Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografię? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis – wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Fitoterapii 3/2016, s. 200-207
*Elżbieta Studzińska-Sroka1, Daria Zarabska-Bożejewicz2
Pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia physodes (L.) Nyl.) – charakterystyka porostu i jego właściwości biologiczne
Hypogymnia physodes (L.) Nyl. – characteristic of the lichen and its biological properties
1Katedra i Zakład Farmakognozji, Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. n. farm. Wiesława Bylka
2Instytut Środowiska Rolniczego i Leśnego, Polska Akademia Nauk w Poznaniu
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. n. farm. Lech W. Szajdak
Streszczenie
Pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia physodes (L.) Nyl.) jest porostem z rodziny tarczownicowatych (Parmeliaceae), powszechnie występującym w różnych częściach Europy, w tym w Polsce oraz na innych kontynentach. Jako epifit porasta pnie i gałęzie drzew liściastych oraz iglastych. W wyniku swoistych relacji pomiędzy cudzożywnym grzybem a samożywnym fotobiontem – glonem lub sinicą, dochodzi do wytwarzania przez pierwszego z wymienionych wyżej partnerów metabolitów wtórnych, niespotykanych w świecie roślin, o interesujących, słabo poznanych właściwościach biologicznych. Związki, których obecność w plechach pustułki pęcherzykowatej potwierdzono, to: atranoryna, chloroatranoryna, kwas fyzodowy, kwas 3-hydroksyfyzodowy, kwas 2'-O-metylofyzodowy, kwas fyzodalowy, kwas protocetrarowy oraz kwas izofyzodowy. Prowadzone badania o charakterze in vitro wykazały, że związki i wyciągi z H. physodes wykazują wielokierunkowe właściwości biologiczne. Rezultaty eksperymentów świadczą o ich aktywności przeciwdrobnoustrojowej, antyoksydacyjnej, cytotoksycznej wobec komórek nowotworowych oraz hamującej aktywność enzymatyczną. Depsydony izolowane z pustułki pęcherzykowatej wpływały również na komórki układu odpornościowego. Ponadto porost ten jest często wykorzystywany w badaniach bioindykacyjnych i biomonitoringowych na potrzeby oceny stanu środowiska, w tym zanieczyszczenia powietrza m.in. metalami ciężkimi.
Summary
Hypogymnia physodes (L.) Nyl. is the lichenized fungus within the Parmeliaceae family, that commonly occurs both in Poland, and other parts of Europe as well as in many other parts of the world. It is the epiphytic lichen growing on trunks and branches of deciduous and coniferous trees. As a result of the specific relationship between a heterotrophic fungus and an autotrophic photobiont – algae or cyanobacteria among others some secondary compounds are produced by mycobiont, not found among plants and with interesting and little-known biological properties. Till now, the presence of: atranorin, chloroatranorin, physodic acid, 3-hydroxyphysodic acid, 2'-O-methylphysodic acid, physodalic acid, protocetraric acid and isophysodic acid, was confirmed in thallus of H. physodes. In vitro studies revealed interesting biological properties of compounds and extracts from H. physodes. Results of experiments proved their antibacterial and antioxidant activities, as well as cancer cell cytotoxicity and inhibitory effects on enzymes. Depsidones isolated from H. physodes also influenced on cells of the immune system. Moreover, this lichen is often used in bioindicator and biomonitoring studies that allow for assessment of environmental conditions, also air pollution with i.a. heavy metals.
Wstęp
Porosty (grzyby zlichenizowane) to organizmy, których plecha zbudowana jest z komórek autotroficznego komponentu zielonego (glonu lub sinicy) oraz cudzożywnego grzyba lichenizującego zwanego mikobiontem. Obaj partnerzy wchodzą w swoisty typ wzajemnej zależności o charakterze symbiozy. To dzięki zdolnościom fotosyntetycznym fotobionta możliwe jest wytwarzanie potrzebnych do wzrostu składników odżywczych, natomiast przemiany biochemiczne zachodzące w strzępkach mikobionta pozwalają na produkcję metabolitów wtórnych. Związki te zapewniają porostom m.in. ochronę przed wpływem niekorzystnych czynników zewnętrznych.
