Voisivatko polyfenolit todella olla hyvä radiosuojastrategia?

Lisätietoja saat ottamalla yhteyttätina.xiang@wecistanchecom

Abstrakti: Tällä hetkellä sädehoito on yksi tehokkaimmista strategioista syövän hoidossa. Haitallinen toksisuus normaaleja soluja vastaan ​​osoittaa kuitenkin tarpeen suojata niitä valikoivasti. Reaktiiviset happi- ja typpilajit vahvistavationisoiva säteilysytotoksisuus ja yhdisteet, jotka pystyvät poistamaan näitä lajeja tai tehostamaan antioksidanttientsyymejä (esim. superoksididismutaasi, katalaasi ja glutationiperoksidaasi), olisi tutkittava kunnolla. Kasviperäisiä antioksidantteja, kutenfenolitjapolyfenolit, voisi olla arvokas vaihtoehto synteettisille yhdisteille, joita käytetään radiosuoja-aineina. Itse asiassa niiden annoksesta riippuvainen antioksidantti/prooksidanttitehokkuus voisi tarjota korkean suojan normaaleille kudoksille, mutta vain vähän tai ei lainkaan suojausta kasvainsoluille. Tämä katsaus tarjoaa päivityksen nykyiseen tieteelliseen tietoon polyfenoleista puhtaissa muodoissa tai sellaisenaankasviuutteethyviä todisteita niiden mahdollisesta radiomoduloivasta toiminnasta. Itse asiassa, harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta, tähän mennessä saatavilla olevat hajanaiset tiedot ovat enimmäkseen peräisin in vitro -tutkimuksista, jotka eivät ole mukavia prekliinisissä ja/tai kliinisissä tutkimuksissa. Päinvastoin, kun raportoidaan prekliinisistä tutkimuksista, erityisesti kasviuutteen bioaktiivisuudesta, sen kemiallista koostumusta ei oteta huomioon, jolloin vältetään standardointi ja tietojen toistettavuus vaarantuu.

Avainsanat: ionisoiva säteily; säteilysuojaus; polyfenolit; flavonoidit; kasviuutteet

Napsauta saadaksesi lisätietoja flavonoidituotteista

1. Esittely

Elämä maapallolla on kehittynyt jatkuvan altistuksen läsnä ollessaionisoiva säteily (IR), jonka toimintatapa biomolekyylitasolla on ainutlaatuinen kaikkien tunnettujen mutageenisten ja karsinogeenisten aineiden joukossa [l]. Tämä johtuu IR-absorptioon liittyvästä omituisesta energiakertymäkuviosta mikro- ja nanometrimittakaavassa [2], joka on luonnostaan ​​epähomogeeninen, mikä johtaa joko eristettyihin tai erittäin klusteroituihin ionisaatiotapahtumiin. Seurauksena on, että ne voivat synnyttää joukon vaihtelevan vakavuuden omaavia DNA-vaurioita, jotka vaihtelevat emäsvaurioista ja molekyylien ristisidoksista haitallisimpiin yksi- ja kaksijuosteisiin katkeamisiin (SSB ja DSB, vastaavasti)[3]. Itse asiassa solu-DNA:ta on aina pidetty IR-biologisen toiminnan kohteena, koska se on läsnä yhdessä kopiossa, joten kaikilla korjaamattomilla tai väärin korjatuilla vaurioilla voi olla merkityksellisiä seurauksia, jotka vaikuttavat genomin eheyteen ja stabiilisuuteen paljastuneissa solujen jälkeläisissä. Itse asiassa, koska IR-altistus on kaikkialla läsnä, solujärjestelmät ovat kehittäneet hyvin organisoituja DNA-korjausmolekyylipolkuja, jotka ovat erittäin erikoistuneet ja erilaistuneet käsittelemään useita luokkia tai IR-indusoituja vaurioita, joten koneisto tunnetaan yhteisesti DNA-vauriovasteena (DDR). )[3]Korjauskyky riippuu pelkästään alun perin aiheutetun DNA-vaurion määrästä, joka on absorboidun säteilyannoksen funktio, mutta myös säteilyn laadusta, eli ionisaatiotiheydestä säteilyjälkien varrella.

Luonnollisesti esiintyvä taustasäteily ei tietenkään ole ainoa ihmisen IR-altistuksen lähde[4]. Suunnilleen samaan aikaan valotettiin luonnollista radioaktiivista hajoamisprosessia sääteleviä lakeja, ja kävi selväksi, että IR voitiin tuottaa keinotekoisesti. Wilhelm Conrad Roentgenin vuonna 1895 tekemän röntgensäteiden löydön vaikutus moniin ihmisten terveyteen vaikuttaa edelleen nykyäänkin, koska infrapunasäteilyä käytetään laajalti sekä sairauksien diagnosoinnissa että hoidossa [5]. Mitä tulee IR:n terapeuttiseen käyttöön, samaa IR:n DNA:ta vahingoittavaa toimintaa, joka luokittelee sen ihmisten terveydelle vaaralliseksi, hyödynnetään sen kyvyssä hävittää syöpäsoluja sädehoidon avulla. Paljon tiedetään tavasta, jolla IR saa aikaan biologisia vaikutuksiaan laajan radiobiologisen tutkimuksen ansiosta, joka on paljastanut perusmekanismeja. Tätä tarkoitusta varten on hyödyllistä luokitella IR epäsuoraksi ja suoraksi sen perusteella, miten energiaa vapautuu (biologisessa) aineessa. Fotonit, kuten röntgensäteet ja -säteet, ja neutronit toimivat epäsuorasti ja vaativat kaksivaiheista toimintaa ennen kuin aiheuttavat mahdollisesti biologisesti merkityksellisiä vahinkoja. Itse asiassa fotonit ovat vuorovaikutuksessa atomikuoren sisältävien elektronien kanssa muodostaen siten toissijaisia ​​nopeasti liikkuvia elektroneja, jotka puolestaan ​​aiheuttavat lisäionisaatiota hitaampien elektronien emission kanssa; neutronit ovat vuorovaikutuksessa läpi kulkevan materiaalin ytimien kanssa, jolloin syntyy varautuneita hiukkasia, kuten protoneja ja raskaampia ytimiä [5]. Varautuneet hiukkaset sen sijaan menettävät energiaa suoraan Coulombin vuorovaikutuksen kautta, jolloin syntyy edellä mainittuja ionisoivia raitoja tunkeutumissyvyyksineen [5]. IR:hen liittyvät biologiset vaikutukset, olivatpa ne sitten aiheutuneet suorasta tai epäsuorasta säteilystä, luokitellaan myös suoriin ja epäsuoriin. Ensimmäisessä tapauksessa biomolekyylien kemiallinen muutos muodostuu fysikaalis-kemiallisen vaiheen aikana, joka edeltää ajallisesti varsinaista biologista vaihetta. Sen sijaan ne ovat epäsuoria, kun ne ovat seurausta säteilytuotteista, kuten veden radiolyysin aiheuttamista vapaista radikaaleista. Epäsuorasti synnytetty DNA-vaurio on ainoa vaurion muoto, jonka määrää voidaan muuttaa samanaikaisilla aineilla, kuten antioksidanttiyhdisteillä. Itse asiassa, kun ionisoiva säteily kulkee veden läpi, se johtaa useisiin ionisiin ja virittyneisiin tiloihin, jotka edelleen hajoavat tai yhdistyvät muodostaen hydratoituneita elektroneja (e-ag) ja reaktiivisia lajeja, mukaan lukien vetyradikaali (H"), hydroksyyliradikaali (OH). "), vetyperoksidi (H2O2), happi (O2), vety (H2) ja hydroperoksyyliradikaali (HO2") (kuva 1) [6].

DNA DSB:itä pidetään yleisesti haitallisimpana IR-indusoiduna vauriona [7]. DDR voi johtaa solusyklin tarkistuspisteen aktivoitumiseen, siten solusyklin viiveeseen/pysähdykseen, yritettäessä pidentää korjausaikaa. Riippumatta siitä, mitä mekanismia solu käyttää, korjaamattomat/väärin korjaamattomat DSB:t voivat johtaa solukuolemaan useiden reittien kautta (esim. mitoottinen epäonnistuminen, apoptoosi), jotka tyypillisesti syntyvät ensimmäisessä mitoosissa säteilytyksen jälkeen tai muutaman solusyklin jälkeen altistumisesta. Tämä on parantavan sädehoidon tavoite. Epäonnistunut DBS:n virheellinen palauttaminen voi kuitenkin johtaa geneettisen materiaalin uudelleenjärjestelyihin (esim. kromosomipoikkeavuuksiin, mikrotumiin), jotka, jos ne leviävät solun jakautumisen kautta, voivat aiheuttaa myöhään ilmaantuvia vaikutuksia, jotka johtavat yleistyneeseen genomiseen epävakauteen ja siten lisääntymiseen. pahanlaatuisen transformaation vaarassa [8].

Perinteinen sädehoito korkean energian fotoni- tai elektronisäteillä on nykyaikaisen syövänhoidon peruspilari, ja arviolta 50 prosenttia syöpäpotilaista saa sitä yksinään tai yhdessä muiden hoitomuotojen kanssa maailmanlaajuisesti [9]. Vaikka annostelun tarkkuudessa on saavutettu useita parannuksia, ei-syöpäisen normaalikudoksen toksisuuden lieventäminen on edelleen ratkaisevan tärkeää johtuen edellä mainitusta sekundaarisesta syöpäriskistä, joka vaikuttaa väistämättä altistuviin normaaleihin kudoksiin ja/tai elimiin. Koska fotoneille on pääasiassa ominaista epäsuora toimintatapa, niiden fyysisen vaiheen aikana tuottaman vaurion määrää voidaan muuttaa kemiallisen vaiheen aikana ennen vaurion kiinnittymistä ja ennen biologisesti ohjatun DDR:n alkamista. Siksi modifioijia/suojaimia voidaan käyttää hyödyttämään selektiivisesti normaaleja kudoksia, mikä lisää minimaalista toksisuutta [10]. Tässä yhteydessä on kuvattu useita yhdisteitä, mutta vain amifostiini, 2-[(3-aminopropyyli)aminoetaanitiolin S-fosfojohdannainen, on hyväksytty kliiniseksi säteilysuojaksi [11]. Muita tiolia sisältäviä yhdisteitä, paitsi nitroksideja, joilla on superoksididismutaasin (SOD) kaltainen aktiivisuus, hormonianalogeja, antibiootteja ja fytokemikaaleja, on tutkittu säteilysuojaaineina, kun taas immunomodulaattoreita, probiootteja ja statiineja on tutkittu lieventävinä aineina [12]. Erikoistuneet luonnonyhdisteet ovat avainasemassa prekliinisessä ja kliinisessä tutkimuksessa, kiitos niiden antioksidanttisen ja anti-inflammatorisen tehokkuuden, joka tunnistaa ne lupaaviksi aineiksi säteilysuojauksen ja säteilyn vähentämisen alalla.

2. Säteilysuojaus: arvokas tapa torjua säteilyaltistusta

Vaikka sädehoito on yksi tehokkaimmista strategioista syövän hoidossa, normaalikudosvaste on rajoittava tekijä kokonaisannokselle, joka voidaan antaa turvallisesti kasvaimen paikallisen hallinnan saavuttamiseksi, mikä vähentää parantumismahdollisuuksia, kun taas akuutit ja krooniset toksisuudet voivat johtaa potilaan yleiseen huonoon elämänlaatuun. Siksi vaaditaan aktiivisesti kiireellistä tarvetta suojella normaaleja soluja. Tässä yhteydessä IR-toimituksen ja tarkkuuden teknologiset parannukset jatkuvat, kun taas radiomoduloivia aineita pidetään arvokkaana vaihtoehtona normaalien kudosten toksisuuden vähentämiseen. Tämä ei ole niinkään nouseva ongelma, että National Cancer Instituten IR-tutkimusohjelma luokitteli antoajoituksen mukaan aineet, joilla on IR-suojaavia ominaisuuksia kolmeen luokkaan: (a) suojaa, (b) lieventävää ja (c) terapeuttista. agentit [13]. Vastaavasti Euroopan komissio on kiinnittänyt ja kiinnittää edelleen suurta huomiota säteilysuojeluun, ja se on yleensä käsitellyt uusia tutkimustuloksia, joilla on mahdollisesti poliittisia ja/tai lainsäädännöllisiä vaikutuksia [14].

Säteilysuojat ja radioaktiiviset lieventäjät ovat arvokkaita modulaattoriaineita. Niiden antaminen tapahtuu ennen säteilyn antamista tai tapahtuu samanaikaisesti sen kanssa, ja ne vähentävät tai parantavat normaalia kudostoksisuutta. Jälkimmäinen voisi hyödyntää terapeuttisia yhdisteitä, kun haitallinen vaikutus on todettu, ja ne toimivat säteilytyksen jälkeen lievityksenä tai tukena [15].

Kaikilla näillä yhdisteillä on jaettava joitain toiminnallisia ominaisuuksia, kuten kyky keskeyttää tai hidastaa reaktiivisten lajien ylituotantoa, mikä voi jatkua loputtomasti IR-vaurioita, jotka vaikuttavat erilaisiin soluaktiviteetteihin ja signalointireitteihin. Itse asiassa reaktiiviset happi- ja typpilajit vahvistavat IR-sytotoksisuutta. Oksidatiivisten stressiolosuhteiden syntymisen estäminen estää nukleiinihappojen, proteiinien ja lipidien rakenteellisia ja toiminnallisia häiriöitä sekä useita prosesseja (esim. mitokondrioiden depolarisaatio), jotka peruuttamattomasti johtavat solukuolemaan [16]. IR-indusoitu genominen epävakaus on pääkohde, joka kattaa, koska mutaatiot, geenin monistuminen ja muut sytogeneettiset uudelleenjärjestelyt voivat tapahtua myös ensimmäisen loukkauksen jälkeen [17]. Solut reagoivat adaptiivisesti IR:hen aktivoimalla Nrf2-ARE-antioksidanttipuolustuksen |18[, joka muodostuu entsymaattisista ja ei-entsymaattisista yhdisteistä ja joka voi hyödyttää radioaktiivisia aineita, joiden tarkoituksena on välttää vapaita radikaaleja ja poistaa IR:n aiheuttamia myrkyllisiä aineita. ja kaiken kaikkiaan tehostaa korjaus- ja palautusprosesseja [19]. Siten yhdisteet, jotka pystyvät poistamaan näitä lajeja tai tehostamaan antioksidanttientsyymejä (esim. superoksididismutaasi, katalaasi ja glutationiperoksidaasi), tulisi tutkia kunnolla. Tässä yhteydessä tiolit, koska ne pystyvät poistamaan hydroksyyliradikaaleja, suojaavat DNA:ta, joka tuottaa, useimmiten hypoksisissa olosuhteissa, haitallisia DNA-radikaaleja, jotka todennäköisesti ovat vastuussa säteilykuolleisuudesta [10]. Lisäksi tiolien havaitaan estävän kalvon fosfolipidien hapettumista ja moduloivan solujen palautumista ja stressivasteita. Kysteiini ja kysteamiini ovat sulfhydryyliamiineja, ja muut aminotiolianalogit/johdannaiset vaikuttivat olevan säteilyltä suojaavia, mutta niiden sivuvaikutuksia ei suositella kliiniseen käyttöön, lukuun ottamatta aminotioliamifostiinia (WR{10}})[10]. Syvästi tutkituista lajeista typpioksidit ovat myös erittäin kiinnostavia niiden yhden elektronin redox-kiertokykynsä ansiosta. Erityisesti pleiotrooppisena solunsisäisenä antioksidanttina tempolin havaittiin vähentävän säteilyn aiheuttamien toisten pahanlaatuisten kasvainten ilmaantuvuutta [20]. Itse asiassa tempolin (4-hydroksi-2,2,6,6-tetrametyylipiperidiini-N-oksyyli) osoitettiin myös toimivan SOD:n jäljittelijänä, kun taas SOD-isoformien radiosuojaavat ominaisuudet ( Cu, Zn SOD, Mn-SOD ja solunulkoinen SOD) on korostettu hyödyllisinä aineina niiden O,--puhdistustehokkuuden vuoksi sytosolissa, mitokondriossa ja solunulkoisessa tilassa, ja niiden katalysoiman dismutoitumisen vuoksi H2O2:ksi ja O:ksi. Muut luokat. Radioaktiivista suojaavaa ainetta ovat sytokiinit ja kasvutekijät, mukaan lukien IL-1, TNF-, G-CSF, GM-CSE ja erytropoietiini sekä angiotensiinia konvertoivan entsyymin estäjät (kuva 2). Näiden jälkimmäisten yhdisteiden, joita määrätään rutiininomaisesti verenpainetaudin hoitoon, havaittiin parantavan säteilyn sivuvaikutuksia munuaisissa, keuhkoissa ja aivoissa ja häiritsevän TGF-reittiä, mikä saattaa edistää säteilyn aiheuttamaa fibroosia [10]. Näistä aineista palifermiini, keratinosyyttikasvutekijän rekombinantti N-terminaalinen typistetty muoto, hyväksyttiin ensin kemo- ja sädehoidon aiheuttaman suun mukosiitin hoitoon [21]. Myös PUMA:n (p53 Up-regulated Modulator of Apoptosis) ja säteilyn aiheuttaman apoptoosin estäjiä tutkittiin. PUMA-inhibiittorit (PUMAi) on suunniteltu estämään PUMA-riippuvaista ja säteilyn aiheuttamaa apoptoosia ja välttämään tai lievittämään tulehduksellisten sytokiinien, ROS:n (reaktiiviset happilajit) tai syöpähoidon aiheuttamaa suolistovauriota ja apoptoosia [22].

Myös luonnolliset antioksidantit kiinnostavat yhä enemmän. Vitamiinien (A, C ja E), L-seleenimetioniinin, N-asetyylikysteiinin, glutationin ja koentsyymi Q-10 oletetaan olevan tehokkaita säteilyvaurioita vastaan ​​[23], kun taas useat ravinnon fytokemikaalit näyttivät toimivan säteilyltä suojaavina aineina. normaalit solut ja säteilyherkistimet kasvainsoluille kiehtovassa skenaariossa. Melatoniini, jota aivojen käpyrauhanen erittää lymfosyyteistä, verkkokalvosta ja ruoansulatuskanavasta, on yksi tutkituimpia luonnossa esiintyviä yhdisteitä. Se puhdistaa suoraan ROS-lajeja, estää ROS:ia muodostavia entsyymejä ja aktivoi DNA:n korjausentsyymejä [24].

Haitallisen myrkyllisyyden puute sekä niiden huomattava antioksidantti- ja immunostimulanttivaikutus tekevät kasveista peräisin olevista erikoistuneista metaboliiteista loputtoman säteilyä suojaavien yhdisteiden varaston.Polyfenolitluontaisen antioksidanttikykynsä ansiosta pystyvät vähentämään tulehdusta, suojaamaan sekä immuuni- että hematopoieettista järjestelmää ja säilyttämään DNA:ta. Erityisesti,flavonoidit, kuten rutiini ja baicaleiini, isoflavonoidi genisteiini ja stilbeeniresveratroli, edustavat yhdisteitä, jotka liittyvät tiukasti biosynteettiseen näkökulmaan ja ovat lupaavia säteilyä suojaavia ehdokkaita. Näiden aineiden huono hyötyosuus kannustaa uusiin annostelumuotoihin ja fytokemialliseen tutkimukseen uusien yhdisteiden löytämiseksi toiveikkaista kasviuutteista. Alla on päivitys radiosuojaavista luonnollisista molekyyleistä ja tutkimus näillä ainesosilla rikastetuista kasviuutteista.

3. Fenolit ja polyfenolit: Ovatko ne arvokas radioaktiivinen strategia?

Synteettisten yhdisteiden epäonnistuminen tehokkaina säteilysuojaimina antoi tutkijoille mahdollisuuden keskittyä luonnollisiin aineisiin ja niiden säteilyä suojaavaan tehokkuuteen, ja useat kasviperäiset aineet, jotka saattoivat olla halvempia kuin synteettiset, on tutkittu niiden säteilyltä suojaavan vaikutuksen suhteen [25].

Vapaiden radikaalien poistaminen, tulehduskipu, korjaustoiminnan edistäminen, hematopoieettisten solujen regeneraatio ovat tärkeimmät luonnollisista säteilysuojaimista johtuvat mekanismit (kuva 2). Erityisesti, koska suurin osa IR-vaurioista tavanomaisessa sädehoitoympäristössä johtuu IR-indusoitujen vapaiden radikaalien vuorovaikutuksesta biomolekyylien kanssa, luonnonaineet, kuten kurkumiini, klorogeenihapot ja erilaiset flavonoidit, voivat tuhota vapaita radikaaleja tai estää niiden muodostumisen. muodostumista, voisi toimia säteilysuojaimina [26]. Näin ollen säteilysuojainten käyttö normaalin kudoksen suojaamiseen ja radioherkistäjien käyttö syöpäkudosvasteen lisäämiseen näytti olevan innovatiivisesti maksimoitu polyfenoleihin perustuvassa myrkyttömässä ravitsemusmenetelmässä. Nämä luonnolliset yhdisteet tiivistävät ideaalisen suojan käsitteen, koska niiden annoksesta riippuvaisen antioksidantti/prooksidanttitehokkuuden perusteella ne voisivat tarjota korkean suojan normaaleille kudoksille, mutta vain vähän tai ei lainkaan suojausta kasvainsoluille. Lisäksi kasviperäiset polyfenolit ovat saaneet paljon huomiota pitkäaikaisessa etsinnässä luonnostaan ​​vähän toksisia radioherkistäviä lääkkeitä. Puhtaiden polyfenolien tai polyfenoleilla rikastettujen uutteiden houkutteleva kaksiteräinen potentiaali tarjosi hyviä todisteita niiden mahdollisesta radiomoduloivasta vaikutuksesta, ja polyfenolin kaksoiskyky toimia sekä säteilyä herkistävänä että säteilyä suojaavana aineena olisi todennäköisesti prekliininen merkitys, ja yleisemmin vaikuttaa merkittävästi sädehoidolle vastustuskykyisten kasvainten ennusteeseen.

