymale stamcellen (MSC's) kunnen induceren. Terwijl de botkatabole effecten van osteoclastogenese en botresorptie effectief werden geremd (Figuur 2).

Daarom hebben we de natuurlijke Chinese medicijnen geselecteerd, de klassieke botspecifieke medicijnen voor botverlies en botbreuken in de kliniek, waaronder Gynochthodes Officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (syn. Morinda officinalis FCHow), Curculigo orchioides Gaertn., Psoralea corylifolia (L.) Medik, Eucommia ulmoides Oliv., Dipsacus inermis Wall. (syn. Dipsacus asperoides CYCheng & TMAi), Cibotium barometz (L.) J. Sm., Velvet Antler, enzovoort. Vervolgens werd volgens het literatuuronderzoek van PubMed elk natuurlijk Chinees medicijn doorzocht met de trefwoorden bot, osteoporose, botverlies, osteolyse, botvorming, skelet, osteogenese, osteoclastogenese, antibotresorptie, botresorptie, botabsorptie, therapeutisch, osteoblasten, osteoclasten, mesenchymale botstamcellen, differentiatie, apoptose, formule en combinatie, vergezeld van de Booleaanse connectoren van "AND", "OR" en "NOT". Na zorgvuldige lezing werden de geneesmiddelen met zowel anabole als antikatabole effecten opgenomen en beoordeeld. Geneesmiddelen zonder osteoporose-gerelateerd onderzoek, zonder zowel anabole als antikatabole voordelen, of met gebreken in de experimentele opzet, werden uitgesloten. Ondanks de enorme hoeveelheid experimentele gegevens met betrekking tot antiosteoporotische effecten van de natuurlijke Chinese geneesmiddelen uit de in vivo en in vitro onderzoeken, ontbreken hoogwaardige klinische onderzoeken. Bovendien belicht en evalueert deze review het wetenschappelijke bewijs voor het mogelijke gebruik van natuurlijke Chinese geneesmiddelen bij de behandeling van osteoporose met zowel therapeutische anabole als antikatabole voordelen, en hun potentiële werkingsmechanismen.

NATUURLIJKE CHINESE GENEESMIDDELEN

Gynochthodes officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (syn. Morinda Officinalis FCHow)

Gynochthodes officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (syn. Morinda Officinalis (FCHow) (MO, "Ba-Ji-Tian") is een beroemd natuurlijk kruid in de Chinese geneeskunde, dat veel bioactieve componenten bevat, waaronder oligosachariden, iridoïde glycosiden en bajijiasu (Chen et al., 2014; Wu et al., 2015b; Li et al., 2016a. Recente studies hebben aangetoond dat het de seksuele en reproductieve functie kan verbeteren en de ziekte van Alzheimer kan verbeteren via de microbiota-darm-hersen-as, wat voordelen biedt, waaronder een verbeterd geheugen en leervermogen (Wu et al., 2015b; Chen et al., 2017a) Bovendien kunnen de componenten van polysachariden, monocropping en bajijiasu fungeren als potentiële middelen om osteoporose te behandelen.