Do tej pory na terenie Polski stwierdzono występowanie ok. 1500 gatunków grzybów zlichenizowanych (1). Jednym z nich jest pospolita na obszarze całego kraju pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia physodes (L.) Nyl.). Dotąd niewykorzystywana w lecznictwie, wzbudziła zainteresowanie naukowców, a rezultaty prowadzonych eksperymentów świadczą o interesujących właściwościach badanego porostu, w tym o jego aktywności biologicznej. Praca stanowi przegląd informacji na temat porostu H. physodes i obejmuje jego charakterystykę, opis właściwości biologicznych ekstraktów otrzymanych z plechy pustułki oraz obecnych w niej związków o charakterze metabolitów wtórnych, a także omówienie roli gatunku w analizach bioindykacyjnych.
Opis gatunku
Hypogymnia physodes jest gatunkiem powszechnie występującym w różnych częściach Europy, Ameryce Północnej, Afryce Wschodniej, a nawet w Himalajach (2, 3). Jako epifit porasta pnie i gałęzie drzew liściastych oraz iglastych. Jest gatunkiem kwasolubnym, dlatego szczególnie korzystne warunki dla swojego rozwoju znajduje na podłożach o niższym odczynie, np. na korze sosny, brzozy, świerka, dębu. Ponadto porost ten stwierdzany jest również na drewnie, słomianych dachach, rzadziej na piaszczystej glebie, humusie oraz na podłożu skalnym (3, 4).
Pustułka pęcherzykowata ma listkowatą, luźno przyczepioną do podłoża plechę o kształcie rozetkowatym lub nieregularnym, silnie podzieloną na odcinki, o rozmiarze dochodzącym najczęściej do 5 cm (5). Górna powierzchnia plechy jest gładka, szara lub szarozielona, na końcach odcinków brunatnawo nabiegła, natomiast dolna część jest silnie pomarszczona i ma kolor czarny, przechodzący na obwodzie w odcień jasnobrązowy. Pustułka pęcherzykowata nie ma chwytników, natomiast do podłoża przyczepiona jest za pomocą zmarszczek dolnej kory. Soralia, które stanowią skupienia sorediów (czyli wytworów na plesze składających się zwykle z kilku lub kilkunastu komórek glonów oplecionych strzępkami grzyba, służących namnażaniu się porostów), są typu paszczowatego i powstają wskutek pęknięcia plechy na granicy dolnej i górnej warstwy korowej na końcach odcinków (4). Owocniki, osiągające średnicę 2-8 mm, są bardzo rzadko obserwowane, natomiast zarodniki są jednokomórkowe, bezbarwne, elipsoidalne o wymiarach 6-9 x 4-5 μm (5).
Związki chemiczne
H. physodes wytwarza substancje chemiczne o charakterze depsydów i depsydonów. Do pierwszej grupy należą atranoryna i chloroatranoryna (obecne w części korowej plechy). Do grupy depsydonów zaliczane są: kwas fyzodowy, kwas 3-hydroksyfyzodowy, kwas 2'-O-metylofyzodowy, kwas fyzodalowy oraz kwas protocetrarowy (w części rdzeniowej). Ponadto z plechy wyizolowano kwas izofyzodowy (2, 6-10) (ryc. 1).
Ryc. 1. Wzory związków obecnych w H. physodes
Wykonane analizy HPLC określające zawartość związków w plesze H. physodes zebranej na terenie Skandynawii (Norwegia) wykazały, że wśród obecnych w poroście metabolitów wtórnych, najwyższe stężenie charakteryzowało kwas fyzodalowy (2,7-8,4% suchej masy) i fyzodowy (3,3-5,0%), natomiast kwas protocetrarowy, a także substancje zawarte w części korowej: atranoryna i chloroatranoryna były obecne w znacznie mniejszej ilości (odpowiednio 0,26-0,52%; 0,14-0,43%; 0,03-0,18%) (8).
Badano również całkowitą zawartość polifenoli oraz flawonoidów w ekstraktach otrzymanych z plech H. physodes. Wyciąg metanolowy, uzyskany drogą 24-godzinnej maceracji w temp. pokojowej, charakteryzowała wysoka zawartość polifenoli (141,59 mg kwasu galusowego/g wyciągu) oraz znacznie niższa flawonoidów (20,14 mg rutyny/g wyciągu) (10). W innym badaniu zawartość polifenoli dla ekstraktów acetonowego, metanolowego oraz wodnego wynosiła odpowiednio 30,1; 86,8 i 6,3 μg równoważnika pirokatecholu. Ilość flawonoidów była porównywalna dla ekstraktów acetonowego i metanolowego (30,1 i 32,1 μg równoważnika rutyny) oraz znacznie niższa dla ekstraktu wodnego (11,3 μg równoważnika rutyny) (11).
Metabolity wtórne a czynniki środowiskowe
Ilość metabolitów wtórnych, obecnych w plesze pustułki pęcherzykowatej, może ulegać zmianom wskutek działania różnorodnych czynników środowiskowych, w tym powiązanych z działalnością antropogeniczną. Zmiany te mogą przejawiać się wzrostem lub obniżeniem zawartości substancji porostowych (12). Solhaug i wsp. (8) przeprowadzili ilościową analizę stężenia metabolitów wtórnych w plechach H. physodes rosnących na stanowiskach o odmiennym stopniu nasłonecznienia. Zwiększenie całkowitej zawartości metabolitów wtórnych w badanym poroście powiązane było ze wzrostem nasłonecznienia. Ponadto wykazano dodatnie zależności pomiędzy ilością atranoryny i chloroatranoryny a bezpośrednim i rozproszonym promieniowaniem. W przypadku kwasów: fyzodowego, fyzodalowego i protocetrarowego wykryto lepsze korelacje ich zawartości z promieniowaniem słonecznym w porównaniu z promieniowaniem bezpośrednim (8).
Wpływ metali ciężkich na wytwarzanie metabolitów wtórnych u H. physodes oceniano u transplantów eksponowanych przez 6 mies. na stanowiskach zlokalizowanych na terenie Krakowskiego Okręgu Przemysłowego (12). Największą zawartość Cd, Pb i Zn stwierdzono w plechach zebranych w pobliżu huty cynku i ołowiu, podczas gdy Cr i Ni – w sąsiedztwie zakładu chemicznego produkującego związki chromu, fosforu i siarki. Bliskość zakładu przemysłowego wpłynęła na zmniejszenie ilości kwasów fyzodowego i hydroksyfyzodowego oraz atranoryny u transplantów. Podobne wyniki uzyskali Hauck i wsp. (13), którzy wykryli m.in. dodatnie korelacje pomiędzy zawartością kwasu fyzodalowego u H. physodes a wzrostem Cu2+ i Mn2+ w substracie, przy zmniejszaniu się ilości kwasu 3-hydroksyfyzodowego. Udowodniono, że związki o charakterze depsydonów, występujące w plesze H. physodes, mogą wykazywać zdolność wiązania kationów niektórych metali (14). Według danych piśmiennictwa kwas fyzodalowy wykazywał niezwykle silną (95%) zdolność adsorbowania jonów metali Fe3+. Właściwość tę miały również kwasy fyzodowe i protocetrarowy, jednak w stopniu znacznie niższym od wymienionego wyżej związku (odpowiednio ok. 44 i 43%). Zjawiska nie zaobserwowano dla jonów Fe2+. Zdolność adsorpcji kationów metali, jednak już w dużo mniejszym stopniu, dotyczyła także jonów Ca2+ i Mg2+.
Zwiększoną ilość kwasu fyzodalowego w plechach wskutek ekspozycji na metale ciężkie można traktować jako przejaw funkcji tego związku w kształtowaniu strategii obronnej u H. physodes względem kumulujących się zanieczyszczeń (12-14). Wskazana wyżej właściwość może posłużyć wyjaśnieniu procesu wolniejszego ustępowania pustułki pęcherzykowatej wskutek zanieczyszczenia środowiska w porównaniu z innymi przedstawicielami tego rodzaju, tj. H. farinacea, H. tubulosa i H. vittata, czyli gatunkami, które nie mają w swojej plesze kwasu fyzodalowego (14). Dane prezentowane w piśmiennictwie przedmiotu przemawiają za możliwością wykorzystania metabolitów wtórnych jako biomarkerów w badaniach środowiskowych (12).
Znane jest także oddziaływanie substancji porostowych na inne elementy biotyczne obecne w ekosystemach. Zdaniem Latkowskiej i wsp. (15) metabolity wtórne u pustułki pęcherzykowatej przyczyniły się do obniżenia żywotności świerku Picea abies i usychania jego gałęzi porośniętych obficie plechami porostu. Stwierdzenie to oparto na wynikach wskazujących na obecność kwasu fyzodalowego, 3-hydroksyfyzodowego oraz atranoryny w korze drzewa w miejscach bezpośrednio zasiedlonych przez porost (16). Ekstrakt acetonowy z H. physodes hamował rozwój grzybów chorobotwórczych tj. Pythium ultimum, Ustilago maydis i Phytophthora infestans (17). Sugeruje to, że metabolity wtórne inne niż atranoryna, znajdujące się u pustułki pęcherzykowatej, także hamują wzrost wymienionych powyżej grzybów (17).
Aktywność biologiczna
Działanie przeciwdrobnoustrojowe
Przeciwbakteryjne działanie ekstraktów otrzymanych z porostów oraz izolowanych z nich tzw. kwasów porostowych jest testowane od dawna. Mitrović i wsp. (10) badali ekstrakt metanolowy z H. physodes na 29 szczepach drobnoustrojów. W zależności od grupy testowanych drobnoustrojów aktywność znacznie różniła się. Ekstrakt wykazywał zróżnicowaną aktywność wobec Bacillus sp. (MIC = 0,04-0,08 mg/ml), Enterococcus faecalis (MIC = 0,08-5,0 mg/ml), Staphylococcus aureus (MIC = 0,04-0,3 mg/ml) i Pseudomonas aeruginosa (MIC = 6,3 mg/ml). Ekstrakty metanolowe z H. physodes działały również przeciwgrzybiczo. Ekstrakt metanolowy z H. physodes wykazywał dość wysoką aktywność wobec szczepu wzorcowego Aspergillus niger (MIC = 0,01 mg/ml), przy czym aktywność wobec szczepu klinicznego A. niger była znacznie niższa (MIC = 5,0 mg/ml). Wykazane w badaniach minimalne stężenie hamujące rozwój innych grzybów pleśniowych i drożdżoidalnych wahało się dla omawianych wyciągów od 0,63 do 10 mg/ml. Aktywność flukonazolu wahała się w odniesieniu do badanych grzybów w granicach MIC = 0,03-0,5 mg/ml.
Aktywność przeciwbakteryjną wykazywał także obecny w H. physodes kwas fyzodowy. Antybiotyczne działanie tego związku badano na różnych gatunkach drobnoustrojów. Okazało się, że testowany depsydon hamował rozwój bakterii Gram-dodatnich: S. aureus (MIC = 25 μg/ml) oraz Mycobacterium smegmatis (MIC = 100 μg/ml). Substancją wzorcową był siarczan streptomycyny, który wzrost wymienionych mikroorganizmów hamował w stężeniu 5 i 1,25 μg/ml. Kwas fyzodowy nie wpływał w badanych stężeniach na rozwój bakterii: Escherichia coli, Salmonella gallinarum, Klebsiella pneumoniae, P. aeruginosa oraz grzyba drożdżoidalnego Candida albicans (MIC > 100 μg/ml) (18).
Türk i wsp. (19) wykazali, że kwas fyzodowy słabiej od chloroatranoryny i kwasu oliwetorowego hamował rozwój Proteus vulgaris, S. aureus, Streptococcus faecalis (MIC = 53,1 mmol), nie działał natomiast na bakterie Aeromonas hydrophila, E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa, P. syringae, Salmonella typhimurium oraz na wszystkie testowane grzyby pleśniowe. Ponadto kwas fyzodowy działał silniej od chloroatranoryny, lecz słabiej od kwasu oliwetorowego na szczepy Bacillus cereus, Bacillus subtilis i Listeria monocytogenes (MIC = 6,6-13,3 mmol). Stwierdzono, że badany depsydon, na skutek obecności wiązania eterowego w cząsteczce, nie ma możliwości rotacji wokół wiązania estrowego. Depsydy (np. kwas oliwetorowy) pozbawione są blokady przestrzennej i zmieniając położenie w przestrzeni, mogą działać na centrum inhibicji zlokalizowane w komórkach grzyba (19).
W innych badaniach aktywność przeciwdrobnoustrojowa kwasu fyzodowego była niższa niż testowanych równolegle substancji: atranoryny, kwasu gyroforowego i usninowego (MIC = 0,5-1 mg/ml dla kwasu fyzodowego; MIC = 0,0075-0,5 mg/ml dla pozostałych związków). Opisywany depsydon działał najsilniej na Botrytis cinerea i Paecilomyces variotti (MIC = 0,5 mg/ml) (20).

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

Płatny dostęp tylko do jednego, POWYŻSZEGO artykułu w Czytelni Medycznej
(uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony)

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem , należy wprowadzić kod:

Kod (cena 19 zł za 7 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

 

 

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 49 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

otrzymano: 2016-02-22
zaakceptowano do druku: 2016-05-16

Adres do korespondencji:
*dr n. farm. Elżbieta Studzińska-Sroka
Katedra i Zakład Farmakognozji Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu
ul. Święcickiego 4, 60-781 Poznań
tel.: +48 (61) 854-67-09, fax: +48 (61) 854-67-01
e-mail: ela_studzinska@op.pl

Postępy Fitoterapii 3/2016
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii