Forschungsfortschritte bei den Wirkungsmechanismen von Cistanche Deserticola MA -Extrakten bei der Vorbeugung von Osteoporose

Zusammenfassung: Cistanche Deserticola MAist eine traditionelle medizinische und essbare Pflanze, die in den letzten Jahren ein signifikantes Potenzial für die Vorbeugung und Behandlung von Osteoporose gezeigt hat. Herkömmliche Medikamente gegen Osteoporose, einschließlich Bisphosphonaten, Calcitriol und VD, können zu verschiedenen Nebenwirkungen induzieren und die physiologische Belastung der Patienten erhöhen, wenn sie langfristig verwendet werden. Im Gegensatz dazu bietet C. deserticola aufgrund seiner geringeren Toxizität und weniger Nebenwirkungen einzigartige Vorteile, was es besonders für das Osteoporose -Management geeignet ist. Untersuchungen zeigen, dass C. deserticola den Verlust von Knochendichte und Knochenmasse wirksam mildert. Es reguliert den Knochenstoffwechsel durchVerbesserung der OsteoblastenaktivitätUndHemmung der Osteoklastenfunktiondamit die Knochenmikroarchitektur beibehalten und folglich die Gesamtstabilität der inneren Knochenstruktur und die Verringerung des Frakturenrisikos verbessern. Diese Übersicht zielt darauf ab, die pharmakologischen Wirkungen und molekularen Mechanismen von C. deserticola bei der Bekämpfung der Osteoporose zusammenzufassen. Durch die systematische Überprüfung und Analyse bestehender Literatur versuchen wir, die potenziellen Mechanismen aufzuklären, durch die C. deserticola die Knochenumgestaltung moduliert, und die Aussichten für die klinische Anwendung zu untersuchen. Die aus dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse sollen eine wichtige Referenz für die Entwicklung und die klinische Anwendung funktioneller Lebensmittel bieten, die von C. deserticola stammen.

Schlüsselwörter: Cistanche Deserticola MA; medizinische und essbare Pflanze;Osteoporose; Knochenstoffwechsel; Mechanismus

 

 

Kräuterkistanche Nahrungsergänzungsmittel zur Behandlung von Osteoporose

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Osteoporoseist eine häufige chronische Skelettkrankheit, und mit der alternden Weltbevölkerung hat die Prävalenz von Osteoporose insbesondere bei Frauen nach der Menopause und älteren Menschen signifikant zugenommen [1]. Osteoporotische Frakturen sind einer der Schlüsselfaktoren, die bei älteren Menschen zu Behinderungen und Mortalität führen [2]. Jüngste Umfragen zeigen, dass die Prävalenz der Osteoporose bei Menschen über 50 Jahre in China bei Frauen 20,7% und bei Männern 14,4% beträgt. Frauen über 60 Jahren haben eine signifikant höhere Prävalenz als Männer [3]. Die damit verbundenen Behandlungskosten werden voraussichtlich zig Milliarden Dollar belaufen, was die Familien und die Gesellschaft der Patienten eine enorme wirtschaftliche Belastung auferlegt [4]. Derzeit umfassen herkömmliche klinische Behandlungen hauptsächlich pharmakologische Therapie, Lifestyle -Interventionen und Physiotherapie [5-7]. Bisphosphonate sind die am häufigsten verwendeten Medikamente, die das Risiko von Frakturen effektiv verringern können, aber die Langzeitanwendung kann zu schweren Nebenwirkungen wie Osteonekrose des Kiefers und atypischen femoralen Frakturen führen [{8-9]. Darüber hinaus werden auch andere Medikamente wie selektive Östrogenrezeptormodulatoren und Parathyroidhormonanaloga in der klinischen Praxis verwendet, haben jedoch ihre Einschränkungen [10]. Lifestyle-Interventionen wie Erhöhung der Calcium- und Vitamin-D-Einnahme [11-12] und die angemessenen Gewichtsübungen [13] haben positive Auswirkungen auf die Prävention und Behandlung von Osteoporose, haben jedoch eine geringe Einhaltung. Physiotherapien wie ultraschallarme ultraschallarme Niedrigintensität haben ein gewisses Potenzial gezeigt, aber ihre langfristigen Effekte und Mechanismen erfordern weitere Untersuchungen [14]. Obwohl es mehrere Behandlungsoptionen gibt, steht die Behandlung von Osteoporose jedoch immer noch mit vielen Herausforderungen, und es ist besonders wichtig, wirksamere Medikamente und Methoden zu finden.

