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

Chcesz wydać pracę doktorską, habilitacyjną 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 1/2017, s. 17-23
Katarzyna Owczarek, Jakub Fichna, *Urszula Lewandowska
Aktywność przeciwzapalna związków polifenolowych
Anti-inflammatory activity of polyphenolic compounds
Zakład Biochemii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Kierownik Zakładu: prof. nadzw. dr hab. n. med. Jakub Fichna
Streszczenie
Polifenole to naturalne związki o dużym zróżnicowaniu strukturalnym, a ich powszechne występowanie w roślinach sprawia, że są nierozłącznymi składnikami diety. Obecnie polifenole uznaje się za wtórne metabolity o szerokim spektrum aktywności biologicznej. Rośnie także liczba dowodów potwierdzających ich potencjał przeciwzapalny. Wiadomo, że stan zapalny odgrywa kluczową rolę w przebiegu wielu przewlekłych chorób, takich jak choroby układu krążenia, płucne, autoimmunologiczne, cukrzyca, choroby nowotworowe i neurodegeneracyjne. Mechanizm przeciwzapalnego działania związków polifenolowych polega na kontroli syntezy prozapalnych cytokin, takich jak IL-1ß, IL-6, IL-8, TNF-α oraz enzymów zaangażowanych w metabolizm kwasu arachidonowego. Polifenole wykazują aktywność przeciwzapalną poprzez hamowanie NF-κB oraz regulację MAPK, iNOS i niektórych czynników wzrostu. Celem niniejszej pracy było omówienie aktywności przeciwzapalnej i terapeutycznej wybranych związków polifenolowych i ekstraktów bogatych w polifenole.
Summary
Polyphenols are natural compounds characterized by a high structural diversity, and their common occurrence in plants renders them intrinsic dietary components. At present, polyphenols are looked upon as secondary metabolites characterized by a wide spectrum of biological activities. There is also a growing body of evidence on their anti-inflammatory activity. It is well known that inflammation plays a key role in many chronic diseases such as circulatory, pulmonary, autoimmune, and neurodegenerative diseases, as well as diabetes and cancer. The mechanism of polyphenol activity in the inflammatory process is associated with control and inhibition of proinflammatory cytokines such as IL-1ß, IL-6, IL-8, TNF-α and enzymes involved in the metabolism of arachidonic acid. Furthermore, polyphenols exhibit inflammatory activity on many levels by NF-κB inhibition, MAPK, iNOS and growth factors regulation. This review discusses the anti-inflammatory and therapeutic activity of some polyphenolic compounds and polyphenol-rich extracts.
Wprowadzenie
Aktualna wiedza na temat polifenoli i ekstraktów bogatych w te związki, potwierdzona badaniami in vitro i in vivo, wskazuje na ich właściwości przeciwzapalne.
Zasadniczy wpływ polifenoli na przebieg procesów zapalnych polega na hamowaniu syntezy prozapalnych cytokin, takich jak IL-1ß, IL-2, IL-6, γ-interferonu (ang. interferon-gamma – IFN-γ), czynnika martwicy nowotworów α (ang. tumor necrosis factor αTNF-α) oraz chemokin w różnych typach komórek (1, 2). Ponadto polifenole wykazują właściwości przeciwzapalne na wielu poziomach, głównie na drodze hamowania czynnika jądrowego κB (ang. nuclear factor-κB – NF-κB), regulacji kinazy białkowej aktywowanej mitogenami (ang. mitogen-activated protein kinases – MAPK), indukowalnej syntazy tlenku azotu (ang. inducible nitric oxide synthase – iNOS) oraz hamowania enzymów zaangażowanych w metabolizm kwasu arachidonowego – cyklooksygenazy-2 (ang. cyclooxygenase-2 – COX-2) i lipooksygenazy (ang. lipoxygenase – LOX), a także obniżenia syntezy reaktywnych form tlenu (ang. reactive oxygen species ROS) w stosunku do reaktywnych form azotu (ang. reactive nitrogen species – RNS) (3-5).
Celem niniejszego artykułu jest przegląd aktualnych danych pochodzących z badań in vitro i in vivo, wskazujących na przeciwzapalne działanie niektórych polifenoli oraz ekstraktów bogatych w te związki, poprzez hamowanie aktywności NF-κB, COX-2 oraz iNOS.
Wpływ polifenoli na aktywację jądrowego czynnika transkrypcyjnego NF-κB
Istotnym celem działania polifenolowych związków roślinnych jest czynnik NF-κB, odgrywający znaczącą rolę w procesach odpornościowych i zapalnych. NF-κB występuje w niemalże wszystkich organizmach eukariotycznych w postaci homo- i heterodimerów, uformowanych z rodziny białek transkrypcyjnych Rel, tworząc nieaktywny kompleks z inhibitorem białkowym (ang. inhibitor of NF-κB – IκB) w cytoplazmie. Fosforylacja IκB powoduje aktywację i umożliwia przemieszczenie NF-κB do jądra, czego wynikiem jest również aktywacja transkrypcji genów kodujących białka, odpowiedzialnych za komórkową odpowiedź na czynniki chorobotwórcze i stresowe (6). NF-κB kontroluje ekspresję cytokin prozapalnych i chemokin (IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-α), COX-2, niektórych czynników wzrostu i regulatorów apoptozy poprzez indukcję proliferacji oraz stymulację angiogenezy w komórkach (7). Dlatego czynniki, które ograniczają aktywację NF-κB, mogą potencjalnie zapobiegać także ekspresji cytokin, a tym samym blokować odpowiedź zapalną. Zaburzenia wydzielania NF-κB są istotne w wielu chorobach związanych z procesem zapalnym, takich jak astma, stwardnienie rozsiane, miażdżyca, choroba Leśniowskiego-Crohna czy wrzodziejące zapalenie jelit (5, 8). Nadmierna aktywność tego czynnika jest także obserwowana w rozwoju cukrzycy typu 2 połączonej z otyłością (9).
Badania ostatnich lat wskazują, że modulacja NF-κB pod wpływem działania polifenoli wywołuje pozytywny efekt przeciwzapalny (5).
Dowiedziono, że galusan epigallokatechiny (ang. (–)-epigallocatechin-3-gallate – EGCG), kapsaicyna i kurkumina hamują działanie czynnika NF-κB, przeciwdziałają aktywacji kinazy IκB, ograniczając tym samym ekspresję regulowanych przez ten czynnik genów (10). W komórkach nowotworowych jelita grubego Caco-2 oraz mastocytach stwierdzono hamowanie aktywności NF-κB przez chryzynę (11, 12). Wykazano, że chryzyna w stężeniu 10 μg/ml łagodziła alergiczne stany zapalne mastocytów na drodze hamowania aktywności NF-κB oraz TNF-α, IL-1β, IL-4 i IL-6 (3). Podobny przeciwzapalny efekt powodowały antocyjany wyizolowane z owoców borówki amerykańskiej (frakcja PC18), które blokowały translokację NF-κB do jądra mysich komórek mikrogleju (BV-2) (13). Aktywacja BV-2 może prowadzić do postępujących uszkodzeń układu nerwowego, w tym udaru mózgu, stwardnienia rozsianego, a także chorób Parkinsona i Alzheimera. Udokumentowano, że badana frakcja PC18 w stężeniu 100 μg/ml na poziomie transkrypcyjnym hamuje indukowaną lipopolisacharydem (ang. lipopolysacharide – LPS) syntezę prozapalnych mediatorów COX-2 (40%) i iNOS (80%) w stosunku do kontroli. Malwidyno-3-glukozyd (Mv3glc), również należący do antocyjanów, hamował aktywowaną nadtlenoazotynem ekspresję iNOS, NF-κB, COX-2 i IL-6 w bydlęcych komórkach śródbłonka aorty, pozyskanych z aorty klatki piersiowej. Poziom NF-κB już po 14 godz. inkubacji komórek w obecności 25 μM Mv3glc uległ obniżeniu przez ograniczenie degradacji cytoplazmatycznego inhibitora IkBα (14). Ekspresja regulowanych przez NF-κB prozapalnych mediatorów została zredukowana o 50% w przypadku COX-2 i prawie w 100% dla IL-6 już po 1 godz. inkubacji z malwidyną.
Mito i wsp. (15) dowiedli natomiast kardioochronnych właściwości kurkuminy, dzięki zahamowaniu ekspresji NF-κB oraz IL-1 i TNF-α, jako strategii leczenia zapalenia mięśnia sercowego. Badania (in vitro i in vivo) dotyczące raka prostaty wykazały, że kurkumina w stężeniu 15 μM blokowała translokację NF-κB do jądra przez inhibicję kinazy IκB oraz znacząco redukowała ekspresję COX-2, której nadekspresja powiązana jest z rozrostem gruczołu krokowego (2). Z kolei apigenina, należąca do flawonów, w komórkach RAW 264.7 ograniczyła aktywność kinazy IκB, blokując fosforylację podjednostki p65 NF-κB wzbudzanej przez LPS oraz in vivo zahamowała syntezę TNF-α (16, 17). Przeciwzapalny efekt działania tego flawonu zaobserwowano u myszy z ostrym urazem płucnym, wywołanym przez LPS, odpowiedzialnym za aktywację makrofagów. Apigenina podana dootrzewnowo w dawce 20 mg/kg obniżyła ekspresję NF-κB (30%), a także TNF-α (60%) i COX-2 (20%) w stosunku do grupy kontrolnej (17).
Skutecznym polifenolem zapobiegającym stanom zapalnym wątroby okazała się genisteina obecna w soi (18). Szybko postępującą niewydolność wątroby indukowaną u szczurów D-galaktozoaminą zahamowano dożołądkowym podawaniem genisteiny w dawce 5 mg/kg przez 30 dni. Powyższy efekt przeciwzapalny był wynikiem redukcji białka iNOS i COX-2 poprzez zablokowanie aktywacji NF-κB i fosforylacji p38 MAPK. Celem badań przeprowadzonych przez Terrę i wsp. (8) była ocena przeciwzapalnych właściwości ekstraktu z pestek winogron i jego wpływu na ekspresję NF-κB w komórkach RAW 264.7. Komórki makrofagów inkubowano przez 4 godz. z ekstraktem w stężeniu 65 μg/ml, a następnie stymulowano mieszaniną LPS i IFN-γ. Okazało się, że ekstrakt z pestek winogron zahamował translokację p65 NF-κB prawie o 40%.
Badania przeprowadzone na 120 zdrowych ochotnikach, spożywających dwa razy dziennie przez trzy tygodnie suplement diety Medox, odpowiadający 100 g świeżych owoców jagodowych, wykazały znaczne różnice w ekspresji prozapalnych mediatorów kontrolowanych przez NF-κB (19). Obserwacje dotyczyły między innymi chemokiny IL-8 oraz interferonu α (IFNα), których poziom w osoczu w grupie przyjmującej suplement Medox uległ obniżeniu odpowiednio o 45 i 40%, w porównaniu z grupą przyjmującą placebo. Powyższe przykłady sugerują, że suplementacja diety polifenolami może odgrywać ważną rolę w zapobieganiu i leczeniu chorób o podłożu zapalnym, przez hamowanie aktywności NF-κB oraz ograniczenie wydzielania w osoczu prozapalnych chemokin i cytokin.
Wpływ polifenoli na aktywność cyklooksygenazy
Cyklooksygenaza (ang. cyclooxygenase – COX) występuje w postaci trzech izoform: COX-1, COX-2 i COX-3. COX-1 jest formą konstytutywną w większości komórek. COX-2 jest natomiast enzymem indukowalnym, którego ekspresję stymulują czynniki prozapalne (20, 27). Ekspresja COX-3 dotyczy zaś ośrodkowego układu nerwowego, obecność tego enzymu wykryto w korze mózgowej, rdzeniu kręgowym i sercu (21). Ekspresja genu COX-2 pobudzana jest przez wiele czynników, wśród których wyróżniamy: czynniki wzrostu, NF-κB oraz mediatory zapalenia IL-1 i TNF-α. Prawie we wszystkich typach komórek poddanych działaniu TNF-α, LPS lub innych czynników stymulujących zachodzi aktywacja NF-κB i aktywatora białka-1 (ang. activating protein-1 – AP-1), prowadząc do pobudzenia ekspresji genów COX-2, iNOS, cząstek adhezyjnych, cytokin i chemokin (22). Istnieje ścisły związek między procesem kancerogenezy a toczącym się w obrębie danej tkanki stanem zapalnym. Syntetyzowane z udziałem COX-2 prostaglandyny pełnią istotną rolę w patogenezie nowotworów, wpływając na proliferację komórek, adhezję komórkową oraz przez działanie immunosupresyjne zmniejszając szanse na rozpoznanie i eliminację nieprawidłowych komórek (23). Długotrwała synteza prostaglandyn lub nadekspresja COX-2 związana jest z zaburzeniami o charakterze zapalnym, takimi jak astma, reumatoidalne zapalenie stawów oraz choroba Alzheimera.
W leczeniu przewlekłych stanów zapalnych wykorzystywane są niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ), których długotrwałe przyjmowanie może powodować różne efekty uboczne ze strony przewodu pokarmowego, nerek, wątroby oraz może zaburzać układ krzepnięcia (24).
Działanie NLPZ polega na hamowaniu aktywności COX-2, głównego enzymu odpowiadającego za syntezę prostaglandyn. Stymulują one procesy zapalne, dla których substratami są endotlenki powstające po utlenieniu przez cyklooksygenazę kwasu arachidonowego (25).
Obiecującą alternatywę dla NLPZ mogą stanowić związki polifenolowe pochodzenia roślinnego, obecne w diecie człowieka. Należą do nich flawonoidy wykazujące zdolność hamowania syntezy eikozanoidów poprzez oddziaływanie na COX. Wykazano, że kwercetyna hamuje aktywność COX-2, co powoduje obniżenie syntezy prostaglandyny PGE2, a w konsekwencji zahamowanie napływu leukocytów, unormowanie napięcia naczyń włosowatych i zmniejszenie odczynu zapalnego (26).
Dowodów na hamowanie ekspresji COX-2 przez polifenole, zarówno na poziomie mRNA, jak i białka oraz przeciwdziałanie skutkom ubocznym NLPZ dostarczyły badania przeprowadzone przez D’Argenio i wsp. (27). Ekstrakt z jabłek, bogaty w polifenole, w stężeniu 0,0001 mol redukował stan zapalny błony śluzowej żołądka wywołany aspiryną (podawaną szczurom dożołądkowo w dawce 200 mg/kg). Wykazano, że ekstrakt ten obniżał o 50% zarówno ostry, jak i przewlekły stan zapalny u zwierząt (27).
Kolejnym przykładem powiązania przeciwzapalnego działania polifenoli i ich wpływu na COX-2 były badania Obaty i wsp. (28). Ludzkie komórki nabłonkowe nosa (ang. human nasal epithelial cells – HNECs) zakażone syncytialnym wirusem oddechowym (ang. respiratory syncytial virus – RSV), będącym najczęstszą przyczyną zapalenia oskrzelików i płuc, a w konsekwencji astmy u niemowląt i dzieci, poddano działaniu kurkuminy. Zastosowanie polifenolu w stężeniach 0,1-10 μg/ml spowodowało zahamowanie ekspresji COX-2. Kurkumina okazała się być obiecującym związkiem dla terapii chorób dolnych dróg oddechowych wywołanych przez RSV, wymagającym dalszych badań.

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: 2016-10-14
zaakceptowano do druku: 2016-11-23

Adres do korespondencji:
*dr hab. n. med. Urszula Lewandowska
Zakład Biochemii, Wydział Lekarski Uniwersytet Medyczny w Łodzi
ul. Mazowiecka 6/8, 92-215 Łódź
tel. +48 (42) 272-57-14
e-mail: urszula.lewandowska@umed.lodz.pl

Postępy Fitoterapii 1/2017
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii