Évaluation complète de l'activité antioxydante des polysaccharides de Cistanche Deserticola par plusieurs indices

Junjie1, Gao Lianchun1, Meng Xinrui1, Wang Menghan1, Liu Xiaohua1. 1. École de pharmacie, Université de Lanzhou, Lanzhou 730000, Chine ; 2. Guangzhou Yuming Biological Technology Co,LTD,Guangzhou 511400,Chine Auteur correspondant :Liu Xiaohua,E-mail :liuxiaoh@ lzu.edu.cn

【Abstrait】 Objectif:Évaluer l'activité antioxydante des polysaccharides de Cistanche deserticola par différents indices in vivo et vitro. Méthodes :Expériences antioxydantes in vitro axées sur le taux de piégeage des radicaux libres des polysaccharides de Cistanche deserticola, y compris le piégeage du DPPH, le piégeage des radicaux hydroxyle (·OH), la réduction du ferricyanure de potassium et la méthode de piégeage des nitrites. Le poids corporel et l'indice de rate des souris étaient concernés, et le contenu de superoxyde dismutase (SOD), de glutathion peroxydase (GSH-Px) et de malondialdéhyde (MDA) dans le sérum, le foie et les tissus cérébraux a été détecté chez des souris modèles vieillissantes au d-galactose. Résultats : C80 a eu un meilleur effet de DPPH et OH·nettoyage in vitro. Le taux de gain de poids et l'indice de rate des souris (P<0.05）were improved,and the SOD,GSH-Px activities and MDA content in serum,liver and brain tissues had significant differences（P＜0.01）using C80 could in mouse aging model,but there was no difference between high and low dose groups（P＞0.05）. Conclusion:C80 a une bonne activité antioxydante in vivo et vitro.

【Mots clés】polysaccharide cistanche deserticola ; radicaux libres ; clairance ; activité antioxydante ; modèle de vieillissement

Ces dernières années, "l'économie de la beauté" s'est développée rapidement et l'échelle de consommation de l'industrie chinoise des soins de la peau a augmenté d'année en année. Les produits de soin anti-âge sont progressivement devenus le centre de la consommation. Selon les données d'Euromonitor, la taille du marché anti-âge chinois a atteint 64,6 milliards de yuans en 2020, ce qui représente 28,8 % de la part de marché des soins de la peau en Chine, et il est sur le point de dépasser l'hydratation pour devenir la plus grande catégorie de produits de soin de la peau [1]. Les cosmétiques anti-âge font référence aux cosmétiques qui peuvent résister au vieillissement, à l'oxydation et aux rides, également appelés produits de soin anti-âge.

Les antioxydants artificiels, tels que le butylhydroxyanisole (BHA) et le butylhydroxytoluène (BHT), qui dominent le marché, ont de puissants effets secondaires toxiques et ont des effets néfastes sur des organes tels que le foie, la rate et les poumons, causant des dommages. Par rapport aux antioxydants synthétiques, les antioxydants naturels sont plus sûrs et plus facilement acceptés par le public, tandis que les polysaccharides végétaux sont considérés comme les antioxydants naturels les plus actifs pouvant agir directement ou indirectement sur les radicaux libres [2].

Bienfaits de la cistanche tubulosa—Antioxydant

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Cistanche deserticola YCMa, une plante Orobanchaceae, prend des tiges charnues sèches avec des écailles comme médicament authentique. C'est une médecine chinoise couramment utilisée pour tonifier les reins et revigorer le yang. Il a pour fonctions de tonifier le rein, tonifier l'essence et humidifier la sécheresse. Sa fréquence d'apparition dans les anciennes prescriptions anti-âge est juste derrière le ginseng. La recherche médicale moderne a montré que les polysaccharides de Cistanche deserticola ont des effets pharmacologiques tels que l'amélioration de l'immunité et de l'antioxydation [2]. Les composants actifs de Cistanche deserticola, tels que les glycosides phényléthanoïdes et les polysaccharides, ont certains effets sur le retardement du vieillissement cutané [3]. À l'heure actuelle, la recherche sur l'effet anti-oxydation du polysaccharide Cistanche deserticola se concentre sur l'étude anti-oxydation in vivo. Grâce au modèle expérimental de vieillissement de souris causé par le D-neneneba galactose [5-11], la superoxyde dismutase (SOD) et d'autres indicateurs dans les poumons, le foie, le cœur et d'autres tissus de souris sont détectés pour vérifier si Cistanche deserticola polysaccharide a un effet anti-oxydant. Les polysaccharides de Cistanche deserticola sont souvent préparés à l'aide de méthodes traditionnelles d'extraction à l'eau et de précipitation à l'alcool, qui ont de faibles taux d'extraction, une faible solubilité et des difficultés de purification ultérieure. De plus, les polysaccharides naturellement structurés obtenus ont un poids moléculaire élevé, une viscosité élevée et une faible biodisponibilité.[12].

