Cistanche Herban komponenttien toiminta ja teollistumisen tila elintarvike-lääke-homologiakehyksessä

 

Abstrakti

Cistanche Herba, perinteinen kiinalainen lääkeyrtti, joka kirjattiin ensimmäisen kerran Shennongin klassikkoon Materia Medicaan, levitetään pääasiassa Kiinan luoteis-aavikoihin, mukaan lukien Sisä-Mongoliaan, Xinjiangiin ja Ningxiaan. Sen bioaktiivisia aineosia ovat fenyylietanoidiglykosidit, sykliset enolieetteriterpeenit ja niiden glykosidit, lignaanit ja niiden glykosidit, sakkaridit ja muut yhdisteet. Näillä on tonisoiva ja afrodisiaakkivaikutus, hepatosuoja, väsymystä ehkäisevä vaikutus ja laksatiivisia ominaisuuksia, mikä ansaitsee sille lempinimen "Desert Ginseng". Kiinan kasviston mukaan Cistanche-suvun sisällä on viisi lajia. Niistä Cistanche deserticola lisättiin Kiinan vuoden 2023 elintarvike- ja perinteisen kiinalaisen lääketieteen aineluetteloon (elintarvike-lääketiede-homologia), mikä vauhditti sen käyttöä luontaistuotteissa ja TCM-tuotekehityksessä. Tässä artikkelissa esitetään yhteenveto Cistanche Herban biologisen toiminnan ja teollisen kehityksen edistymisestä, ja siinä esitetään yksityiskohtaisesti sen kemiallinen koostumus, farmakologiset vaikutukset, tuotekehityksen tila ja nykyiset haasteet, mikä tarjoaa teoreettisen perustan ja käytännön suunnan tulevalle kehitykselle.

Avainsanat: elintarvike-lääkehomologia; Cistanche Herba; kemiallinen koostumus; fysiologiset vaikutukset; biologinen aktiivisuus; tuotekehityksen tila

 

 

 

 

Tutkimuksen tila

 

1.1 Cistanchen kemialliset aineosat

Cistanche sisältää laajan valikoiman bioaktiivisia yhdisteitä, joilla on merkittävää lääketieteellistä arvoa. Tähän mennessä on eristetty ja tunnistettu yli sata yhdistettä, yleisimmin fenyylietanoidiglykosidit (PhG:t), sykliset enolieetterimonoterpeenit ja niiden glykosidit (iridoidit/sukutyypit), lignaanit ja lignaaniglykosidit sekä sakkaridit. Mukana on myös alkaloideja, haihtuvia öljyjä, aminohappoja, nukleosideja ja orgaanisia happoja.

Taulukko 1: Cistanche Herban edustavien yhdisteiden tyypit ja yleiset rakennekaavat

 

1.1.1 Fenyylietanoliglykosidit (PhG)

PhG:t ovat Cistanchen tärkeimmät aktiiviset ainesosat. Ne ovat fenoliglykosideja, jotka sisältävät tyypillisesti yhden tai useamman sokeriosan ja tunnusomaisia ​​asyyliryhmiä, kuten kofeoyylin ja feruloyylin (katso edustavia rakenteita taulukossa 1). Massaspektrometriaa käyttäen Cistanche deserticolasta tunnistettiin yli 70 PhG:tä, mukaan lukien 14 monoglykosidia, 41 diglykosidia ja 25 triglykosidia; yleisiä edustajia ovat cistanosidi C, verbaskosidi (akteosidi), isoverbaskosidi, ekinakosidi, sistanosidi F ja 2'-asetyylikistanosidi F. Silikageelikromatografia (normaali- ja käänteisfaasi) on tuottanut lisää PhG-yhdisteitä, kuten isokionantosidi, kionantosidilajit poikki ja tubulososidilajit poikki ja tubulososidilajit B:lle. sisällön määritys, UPLC-menetelmät on perustettu. Alle 70 %:n etanoliuutolla, viiden PhGs-ekinakosidin, verbaskosidin, tubulosidi A:n, isoverbaskosidin ja 2′-asetyyliverbaskosidin UPLC-kvantitaatiossa ekinakosidin todettiin olevan runsain, ja sen jälkeen verbaskosidin, jonka osuus on yhteensä noin 1,9 % glykosideista. Useissa erissä ekinakosidi ja verbaskosidi hallitsevat jatkuvasti PhG-profiilia. Cistanche tubulosassa HPLC-profilointi osoitti suhteellisen vakaan PhG-koostumuksen, jossa ekinakosidi, verbaskosidi ja isoverbaskosidi ylittivät 1 %. Cistanche sinensiksessa (Sha Cistanche) UPLC-analyysit tunnistivat cistanosidi F:n ja 2'-asetyylikistanosidi F:n yleisimmiksi PhG:iksi, mikä viittaa niiden käyttökelpoisuuteen kemotaksonomisina markkereina, jotka erottavat C. sinensiksen muistaCistanche-lajit.

 

Kuva 1 Cistanche Herban mekanismi harjoituksen väsymyksen vastustamisessa.

 

 

Kuva 2 Cistanche Herban suojamekanismi suolistossa

1.1.2 Sykliset enolieetteriterpeenit ja niiden glykosidit

Tämä luokka, joka on rakenteellisesti sukua monoterpeeneille (usein esiintyy glykosideina), on laajalle levinnyt kasveissa. Cistanchesta on eristetty 26 tällaista yhdistettä: 4 aglykonia (esim. cistancheoli, cistanche-klorogenolianalogit) ja 22 glykosidia, mukaan lukien geniposidihappo, 6-deoksikatalpoli, 8-epilogaanihappo ja gardenosidi (katso taulukko 1). Käänteinen faasi/hydrofiilinen vuorovaikutus LC-MS/MS-analyysit tunnistivat 6-deoksikatalpolin, 8-epilogaanihapon ja gardenosidin vesiuutteista 20 näytteestä. Viljellystä Cistanche-salsasta (syn. C. salsa sensu lato) ilmoitettiin ensin 8-epilogaanihappoa ja leonuridia. C. sinensiksestä eristettiin geniposidi, leonuridi A, 8-epilogaanihappo ja eukommioliglykosidityyppisten yhdisteiden metyyliesteri. HPLC-määritykset, joissa verrattiin C. deserticolaa, C. tubulosaa ja C. salsaa, osoittivat korkeimman geniposidipitoisuuden vuonnaC. tubulosaeikä yhtään havaittu C. salsassa, mikä tukee geniposidia erottavana markkerina.

 

Cistanche-yrttitee

Napsauta kuvaa saadaksesi lisätietoja listauksesta

 

 

 

1.1.3 Lignaanit ja lignaaniglykosidit

Kaksi lignaania ja 14 lignaaniglykosidia on eristetty, mukaan lukien (+)-pinoresinoli, dehydrodikoniferyylialkoholi-4- -D-glukosidi, (+)-pinoresinolidiglukosidi ja (+)-larisiresinoli-4-O- -D-glukosidi. Viljellystä C. deserticolasta saatiin 11 lignaanityyppistä yhdistettä, kuten orobol A ja Alaskaniglykosidi A. C. tubulosasta eristettiin havuferiini ja sen sukulaiset lignaaniglykosidit. MS on profiloinut yhteensä 16 lignaanityyppistä yhdistettä C. deserticolassa (edustajat taulukossa 1).

1.1.4 Sakkaridit

Sakkarideihin kuuluvat polysakkaridit ja vapaat monosakkaridit. Ionikromatografia integroidulla pulssiamperometrialla tunnisti glukoosin, fruktoosin ja mannoosin vapaiksi sokereiksi vesiuutteista; Cistanche-polysakkaridit koostuvat pääasiassa fukoosista, arabinoosista, ramnoosista, galaktoosista ja glukoosista, ja glukoosia ja fruktoosia on suhteellisen runsaasti. Cistanche lanzhouensis -polysakkarideissa neutraali sokeri oli pääasiassa glukoosia (88,62 %), kun taas galaktoosi oli tärkein hapan sokeri (13,30 %). UV-Vis-analyysit osoittivat korkeampaa liukoisten polysakkaridien pitoisuutta kevään ja syksyn sadonkorjuuissa, huippunsa syksyllä (jopa 13,7 %). C. deserticolan, C. salsan ja C. tubulosan joukosta spektrofotometria osoitti korkeampia polysakkariditasoja C. deserticolassa.

Yrttisäiliön raaka-aineet

Napsauta kuvaa saadaksesi lisätietoja listauksesta

 

 

 

1.1.5 Muut aineosat

Alkaloidi, betaiini, on tunnistettu HPLC-MS:llä. HPLC-ELSD-vertailut eivät löytäneet havaittavaa betaiinia C. tubulosasta, kun taas C. deserticolassa, mikä tukee sen käyttöä erottavana markkerina. Mukana on myös orgaanisia happoja (nikotiini-, meripihka-, ferulihappo), nukleosideja (guanosiini, inosiini, uridiini, adenosiini) ja aminohappoja (mukaan lukien fenyylialaniini).

 

1.2 Fysiologiset toiminnot ja bioaktiivisuudet

 

1.2.1 Liikuntaväsymys

Cistanche lievittää harjoituksen väsymystä moduloimalla aineenvaihduntaa aivoissa, maksassa ja veressä (katso kuva 1). D-galaktoosi-indusoiduissa ikääntymishiirissä Cistanche vähensi seerumin ureatyppeä ja maitohappoa samalla kun lisäsi maksan ja lihaksen glykogeenia. Liikunta- ja univajehiirimalleissa C. tubulosan kokonaisoligosakkaridit paransivat sekä keskus- että ääreisväsymystä mahdollisesti alentamalla hypotalamuksen/kortikaalista serotoniinia ja norepinefriiniä (keski) ja vähentämällä harjoituksen jälkeisiä metaboliitteja (LDH, BUN) (perifeerinen). Kokonaispolyfenolit paransivat myös väsymysmarkkereita nostamalla maksan/lihaksen glykogeenia ja LDH:ta samalla kun hillitsivät laktaatin muodostumista. Kovassa harjoituksessa liiallinen H+, ROS ja laktaatti voivat vahingoittaa maksan ja sydänlihassoluja; C. deserticola lievensi tätä estämällä LDH5:tä ja lisäämällä NOS3:n säätelyä edistämällä glykogeenin esiasteen kuljetusta ja palautumista. Etanoliuutteet vähensivät malondialdehydiä ja lisäsivät SOD:ta ja GSH-Px:ää, parantaen redox-tasapainoa ja suojaamalla sydänlihaksen mitokondrioita; optimaalinen vaikutus havaittiin annoksella 6,01 g/kg rotilla.

Käytännön vaikutukset tuotekehittäjille: useat bioaktiiviset luokat (polysakkaridit, oligosakkaridit, polyfenolit) osoittavat yhtenäisiä väsymystä ehkäiseviä etuja aineenvaihdunta-, antioksidantti- ja typpioksidireittien kautta, jotka tukevat monikomponenttisia formulaatioita ja standardoituja uutteita.

Yrttisistanche Väsymystä ehkäisevä ravintolisä

1.2.2 Osteoporoosin estäminen

Vesiuutteet ja ekinakosidi edistävät T-lymfosyyttien lisääntymistä ja IL-2-ilmentymistä, mikä viittaa OPG/RANK/RANKL-akselin modulointiin osteoblastien lisääntymisen tehostamiseksi. C. deserticola polysakkaridit (CDP) paransivat postmenopausaalista osteoporoosia OVX-hiirillä moduloimalla suoliston mikrobiota–SCFA:t–Th17/Treg-akselia: lisäten Ileibakteerien määrää ja ulosteen SCFA:ita, alensivat Th17/Treg-suhdetta ja nostivat Treg-peräisiä anti-inflammatorisia {{T1}-sytokiineja) lisää osteoblastien toimintaa. Cistanosidi A esti osteoklastien erilaistumista ja luun resorptiota säätelemällä alaspäin TRAP:ia, NFATc1:tä, DC-STAMP:tä ja alavirran proteiineja JNK/MAPK-reitillä.

Tuotekehityshuomautus: sekä immuuni-luun ylikuuluminen että suolen ja luuston akselit ovat validoituja kohteita; Ekinakosidin/verbaskosidin ja polysakkaridien yhteisstandardointi voi tuottaa synergistisiä anti-resorptiota ja pro-osteogeenisia vaikutuksia.

1.2.3 Ruoansulatuskanavan suojaus

Keskeisiä aktiivisia komponentteja ovat sakkaridit ja PhG:t, kuten ekinakosidi, oligosakkaridit, galaktitoli ja polysakkaridit. Cistanche-polysakkaridit tuottavat suoliston mikrobiotassa käymisen jälkeen SCFA:ita ja hyödyllisiä polymeerejä, rikastaen hyödyllisiä taksoneja ja samalla tehostaen ekinakosidin imeytymistä suolistosta. C. deserticolan kokonaisalditolit lievittivät toiminnallista ummetusta hiirillä lisäämällä eksitatiivisia enteerisiä välittäjäaineita, edistämällä liikkuvuutta ja vähentämällä sappihapposynteesiä, mikä heikensi suoliston tulehdusta (katso kuva 2).

Formulaation näkemys: polysakkaridien yhdistäminen PhG:iden kanssa voi parantaa sekä este-/liikkuvuustuloksia että PhG:iden biologista hyötyosuutta tukemalla synbioottisia suunnitelmia.

 

1.2.4 Muu toiminta

Antioksidanttikapasiteetti vaihtelee alkuperän, isäntäkasvin ja polysakkaridikoostumuksen mukaan. In vitro neutraalit polysakkaridit osoittivat vahvempaa antioksidanttiaktiivisuutta kuin happamat ja raakafraktiot. Näytteet, jotka loistivat Atriplex canaa (nelisiipinen suolapensas), osoittivat korkeampaa antioksidanttiaktiivisuutta, mikä antoi tietoa ituplasmasta ja viljelyvalinnoista antioksidantteihin suuntautuneille tuotteille.

Lisääntymisterveys: PhG:t, polysakkaridit ja oligosakkaridit paransivat seksuaalista käyttäytymistä ja biokemiallisia indeksejä lisääntymisvauriomalleissa; PhG:t olivat pääasiallisia ajureita. Munasarjojen ikääntyessä polysakkaridit vähensivät munasarjasoluvaurioita ja lisäsivät alkukantarakkuloiden määrää, mikä parantaa hedelmällisyyttä.

Immuunimodulaatio: vesipitoiset uutteet toimivat polysakkaridiadjuvanttina edistäen dendriittisolujen aktivaatiota ja tasapainotettuja Th1/Th2-vasteita. C. tubulosasta peräisin olevat PhG:t aktivoivat makrofageja säätelemällä iNOS:ia, lisäämällä NO-tuotantoa ja edistämällä TNF- ja IL-6- vapautumista, mikä tehostaa fagosyyttistä aktiivisuutta.

Neuroendokriininen ja hermosuojaus: polyfenoliset PhG:t, mukaan lukien ekinakosidi, verbaskosidi ja isoverbaskosidi, on liitetty endokriiniseen modulaatioon, neurodegeneratiivisiin, kasvaimia ehkäiseviin ja anti-inflammatorisiin vaikutuksiin, joilla on raportoitu hyötyjä oppimisen ja muistin kannalta Alzheimerin malleissa.

 

Vaikutukset maailmanlaajuisiin yrttikehittäjiin

 

Standardointitavoitteet:

 

PhG:t: ekinakosidi, verbaskosidi (isoverbaskosidi), cistanosidi F (ja 2'-asetyylijohdannaiset) kemomarkkereina ja tehokkuus korreloi.

Polysakkaridit: määrittele monosakkaridikoostumus ja molekyylipainoalueet; neutraalit fraktiot voivat edistää antioksidanttiaktiivisuutta.

Erilaistumismerkit: geniposidi (korkea C. tubulosassa; puuttuu C. salsassa); betaiini (esillä C. deserticolassa; ei esiinny C. tubulosassa).

 

Hankinta ja todennus:

 

Lajit: pääasiassa C. deserticola (Kiinan vuoden 2023 elintarvike-lääkehomologialuettelossa), C. tubulosa, C. salsa, C. sinensis, C. lanzhouensis.

Isäntäkasvi ja terroir vaikuttavat merkittävästi aktiivisiin; dokumentoi loisäntä ja alkuperä erän konsistenssin varmistamiseksi.

Käytä UPLC/HPLC:tä ja LC–MS/MS:ää tunnistamiseen ja kvantifiointiin; harkita kemometristä profilointia erien välillä.

 

Muotoilustrategiat:

 

Väsymyksen esto: yhdistä PhG:t + polysakkaridit + polyfenolit; kohdistaa aineenvaihdunta- ja antioksidanttireittejä.

Luun terveys: yhdistä PhG:t (esim. cistanosidi A, ekinakosidi) polysakkarideihin; harkitse mikrobiomia tukevia apuaineita.

GI-motiliteetti/mukavuus: hyödynnä kokonaisalditoleja ja polysakkarideja; suunnittelu SCFA-sukupolville (prebioottinen pariliitos).

Immuunituki: käytä polysakkaridipitoisia vesiuutteita adjuvantteina; seurata Th1/Th2-tasapainoa.

 

Laatu ja turvallisuus:

 

Noudata elintarvike- ja ravintolisämääräyksiä kohdemarkkinoilla (esim. GRAS/NDI Yhdysvalloissa, uuselintarvike EU:ssa, terveysruoka Kiinassa).

Määritä PhG-pitoisuudet (esim. ekinakosidi suurempi tai yhtä suuri kuin X%, verbaskosidi suurempi tai yhtä suuri kuin Y%), polysakkarideja (% ja profiili), jäännösliuottimia, raskasmetalleja, torjunta-aineita ja mikrobirajoituksia.

Harkitse stabiilisuustutkimuksia PhG:ille (herkkyys pH:lle, lämmölle, valolle) ja polysakkarideille (molekyylipainon hajoaminen).

 

Teollistumisen tila ja aukot:

 

Useat uuttotekniikat (ultraääniavusteiset syväeutektiset liuottimet, makrohuokoinen hartsi, Sephadex LH-20) mahdollistavat PhG:iden ja polysakkaridien skaalautuvan eristämisen.

Terveyselintarvikkeet ja TCM-tuotteet laajenevat; Standardoidut, monimerkkiset laadunvalvontatutkimukset ja kliinisesti suuntautuneet tutkimukset (erityisesti Kiinan ulkopuolella) ovat kuitenkin rajallisia.

Laji- ja isäntäkohtaisten sormenjälkien erottaminen voi tukea ensiluokkaista paikannusta.

Tulevaisuuden työ: vankat kliiniset tutkimukset ihmisillä väsymyksen, luuston terveyden, GI-toiminnan ja immuunimodulaation osalta; mekanismiohjattu standardointi; maailmanlaajuiset sääntelyasiakirjat.

 

Viitteet

 

Wei YP et al., 2023. Elintarviketeollisuuden tiede ja teknologia 44(16): 246–254.

National Pharmacopoeia Commission, 2020. Pharmacopoeia of PRC, Voi. I: 140-141.

Song QQ et ai., 2020. Analytical Chemistry 48(11): 1573–1593.

Liang JS et ai., 2021. Journal of Pharmaceutical Analysis 41(2): 226–235.

Gu JN et ai., 2023. Journal of Functional Foods 109: 105811.

Dong JT et al., 2024. Journal of Traditional Chinese Medical Sciences 11(2): 222–231.

Yin HM et ai., 2024. Journal of Ethnopharmacology 320: 117420.

Feng SS et ai., 2021. Journal of Ethnopharmacology 277: 114256.

Muut siteeratut kiinalaiset opinnäytetyöt ja aikakauslehdet tarjoavat syvällistä koostumusta ja mekanistista tietoa, jotka tukevat yllä olevia väitteitä.

Siirtyminen seuraavaan osaan
Seuraavassa osiossa teemme:

Kartoita lajispesifinen kemia sovellusrakoille (esim. C. deserticola GI ja väsymyksen esto; C. tubulosa luu/immuuni),

ehdottaa standardoituja uutteen eritelmiä ja analyysimenetelmiä (merkkipaneelit, hyväksyntäalueet),

Esittele sääntelypolut ja kliinisten todisteiden paketit suurille markkinoille (USA/EU/Kiina) ja

Esitä tapaustutkimuksia skaalautuvasta uutosta ja formuloinnista, mukaan lukien PhG:iden ja polysakkaridien stabiilisuuden ja biologisen hyötyosuuden parannukset.