Chcesz wydać pracę habilitacyjną, doktorską czy monografię? Zrób to w Wydawnictwie Borgis – jednym z najbardziej uznanych w Polsce wydawców książek i czasopism medycznych. W ramach współpracy otrzymasz pełne wsparcie w przygotowaniu książki – przede wszystkim korektę, skład, projekt graficzny okładki oraz profesjonalny druk. Wydawnictwo zapewnia szybkie terminy publikacji oraz doskonałą atmosferę współpracy z wysoko wykwalifikowanymi redaktorami, korektorami i specjalistami od składu. Oferuje także tłumaczenia artykułów naukowych, skanowanie materiałów potrzebnych do wydania książki oraz kompletowanie dorobku naukowego.

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Fitoterapii 4/2019, s. 251-256 | DOI: 10.25121/PF.2019.20.4.251
Izabela Czapska, Elżbieta Studzińska-Sroka, *Wiesława Bylka
Ocena aktywności biologicznej cynamonu w badaniach in vitro
In vitro evaluation of biological activities of cinnamon
Katedra i Zakład Farmakognozji, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik Katedry i Zakładu: dr hab. n. farm. Judyta Cielecka-Piontek, prof. UM
Streszczenie
Cynamon, czyli kora różnych gatunków cynamonowców, jest przyprawą używaną na całym świecie. W medycynie tradycyjnej korę cynamonu oraz olejek eteryczny z kory wykorzystuje się przy dolegliwościach dyspeptycznych, uczuciu pełności i wzdęciach oraz w leczeniu cukrzycy, ponadto produkty z kory zalecane są w leczeniu objawowym łagodnej biegunki. Działanie wynika z obecności olejku eterycznego, którego głównym związkiem aktywnym jest aldehyd cynamonowy, a także związane jest z występowaniem procyjanidyn i terpenów. W pracy zaprezentowano wyniki badań in vitro nad właściwościami przeciwcukrzycowymi, wraz z mechanizmem tego działania, a także dotyczące aktywności przeciwdrobnoustrojowej, przeciwzapalnej i cytotoksycznej. W artykule zawarte są także informacje o dawkowaniu cynamonu i olejku eterycznego.
Summary
Cinnamon, the bark of various species of cinnamon, is used in the food spice used throughout the world. In medicine, cinnamon bark and bark oil are used for dyspeptic ailments, fullness and bloating, and cinnamon bark products are recommended as helpful in symptomatic treatment of mild diarrhea also are recommended to support the treatment of diabetes. Cinnamon contains essential oil, whose main active ingredient is cinnamaldehyde, as well as procyanidins, terpenes. This paper presents the results of in vitro experiments on antidiabetic action, along with the mechanism of this activity as well as on antimicrobial, anti-inflammatory and cytotoxic also presented. This article also contains information on the dosage of cinnamon bark and cinnamon bark oil.
Słowa kluczowe: cynamon, związki biologicznie aktywne, działanie przeciwcukrzycowe, badania in vitro
Key words: cinnamon,
Wprowadzenie
Cynamon, czyli kora różnych gatunków cynamonowców, używany jest jako popularna na całym świecie przyprawa, wzmacniacz smaku, służy też do przygotowywania napojów alkoholowych. Znanych jest około 300 gatunków cynamonowców. Są one wiecznie zielonymi drzewami lub dużymi krzewami o skórzastych, woskowatych, błyszczących liściach i niepozornych zielonkawych kwiatach.
EMA zaleca korę oraz olejek z kory cynamonu cejlońskiego (Cinnamomum verum) jako tradycyjne ziołowe produkty lecznicze, dopuszczone na podstawie długotrwałego stosowania, w dwóch wskazaniach: dolegliwościach dyspeptycznych, uczuciu pełności i wzdęciach, a korę cynamonu także w leczeniu objawowym łagodnej biegunki. W ziołowych receptariuszach pochodzących z różnych rejonów świata opisywana jest również skuteczność kory cynamonowca przy utracie apetytu, nadkwaśności z refluksem, w biegunce, przeziębieniu i grypie, a także w impotencji, oziębłości, zapaleniu pochwy, reumatyzmie, neuralgiach oraz zewnętrznie w celu oczyszczania ran, natomiast olejek w bolesnym miesiączkowaniu. Kora i produkty z niej otrzymywane zalecane są jako wspomagające leczenie cukrzycy (1-4).
Celem pracy było przedstawienie stanu wiedzy dotyczącej obecnych w cynamonie związków czynnych oraz aktywności biologicznej, szczególnie przeciwcukrzycowej, a także przeciwdrobnoustrojowej, przeciwzapalnej, przeciwbólowej i cytotoksycznej, dowiedzionej eksperymentalnie w różnych modelach in vitro.
Charakterystyka botaniczna
Cynamonu dostarczają głównie dwa gatunki: cynamonowiec cejloński (Cinnamomum verum J.S. Presl (Lauraceae), synonimy: Ceylon cinnamon, True cinnamon, C. zeylanicum Nees oraz C. zeylanicum Blume), małe wiecznie zielone drzewo rosnące na Sri Lance, oraz cynamonowiec wonny (cynamonowiec chiński, kasja, C. cassia J. Presl, synonimy: C. cassia Blume i C. aromaticum Nees), uprawiany głównie w południowych Chinach, o silniejszym aromacie i ciemniejszym kolorze niż cynamonowiec cejloński. Inne, wykorzystywane głównie w Chinach, gatunki dostarczające cynamonu, to cynamonowiec Burmana (C. burmannii Nees, synonimy: Batavia Cinnamon i Panang Cinnamon), C. loureirii Nees (Saigon Cinnamon), C. japonica oraz C. chingyii (1, 3, 5-7).
Surowcami ujętymi w FP XI są: Cinnamomi cortex ? kora cynamonowca cejlońskiego (wysuszona, pozbawiona korka (kory pierwotnej) i leżącego pod nim miękiszu, kora odrośli ze ściętego pnia C. verum J.S. Presl o zawartości olejku eterycznego nie mniejszej niż 12 ml/kg), Cinnamomi corticis tinctura ? nalewka otrzymywana z kory cynamonowca cejlońskiego oraz trzy olejki eteryczne: Cinnamomi zeylanici corticis aetheroleum (olejek z kory cynamonowca cejlońskiego, otrzymany przez destylację z parą wodną kory odrostów C. verum), Cinnamomi cassiae aetheroleum (olejek eteryczny cynamonowca chińskiego otrzymany przez destylację z parą wodną liści i młodych gałązek C. cassia) oraz Cinnamomi zeylanici folii aetheroleum (olejek eteryczny z liścia cynamonowca cejlońskiego otrzymany przez destylację z parą wodną liści C. verum) (1-3, 8, 9).
Związki biologicznie aktywne
W korze cynamonowca cejlońskiego obecny jest olejek lotny do 4%, zawierający aldehyd cynamonowy (60-75%), aldehyd kuminowy (4-izopropylobenzaldehyd), fenole (4-10%), w tym eugenol 1-10% i metyloeugenol oraz węglowodory: pinen, felandren, cymen i β-kariofylen (1-4%), estry: octan eugenolu, octan cynamoilu 1-5% i benzoesan benzoilu oraz alkohole, takie jak linalol (1-3%). Największą zawartością eugenolu spośród różnych gatunków cynamonu charakteryzuje się olejek z C. zeylanicum. Olejek z kasji (w korze 1-2%) składa się głównie z aldehydu cynamonowego (75-90%), aldehydu salicylowego, aldehydu metylosalicylowego i metyloeugenolu, różni się od C. zeylanicum głównie brakiem eugenolu. Olejek cynamonowy otrzymany z liści zawiera duże ilości eugenolu (80-96%), natomiast olejek z C. japonicum ? duże ilości safrolu (60%) i tylko około 3% eugenolu (3). Olejek eteryczny z kory cynamonowca cejlońskiego niekiedy może być zafałszowany olejkiem z liści tego gatunku albo olejkiem z cynamonowca chińskiego (1).
Do związków czynnych należą też oligomeryczne pochodne katechiny (proantocyjanidyny, w zależności od pochodzenia surowca mogą dominować proantocyjanidyny typu A lub B) (6, 10). Kora cynamonowca cejlońskiego oraz chińskiego zawiera ponadto pentacykliczne diterpeny (cyncejlanol i jego acetylową pochodną ? cyncejlaninę), szczawian wapnia, kumaryny, śluz, żywicę, cukry, witaminy, związki mineralne (1, 3). Gatunek C. aromaticum zawiera kumaryny i różni się od C. verum, w którym związki te występują tylko w śladowych ilościach. Kumaryny obecne są w kasji niekiedy w znacznej ilości i mogą stwarzać ryzyko działań ubocznych (obniżenie krzepliwości krwi, działanie kancerogenne i hepatotoksyczne), zwłaszcza przy spożywaniu kory cynamonowca wonnego regularnie i w dużej ilości. Powoduje to negatywne opinie dotyczące długotrwałego podawania tego gatunku w suplementach wspomagających leczenie cukrzycy (11).
Sposób dawkowania
Produkty lecznicze zawierające cynamon mogą, w zalecanych dawkach, przyjmować dorośli, w tym osoby starsze. Wysuszona i rozdrobniona kora służy do przygotowania naparu (1,5-4 g dobowo, czyli 0,5-1,0 g 3-4 razy dziennie), płynnego wyciągu (pojedyncza dawka 0,5-1,0 ml 3 razy dziennie, 70% etanol 1:1) oraz nalewki (2-4 ml dziennie, w dawkach podzielonych, 70% etanol 1:5). Olejek eteryczny może być stosowany w ilości 50-200 mg dobowo, 2-3 razy dziennie w dawkach podzielonych, Ważne, aby nie stosować olejku w postaci nierozcieńczonej, co pozwoli uniknąć jego działania drażniącego (1).
Aktywność biologiczna
Ostatnie kilkanaście lat przyniosło zdecydowany rozwój badań nad ważnymi z punktu widzenia potrzeb współczesnej medycyny działaniami cynamonu, szczególnie przeciwcukrzycowym, a także przeciwdrobnoustrojowym, przeciwzapalnym, przeciwbólowym, spazmolitycznym i cytotoksycznym.
Zarówno medycyna tradycyjna, jak i dane naukowe dowodzą, że stosowanie ekstraktów z roślin może okazać się skutecznym sposobem na łagodzenie objawów cukrzycy, zwłaszcza w początkowym stadium choroby. Z uwagi na rosnące zapotrzebowanie na substancje wspomagające terapię chorych na cukrzycę, kora cynamonowca stała się przedmiotem wielu badań w kierunku właściwości przeciwcukrzycowych.
Badania aktywności przeciwcukrzycowej in vitro
Wykazano, że cynamon wpływa na receptor insulinowy (IR), za pośrednictwem którego następuje odpowiedź komórek na insulinę. Wynikiem działania insuliny jest aktywowanie IR, co wpływa na transport glukozy do wnętrza komórek. Receptory insulinowe składają się z dwóch podjednostek α oraz β i umieszczone są na powierzchni błon licznych komórek, szczególnie adipocytów, komórek mięśni i hepatocytów. Gdy insulina wiąże się z podjednostką α receptora, aktywowana jest kinaza tyrozynowa podjednostki β, co powoduje autofosforylację reszt tyrozynowych podjednostki β oraz kaskadę fosforylacji. Zwiększona fosforylacja i zmniejszona defosforylacja receptora insulinowego przez cynamon jest jednym z mechanizmów, który wpływa na zwiększenie wrażliwości na insulinę (12).
W kolejnych badaniach in vitro wykazano, że izolowana z kory cynamonu cejlońskiego procyjanidyna ? cynamtanina B1, w stężeniu 0,11 mM aktywowała fosforylację podjednostki β w adipocytach 3T3-L1 silniej niż sama insulina w stężeniu 100 nM, a także, podobnie do insuliny, stymulowała fosforylację również innych receptorów insulinowych (11).
Celem pracy Cao i wsp. (13) było zbadanie aktywności wodnego ekstraktu z cynamonu (CE) oraz otrzymanej z niego frakcji polifenoli (CP ? procyjanidyny typu A). Oceniano jego wpływ na poziom białka oraz mRNA receptora insuliny (IR), transportera glukozy 4 (GLUT4) i tristetraproliny (TTP to naturalnie występujące białko; podniesienie jego poziomu wpływa na zmniejszenie stanu zapalnego) w mysich adipocytach 3T3-L1. Wyniki wskazują, że frakcja CP powodowała zwiększenie poziomu IR-β oraz że zarówno CE, jak i CP zwiększyły poziomy GLUT4 i TTP w adipocytach. Ponadto sugerują one, że cynamon może zwiększać ilość białek zaangażowanych w ścieżkę sygnalizacyjną insuliny, transport glukozy oraz odpowiedź przeciwzapalną i przeciwangiogenną (13).