Cistanche DeserticolaMA, allgemein bekannt als "Desert Ginseng", ist ein traditionelles chinesisches medizinisches Kraut mit einzigartigem therapeutischem Wert [15]. Die traditionelle chinesische Medizin glaubt dasCistanche Deserticolahat die Auswirkungen der tonifizierten Niere Yang und des Auffüllens von Essenz und Blut [16]. Moderne pharmakologische Studien haben festgestellt, dass dasCistanche Deserticolazeigt biologische Wirkungen wie Antioxidation [17], Anti-Aging [18-19], Neuroprotektion [20-21], Anti-Osteoporosis [22-23], Anti-In-Angamation [24] und Anti-Depression [25]. Insbesondere haben Studien gezeigtCistanche Deserticolazeigt ein signifikantes Potenzial bei der Anti-Osteoporose. Daher zielt in diesem Artikel die pharmakologischen Wirkungen und spezifischen molekularen Mechanismen bei der Behandlung von Osteoporose ab, um eine Referenz für die Entwicklung funktioneller Lebensmittel und klinische Anwendungen von zu liefernCistanche Deserticola.

 

1. Major aktive Komponenten und Extraktion vonCistanche Deserticola

Die chemische Zusammensetzung vonCistanche Deserticolabegann in den 1980er Jahren ausführlich zu untersuchen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung moderner Forschungstechnologien haben Forscher Hunderte von Verbindungen aus isoliert und identifiziertCistanche Deserticolaund führte eingehende Analysen ihrer pharmakologischen Aktivitäten durch. Die wichtigsten chemischen Komponenten vonCistanche Deserticolaenthalten Phenylethanoidglykoside, Polysaccharide, Lignane, Iridoide, Monoterpenglykoside, phenolische Glykoside, Sterole, Flavonoide, Alkaloide, Aminosäuren, Mineralien und flüchtige Komponenten [{{{}}}]. Historisch, Cistanche Deserticolawurde als sehr kostbares Tonikum angesehen und wird häufig in täglichen Diäten eingesetzt[28]. Moderne Forschungen zeigen, dass aktive Komponenten wie Phenylethanoidglykoside, Polysaccharide und Iridoide inCistanche DeserticolaZeigen Sie signifikante Antioxidans-, Anti-Fett- und Immunitäts-verstärkende Wirkungen [29-31]. Daher in den letzten Jahren die Anwendung vonCistanche DeserticolaIn der Lebensmittelindustrie hat die Forscher weit verbreitet. Es wird als vielversprechende funktionelle Lebensmittelzutat angesehen und bei der Entwicklung funktioneller Lebensmittel weit verbreitet. Zum Beispiel,Cistanche DeserticolaExtrakt (C. Deserticola-Extrakt, CDE) kann zu Getränken hinzugefügt werden, um funktionelle Getränke mit Anti-Fatigue-Eigenschaften zu erzeugen. Es kann auch mit Kräutern wie Wolfberry und Ginseng kombiniert werden, um Gesundheitsteas oder Kräuterweine zu produzieren. Seine Polysaccharide können verwendet werden, um fermentierte Getränke zu entwickeln [32]. Zusätzlich,Cistanche DeserticolaPulver oder Extrakte können als natürliche Lebensmittelzusatzstoffe in Backwaren, Gewürzen, Snacks und speziellen Ernährungsprodukten verwendet werden, die einen umfangreichen Nährwert bieten. Derzeit üblichCistanche DeserticolaZu den auf dem Markt gehaltenen Gesundheitsprodukten gehören Kapseln immunität, die Kapseln, Anti-Fett-Tabletten und mündliche Nierenflüssigkeiten haben. Diese Anwendungen zeigen das breite Potenzial vonCistanche Deserticolain der Lebensmittelindustrie. Durch Integration traditioneller und innovativer Lebensmittel,Cistanche Deserticolaund seine Extrakte können als wichtige Zutaten in Gesundheitsnahrungsmitteln dienen, um die wachsende Nachfrage nach Wellnessprodukten zu befriedigen. Detaillierte Informationen zu Extraktionsmethoden vonCistanche DeserticolaDie Hauptkomponenten sind in Tabelle 1 dargestellt.

1.1 Phenylethanoidglykoside

Phenylethanoidglykoside sind die primären aktiven Komponenten vonCistanche Deserticolaund die am umfassendsten untersuchten Verbindungen in seiner Zusammensetzung. Sie sind in den höchsten Mengen vorhanden und dienen als Schlüsselmarker für die IdentifizierungCistanche Deserticola. Phenylethanoidglycoside, auch als Phenylpropanoide bekannt, sind Verbindungen, die durch die Kombination von Glykosiden und Phenylethanol -Aglykonen gebildet werden. Die chemischen Strukturen repräsentativer Phenylethanoidglykoside inCistanche Deserticolasind in Tabelle 2 gezeigt. Bisher haben Forscher 86 Phenylethanoid -Glycosidverbindungen in identifiziertCistancheSpezies, die hauptsächlich Phenylethanoidglykoside, Kaffeesäurerivate und Glykoside einschließlich [27] einschließlich der Glykoside, einschließlich der Kaffeesäure -Derivate. Unter ihnen sind Echinacosid und Acteosid die wichtigsten aktiven Komponenten in den fleischigen Stielen vonCistanche Deserticola[42] und sind in der 2020 -Ausgabe der aufgeführtChinesische Pharmakopoeiaals Schlüsselindikatoren für die Bewertung der Qualität vonCistanche Deserticola. Darüber hinaus haben zahlreiche Studien gezeigt, dass Echinacosid und Acteosid auch Schlüsselverbindungen zur Behandlung von Osteoporose sind.Cistanche DeserticolaGlykosid A (cis a) spielt auch eine wichtige Rolle bei der Behandlung mit Osteoporose.

Die Extraktionsmethoden für Phenylethanoidglykoside inCistanche Deserticolaenthalten Wasserextraktion, Ethanolextraktion, ultraschallunterstützte Extraktion, mikrowellenunterstützte Extraktion und enzymunterstützte Extraktion [43]. Die Wasserextraktion ist typischerweise für wasserlösliche Komponenten geeignet, die unter Temperatur und Luftfeuchtigkeit relativ stabil sind. Während es kostengünstig ist und eine Vielzahl von Komponenten extrahiert, enthält es häufig eine große Anzahl von Verunreinigungen. Die Kombination traditioneller Methoden mit modernen fortschrittlichen Technologien kann daher die Effizienz verbessern und die Extraktionserträge erhöhen. Zum Beispiel haben Liu Lisha et al. [33] verwendeten Wasserextraktion, um Phenylethanoidglykoside aus zu extrahierenCistanche Tubulosa. Unter Bedingungen eines Material-zu-Flüssigkeits-Verhältnisses von 1:15 (g/ml) und Extraktion bei 8 0 Grad für 2 Stunden erreichte die Ausbeute 17,59%. Gao Jiande et al. [34] kombinierte die moderne Biotechnologie mit traditioneller Wasserextraktion und optimierten Parametern mit orthogonalem experimentellem Design. Sie stellten fest, dass eine Cellulase -Dosierung von 0,1%, eine enzymatische Hydrolysestemperatur von 55 Grad und die Hydrolysezeit von 2,5 Stunden zu einer phenylethanoidischen Glykosidausbeute von 7,26%führten, eine Verbesserung von 64%gegenüber der traditionellen Wasserextraktion. Kong Zheng et al. [35] verwendeten eine 63% Ethanollösung mit einem Material-zu-Flüssigkeits-Verhältnis von 8: 1 (ml/g), 2 Stunden lang einweichen und 1,5 Stunden lang extrahiert, um 3,64% Acteosid von zu erhaltenCistanche Tubulosa.

Wu Honglei et al. [36] verglichen Ethanolextraktion, Mikrowellenextraktion und Ultraschallextraktionsmethoden für Phenylethanoidglykoside. Die Mikrowellenextraktion, die die Auflösung der Komponenten durch die Zerstörung von Zellstrukturen durch Mikrowellenheizung beschleunigt, bietet Vorteile wie hohe Spezifität, minimaler Verlust, Effizienz, Geschwindigkeit und Einfachheit. Das Potenzial zur Beschädigung der wärmeempfindlichen Komponenten schränkt jedoch die Weiterentwicklung ein. In ähnlicher Weise bietet die Ultraschall-Extraktion umfassende Anwendbarkeit, Einfachheit, Geschwindigkeit und hohe Reinheit, aber die Herausforderungen umfassen Ultraschall-Blind-Zonen und Einschränkungen für die groß angelegte Produktion. Wei yuping et al. [37] erreichten eine Phenylethanoidglykosidausbeute von 14,36% unter Verwendung der Ultraschallextraktion unter Bedingungen von 40 Grad, einem Material-zu-Flüssigkeits-Verhältnis von 1: 41,7 (G/ml) und einer Ethanolkonzentration von 51%. Die synergistische Extraktion von Ultraschallmikrowaven erhöht die Extraktionsraten und verkürzt die Zeit. Ding Huiling et al. [38] optimierte ultraschallmikrowave synergistische Extraktion unter Verwendung der Reaktionsoberflächenmethode, die Ultraschallfrequenz bei 40 kHz, Ultraschallleistung bei 50 W, Extraktionszeit bei 15 Minuten, Acetonkonzentration bei 50%, Material-zu-Flüssigkeits-Verhältnis bei 14: 1 (ml/g) und Mikrowellenkraft bei 100 W, erreicht eine endgültige Extraktion von 49,2%.

Jede Extraktionsmethode hat ihre eigenen Vorteile, und die Auswahl geeigneter Bedingungen kann die Effizienz der Phenylethanoid -Glykosid -Extraktion erheblich verbessern. Zukünftige Entwicklungen in Extraktionsmethoden sollten sich auf hohe Effizienz, Energieeinsparung, Umweltfreundlichkeit und die Integration mehrerer Methoden zur Unterstützung der Entwicklung und Nutzung von konzentrierenCistanche Deserticola.

 

Tabelle 2 Hauptphenylethanoidglycoside im Extrakt von C. deserticola gefunden

Verbindung	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	Molekülformel
Echinacosid	OH	H	H	Oac	OH	Rha	Glu	C₃₅H₄₆O₂₀
Acteosid	OME	H	H	Oac	OH	Rha	Glu	C₂₉H₃₄O₁₅
Cis a	OH	Vgl	H	H	OH	Rha	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅
Cis b	OH	H	H	H	OH	Rha	Glu	C₂₉H₃₂O₁₄
Cis c	OH	H	Vgl	H	OH	Rha	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅

Notizen:

AC: Acetylgruppe (Acetyl).

RHA: -l -rhamnopyranose.

CF: Trans-Caffeoyl-Gruppe (Trans-Caffeoyl).

FR: Trans-Feruloyl-Gruppe (Trans-Feruloyloyl).

Glu: -d -glucopyranose.

 

1.2 Polysaccharide

Polysaccharide werden häufig verwendete aktive Komponenten in der traditionellen chinesischen Medizin und sind eine der wichtigsten aktiven Komponenten vonCistanche Deserticola[44]. Sie haben die Vorteile, weit verbreitet zu sein, die Immunregulierung zu verbessern und Sicherheit zu bieten. Studien haben gezeigtCistanche DeserticolaPolysaccharide (CDP) können Osteoporose verhindern, die durch die Ovariektomie bei Frauen verursacht und den Knochenverlust verbessert werden. Da Polysaccharide hauptsächlich in Pflanzenzellen gefunden werden, getrocknetCistanche Deserticolawird vor der Extraktion typischerweise zerkleinert und in Ethanol eingetaucht, um Lipide, Pigmente und Zucker mit niedrigem Molekulargewicht zu entfernen. Zu den CDP-Extraktionsmethoden gehören die Extraktion von heißem Wasser/kaltem Wasser, alkalische Extraktion, enzymunterstützte Extraktion und ultraschallunterstützte Extraktion. Nach dem Extrahieren von Rohpolysacchariden wird Sevag-Reagenz (Chloroform: N-Butanol=4}: 1 (v/v)) zur weiteren Trennung über die Membrantrennung und die Anion-Exchange-Chromatographie verwendet. Cellulose de -52 wird aufgrund ihrer hohen Belastungskapazität, einer guten Auflösung, der hohen Durchflussrate und ihrer Benutzerfreundlichkeit häufig für die Polysaccharid -Trennung verwendet. Schließlich werden die Polysaccharide unter Verwendung von Agarose-, Sephacryl- und Sephadex -Gel -Filtrationssäulen gereinigt.

Die Wassergewinnung, einschließlich heißer Wasser- und Kaltwasserextraktion, ist derzeit die am weitesten verbreitete Methode. Heißwasserextraktion ist einfach zu bedienen, erfordert keine organischen Lösungsmittel, gewährleistet die Sicherheit für die anschließende funktionelle Lebensmittelentwicklung und bewahrt die Aktivität der Polysaccharide effektiv. Kaltwasserextraktion minimiert den Einfluss hoher Temperaturen auf Polysaccharidstrukturen, kann jedoch die Extraktionsausbeute aufgrund einer geringeren Löslichkeit bei niedrigen Temperaturen verringern. Zum Beispiel haben Weng Xiang et al. [39] extrahiertCistanche DeserticolaPolysaccharide bei 80 Grad unter Verwendung von destilliertem Wasser wiederholten den Prozess 2–3 Mal und reinigten die Rohpolysaccharide mit einer DEAE -52 Cellulose -Spalte, um CCDP -1 und CCDP -2 mit Ausbeuten von 2,63% und 1,13% und 1,13% zu erhalten. Xiao Xinghui et al. [40] optimierten den Warmwasserextraktionsprozess für Wüsten-CDP und bestimmen die optimalen Bedingungen auf 75-Grad-Extraktionstemperatur, eine Extraktionszeit von 165 Minuten und ein Material zu Flüssigkeit von 1:55 (g/ml). Unter Verwendung der makroporösen Harztechnologie zur Trennung und Reinigung erreichte die Polysaccharid -Extraktionsertrag von 18,40%.

Da einige saure Polysaccharide in alkalischen Lösungen löslich sind, können verdünnte Alkali verwendet werden, um Polysaccharide zu extrahieren. Polysaccharide können sich jedoch unter alkalischen Bedingungen abbauen, wodurch die Ertragsrendite oder die Veränderung ihrer Struktur verringert werden. Die meisten Polysaccharide treten in Zellwänden vor, und biologische Enzyme, die die biologischen Barrieren (dh Zellwände und Zellmembranen) stören, können die Freisetzung von Polysacchariden fördern und damit die Extraktionseffizienz verbessern, wenn auch auf Kosten potenziell schädlicher Polysaccharidstrukturen. Zeng Hui et al. [41] verwendeten eine enzymunterstützte Methode, um CDP durch Eintauchen des Pulvers in 20 l Wasser zu extrahieren und es mit 55 Grad mit 30 g Cellulase, 10 g Amylase und 5 g Papain für 1 Stunde vorab, gefolgt von einer Enzymabdeakivation bei 100 Grad und Extraktion. Die Polysaccharide wurden unter Verwendung einer Deae-Sepharose-Cellulose-Säule getrennt. Die enzymunterstützte Extraktion, die unter relativ milden Bedingungen operiert, liefert hochpurige Polysaccharide und ist ein besseres Konservieren von aktiven Komponenten, was es zu einer vielversprechenden Methode für die Polysaccharid-Extraktion macht. Enzyme sind jedoch instabil, neigen für Deaktivierung, erfordern spezifische Speicherbedingungen und sind teuer, wodurch eine groß angelegte Extraktion herausfordernd ist.

Ultraschallunterstützte Extraktion bietet die Vorteile von Geschwindigkeit und hohen Ausbeuten, während die relativ geringen Extraktionstemperaturen die Schäden an Polysaccharidstrukturen verhindern. Yang Xiumei et al. [45] extrahierte Polysaccharide ausCistanche DeserticolaUnter Verwendung einer ultraschallunterstützten heiße Wasser-Ethanol-Niederschlagsmethode, die die optimalen Parameter als Extraktionstemperatur von 40 Grad, Ultraschallleistung von 1, 000 W, festgelegt hat, ein Feststoff-Flüssig-Verhältnis von 1:25 und die Extraktionszeit von 10 Minuten, eine Extraktionsertragung von 4,41%. Yang Wen et al. [46] optimized the CDP extraction process via single-factor experiments and orthogonal testing, determining the optimal conditions to be a compound enzyme dosage of 4% (cellulase:pectinase=1:3 (m/m)), ultrasonic power of 350 W (40 kHz), ultrasonic time of 20 min, enzymatic hydrolysis temperature of 50 degree , and pH 6, under which the Die durchschnittliche Ausbeute betrug 5,14%. Derzeit gibt es zahlreiche Methoden zur Polysaccharid -Extraktion, und die kombinierte Verwendung mehrerer Prozesse ist zu einem wachsenden Trend in der modernen Forschung zu Polysaccharid -Extraktionstechniken geworden.

 

1.3 andere Komponenten

Zusätzlich zu den oben genannten Komponenten,,Cistanche Deserticolaist auch reich an Lignanen, Phenylethanolglykosiden, Iridoiden und ihren Glykosiden, organischen Säuren, Sterolen, Aminosäuren, Vitaminen, flüchtigen Substanzen und Mineralien. Lignane und ihre Glykoside sind eine Klasse natürlicher chemischer Verbindungen, und 17 Lignane und ihre Glykoside wurden isoliert und identifiziertCistanche Deserticola. Zum Beispiel haben Nan Zedong et al. [47] identifizierten 11 Lignanverbindungen aus dem Ethanolextrakt vonCistanche Deserticola, einschließlich (+)-Syringaresinol -4 '-o - - D-Glucopyranosid, (+)-Isoeucommin A, Naringenin A und Alashangelin A. Iridoids und ihre Glykoside sind typisch Monoglysiden und 26 iridoiids und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gykossiden und ihre Gylysiden und ihre Identifizierungen haben sich aus und aus den Identifizierung von Glysiden und aus der Iridose und ihren Identifizieren von 26 Iridoiden und aus den Identifizierung von Glysiden und aus der Iridose und ihren GullenCistanche Deserticola. In Bezug auf Alkaloide inCistanche DeserticolaNur wenige Studien haben Betain als Komponente erwähnt. Darüber hinaus haben Hui Ruihua et al. [48] ​​verwendeten Destillation-Extraction-Methoden und identifizierten über 20 volatile Verbindungen, einschließlich Diethyldisulfid, Benzaldehyd, 3- Methoxyanilin, Benzylalkohol, Phenylacetaldehyd, Menthon, Eugenol, Caryophyllen und Iss-Oxide sowie Linaliden sowie Linaliden sowie linal.