Olejki eteryczne jako potencjalny środek neuroprotekcyjny w chorobach neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem Część 1

Proszę o kontaktoscar.xiao@wecistanche.compo więcej informacji

Abstrakcyjny:Pomimo poprawy średniej długości życia, choroby neurodegeneracyjne stały się prawdopodobnie najbardziej przerażającą chorobą osób starszych. Potencjał neuroprotekcyjny i przeciwstarzeniowy olejków eterycznych (EO) jest szeroko oceniany na całym świecie. Celem tego przeglądu jest analiza skuteczności EO jako środków neuroprotekcyjnych wśród czterech powszechnych chorób neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem. Literatura została pobrana z trzech baz danych (PubMed, Web of Science i Google Scholar) w latach 2010-2020 przy użyciu terminów „olejek eteryczny” w nagłówku medycznym, skrzyżowanych z „choroba Alzheimera (AD)”, „choroba Huntingtona”. (HD)”, „choroba Parkinsona (PD)” lub „stwardnienie zanikowe boczne (ALS)”. Osiemdziesiąt trzy procent (83%) badań koncentrowało się na AD, a kolejne 12% na chP. Nie zarejestrowano żadnego klasyfikowalnego badania na HD lub ALS. EO z Salvia officinalis został odnotowany jako jeden z najskuteczniejszych inhibitorów acetylocholinesterazy i butyrylocholinesterazy. Jednak tylko Cinnamomum sp. został oceniony pod kątem jego skuteczności zarówno w AD, jak i PD. Nasz przegląd dostarczył użytecznych dowodów na temat EO jako potencjalnych środków neuroprotekcyjnych w chorobach neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

Słowa kluczowe:olejki eteryczne; neurodegeneracyjny;Choroba Alzheimera; Choroba Huntingtona;Choroba Parkinsona; stwardnienie zanikowe boczne;in vitro;in vivo

1. Wstęp

Rośliny aromatyczne składają się z szerokiej i zróżnicowanej gamy związków organicznych o istotnych funkcjach ekologicznych i fizjologicznych. Jednym z najważniejszych składników syntetyzowanych przez rośliny aromatyczne są olejki eteryczne (EO) wraz z ich wtórnymi metabolitami i związkami fenolowymi]l. EO można ekstrahować i uzyskiwać z różnych części roślin, takich jak kwiat, kora, liść, korzeń lub skórka [2-4]. Zasadniczo głównymi składnikami EO są monoterpeny i seskwiterpeny. Związki fenolowe powstają w wyniku syntezy biochemicznej i składają się z chemicznie niejednorodnej grupy. Do uznanych związków fenolowych należą kwasy fenolowe, proste fenole, kumaryny, flawonoidy, stylbeny, lignany, ligniny, a także garbniki hydrolizowalne i skondensowane [5,6]. EO są lotne i mogą odgrywać rolę w poprawie funkcji poznawczych poprzez szlaki węchowe [7]. EO są dobrze znane z różnych korzyści, które obejmują działanie przeciwwirusowe, przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze, poprawiające pamięć, lecznicze, konserwujące żywność, konserwujące kosmetyki, aromaterapię i wiele innych zastosowań. Na przykład, EO pozyskiwany z Salvia sp., który jest jednym z najpowszechniejszych gatunków roślin leczniczych, został zgłoszony ze względu na jego godne uwagi lekarstwo na kaszel, zapalenie oskrzeli, opryszczkę, rany pleśniawki, a także w zaburzeniach koncentracji. EO tego gatunku jest również stosowany w przemyśle spożywczym i kosmetycznym, do szeregu produktów perfumeryjnych [8].

Ośrodkowy układ nerwowy mózgu (OUN) składa się z różnorodnych neuronów odpowiedzialnych za organizację komórek neuronalnych i nieneuronalnych, a także za obsługę różnych funkcji motorycznych, czuciowych, regulacyjnych, behawioralnych i poznawczych. Komórki neuronalne są zróżnicowane pod względem morfologii i funkcji, co sugeruje, że każdy typ neuronu może wskazywać na swój własny profil genomowy, pomimo posiadania identycznych kodów genetycznych.cistanche beneficiosW obrębie OUN zauważono, że określone regiony wykazują różną podatność na starzenie się i różne związane z wiekiem choroby neurodegeneracyjne [9].

Zaburzenia neurodegeneracyjne często charakteryzują się silnymi dowodami stresu oksydacyjnego w ich patogenezie, jako konsekwencja nieuregulowanej syntezy reaktywnych form tlenu (ROS) [10]. Jednym z czynników przyczyniających się do deregulacji są obserwowane rozbieżności w prooksydacyjnych i antyoksydacyjnych mechanizmach komórkowych, powiązane z dysfunkcją mitochondriów, peroksydacją lipidów, procesami neurozapalnymi oraz endogennym metabolizmem dopaminy [10,11]. Wielu badaczy poszukiwało cząsteczek, które aktywują ścieżki blokujące lub minimalizują działanie ROS [12,]13]. W celu przezwyciężenia ograniczeń obecnych środków terapeutycznych dostępnych w przypadku zaburzeń neurodegeneracyjnych, podejmowane są szeroko zakrojone badania w celu zbadania i zidentyfikowania dostępności innych możliwych leków naturalnych, które są równie skuteczne i nie wywołują żadnych skutków ubocznych. Jako takie, naturalne składniki złożone z różnych polifenolowych fitochemikaliów uzyskały w tym celu godne uwagi informacje [14]

Cistanche może przeciwdziałać starzeniu

Zaburzenia neurodegeneracyjne są obecnie nieuleczalne, a dostępne terapie kontrolują jedynie objawy lub przedłużają rozwój choroby. Zaproponowano EO jako podstawową strategię zapobiegania i leczenia zaburzeń przeciwstarzeniowych i neurodegeneracyjnych [15]. W wielu badaniach stwierdzono, że różne EO i ich składniki mogą wykazywać działanie neuroprotekcyjne[16,17].Cinnamomum sp.[18,19],Salvia sp. [20,21]Polygonum sp. [22], Lavandula sp. [23,24], Citrus sp.[25], Artemisia sp.[26,27] i Zin-giber sp. [28] należą do najczęściej badanych gatunków pod kątem oceny skuteczności EO i ich odpowiednich składników w chorobach neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem. Cztery najczęściej badane choroby neurodegeneracyjne związane z wiekiem to choroba Alzheimera (AD), choroba Parkinsona (PD), choroba Huntingtona (HD) i stwardnienie zanikowe boczne (ALS).

AD jest najczęstszą przyczyną otępienia u osób starszych i jest klasyfikowana jako wolno postępujące zaburzenie neurodegeneracyjne. Najwyższe wskaźniki chorobowości odnotowano w Ameryce Północnej i Europie Zachodniej, a następnie w Ameryce Łacińskiej, Chinach i na zachodnim Pacyfiku. Ogólnie podkreśla się, że dużą liczbę przypadków AD obserwuje się wśród osób starszych w wieku powyżej 75 lat, jednak AD wczesny początek może również rozwinąć się już w wieku 30-60 lat [29,30]. Kosztem bezpośrednim związanym z diagnozą AD jest leczenie lub świadczenia socjalne, w przypadku których potrzebny jest opiekun, natomiast utrata dochodów pacjenta lub członków rodziny określana jest jako koszt pośredni [31].

Istnieje kilka profili AD, które obejmują deficyty pamięci epizodycznej, języka, wiedzy semantycznej, zdolności wzrokowo-przestrzennych, funkcji wykonawczych w zakresie planowania i organizacji oraz apraksji [32]. Oprócz utraty neuronów, blaszki amyloidowe i sploty neurofibrylarne są powiązane z obecnością reaktywnych astrocytów i aktywowanych komórek mikrogleju[33-35]. A jest najszerzej badanym składnikiem patogenezy AD, gdzie może indukować toksyczność neuronalną i aktywować mikroglej prowadzący do pośredniego uszkodzenia neuronów [36]. Wiadomo, że rozszczepienie proteolityczne z białka prekursorowego amyloidu (APP) z powierzchni komórek typu I prowadzi do powstania kilku form A [37,38]. Patogeniczne hipotezy dotyczące toksyczności synaptycznej i neuronalnej w chorobie Alzheimera przedstawiono na rycinie 1.

Istotną zmianą, która koreluje ze związaną z wiekiem utratą komórek dopaminergicznych istoty czarnej (SN) jest utrata unerwienia dopaminergicznego neostriatum. Przekonujące badania wykazały, że udział oksydazy monoaminowej (MAO) w AD i chorobach neurodegeneracyjnych jest ważnym czynnikiem w wielu głównych szlakach patofizjologicznych [40,41]. Sugerowano, że MAO-B jako biomarker, a jego aktywowana forma prowadzi do dysfunkcji poznawczych, zabija neurony cholinergiczne, indukuje zaburzenia cholinergiczne i przyczynia się do rozwoju blaszek amyloidowych. Badania biologii molekularnej wykazały krytyczną rolę pokolenia A poprzez modulację przetwarzania APP przez MAO[42-45]. Mechanizm generowania A poprzez modulację przetwarzania APP przez aktywowany MAO przedstawiono na rysunku 2.

PD jest drugim co do częstości występowania stanem po AD, a także rozwija się powoli w czasie [47]. można zidentyfikować i scharakteryzować klinicznie poprzez upośledzenie ruchowe, które obejmuje spowolnienie ruchowe, sztywność, drżenie spoczynkowe i niestabilność postawy [48]. Przypadki PD można podzielić na sporadyczne (SPD) i rodzinne (FPD), z których ta ostatnia stanowi około 20-25 procent wszystkich przypadków PD. Wspólną cechą SPD i FPD jest obecność wtrąceń wewnątrzkomórkowych, zwanych ciałkami Lewy'ego [49,50].

-Synukleina( -Syn) została zidentyfikowana jako główny składnik ciał Lewy'ego w sporadycznych i rodzinnych przypadkach i uważa się, że jest głównym graczem w etiologii PD [51]. Warto zauważyć, że badania prowadzone nad PD skupiały się głównie na agregacji białek, neurotoksyczności, zwiększonym stresie oksydacyjnym i dysfunkcji mitochondriów, a także defektach maszynerii degradacji białek [52].

Poza rolą powodowaną przez -Syn, obecność neurotoksyn, w szczególności 6-hydroksydopaminy(6-OHDA) i 1-metylo-4-fenylopirydyny (MPP plus ), jest powszechnie akceptowane jako wywołujące neurotoksyczność u pacjentów z chP. Uważa się, że obie neurotoksyny indukują toksyczność dopaminergiczną poprzez wewnątrz- i zewnątrzkomórkowe utlenianie, tworzenie nadtlenku wodoru i bezpośrednie hamowanie mitochondrialnego łańcucha oddechowego [53].

Następną powszechną chorobą neurodegeneracyjną jest HD; spowodowane przez nawracający rozwój cytozyno-adenino-guaniny (CAG) w genie huntingtyny (HTT) i obejmuje sieć złożonych mechanizmów patogennych. HD to głęboko penetrujący, autosomalny dominujący, postępujący ruch neurodegeneracyjny i zaburzenie neurobehawioralne związane z różnymi objawami motorycznymi, objawami psychologicznymi i zaburzeniami poznawczymi, które postępują wraz z demencją. Znajomość przyczynowych mutacji HD pozwala na wykrycie coraz większej liczby fenotypów i fenokopii HD. Średni wiek początkowy wynosi około 40 lat, z zarejestrowanym zakresem od 2 do 79 lat plus [54-57].

Do postępującego upośledzenia fizycznego HD mogą przyczyniać się różne aspekty ruchowe, takie jak ruchy hiperkinetyczne (dystonia, mioklonie, tiki) i inne objawy motoryczne (bradykinezja, brak koordynacji, zmiany funkcji okulomotorycznych, upośledzenie chodu) wraz z pląsawicą jako najbardziej wyraźnym ruchem mimowolnym. W miarę postępu choroby dystonia staje się bardziej powszechna i zastępuje pląsawicę.

Z drugiej strony jest klasyfikowany jako niejednorodny stan neurodegeneracyjny klinicznie, genetycznie i patologicznie [58-60]. Degeneracja korowych neuronów ruchowych i komórek rogu przedniego rdzenia kręgowego charakteryzuje się ALS, znaną również jako choroba Charcota lub Lou Gehriga. Przyczynia się to, zwykle w ciągu 3-5 lat od diagnozy, do zaniku mięśni, utraty funkcji mięśni i śmierci w wyniku niewydolności oddechowej. Uważa się, że zróżnicowana zmienność kliniczna jest spowodowana różnicami w zaangażowaniu górnych neuronów ruchowych (UMN) i dolnych neuronów ruchowych (LMN), objawach pozaruchowych, wieku zachorowania, przeżyciach i wskaźnikach progresji. Niejednorodność choroby uniemożliwia wytwarzanie biomarkerów, co utrudnia dokładną ocenę leków kandydujących w badaniach klinicznych [59-61]. Różne badania wykazały, że stres oksydacyjny odgrywa główną rolę w patogenezie tej choroby, zidentyfikowanej jako niezwykły typ rodziny, która często wykazuje mutacje genu dysmutazy ponadtlenkowej 1 (SOD1) [62,63].

EO są obecnie powszechnie stosowane, a ich zalety we wszystkich aspektach życia są badane. Atrakcyjność potencjału EO i możliwego mechanizmu działania jest nieustannie podejmowana na całym świecie. W tym przeglądzie skupiamy się i analizujemy skuteczność EO jako środków neuroprotekcyjnych wśród czterech wybranych zaburzeń neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem wymienionych powyżej. Jesteśmy głęboko przekonani, że ten przegląd będzie korzystny dla wielu badaczy i akademików, którzy są bardzo zainteresowani EO i ich szerokimi zastosowaniami.

2. Strategia wyszukiwania materiałów i metod!

Oryginalne artykuły zostały przeszukane w trzech bazach danych (PubMed, Web of Science i Google Scholar) w latach 2010-2020, używając nagłówka medycznego (MeSH)terminy „olejki eteryczne”, skrzyżowane z terminem „choroba Alzheimera”, „choroba Parkinsona”. choroba”, „choroba Huntingtona” lub „stwardnienie zanikowe boczne”. Publikacje z dostępnymi streszczeniami zostały przejrzane i ograniczone do badań opublikowanych w językach angielskim i malajskim. Uwzględniono artykuły dotyczące badań na ludziach i zwierzętach, badań klinicznych oraz leków neurodegeneracyjnych pochodzenia roślinnego. Wykluczono natomiast artykuły przeglądowe i listy do redakcji. Zduplikowane artykuły zostały wyeliminowane.

3. Wyniki

Wszystkie powiązane artykuły zostały wydrukowane w celu dalszej oceny opartej na dowodach w celu zbadania skuteczności EO jako środka neuroprotekcyjnego w chorobach neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem. Po przeprowadzeniu kompleksowego przeglądu piśmiennictwa wybrano artykuły i podzielono je na kilka rodzajów chorób neurodegeneracyjnych (tab. 1). W przeglądzie uwzględniono łącznie 103 artykuły. Znaleziono 86 artykułów na temat AD, na które składały się 53 artykuły dotyczące badań in vitro, 20 artykułów dotyczących badań in vivo, 11 artykułów dotyczących połączenia badań in vitro i in vivo oraz 2 artykuły dotyczące połączenia badań in vitro i ex badania in vivo. Znaleziono trzynaście artykułów na temat PD, na które składały się cztery artykuły dotyczące badań in vitro, sześć artykułów dotyczących badań in vivo, jeden artykuł dotyczący połączenia badań in vitro i in vivo oraz dwa artykuły dotyczące połączenia badań in vivo i ex vivo . Cztery artykuły zostały sklasyfikowane jako połączenie chorób, ponieważ kilka chorób neurodegeneracyjnych zostało wymienionych w artykułach jednocześnie. Niestety, nie zarejestrowano żadnych dających się sklasyfikować badań dotyczących HD i ALS. Oprócz standardowego testu biochemicznego, w niektórych badaniach opisano również skład chemiczny wybranych EO.

Ten artykuł pochodzi z Molecules 2021, 26, 1107. https://doi.org/10.3390/molecules26041107 https://www.mdpi.com/journal/molecules