Na Ratunek - Regeneracja

Oczywiście jest wiele wyciągów roślinnych stanowiących ochronę komórki, ale w sytuacji alarmowej na pierwszym miejscu należy wymienić wyciąg z tarczycy bajkalskiej (Scutellaria baicalensis, Georgi).

Scutellaria baicalensis Georgi

Scutellaria baicalensis Georgi 

Tarczyca bajkalska

Nazwa botaniczna: Scutellaria baicalensis Georgi

Rodzina: Lamiaceae (d. Labiatae)

(ang. Scullcap, niem. Baikal-Helmkraut, chin. Huang Qin)

Opis: Scutellaria baicalensis jest byliną osiągającą 0,3 m rozpowszechnioną we Azji Wschodniej – Chinach, Japonii, Korei i Mongolii. Scutellaria baicalensis rośnie na terenach piaszczystych i skalistych blisko brzegu morza. Słoneczne, trawiaste zbocza i nieużytki od 100 do 2000 metrów nad poziomem morza. Kwitnie w sierpniu, a nasiona dojrzewają we wrześniu. Roślina preferuje glebę lekką (piasek) lub średnio ilastą. Wymaga glebę suchą lub wilgotną. Dobrze się czuje w jasnych lasach lub terenach otwartych.

Części jadalne: młode liście gotowane jako jarzyna, lub suszone jako herbata.

Surowiec: korzeń (Radix Scutellariae baicalensis) (nazwa japońska: Wogon, Ogon lub Ougon)

Składniki aktywne: Flawony (bajkaleina, skutelareina, wogonina, oroksylina A i in.) i ich glukuronidy (Rys. 1), fenyloetanoidy, diterpen neo-klerodanowy (skutebajkalina), sterole, olejki eteryczne i aminokwasy[34]. Bajkalina jest głównym glikozydem korzenia [25].

Rys. 1. Wzory chemiczne niektórych aktywnych składników korzenia tarczycy bajkalskiej.

Działanie i wskazania:

Korzeń Scutellaria baicalensis Georgi (Lamiaceae), który zawiera wiele flawonów, fenyloetanoidów, aminokwasów, steroli i olejków eterycznych, jest używany jako ważny Chiński surowy lek w terapii zapalenia wątroby, raka, biegunki i chorób zapalnych, (stawów, trądzik) a także lek obniżający poziom cholesterolu. Roślina ta jest szczególnie bogata w pochodne flawonoidów, z kórych najwięcej jest w postaci glukuronidów, posiadających grupy metoksylowe i/lub hydroksylowe w różnych pozycjach pierścienia aromatycznego.

Ochrona mózgu (neuroprotective)

Wykazano, że flawonoidy z korzenia Scutellaria baicalensis przejawiają silne właściwości terapeutyczne w leczeniu udaru mózgu [1]. W badaniach tych wykazano, że miejscem docelowym tych falwonoidów jest postsynaptyczne białko PSD-95 (postsynaptic density protein 95). Również inne badania wykazały korzystne właściwości wyciągów z korzenia Scutellaria baicalensis w terapii niedokrwiennego udaru mózgu, objawiające się upośledzeniem funkcji kognitywnych, lub innych schorzeń spowodowanych uszkodzeniem neuronów, lub prozapalną aktywacją komórek mikrogleju [2-9, 30-33].

Działanie przeciwlękowe (anxiolytic)

Oprócz receptorów NMDA flawonoidy korzenia Scutelarii, a w szczególności wogonina wiąże się do miejsca benzodiazepin na receptorach GABA (A) i przejawia właściwości przeciwlękowe i uspokajające [10]. W przeciwieństwie jednak do klasycznych leków benzodiazepinowych wogonina nie wywołuje skutków ubocznych charakterystycznych dla tej klasy leków.

Działanie na naczynia krwionośne

Oczyszczona bajkaleina w niskich stężeniach wykazuje działanie obkurczające i hamuje zależną od endotelium relaksację naczyń, prawdopodobnie przez hamowanie tworzenia i uwalniania endotelialnego tlenku azotu (NO) [11]. W przeciwieństwie do tego w wyż-szych stężeniach bajkaleina powoduje relaksację naczyń częściowo przez hamowanie ki-nazy białkowej C i zależnego od niej mechanizmu skurczu mięśni gładkich naczyń [11].

Działanie przeciw zakrzepicy (antithrombotic)

Wykazano, że korzeń Scutellaria baicalensis przejawia właściwości przeciwzakrzepicowe [12,13].

Działanie przeciwzapalne i jako antyoksydant

Wykazano, że korzenie mają działanie jako antyoksydanty[14,15], między innymi zapobiegające peroksydacji lipidów, a także jako leki przeciwzapalne [16].

