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

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Fitoterapii 1/2020, s. 19-27 | DOI: 10.25121/PF.2020.21.1.19
Paweł Kubica, Agnieszka Kulig, Agnieszka Szopa, Karolina Turcza, *Halina Ekiert
Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 6. Paullinia cupana (P. guarana) – źródło nowego surowca alkaloidowego
The new plant raw materials in the European Pharmacopoeia. Part 6. Paullinia cupana (P. guarana) – the source of new alkaloid raw material
Streszczenie
W jednym z najnowszych dokumentów farmakopealnych – w Suplemencie 9.4 do Farmakopei Europejskiej – figuruje pięć nowych surowców znanych od dawna w tradycyjnej medycynie chińskiej (TCM). W częściach 1 i 2 serii artykułów przedstawiono gatunki dostarczające nowych surowców saponinowych – Bupleurum sp. i Platycodon grandiflorus. W części 3 zaprezentowano Ligusticum chuanxiong – źródło nowego surowca olejkowego. Część 4 poświęcono Houttuynia cordata, a część 5 – Paeonia x suffruticosa (źródła odpowiednio nowego surowca flawonoidowego i terpenoidowo-fenolowego). W Suplemencie 9.4. figurują ponadto dwa surowce południowo-amerykańskie: nasienie guarany i liść mate oraz surowiec wschodnio-azjatycki – liść zielonej herbaty. Część 6 serii artykułów zdecydowano poświęcić charakterystyce botaniczno-ekologiczno-chemiczno-farmakologicznej Paullinia cupana (Paulinia guarana), gatunkowi będącemu źródłem nowego surowca alkaloidowego – Guaranae semen. Surowiec ten od dawna znany był i wykorzystywany nie tylko w krajach Ameryki Południowej, lecz również w Europie, jako psychostymulujący ze względu na dużą zawartość kofeiny. Aktualnie awansował na listę surowców farmakopealnych w krajach Unii Europejskiej. Celem artykułu jest przybliżenie profesjonalnej wiedzy dotyczącej Paullinia cupana, niezbędnej dla środowiska farmaceutyczno-medycznego w kontaktach z pacjentami.
Summary
One of the most recent pharmacopoeial documents, the European Pharmacopoeia Supplement 9.4, inventories five new raw materials long known in Traditional Chinese Medicine (TCM). Part 1 and 2 present species providing new saponin raw materials: Bupleurum sp. and Platycodon grandiflorus. Part 3 describes Ligusticum chuanxiong which is a source of a new volatile oil-containing material. Part 4 is focused on Houttuynia cordata and Part 5 on Paeonia x suffruticosa (sources of a new flavonoid and terpenoid-phenolic raw material, respectively). Moreover, Supplement 9.4 describes two South American raw materials: guarana seed and mate leaf and an East Asian raw material – green tea leaf. Part 6 of the series of articles deals with botanical, ecological, chemical and pharmacological characterization of Paullinia cupana (guarana) which is a source of new alkaloid raw material – Guaranae semen. This material has long been known and used not only in South American countries but also in Europe as a psychostimulant due to a high content of caffeine. Currently, it advanced to be included in the list of pharmacopoeial raw materials in the European Union countries. The aim of the article is to provide the pharmaceutical and medical community with professional knowledge on Paullinia cupana, indispensable in contacts with patients.
Wstęp
Jeden z najnowszych europejskich dokumentów farmakopealnych – Suplement 9.4 do Farmakopei Europejskiej (1) oraz jego tłumaczenie wraz z Suplementami 9.3 i 9.5 na język polski (Suplement 2018 do XI wydania Farmakopei Polskiej) (2) wprowadził do oficjalnego lecznictwa europejskiego kilka nowych surowców roślinnych od dawna znanych i wykorzystywanych w tradycyjnej medycynie chińskiej (TCM). Charakterystyka botaniczno-chemiczno-farmakologiczna gatunków roślin dostarczających tych surowców została przedstawiona w serii artykułów 1-5. Były to dwa gatunki z rodzaju Bupleurum sp. – przewiercień i Platycodon grandiflorus – rozwar wielkokwiatowy (źródło surowców saponinowych) (3, 4), Ligusticum chuanxiong – podagrycznik chiński (źródło surowca olejkowego) (5), Houttuynia cordata – pstrolistka sercowata (źródło surowca flawonoidowego) (6) oraz Paeonia x suffruticosa – piwonia drzewiasta (źródło surowca terpenoidowo-fenolowego) (7).
Suplement 9.4 do Farmakopei Europejskiej wprowadził ponadto dwa nowe surowce alkaloidowe pochodzenia południowo-amerykańskiego, których źródłem są: Paullinia cupana (guarana) i Ilex paraguariensis (mate) oraz jeden surowiec wschodnioazjatycki, bogaty w katechiny – niefermentowany liść zielonej herbaty, którego źródłem jest Camellia sinensis – herbata chińska.
Trzy wymienione powyżej surowce są od dawna znane i wykorzystywane w celach leczniczych, prozdrowotnych i kulinarnych w Europie, w tym w Polsce. Zgodnie z Suplementem 9.4 awansowały one na listę najważniejszych surowców pochodzenia roślinnego dopuszczonych do wykorzystania w oficjalnej fitoterapii w Europie.
W części 6 serii artykułów zdecydowano się na przedstawienie charakterystyki Paullinia cupana – guarany. Gatunek ten od dawna wykorzystywany jest w tradycyjnej medycynie południowo-amerykańskiej, głównie brazylijskiej i wenezuelskiej. W artykule zaprezentowano charakterystykę botaniczno-ekologiczną tego gatunku, informacje o jego uprawach oraz skład chemiczny surowca – Guaranae semen – nasienia guarany. Największą uwagę skupiono na przeglądzie możliwych aplikacji terapeutycznych surowca potwierdzonych badaniami naukowymi.
Celem artykułu jest przybliżenie podstawowej wiedzy dotyczącej Paullinia cupana – guarany, niezbędnej dla lekarzy, fitoterapeutów i farmaceutów w profesjonalnych kontaktach z pacjentami.
Paullinia cupana (Paullinia guarana) – informacje ogólne
Paullinia cupana Kunth – Paullinia guarana należy do rodzaju Paullinia – Paulinia, rodziny Sapindaceae – Mydleńcowate. Prawie wszystkie rośliny z rodzaju Paullinia, do którego należy około 200 gatunków, występują naturalnie na obszarach Ameryki Południowej w strefie tropikalnej i subtropikalnej (8).
Nazwy synonimowe to Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke i Paullinia sorbilis Mart. (9). Roślina ta znana jest pod nazwą zwyczajową jako guarana, wywodzącą się od nazwy plemienia Guarani – Indian pochodzących z Ameryki Południowej (Paragwaj), którzy od wieków zajmowali się uprawą tej rośliny. Jej nazwy obcojęzyczne to: guarana, brazilian cocoa (ang.), la guarana (fr.), guarana, Guarana-Strauch (niem.), cupana (hiszp.), guarana, guarana-uvo, guaranazeiro, cipo-guarana (portug.) (9, 10).
Na przełomie XVII i XVIII wieku odkrył i opisał guaranę niemiecki przyrodnik Christian Franz Paullini i od jego nazwiska pochodzi łacińska nazwa. Do Europy guarana dotarła za sprawą jezuickiego misjonarza João Felipe Bettendorfa. Liczne źródła wskazują jednak na to, że guarana uprawiana była na plantacjach przez Indian, jeszcze zanim Krzysztof Kolumb odkrył Amerykę. Pierwszą analizę chemiczną rośliny przeprowadził już w 1700 roku niemiecki entomolog i botanik Theodor von Martius. Wyizolował on z guarany białą, krystaliczną substancję o gorzkim smaku i nazwał ją guaraniną. Kolejnym badaczem, który sklasyfikował i opisał roślinę w 1821 roku, był niemiecki botanik Carl Sigismund Kunth. Do 1897 roku guarana posiadała więc dwie odrębne klasyfikacje botaniczne. Od tego czasu zachowano nazwę Paullinia cupana jako główną nazwę naukową, ponieważ została ona zarejestrowana jako pierwsza.
W 1937 roku Adolpho Ducke – włoski entomolog, botanik i etnograf, specjalizujący się we florze i faunie Amazonii, opisał dokładnie cechy morfologiczne P. cupana, pozwalające odróżnić populacje znalezione w górnym biegu rzeki Rio Negro (Kolumbia) od tych znalezionych w Mauès (Brazylia). Ducke uzupełnił w ten sposób opis Paullinia sorbilis sporządzony przez Martiusa, klasyfikując ją jako odmianę Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke. Ducke sklasyfikował Paullinia cupana var. sorbilis jako tzw. guaranę brazylijską, a Paullinia cupana var. typica jako tzw. guaranę wenezuelską. Ta pierwsza jest obecnie wykorzystywana komercyjnie i została najdokładniej przebadana (8, 10, 11).
Charakterystyka botaniczno-ekologiczna
Gatunek Paullinia cupana ma postać pnącego krzewu lub zdrewniałych lian, które w obecności odpowiednio wysokich drzew stanowiących podporę, mogą osiągać do 10 m długości. Łodyga tego gatunku jest prążkowana i ma żółtawobrązowe zabarwienie na etapie zdrewnienia (12).
Liście są nieparzyste, złożone z 5 listków, ułożone naprzemianlegle. Dobrze rozwinięte pochwy liściowe mają około 1,5 cm długości. Główne ogonki liściowe mają od 8 do 19 cm długości, a ogonki listków są bardzo krótkie. Listki mają owalny kształt, ząbkowany wierzchołek i wyraźne unerwienie od spodu. Listki osiągają wymiary od 10 do 14 cm szerokości i od 27 do 33 cm długości. Liście są ciemnozielone z połyskującą górną powierzchnią. U podstawy każdego liścia znajduje się pączek wegetatywny i reprodukcyjny (12).
Guarana jest rośliną jednopienną. Kwiaty męskie i żeńskie mają kolor żółty, zebrane są w groniaste kwiatostany. Kwiaty mają 5 płatków korony (z których dwa są mniejsze), 8 pręcików oraz słupek z trójkomorową zalążnią. W przeważającej części stosunek kwiatów męskich do żeńskich wynosi 4,5:1 i może się różnić w każdym z kwiatostanów. Różnice te uwarunkowane są głównie czynnikami genetycznymi i środowiskowymi (8).
Owocem jest torebka o barwie ciemnozielonej, która po dojrzeniu przyjmuje kolor od żółtopomarańczowego do jasnoczerwonego, następnie pęka, odsłaniając od 1 do 4 ciemnobrązowych nasion. Nasiona u nasady pokryte są białą osnówką, która chroni je przed utratą wilgoci. Czerwonawa torebka z ciemnym nasieniem w środku i białą osnówką przypomina wyglądem ludzkie oko, co jest charakterystyczną cechą, przydatną w identyfikacji guarany (8).
Roślina jest zapylana przez pszczoły z rodzajów Melipona i Apis. Nasiona w sposób naturalny są rozsiewane przez ptaki. Odległości, na które mogą je rozprzestrzenić, nie są znane. Do takiego rozsiewu przyczynia się rozmieszczenie alkaloidów w nasionach. Osnówka praktycznie nie zawiera kofeiny, teobrominy czy teofiliny. Ptaki, aby wykorzystać cukry obecne w osnówce, spożywają nasiona guarany, ale bez ich kruszenia i miażdżenia, więc ilość uwolnionej kofeiny jest minimalna i ptaki unikają intoksykacji. Następnie nasiona są wydalane i rozsiewane (8).
Naturalne stanowiska P. cupana znajdują się na terenie Ameryki Południowej, głównie w Brazylii w dorzeczu Amazonki. Roślina najlepiej czuje się na terenach podmokłych, dlatego najczęściej spotykamy ją rosnącą wzdłuż brzegów rzek. Do pełnego rozwoju gatunek potrzebuje wysokiej temperatury oraz średnich rocznych opadów od 1500 do 2000 mm. Istnieją kontrowersje dotyczące pochodzenia P. cupana var. sorbilis. Naturalne stanowiska rośliny wydają się być ograniczone do regionu Mauès (dorzecze rzeki Açu), natomiast według Ducka obszarem naturalnego pochodzenia guarany jest bieg górny rzeki Rio Negro (ryc. 1) (8).
Ryc. 1. Mapa Ameryki Południowej – na terenie Brazylii zaznaczono stany z największymi obszarami upraw guarany (Amazonas, Acre, Pará, Mato Grosso i Bahia)
Uprawy
Uprawę guarany rozpoczęli Indianie z plemienia Saterè-Mawè żyjący w rejonie rzeki Açu i jej dopływów. W komercyjnych uprawach na otwartym terenie gatunek traci formę morfologiczną liany i rozwija się jako krzew niezrzucający liści, o wysokości od 2 do 3 m.
Do lat 80. XX wieku miasto Mauès w Amazonii było niekwestionowanym liderem w produkcji guarany w Brazylii. Zwiększające się wykorzystanie nasion związane z komercyjnym użytkowaniem, głównie w produkcji napojów bezalkoholowych oraz w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym, skłoniło tysiące rolników na południu stanu Bahii, w obszarze upraw kakaowca, do podjęcia również upraw guarany. Gatunek ten szybko rozprzestrzenił się w tym regionie ze względu na korzystne warunki glebowe i klimatyczne – podobne do naturalnych siedlisk rośliny, ale w szczególności ze względu na brak szkodników i chorób oraz zwiększoną żyzność gleby. Uprawa guarany rozszerzyła się także poza rejonem Bahia, do innych stanów Brazylii: Amazonas, Acre, Pará, Mato Grosso (ryc. 1).
Obecnie guaranę uprawia się na terenie Brazylii, głównie w stanie Amazonas i Bahia. Z tych dwóch regionów pochodzi 95% całej brazylijskiej guarany. Roślinę rozmnaża się nie tylko z nasion, ale również z sadzonek, co pozwala na zachowanie pożądanych cech (odporność na szkodniki i choroby oraz dobra produktywność) odmian uprawnych. Ponadto rośliny rozmnażane przez sadzonki rosną lepiej i szybciej wchodzą w okres owocowania.
Młode sadzonki powinny być uprawiane przez okres od 7 do 9 miesięcy, w zacienieniu. Przycinanie jest ważne ze względu na zmniejszanie częstości występowania chorób oraz wytworzenie nowych gałęzi, które staną się gałęziami produkcyjnymi podczas następnego zbioru. Roślina wytwarza owoce każdego roku. Pierwsze zbiory mają miejsce po 3. roku życia rośliny, a począwszy od 6. roku produkcja staje się bardziej wydajna.
Zbiór surowca jest kosztowny i przeprowadza się go najczęściej ręcznie. Dojrzewanie owoców jest nierównoczesne, co sprawia, że zbiory trwają do 3 miesięcy. W ręcznym przetwarzaniu, nasiona są odzyskiwane z owoców po 3 dniach fermentacji, natomiast gdy zbiór odbywa się z użyciem maszyn, natychmiast po zbiorze (8). Nasiona po zebraniu są myte w celu usunięcia osnówki, prażone, mielone, mieszane z wodą, a następnie suszone. Uzyskuje się w ten sposób guaranę (pasta guarana). Po przetworzeniu nasion, zależnie od zastosowanej obróbki, zawartość kofeiny można zwiększyć przez zatężenie. W ekstrakcie z guarany ilość kofeiny może być podwojona lub potrojona w porównaniu z nasionami i wynosić od 9,8 do 11,0%. Forma skoncentrowana ekstraktu jest używana m.in. do produkcji napojów energetyzujących na bazie guarany, znanych w Brazylii jako rebites (8, 13).
Skład chemiczny surowca
Surowiec farmaceutyczny według European Pharmacopoeia 9.4 stanowią Paulliniae semen, czyli wysuszone nasiona Paullinia cupana Kunth, standaryzowane na zawartość kofeiny, której nie powinno być mniej niż 3,5% (1).
Na uwagę zasługuje również fakt, iż guarana jako roślina lecznicza figurowała w Farmakopei Polskiej już wcześniej, tj. w drugim wydaniu Farmakopei Polskiej z 1937 roku.
Surowiec ma monografię Europejskiej Agencji Leków (EMA) oraz figuruje w dokumentach Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) (14, 15). Informacje o surowcu zawarte są również w bazie surowców kosmetycznych CosIng (Cosmetic Ingredient Database), jako sproszkowane nasiona, ekstrakt z nasion oraz całe sproszkowane owoce.
Kofeina jest głównym, odpowiedzialnym za działanie farmakologiczne związkiem występującym w P. cupana (ryc. 2). Zawartość tego związku jest różna w zależności od części morfologicznej rośliny, zmienności genetycznej, miejsca zbioru i warunków klimatycznych. Pomimo tych zależności, zawartość kofeiny w nasionach guarany wynosi od 2,5 do 6,0% i jest wysoka w porównaniu z innymi gatunkami bogatymi w ten związek, takimi jak: kawa arabska (Coffea arabica L.), herbata chińska (Camellia sinensis (L.) Kuntze) i yerba mate (Ilex paraguariensis A. St.-Hil.). W przypadku nasion P. cupana największa ilość kofeiny występuje w zarodkach z liścieniami i w ochronnej warstwie zewnętrznej nasion (odpowiednio 4,28 i 1,64%), natomiast w osnówce związek ten właściwie nie występuje. Oprócz kofeiny w roślinie stwierdzono obecność innych alkaloidów purynowych: teofiliny i teobrominy (ryc. 2), lecz w dużo mniejszych ilościach (poniżej 0,3%). Wysoka zawartość kofeiny była ważną cechą w procesie selekcji odmian w celu wprowadzenia tzw. klonów wysoko produkcyjnych do upraw komercyjnych (8).
Ryc. 2. Budowa chemiczna alkaloidów purynowych obecnych w owocach guarany: kofeina (K), teofilina (TF) i teobromina (TB)
Informacje na temat innych związków chemicznych obecnych w surowcu są nieliczne. W surowcu poza alkaloidami purynowymi występują również garbniki, proantocyjanidyny i saponiny. Związki o szczególnie cennych właściwościach biologicznych, których obecność stwierdzono w nasionach guarany, to: katechina, epikatechina, proantocyjanidyny A2 i B2 (ryc. 3) oraz garbniki. Całkowita zawartość garbników dochodzi do 12% suchej masy surowca. W surowcu występują również kwasy fenolowe – kwas kawowy i kwas galusowy (11, 16-18) (ryc. 4).
Ryc. 3. Budowa chemiczna proantocyjanidyn obecnych w owocach guarany: proantocyjanidyna A2 (P-A2), proantocyjanidyna B2 (P-B2)
Ryc. 4. Budowa chemiczna kwasów fenolowych obecnych w owocach guarany: kwas kawowy (KK), kwas galusowy (KG)
Tradycyjne i współczesne wykorzystywanie guarany

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: 2019-12-16
zaakceptowano do druku: 2020-01-20

Adres do korespondencji:
*prof. dr hab. n. farm. Halina Ekiert
Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum
ul. Medyczna 9, 30-688 Kraków
tel. +48 (12) 620-54-30
e-mail: mfekiert@cyf-kr.edu.pl

Postępy Fitoterapii 1/2020
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii