Ефірні масла як потенційний нейропротекторний засіб при вікових нейродегенеративних захворюваннях Частина 1

Будь ласка, зв'яжітьсяoscar.xiao@wecistanche.comдля отримання додаткової інформації

Абстрактний:Незважаючи на поліпшення тривалості життя, нейродегенеративні стани, мабуть, стали найбільш страшними недугами літніх людей. Нейропротекторні та омолоджуючі потенціали ефірних масел (ЕО) широко оцінюються по всьому світу. Метою цього огляду є аналіз ефективності ЕО як нейропротекторних засобів серед чотирьох поширених вікових нейродегенеративних захворювань. Література була вилучена з трьох баз даних (PubMed, Web of Science та Google Scholar) у період з 2010 по 2020 рік, Використовуючи заголовок медичної теми (MeSH) терміни "ефірна олія", схрещені з"хворобою Альцгеймера (AD)", "хвороба Хантінгтона (HD)", "хвороба Паркінсона (PD)" або "бічний аміотрофічний склероз (БАС)". Вісімдесят три відсотки (83%) досліджень були зосереджені на АД, а ще 12% - на ПД. На HD або ALS не було зафіксовано жодного класифікованого дослідження. ЕО з Salvia officinalis було зафіксовано як один з найбільш ефективних інгібіторів ацетилхолінестерази та бутирилхолінестерази. Однак тільки Cinnamomum sp. був оцінений на предмет його ефективності як в AD, так і в PD. Наш огляд надав корисні докази про ЕО як потенційні нейропротекторні засоби для вікових нейродегенеративних захворювань.

Будь ласка, натисніть тут, щоб дізнатися більше

Ключові слова:ефірні масла; нейродегенеративні;хвороба Альцгеймера; хвороба Хантінгтона;хвороба Паркінсона; бічний аміотрофічний склероз;in vitro;in vivo

1. Вступ

Ароматичні рослини складаються з широкого і різноманітного масиву органічних сполук зі значними еколого-фізіологічними функціями. Одним з найбільш життєво важливих компонентів, синтезованих ароматичними рослинами, є ефірні масла (ЕО), поряд з їх вторинними метаболітами і фенольними сполуками]л. ЕО можна витягти і отримати з різних частин рослин, таких як квітка, кора, лист, корінь або шкірка [2-4]. Як правило, монотерпени і сесквітерпени є основними складовими ЕО. Фенольні сполуки утворюються за допомогою біохімічного синтезу і складаються з хімічно неоднорідної групи. Фенольні кислоти, прості феноли, кумарини, флавоноїди, стілбени, лігнани, лігніни, а також гідролізуються і конденсовані дубильні речовини відносяться до числа усталених фенольних сполук [5,6]. ЕО є нестабільними, і вони можуть відігравати певну роль у когнітивному вдосконаленні за допомогою нюхових шляхів [7]. ЕО добре відомі різними перевагами, які включають їх противірусні, антибактеріальні, протигрибкові засоби, підвищення пам'яті, лікарський засіб, збереження харчових продуктів, косметичний консервант, ароматерапія та багато інших застосувань. Наприклад, EOsourced з Salvia sp., який є одним з найпоширеніших видів лікарських рослин, повідомлялося про його помітний засіб при кашлі, бронхіті, герпесі, ранах молочниці, а також в порушенні концентрації. ЕО цього виду застосовується також в харчовій промисловості і косметичній промисловості, для асортименту парфумерної продукції [8].

Центральна нервова система мозку (ЦНС) складається з різноманітних нейронів, відповідальних за організацію нейрональних і ненейрональних клітин, а також обробку різних рухових, сенсорних, регуляторних, поведінкових і когнітивних функцій. Нейрональні клітини різноманітні за своєю морфологією та функціями, що свідчить про те, що кожен тип нейронів може вказувати на власний геномний профіль, незважаючи на ідентичні генетичні коди.cistanche benefíciosУ межах ЦНС було помічено, що конкретні регіони демонструють різні вразливості до старіння та різні вікові нейродегенеративні захворювання [9].

Нейродегенеративні порушення часто характеризуються вагомими доказами окисного стресу в їх патогенезі, як наслідок нерегульованого синтезу реактивних видів кисню (АФК) [10]. Диспропорція, що спостерігається в проокислюваних і антиоксидантних клітинних механізмах, взаємопов'язаних з мітохондріальною дисфункцією, перекисним окисленням ліпідів, нейрозапальними процесами і ендогенним метаболізмом дофаміну, є одними з факторів, що сприяють дерегуляції [10,11]. Багато дослідників шукали молекули, які активують шляхи блокування або мінімізують вплив АФК [12,]13]. Прагнучи подолати обмеження поточних терапевтичних засобів, доступних для нейродегенеративних розладів, проводяться значні дослідження для вивчення та виявлення доступності інших можливих природних препаратів, які є однаково ефективними та без будь-яких побічних ефектів. Таким чином, природні компоненти, що складаються з різних поліфенольних фітохімічних речовин, отримали помітне розуміння для цієї мети [14]

Цистанче може протидіяти старінню

Нейродегенеративні розлади в даний час невиліковні, а наявні методи терапії лише контролюють симптоми або продовжують ріст захворювання. ЕО були запропоновані як базова стратегія профілактики та лікування омолоджуючих та нейродегенеративних розладів [15]. Багато досліджень повідомили про потенціал різних ЕО та їх компонентів для прояву нейропротекторних ефектів[16,17]. Cinnamomum sp.[18,19],Salvia sp. [20,21]Polygonum sp. [22], Lavandula sp. [23,24], Citrus sp.[25], Artemisia sp.[26,27], і Zin-giber sp. [28] є одними з найбільш широко досліджених видів для оцінки ефективності ЕО та їх відповідних компонентів при вікових нейродегенеративних розладах. Чотирма найбільш часто вивченими віковими нейродегенеративними захворюваннями є хвороба Альцгеймера (АД), хвороба Паркінсона (ПД), Хантінгтон-сисеаза (HD) і бічний аміотрофічний склероз (БАС).

АД є найбільш поширеною причиною деменції у людей похилого віку і класифікується як повільне, але прогресуюче нейродегенеративне порушення. Найвищі показники поширеності реєструються в Північній Америці та Західній Європі, за ними слідують Латинська Америка, Китай та західна частина Тихого океану. В цілому підкреслюється, що велика кількість випадків АД помічена серед людей похилого віку старше 75 років, однак ранній початок АД також може розвинутися вже в 30 до 60 років [29,30]. Пряма вартість, спричинена діагностикою АД, охоплює медичне лікування або соціальні послуги, де потрібен доглядач, тоді як втрата доходу пацієнта або членів сім'ї називається непрямою вартістю [31].

Існує кілька профілів AD, які включають дефіцит епізодичної пам'яті, мови, семантичних знань, візуоспатіальних здібностей, виконавчих функцій з точки зору планування та організації, а також апраксії [32]. Крім втрати нейронів, амілоїдні бляшки і нейрофібрилярні клубки взаємопов'язані з наявністю реактивних астроцитів і активованих мікрогліальних клітин[33-35]. Аβ є найбільш широко вивченим компонентом патогенезу АД, де він може індукувати токсичність нейронів і активізувати мікроглії, що призводять до непрямого пошкодження нейронів [36]. Відомо, що протеолітичне розщеплення від клітинно-поверхневого білка амілоїдного попередника I типу (APP) дає кілька форм Aβ [37,38]. Патогенні гіпотези щодо синаптичної та нейрональної токсичності при хворобі Альцгеймера наведені на рисунку 1.

Істотною зміною, яка корелює з віковою втратою дофамінергічних клітин substantia nigra (SN), є втрата неостріатум дофамінергічної іннервації. Переконливі дослідження показали, що залучення моноаміноксидази (МАО) до АД та нейродегенеративних захворювань є важливим фактором багатьох основних патофізіологічних шляхів [40,41]. МАО-В був запропонований як біомаркер, а його активована форма призводить до когнітивної дисфункції, вбиває холінергічні нейрони, індукує холінергічні розлади і сприяє розвитку амілоїдних бляшок. Дослідження з молекулярної біології продемонстрували критичну роль Аβ-генерації через модуляцію обробки АПП МАО[42-45]. Механізм Аβ-генерації через модуляцію АПП-обробки активованим МАО наведено на рисунку 2.

ПД є другим за поширеністю станом після АД, а також розвивається повільно з плином часу [47]. може бути ідентифікована і клінічно характеризується за допомогою рухових порушень, які включають брадикінезію, ригідність, тремор спокою і постуральну нестабільність[48]. Випадки ПД можна розділити на спорадичні (СДПН) і сімейні (ФПД), остання з яких становить приблизно 20-25% всіх випадків ПД. Загальною відмінною рисою SPD і FPD є наявність внутрішньоклітинних включень, названих тілами Леві [49,50].

α-Синуклеїн(α-Син) був ідентифікований як основний компонент тіл Леві в спорадичних і сімейних випадках і вважається центральним гравцем в етіології ПД [51]. Варто зазначити, що дослідження, проведені на ХП, в основному були зосереджені на агрегації білка, нейротоксичності, підвищеному окислювальному стресі і дисфункції мітохондрій, а також дефектах механізму деградації білка [52].

Окрім ролі, викликаної α-Сином, широко приймається наявність нейротоксинів, зокрема 6-гідроксидопаміну(6-OHDA) та 1-метил-4-фенілпіридинію (MPP+), для індукції нейротоксичності у пацієнтів з ХП. Вважається, що обидва нейротоксини індукують дофамінергічну токсичність внутрішньо- і позаклітинним окисленням, утворенням перекису водню і прямим пригніченням мітохондріального дихального ланцюга [53].

Наступне поширене нейродегенеративне захворювання - HD; викликаний рецидивуючим розвитком цитозин-аденін-гуаніну(CAG) в гені Хантінгтін (HTT) і включає в себе мережу складних патогенних механізмів. HD - це глибоко проникаючий, аутосомно-домінантний, прогресуючий нейродегенеративний рух і нейробехавіальний розлад, пов'язаний з різноманітними руховими ознаками, психологічними симптомами та когнітивною дисфункцією, які прогресують з деменцією. Знання причинно-наслідкової мутації HD дозволяє виявити постійно зростаючу кількість фенотипів і фенокопій HD. Середній початковий вік становить близько 40 років, з зафіксованим діапазоном від 2 до 79+ років [54-57].

Прогресуючому фізичному порушенню HD можуть сприяти різні аспекти руху, такі як гіперкінетичні рухи (дистонія, міоклонус, тики) та інші рухові прояви (брадикінезія, неузгодженість, зміни окуломоторної функції, порушення ходи) разом з хореєю як найбільш виразним мимовільним рухом. У міру прогресування захворювання з плином часу дистонія стає все більш поширеною і замінює хорею.

З іншого боку, класифікується як гетерогенний нейродегенеративний стан клінічно, генетично і патологічно [58-60]. Дегенерація коркових мотонейронів і передніх рогових клітин спинного мозку характеризується БАС, також відомою як хвороба Шарко або Лу Геріга. Це сприяє, як правило, протягом 3-5 років після встановлення діагнозу, атрофії м'язів, втраті м'язової функції та смерті, що виникає в результаті дихальної недостатності. Вважається, що різноманітна клінічна мінливість у зв'язку з відмінностями у залученні верхніх мотонейронів (UMN) та нижніх мотонейронів (ЛМН), позамоторних симптомах, віці початку, виживаності та швидкості прогресування. Неоднорідність захворювання перешкоджає виробництву біомаркерів, що перешкоджає точній оцінці кандидатських препаратів у клінічних випробуваннях [59-61]. Різні дослідження показали, що окислювальний стрес відіграє головну роль у патогенезі цього захворювання, ідентифікований як незвичайний сімейний тип, який часто проявляє мутації генів супероксиддисмутази 1 (СОД1) [62,63].

Зараз ЕО широко використовуються, і досліджуються їх переваги у всіх аспектах життя. Привабливість потенціалу ЕО і можливого механізму дії наважується на постійній основі по всьому світу. У цьому огляді ми зосереджуємось та аналізуємо ефективність ЕО як нейропротекторних засобів серед чотирьох вибраних вікових нейродегенеративних розладів, згаданих вище. Ми твердо віримо, що цей огляд буде корисним для багатьох дослідників та академіків, які мають великий інтерес до ЕО та їх широкого застосування.

2. Стратегія пошуку матеріалів і методів!

Оригінальні статті шукали в трьох базах даних (PubMed, Web of Science і Google Scholar) з 2010 по 2020 рік, використовуючи заголовок медичної тематики (MeSH)терміни «ефірні масла», схрещені з терміном «хвороба Альцгеймера», «хвороба Паркінсона», «хвороба Хантінгтона» або «бічний аміотрофічний склероз». Публікації з наявними тезами рецензувалися і обмежувалися дослідженнями, опублікованими англійською та малайською мовами. Були включені роботи з досліджень на людях і тваринах, клінічних випробувань і пов'язаних з нейродегенеративними препаратами на рослинній основі. Однак оглядові статті і листи до редактора були виключені. Дублікати статей були ліквідовані.

3. Результати

Усі пов'язані статті були роздруковані для подальшої доказової оцінки для вивчення ефективності ЕО як нейропротекторного засобу від вікових нейродегенеративних захворювань. Після проведення всебічного огляду літератури статті були відібрані і розділені на кілька видів нейродегенеративних захворювань (табл. 1). Всього в цей огляд було включено 103 статті. Було знайдено вісімдесят шість статей про н.е., які складалися з 53 статей з досліджень in vitro, 20 статей з досліджень in vivo,11 статей про поєднання досліджень in vitro та in vivo, а також 2 статей про поєднання досліджень in vitro та ex vivo. Було знайдено тринадцять статей про ПД, які складалися з чотирьох статей з досліджень in vitro, шести статей про дослідження in vivo, однієї статті про поєднання досліджень in vitro та in vivo, а також двох статей про поєднання досліджень in vivo та ex vivo. Чотири статті були віднесені до категорії комбінації захворювань, оскільки в статтях було згадано відразу кілька нейродегенеративних захворювань. На жаль, жодного класифікованого дослідження на HD і ALS не було зафіксовано. Крім стандартного біохімічного аналізу, деякі дослідження також повідомляли про хімічний склад обраних ЕО.

Ця стаття витягнута з молекул 2021, 26, 1107. https://doi.org/10.3390/molecules26041107 https://www.mdpi.com/journal/molecules