3.1. Flavonoidit: Kaksiteräinen miekka säteilysuojauksessa

Viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana kiinnostus säteilysuojaukseenflavonoiditon käynnissä. Näille kasvien metaboliiteille, joita tavallisesti biosyntetisoidaan puolustusyhdisteinä UV-säteilyä ja muita ympäristön rasituksia vastaan ​​kalkonin esiasteiden kautta, on rakenteellisesti tunnusomaista 15-hiilirunko, joka koostuu kahdesta bentseenirenkaasta (A ja B), jotka on yhdistetty heterosyklisen pyroni C:n kautta. -renkaan atomit. Korkea hydroksylaatio-, substituutio- ja polymeroitumisaste kuuluu flavonoidiluokkaan, joka koostuu seitsemästä alaluokasta: flavanonit, dihydroflavonolit, flavonolit, flavonit, flavandiolit, antosyaanit ja katekiinit (kuva 3). Isoflavonoidit hyvin erotetusta flavonoidialaluokasta, koska näillä yhdisteillä oli rakenteellinen muunnelma, jossa B-aromaattinen rengas sijaitsee C3-hiilessä (kuva 3)[27l. Tutkimukset, joiden tarkoituksena oli selvittää säteilysuojaukseen osallistuvia rakenteellisia piirteitä, korostivat, että jotkut flavonoidiyhdisteet (pääasiassa ne, joilla on yhteinen ketoryhmä konjugoituneena aromaattisiin renkaisiin) voisivat olla päteviä aineita, koska suoja liittyy niiden kykyyn estää energiansiirtoprosesseja ja stabiloida redox-prosesseja säteilytetyissä soluissa [28].

Flavonolit esiintyivät arvokkaimpina yhdisteinä, vaikka C-3-hiilen glykosylaatio vaikuttaa reaktiivisuuteen sakkaridiosan identiteetin perusteella. Itse asiassa havaittiin, että flavonoliglukosidien reaktiivisuus heikkenee, kun sokeri muodostaa kaksi molekyylin sisäistä H-sidosta. Lisäksi aglykonisubstituutioon perustuen enemmän fenolifunktioita on läsnä, mitä enemmän yhdiste on aktiivinen[28]. Flavonoliyhdisteistä rutiinia (3,3'4',5,7-pentahydroksiflavoni-3-ramnoglukosidi; kuva 4), jota on runsaasti passionkukassa, tattarissa, teessä ja omenassa, on tutkittu laajasti sen säteilyltä suojaavan vaikutuksen vuoksi. . Soluviljelymääritysten tiedot korostivat sen kykyä suojata säteilyn aiheuttamalta oksidatiiviselta DNA-vauriolta soluissa (esim. V79).

Päivittäinen rutiinin lisäys sekä sen aglykonin, nimittäin kversetiinin, lisäys vähensi mikrotumaisten retikulosyyttien esiintymistä säteilytettyjen hiirten ääreisveressä. Yhdistämällä podofyllotoksiinia ja rutiinia G-003-formulaation havaittiin suojaavan merkittävästi hiirten hematopoieettista, maha-suolikanavaa ja hengityselimiä tappavaa säteilyannosta vastaan ​​[29-31]. Monoglukosyylirutiini, joka on puolisyntetisoitu tilapäisesti kversetiinin ja rutiinin liukenemattomuuden voittamiseksi vesipitoisessa väliaineessa, osoittautui tehokkaaksi CHO10B2-soluja vastaan, sillä se kykeni lisäämään IR-käsiteltyjen solujen eloonjäämistä yli 2 Gy:n annoksilla [32]. Itse asiassa in vitro DNA:n kaksoisjuostekatkosanalyysi, joka suoritettiin erilaisille flavonoidiaglykoneille ja glykosideille, osoitti, että vaikka kversetiinijohdannaiset vähensivät DNA:n kaksoisjuosteiden katkeamista pitoisuudella 10 µM, niiden alhainen hyötyosuus voisi vaikuttaa niiden tehoon in vivo [33].

Suojaus DNA-vaurioita vastaan ​​y-säteilytetyissä valkosoluissa 【34】, leukosyyteissä 【35】 todettiin myös kversetiinille ja sen rikastetulle luonnolliselle matriksikittivahalle niin paljon, että lisätutkimuksia suoritettiin eläinmalleilla. Erityisesti vesipitoisen propolisuutteen suojaava vaikutus suoliston säteilyvaurioita vastaan ​​osoitettiin myös rotilla, jotka altistettiin 8 Gy:n y-säteilyannokselle, joka kykeni indusoimaan suoliston mukosiittia [36], kun taas propoliksen metanolifraktio, jonka pitoisuus on korkea molemmat yksinkertaisiafenolitjaflavonoidit, alensi kokonaisproteiinikarbonyylipitoisuutta UV-käsitellyissä HaCat-soluissa [37].

Myös flavonien, kuten apigeniinin ja baicaleiinin, säteilyä suojaava vaikutus tutkittiin perusteellisesti (kuva 5). Apigeniini, joka on laajalti levinnyt ruokavalioon kuuluvien vihannesten ja hedelmien lehtiin ja varsiin, indusoi annosriippuvaisesti mikrotumia in vitro käsitellyissä ihmisen lymfosyyteissä, mikä myös vaimenti ionisoivan säteilyn haittavaikutuksia [38]. Yhdiste näytti saavan aikaan immunostimuloivan vaikutuksen in vivo, mikä lieventää säteilyn aiheuttamia hematologisia muutoksia. Tämä tulos saattaa johtua sen kyvystä laukaista endogeenisen antioksidanttitilan [39]. Äskettäin apigeniinin, joka annettiin intraperitoneaalisesti annoksella, joka vastaa 15 mg/kg ruumiinpainoa, havaittiin hidastavan säteilyn aiheuttamia maha-suolikanavan vaurioita koko kehon säteilytetyissä Sveitsin albiinohiirissä. Erityisesti suoliston kryptavilluksen arkkitehtuurin palautuminen näytti tapahtuvan apigeniinien esikäsittelyn jälkeen sekä säteilyn aiheuttaman NF-kB:n ilmentymisen aktivaation estymisen maha-suolikanavassa [40].

Naringiini, sitrushedelmälajeista peräisin oleva flavanoni-7-O-glykosidi, osoitti myös IR-indusoitua tulehdusta estävää vaikutusta. NF-kB-suppressio määritteli tulehdusta edistävien tekijöiden muutoksen. Lisäksi naringiini vahvisti solunsisäisiä puolustusmekanismeja säilyttämällä endogeenisiä antioksidantteja [41]. Oksidatiivista stressiä estävä aktiivisuus yhdistettiin myös tulehduksellisten sytokiinien vapautumiseen indusoimalla Nrf2-aktivaatio, joka on yhteinen piirre muille flavonoidiyhdisteille, kuten naringeniinille ja epigallokatekiini-3-O-gallaatille (kuva 6)[42]. Mitä tulee flavoniyhdisteisiin, baicaleiini (5,6,7-trihydroksiflavoni), joka oli alun perin eristetty Scutellaria baicalensis- ja Scutellaria laterifloran kuivatuista juurista, sai aikaan pleiotrooppista aktiivisuutta, jonka ansiosta se pystyi suojaamaan hiiren pernan lymfosyyttejä IR-indusoitua solukuolemaa vastaan. sen kyvyn kautta tukahduttaa MKP3 ja aktivoida ERK. Tämä on linjassa säteilyn aiheuttaman hematopoieettisen vaurion lieventämisen kanssa [43]. Äskettäin baicaleiini, joka annettiin intraperitoneaalisesti 100 mg/kg C57BL/6J-hiirille, tasapainotti IR-muuttuneen suoliston mikrobikoostumuksen, paransi suolen rakennetta. Se vähensi pro-apoptoottisten proteiinien (esim. p53, kaspaasi-3, kaspaasi-8 ja Bax) ilmentymistä ja toi myös IR-indusoidun hematopoieettisen toimintahäiriön [44]. Baicaleiinin raportoitiin olevan tehokas radioprotektori pitoisuudella 5-50 μM 【45】 ja se vaikuttaa NF-kB-välitteiseen tulehdusvasteeseen [46.

Kasvava näyttö viittaa vihreän teen flavanolien mahdolliseen hyötyyn. Varhaiset tutkimukset tukivat hypoteesia antigenotoksisesta tehosta ihmisen lymfosyyteissä [47] ja yleisestä ehkäisystä ultraviolettisäteilyn aiheuttamia DNA-vaurioita vastaan ​​[48].

Epigallokatekiini-3-O-gallaatti (kuva 6), vihreän teen tärkein polyfenoli, on erittäin kiinnostava antioksidanttivaikutuksensa ja monien oksidatiiviseen stressiin liittyvien sairauksien lievittämisessä. Se edisti puolestaan ​​Nrf2-riippuvaisia ​​radiosuojavaikutuksia ja Nrf2-signalointia, ja sen todettiin tukahduttavan IR-indusoitua apoptoosia ja ferroptoosia, mikä lievitti koko kehon säteilytyksen aiheuttamaa suolistovauriota urospuolisissa C57 BL/6J -hiirissä [49]. EGCG:n säteilysuojaa tutkittiin oksidatiivisen vaurion mallilla 60Coy-säteilyhiirillä, ja saadut tiedot osoittivat yhdisteen kyvyn tehostaa entsymaattisten antioksidanttien, kuten superoksididismutaasin ja glutationiperoksidaasin, aktiivisuutta sekä glutationipitoisuutta [50]. .

Soija-isoflavonit lieventävät keuhkosyövän sädehoitoon liittyviä verisuonivaurioita ja tulehdusta [51]. Genisteiini, tärkein soijan isoflavoni, jolla on fytoestrogeeniaktiivisuutta, nauttii kaksoisvaikutuksesta sädehoidossa; Ensinnäkin se voi suojata L-02-soluja säteilyvaurioilta estämällä apoptoosia, lievittämällä DNA-vaurioita ja kromosomipoikkeavuuksia, alentamalla GRP78:a ja lisäämällä HERP:n, HUS1:n ja hHR23A:n toimintaa alhaisilla pitoisuuksilla (1,5). μM). Toiseksi korkealla pitoisuudella (20 μM) osoittavat radioherkistäviä ominaisuuksia edistämällä apoptoosia ja kromosomipoikkeavuuksia, heikentävät DNA:n korjausta, lisäävät GRP78:n säätelyä ja säätelevät HUS1:tä, SIRT1:tä, RAD17:tä, RAD51:tä ja RNF8:aa. 52]. Todellakin, äskettäin havaittiin, että genisteiini pystyy lisäämään hepatoblastoomasolujen säteilyherkkyyttä indusoimalla G2/M-pysähdyksen ja apoptoosin [53]. Genisteiinin antaminen osoitti myös suojaavan akuuttia säteilyvauriota vastaan ​​myrkyttömillä annoksilla [54]. Useat todisteet korostavat genisteiinin aiheuttamaa säteilysuojaa hematopoieettiselle akuutille säteilyvauriolle, ja yhdisteen kykyä toimia selektiivisenä estrogeenireseptorin agonistina tutkittiin myös, koska se osallistuu sen säteilyltä suojaavaan vaikutusmekanismiin [55]. Genisteiinin aiheuttama ER- ja FOXL-2 -säätely ja siihen liittyvä TGF-ilmentymisen väheneminen merkitsivät myös sädehoidon aiheuttaman ennenaikaisen munasarjojen vajaatoiminnan kumoamista [56]. Soija-isoflavonit ovat yleensä alttiita muuttamaan kliinisiä vasteita RT:lle, ja niillä on sekä säteilyä herkistäviä että säteilyä suojaavia vaikutuksia. Eturauhassyövän, munuaissolukarsinooman ja ei-pienisoluisen keuhkosyövän prekliinisissä ortotooppisissa malleissa havaittiin, että soija-isoflavonien kohteena olivat säteilyn säätelemät eloonjäämisreitit, kuten DNA:n korjaus- ja transkriptiotekijät, jotka lopulta ajoivat syöpäsolut kuolemaan [57]. ].

Kiinnostus flavonoideja kohtaan radiomodulaattoreina johti myös puolisynteettisten huumeiden, kuten flavopiridolin, ominaisuuksien seulomiseen (kuva 5). Tämä yhdiste, joka tunnetaan myös nimellä alvo-cidib, on Sanofi-Aventisin kehittämä flavonidijohdannainen, joka perustuu intialaisesta kotoperäisestä Dysoxylum binectariferum -kasvista peräisin olevaan flavonoidiin. Flavopiridoli, joka perustuu rakenteellisesti flavonoidi- (2-kloorifenyyli-4-oni) ja alkaloidi(1-metyylipiperatsiini)-osiin, on CDK-inhibiittori, joka esti voimakkaasti CDK1,2-, 4-, 6- , 7 ja 9. Havaittiin, että yhdiste toimii estämään ja/tai korjaamaan subletaalisia vaurioita sekä korjaamaan DNA:n kaksijuosteisen katkeamisen, jota seuraa sädehoito pahanlaatuisissa kasvaimissa. Itse asiassa se saattaa tehostaa säteilyn sytotoksista vaikutusta radioresistenteissä kasvainsoluissa p53-häiriön tai Bcl{14}}-yli-ilmentymisen kautta [58].

UV-säteilyn haitallisten vaikutusten vähentäminen on tärkeä tavoite, sillä UVB (290-320 nm) voi tuhota ihon eheyden aiheuttaen epidermaalisen solujen apoptoosin, mikä voi johtaa jopa ihosyöpään. Siten säteilyltä suojaavia yhdisteitä on tutkittava, ja antosyaanit osoittautuivat arvokkaiksi ehdokkaiksi. Erityisesti syanidiini-3-O-glukosidin suojaava vaikutus UVB:n aiheuttamilta vaurioilta, joka on yksi haitallisista ihmisen ihoa hyödyttävistä tekijöistä ihmisen HaCa-keratinosyyttejä vastaan. Antosyaniini kykeni vähentämään solunsisäisesti reaktiivisia happilajeja, samoin kuin fosfo-p53- ja fosfo-ATM/ATR-tasoja sekä anti-apoptoottisen proteiinin B-solulymfooman 2 ilmentymistä [59]. Itse asiassa osoitettiin myös, että syanidiini-3-O-glukosidi suppressoi COX-2-ilmentymistä vuorovaikutuksella MAPK- ja Akt-signalointireittien kanssa [60]. Liiallinen ultraviolettisäteily (UV) aiheuttaa monenlaisia ​​ihovaurioita. Syanidiini-3-O-glukosidin kapselointi kitosaanin nanopartikkeleihin osoitti formulaation tehokkuuden vähentämään tehokkaasti UVB-indusoitua epidermaalista vauriota p53-välitteisen apoptoosin signalointireitin kautta [61].

3.2. Muut fenolit ja polyfenolit, joilla on säteilyä suojaava teho

Ei-flavonoidiyhdisteet analysoitiin myös puhtaassa muodossa tai seoksena. Yksinkertaiset fenolit, kuten vanilliini, seulottiin niiden säteilyltä suojaavan aktiivisuuden suhteen.

Yhdisteen 4-hydroksi-3-metoksibentsaldehydi, joka tunnetaan paremmin nimellä vanilliini, jota käytetään laajalti elintarvikkeiden aromiaineena, on aiemmin tutkittu kykenevän torjumaan säteilyn aiheuttamaa DNA-vauriota ihmisen ja hiiren perifeerisessä plasmidissa pBR322. veren leukosyytit ja pernan lymfosyytit. Positiivinen vaikutus johtui sen radikaalien poistamiskyvystä sekä DNA:n korjauksen modulaatiosta [62]. Vanilliinin antioksidanttivoimaan kuuluu myös sen kyky toimia lipoperoksidanttina. Lisäksi yhdisteellä on antimutageenisia vaikutuksia, koska se pystyy estämään röntgensäteilyn ja UV-indusoidun yksijuosteisen DNA:n katkaisevat kromosomikatkot ja DNA:n silloittumisen. Lisäksi vaikka sen osoitettiin suosivan myös DNA:n ligaatiota, korjausta ja replikaatiota, sen kliinistä käyttöä rajoittaa alhainen in vivo -aktiivisuus. Tämä löytö edisti sen johdannaisen VND3207 synteesiä, joka prekliinisessä seulonnassa näytti olevan säteilysuojaava säteilyn aiheuttamaa suolistovauriota vastaan ​​[63]. Tässä yhteydessä havaittiin, että säteilysuojaus johtuu yhdisteen antiradikaalisten ominaisuuksien lisäksi myös aktivoituneiden p53-tasojen modulaatiosta suoliston epiteelisoluissa. Äskettäin Li et ai. [64] osoitti, että VND3207-käsittely voi tehostaa DNA-riippuvaisen proteiinikinaasin (DNA-PKcs) katalyyttisen alayksikön ilmentymistä ihmisen lymfoblastoidisoluissa säteilytyksen kanssa tai ilman. Myös tässä tapauksessa entsyymin aktiivisuus koostui DNA:n kaksijuosteisen katkeamisen korjaamisesta.

Hydroksikanelihapot, joita esiintyy yleisesti hedelmissä, vihanneksissa ja juomissa ja joille on rakenteellisesti tunnusomaista fenyylipropanoidirunko, joka on peräisin fenyylialaniinin ja tyrosiinin deaminaatiosta kasveissa, voidaan heijastaa säteilysuojauksessa. Viime aikoina kofeiinihapon on havaittu parantavan hematopoieettisten kantasolujen ennenaikaista vanhenemista sen antioksidanttikapasiteetin ansiosta. Itse asiassa ikääntymistä välittää ROS-ylituotanto. Toisaalta kofeiinihappo voi toimia proapoptoottisena aineena paksusuolensyöpäsoluissa [65]. Ferulihapon oletettiin myös olevan tehokas tapaturmaa tai tahallista ionisoivalle säteilylle altistumista vastaan, ja DNA:n korjauksen kokeiltiin tapahtuvan nopeammin ferulihapolla käsitellyissä hiirissä [66].

Hydroksisinnamoyylijohdannaisten joukossa klorogeenihappo esti röntgensäteilyn aiheuttaman genomisen epävakauden ei-kasvaingeenisissä ihmisen veren lymfosyyteissä [67]. Lisäksi käsittely tällä depsidillä annoksella 200 mg/kg tunti ennen säteilytystä suurilla y-säteilyannoksilla suosi eläimen selviytymistä[68]. Propolisissa runsaasti esiintyvien kofeiinihapon fenetyyliesterien säteilysuojauskykyä tutkittiin myös ja se sisältää säteilyn aiheuttamien oksidatiivisten ja nitrosoivien vaurioiden ehkäisyn [69]. Toisessa tutkimuksessa kofeiinihapon fenetyyliesterin havaittiin toimivan sekä säteilysuojana että säteilyherkistäjänä, mikä tarkoittaa, että se voi moduloida säteilyvastetta seuraamalla erilaisia ​​mekanismeja kudostyypistä riippuen [70].

Rosmariinihappo, kofeiinihapon ja 3,4-dihydroksifenyylimaitohapon depsidi, edisti, kun sitä annettiin annoksella 100 mg/kg, perifeeristen verisolujen palautumista säteilytetyillä hiirillä |71]. Sen kykyä verrattiin myös karnosiinihapon ja karnosolin, kahden aromaattisen diterpeenin, antioksidanttisilla ja antimikrobisilla ominaisuuksilla, käyttöön, jotka on eristetty yhtä lailla rosmariiniyrtistä. Itse asiassa säteilyä suojaavat vaikutukset -säteilytystä vastaan ​​olivat luokkaa karnosiinihappo > rosmariinihappo, suurempi tai yhtä suuri kuin karnosoli 【72】. Säteilysuojatutkimuksessa kiinnitetään erityistä huomiota kurkumiiniin, jonka antioksidanttisten ja tulehdusta ehkäisevien ominaisuuksien tiedetään kohdistuvan useisiin signaalimolekyyleihin [73].

Diferuloyylimetaanin osoitettiin parantavan säteilyn aiheuttamaa keuhkofibroosia [74]. Sen vaikutus tapahtui sytoprotektiivisen hemioksigenaasi 1:n säätelyn kautta. Lisäksi, koska oksidatiivinen stressi liittyy säteilyn neuronopatiaan, havaittiin säteilyn aiheuttamien reaktiivisten happilajien esto hiiren keuhkojen primaarisoluissa. Ennaltaehkäisevä kurkumiinitulos oli myös sykkyräsuolen pikarisoluissa [75 l ja Drosophila melanogaster -eläimessä [76]. Transkriptiotekijän NF-KB:n esto on kurkumiinin pääasiallinen vaikutustapa ja se osallistuu myös kurkumiiniin perustuvaan radioherkistykseen [77].

Viimeaikaiset havainnot viittaavat siihen, että esikäsittely kurkumiinilla voi estää sädehoidon aiheuttamia ihovaurioita parantamalla CAT-, SOD- ja GSH-Px-arvoja[78]. Itse asiassa kurkumiinin alhainen biologinen hyötyosuus, joka johtuu huonosta imeytymisestä, nopeasta aineenvaihdunnasta ja nopeasta systeemisestä eliminaatiosta [79], otettiin huolellisesti huomioon, kun tutkittiin sen toiminnallisuuden säilyttämiseen tähtääviä lähestymistapoja. Tässä yhteydessä kehitettiin nanomittakaavan kurkumiinilla kapseloituja liposomeja [80] tai suunniteltiin kurkumiiniin konjugoituja albumiinipohjaisia ​​nanopartikkeleita. Erityisesti konjugoitujen albumiinipohjaisten nanopartikkelien säteilysuojauksen paranemista arvioitiin HHF{10}}-soluissa röntgensäteilyllä, ja havaittiin, että nanopartikkelit, joissa oli kurkumiinia 50 ug/ml, aiheuttivat 23-nkertaisen kasvun soluissa. elinkelpoisuus suhteessa soluihin, joille tehtiin vain röntgensäteilytys [81].

Taulukossa 1 on yhteenveto kirjallisista tiedoista kaikista yllä olevassa keskustelussa huomioon otetuista fenoli- ja polyfenoliyhdisteistä, aakkosjärjestykseen ja yksityiskohdat tutkitusta mallista (in vitro tai in vivo), käytetystä annoksesta ja pääasiallisista suojavaikutuksista.

4. Bioaktiiviset kasviuutteet säteilysuojelussa: edelleen aliarvostettu aihe

Kasviuutteetniillä on äärettömästi terapeuttisia aineita, kuten syöpää ehkäiseviä, antioksidantteja, antimikrobisia, tulehdusta ehkäiseviä ja kipulääkkeitä. Maailman terveysjärjestön (WHO) mukaan noin 80 prosenttia maailman ihmisistä käyttää perinteistä lääketiedettä perusterveydenhuollon tarpeisiin [82]. 91 maassa on lähes 20000 lääkekasvia, jotka sisältävät monenlaisia ​​aineita, joita voidaan käyttää erilaisiin hoitotarkoituksiin. Eri kasviuutteista, joissa oli runsaasti fenoleja ja polyfenoleja ja/tai muita erikoistuneita aineenvaihduntatuotteita (esim. karotenoideja, rikkiyhdisteitä), seulottiin niiden säteilyä suojaavat vaikutukset ja ehdotettiin mahdollisia vaikutusmekanismeja.

Itse asiassa, vaikka lupaavaa tehokkuutta ehdotettiin, kirjallisista tiedoista puuttuu usein yksityiskohtaisia ​​kemiallisen koostumuksen analyyseja ja standardointia, mikä vaarantaa tietojen toistettavuuden.

Aktiviteetit sisälläsäteilysuojelualla on raportoitu lääkekasveista saaduissa uutteissa, joita käytetään laajalti täydentävässä ja vaihtoehtoisessa lääketieteessä, tai elintarvikekasveista. Ageratum conyzoides -kasvin alkoholiuute pystyi suojaamaan 10 Gy -säteilylle altistuneiden hiirten kuolleisuutta. Vastaavasti annoksen 3000 mg kg-I katsottiin olevan myrkytöntä pitoisuutta, mikä viittaa siihen, että Ageratum conyzoidesin tarjoama säteilysuoja saattaa osittain johtua ionisoivan säteilyn aiheuttamasta reaktiivisten happilajien poistamisesta [83].

Viiden lääkekasvien, mukaan lukien Adhatoda vasica, Amaranthus paniculatus, Brassica compestris, Mentha piperita ja Spirulina fusiformis, uutteiden tutkimus osoitti, että näiden kasviuutteiden antioksidanttiset ominaisuudet voivat olla vastuussa säteilyltä suojaavista kyvyistä [84]. Tämän tutkimuksen mukaan tärkeimmät kemialliset ainesosat ovat avainasemassa säteilysuojelussa. Nämä yhdisteet olivat rokote, VersionOne, betaiini, C-vitamiini, -karoteeni ja vasakiini Adhatoda wasicassa; proteiinit, vitamiinit (C ja E), provitamiini A ja riboflaviini Amaranthus paniculatusissa; allyyli-isotiosyanaatti, glukosinolaatit, indolit Brassica compestris -lajissa ja proteiinit, luonnolliset vitamiinit (karoteeni) ja SOD Spirulina fusiformiksessa.

Nisäkässoluissa on ehdotettu useita suojareittejä ionisoivaa säteilyä vastaan ​​[85]. Näihin mekanismeihin kuuluu vapaiden radikaalien poistaminen reaktiivisten happilajien estämisen kautta sekä vetyatomien luovuttaminen [86,87]. Voidaan päätellä, että fenoliyhdisteet voivat antioksidanttiaktiivisuutensa vuoksi toimia vapaiden radikaalien sieppaajina ja samalla säteilysuojaimina [84]. Äskettäin eteläitalialaisen kirsikkalajikkeen vesipitoinen uute, joka muodostuu klorogeenihapoista ja flavonoideista yhdessä yksinkertaisten hiilihydraattien ja polyolien kanssa, osoittautui aiheuttavan radiomoduloivaa käyttäytymistä SH-SY5Y-neuroblastoomasolulinjaa vastaan. Itse asiassa pieninä annoksina se toimi säteilysuoja-aineena, kun taas suurilla annoksilla se tehosti sytotoksisia vaikutuksia säteilyaltistuksen vuoksi [88].

Olea europaea -lehti on runsas fenolien japolyfenolit, jonka säteilysuojauspotentiaalia tutkittiin marginaalisesti pre-UV- ja post-UV-hoidoissa [89]. Oliivinlehtiuutteen antiklastogeenisiä ja antiradikaalisia vaikutuksia havaittiin 24,5 prosenttia oleuropeiinissa, 1,5 prosenttia hydroksityrosolissa ja lähes 3 prosenttia flavoni-7-glukosideissa ja 1 prosentti verbaskosidissa. Myös puhtaan oleuropeiinin vaikutukset säteilyvasteeseen nenänielun karsinoomassa määritettiin [90]. Oleanolihappo ja ursolihappo, kaksi triterpeenihappoa oliivihedelmistä ja muista ruokavaliotuotteista, voivat estää kasvaimen kasvua ja muokata hematopoieesin kantasoluja (HSC:itä) säteilytyksen jälkeen [91]. Lisäksi oleanolihapon ja ursolihapon vuorovaikutus toteutettiin kasvainten vastaisella vaikutuksella, jotta ne voisivat toimia osittain syövän vastaisina aineina ja lisäksi vähentää hematopoieettisessa kudoksessa esiintyviä vaurioita sädehoidon jälkeen [91,92]. Omenan polyfenolien aiheuttamaa säteilysuojausta tutkittiin myös in vitro -tutkimuksilla, joiden pääasiallisena tavoitteena oli selvittää polyfenolin kykyä siepata vapaita radikaaleja [93].

Rheum palmatum L. ja sen pääyhdiste emodiini (6-metyyli-13, 8-trihydroksiantrakinoni) olivat radiosuojaavia y-säteitä vastaan. Emodinin vaikutusmekanismi on jotenkin se, että kokonaistiolien, kuten glutationin ja lipidiperoksidaatiotuotteiden tasot ovat laskeneet. Lisäksi kielen antioksidanttientsyymien, glutationiperoksidaasin, glutationi-S-transferaasin, -glutamyylitransferaasin ja glukoosi-6-fosfataasin mittaaminen paljasti solujen tiolien ja antioksidanttientsyymien pitoisuuksien paranemisen gammadiabeettisen hiiren seerumissa. emodiinihoidolla [94].

Ayurvedic- ja Unani-lääketieteessä tunnetun kasvilääkkeen Adhatoda vasica L. Neesin lehtien etanoliuutte osoitti happaman fosfataasin merkittävän laskun ja päinvastoin alkalisen fosfataasin tason nousun. Esikäsittely Adha-todalla osoitti myös merkitsevästi säteilyn aiheuttaman kromosomivaurion eston luuydinsoluissa. Se on kuitenkin edelleen mekanististen tutkimusten välttämättömyys sen säteilyä suojaavista vaikutuksista sekä sen uutteen tärkeimmistä ainesosista [95]. Adhatoda vasican lehtiuutteen on raportoitu suojaavan myös 6 Gy:n Y-säteilylle altistuneiden sveitsiläisten albiinohiirten pernaa [96].

Amaranthus paniculatus -lehtiuutteen säteilysuojausteho on raportoitu [97,98]. A. paniculatus -uutteiden oraalinen antaminen annoksella 800 mg/kg sveitsiläisten albiinohiirten ruumiinpainoa 15 peräkkäisenä päivänä ennen altistamista gammasäteilylle osoitti lisääntyneet endogeeniset pernapesäkkeet ja pernan paino ilman sivuvaikutuksia tai toksisuutta. Glutationin modulaatio sekä lipidiperoksidaatio olivat muita tuloksia siitä [97].

Lamiaceae-perheellä katsotaan olevan säteilyä suojaava kyky, ja mekanismeihin kuuluvat pääasiassa vapaiden radikaalien poistaminen, suoja DNA-vaurioilta, lipidiperoksidaatiota vähentävä sekä glutationin, superoksididismutaasin, katalaasin ja alkalisen fosfataasin entsyymiaktiivisuustasojen lisääminen [99]. Esimerkiksi Mentha piperita on tähän perheeseen kuuluva kasvi, joka sisältää eugenolia, kofeiinihappoa, rosmariinihappoa ja -tokoferolia, joilla on keskeinen rooli syövän vastaisissa ja säteilyltä suojaavissa ominaisuuksissa [84 100].

Aromaattisten kasvien parantavia ja farmakologisia ominaisuuksia on raportoitu. Muun muassa eteerisiä öljyjä käytetään eri tarkoituksiin, kuten kosmetiikassa, tuoksuissa, torjunta-aineissa ja juomissa. Koska eteeriset öljyt tunnetaan antioksidanttivaikutuksistaan ​​ja vapaiden radikaalien poistamisesta, niitä voidaan pitää myös säteilysuojaimina, Ageratum katsoo, että se on osoittanut DPPH-radikaaleja poistavan, samoin sen säteilyltä suojaavan roolin annoksella 75 mg/kg 6-11 Gray on hiiret. Tämän kasvin aktiivisia aineita ovat polyhapetetut flavonoidit, triterpeenit (friedeliini), sterolit -sitosteroli ja stigmasteroli sekä alkaloidit (glukosamiini ja ekinaatti) [83].

Allium cepa, Alium station ovat kaksi Liliaceae-perheen kasvia, jotka nauttivat antioksidanteista, verenpainetta alentavista ja verensokeria alentavista [101]. Alk(en)yylitiosulfaatit sipulista ja valkosipulista vähensivät merkittävästi vaurioita rotan hepatooma H4IIE -soluissa ja hiiren lymfooman L5178Y-soluissa, joita oli käsitelty 10 Gy:lla röntgensäteilyllä [102].

Äskettäin Pterocarpus san-talinuksen, pienen tai keskikokoisen Fabaceae-perheeseen kuuluvan lehtipuun [103, vesialkoholiuutteen radiosuojaustehokkuus varmistettiin BALB/c-hiirillä, jotka altistettiin Y-säteilylle. Säteilyn korruptoima redox-homeostaasi parani uuttekäsittelyn jälkeen, mikä luultavasti tapahtui Nrf2:n, HO-1:n ja GPX-1p:n lisääntymisen myötä. Uutteen UHPLC-HRMS/MS-analyysi korosti sen monimuotoisuutta Santolinassa muiden fenolien ja flavonoidiyhdisteiden lisäksi [104]. Lisäksi Pterocarpus santalinus -vesialkoholiuute (PSHE) oli myrkytön, ja kun RAW264.7-makrofageja esikäsiteltiin sillä, havaittiin LPS-indusoitujen tulehdusta edistävien sytokiinien IL-6 ja TNF-tuotannon merkittävä estyminen. Lääkekasveista, kuten Sanguisorba officinalisista ja Erigeron canadiensista, peräisin olevien polyfenolien havaittiin pystyvän vähentämään säteilyn aiheuttamaa oksidatiivista stressiä normaaleissa lymfosyyteissä ROS-mekanismeja käyttäen, toimien normaalien solujen säteilyn muuntajana [105]. Ote Lonicera caerulea var. edulis, joka sisältää runsaasti antosyaaneja ja jota annettiin mahansisäisesti hiirille kerran päivässä ennen 5 Gy:n koko kehon 5Coy-säteilyä, hidasti tehokkaasti malondialdehydipitoisuutta ja lisäsi superoksididismutaasin ja glutationiperoksidaasin aktiivisuutta sekä glutationi-GSH-pitoisuutta maksassa [ 106].

5. Johtopäätökset

Kahden viime vuosikymmenen aikana kasveissa olevia sekundaarisia metaboliitteja on yleisesti pidetty niiden terapeuttisten ominaisuuksien vuoksi säteilysuojaimina. Luonnontuotteiden alhaisempi myrkyllisyys ja hinta näyttävätkin olevan kaksi keskeistä tekijää, jotka pakottavat tutkimusta syventämään ymmärrystä näiden aineiden vaikutusmekanismista. Näin ollen kirjallisuudesta löytyy useita tutkimuksia, jotka keskittyvät niiden rooliin IR-indusoitujen vaurioiden torjumisessa. Puhtaat yhdisteet tai kasviuutteet, jotka osoittavat vapaita radikaaleja sieppaavaa aktiivisuutta, anti-lipoperoksidatiivisia ja pelkistäviä ominaisuuksia, ovat ensisijaisen tärkeitä ja ovat alttiita puuttumaan DNA:n korjaukseen tai kromosomivaurioiden palauttamiseen.

Erityisesti (poly)fenolit voisivat edustaa arvokasta vaihtoehtoa synteettisille yhdisteille käytettäväksi säteilyä suojaavina aineina. Itse asiassa niiden annoksesta riippuvaisen antioksidantti/prooksidanttitehokkuuden perusteella ne voisivat tarjota suojan normaaleille soluille, mutta heikosti tai ei ollenkaan suojan sädehoidolle vastustuskykyisiä kasvainsoluja. Siten ne tarjoavat hyvää näyttöä mahdollisesta radiomoduloivasta vaikutuksesta.

Lisäksi, kun otetaan huomioon useimpien tutkittujen matriisien ravitsemusluonne, toinen suuri etu voisi olla oraalisen antamisen soveltuvuudesta, joka voisi olla optimaalinen sädehoidon aikana. Kuitenkin harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta tähän mennessä saatavilla olevat tiedot ovat hajanaisia ​​ja ovat enimmäkseen in vitro -tutkimusten tulosta, jotka, vaikka syventävätkin molekyylien kemiallista ja biologista tietämystä, eivät ole mukavia prekliinisissä ja/tai kliinisissä tutkimuksissa tai prekliinisissä tutkimuksissa. jossa erityisesti kasviuutteen bioaktiivisuutta arvioitaessa sen kemiallista koostumusta ei oteta huomioon.

Viitteet

1. Belli, M.; Indovina, L. Elävien organismien vaste matalan säteilyn ympäristöön ja sen vaikutukset säteilysuojeluun. Edessä. Public Health 2020, 8, 601711. [CrossRef]

2. Goodhead, DT An Assessment of the Role of Microdosimetry in Radiobiology. Säteily. Res. 1982, 91, 45. [CrossRef]

3. Jeggo, P.; Löbrich, M. Säteilyn aiheuttamat DNA-vauriovasteet. Säteily. Prot. Dosim. 2006, 122, 124–127. [CrossRef] [PubMed]

4. Durante, M.; Manti, L. Ihmisen vaste korkeataustaiseen säteilyympäristöön maan päällä ja avaruudessa. Adv. Space Res. 2008, 42, 999–1007. [CrossRef]

5. Saha, GB Ydinlääketieteen fysiikka ja radiobiologia; Springer Science & Business Media: Berliini, Heidelberg, Saksa, 2012.

6. Varanda, EA; Tavares, DC Säteilysuojaus: Mekanismit ja säteilyä suojaavat aineet mukaan lukien mehiläismyrkky. J. Venom. Anim. Toxins 1998, 4, 5-21. [CrossRef]

7. Lomax, ME; Folkes, LK; O'Neill, P. Säteilyn aiheuttaman DNA-vaurion biologiset seuraukset: Relevanssi sädehoidon kannalta. Clin. Oncol. 2013, 25, 578–585. [CrossRef]

8. Manti, L.; Braselmann, H.; Calabrese, ML; Massa, R.; Pugliese, M.; Scampoli, P.; Sicignano, G.; Grossi, G. Moduloidun mikroaaltosäteilyn vaikutukset solupuhelimen taajuudella (1,95 GHz) röntgensäteiden aiheuttamiin kromosomipoikkeamiin ihmisen lymfosyyteissä in vitro. Säteily. Res. 2008, 169, 575–583. [CrossRef]

9. Wong, K.; Delaney, GP; Barton, MB; Tiedot, PEKFC Todisteisiin perustuva optimaalinen sädehoitofraktioiden lukumäärä syöpää varten: Hyödyllinen työkalu sädehoidon tarpeen arvioimiseen. Radiother. Oncol. 2015, 119, 145–149. [CrossRef]

10. Johnke, RM; Sattler, JA; Allison, RR Sädehoitoon käytettävät sädehoitoaineet: Tulevaisuuden trendit. Futur. Oncol. 2014, 10, 2345–2357. [CrossRef]

11. Andreassen, CN; Grau, C.; Lindegaard, JC Kemiallinen säteilysuojaus: kriittinen katsaus amifostiinista sytoprotektorina sädehoidossa. Semin. Säteily. Oncol. 2003, 13, 62–72. [CrossRef]

12. Obrador, E.; Salvador, R.; Villaescusa, J.; Soriano, J.; Estrela, J.; Montoro, A. Sädesuojelu ja säteilyn vähentäminen: penkiltä kliiniseen käytäntöön. Biomedicines 2020, 8, 461. [CrossRef]