Udowodniono wpływ cynamonu na rozmieszczony we włóknach mięśni szkieletowych, komórkach mięśnia sercowego oraz adipocytach insulinozależny transporter glukozy 4 (GLUT4). W efekcie działania insuliny GLUT4 przemieszcza się z cytoplazmy do błony komórkowej, co wpływa na zwiększenie transportu glukozy. W cukrzycy z powodu braku lub niewystarczającej wrażliwości na insulinę liczba i aktywność GLUT4 jest zmniejszona. Nikzamir i wsp. (14) zaobserwowali, że pod wpływem aldehydu cynamonowego następuje znaczący i dawkozależny wzrost ekspresji genu receptora GLUT4 i jego mRNA w komórkach mysich mioblastów linii C2C12. Badania Qin i wsp. (15) potwierdziły zwiększanie przez cynamon ilości receptorów GLUT4, receptora insuliny (IR) i substratów receptora insulinowego, co wpływa na ułatwienie wchłaniania glukozy do komórek. Stymulowanie wytwarzania GLUT4 i wpływ na translokację do błony komórkowej transportera GLUT4 w brunatnej tkance tłuszczowej i tkance mięśni szczurów przez ekstrakty z cynamonu cejlońskiego następowało w sposób zależny od dawki.

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu oraz innych artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 20 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

Piśmiennictwo
1. EMA ? European Medicines Agency: Assessment report on Cinnamomum verum J.S. Presl, cortex and corticis aetheroleum Doc. Ref.: EMA/HMPC/246773/2009 (data dostępu: 03.2019).
2. ESCOP Monographs: the scientific foundation for herbal medicinal products. Cinnamomi cortex, Cinnamon. Thieme, Stuttgart 2003.
3. Gruenwald J, Brendler T, Jaenicke C. PDR for Herbal medicines. 3rd Ed. Med Econ Comp, New Yersey 2004.
4. Bradley P. British herbal compendium. Vol. 2. A Handbook of scientific information on widely used plant drugs. Bournemouth Brit Herbal Med Assoc 2006.
5. Medagama AB, Bandara R. The use of complementary and alternative medicines (CAMs) in the treatment of diabetes mellitus: is continued use safe and effective? Nutr J 2014; 21(13):102.
6. Lu Z, Jia Q, Wang R i wsp. Hypoglycemic activities of A- and B-type procyanidin oligomer-rich extracts from different cinnamon barks. Phytomed 2011; 18(4):298-302.
7. Jia Q, Liu X, Wu X i wsp. Hypoglycemic activity of a polyphenolic oligomer-rich extract of Cinnamomum parthenoxylon bark in normal and streptozotocin-induced diabetic rats. Phytomed 2009; 16(8):744-50.
8. Farmakopea Polska XI. Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, Warszawa 2017.
9. European Pharmacopoeia Ph. Eur. IX, EDQM, Council of Europe, Strasburg 2017.
10. Jiao L, Zhang X, Huang L i wsp. Proanthocyanidins are the major anti-diabetic components of cinnamon water extract. Food Chem Toxicol 2013; 56:398-405.
11. Ranasinghe P, Jayawardena R, Galappathy P i wsp. Efficacy and safety of ‘true’ cinnamon (Cinnamomum zeylanicum) as a pharmaceutical agent in diabetes: a systematic review and meta-analysis. Diabet Med 2012; 29(12):1480-92.
12. Imparl-Radosevich J, Deas S, Polansky MM i wsp. Regulation of PTP-1 and insulin receptor kinase by fractions from cinnamon: implications for cinnamon regulation of insulin signalling. Horm Res 1998; 50(3):177-82.
13. Cao H, Polansky MM, Anderson RA. Cinnamon extract and polyphenols affect the expression of tristetraprolin, insulin receptor, and glucose transporter 4 in mouse 3 T3-L1 adipocytes. Arch Biochem Biophys 2007; 459(2):214-22.
14. Nikzamir A, Palangi A, Kheirollaha A i wsp. Expression of glucose transporter 4 (GLUT4) is increased by cinnamaldehyde in C2C12 mouse muscle cells. Iranian Red Cresecent Med J 2014; 16(2):e13426.
15. Qin B, Nagasaki M, Ren M i wsp. Cinnamon extract (traditional herb) potentiates in vivo insulin-regulated glucose utilization via enhancing insulin signaling in rats. Diabet Res Clin Pract 2003; 62(3):139-48.
16. Shen Y, Fukushima M, Ito Y i wsp. Verification of the antidiabetic effects of cinnamon (Cinnamomum zeylanicum) using insulin-uncontrolled type 1 diabetic rats and cultured adipocytes. Biosci Biotechnol Biochem 2010; 74:2418-25.
17. Shen YY, Muraki E, Honoso T i wsp. Cinnamon extract enhances glucose uptake in 3 T3-L1 adipocytes and C2C12 myocytes by inducing LKB1-AMP-activated protein kinase signaling. PLoS ONE. 2014; 9(2):e8789432.
18. Plaisier C, Cock A, Scott J i wsp. Effects of cinnamaldehyde on the glucose transport activity of GLUT1. Biochimie 2011; 93(2):339-44.
19. Plexopathy DL. Cinnamon dose-dependently reduces insulin concentration. Am J Clin Nutr 2009; 89:815-21.
20. Sheng X, Zhang Y, Gong Z i wsp. Improved insulin resistance and lipid metabolism by cinnamon extract through activation of peroxisome proliferator-activated receptors. PPAR Res 2008; 2008:58134.
21. Adisakwattana S, Lerdsuwankij O, Poputtachai U i wsp. Inhibitory activity of cinnamon bark species and their combination effect with acarbose against intestinal α-glucosidase and pancreatic α-amylase. Plant Foods Hum Nutr 2011; 66:143-8.
22. Ranilla LG, Kwon YI, Apostolidis E i wsp. Phenolic compounds, antioxidant activity and in vitro inhibitory potential against key enzymes relevant for hyperglycemia and hypertension of commonly used medicinal plants, herbs and spices in Latin America. Bioresour Technol 2010; 101:4676-89.
23. Shihabudeen MS, Hansi PD, Thirumurugan K. Cinnamon extract inhibits alpha-lucosidase and dampens posprandial glucose excursions in diabetic rats. Nutr Metab (Lond) 2011; 8:46-53.
24. Prabuseenivasan S, Jayakumar M, Ignacimuthu S. In vitro antibacterial activity of some plant essential oils. BMC Compl Altern Med 2006; 30(6): 39.
25. Cava R, Nowak E, Taboada A i wsp. Antimicrobial activity of clove and cinnamon essential oils against Listeria monocytogenes in pasteurized milk. J Food Prot 2007; 70(12):2757-63.
26. Chulasiri MU, Picha P, Rienkijkan M i wsp. The cytotoxic effect of petroleum ether and chloroform extracts from Ceylon cinnamon (Cinnamomum zeylanicum Nees) barks on tumor cells in vitro. Pharm Biol 1984; 22(4):177-80.
27. Zari TA, Al-Logmani AS. Long-term effects of Cinnamomum zeylanicum Blume oil on some physiological parameters in streptozotocin-diabetic and non-diabetic rats. Bol Latinoam Caribe Plantas 2009; 8:266-74.
28. Husain I, Ahmad R, Chandra A i wsp. Phytochemical characterization and biological activity evaluation of ethanolic extract of Cinnamomum zeylanicum. J Ethnopharmacol 2018; 12(219):110-6.
29. Schink A, Naumoska K, Kitanovski Z i wsp. Anti-inflammatory effects of cinnamon extract and identification of active compounds influencing the TLR2 and TLR4 signaling pathways. Food Funct 2018; 9(11):5950-64.
otrzymano: 2019-08-02
zaakceptowano do druku: 2019-09-25

Adres do korespondencji:
*prof. dr hab. n. farm. Wiesława Bylka
Katedra i Zakład Farmakognozji Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego
ul. Święcickiego 4, 60-781 Poznań
e-mail: wieslawabylka@tlen.pl

Postępy Fitoterapii 4/2019
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii