Cytrusowe olejki eteryczne w aromaterapii: efekty i mechanizmy terapeutyczne

5. Aromaterapia przy użyciu cytrusowych olejków eterycznych dla zdrowia i leczenia chorób

5.1. Stres oksydacyjny

Kliknij tutaj, aby uzyskać Cistanche do przeciwdziałania starzeniu

Wolne rodniki, npReaktywne formy tlenu(ROS), and reaktywne formy azotu(RNS) są wytwarzane podczas komórkowego oddychania tlenowego w mitochondriach (endogenne). ROS też sąpowstaje, gdy skóra jest narażona na promieniowanie ultrafioletowe(UV) (UV-A; 320–400 nm i UV-B; 290–320 nm) i jest to znane jako egzogenne pochodzenie wolnych rodników. Oprócz ROS anionorodnik ponadtlenkowy (*O2 •– ), nadtlenek wodoru (H2O2), rodnik hydroksylowy (*OH), tlen singletowy (*O2), powstają również nadtlenki lipidów (LOOH) i ich rodniki (LOO*), które biorą udział w procesach starzenia się skóry, fototoksyczności, indukcji stanów zapalnych i nowotworach złośliwych wywołanych zapaleniem [115–119]. Wolne rodniki atakują i degenerują cząsteczki strukturalne, takie jak kolagen; i funkcjonalne biomolekuły, takie jak RNA i DNA, kwasy tłuszczowe, białka i inne niezbędne cząsteczki. Prowadzi to do kilku komplikacji, które skutkują starzeniem się, zapaleniem, rakiem,choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, cukrzyca, miażdżyca, choroby wątroby itp. Stres oksydacyjny jest jedną z głównych przyczyn alergicznych i zapalnych chorób skóry, np. atopowego zapalenia skóry, pokrzywki i łuszczycy. Ponadto zakażenia drobnoustrojami, np. powodowane przezS. aureus, może pogorszyć uszkodzoną i zmienioną chorobowo skórę przez produkcję ROS [120]. Oddychanie tlenowe na poziomie komórkowym odbywa się w mitochondriach. Ta ostatnia jest dwuścienną organellą (w komórkach eukariotycznych), która odpowiada za oddychanie tlenowe i wytwarza trifosforan adenozyny (ATP). ATP jest użyteczną formą energii chemicznej zużywanej przez komórkę w jej różnych funkcjach.

W stanach chorobowych, npchoroba Alzheimera, demencja lub starzenie się, mitochondria przechodzą etap dysfunkcji, podczas którego wolne rodniki utleniające są generowane w nadmiernych ilościach, co ostatecznie prowadzi do stresu oksydacyjnego i uszkodzeń oksydacyjnych podstawowych cząsteczek w komórce, a ostatecznie do patologicznych nieprawidłowości. Beta-amyloid (A ) jest inicjatorem reaktywnych form tlenu (ROS) i reaktywnych form azotu (RNS). Wolne rodniki atakują i uszkadzają podstawowe cząsteczki obecne w komórce, w tym lipidy błonowe i organelle komórkowe oraz wytwarzają toksyny mitochondrialne, takie jak hydroksynonenal (HNE) i dialdehyd malonowy. Kiedy jonoselektywna ATPaza związana z błoną jest uszkodzona z powodu stresu oksydacyjnego, stymuluje receptory NMDA, kompleks atakujący błonę (MAC) i specyficzny dla jonów A powstawanie porów. W rezultacie zwiększa się napływ jonów wapnia, aw konsekwencji cytozolowe i mitochondrialne obciążenie wapniem. W kolejnym etapie amyloid komórkowy celuje w niezbędne enzymy, mianowicie oksydazę cytochromu C, -dehydrogenaza ketoglutaranowa, dehydrogenaza pirogronianowa i dysmutaza ponadtlenkowa manganu (MnSOD). Powoduje to uszkodzenie mitochondrialnego DNA i ostatecznie fragmentację struktury. A stymuluje wywołane stresem kinazy białkowe - p38, kinazę N-końcową c-jun (JNK) i białko supresorowe nowotworów (P53) prowadzące do apoptozy lub uszkodzenia komórek.

W naturalnych i zdrowych warunkach fizjologicznych powstające wolne rodniki są neutralizowane do form nierodnikowych pod działaniem określonych enzymów, np. katalazy (CAT) i hydroksyperoksydazy. W ostrych i przewlekłych przypadkach lub przy niskiej odporności produkcja wolnych rodników staje się radykalnie wysoka. Aby to rozwinąć, produkty peroksydacji lipidów stymulują fosforylację i agregację białek tau. Ten ostatni hamuje kompleks-I w komórce pod wpływem stresu oksydacyjnego, aw kompleksach I i III wytwarzane są nadmierne ilości ROS i RNS. W końcowym etapie potencjał błony mitochondrialnej (MMP) spada, a pory przepuszczalności-przejściowe (ψm) otwierają się. To ostatnie skutkuje aktywacją kaspaz i uszkodzeniem komórek. Ostatecznie formy reaktywne (ROS i RNS) łatwo inicjują degradację oksydacyjną komórek somatycznych i mózgowych (komórek nerwowych, mikrogleju i naczyń mózgowych). W takich stanach zaleca się uzupełniające podawanie zmiataczy wolnych rodników [58,121].

Cytrusowe EO mają właściwości przeciwutleniające dzięki zdolności cząsteczek składowych do oddawania atomu wodoru lub elektronu wolnym rodnikom, które mogą przenosić niesparowane elektrony (w strukturze sprzężonej/aromatycznej), neutralizując w ten sposób wolne rodniki i chroniąc cząsteczki biologiczne przed uszkodzeniem przez utlenianie lub stres oksydacyjny. Składniki EO zakłócają również metabolizm lipidów w tkankach zwierzęcych poprzez regulację w górę aktywności enzymów antyoksydacyjnych, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza i peroksydaza glutationowa. Powoduje to zahamowanie powstawania reaktywnych form tlenu i utlenianie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które powodują powstawanie przykrych posmaków w materiałach spożywczych [122, 123]. Wdychanie cytrusowych EO może zwiększyć ilość GSH i spowodować zmniejszenie peroksydacji lipidów w mózgu, a także pomaga zapobiegać rozszczepianiu DNA i apoptozie komórek poprzez wychwytywanie wolnych rodników (ROS) poprzez działanie przeciwutleniające. Wdychanie EO zwiększa poziom enzymów antyoksydacyjnych zaangażowanych w układ odpornościowy, np. dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), peroksydazy glutationowej i katalazy (CAT). Stwierdzono, że terpeny obecne w cytrusach mogą zmniejszać objawy stanu zapalnego poprzez zmniejszanie/hamowanie uwalniania cytokin prozapalnych, takich jak NF-κB (jądrowy czynnik transkrypcyjny-kappa B), IL-1 (interleukina { {8}} ) i TNF- (czynnik martwicy nowotworu-alfa) [124].

Oprócz węglowodorów monoterpenowych limonen może również hamować wytwarzanie cytokin prozapalnych w objawach zapalenia wywołanego lipopolisacharydem (LPS) oraz wytwarzanie RFT w H2O{3}}wywołanym stresem oksydacyjnym i gojeniem się ran. Stwierdzono, że EO uzyskane z bergamotki i słodkiej pomarańczy leczą trądzik pospolity spowodowany nadmiernym wydzielaniem androgenów poprzez zmniejszenie tempa wzrostu i wydzielania gruczołów łojowych. To aktywuje hamowanie gromadzenia się triglicerydów (TG) i uwalnianie cytokin zapalnych w gruczołach łojowych. Powoduje to apoptozę w gruczołach łojowych prowadzącą do zmniejszenia stosunku T/E2. EO działają obniżając poziom IL-1 w gruczołach łojowych, co pomaga w poprawie zmian trądzikowych poprzez łagodzenie reakcji zapalnych [121,125,126]. Inne badanie badające przeciwzapalną odpowiedź limonenu na komórki ludzkiej białaczki eozynofilowej HL-60 klon 15 przyniosło interesujące wyniki. Hirota i in. [127] donieśli, że niskie stężenie limonenu (7,34 mmol/l) może hamować wytwarzanie ROS w komórkach HL-60 klonu 15 stymulowanych eotaksyną.

Stwierdzono, że wyższe stężenie limonenu wynoszące 14,68 mmol/l znacznie zmniejsza wytwarzanie MCP{3}} indukowane cząstkami spalin silnika Diesla (DEP), co wskazuje, że działanie przeciwutleniające limonenu może pomóc ograniczyć naciek monocytów do płuc i zapobiegać migracji eozynofili -ochrona płuc chorych na astmę i zapobieganie uszkodzeniom wywołanym przez DEP w płucach. Ponadto, tworzenie NF-κB było również zmniejszone po dodaniu inhibitora proteasomu MG132. Limonen może hamować szlak sygnałowy p38 MAPK indukowany przez DEP i hamować chemotaksję indukowaną eotaksyną przez eozynofile [127]. Cytrusowe składniki EO wykazują działanie przeciwutleniające przeciwko utlenianiu kwasu linolowego. Ponadto opisano działanie przeciwutleniające przeciwko utlenianiu in vitro ludzkich lipoprotein o małej gęstości indukowane przez chlorowodorek Cu2 plus i 2, 20 -azobis (2-aminopropanu) [128]. Właściwości przeciwutleniające cytrusowych olejków eterycznych przypisuje się obecności związków fenolowych w ich składzie. Węglowodory monoterpenowe (limonen, tujen) i utlenione monoterpeny (monoterpeny z różnymi grupami funkcyjnymi, takimi jak fenole, alkohole, aldehydy, etery, estry i ketony) znacząco przyczyniają się do właściwości przeciwutleniających cytrusów [129]. Zdarzenia i konsekwencje stresu oksydacyjnego w komórce somatycznej i nerwowej oraz efekty terapeutyczne aromaterapii cytrusowej EO przedstawiono na rycinach 7–9.

Doniesiono, że tujene, monoterpen, wykazuje dobrą aktywność przeciwutleniającą ze względu na jego zdolność do skutecznego gaszenia tlenu singletowego [130]. Związki alkoholowe, np. karweol i alkohol perililowy; ketony, np. karwon i aldehydy, aldehyd perililowy; estry, np. octan cytronellylu, octan geranylu, octan nerylu wykazują dobre działanie przeciwutleniające. Spośród związków o najwyższych właściwościach przeciwutleniających stwierdzono, że -terpinen, geranial, R-(plus)limonen i -pinen [131-133].

5.2. Zaburzenia związane ze stresem/zaburzenia nastroju

Zaburzenia związane ze stresem czy zaburzenia nastroju stały się bardzo powszechne w życiu codziennym. Zaburzenia nastroju obejmują kilka chorób psychicznych, które znacząco (czasami poważnie) wpływają na związane z nastrojem funkcje jednostki (pacjenta). Zaburzenia charakteryzują się deficytami poznawczymi, takimi jak upośledzenie uczenia się, utrata pamięci i niezdolność do skupienia/koncentracji. Nagłe, znaczące i trwałe zmiany emocji lub stanu umysłu, smutek, niepokój, depresja, zaburzenia snu i bezsenność to objawy związane z przewlekłym stresem lub traumą. Zaburzenia nastroju mają swoje źródło w zaburzeniach fizjologicznych i psychicznych, uszkodzeniach organicznych, uszkodzeniach nerwów, skutkach ubocznych leków, przewlekłym stresie itp. Depresja charakteryzuje się połączeniem objawów związanych z traumatycznymi emocjami (smutek i anhedonia), zaburzeniami funkcji poznawczych i objawami somatycznymi (zmiany apetytu, takie jak przejadanie się/niedojadanie), zaburzenia snu, bezsenność, melancholia, poczucie beznadziejności, rozpacz, oderwanie od codziennego życia/rutynowych czynności, zmęczenie, a nawet tendencje samobójcze. Lęk jest spowodowany głównie zaburzeniami fizjologicznymi i psychologicznymi, np. czynnikami emocjonalnymi, behawioralnymi, środowiskowymi, somatycznymi i społecznymi. Kiedy którykolwiek z tych elementów wywołuje nieprzyjemne sytuacje lub odczucia, niepokój, fobie, niepokój lub niepokój, ludzki umysł wchodzi w stan stresu lub niepokoju. Przedłużające się warunki stresowe prowadzą do etapu, w którym osoba staje w obliczu wystąpienia objawów lękowych, takich jak nietypowe sytuacje paniki charakteryzujące się nadciśnieniem, poceniem się, kołataniem serca, bólem w klatce piersiowej, migreną, rozszerzeniem brodawek, dusznością i tak dalej [134, 135]. Według raportu WHO ponad 260 milionów ludzi cierpi na depresję o różnym stopniu nasilenia, a około 800{6}} osób umiera każdego roku popełniając samobójstwo [136]. Ponadto wiadomo, że ponad 50 milionów ludzi cierpi na demencję/chorobę Alzheimera, a przewiduje się, że liczba ta wzrośnie odpowiednio do 82 do 152 milionów odpowiednio w latach 2030 i 2050. Osoba zestresowana lub chora ma trudności z wykonywaniem codziennych czynności i reagowaniem w przybliżeniu na czas na problemy, wyzwania czy ważne wydarzenia. Co więcej, choroba dalej postępuje wraz z utratą pamięci. W aspekcie patologicznym osobę chorą rozpoznaje się na podstawie obecności blaszek amyloidowych, splotów neurofibrylarnych oraz utraty przewodnictwa nerwowego w mózgu [137, 138]. Pacjenci cierpiący na bezsenność mają typowe objawy depresji i lęku, a żaden pojedynczy lek nie jest w stanie dokładnie wyleczyć tego stanu. Bezsenność charakteryzuje się również ostrymi zaburzeniami snu. Długotrwałe zaburzenia wzorców snu mogą skutkować wysokim ciśnieniem krwi, chorobami układu krążenia i poważnym ryzykiem ostrych chorób psychicznych [139-141].

Stwierdzono, że olejek bergamotowy obniża ciśnienie krwi i tętno oraz pomaga wywołać sen i ulgę od niepokoju. Zaobserwowano, że EO ekstrahowane ze słodkiej pomarańczy i lawendy EO poprawiają jakość snu i przynoszą ulgę w zmęczeniu u pacjentów hemodializowanych [142]. Takeda i in. przeprowadzili badanie dotyczące aromaterapii wziewnej u pacjentów w podeszłym wieku z demencją, nakładając kroplę EO na ręczniki pokrywające ich poduszki podczas snu. Badacze odnotowali lepszą latencję snu i lepszy całkowity czas snu oraz efektywność snu wśród leczonych osób [143]. Aromatyczne cząsteczki EO dostają się do układu limbicznego w mózgu przez kanały nosowe i stymulują receptory GABA w podwzgórzu. Cały proces wywołuje i utrzymuje spokojny sen [144]. Zaobserwowano, że cytrusowy EO (zawierający 95 procent cytralu w składzie) wywołuje przyjemny nastrój u osób cierpiących na smutek [145]. Szlaki molekularne zaangażowane w patofizjologię depresji obejmują oś podwzgórze-przysadka-nadnercza, współczulny układ nerwowy, układ neuroprzekaźnictwa monoaminowego (np. monofosforan (c-AMP) szlak sygnałowy wiążący białko z elementem odpowiedzi (CREB) [58, 146–152]. Zgodnie z hipotezą neurotropową depresja jest związana z deficytem czynników neurotroficznych spowodowanym długotrwałym narażeniem na stres, co skutkuje utratą plastyczności nerwowej [153]. Neurotroficzne czynniki pochodzenia mózgowego (BDNF), białko w mózgu wytwarzane przez gen BDNF, oraz neurotrofiny, klasa czynników wzrostu, promują wzrost neuronów i utrzymują odpowiednią plastyczność neuronów. Podczas depresji poziom BDNF w surowicy spada. Dlatego niedobór neurogenezy lub produkcji nowych neuronów w hipokampie mózgu jest główną przyczyną depresji. Doniesiono, że aromaterapia oparta na EO z udziałem EO z lawendy, cytryny i bergamotki zapobiega negatywnym objawom depresji, takim jak niedobór neurogenezy, zahamowany wzrost dendrytyczny niedojrzałych neuronów i niski poziom BDNF w surowicy w hipokampie mózgu [154-157] . W badaniu klinicznym z udziałem pacjentów z rozpoznaniem objawów związanych ze stresem i depresją, takich jak zespół deficytu uwagi i nadpobudliwości ruchowej, cztery tygodnie stosowania aromaterapii na bazie EO spowodowały zmniejszenie poziomu lęku i depresji przy jednoczesnym wzroście poziomu BDNF w osoczu krwi poziom w tkankach hipokampa mózgu [157]. Co więcej, jeśli chodzi o neurogenne i wzmacniające czynniki neurotroficzne w ludzkim mózgu, zaobserwowano również udział EO cytrusów w regulacji układu neuroendokrynnego. Depresja i zaburzenia lękowe uwalniają kortyzol, hormon stresu. Zaobserwowano, że aromaterapia z udziałem lawendowego EO zmniejsza uwalnianie hormonów stresu i odnotowano spadek poziomu kortyzolu w ślinie i surowicy [48, 158]. Ponadto doniesiono, że EO z bergamotki i EO z pestek grejpfruta powodują obniżenie poziomu kortyzolu we krwi, a tym samym zmniejszają objawy związane ze stresem. Odnotowano również poprawę prędkości przepływu wieńcowego i poprawę relaksacji. Zaobserwowano, że EO z bergamotki powodują zmianę osi HPA i osłabiają wzrost poziomu kortykosteronu we krwi [159]. Odnotowano, że cytrynowe olejki eteryczne wywołują działanie przeciwdepresyjne pod względem przyspieszonego obrotu dopaminy w regionie hipokampa mózgu, ustanawiając terapeutyczne działanie olejków eterycznych w leczeniu pacjentów z depresją i powiązanymi objawami [58].

Zaobserwowano, że Anshen EO, mieszanka olejków eterycznych z lawendy, słodkiej pomarańczy i drzewa sandałowego, ma działanie przeciwlękowe, przeciwdepresyjne, uspokajające i nasenne. Naukowcy przeprowadzili eksperymenty dotyczące latencji i długości snu, w których porównali diazepam – zwykle stosowany w leczeniu bezsenności – z anshen EO [160]. Reakcje mózgu myszy analizowano za pomocą testu ELISA w celu wykrycia zmian w poziomach 5-HT i GABA. Wyniki wykazały znaczny spadek aktywności impulsywnej i zmniejszony potencjał snu. W mózgu myszy zaobserwowano wzrost poziomu 5-}HT i GABA. Działanie anksjolityczne BEO (1,0, 2,5 i 5,0 procent w/w) badano przez podawanie go szczurom poddawanym zachowaniom związanym z lękiem, podwyższonemu labiryntowi plus i testom z tablicą z dziurami oraz następnie mierząc wywołane stresem poziomy kortykosteronu w osoczu w porównaniu z efektami diazepamu. BEO (2,5 procent) i diazepam wykazywały działanie podobne do anksjolitycznego i osłabiały odpowiedź kortykosteronu na ostry stres [159]. Po perfuzji do hipokampu przez sondę dializacyjną (o objętościowym natężeniu przepływu 20 µl/min), BEO wytworzył zależny od dawki i niezależny od Ca2 plus zewnątrzkomórkowy wzrost asparaginianu, glicyny, tauryny, GABA i glutaminianu [161]. Zaobserwowano, że wdychanie pomarańczowego EO przez 90 s powoduje znaczny spadek stężenia oksyhemoglobiny w prawej korze przedczołowej mózgu, co zwiększa poczucie komfortu, odprężenia i naturalności [104]. Stwierdzono, że Osbeck EO z Citrus sinensis Osbeck wywiera działanie przeciwdepresyjne, odpowiednie do leczenia niewielkiego stresu. Stwierdzono, że wpływ inhalacji Osbeck EO na myszy CUMS (przewlekły nieprzewidywalny łagodny stres) zwalcza depresję wraz ze zmniejszeniem masy ciała, zainteresowania, ruchu i dyslipidemii. Limonen nie jest metabolizowany w mózgu bezpośrednio po inhalacji. Dogłębne badanie wykazało, że limonen jest znacząco skuteczny jako lek przeciwdepresyjny i wykazuje postęp gojenia w układach neuroendokrynnym, neurotroficznym i monoaminergicznym [17].

Moradi i in. [162] przeprowadzili badanie na pacjentach poddanych koronarografii. Pacjentów podzielono na dwie grupy interwencyjne, po 40 osób w każdej. Pacjenci z grupy testowej wdychali EO z Citrus aurantium przez 15–20 min około 60 min przed zabiegiem. W grupie kontrolnej zamiast EO zastosowano wodę destylowaną. Po inhalacji Citrus aurantium EO zaobserwowano zauważalne reakcje. Istotne oznaki lęku, takie jak tętno, skurczowe ciśnienie krwi (SBP) i rozkurczowe ciśnienie krwi (DBP) uległy znacznemu obniżeniu po interwencji [162]. Li i in. [163] porównali wpływ mieszanki olejków eterycznych (EOM) (mieszanka Citrus sinensis L., Mentha piperita L., Syzygium aromaticum L. i Rosmarinus officinalis L.) z EO z mięty pieprzowej na wyczerpanie fizyczne w dwóch grupach szczurów . Po pływaniu dwie grupy szczurów utrzymywano odpowiednio w środowisku EOM i miętowego EO. Różne parametry ciała badano po trzech kolejnych dniach nebulizacji. Stwierdzono, że poziomy kwasu mlekowego (BLA) i dialdehydu malonowego (MDA) we krwi spadły w obu grupach. W obu grupach zaobserwowano poprawę czasu trwania zmęczenia oraz zwiększoną aktywność dysmutazy ponadtlenkowej (SOD). Zauważalne były wyniki obserwowane w grupie EOM, takie jak wzrost poziomu glukozy we krwi i zmniejszenie azotu mocznikowego we krwi (BUN) i peroksydazy glutationowej (GSH-PX). W badaniu tym ustalono, że zmęczenie wywołane wysiłkiem fizycznym można skutecznie złagodzić poprzez wdychanie EO [163]. Inne badanie przeprowadzono na szwajcarskich samcach myszy w celu zaobserwowania udziału tlenku azotu w neuroprzekaźnictwie, gdy C. sinensis EO był stosowany ze względu na jego działanie przeciwlękowe. Aby przeprowadzić to badanie, myszy umieszczono w środowisku C. sinensis w celu wdychania EO w różnych stężeniach. Tlenek azotu został użyty jako prekursor do obserwacji mediacyjnego zachowania układu nitrergicznego i stwierdzono, że odgrywa on znaczącą rolę w przeciwlękowym działaniu C. sinensis. Olejek eteryczny z bergamotki (BEO), otrzymywany z owoców Citrus bergamia, stosowany jest w aromaterapii jako środek przeciwbólowy, poprawiający zaburzenia snu, zmniejszający stany lękowe. BEO może indukować neuroprzekaźnictwo, co jest związane z jego działaniem przeciwlękowo-relaksacyjnym. Wykazano, że działanie przeciwlękowe jest wynikiem wspólnego działania BEO i 5-hydroksytryptaminy (5-}HT) 1A wraz z zaangażowaniem wielu i złożonych mechanizmów [19].

5.3. Warunki chorobowe

5.3.1. Zapalenie neurogenne

Zapalenie neurogenne to zapalenie neuronów spowodowane uwalnianiem mediatorów prozapalnych, mianowicie substancji P, peptydu związanego z genem kalcytoniny (CGRP), neurokininy A (NKA) i endoteliny -3 (ET{3}}) . Uwalnianie mediatorów prozapalnych w neuronach jest stymulowane przez aktywację kanałów jonowych (przejściowy kanał jonowy potencjalnego receptora -1 lub TRPA-1) w odpowiedzi na szkodliwe/nieprzyjemne bodźce środowiskowe. Ostre zapalenie neurogenne jest spowodowane aktywacją kanałów TRPA{7}} indukowaną przez LPS. Po uwolnieniu neuropeptydów powodujących zapalenie następuje uwolnienie histaminy z komórek tucznych obecnych w pobliżu dotkniętych neuronów. Ten ostatni stymuluje uwalnianie substancji P i peptydu związanego z genem kalcytoniny, ustanawiając w ten sposób dwukierunkowe powiązanie między histaminą a neuropeptydem w przyczynie zapalenia neurogennego. Około 25 procent przypadków migreny prowadzi do przejściowej dysfunkcji ośrodkowego układu nerwowego związanej z zaburzeniami pola widzenia, nadwrażliwością na światło/dźwięk, nudnościami i/lub wymiotami [164]. Terpeny i pochodne terpenów badano pod kątem bioaktywności przeciwzapalnej. Pod tym względem limonen, -pinen, -kariofilen i -myrcen były najbardziej preferowane w przypadkach migreny [165]. Stwierdzono, że alfa-pinen (-pinen) obecny w cytrusowych EO zmniejsza jądro NF-κB/p65 stymulowanych LPS komórek THP -1 i zwiększa cytoplazmatyczne stężenie białka Iκ-B. Alfa-pinen (-pinen) również znacząco obniża poziom IL-6, TNF- i NO, jak również indukowaną przez LPS ekspresję iNOS i Cox{28}}. Badanie in vitro aktywności d-limonenu wykazało wzrost stosunku IL-10/IL-2, co w konsekwencji zwiększa poziom IL-10. Ta ostatnia jest czynnikiem hamującym syntezę cytokin i hamuje wytwarzanie cytokin prozapalnych Th1 (IL-2) [166]. Ponadto zaobserwowano, że epoksyd d-limonenu zapobiega uwalnianiu mediatorów stanu zapalnego, hamuje przepuszczalność naczyń, zmniejsza migrację neutrofili i wykazuje systematyczne i obwodowe działanie przeciwbólowe w stosunku do układu opioidowego mózgu (związane z regulacją bólu, nagrody i zachowań uzależniających) [167]. Patofizjologiczny mechanizm migreny indukowanej przez 5-HT i neuroprotekcyjne mechanizmy -pinenu w migrenie przedstawiono odpowiednio na Rycinach 10 i 11.

Rycina 10. Patofizjologiczny mechanizm migreny wywołanej przez 5-HT. (1) Agregacja płytek wyzwala uwalnianie 5-HT i ADP w osoczu krwi.(2) Higevel osocza 5-HI powoduje odwracalne zwężenie naczyń, po którym następuje konwersja5-HI do jego metabolitu { {7}}HAA. Ten ostatni jest wydalany z moczem. (3) Niski poziom osocza 5-H1 stymuluje neurony okołonaczyniowe do uwalniania neuropeptydów NO,PC. SP NKA, CCR powodujący rozszerzenie naczyń żylnych mózgu. Później prowadzi do objawów migreny.

Rycina 11. Mechanizmy neuroprotekcyjne a-pinenu w migrenie (168. A-pinen może zmniejszać zapalenie makrofagów wywołane przez LPS. a-pinen może blokować fosforylację MAPK (makrofagi ERK/INKin i zmniejszać poziom aktywnego (rozpuszczalnego IKK). Może to zapobiegać degradacji kompleksu NF-kB/IkB, a-pinen może również utrudniać fosforylację NF-kB i tworzenie kompleksu P65/p50/NF-kB, który prowadzi do jego translokacji jądrowej i indukcji genów zapalnych do generowania cytokiny Skróty: TNF-a (czynnik martwicy nowotworów alfa), IL-1B (interleukina-1B)IL-6 (interleukina), Cox-2 (cyklooksygenaza{ {17}}), Inos (indukowalna syntaza tlenku azotu).

Zapalenie neurogenne dodatkowo powoduje warunki patogenezy kilku innych chorób neurogennych, mianowicie stwardnienia rozsianego, migreny, łuszczycy, astmy, naczynioruchowego nieżytu nosa i tak dalej. W migrenie następuje stymulacja nerwu trójdzielnego, który uwalnia neuropeptydy, takie jak substancja P, tlenek azotu, 5-HT, wazoaktywny polipeptyd jelitowy neurokinina A i CGRP, co ostatecznie prowadzi do „sterylnego zapalenia neurogennego”. Uwalnianie substancji P stymuluje wytwarzanie kilku innych cytokin prozapalnych, a mianowicie interleukin (IL-1, IL-6) i TNF-alfa (INF-a). Migrena charakteryzuje się silnym bólem głowy, któremu towarzyszą nudności, wymioty i nadwrażliwość na światło, które mogą utrzymywać się do 72 godzin lub dłużej. Fazy ​​migreny można podzielić na cztery etapy, a mianowicie (a) prodrom: ten etap trwa od kilku godzin do kilku dni i charakteryzuje się drażliwością, depresją, ziewaniem, nudnościami, zmęczeniem, sztywnością mięśni, trudnościami w oddychaniu. koncentracja i sen; (b) aura: utrzymuje się od 5 do 60 minut i charakteryzuje się zaburzeniami widzenia, chwilową utratą wzroku, drętwieniem dłoni i stóp oraz uczuciem mrowienia w ciele! (c) ból głowy; utrzymuje się od 4 do 72 godzin i charakteryzuje się pulsującym bólem, wrażliwością na światło, hałas, zapachy, nudnościami, wymiotami, zawrotami głowy, bezsennością, bólem szyi i ciała oraz sztywnością i pieczeniem; oraz (d) postdrome: charakteryzuje się niezdolnością do koncentracji, zmęczeniem i brakiem zrozumienia.

5.3.2. Demencja, choroba Alzheimera (AD) i choroba Parkinsona (PD)

Choroba Alzheimera jest chorobą neurodegeneracyjną związaną z wiekiem, charakteryzującą się stopniową utratą pamięci i demencją. Pokazuje również dysfunkcje poznawcze i burzliwe wzorce zachowań. Na poziomie fizyko-chemicznym rozpoznaje się ją na podstawie niedoboru neuroprzekaźnictwa cholinergicznego w nerwach czaszkowych (mózgowych), dysfunkcji poznawczych, turbulencji behawioralnych, stopniowej utraty pamięci, nagromadzenia płytek amyloidowych (amyloid-, A) i splątków neurofibrylarnych (NFT) w określonych obszarów mózgu, zmniejszoną zawartość glutationu (GSH) w hipokampie, dysfunkcję mitochondriów w komórkach oraz nadmierną produkcję wolnych rodników prowadzącą do stresu oksydacyjnego [169]. Enzym cholinoesteraza (ChEs) hydrolizuje acetylocholinę (Ach) do choliny i octanu, a stężenie cząsteczek neuroprzekaźnika Ach w mózgu spada, powodując zakończenie neuroprzekaźnictwa. Acetylocholina bierze udział w kluczowej funkcji uczenia się i zapamiętywania. Ponadto monoaminy, a mianowicie dopamina i serotonina (5HT), uwalniane w mózgu, są również przypisywane uczeniu się i zapamiętywaniu. Spadek ilości dopaminy w mózgu, aw konsekwencji funkcjonalna degradacja receptorów dopaminy została zidentyfikowana jako jedna z częstych przyczyn choroby Parkinsona i Alzheimera [170]. W leczeniu objawowym AD, w celu opracowania leków przeciw AD rozważa się zastosowanie inhibitorów enzymów acetylocholinoesterazy (AChE) i butyrylocholinoesterazy (BChE) odpowiedzialnych za degradację niezbędnego neuroprzekaźnika acetylocholiny (ACh). Inhibitory cholinoesterazy odwracalnie wiążą się z miejscami aktywnymi enzymów acetylocholinoesterazy (AChE)/butyrylocholinoesterazy (BChE). W rezultacie hamowana jest hydrolityczna degradacja cząsteczek neuroprzekaźnika ACh do choliny i octanu. W konsekwencji stężenie ACh wzrasta w szczelinach synaptycznych neuronów cholinergicznych w korze mózgowej hipokampa i niektórych częściach nowego prążkowia. Inne neurodegeneracyjne stany patologiczne u pacjentów cierpiących na AD obejmują wzrost aktywności monoaminooksydazy (MAO) i utlenianie lipidów indukowane przez jony Fe2plus. Wzrost MAO dezaktywuje aminy neuroaktywne, takie jak serotonina, dopamina i norepinefryna, oraz zwiększa produkcję wolnych rodników (RFT) w mózgu pacjenta [171]. Jony Fe2 plus mają zdolność przekraczania bariery krew-mózg, która indukuje utlenianie lipidów poprzez reakcję Fentona. Prowadzi to do obfitości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w tkankach mózgowych i powoduje podatność na ataki wolnych rodników. Ten ostatni powoduje powstawanie rodników, np. MDA, który bierze udział w neurodegeneracji. Jako środek zaradczy, jeśli mechanizm antyoksydacyjny zatrzymuje lub hamuje produkty peroksydacji lipidów (MDA), możliwe jest zmniejszenie stężenia wolnych jonów Fe2plus w cytosolu. W konsekwencji obniża się poziom stresu oksydacyjnego zarówno w mózgu, jak iw całym organizmie [172–177].

Większość leków stosowanych w leczeniu AD jest syntetyzowana chemicznie i zaobserwowano, że powodują działania niepożądane, np. nudności lub wymioty, hepatotoksyczność, niestrawność, bóle mięśni, zawroty głowy, anoreksję i tak dalej. Zaobserwowano, że EO wchodzą w interakcje z szeregiem szlaków neuroprzekaźników, mianowicie noradrenergicznym (związanym z norepinefryną), 5-HTergicznym (związanym z serotoniną), GABAergicznym (związanym z kwasem -aminomasłowym), DAergicznym lub dopaminergicznym (związanym z dopaminą) itp. Ponadto określone związki obecne w EO uczestniczą w określonych mechanizmach działania, np. benzoesan benzylu aktywuje 5- szlaki energetyczne i dopaminergiczne, aw konsekwencji wywiera działanie przeciwlękowe i przeciwdepresyjne [178]. Linalool i -pinen wchodzą w interakcję ze szlakiem GABAergicznym, dając podobne efekty. W tym kierunku stwierdzono również, że inne składniki EO, a mianowicie alkohol limonen benzylowy, mają działanie przeciwlękowe i przeciwdepresyjne. EO mogą hamować enzymy związane z hydrolizą neuroprzekaźników, takich jak oksydaza monoaminowa (MAO). Ponadto EO mają właściwości przeciwutleniające i mogą przenikać przez barierę krew-mózg. W tym kierunku Ademosun i in. przeprowadzili testy hamowania AChE i BChE, MAO i peroksydacji lipidów [173]. Patofizjologiczne cele w stanach chorobowych demencji, choroby Alzheimera i Parkinsona podsumowano na rycinie 12. Mechanizm działania cytrusowych EO polegający na hamowaniu acetylocholinoesterazy (AChE), zwiększając w ten sposób poziom i czas trwania acetylocholiny w mózgu oraz wspomagając funkcje poznawcze (uczenie się i pamięci) pokazano na rycinie 13. Syntezę różnych cząsteczek neuroprzekaźników w mózgu, mianowicie GABA, dopaminy i serotoniny, oraz mechanizm neuroprzekaźnictwa przedstawiono na rycinie 14. Szlaki neuroprzekaźnictwa w GABAergicznym, DAergicznym (dopaminergicznym), i 5- neurony HTergiczne (serotoninergiczne) i cytrusowe składniki EO, które aktywują przekaźnictwo nerwowe i wykazują działanie antyproliferacyjne na wzrost ludzkich komórek nerwiaka niedojrzałego, pokazano na rycinie 15.

Rysunek 13. Mechanizm działania cytrusowych EO w celu hamowania acetylocholinoesterazy (AChE), zwiększając w ten sposób poziom i czas trwania acetylocholiny w mózgu oraz pomagając w uczeniu się poznawczym i zapamiętywaniu) Abbreviao; ACh-acetylocholina: AChE-acetylocholinoesteraza: nACh-nikotynowe receptory acetylocholinyEOsSkładniki olejku eterycznego z cytrusów.

Rysunek 14. Syntezy cząsteczek neuroprzekaźników, mianowicie GABA (kwasu Y-aminomasłowego), dopaminy i serotoniny, zwanych także 5-}HI) oraz mechanizm neuroprzekaźnictwa.AADC znany również jako DDC. Skróty; GAD (dekarboksylaza glutaminianowa), hydroksylaza tyrozynowa TH, dekarboksylaza aminokwasów aromatycznych AADC), DDC (dekarboksylaza DOPA), TPH2 (hydroksylaza tryptofanowa 2).

Zaobserwowano, że EO hamuje AChE, BChE i MAO w sposób zależny od dawki. Jednak EO ekstrahowane ze skórek wykazywały znacznie większe hamowanie AChE w porównaniu z EO ekstrahowanymi z nasion. Z drugiej strony EO z nasion wykazywały większe hamowanie aktywności MAO w porównaniu z EO ze skórki. Ponadto EO wykazywały również zmniejszający się wpływ na produkcję dialdehydu malonowego (MDA), który jest obecny w homogenatach mózgowych. Aktywność MAO jest kluczowym wyznacznikiem dezaktywacji głównych neuroprzekaźników, takich jak serotonina i dopamina w komórkach mózgowych. Wpływa to na ogólne zachowanie i nastrój pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera. Zhou i in. [179] przeprowadzili test biernego unikania (PA) i test przyzwyczajenia w polu otwartym (OFT) z wykorzystaniem cytrynowych składników EO, mianowicie s-limonenu i jego pochodnych - alkoholu perililowego, w celu zbadania wpływu EO na pamięć u szczurów. Szczury karmiono s-limonenem (100 mg/kg), alkoholem s-peryllowym (50 mg/kg) w diecie oraz skopolaminą (1 mg/kg) wstrzykiwaną podskórnie 30 min przed testem treningowym [179]. Cytrynowe składniki EO wykazały silną zdolność do poprawy uczenia się i pamięci osłabionej przez skopolaminę u szczurów. Doniesiono, że BEO wykazuje działanie antyproliferacyjne w zakresie hamowania przeżycia i proliferacji komórek nerwiaka niedojrzałego SH-SY5Y poprzez aktywację wielu szlaków prowadzących do martwicy i apoptotycznej śmierci komórek [69,180,181]. Podsumowanie badań nad zastosowaniem cytrusowych olejków eterycznych w aromaterapii przedstawiono w tabeli 1.

6. Podsumowanie

Cytrusowe olejki eteryczne są ekonomiczną, ekologiczną i naturalną alternatywą dla syntetycznych związków stosowanych w aromaterapii. TE na bazie owoców cytrusowych pozyskiwane są głównie z liści, kwiatostanów i skórek młodych i dojrzałych owoców, co pośrednio kładzie nacisk na gospodarowanie odpadami w celu ochrony środowiska przed zanieczyszczeniem i zapobiegania zanieczyszczeniu wód podziemnych. Cytrusowe olejki eteryczne ze skórek odpadów stosowane w aromaterapii pomagają w łagodzeniu stresu i zaburzeń / chorób związanych ze stresem. Główne składniki obecne w cytrusowych EO i ich działanie terapeutyczne w aromaterapii zostały podsumowane obrazkowo, jak poniżej (ryc. 16).

Ryc. 16. Efekty terapeutyczne głównego składnika olejku eterycznego z cytrusów [202,208–211]

Materiały dodatkowe: Poniższe informacje uzupełniające można pobrać pod adresem, Rysunek S1: Zrównoważony klimat i roczna produkcja owoców cytrusowych w różnych regionach geograficznych na całym świecie; Rysunek S2: Segmentacja rynku cytrusowych olejków eterycznych; Rysunek S3: (a) Światowy rynek olejków cytrusowych według zastosowań do roku 2018, (b) Prognoza wartości rynku olejków cytrusowych (Rynek olejków cytrusowych według rodzaju produktu, 2022); Rysunek S4: Struktury molekularne lotnych i nielotnych składników obecnych w TE cytrusowych; Rysunek S5: Skład TE w różnych odmianach cytrusów; Tabela S1: Metody/Techniki ekstrakcji olejków eterycznych z cytrusów; Tabela S2: Metody/techniki charakteryzacji/uwierzytelniania olejków eterycznych z owoców cytrusowych. Piśmiennictwo [3,4,14,21,22,24,25,34–37,42,170,212–219] jest cytowane w materiałach uzupełniających.

Wkład autora: PA: konceptualizacja, napisanie pierwotnej wersji roboczej; ZS: projektowanie schematów ideowych i tworzenie rysunków; MK: konceptualizacja, napisanie oryginalnego szkicu; AD: pisanie oryginalnego szkicu; AS: pisanie – recenzowanie i redagowanie; KKS: mapy i treść graficzna; MS: pisanie — recenzowanie; NM: gromadzenie treści, rekonstrukcja tekstu i rycin oraz redakcja; AKM: recenzowanie i redagowanie oraz zasoby; K.-HB: recenzowanie, redagowanie i nadzór. Wszyscy autorzy przeczytali i zgodzili się na opublikowaną wersję manuskryptu. Finansowanie: Badanie zostało sfinansowane przez Administrację ds. Rozwoju Obszarów Wiejskich Republiki Korei, numer grantu PJ0157260.

Podziękowania: Ta praca była wspierana przez Cooperative Research Program for Agriculture Science and Technology Development (projekt nr PJ015726), Republika Korei. Konflikty interesów: Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Bibliografia

1. Zayed, A.; Badawy, MT; Farag, MA Waloryzacja i optymalizacja ekstrakcji nasion cytrusów do zastosowań w żywności i żywności funkcjonalnej. Chemia spożywcza. 2021, 355, 129609. [CrossRef] [PubMed]

2. Fisher, K.; Phillips, C. Potencjalne przeciwdrobnoustrojowe zastosowania olejków eterycznych w żywności: czy cytrusy są odpowiedzią? Trendy Nauka o jedzeniu. Techno. 2008, 19, 156–164. [Odnośnik]

3. Mahato, N.; Sharma, K.; Koteswararao, R.; Sinha, M.; Baral, ostry dyżur; Cho, MH Cytrusowe olejki eteryczne: Ekstrakcja, uwierzytelnianie i zastosowanie w konserwacji żywności. Krytyk. Wielebny Nauka o Żywności. Nutr. 2019, 59, 611–625. [CrossRef] [PubMed]

4. Mahato, N.; Sinha, M.; Sharma, K.; Koteswararao, R.; Cho, MH Nowoczesne techniki ekstrakcji i oczyszczania do otrzymywania wysokiej czystości związków bioaktywnych o jakości spożywczej i produktów ubocznych o wartości dodanej z odpadów cytrusowych. Jedzenie 2019, 8, 523. [CrossRef] [PubMed]

5. Ferhat, mgr; Boukhatem, Minnesota; Hazzit, M.; Meklati, BY; Chemat, F. Tłoczenie na zimno, hydrodestylacja i sucha destylacja mikrofalowa olejku eterycznego z cytrusów z Algierii: badanie porównawcze. Elektron. J. Biol. S 2016, 1, 30–41.

6. Boughendjioua, H.; Boughendjioua, Z. Skład chemiczny i aktywność biologiczna olejku eterycznego z mandarynki (Citrus reticulata) uprawianej w Algierii. Int. J. Pharm. nauka Ks. Rez. 2017, 44, 179–184.

7. Farrar, AJ; Farrar, FC Aromaterapia kliniczna. pielęgniarki. Clin. N. Am. 2020, 55, 489–504. [Odnośnik]

8. Goepfert, M.; Liebl, P.; Herth, N.; Ciarlo, G.; Buentzel, J.; Huebner, J. Terapia olejkiem aromatycznym w opiece paliatywnej: badanie pilotażowe z parametrami fizjologicznymi u pacjentów świadomych i nieprzytomnych. J. Rak Res. Clin. onkol. 2017, 143, 2123–2129. [Odnośnik]

9. Fernández, LF; Palomino, OM; Frutos, G. Skuteczność olejku eterycznego Rosmarinus Officinalis jako środka przeciwnadciśnieniowego u pacjentów z pierwotnym niedociśnieniem i jego wpływ na jakość życia związaną ze zdrowiem. J. Etnofarmakol. 2014, 151, 509–516. [Odnośnik]

10. Choi, Sycylia; Kang, P.; Lee, HS; Seol, GH Skutki wdychania olejku eterycznego Citrus aurantium L. var. Amara o objawach menopauzy, stresie i estrogenach u kobiet po menopauzie: randomizowana, kontrolowana próba. Ewid. Na podstawie. Komplement. Alternat. Med. 2014, 2014, 796518. [Odsyłacz]

11. Doweidar, H.; El-Damrawi, G.; El-Stohy, S. Budowa i właściwości szkieł CdO–B2O3 i CdO–MnO–B2O3; Kryteria uzyskiwania frakcji czterech skoordynowanych atomów boru z widm w podczerwieni. fizyka B Kondensy. Sprawa 2017, 525, 137–143. [Odnośnik]

12. Jimbo, D.; Kimura, Y.; Taniguchi, M.; Inoue, M.; Urakami, K. Wpływ aromaterapii na pacjentów z chorobą Alzheimera. Psychogeriatria 2009, 9, 173–179. [Odnośnik]

13. Matsubara, E.; Tsunetsugu, Y.; Ohira, T.; Sugiyama, M. Olejek eteryczny z drzewa cedru japońskiego (Cryptomeria japonica) zwiększa poziom siarczanu dehydroepiandrosteronu w ślinie po monotonnej pracy. Int. J. Środowisko. Rez. Zdrowie publiczne 2017, 14, 97. [Odsyłacz]

14. Dosoky, NS; Setzer, WN Aktywność biologiczna i bezpieczeństwo cytrusów spp. Olejki eteryczne. Int. J. Mol. nauka 2018, 19, 1966. [Odsyłacz]

15. Lin, X.; Cao, S.; Słońce, J.; Lu, D.; Zhong, B.; Chun, J. Skład chemiczny oraz działanie przeciwbakteryjne i przeciwutleniające czterech rodzajów olejków eterycznych z owoców cytrusowych. Cząsteczki 2021, 26, 3412. [Odsyłacz]

16. Badalamenti, N.; Bruno, M.; Schicchi R.; Geraci, A.; Leporini, M.; Gervasi, L.; Tundis, R.; Loizzo, MR Skład chemiczny i aktywność przeciwutleniająca olejków eterycznych i ich kombinacji, otrzymanych z produktu ubocznego flflavedo siedmiu odmian Sicilian Citrus aurantium L. Molecules 2022, 27, 1580. [CrossRef]

Zapytaj o więcej:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950