Kesan Berfaedah Ekstrak Cistanche Tubulosa Pada Meningkatkan Kebolehtelapan Usus Rendah Echinacoside (ECH) Dan Acteoside (ACT).
Mar 25, 2022
Hubungi: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mel:audrey.hu@wecistanche.com
Tadatoshi Taninoa , Noriaki Nagaib dan Yoshinori Funakamib
* Fakulti Sains Farmaseutikal, Universiti Tokushima Bunri, Tokushima dan b Fakulti Farmasi, Universiti Kinki, Osaka, Jepun
Abstrak
ObjektifObjektif kajian ini adalah untuk menangani kesan berfaedah daripadaCistanchetubulosaekstrakuntuk meningkatkan kebolehtelapan usus rendah echinacoside (ECH) dan acteoside (ACT).KaedahPenyerapan ECH dan ACT dalam ekstrak C. tubulosa telah dicirikan menggunakan monolayers sel Caco{0}} usus manusia dengan sebatian utuh. Penyerapan bergantung kepada pengangkut glukosa ECH dan ACT telah disahkan oleh teknik perfusi usus in-situ.Penemuan utamaKebolehtelapan jelas (Papp) tidak jauh berbeza antara ECH utuh dan ACT utuh. Dengan kehadiran phloridzin, Papp ECH dan ACT pada dos yang tinggi dikurangkan kepada 20 peratus daripada bukan rawatan masing-masing tetapi tidak diubah oleh phloretin dan verapamil. Ekstrak C. tubulosa pada dos rendah dan tinggi meningkatkan Papp ECH dan ACT (kedua-duanya sebanyak tiga kali ganda), menyebabkan penyertaan besar mereka dalam penyerapan bebas pengangkut glukosa yang bergantung kepada natrium. Pada kepekatan yang rendah, paras ECH dan ACT bersamaan dalam darah portal telah ditindas dengan ketara oleh phloridzin.KesimpulanPemakanan dan perubatan C.tubulosaekstrakmeningkatkan penyerapan usus ECH dan ACT boleh berfungsi untuk mengurus kesihatan manusia dengan lebih baik, walaupun penglibatan pengangkutan sensitif phloridzin harus dikurangkan.
Kata kunciacteoside; Caco-2 sel tunggal;Cistanchetubulosaekstrak; echinacoside; Pengangkut glukosa sensitif phloridzin
pengenalan
Akar daripadaCistanchetubulosatelah digunakan secara tradisional untuk perubatan dan makanan. Ekstrak C. tubulosa diketahui mempunyai kesan farmakologi dalam pelbagai penyakit otak, fungsi anti-penuaan, metabolisme lemak, dan pertumbuhan rambut.[1–4] Baru-baru ini, iridoid, monoterpenoid, glikosida phenylethanoid, dan lignan telah diasingkan daripada C. tubulosa . [5,6] Phenylethanoid glycosides, kelas sebatian polifenol, adalah bahan kimia utama dalamCistanchespesies,[7] walaupun jumlahnya berbeza-beza antara spesies yang berbeza. Echinacoside (ECH; Rajah 1) ialah salah satu glikosida phenylethanoid utama dalam Herba Cistanchis. Ia dihidrolisiskan kepada acteoside (ACT; juga dipanggil verbascoside) oleh enzim yang berasal dari bakteria dalam usus besar.[8,9] ECH dan ACT mempunyai aktiviti berfaedah hepatoprotection[10] dan anti-radang[11] dalam haiwan tikus. Anehnya, ECH yang sangat larut dalam air meningkatkan hasil tingkah laku dan neurokimia dalam model tetikus penyakit Parkinson dan menghalang pengaktifan caspase-3 dan caspase-8 dalam neuron granul cerebellar.[9] Telah diketahui umum bahawa penghalang darah-otak mengehadkan kemasukan dan pengedaran xenobiotik ke dalam otak daripada darah. Wu et al. [12] juga menunjukkan bahawa ACT larut air telah diedarkan dengan cepat dalam tisu otak tikus. Oleh itu, ECH dan ACT boleh diangkut ke dalam otak, usus, dan hati oleh sistem tertentu.
Rajah 1 Struktur kimia echinacoside dan acteoside.