Działanie przeciw-wirusowe

Korzenie mają również działanie przeciw-wirusowe, a w szczególności przeciw wirusowi grypy typu A (H3N2) i B [17], a także przeciw zakażeniom wirusem HIV[18] i RSV (respiratory syncytial virus)[19].

Działanie przeciwnowotworowe

Flawonoidy Scutellaria baicalensis wykazują również działanie przeciwrakowe [20-22], a w szczególności przeciw rakowi prostaty [21,22]. W badaniach nad mechanizmem przeciwdziałania rakowi prostaty wykazano, że baikaleina posiada działania antyandrogenne [22]. Wyciągi z korzenia Scutellaria baicalensis działają ochronnie przeciw kancerogennym genotoksynom takim jak benzo(a)pyren i aflatoksyana produkowana m.in. przez Asperagillus flavus. [23].

Działanie przeciw osteoporozie

Brak równowagi między procesem resorpcji kości a procesem tworzenia kości prowadzi do chorób szkieletu takich jak osteoporozy. Z tego względu opracowanie czynników hamujących proces resorpcji zyskuje wiele uwagi. Baikaleina hamuje różnicowanie się osteoklastów, komórek żernych kości i indukuje apoptozę dojrzałych osteoklastów [24]. W cytowanych badaniach na mysich makrofagach, komórkach RAW264.7, wykazano, że baikaleina znacznie hamuje aktywność TRAP (tartrate-resistance acid phosphatase) indukowaną przez RANKL (receptor activator of NF-kappaB ligand) i tworzenie wielojądrowych osteoklastów. Interesujące jest również, że baikaleina hamuje indukowane przez RANKL sygnałowych molekuł (Akt, kinazę ERK/MAP i NF-kappaB) i ekspresji genów towarzyszących osteoklastom (TRAP, matrix metaloproteinase 9, i c-Src) i inne faktory transkrypcyjne (c-Fos, Fra-2 i NFATc1).

 Godne uwagi są również inne roślinne wyciągi takie jak: Astrsaagalus Extract, Ashwagandha Extract i Cat's Claw. 

Dalej należy się zająć regeneracją uszkodzonej tkanki (Rys. 2).

Rys. 2. Relacje miedzy glikolizą (oddychanie beztlenowe) a oddychaniem tlenowym (mitochondrialnym). Jak widać rezygnacja w diecie z glukozy (cukier, słodycze, miód, mąka) i zastąpienie jej alternatywnymi źródłami energii, takimi jak tłuszcz, ewentualnie białko, lub zastosowanie fenbendazolu, blokującego wejście glukozy do komórki, powoduje zablokowanie procesu replikacji (a więc blokuje wirusy, raka, ale również regenerację tkanek). GLUT – transporter glukozowy; HK – heksokinaza; DHEA – dehydroepi-adrosteron; DCA –dichlorooctan; HIF-1 - hypoxia inducible factor 1; PDH – dehydrogenaza pirorgronian-owa; PDK1 – kinaza dehydrogenazy pirogronianu; Sirt1 – histonowa deacetylaza klasy III. GAPDH - dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego.

Jest wiele preparatów temu służących, a wśród nich pochodne witaminy PP, takie jak NADH (preparat: ENADA) (Rys. 3). Również stosowane są preparaty NMN (mononukleotyd nikotynamidu), a nawet rybozyd nikotynamidu.

Rys. 3. Wzory chemiczne pochodnych witaminy PP (nikotynamid, lub niacynamid), omawianych w tym opracowaniu.

Dlaczego NADH?

 

Proporcja puli koenzymów NAD⁺ do NADH ma zasadnicze znaczenie dla komórki. Niemniej jednak w doniesieniach literaturowych istnieją pewne kontrowersje na temat wartości tego stosunku. Stosunek ten (NAD⁺ : NADH) w cytoplazmie komórek somatycznych wynosi 725:1, podczas głodu spada do 528, a u cukrzyków - 208. Wg niedawnych danych, stosunek ten wynosi 600-700 wskazując, że poziom NAD⁺ ogromnie przewyższa poziom NADH. Warto tu zauważyć, że proporcja ta jest regulowana głównie w łańcuchu oddechowym, który utlenia zredukowaną formą NADH i tworzy utlenioną formę NAD⁺(Rys. 3).

 

Okazuje się, że stosunek NAD⁺ do NADH (lub NADP⁺ : NADPH) stanowi przełącznik do indukcji transkrypcji 90 genów i hamowaniu ekspresji 50 genów, prowadzących do przeprogramowania komórki w kierunku podziału, a więc regeneracji (Rys. 4). Inaczej mówiąc w komórkach somatycznych, pod wpływem zwiększonej puli NADH, 140 genów ulega przeprogramowaniu, żeby rozpocząć podział. Jeśli sobie uświadomimy, że tzw. powysiłkowe „zakwasy”, to nic innego, jak właśnie przeprogramowanie komórek do podziału, w sytuacji kiedy zapotrzebowanie na energię nie nadążyło za oddychaniem tlenowym, glikoliza dostarczyła dodatkowej energii, ale za cenę zakwaszenia mięśni, a więc dostarczenie zredukowanych nukleotydów NADH, potrzebnych do przeprogramowania komórek w kierunku replikacji.

Rys. 4. NADPH i NADH wzmacnia aktywność wiązania NPAS2:BMAL1 do DNA in vitro. Elektroforogram przedstawiający przesunięcie ruchliwości DNA na skutek wiązania się faktorów transkrypcyjnych. A. Ze wzrostem stężenia NADH w mieszaninie inkubacyjnej następuje zamiana homodimeru BMAL1:BMAL1 na heterodimer NPAS2:BMAL1 w kompleksie DNA:białko. B. Stężenie całkowite NADP⁺ i NADPH jest stałe, ale zmienia się stosunek formy utlenionej do zredukowanej. Jak widać obecność formy utlenionej (NADP⁺) hamującej powstawanie kompleksu NPAS2:BMAL1, powoduje bardziej ostre przełączenie z jednej formy kompleksu w drugą (schemat doświadczenia wg. Rutter, J., Reick, M., Wu, L.C. & McKnight, S.L. 2001.Science 293: 510-514 zmod.).

 

Jednym z 90 genów, które są indukowane pod wpływem NADH jest gen dehydrogenazy mleczanowej (LDHA). Jak pokazano na Rysunku 6.27 enzym ten katalizuje reakcję utleniania kwasu mlekowego do kwasu pirogronowego. W reakcji tej powstaje NADH, które stymuluje ekspresję genu LDHA. Interesujące jest, że w hodowli komórkowej ekspresję genu LDH stymuluje zarówno mleczan jak i pirogronian (Rutter et al. 2001, Science 293: 510-514).

Warto tu zauważyć, że kwas mlekowy używany jest w leczeniu stanów chorobowych błon śluzowych, a także w kosmetyce. Jak pokazano na Rys. 5 podany kwas mlekowy przy udziale dehydrogenazy mleczanowej z jednej strony zużywa pulę NAD⁺, a więc hamuje wiele procesów regulowanych przy udziale m.in. jonów Ca²⁺, a także hamuje apoptozę (programowaną śmierć komórki) komórek indukowaną np. ekspozycją na światło słoneczne, a z drugiej strony przez przesunięcie równowagi redoks w kierunku NADH stymuluje procesy komórkowe na wielu piętrach regulacji, m.in. prowadzące do modulacji transkrypcji 140 genów i syntezy wielu substancji potrzebnych do wzrostu i podziału komórki.

Rys. 5. Schemat indukcji genu dehydrogenazy mleczanowej (LDHA) pod wpływem NADH. Jak pokazano na rysunku promotor tego genu zawiera dwie sekwencje DNA (CACGTG) wiązania heterodimeru NPAS2:BMAL1 pod wpływem NADH. Produkt tego genu, czyli enzym LDHA katalizuje reakcję, w której generowana jest zredukowana forma NADH.

 

Doświadczenia Ruttera i wsp. (Rys. 4 i 5) tłumaczą dlaczego wiele kobiet w ciąży lubi jeść kiszone ogórki. Kwas mlekowy z ogórków powoduje nadmiar form zredukowanych NADH, co z kolei, indukując podziały komórek, umożliwia rozwój płodu. 

Podobnie jest w procesach regeneracyjnych. A zatem w przypadku uszkodzenia mózgu lub serca należy zwiększyć podaż NADH (preparat: ENADA), co umożliwi regenerację uszkodzonych tkanek. Preparat ten stosuje się w wypadku depresji, choroby Parkinsona i innych chorób degeneracyjnych. Oczywiście problemem u starszych osób jest ograniczona ilość telomerów na końcu chromosomów (a czasami ich brak) koniecznych do replikacji DNA. Jak wiadomo z każdym podziałem komórki ilość telomerów na końcu DNA się zmniejsza (o jeden) i w końcu ich może zabraknąć. Czy możemy dodać telomery, czyli indukować telomerazę (enzymu dodającego telomery, który ulega ekspresji tylko podczas gametogenezy, czyli oogenezy i spermatogenezy)? I tu zaczynamy chodzić po linie nad przepaścią, bo indukcja telomerazy może zakończyć się nowotworem.