Onderzoeksuitgang naar de werkingsmechanismen van Cistanche Deserticola MA -extracten bij de preventie van osteoporose

Samenvatting: Cistanche Deserticola Mais een traditionele medicinale en eetbare plant die de afgelopen jaren een aanzienlijk potentieel heeft aangetoond voor de preventie en behandeling van osteoporose. Conventionele medicijnen voor osteoporose, waaronder bisfosfonaten, calcitriol en VD, kunnen verschillende bijwerkingen induceren en de fysiologische last bij patiënten verhogen wanneer ze op de lange termijn worden gebruikt. C. deserticola biedt daarentegen unieke voordelen vanwege de lagere toxiciteit en minder bijwerkingen, waardoor het bijzonder geschikt is voor osteoporosebeheer. Onderzoek geeft aan dat C. woestijnicola effectief het verlies van botdichtheid en botmassa vermindert. Het reguleert het botmetabolisme doorhet verbeteren van de osteoblastactiviteitEnOsteoclast -functie remmen, waardoor het behoud van botmicroarchitectuur en bijgevolg de algehele stabiliteit van de interne botstructuur wordt verbeterd en het risico op fracturen wordt verminderd. Deze review beoogt de farmacologische effecten en moleculaire mechanismen van C. woesticola bij de bestrijding van osteoporose samen te vatten. Door de bestaande literatuur systematisch te beoordelen en te analyseren, proberen we de potentiële mechanismen op te helderen waardoor C. woestijnicola botremodellering moduleert en de vooruitzichten voor klinische toepassingen te onderzoeken. De inzichten die uit dit onderzoek zijn verkregen, zijn bedoeld om een ​​belangrijke referentie te geven voor de ontwikkeling en klinische toepassing van functioneel voedsel dat is afgeleid van C. woesticola.

Sleutelwoorden: Cistanche Deserticola Ma; medicinale en eetbare plant;osteoporose; Botmetabolisme; mechanisme

 

 

Kruiden cistanche supplementen voor de behandeling van osteoporose

Neem contact met ons op voor meer informatie

 

 

Osteoporoseis een veel voorkomende chronische skeletziekte en met de verouderende wereldbevolking is de prevalentie van osteoporose aanzienlijk toegenomen, vooral bij postmenopauzale vrouwen en ouderen [1]. Osteoporotische fracturen zijn een van de belangrijkste factoren die leiden tot handicap en sterfte bij ouderen [2]. Recente onderzoeken tonen aan dat de prevalentie van osteoporose bij mensen ouder dan 50 jaar oud in China 20,7% is voor vrouwen en 14,4% voor mannen, waarbij vrouwen ouder dan 60 jaar een aanzienlijk hogere prevalentie hebben dan mannen [3]. De bijbehorende behandelingskosten zullen naar verwachting tientallen miljarden dollars bedragen, waardoor een enorme economische last oplegt voor de families en de samenleving van patiënten [4]. Momenteel omvatten conventionele klinische behandelingen voornamelijk farmacologische therapie, lifestyle -interventies en fysiotherapie [5-7]. Bisfosfonaten zijn de meest gebruikte geneesmiddelen, die het risico op fracturen effectief kunnen verminderen, maar langdurig gebruik kan leiden tot ernstige bijwerkingen zoals osteonecrose van de kaak en atypische femorale fracturen [8-9]. Bovendien worden andere geneesmiddelen, zoals selectieve oestrogeenreceptormodulatoren en parathyroïde hormoonanalogen, ook gebruikt in de klinische praktijk, maar hebben hun beperkingen [10]. Lifestyle-interventies, zoals het verhogen van calcium- en vitamine D-inname [11-12] en het aangaan van geschikte gewichtdragende oefeningen [13], hebben positieve effecten op de preventie en behandeling van osteoporose maar hebben een lage hechting. Fysiotherapieën, zoals gepulseerde echografie met lage intensiteit, hebben enig potentieel aangetoond, maar hun langetermijneffecten en mechanismen vereisen verder onderzoek [14]. Hoewel er meerdere behandelingsopties zijn, is de behandeling van osteoporose nog steeds voor veel uitdagingen, en het vinden van effectievere medicijnen en methoden is bijzonder belangrijk.