Walaupun terdapat bukti kukuh yang menunjukkan bahawa pengambilan ekstrak C. tubulosa bermanfaat kepada kesihatan manusia, kebolehtelapan ECH tulen merentasi lapisan tunggal sel Caco{{{0}} pada kepekatan apikal 8.4 ± 1.6 ug/ml ialah sama atau di bawah manitol penanda pengangkutan paraselular.[13] Apabila ECH tulen diberikan secara lisan kepada tikus (dos, 1{{10}}0 mg/kg), penyerapan sangat cepat (Tmaks, 15 min), dan kepekatan serum maksimum adalah sangat rendah (Cmaks, 0.61 ± 0.32 ug/ml).[14] Ketersediaan bio mutlak ECH hanya 0.83 peratus . Begitu juga, apabila sel Caco-2 diinkubasi dengan pecahan fenolik yang sebahagiannya disucikan daripada air sisa kilang zaitun, pengambilan ACT tulen adalah pantas dengan pengumpulan puncak berlaku selepas 30 min dan jumlah kecekapan pengumpulan sebanyak 0.1 peratus , memberikan tahap intrasel 130 pmol/mg protein sel.[15] Dalam tikus, kepekatan maksimum (0.13 ± 0.03 ug/ml) ACT tulen dicapai dalam masa 30 minit selepas dos oral dengan 100 mg/kg, [12] membayangkan penyerapan usus yang cepat. Ketersediaan bio oral ACT, serta ECH, adalah agak rendah (0.12 ± 0.04 peratus), mencadangkan kemungkinan kesan laluan pertama dalam saluran usus dan hati. Dalam hempedu tikus, konjugat metilasi dan glukuronidasi ECH adalah metabolit utama,[16] walaupun tahap metabolisme hepatik masih tidak jelas. Kami awalnya mendapati bahawa ECH dan ACT agak stabil dalam homogenat mukosa usus tikus dan asid gastrik tiruan (data tidak ditunjukkan). Najar et al. [17] menunjukkan bahawa ACT menghalang aktiviti P-glikoprotein (P-GP)-ATPase dengan cara yang serupa dengan verapamil (perencat P-gp wakil), membayangkan modulator P-gp; walau bagaimanapun, adalah tidak pasti sama ada ACT tersedia sebagai substrat P-gp. Menariknya, penemuan terbaru flavonoid-D-glukosida diet menunjukkan bahawa protein rintangan berbilang ubat (MRP2) menutupi pengangkut glukosa bergantung natrium (SGLT)1- pengambilan pengantara quercetin 4′-O- -glukosa, [18,19] yang bertanggungjawab untuk penyerapan yang sangat lemah. Walau bagaimanapun, sangat sedikit yang diketahui tentang sensitiviti glukosida polifenol kepada pengangkut serap, termasuk pengangkut glukosa. Maklumat tentang ciri-ciri penyerapan quercetin 4'-glucoside dan ECH yang mudah telap penghalang darah-otak mendorong kami untuk menyiasat pengambilan glikosida fenilethanoid yang sensitif terhadap pengangkut dalam ekstrak C. tubulosa pemakanan.
Dalam kajian ini, kami menyiasat penyerapan pengantara pengangkut glukosa bagi ECH dan ACT utuh menggunakan monolayers sel Caco{1}} usus manusia. Pada masa yang sama, pengangkutan penyerapan ECH dan ACT bersamaan dalam ekstrak C. tubulosa diet dicirikan oleh model in-vitro dan sistem perfusi usus in-situ dengan pensampelan darah portal, yang boleh dengan mudah membezakan antara tahap penyerapan dan mengelakkan hepatik terlebih dahulu. pelupusan -lulus.
Bahan dan Kaedah
Bahan
Intact ECH dan ACT adalah hadiah murah hati daripada Eishin Trading Co., Ltd (Osaka, Jepun). Phloridzin dan phloretin telah dibeli daripada Tokyo Kasei Co., Ltd. (Tokyo, Jepun). Verapamil dan asid p-kuumarik, digunakan sebagai piawaian dalaman untuk ujian kromatografi cecair (HPLC) berprestasi tinggi, diperoleh daripada Sigma-Aldrich (St Louis, MO, Amerika Syarikat). Semua bahan kimia lain yang digunakan adalah gred analisis dan boleh didapati secara komersial.
Bahan tumbuhan dan penyediaan ekstrak metanol
C. tubulosa (SCHRENK) R. WIGHT (Orobanchaceae) ialah tumbuhan parasit saka yang tumbuh pada akar spesies Salvadora atau Calotropis, dan diedarkan di negara-negara Afrika Utara, Arab dan Asia. Batang kering C. tubulosa diserbukkan dan diekstrak tiga kali dengan metanol di bawah refluks selama 3 jam. Penyejatan pelarut di bawah tekanan berkurangan menyediakan ekstrak metanol. Ekstrak metanol (gred komersial, No Batch 20070130;
daftar nama dagang, Sabaku Ninnjinn Kanka) ialah hadiah murah hati daripada Eishin Trading Co., Ltd melalui Muraoka dan Morikawa (Kinki University, Jepun), dan pengenalan botani telah dijalankan oleh Profesor Jia Xiaoguang di Institut Xinjiang Cina Tradisional dan Ubat Etnologi.
Analisis ekstrak tumbuhan: kromatografi
Kami menentukan kandungan ECH dan ACT dalam ekstrak C. tubulosa (No. Batch 20070130) melalui analisis HPLC yang diterangkan di bawah. Data yang diperolehi ditunjukkan dalam Jadual 1.
Kultur sel
Sel Caco{{0}}, yang dibeli daripada American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD, USA), telah digunakan pada petikan 38–53. Mereka ditanam dalam medium kultur yang terdiri daripada medium Helang yang diubah suai Dulbecco (DMEM, Nacalai Tesque Co., Kyoto, Jepun) ditambah dengan 0.1 mM asid amino bukan penting, 10 peratus serum lembu janin yang tidak diaktifkan haba, 100 U/ml penisilin G, dan 0.1 mg/ml streptomycin sulfate.
