Часть Ⅰ Терапевтические анаболические и антикатаболические преимущества натуральных китайских лекарств для лечения остеопороза

Чтобы получить больше информации:ali.ma@wecistanche.com

Jianbo He1, Xiaojuan Li, Ziyi Wang2, Samuel Bennett, Kai Chen, Zhifeng Xiao, Jiheng Zhan, Shudong Chen, Yu Hou, Junhao Chen, Shaofang Wang, Jiake Xu и Dingkun Lin

1 Гуанчжоуский университет китайской медицины, Гуанчжоу, Китай,

2 Школа биомедицинских наук, Университет Западной Австралии, Перт, Вашингтон, Австралия,

3 Вторая дочерняя больница Университета китайской медицины Гуанчжоу, Провинциальная больница китайской медицины Гуандун, Гуанчжоу, Китай,

4 Исследовательский центр Formula-Pattern, Школа традиционной китайской медицины, Цзинаньский университет, Гуанчжоу, Китай,

5 Центр бобовых в средиземноморском сельском хозяйстве, Университет Западной Австралии, Перт, Вашингтон, Австралия

Остеопороз представляет собой заболевание костей, характеризующееся повышенной хрупкостью костей и переломами из-за уменьшения костной массы и микроструктурной деградации. Первичные фармакологические стратегии лечения остеопороза, заместительная гормональная терапия (ЗГТ) и терапия алендронатом могут вызывать неблагоприятные побочные эффекты и не могут быть рекомендованы для длительного использования. Некоторые классические и специфичные для костей натуральные китайские лекарства очень широко используются для эффективного лечения остеопороза и переломов костей в клинических условиях с их потенциальной ценностью для роста и развития костей, но с небольшим количеством неблагоприятных побочных эффектов. Текущие данные свидетельствуют о том, что лечение, по-видимому, улучшает костный метаболизм и ослабляет остеопоротический дисбаланс между формированием кости и резорбцией кости на клеточном уровне, стимулируя активность остеобластов и подавляя эффекты остеокластов. Таким образом, ценные методы лечения могут стать эффективной и более безопасной альтернативой основным фармакологическим стратегиям. Таким образом, цель этой статьи состоит в том, чтобы всесторонне рассмотреть эти классические и костно-специфические препараты в натуральных китайских лекарствах для лечения остеопороза, которые были глубоко и определенно изучены и описаны как с костеобразующими, так и с антирезорбтивными эффектами, включая Gynochthodes Officinalis (FCHow) Разафим. & B.Bremer (син. Morinda officinalis FCHow), Curculigo orchioides Gaertn., Psoralea corylifolia (L.), Medik Eucommia ulmoides Oliv., Dipsacus inermis Wall. (син. Dipsacus asperoides CYCheng & TMAi), Cibotium barometz (L.) J. Sm., Velvet Antler,Цистанхе пустынная Ма, Цистанхе трубчатаяCuscuta Chinensis Lam., Cnidium monnieri (L.) Cusson, Epimedium brevicornum Maxim, Pueraria montana (Lour.) Merr. и Salvia miltiorrhiza Bunge., тем самым предоставляя доказательства потенциального использования методов альтернативной китайской медицины для эффективного лечения остеопороза.

Нажмите, чтобы перейти к продуктам Cistanche UK

Цистанхехорошо известная тонизирующая трава, которая может питать и защищать почки. Согласно теории традиционной китайской медицины, цистанхе — лучшая трава для почек. Цистанхе богатаэхинакозид, актеозид и флавоноиды.Эти эффективные ингредиенты вЦистанхеМожноуменьшить апоптоз клеток почека такжеувеличить пролиферацию клеток почек

Ключевые слова: остеопороз, натуральная китайская медицина, остеогенез, остеокластогенез, антирезорбция кости, терапевтические, остеобласты, остеокласты.

ВВЕДЕНИЕ

Остеопороз может быть результатом несбалансированного костного метаболизма, приводящего к системному ухудшению костной массы и микроструктуры костей, характеризующемуся хрупкостью скелета и повышенным риском переломов костей (Albright, 1947; Rachner et al., 2011). Почти у каждой третьей женщины и каждого пятого мужчины в жизни после 50 лет будет один перелом кости в результате остеопороза (Sozen et al., 2017). Кроме того, риск дополнительных переломов будет расти в геометрической прогрессии с каждым случаем перелома (Lorentzon and Cummings, 2015). Таким образом, остеопороз является изнурительной болезнью для страдающих, приводящей к снижению качества жизни и ложащейся тяжелым экономическим бременем на общество (Curtis et al., 2016). Таким образом, медицинское вмешательство необходимо для обеспечения надлежащего ухода за пациентами и улучшения общественного здоровья. Более того, необходимо продолжить исследования, ведущие к разработке лекарственного средства, которое может эффективно лечить и потенциально предотвращать остеопороз (Wang et al., 2017b).

В настоящее время существует множество фармакологических продуктов, используемых для лечения остеопороза в клинике (Pavone et al., 2017). Заместительная гормональная терапия (ЗГТ) и бисфосфонаты являются основными терапевтическими стратегиями при заболеваниях с потерей костной массы, включая остеопороз (He et al., 2017). Длительная ЗГТ может значительно увеличить риск развития рака эндометрия и молочной железы, ишемической болезни сердца и других сердечно-сосудистых заболеваний (Dinger et al., 2016a; Dinger et al., 2016b). В то время как бисфосфонаты могут приводить к остеонекрозу длинных костей и челюстей (Спиваковский, 2017; Лунгу и др., 2018). Эти неблагоприятные побочные эффекты ограничивают клиническое использование ЗГТ и бисфосфонатов. Следовательно, необходимы альтернативные терапевтические агенты для разработки лекарств для лечения остеопороза, которые с меньшей вероятностью будут иметь неблагоприятные побочные эффекты.

Традиционная китайская медицина (ТКМ) становится все более популярной благодаря своей эффективности в лечении заболеваний с меньшим количеством побочных эффектов. Натуральная китайская медицина широко и эффективно применяется для лечения различных ортопедических заболеваний, включая переломы костей, ревматизм и остеопороз (Mukwaya et al., 2014; He et al., 2017; Suvarna et al., 2018). Некоторые ТКМ являются наиболее классическими и костно-специфичными препаратами при лечении остеопороза и переломов костей, оказывая влияние на рост и развитие скелетной ткани (Shu et al., 2015; Wang et al., 2019a). ). Недавние научные отчеты предполагают, что эти природные методы лечения китайской медицины, по-видимому, обладают как анаболическим, так и антикатаболическим эффектом для лечения остеопороза, способствуя формированию кости и ослабляя несбалансированную резорбцию кости, что приводит к улучшению минеральной плотности кости и биомеханических свойств, а также к снижению микроструктурной деградации кости. Рисунок 1) (He et al., 2017; Wang et al., 2017b; Suvarna et al., 2018). Кроме того, результаты исследований in vitro показывают, что эти натуральные лекарственные средства могут усиливать пролиферацию и выживаемость остеобластов, а также индуцировать дифференцировку клеток остеобластов из костных мезенхимальных стволовых клеток (МСК). При этом костно-катаболические эффекты остеокластогенеза и резорбции кости эффективно ингибировались (рис. 2).

Поэтому мы выбрали натуральные китайские препараты, которые являются классическими костно-специфическими препаратами при остеопорозе и переломах в клинике, в том числе Gynochthodes Officinalis (FCHow) Razafim. & B.Bremer (син. Morinda officinalis FCHow), Curculigo orchioides Gaertn., Psoralea corylifolia (L.) Medik, Eucommia ulmoides Oliv., Dipsacus inermis Wall. (син. Dipsacus asperoides CYCheng & TMAi), Cibotium barometz (L.) J. Sm., Velvet Antler и т. д. Затем, в соответствии с литературным поиском PubMed, каждое натуральное китайское лекарство было найдено по ключевым словам кости, остеопороза, потери костной массы, остеолиза, формирования кости, скелета, остеогенеза, остеокластогенеза, антирезорбции кости, резорбции кости, абсорбции кости, терапевтического, остеобласты, остеокласты, костные мезенхимальные стволовые клетки, дифференцировка, апоптоз, формула и комбинация, сопровождаемые булевыми соединителями «И», «ИЛИ» и «НЕ». После внимательного прочтения были включены и рассмотрены лекарства с анаболическими и антикатаболическими эффектами. Лекарства без исследований, связанных с остеопорозом, без анаболических и антикатаболических преимуществ или с недостатками в экспериментальном дизайне были исключены. Несмотря на огромное количество экспериментальных данных об антиостеопоротических эффектах натуральных китайских лекарств в исследованиях in vivo и in vitro, качественные клинические испытания отсутствуют. Кроме того, в этом обзоре освещаются и оцениваются научные доказательства потенциального использования натуральных китайских лекарств для лечения остеопороза с терапевтическими анаболическими и антикатаболическими свойствами, а также их потенциальные механизмы действия.

НАТУРАЛЬНЫЕ КИТАЙСКИЕ ЛЕКАРСТВА

Gynochthodes officinalis (FCHow) Разафим. и Б. Бремер (син. Morinda Officinalis FCHow)

Gynochthodes officinalis (FCHow) Разафим. & B.Bremer (син. Morinda Officinalis (FCHow) (MO, «Ba-Ji-Tian») — известное натуральное растение в китайской медицине, содержащее множество биологически активных компонентов, включая олигосахариды, иридоидные гликозиды и баджицзясу (Chen et al., 2014; Wu et al., 2015b; Li et al., 2016a). Недавние исследования показали, что он может улучшать сексуальную и репродуктивную функцию и может облегчать течение болезни Альцгеймера через ось микробиота-кишечник-мозг, обеспечивая преимущества, включая улучшение памяти и способности к обучению (Wu et al., 2015b; Chen et al., 2017a).Кроме того, компоненты полисахаридов, монокультуры и баджицзясу могут действовать как потенциальные средства для лечения остеопороза.

Сообщалось о защитном действии экстракта корня МО на потерю костной массы, вызванную овариэктомией (Li et al., 2009). Полученные данные показывают, что экстракт корня МО может повышать содержание минералов в костях (BMC) и минеральную плотность костей (BMD) большеберцовой кости у крыс с овариэктомией (OVX) (Li et al., 2009). Уровни сывороточного фосфора (P), кальция (Ca) и остеопротегерина (OPG) увеличились, а уровни дезоксипиридинолина в сыворотке перекрестно связаны с соотношением креатинина (DPD/Cr), тартратрезистентной кислой фосфатазы (TRAcP), адренокортикотропина (АКТГ). , и кортикостерон снижали, но не обращали вспять уровни сывороточной щелочной фосфатазы (ЩФ), фактора некроза опухоли- (ФНО-) или интерлейкина -6 (ИЛ -6) (Li et al., 2009) . Соответственно, капсулы МО ослабляли вызванную овариэктомией потерю костной массы за счет повышения прочности кости и снижения дальнейшего ухудшения трабекулярной микроархитектоники бедренных костей у крыс, что было связано с повышением уровня остеокальцина (ОС) в сыворотке (Li et al., 2014b). . Полисахариды представляют собой экстракт, выделенный из МО, который может значительно повысить МПК всей бедренной кости по сравнению с группой больных остеопорозом. Уровни минералов Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu и Fe в бедренной кости повышались в зависимости от дозы (Zhu et al., 2008). Монотропеин — это природное соединение, экстрагированное из МО, которое, по-видимому, проявляет антиостеопоротические эффекты за счет увеличения BMC, BMD, объемной доли костной ткани (BVF) и ослабления трабекулярной микроструктурной деградации у грызунов OVX (Zhu et al., 2008; Zhang et al., 2016c). . Выводы in vivo на модели остеопороза без использования показывают, что экстракты высушенных корней МО проявляют как активность по формированию кости, так и, по-видимому, подавляют резорбцию кости. Было обнаружено, что Mornidae Radix (MR), высушенный корень MO, ингибирует вызванное остеопорозом уменьшение толщины задних конечностей, нагрузку на большеберцовую кость, BMD и уровни Ca и P в большеберцовой кости (Seo et al., 2005). Результаты гистоморфометрии показали, что он может значительно защитить параметры большеберцовой кости, включая объем, длину, толщину коры и трабекул. Кроме того, как профилактические, так и терапевтические исследования показали, что эффекты МР благоприятны как для профилактики, так и для лечения остеопороза (Seo et al., 2005).