Cistanche woesticolaMA, algemeen bekend als "Desert Ginseng", is een traditioneel Chinees medicinaal kruid met unieke therapeutische waarde [15]. Traditionele Chinese geneeskunde gelooft datCistanche woesticolaheeft de effecten van het tonifiëren van nier yang en het aanvullen van essentie en bloed [16]. Moderne farmacologische studies hebben aangetoond datCistanche woesticolavertoont biologische effecten zoals antioxidatie [17], anti-veroudering [18-19], neuroprotectie [20-21], anti-osteoporose [22-23], anti-inflammatie [24] en anti-depressie [25]. Met name hebben studies aangetoondCistanche woesticolatoont een significant potentieel bij anti-oostoporose. Daarom heeft dit artikel gericht op het beoordelen van de farmacologische effecten en specifieke moleculaire mechanismen bij de behandeling van osteoporose, om een ​​referentie te geven voor de ontwikkeling van functionele voedingsmiddelen en klinische toepassingen vanCistanche woesticola.

 

1. Grote actieve componenten en extractie vanCistanche woesticola

De chemische samenstelling vanCistanche woesticolabegon uitgebreid te worden bestudeerd in de jaren tachtig. Met de continue vooruitgang van moderne onderzoekstechnologieën hebben onderzoekers honderden verbindingen geïsoleerd en geïdentificeerdCistanche woesticolaen uitgevoerd diepgaande analyses van hun farmacologische activiteiten. De belangrijkste chemische componenten vanCistanche woesticolaNeem fenylethanoïde glycosiden op, polysachariden, lignanen, iridoïden, monoterpeenglycosiden, fenolische glycosiden, sterolen, flavonoïden, alkaloïden, aminozuren, mineralen en volatiele componenten [26-27]. Historisch, Cistanche woesticolais beschouwd als een zeer kostbaar tonic en is vaak gebruikt in dagelijkse diëten[28]. Modern onderzoek geeft aan dat actieve componenten zoals fenylethanoïde glycosiden, polysacchariden en iridoïden inCistanche woesticolavertonen significante antioxidant, anti-fatigue en immuniteit-versterkende effecten [29-31]. Daarom, in de afgelopen jaren, de toepassing vanCistanche woesticolaIn de voedingsindustrie heeft industrie wijdverbreide aandacht gekregen van onderzoekers. Het wordt beschouwd als een veelbelovend functioneel voedselingrediënt en wordt veel gebruikt bij de ontwikkeling van functioneel voedsel. Bijvoorbeeld,Cistanche woesticolaExtract (C. Deserticola Extract, CDE) kan worden toegevoegd aan dranken om functionele dranken te maken met anti-fatigue-eigenschappen; Het kan ook worden gecombineerd met kruiden zoals Wolfberry en Ginseng om Health Teas of kruidenwijnen te produceren; De polysachariden kunnen worden gebruikt om gefermenteerde dranken te ontwikkelen [32]. Aanvullend,Cistanche woesticolaPoeder of extracten kunnen worden gebruikt als natuurlijke voedseladditieven in gebakken producten, kruiden, snacks en speciale voedingsproducten, waardoor een rijke voedingswaarde wordt geboden. Momenteel gebruikelijkCistanche woesticolaGezondheidsproducten op de markt zijn onder meer immuniteitsbevorderende capsules, anti-vermeende tabletten en nierverwijderende orale vloeistoffen. Deze toepassingen tonen het brede potentieel vanCistanche woesticolain de voedingsindustrie. Door traditionele en innovatief voedsel te integreren,Cistanche woesticolaEn de extracten kunnen dienen als belangrijke ingrediënten in gezondheidsvoedsel om te voldoen aan de groeiende vraag naar wellnessproducten. Gedetailleerde informatie over extractiemethoden vanCistanche woesticolaDe belangrijkste componenten van de belangrijkste worden weergegeven in tabel 1.

1.1 fenylethanoïde glycosiden

Fenylethanoïde glycosiden zijn de primaire actieve componenten vanCistanche woesticolaen de meest uitgebreid bestudeerde verbindingen in zijn compositie. Ze zijn aanwezig in de hoogste hoeveelheden en dienen als belangrijke markers voor het identificerenCistanche woesticola. Fenylethanoïde glycosiden, ook bekend als fenylpropanoïden, zijn verbindingen gevormd door de combinatie van glycosiden en fenylethanol aglyconen. De chemische structuren van representatieve fenylethanoïde glycosiden inCistanche woesticolaworden weergegeven in tabel 2. Tot op heden hebben onderzoekers 86 fenylethanoïde glycosideverbindingen geïdentificeerd inCistancheSoorten, voornamelijk inclusief fenylethanoïde glycosiden, cafeïnezuurderivaten en glycosiden [27]. Onder hen zijn echinacoside en acteoside de belangrijkste actieve componenten in de vlezige stengels vanCistanche woesticola[42] en worden vermeld in de 2020 -editie van deChinese farmacopeeals belangrijke indicatoren voor het beoordelen van de kwaliteit vanCistanche woesticola. Bovendien hebben talloze onderzoeken aangetoond dat echinacoside en acteoside ook belangrijke verbindingen zijn voor de behandeling van osteoporose.Cistanche woesticolaGlycoside A (cis A) speelt ook een belangrijke rol bij de behandeling met osteoporose.

De extractiemethoden voor fenylethanoïde glycosiden inCistanche woesticolaomvatten waterextractie, ethanolextractie, ultrasone geassisteerde extractie, magnetronondersteunde extractie en enzym-geassisteerde extractie [43]. Water-extractie is meestal geschikt voor in water oplosbare componenten die relatief stabiel zijn bij temperatuur en vochtigheid. Hoewel het kosteneffectief is en een breed scala aan componenten uittrekt, omvat het vaak een groot aantal onzuiverheden. Daarom kan het combineren van traditionele methoden met moderne geavanceerde technologieën de efficiëntie verbeteren en de extractieopbrengsten verhogen. Bijvoorbeeld Liu Lisha et al. [33] gebruikte waterextractie om fenylethanoïde glycosiden uit te extraherenCistanche tubulosa. Onder omstandigheden van een materiaal-vloeistofverhouding van 1:15 (g/ml) en extractie bij 8 0 graad gedurende 2 uur bereikte de opbrengst 17,59%. Gao Jiande et al. [34] Gecombineerde moderne biotechnologie met traditionele water -extractie en geoptimaliseerde parameters met behulp van orthogonaal experimenteel ontwerp. Ze bepaalden dat een cellulasedosering van 0,1%, enzymatische hydrolysetemperatuur van 55 graden en hydrolysetijd van 2,5 uur resulteerde in een fenylethanoïde glycoside -opbrengst van 7,26%, een 64%verbetering ten opzichte van traditionele waterwinning. Kong Zheng et al. [35] gebruikte een 63% ethanoloplossing met een materiaal-vloeistofverhouding van 8: 1 (ml/g), gedurende 2 uur weken en 1,5 uur extraheren om 3,64% acteoside te verkrijgenCistanche tubulosa.

Wu Honglei et al. [36] vergeleek ethanolextractie, microgolfextractie en ultrasone extractiemethoden voor fenylethanoïde glycosiden. Microgolfextractie, die de oplossing van componenten versnelt door celstructuren te vernietigen met magnetronverwarming, biedt voordelen zoals hoge specificiteit, minimaal verlies, efficiëntie, snelheid en eenvoud. Het potentieel om warmtegevoelige componenten te beschadigen beperkt echter de verdere ontwikkeling ervan. Evenzo biedt ultrasone extractie brede toepasbaarheid, eenvoud, snelheid en hoge zuiverheid, maar uitdagingen omvatten ultrasone lege zones en beperkingen voor grootschalige productie. Wei Yuping et al. [37] bereikte een fenylethanoïde glycoside-opbrengst van 14,36% met behulp van ultrasone extractie onder omstandigheden van 40 graden, een materiaal-vloeistofverhouding van 1: 41,7 (g/ml) en 51% ethanolconcentratie. Ultrasoon-microwave synergetische extractie verhoogt de extractiesnelheden en verlaagt de tijd. Ding Huiiling et al. [38] Geoptimaliseerde ultrasoon-microwave synergetische extractie met behulp van responsoppervlakmethodologie, het instellen van ultrasone frequentie bij 40 kHz, ultrasone vermogen bij 50 W, extractietijd na 15 minuten, acetonconcentratie bij 50%, materiaal tot-liquidatio bij 14: 1 (ml/g) en microwave-vermogen bij 100 W, achie van een uiteindelijke extractie van 49,2%.

Elke extractiemethode heeft zijn eigen voordelen en het selecteren van geschikte omstandigheden kan de efficiëntie van fenylethanoïde glycoside -extractie aanzienlijk verbeteren. Toekomstige ontwikkelingen in extractiemethoden moeten gericht zijn op hoge efficiëntie, energiebesparing, milieuvriendelijkheid en de integratie van meerdere methoden ter ondersteuning van de ontwikkeling en het gebruik vanCistanche woesticola.

 

Tabel 2 Hoofdfenylethanoïde glycosiden gevonden in het extract van C. deserticola

Verbinding	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	Moleculaire formule
Echinacoside	OH	H	H	OAC	OH	RHA	Glu	C₃₅H₄₆O₂₀
Acteoside	Ome	H	H	OAC	OH	RHA	Glu	C₂₉H₃₄O₁₅
Cis a	OH	CF	H	H	OH	RHA	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅
Cis B	OH	H	H	H	OH	RHA	Glu	C₂₉H₃₂O₁₄
Cis c	OH	H	CF	H	OH	RHA	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅

Aantekeningen:

AC: acetylgroep (acetyl).

RHA: -l -Rhamnopyranose.

CF: Trans-Caffeoyl Group (trans-Caffeoyl).

FR: Trans-Feruloyl Group (trans-feruloyl).

Glu: -D -glucopyranose.

 

1.2 polysachariden

Polysachariden worden vaak gebruikt om actieve componenten in de traditionele Chinese geneeskunde te gebruiken en zijn een van de belangrijkste actieve componenten vanCistanche woesticola[44]. Ze hebben de voordelen om op grote schaal beschikbaar te zijn, de immuunregulering te verbeteren en veiligheid te bieden. Studies hebben aangetoond datCistanche woesticolaPolysachariden (CDP) kunnen osteoporose voorkomen die door ovariëctomie bij vrouwen wordt veroorzaakt en het botverlies verbeteren. Omdat polysachariden voornamelijk worden gevonden in plantencellen, gedroogdCistanche woesticolawordt meestal verpletterd en ondergedompeld in ethanol vóór extractie om lipiden, pigmenten en suikers met een laag moleculaire gewicht te verwijderen. CDP-extractiemethoden zijn onder meer warmwater/koude water-extractie, alkalische extractie, enzymondersteunde extractie en echografie-geassisteerde extractie. Na het extraheren van ruwe polysachariden wordt SEVAG-reagens (chloroform: n-butanol=4: 1 (v/v)) gebruikt voor verdere scheiding via membraanscheiding en anion-uitwisselingschromatografie. Cellulose de -52 wordt veel gebruikt voor polysaccharidescheiding vanwege de hoge laadcapaciteit, goede resolutie, hoge stroomsnelheid en gebruiksgemak. Ten slotte worden de polysachariden gezuiverd met behulp van agarose-, sephacryl- en sephadex -gelfiltratiekolommen.

Waterextractie, inclusief warm water en extractie van koud water, is momenteel de meest gebruikte methode. Hotwater -extractie is eenvoudig te bedienen, vereist geen organische oplosmiddelen, zorgt voor veiligheid voor daaropvolgende functionele voedselontwikkeling en behoudt de activiteit van de polysachariden effectief. Koud water extractie minimaliseert de impact van hoge temperaturen op polysacharidestructuren, maar kan de extractie -opbrengst als gevolg van lagere oplosbaarheid bij lage temperaturen verminderen. Bijvoorbeeld, Weng Xiang et al. [39] geëxtraheerdCistanche woesticolaPolysacchariden op 80 graden met behulp van gedestilleerd water, herhaalden het proces 2-3 keer en zuiverden de ruwe polysacchariden met behulp van een DEAE -52 cellulosekolom om ccdp -1 en CCDP -2 te verkrijgen met rendement van 2,63% en 1.13%, respectievelijk. Xiao Xinghui et al. [40] het extractieproces van hete water-extractieproces geoptimaliseerd voor CDP in de woestijn, waarbij de optimale omstandigheden worden bepaald als 75 graden extractietemperatuur, 165 minuten extractietijd en een materiaal-vloeistofverhouding van 1:55 (g/ml). Met behulp van macroporeuze harstechnologie voor scheiding en zuivering bereikte de opbrengst van polysaccharide -extractie 18,40%.

Aangezien sommige zure polysachariden oplosbaar zijn in alkalische oplossingen, kunnen ze ook alkali worden gebruikt om polysachariden te extraheren. Polysachariden kunnen echter afbreken onder alkalische omstandigheden, het verminderen van de opbrengst of het wijzigen van hun structuur. De meeste polysachariden worden aangetroffen in celwanden en biologische enzymen die biologische barrières verstoren (dwz celwanden en celmembranen) kunnen de afgifte van polysacchariden bevorderen, waardoor de extractie -efficiëntie wordt verbeterd, zij het ten koste van potentieel beschadigende polysaccharidestructuren. Zeng Hui et al. [41] gebruikte een enzym-geassisteerde methode om CDP te extraheren door het poeder onder te dompelen in 20 L water en het voor te behandelen op 55 graden met 30 g cellulase, 10 g amylase en 5 g papaïne gedurende 1 uur, gevolgd door enzyme-deactivatie bij 100 graden en extractie. De polysachariden werden gescheiden met behulp van een deae-Sepharose-cellulosekolom. ENZYME-Assisted Extraction, dat onder relatief milde omstandigheden werkt, levert hoge zuivere polysachariden op, terwijl het beter behoud van actieve componenten, waardoor het een veelbelovende methode is voor polysaccharide-extractie. Enzymen zijn echter onstabiel, vatbaar voor deactivering, vereisen specifieke opslagomstandigheden en zijn duur, waardoor grootschalige extractie uitdagend is.

Echografie-geassisteerde extractie biedt de voordelen van snelheid en hoge opbrengsten, terwijl de relatief lage extractietemperaturen schade aan polysacharidestructuren voorkomen. Yang Xiumei et al. [45] geëxtraheerde polysachariden uitCistanche woesticolaMet behulp van een ultrageluid-geassisteerde warmwater-ethanol-neerslagmethode, het bepalen van de optimale parameters als een extractietemperatuur van 40 graden, ultrasone kracht van 1, 000 W, een vaste-vloeistofverhouding van 1:25 en extractietijd van 10 minuten van 10 minuten behaald van 4,41%. Yang Wen et al. [46] optimized the CDP extraction process via single-factor experiments and orthogonal testing, determining the optimal conditions to be a compound enzyme dosage of 4% (cellulase:pectinase=1:3 (m/m)), ultrasonic power of 350 W (40 kHz), ultrasonic time of 20 min, enzymatic hydrolysis temperature of 50 degree , and pH 6, under waarvan de gemiddelde opbrengst 5,14%was. Momenteel zijn er tal van methoden voor polysaccharide -extractie en het gecombineerde gebruik van meerdere processen is een groeiende trend geworden in modern onderzoek naar polysaccharide -extractietechnieken.

 

1.3 Andere componenten

Naast de bovengenoemde componenten,Cistanche woesticolais ook rijk aan lignanen, fenylethanolglycosiden, iridoïden en hun glycosiden, organische zuren, sterolen, aminozuren, vitamines, vluchtige stoffen en mineralen. Lignanen en hun glycosiden zijn een klasse van natuurlijke chemische verbindingen, en 17 lignanen en hun glycosiden zijn geïsoleerd en geïdentificeerdCistanche woesticola. Bijvoorbeeld, Nan Zedong et al. [47] identificeerde 11 lignaanse verbindingen uit het ethanol -extract vanCistanche woesticola, inclusief (+)-Syringaresinol -4 '-o - - d-glucopyranoside, (+)-isoeucommin a, naringenin a, en alashangelin A. iridoïden en hun glycosiden zijn typisch monoglycosides van glucosides en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid en 26 iridoid isCistanche woesticola. Met betrekking tot alkaloïden inCistanche woesticola, Slechts enkele studies hebben Betaine als component genoemd. Bovendien, Hui Ruihua et al. [48] ​​gebruikte de distillatie-uitextractiemethoden en geïdentificeerd over 20 vluchtige verbindingen, waaronder diethyldisulfide, benzaldehyde, 3- methoxyaniline, benzylalcohol, fenylacetaldehyde, menthone, eugenol, eugenol, caryophylen en haar oxiden en linalool.