Kajian pengangkutan
Sel Caco-2 disalut pada ketumpatan 6.4 × 103 sel/cm2 pada penapis polikarbonat. Monolayer digunakan untuk eksperimen pengangkutan 21-25 hari selepas pembenihan. ECH dan ACT utuh yang setara dengan kandungannya dalamCistanchetubulosa ekstrak(4.5 and 13.5 mg/ml) were mixed with DMEM medium containing 0.5% dimethylsulfoxide to maintain the integrity of the cell monolayer over the periods of the experiments. Intact ACT equivalent to ECH content in the extract was also dosed in the incubation medium. The extract was suspended in a DMEM medium and was centrifuged to remove insoluble components. Supernatants were loaded to the apical side. At the indicated times, an aliquot of the incubation medium was withdrawn from the basolateral side and was mixed with acetonitrile containing an internal standard for the assay. In separate experiments, phloridzin (fifinal concentration, 1 mM) and verapamil (fifinal concentration, 0.2 mM) was added to the apical side of the monolayer; however, phloretin (fifinal concentration, 0.3 mM) was treated on both sides of the monolayer. The integrity of monolayers was monitored by transepithelial electrical resistance (TEER) using Millicell-ERS (Millipore, Bedford, MA, USA) before and after transport experiments. TEER values of monolayers used were >300 Ω·cm2.
In-situ perfusi usus
Tikus Wistar jantan (23{{20}}}–250 g) diperoleh daripada SLC Jepun (Hamamatsu, Jepun). Haiwan ditempatkan di dalam bilik berhawa dingin di bawah kitaran cahaya/gelap 12 jam selama 1 minggu sebelum digunakan. Tikus diberi makanan makmal standard (Oriental Yeast Co., Ltd., Tokyo, Jepun) dengan air ad libitum dan dipuasakan semalaman sebelum ujian. Kajian perfusi peredaran semula dalam-situ dilakukan mengikut prosedur yang diubah suai yang diterangkan oleh Mihara et al. [20] Secara ringkas, tikus telah dibius dengan larutan uretana 25 peratus (1 mg/kg) untuk mengelakkan penurunan tekanan darah. Potongan perut garis tengah dibuat dan usus kecil terdedah. Saluran hempedu diikat untuk mengelakkan rembesan hempedu ke dalam perfusate. Seluruh usus kecil sebagai satu segmen (dari duodenum ke ileum) dibilas dengan garam biasa pada suhu 37 darjah selama 10 minit sehingga pencucian kelihatan jelas. Tiub kaca yang disambungkan kepada tiub silikon kemudiannya disalurkan ke dalam kedua-dua hujung usus kecil dan diikat dengan benang jahitan. Kemudian, usus kecil digantikan di dalam perut, dan kanula disambungkan ke pam peristaltik. Vena portal disalut dengan tiub polietilena (PE10). Ekstrak C. tubulosa yang boleh didapati secara komersil digantung dalam penimbal bikarbonat Krebs– Henseleit (pH 7.4) untuk menghasilkan kepekatan akhir 4.5 mg/ml dan diempar selama 10 minit pada 8000 rpm untuk mengeluarkan komponen tidak larut. Supernatan dalam ketiadaan atau kehadiran phloridzin (1 mM) telah dikumpulkan semula ke dalam takungan, yang dikekalkan pada suhu 37 ± 0.5 darjah sepanjang percubaan. Pada masa yang dinyatakan, darah diambil melalui kanula vena portal. Selepas mengempar sampel darah, plasma yang terhasil dinyahprotein dengan asetonitril yang mengandungi piawaian dalaman dan disentrifugasi pada 3000 rpm. Supernatan telah disejat, dan sisa telah diselesaikan dengan fasa bergerak yang terdiri daripada asetonitril dan 0.5 peratus asid asetik. Larutan campuran telah dimuatkan pada lajur HPLC. Tikus digunakan mengikut prosedur etika mengikut Garis Panduan Penjagaan dan Penggunaan Haiwan Makmal yang dikeluarkan oleh kerajaan Jepun dan Universiti Kinki.
Analisis HPLC
Analisis HPLC dilakukan pada sistem yang dilengkapi dengan Shimadzu SPD{{0}}A, pengesan UV, Shimadzu LC-10A pam dan Shimadzu C-R4A penyepadu kronotopik (Kyoto, Jepun). ECH dan ACT diasingkan menggunakan lajur Inertsil ODS (5 μm, 4.6 × 150 mm, GL Sciences Inc., Osaka, Jepun). Fasa mudah alih asetonitril dan 0.5 peratus asid asetik pada nisbah 15:85 (v/v) telah digunakan pada kadar aliran 1.0 ml/min. Pengesanan dilakukan pada 334 nm.
Analisis kinetik
Pekali kebolehtelapan ketara (Papp) dianggarkan daripada cerun bahagian linear perjalanan masa pengangkutan kompaun merentas lapisan tunggal sel Caco-2, seperti berikut:
Papp{{0}} （dQ/dt）/ A1C0)
dengan dQ/dt ialah kadar kebolehtelapan, C0 ialah kepekatan awal zat terlarut dalam ruang penderma, dan A ialah luas permukaan membran (4.7 cm2 ).
Dalam kajian perfusi usus in-situ tikus, kawasan di bawah lengkung masa kepekatan plasma (AUC0-90) dalam vena portal dari masa sifar hingga yang terakhir diukur telah dikira mengikut peraturan trapezoid linear.
Sifat fizikokimia
Luas permukaan kutub dan luas permukaan bukan kutub bagi sebatian dikira menggunakan program SAS (versi 0.8, Olsson, T.; Sherbukhin, V., Synthesis and Structure Administration, 1997–2001, AstraZeneca, Cary , NC, Amerika Syarikat). Nilai log P dan pKa yang ditentukan secara eksperimen diperoleh daripada literatur.
Analisis statistik
Data dianalisis dengan analisis varians sehala diikuti dengan ujian posthoc Tukey. Nilai kebarangkalian kurang daripada 5 peratus dianggap penting.
Keputusan
Pengangkutan penyerapan echinacoside dan acteoside melalui monolayers sel Caco{0}}.
Dalam tikus dan tikus, ECH[1{{20}},14] dan ACT[12,21] utuh ditadbir secara lisan pada dos 100–1{{ 39}}00 mg/kg. Ekstrak C. tubulosa yang digunakan mengandungi kira-kira 30 peratus ECH dan 15 peratus ACT setiap dos. Oleh kerana ekstrak mengubah tekanan osmotik dan pH dalam medium pengeraman, kepekatan 4.5 dan 13.5 mg/ml ditentukan berdasarkan dos oral (sebatian utuh: 2–20 mg/20 g badan berat) pada tikus. Ekstrak pada dos rendah (4.5 mg/ml) dan tinggi (13.5 mg/ml) mengandungi 2.0 dan 6.1 mg untuk ECH dan 1.0 dan 3.0 mg untuk ACT, masing-masing. Kami menggunakan jumlah ekstrak C. tubulosa yang jauh lebih rendah daripada dos oral ECH dan ACT yang dilaporkan pada manusia (elaun diet ekstrak yang disyorkan: 150 mg mengandungi lebih kurang 45 mg untuk ECH dan 22.5 mg untuk ACT). Pada dos rendah dan tinggi bagi sebatian utuh, profil penyerapan (Rajah 2) dan Papp tidak jauh berbeza antara ECH dan ACT sebagai setara ECH (Jadual 2). Apabila ekstrak C. tubulosa pada dos tinggi 13.5 mg/ml dimuatkan ke dalam medium, nilai Papp (1.27 ± 0.13 dan 0.34 ± 0.03 × 10−6 cm/s, masing-masing) bagi ECH dan ACT adalah tiga kali ganda lebih tinggi daripada yang (0.38 ± 0.09 dan 0.10 ± 0.03 × 10−6 cm/s, masing-masing) bagi ECH dan ACT yang utuh (Jadual 2). Ekstrak, tidak seperti sebatian utuh, meningkatkan pengangkutan penyerapan ECH dan ACT dengan ketara.
Rajah 2 Pengangkutan penyerapan echinacoside dan acteoside merentas lapisan tunggal sel Caco{1}} dalam sistem transwell. Pengangkutan apikal ke basolateral dipantau. Simbol tertutup ialah echinacoside (bulatan) dan acteoside (persegi) dariCistanchetubulosaekstrak berdos pada kepekatan rendah dan tinggi 4.5 (a) dan 13.5 mg/ml (b). Simbol terbuka ialah echinacoside (bulatan) utuh dan acteoside utuh (persegi) sepadan dengan kandungan echinacoside dan acteoside dalamCistanchetubulosaekstrakberdos, masing-masing. Acteoside utuh (segitiga terbuka) juga dimuatkan dalam medium sebagai dos bersamaan dengan echinacoside utuh (bulatan terbuka). Keputusan diberikan dengan sisihan piawai (n=3).
Kesan perencatan phloridzin, phloretin, dan verapamil
To characterize the intestinal absorption of ECH and ACT, Caco-2 cell monolayers were incubated with representative inhibitors. Apical glucose transporter 1-sensitive phloridzin dramatically reduced the Papp of intact ECH and ACT to 20% of non-treatment at the high dose (Table 2). Basolateral glucose transporter (GLUT) 2-sensitive phloretin did not decrease the transport of intact ECH and ACT (Figure 3). In this study, higher concentrations (>0.3 mM) phloretin tidak dapat digunakan kerana ketoksikan sel yang ketara. Selain itu, P-gp telah dikenal pasti sebagai pemain penting yang bertanggungjawab untuk interaksi antara ubat-ubatan herba dan substrat P-gp yang penting secara klinikal. Verapamil tidak meningkatkan pengangkutan penyerapan sebatian utuh (Rajah 3).
Pengangkutan penyerapan ECH dan ACT dalam ekstrak (dos rendah) telah dihalang dengan ketara oleh phloridzin (Jadual 2 dan Rajah 4). Ekstrak pada dos tinggi menindas perencatan sensitif phloridzin, walaupun pengangkutan ECH dan ACT yang utuh lebih sensitif kepada phloridzin (Jadual 2).
Rajah 3 Kesan phloretin dan verapamil pada pengangkutan penyerapan echinacoside dan acteoside yang utuh. Pengangkutan apikal ke basolateral dipantau selepas menggunakan echinacoside utuh sepadan dengan kandungan echinacoside dalam ekstrak 13.5 mg/ml pada bahagian apikal (n=3). Acteoside (persegi tertutup) adalah bersamaan dalam dos kepada echinacoside utuh (bulatan tertutup) tanpa ketiadaan perencat (n=3). Berlian terbuka dan tertutup menunjukkan pengangkutan dengan kehadiran 0.2 mM verapamil dan 0.3 mM phloretin, masing-masing. Eksperimen perencatan dilakukan dalam pendua.
Kajian perfusi usus in-situ
Dalam kajian in-situ, kami menguji sama ada ECH dan ACT dalam ekstrak C. tubulosa diangkut oleh SGLT1 yang terletak di bahagian apikal usus kecil. Apabila ekstrak diet pada dos rendah (4.5 mg/ml) telah diperas, ECH dan ACT dengan cepat muncul dalam darah portal (Rajah 5). AUC ditentukan sebagai 2702.8 ± 384.1 μm·min untuk ECH dan 698.3 ± 197.2 μm·min untuk ACT. Selepas AUC dinormalisasi dengan kandungan daripada ekstrak C. tubulosa, jumlah yang diserap tidak jauh berbeza antara ECH dan ACT. SGLT1-phloridzin sensitif, tidak seperti phloretin, menyekat pengangkutan penyerapan ECH serentak (AUC, 649.4 ± 248.2 μm·min) dan ACT (tidak dikesan) dengan ketara dengan ketara.
Perbincangan
Beberapa ramuan herba adalah substrat P-gp yang sangat diekspresikan dalam hati, usus, otak, dan buah pinggang. P-gp ialah faktor penentu untuk bioavailabiliti in-vivo, pelupusan dan pengedaran ubat herba, termasuk wort St John, curcumin, echinacea, ginseng, ginkgo dan halia.[22,23] Ketersediaan bio genistein{{5} }glukosida, terbitan flavonoid, juga dihadkan oleh pengangkut MRP2 usus.[24] Oleh itu, kajian ini direka bentuk untuk menyiasat sifat penyerapan ECH dan ACT bersamaan dalam diet dan ekstrak C. tubulosa perubatan.
Monolayers sel Caco{{0}} terpolarisasi, serta usus,[25], mengekspresikan pengangkut efflflux ubat usus utama, seperti P-gp, MRPs dan protein rintangan kanser payudara.[26] Flavonoid diet kuersetin[27] dan miricetin[28] telah ditunjukkan untuk menghalang efflflux pengantara P-gp dalam kedua-dua garisan sel dan model haiwan. Verapamil, perencat P-gp, tidak mengubah kebolehtelapan ACT dan ECH merentas monolayer sel Caco-2 (Rajah 3), menunjukkan bahawa ECH dan ACT yang utuh tidak dihadkan oleh pam efflflux P-gp. Kajian terdahulu kami menunjukkan bahawa protein MRP2 tidak dinyatakan dalam lapisan tunggal sel Caco{13}}.[29] P-gp dan MRP{16}}efflflux pengantara boleh dikecualikan dalam pengangkutan ECH dan ACT. Beberapa glikosida kuersetin dengan lipofilisiti rendah lebih cekap diserap daripada kuersetin itu sendiri.[30] Adalah penting juga untuk ambil perhatian bahawa ACT dengan gugusan gula diedarkan dengan cepat dalam tisu otak. Perhatian kami telah tertumpu pada tindakan gabungan dua pengangkut glukosa dalam enterosit: SGLT dalam membran sempadan berus dan pengangkutan glukosa difusi terfasilitasi (GLUT) dalam membran basolateral. Kultur sel Caco{19}} boleh digunakan sebagai model untuk mengkaji GLUT2 yang sensitif terhadap phloretin dan pengangkut SGLT1 dan 2 yang sensitif terhadap phloridzin.[31–34] Glukosa diangkut dari apikal ke sisi basolateral Caco{{27 }} lapisan tunggal pada kadar yang tinggi dengan Papp 36.8 ± 1.1×10−6 sm/s.[35] Ia mempunyai Papp yang lebih tinggi daripada propranolol penanda pengangkutan transselular (23.4 ± 2.8 × 10−6 cm/s). Seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 2, ECH dan ACT yang utuh mempunyai Papp yang jauh lebih rendah daripada yang dilaporkan dalam glukosa dan propranolol pasif. Kami mengira logaritma pekali sekatan (oktanol-air), log P, dikira masing-masing ialah -2.32 dan 0.077 untuk ECH dan ACT. Sebatian polar atau hidrofilik dipercayai diangkut melalui laluan paraselular (merentasi simpang ketat). Kedua-dua glikosida phenylethanoid, seperti manitol, nampaknya diangkut melalui laluan paraselular. Walau bagaimanapun, phloridzin secara mendadak mengurangkan kebolehtelapan penyerapan ECH dan ACT utuh (Jadual 2), menunjukkan bahawa SGLT1 apikal memainkan peranan utama dalam penyerapan usus ECH dan ACT utuh. Pada dos yang setara, kebolehtelapan ACT hidrofobik yang lebih tinggi adalah hampir dengan kebolehtelapan ECH (Rajah 2 dan Jadual 2). Yoshikawa et al. [36] telah menunjukkan bahawa pengangkut fasilitatif (GLUT 1 dan 2), serta SGLT1 yang sensitif terhadap phloridzin, diekspresikan secara intensif dalam usus kecil. Memandangkan jumlah sebatian yang diserap adalah berdasarkan keseimbangan jisim antara pengambilan dan penyingkiran, kami menilai penyertaan GLUT2. Glukosa melintasi membran apikal enterosit oleh SGLT1 dengan pertalian tinggi dan kapasiti rendah dan keluar merentasi membran basolateral melalui GLUT2 dengan pertalian rendah dan kapasiti tinggi. Phloretin (perencat khusus GLUT2) tidak menghapuskan pengangkutan ECH dan ACT yang utuh (Rajah 3). Funes et al. [37] menunjukkan bahawa ACT sangat berinteraksi dengan kumpulan fosfat membran fosfolipid. Oleh kerana kumpulan hidroksil banyak dalam struktur ACT, ikatan hidrogen antara kumpulan ini dan kepala kutub gliserol atau kumpulan fosfat fosfolipid adalah interaksi yang paling mungkin berlaku. Apabila ECH yang utuh dan ACT yang setara diinkubasi dengan monolayers Caco-2 selama 11 jam, pengumpulan selular ACT (0.24 ± 0.04 nmol/cm2 ) adalah tiga kali ganda lebih besar daripada ECH (0.07 ± 0.01 nmol/cm2 ). Kami berpendapat bahawa SGLT1- ECH dan ACT yang sensitif dialihkan perlahan-lahan daripada enterosit ke aliran darah, mungkin membawa kepada Papp rendah yang diperhatikan. Berbanding dengan ECH yang sangat hidrofilik, kebolehtelapan ACT yang rendah mungkin disebabkan oleh interkalasi ke dalam membran sel.
Sebatian polifenol dimakan dalam campuran herba semasa penggunaan klinikalnya dan boleh didapati secara komersil sebagai makanan tambahan. Dalam kajian in-vitro, ia menunjukkan bahawa penyerapan epicatechin fenolik tidak dipengaruhi oleh komposisi ramuan bahan makanan minuman.[38] Sebaliknya, matriks produk Hypericum perforatum L. mempengaruhi pengangkutan glukosida kuersetin (rutin dan isoquercitrin) dan hyperoside merentas sel Caco-2 disebabkan oleh perbezaan dalam komposisi fitokimia matriks dan ciri pengangkutan, iaitu pemindahan paraselular dan pengantara pembawa atau aktif pengangkutan.[39] Dalam kajian ini, C. tubulosa menyediakan pengangkutan transepithelial tiga kali ganda lebih tinggi daripada ECH dan ACT yang utuh (Rajah 2 dan Jadual 2). Kami membuat spekulasi bahawa komponen dalam ekstrak C. tubulosa mengaktifkan pengangkut sensitif phloridzin dan/atau mempercepatkan penghapusan ECH dan ACT intraselular. Ekstrak C. tubulosa pada dos yang tinggi nampaknya sangat menutup potensi pengangkutan sensitif phloridzin (Jadual 2). Karbohidrat pemakanan[40] dan protein[41] berinteraksi dengan beberapa polifenol dalam saluran gastrousus. Morikawa et al. [10] menunjukkan bahawa lima iridoid, kankanosides AD, dan kankanol, glikosida monoterpena, kankanoside E, dua oligoglycosides phenylethanoid, kankanosides F dan G, dan gula oligo tesilat, kankanose, boleh diasingkan daripada ekstrak C. tubulosa yang digunakan sekarang. Bahan-bahan lain, termasuk protein dalam ekstrak C. tubulosa, masih tidak jelas. Bersama-sama dengan spekulasi di atas, kami direka untuk memeriksa sama ada komponen lain berinteraksi dengan SGLT1 dan menghalang penyerapan ECH dan ACT.
In-vivo experiments cannot easily distinguish between the extent of absorption and avoidance of first-pass disposition through the liver. The in-situ intestinal perfusion model has an advantage over in-vivo and in-vitro models due to the easy control of experiment parameters exclusion of the impact of other organs and maintenance of an intact intestinal blood supply.[22] The involvement of the phloridzin-sensitive glucose transporter was evaluated in an in-situ intestinal perfusion system. As shown in Figure 5, absorbed amounts of ECH and ACT concomitants in C. tubulosa extract (low dose) were greatly abolished by phloridzin, which agrees with our in-vitro data (Figure 4). Using peptides and 20 drugs passively absorbed, a good correlation is obtained between in-vivo drug absorption and the drug permeability of Caco-2 monolayers.[42] Drugs with a Papp of >1 × 10−6 cm/s diserap sepenuhnya pada manusia, manakala ubat dan peptida yang kurang diserap (<1% of="" dose)="" have="" papp="" values="" of=""><1 ×="" 10−7="" cm/s.="" surprisingly,="" the="" papp="" of="" the="" ech="" concomitant="" (high="" dose)="" was="">1 × 10−6 cm/s (Jadual 2), mencadangkan bioavailabiliti oral yang tinggi pada haiwan dan manusia. Crespy et al. [43] menunjukkan bahawa efflflux dalam kajian perfusi usus in-situ tidak jauh berbeza antara phloridzin dan phloretin. Mereka [44] juga menunjukkan bahawa bioavailabiliti oral phloridzin dengan kepekaan tinggi kepada SGLT1 hanya 10 peratus pada tikus. Kajian masa depan perlu menilai bioavailabiliti dan kesan laluan pertama hepatik dari ECH bersamaan selepas pentadbiran lisan ekstrak diet pada dos yang tinggi. Keputusan in-situ membayangkan bahawa pengambilan ekstrak C. tubulosa boleh meningkatkan penyerapan oral yang rendah bagi ECH dan ACT utuh.
Rajah 4 Kesan perencatan phloridzin pada pengangkutan penyerapan echinacoside dan acteoside dalamCistanchetubulosaekstrak. Pengangkutan apikal ke basolateral dipantau. Bulatan tertutup dan segi empat sama ialah echinacoside (a) dan acteoside (b) dalam ekstrak 4.5 mg/ml tanpa phloridzin, masing-masing. Berlian tertutup menunjukkan rawatan dengan 4.5 mg/ml ekstrak termasuk 1 mM phloridzin. Keputusan diberikan dengan sisihan piawai (n=3).