Соответственно, исследования in vitro показали, что МО и его биологически активные компоненты, по-видимому, обеспечивают потенциально терапевтическое лечение остеопороза и что молекулярные механизмы, по-видимому, действуют через сигнальные пути активатора рецептора лиганда ядерного фактора каппа-В (NF-κB или RANKL). Например, -1-метиловый эфир рубидия (RBM, природное антрахиноновое соединение, выделенное из корня МО) может эффективно ингибировать резорбцию кости остеокластами, блокируя путь NF-κB (He et al., 20). 18). Было обнаружено, что Bajijiasu ингибирует образование остеокластов и резорбцию кости посредством сигнальных путей RANKL (Hong et al., 2017a). Экспрессия RANKL-индуцированных маркерных генов, включая катепсин К (CTSK), ядерный фактор активированных цитоплазматических Т-клеток 1 (NFATc1), TRAcP, субъединицу D2 H плюс -АТФаза V0 вакуолярного типа (V-АТФаза d2) и матриксную металлопротеиназу{ {15}} (MMP-2) ингибировался Bajijiasu (Hong et al., 2017a). Дальнейшие исследования in vitro антрахинонов, выделенных из МО, идентифицировали эти молекулы как потенциальные ингибиторы остеокластической резорбции кости и усилители костеобразующей активности остеобластов (Wu et al., 2009; Bao et al., 2011). МО-антрахиноны продемонстрировали способность уменьшать образование ямок резорбции кости, количество многоядерных остеокластов и активность устойчивых к тартрату кислых фосфатов (TRAP) в системе кокультуры остеобластов костного мозга, в дополнение к ускорению апоптоза остеокластов. (Бао и др., 2011). МО-антрахиноны, по-видимому, также способствуют костеобразующей активности остеобластов за счет увеличения пролиферации остеобластов и активности ЩФ (Wu et al., 2009). Исследование полисахаридов, экстрагированных из МО, показало, что остеогенные инулины МО способствуют пролиферации, дифференцировке и минерализации клеток остеобластов, что подтверждается активацией маркерных генов, включая связанный с рантом транскрипционный фактор 2, остерикс, остеокальцин, костный сиалопротеин. и ОПГ (Jiang et al., 2018).

В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что МО и его биологически активные компоненты могут играть важную терапевтическую роль в лечении и профилактике остеопороза. МО, по-видимому, обеспечивает потенциально эффективное лечение остеопороза за счет замедления потери костной массы и трабекулярной микроструктурной деградации, увеличения минеральной плотности кости и костной массы, стимулирования остеобластической костеобразующей активности и ингибирования остеокластической резорбции кости за счет прямого воздействия на костную ткань. остеокласты и эффекты, опосредованные известными сигнальными путями. В исследованиях in vitro было обнаружено, что эффективная концентрация соединения Bajijiasu составляет 0,8 мМ (Hong et al., 2017a), что может быть выше, чем у соединений в других экспериментах in vitro, а клиническое использование может быть увеличено, чтобы получить лучшие лечебные эффекты, поэтому следует соблюдать осторожность в отношении безопасности. Необходимы дальнейшие исследования для развития терапевтического потенциала этого природного лекарства.

Curculigo orchioides Гартн

В мире насчитывается более 20 видов куркулиго. Они произрастают в тропических и субтропических регионах Азии, Африки, Южной Америки и Океании (Nie et al., 2013). Curculigo orchioides Gaertn (CO, «Сянь Мао»), один из видов curculio, используется в китайской медицине для облегчения симптомов слабости конечностей, артрита поясничного и коленного суставов и диареи (Tan et al., 2019). Недавние исследования показали, что CO также обладает антиоксидантными свойствами и противораковым потенциалом и может использоваться в качестве противоостеопоротического средства (Cao et al., 2008; Ramchandani et al., 2014; Hejazi et al., 2018).

CO используется в китайской медицине для лечения постменопаузального остеопороза, и антиостеопоротические эффекты CO были исследованы in vivo (Cao et al., 2008). Введение CO предотвращало потерю трабекулярной кости в большеберцовой кости крыс с овариэктомией за счет ингибирования резорбции кости и повышения уровня фосфора, кальция и OPG в сыворотке, не влияя на массу тела или матки (Cao et al., 2008). Уровни в сыворотке факторов, связанных с резорбцией кости, DPD/Cr, TRAcP, ACTH и кортикостерона снижались после введения CO (Cao et al., 2008). Угарный газ также может усиливать образование костей при индукции во время заживления ран (Wong et al., 2007a).

Куркулигозид (CCG, фенольный гликозид) является основным биологически активным соединением CO и, по-видимому, оказывает как остеогенное, так и антиостеокластическое действие (Liu et al., 2014a). В недавнем исследовании in vitro оценивалось влияние CCG на остеогенную дифференцировку стволовых клеток человека, полученных из амниотической жидкости (hAFSC), и было обнаружено, что CCG повышает остеогенную активность дозозависимым образом, включая повышенную экспрессию остеопонтина (OPN) и коллагена. I, повышенная активность ALP и отложение кальция (Liu et al., 2014a). Кроме того, отношение OPG к RANKL увеличилось, что указывает на ингибирование остеокластогенеза. Одновременная активация -catenin и Cyclin-D1 указывает на то, что эти эффекты, по-видимому, опосредованы сигнальным путем Wnt/ -catenin (Liu et al., 2014a). Влияние CCG in vitro на остеогенную дифференцировку также было исследовано в отношении СККМ, и данные указывают на то, что CCG может способствовать пролиферации и остеогенной дифференцировке СККМ (Shen et al., 2013).

Считается, что антиоксидантные свойства CO также связаны с CCG и могут играть решающую роль в ослаблении патофизиологии остеопороза (Wang et al., 2012b). Таким образом, антиоксидантные защитные эффекты CCG были исследованы на остеобластах свода черепа крыс, подвергшихся воздействию перекиси водорода (H2O2), и результаты показывают, что CCG значительно снижает цитотоксические эффекты H2O2 за счет снижения продукции активных форм кислорода (АФК) остеобластами и восстановления уровни маркеров дифференцировки остеобластов, включая ALP, отложение кальция и белок 2, родственный рантам (Runx2) (Wang et al., 2012b). Также было показано, что CCG защищает остеобласты свода черепа крысы от цитотоксичности, вызванной дексаметазоном (DEX), регулируя пролиферацию, дифференцировку остеобластов и уровни провоспалительных цитокинов (Zhu et al., 2015). Влияние DEX на уровни маркеров дифференцировки остеобластов, включая ALP, OPG, -катенин и RANKL, было обратным, что указывает на то, что CCG может быть подходящим соединением для лечения остеопороза (Zhu et al., 2015). Соответственно, метаболический анализ показывает, что CCG через свой основной метаболит M2 может вызывать эти антиостеопоротические эффекты (Wang et al., 2017a).

Дальнейшие исследования in vitro и на черепах крыс показали, что соединения, выделенные из CO, по-видимому, обладают антиостеопоротическими свойствами, включая стимулирование пролиферации и дифференцировки остеобластов, повышенную костеобразующую активность и ингибирование остеокластической резорбции кости. Биологически активные соединения, выделенные из МО, включают новые гомогенные полисахариды, COP90-1 и COP70-3, а также фенольные гликозиды (Jiao et al., 2009; Wang et al., 2013b; Wang et al., 2017c; Ван и др., 2019b)

Вкратце, стимулирование остеогенеза C. orchioides может быть полезным эффектом, ведущим к ослаблению остеопороза, а ингибирование активных форм кислорода является важным свойством этого лекарства. Кроме того, некоторые соединения, выделенные из CO, подавляют резорбцию кости остеокластами. Необходимы дальнейшие исследования для открытия молекулярных механизмов, сигнальных путей и биоактивных компонентов CO; и определить молекулярную основу потенциальной связи между антиоксидантными эффектами CCG и патофизиологией остеопороза в остеокластах и ​​остеобластах.

Psoralea corylifolia (L.) Медик

Psoralea corylifolia (L.) Medik (ПК, «Бу Гу Чжи») широко используется в Азии в лечебных целях; высушенные спелые семена являются активным компонентом растения. ПК используется в китайской фармакопее и формулах традиционной китайской медицины для лечения кожных заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, нефрита и остеопороза (Zhang et al., 2016a). Основными биологически активными соединениями ПК являются кумарины (например, псорален), флавоноиды (например, необаваизофлавон, бавахалкон, балдахин и сторилин) и меротерпены (например, бакучиол) (Zhang et al., 2016a). Дополнительные компоненты ПК обладают иммунорегуляторными, антиоксидантными и нейропротекторными свойствами для лечения болезни Паркинсона (Jing et al., 2017). ПК также может иметь терапевтический потенциал для лечения рака предстательной железы (Lin et al., 2018).

Продолжить чтение...