De beschermende effecten van MO-wortelextract op door ovariëctomie geïnduceerd botverlies zijn gemeld (Li et al., 2009). Bevindingen geven aan dat MO-wortelextract het botmineraalgehalte (BMC) en de botmineraaldichtheid (BMD) van de tibia bij ovariëctomie (OVX) ratten zou kunnen verbeteren (Li et al., 2009). De niveaus van serumfosfor (P), calcium (Ca) en osteoprotegerine (OPG) namen toe, en de niveaus van serumdeoxypyridinoline verknopen tot creatinineverhouding (DPD/Cr), tartraatresistente zure fosfatase (TRAcP), adrenocorticotropine (ACTH) , en corticosteron daalde, maar keerde niet de niveaus van serum alkalische fosfatase (ALP), tumornecrosefactor- (TNF-) of interleukine -6 (IL-6) om (Li et al., 2009) . Dienovereenkomstig verzwakten MO-capsules het door ovariëctomie geïnduceerde verlies van botmassa door de botsterkte te verbeteren en de verdere verslechtering van de trabeculaire microarchitectuur van de dijbenen bij ratten te verminderen, wat geassocieerd was met verhoogde serumosteocalcine (OC) -niveaus (Li et al., 2014b) . Polysachariden zijn het extract geïsoleerd uit MO dat de gehele femorale BMD significant zou kunnen verhogen in vergelijking met de osteoporosegroep. De mineraalniveaus van Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu en Fe in het dijbeen werden dosisafhankelijk verhoogd (Zhu et al., 2008). Monotropeïne is een natuurlijke verbinding geëxtraheerd uit MO die antiosteoporotische effecten lijkt te vertonen door BMC, BMD, botvolumefractie (BVF) te verhogen en trabeculaire microstructurele afbraak bij OVX-knaagdieren te verminderen (Zhu et al., 2008; Zhang et al., 2016c) . In vivo bevindingen van een in onbruik geraakt model van osteoporose geven aan dat gedroogde MO-wortelextracten zowel botvormingsactiviteit vertonen als botresorptie lijken te onderdrukken. Mornidae Radix (MR), de gedroogde wortel van MO, bleek de door osteoporose geïnduceerde afname van de dikte van de achterpoten, de belasting van het scheenbeen, de BMD en de Ca- en P-niveaus van het scheenbeen te remmen (Seo et al., 2005). Histomorfometrieresultaten gaven aan dat het de botparameters van het scheenbeen opmerkelijk zou kunnen beschermen, inclusief volume, lengte en corticale en trabeculaire dikte. Bovendien gaven zowel preventieve als therapeutische studies aan dat de effecten van MR gunstig lijken te zijn voor zowel de preventie als de behandeling van osteoporose (Seo et al., 2005).

Consequent hebben in vitro-onderzoeken aangetoond dat MO en zijn bioactieve componenten mogelijk een therapeutische behandeling voor osteoporose lijken te bieden en dat de moleculaire mechanismen lijken te werken via receptoractivator van nucleaire factor kappa-B-ligand (NF-KB of RANKL) signaalroutes. Rubidium-1-methylether (RBM, een natuurlijke antrachinonverbinding geïsoleerd uit de wortel van MO) kan bijvoorbeeld de osteoclastische botresorptie effectief remmen door de NF-KB-route te blokkeren (He et al., 20 18). Bajijiasu bleek osteoclastvorming en botresorptie te remmen via de bemiddeling van RANKL-signaleringsroutes (Hong et al., 2017a). Expressie van RANKL-geïnduceerde markergenen, waaronder cathepsine K (CTSK), nucleaire factor van geactiveerde T-cellen cytoplasmatisch 1 (NFATc1), TRAcP, vacuolair type H plus -ATPase V0 subeenheid D2 (V-ATPase d2) en matrix metalloproteïnase{ {15}} (MMP-2) werd geremd door Bajijiasu (Hong et al., 2017a). Verdere in vitro studies van antrachinonen geïsoleerd uit MO hebben deze moleculen geïdentificeerd als potentiële remmers van osteoclastische botresorptie en versterkers van osteoblastische botvormende activiteit (Wu et al., 2009; Bao et al., 2011). MO-antrachinonen hebben het vermogen aangetoond om de vorming van botresorptieputten, het aantal meerkernige osteoclasten en de activiteit van tartraatresistente zuurfosfaten (TRAP) in een osteoblastbeenmerg-cocultuursysteem te verminderen, naast het versnellen van de apoptose van osteoclasten (Bao et al., 2011). MO-antrachinonen lijken ook osteoblastische botvormende activiteit te bevorderen door de osteoblastproliferatie en ALP-activiteit te verhogen (Wu et al., 2009). Onderzoek van de polysachariden geëxtraheerd uit MO onthulde dat osteogene inulines van MO de proliferatie, differentiatie en mineralisatie van osteoblastcellen bevorderen, zoals bevestigd door de opregulatie van markergenen, waaronder runt-gerelateerde transcriptiefactor 2, osterix, osteocalcine, bot-sialoproteïne , en OPG (Jiang et al., 2018).

Samengevat suggereren deze bevindingen dat MO en zijn bioactieve componenten een belangrijke therapeutische rol kunnen spelen bij de behandeling en preventie van osteoporose. MO lijkt een potentieel effectieve behandeling voor osteoporose te bieden door de vermindering van botverlies en trabeculaire microstructurele afbraak, de versterking van de botmineraaldichtheid en botmassa, de bevordering van osteoblastische botvormende activiteit en de remming van osteoclastische botresorptie door directe effecten op osteoclasten en effecten gemedieerd via bekende signaalroutes. In het in vitro-onderzoek bleek de effectieve concentratie van Bajijiasu-verbinding 0,8 mM te zijn (Hong et al., 2017a), wat mogelijk hoger is dan verbindingen in andere in vitro-experimenten, en het klinische gebruik kan worden verhoogd om betere genezende effecten te krijgen, daarom moet voorzichtigheid worden betracht met betrekking tot de veiligheid. Verder onderzoek is nodig om het therapeutisch potentieel van dit natuurlijke medicijn te ontwikkelen.

Curculigo orchioides Gaertn

Er zijn meer dan 20 soorten Curculigo-planten in de wereld. Ze zijn inheems in de tropische en subtropische gebieden van Azië, Afrika, Zuid-Amerika en Oceanië (Nie et al., 2013). Curculigo orchioides Gaertn (CO, "Xian Mao"), een van de curculio-soorten, wordt in de Chinese geneeskunde gebruikt om de symptomen van ledematenzwakte, lumbale en kniegewrichtsartritis en diarree te verlichten (Tan et al., 2019). Recente studies hebben aangetoond dat CO ook antioxiderende eigenschappen en antikankerpotentieel lijkt te hebben en kan worden gebruikt als een antiosteoporotisch kruid (Cao et al., 2008; Ramchandani et al., 2014; Hejazi et al., 2018).

CO wordt in de Chinese geneeskunde gebruikt voor de behandeling van postmenopauzale osteoporose en de antiosteoporotische effecten van CO zijn in vivo onderzocht (Cao et al., 2008). Toediening van CO verhinderde trabeculair botverlies in het scheenbeen van ratten waarvan de eierstokken waren verwijderd door de botresorptie te remmen en de serumfosfor-, calcium- en OPG-spiegels te verhogen, zonder de lichaams- of baarmoedermassa te beïnvloeden (Cao et al., 2008). De serumspiegels van botresorptiegerelateerde makers, DPD/Cr, TRAcP, ACTH en corticosteron waren verlaagd na toediening van CO (Cao et al., 2008). CO kan ook de botvorming versterken bij inductie tijdens wondgenezing (Wong et al., 2007a).

Curculigoside (CCG, een fenolglycoside) is de belangrijkste bioactieve stof van CO en lijkt zowel osteogene als antiosteoclastische effecten te hebben (Liu et al., 2014a). Een recent in vitro onderzoek evalueerde het effect van CCG op osteogene differentiatie van humane vruchtwater-afgeleide stamcellen (hAFSC's) en vond dat CCG osteogene activiteit op een dosisafhankelijke manier opreguleerde, inclusief verhoogde expressie van osteopontine (OPN) en collageen I, verhoogde ALP-activiteit en calciumafzetting (Liu et al., 2014a). Bovendien nam de verhouding van OPG tot RANKL toe, wat aangeeft dat osteoclastogenese werd geremd. De gelijktijdige opregulatie van -catenine en Cyclin-D1 geeft aan dat deze effecten lijken te worden gemedieerd via de Wnt/ -catenine-signaleringsroute (Liu et al., 2014a). Het in vitro effect van CCG op osteogene differentiatie is ook onderzocht met betrekking tot BMSC's, en de gegevens geven aan dat CCG de proliferatie en osteogene differentiatie van BMSC's kan bevorderen (Shen et al., 2013).

De antioxiderende eigenschappen van CO worden ook toegeschreven aan CCG en kunnen een cruciale rol spelen bij het verminderen van de pathofysiologie van osteoporose (Wang et al., 2012b). De antioxiderende beschermende effecten van CCG zijn daarom onderzocht in calvariale osteoblasten van ratten die zijn blootgesteld aan waterstofperoxide (H2O2), en de bevindingen geven aan dat CCG de cytotoxische effecten van H2O2 aanzienlijk vermindert door de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) door osteoblasten te verminderen en te herstellen de niveaus van osteoblastdifferentiatiemarkers, waaronder ALP, calciumafzetting en runt-gerelateerd eiwit 2 (Runx2) (Wang et al., 2012b). Van CCG is ook aangetoond dat het calvariale osteoblasten van ratten beschermt tegen door dexamethason (DEX) geïnduceerde cytotoxiciteit door de proliferatie, differentiatie en pro-inflammatoire cytokineniveaus van osteoblasten te reguleren (Zhu et al., 2015). De effecten van DEX op de niveaus van osteoblastdifferentiatiemarkers, waaronder ALP, OPG, -catenine en RANKL waren omgekeerd, wat aangeeft dat CCG een geschikte verbinding kan zijn voor de behandeling van osteoporose (Zhu et al., 2015). Dienovereenkomstig geeft metabole analyse aan dat CCG via zijn belangrijkste metaboliet, M2, deze antiosteoporotische effecten zou kunnen produceren (Wang et al., 2017a).

Verdere calvariale in vitro- en rattenstudies hebben aangetoond dat verbindingen geïsoleerd uit CO antiosteoporotische eigenschappen lijken te hebben, waaronder de bevordering van osteoblastproliferatie en differentiatie, verhoogde botvormende activiteit en de remming van osteoclastische botresorptie. De bioactieve verbindingen die uit MO worden geïsoleerd, omvatten nieuwe homogene polysachariden, COP90-1 en COP70-3, en fenolische glycosiden (Jiao et al., 2009; Wang et al., 2013b; Wang et al., 2017c; Wang et al., 2019b)

In het kort, de bevordering van de osteogenese van C. orchioides zou het gunstige effect kunnen zijn dat leidt tot verzwakking van osteoporose, en de remming van reactieve zuurstofsoorten is een geweldige eigenschap van dit geneesmiddel. Bovendien vertonen sommige verbindingen geïsoleerd uit CO de onderdrukking van osteoclastische botresorptie. Verder onderzoek is nodig om de moleculaire mechanismen, signaalroutes en bioactieve bestanddelen van CO te ontdekken; en om de moleculaire basis te bepalen van de mogelijke relatie tussen de antioxiderende effecten van CCG en osteoporose-pathofysiologie in osteoclasten en osteoblasten.

Psoralea corylifolia (L.) Medik

Psoralea corylifolia (L.) Medik (PC, "Bu Gu Zhi") wordt in Azië veel gebruikt voor medicinale doeleinden; de gedroogde rijpe zaden zijn het actieve bestanddeel van de plant. PC wordt gebruikt in Chinese farmacopee en TCM-formules voor de behandeling van huidziekten, hart- en vaatziekten, nefritis en osteoporose (Zhang et al., 2016a). De primaire bioactieve stoffen van PC zijn coumarinen (bijv. psoraleen), flavonoïden (bijv. neobavaisoflavone, bavachalcone, baldakijn en verhaallijn) en meroterpenen (bijv. bakuchiol) (Zhang et al., 2016a). Aanvullende componenten van pc hebben immunoregulerende, antioxiderende en neuroprotectieve eigenschappen voor de behandeling van de ziekte van Parkinson (Jing et al., 2017). PC kan ook therapeutisch potentieel hebben voor de behandeling van prostaatkanker (Lin et al., 2018).

Lees verder...