Rajah 5 Kursus masa kepekatan echinacoside dan acteoside dalam darah portal semasa perfusi usus tikus yang beredar secara in-situ. Simbol bulatan dan segi empat sama ialah echinacoside dan acteoside, masing-masing.Cistanchetubulosaekstrakpada kepekatan 4.5 mg/ml telah diserap dalam ketiadaan (simbol tertutup) atau kehadiran (simbol terbuka) 1 mM phloridzin pada 37 darjah . Keputusan diberikan dengan sisihan piawai (n=3–4). *P < 0.05="" berbanding="" ekstrak="" diet="" dengan="" kehadiran="">
Kesimpulan
Ekstrak C. tubulosa pemakanan dan perubatan yang meningkatkan penyerapan usus ECH dan ACT mungkin berfungsi untuk menguruskan kesihatan manusia dengan lebih baik, walaupun penglibatan pengangkutan sensitif phloridzin harus dikurangkan.
Perisytiharan Percanggahan kepentingan
Pengarang mengisytiharkan bahawa mereka tidak mempunyai konflik kepentingan untuk didedahkan.
Pembiayaan
Kerja ini sebahagiannya disokong oleh Pusat Penyelidikan Teknologi Tinggi dari Universiti Kinki.
Ucapan terima kasih
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Osamu Muraoka (Kinki University, Osaka, Jepun) dan Toshio Morikawa (Kinki University, Osaka, Jepun) atas bekalanCistanchetubulosaekstrakdan juzuk tulen. Kami sangat berterima kasih kepada Masahiro Iwaki (Universiti Kinki) atas sokongan pengajian mereka.
Rujukan
1. Tanaka J et al. Kesan daripadaCistanchetubulosa ekstrakpada pelbagai penyakit otak. Gaya Makanan 21 2008; 12: 24–26.
2. Tanaka J et al. Fungsi anti-penuaan bagiCistanchetubulosa ekstrak. Gaya Makanan 21 2008; 12: 27–29.
3. Tanaka J et al. Kecantikan dan fungsi pertumbuhan rambutCistanchetubulosaekstrak. Gaya Makanan 21 2008; 12: 29–32.
4. Tanaka J et al. Kesan metabolisme lemak daripadaCistanchetubulosaekstrak. Gaya Makanan 21 2008; 12: 30–33.
5. Yoshizawa F et al. Konstituen daripadaCistanchetubulosaSchrenk (Kail) f.II. pengasingan dan struktur glikosida phenylethanoid baru dan glikosida neolignan baru. Chem Pharm Bull 1990; 38: 1927–1930.
6. Yoshikawa M et al. Phenylethanoid aminoglycosides dan oligosugar tesilat dengan aktiviti vasorelaxant daripadaCistanchetubulosa. Bioorg Med Chem 2006; 14: 7468–7475.
7. Tu PF et al. Analisis glikosida phenylethanoid daripada Herba cistanche oleh RP-HPLC. Yao Xue Xue Bao 1997; 32: 294–300.
8. Lei L et al. Peraturan metabolik glikosida phenylethanoid daripada Herbacistanchesdalam gastrousus anjing. Yao Xue Xue Bao 2001; 36: 432–435.
9. Geng X et al. Kesan neuroprotektif echinacoside dalam model MPTP tetikus penyakit Parkinson. Eur J Pharmacol 2007; 564: 66–74.
10. Morikawa T et al. Aminoglycosides phenylethanoid berasilat dengan aktiviti hepatoprotektif dari tumbuhan padang pasirCistanchetubulosa. Bioorg Med Chem 2010; 18: 1882–1890.
11. Paola RD et al. Kesan verbascoside, disucikan secara bioteknologi oleh kultur sel tumbuhan syringa Vulgaris, dalam model periodontitis tikus. J Pharm Pharmacol 2011; 63: 707–717.
12. Wu YT et al. Penentuan acteoside dalamCistanchedeserticola dan Boschniakia rossica dan farmakokinetiknya dalam tikus yang bergerak bebas menggunakan LC-MS/MS. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2006; 844: 89–95.
13. Matthias A et al. Kajian kebolehtelapan alkilamida dan konjugat asid kafeik daripada echinacea menggunakan model monolayer sel caco{1}}. J Clin Pharm Therapeut 2004; 29: 7–13.
14. Jia C et al. Penentuan echinacoside dalam serum tikus oleh kromatografi cecair berprestasi tinggi fasa terbalik dengan pengesanan ultraungu dan penggunaannya pada farmakokinetik dan bioavailabiliti. J Chromatogr 2006; 844: 308–313.
15. Cardinali A et al. Verbascosides daripada air kilang zaitun: penilaian kebolehcapaian bio dan pengambilan usus menggunakan sistem model pencernaan in vitro/caco-2. J Food Sci 2011; 176: H48–H54.
16. Jia C et al. Metabolisme echinacoside, antioksidan yang baik, dalam tikus: pengasingan dan pengenalpastian metabolit hempedunya. Dadah Metab Dispos 2009; 37: 431–438.
17. Najar IA et al. Modulasi aktiviti ATPase P-glikoprotein oleh beberapa fitokonstituen. Phytother Res 2009; 24: 454–458.
18. Walgren RA et al. Pengaliran flavonoid diet quercetin 4′-beta-glukosida merentasi lapisan monolayer sel caco{4}} usus manusia oleh protein berkait rintangan pelbagai ubat apikal-2. J Pharmacol Exp Ther 2000a; 294: 830– 836.
19. Walgren RA et al. Pengambilan selular flavonoid diet quercetin 4'-beta-glucosidase oleh pengangkut glukosa yang bergantung kepada natrium SGLT1. J Pharmacol Exp Ther 2000b; 294: 837– 843.
20. Mihara K et al. Metabolisme laluan pertama usus eperisone dalam tikus. Pharm Res 2001; 18: 1131–1137.
21. Isacchi B et al. Aktiviti antihiperalgesik verbascoside dalam dua model kesakitan neuropatik. J Pharm Pharmacol 2011; 63: 594–601.
22. Masak TJ et al. Kebolehtelapan usus chlorpyrifos menggunakan kaedah perfusi usus satu laluan dalam tikus. Toksikologi 2003; 184: 125–133.23. Kumar YS et al. Interaksi ubat herba pengantara P-glikoprotein dan sitokrom P-450-. Dadah Metabol Drug Interact 2010; 25: 3–16.
24. Walle UK et al. Pengangkutan genistein- 7-glukosida oleh sel CACO-2 usus manusia: peranan yang berpotensi untuk MRP2. Res Commun Mol Pathol Pharmacol 1999; 103: 45–56.
25. Ito K et al. Ekspresi permukaan apikal/basolateral pengangkut ubat dan peranannya dalam pengangkutan dadah vektor. Pharm Res 2005; 22: 1559–1577.
26. Laitinen L et al. Kultur sel Caco{1}} dalam penilaian penyerapan usus: kesan beberapa ubat yang ditadbir bersama dan sebatian semula jadi dalam matriks biologi. (University of Helsinki, Finland, 2006) Disertasi Akademik, ms 1–66.
27. Scambia G et al. Quercetin mempotensikan kesan adriamycin dalam barisan sel kanser payudara manusia MCF-7 multidrug: P-glikoprotein sebagai sasaran yang mungkin. Kanser Chemother Pharmacol 1994; 34: 459– 464.
28. Choi DH et al. Kesan myricetin, antioksidan, pada farmakokinetik losartan dan metabolit aktifnya, EXP-3174, dalam tikus: kemungkinan peranan sitokrom P450 3A4, sitokrom P450 2C9 dan P- perencatan glikoprotein oleh myricetin. J Pharm Pharmacol 2010; 62: 908–914.
29. Tanino T et al. Paclitaxel-2′- prodrug etil karbonat boleh memintas pengeluaran selular pengantara P-glikoprotein untuk meningkatkan sitotoksisiti dadah. Pharm Res 2007; 24: 555–565.
30. Hollman PC et al. Penyerapan glikosida kuersetin diet dan kuersetin dalam sukarelawan ileostomi yang sihat. Am J Clin Nutr 1995; 62: 1276– 1282.
31. Kellett GL et al. Komponen difusi penyerapan glukosa usus dimediasi oleh pengambilan GLUT2 yang disebabkan oleh glukosa ke membran papan berus. Biochem J 2000; 350: 155–162.
32. Jirim K et al. Pengisihan protein membran plasma endogen berlaku dari dua tapak dalam sel epitelium usus manusia yang dikultur (Caco-2). Sel 1990; 60: 429–437.
33. Mahraoui L et al. Kehadiran dan ekspresi pembezaan mRNA pengangkut heksosa SGLT1, GLUT1, GLUT2, GLUT3 dan GLUT5 dalam klon sel Caco-2 berkaitan dengan pertumbuhan sel dan penggunaan glukosa. Biochem J 1994; 298: 629–633.
34. Mesonero J et al. Ekspresi bergantung kepada gula bagi pengangkut fruktosa GLUT 5 dalam sel Cac-2. Biochem J 1995; 312: 757–762.
35. Walgren RA et al. Pengangkutan kuersetin dan glukosidanya merentasi sel Caco{1}} epitelium usus manusia. Biochem Pharmacol 1998; 55: 1721–1727.
36. Yoshikawa T et al. Ekspresi perbandingan pengangkut heksosa (SGLT1, GLUT1, GLUT2, dan GLUT5) di seluruh saluran gastrousus tikus. Histochem Cell Biol 2011; 135: 183–194.
37. Funes L et al. Kesan verbascoside, glikosida fenilpropanoid daripada verbena lemon, pada membran model fosfolipid. Kimia Fizik Lipid 2010; 163: 190–199.
38. Neilson AP et al. Pengaruh komposisi matriks coklat pada flavan koko-3-ol bioakses in vitro dan bioavailabiliti pada manusia. J Agric Food Chem 2009; 57: 9418–9426.
39. Gao S et al. Kandungan fenolik yang sangat berubah-ubah dalam produk wort St. John menjejaskan pengangkutannya dalam model sel Caco{1}} usus manusia: rasional farmaseutikal dan biofarmaseutikal untuk penyeragaman produk. J Agric Food Chem 2010; 58: 6650–6659.
40. Schramm DD et al. Kesan makanan terhadap penyerapan dan farmakokinetik flavanol koko. Life Sci 2003; 73: 857–869.
41. Laurent C et al. Matriks wain bebas etanol dan polifenol merangsang pembezaan sel Caco-2 usus manusia. Pengaruh perkaitan mereka dengan ekstrak biji anggur yang kaya dengan procyanidin. J Agric Food Chem 2005; 53: 5541–5548.
42. Artursson P et al. Korelasi antara penyerapan ubat oral pada manusia dan pekali kebolehtelapan ubat yang ketara dalam sel epitelium dalaman manusia (Caco-2). Biochem Biophys Res Commun 1991; 175: 880–885.
43. Crespy V et al. Perbandingan penyerapan usus quercetin, phloretin, dan glukosidanya dalam tikus. J Nutr 2001a; 131: 2109–2114.
44. Crespy V et al. Ketersediaan bio phloretin dan phloridzin dalam tikus. J Nutr 2001b; 131: 3227–3230.