Effets de Cistanche—Antioxydant

Cette expérience a utilisé la technologie des ultrasons composites assistés par enzyme [13] pour extraire les polysaccharides de Cistanche deserticola. Selon la concentration de précipitation d'alcool, les polysaccharides ont été divisés en trois parties pour obtenir des polysaccharides de Cistanche deserticola. Cette expérience combine également des expériences antioxydantes in vivo et in vitro pour évaluer de manière exhaustive plusieurs indicateurs et élucider scientifiquement l'activité antioxydante des polysaccharides de Cistanche deserticola.

1 Matériel et méthodes

1.1 Instruments et médicaments d'essai

Spectrophotomètre UV visible UV-1700 (Shimadzu Company, Japon), microscope optique BX43 (système d'imagerie DP27) (Olympus Corporation). Cistanche deserticola provient de Gansu Huiqin Biotechnology Co., Ltd. Après avoir été identifié par le professeur agrégé Yang Zhigang de l'École de pharmacie de l'Université de Lanzhou, ce produit est un produit sec, écailleux,tige succulente de Cistanche deserticola YCMa, une plante de la famille des Orobaceae. 1,1-diphényl-2-picrylphénylhydrazine (DPPH), le sulfate ferreux, le chlorhydrate de naphtalène éthylènediamine, la rhodamine B, l'acide ascorbique et la vitamine E ont été achetés auprès de McLean Biochemical Technology Co., Ltd. Le kit GSH Px, le kit malondialdéhyde, le kit T-SOD et le kit Coomassie Brilliant Blue ont été achetés auprès de Nanjing Jiancheng Institut de recherche en bioingénierie.

Principaux constituants chimiques de Cistanche deserticola

1.2 Animaux expérimentaux :

50 souris Kunming mâles de qualité propre, fournies par l'Animal Center de l'Université de Lanzhou, avec le numéro de qualification de qualité : SCXK (Gan) 2013-0002.

1.3 Préparation des polysaccharides de Cistanche deserticola [13]

La poudre médicinale de Cistanche deserticola a été extraite 3 fois avec de l'acétate d'éthyle et de l'éthanol dans un rapport de 8, 8 et 6 fois, et dégraissée pendant 2 heures à chaque fois ; Après dégraissage, ajouter de la papaïne (2 %), de la cellulase (2 %) et de la pectinase (0.4 %) à la poudre, ajouter de l'eau pour obtenir le rapport matière/liquide 1 ∶ 20, extraire en trois fois ( 8, 7, 5 fois), température 54,1 degrés, pH 5,2, enzymolyse pendant 2 heures, puis effectuer une extraction par ultrasons, chaque fois pendant 45 minutes, extraire deux fois, filtrer et combiner le filtrat, puis centrifuger le surnageant et le concentrer à un dixième du volume initial. Faire couler 95 % d'éthanol dans la solution concentrée tout en agitant jusqu'à ce que la concentration totale d'éthanol du filtrat atteigne 30 %. Ensuite, laisser reposer et centrifuger pour obtenir le précipité correspondant. Lyophiliser pour obtenir le correspondant Cistanche deserticola ma polysaccharide 1 (C30). Le surnageant continue à précipiter avec de l'éthanol jusqu'à ce que la concentration totale en éthanol du filtrat atteigne 50 %. Centrifuger à sec pour obtenir le polysaccharide Cistanche deserticola 2 (C50), puis continuer à précipiter avec de l'éthanol jusqu'à ce que la concentration totale en éthanol du filtrat atteigne 80 pour cent, obtenir le polysaccharide Cistanche deserticola 3 (C80 en abrégé).

Etude expérimentale sur Cistanche deserticola

1.4 Méthode expérimentale d'oxydation in vitro

La capacité de piégeage des radicaux libres du DPPH est mesurée par l'absorbance à 517 nm [14]. La capacité de piégeage des radicaux hydroxyles a été déterminée par spectrophotométrie B à la rhodamine [15]. Partant du principe que le radical hydroxyle peut oxyder rapidement la rhodamine B pour la faire s'estomper, la capacité antioxydante du polysaccharide a été déterminée à 545 nm selon le degré de décoloration. La force de réduction a été déterminée en utilisant la méthode de réduction du ferrocyanure de potassium [16] ; La détermination de la capacité de piégeage des radicaux libres des nitrites a été effectuée en utilisant la méthode du chlorhydrate de naphtalène éthylènediamine [17].

1.5 Méthodes d'essai antioxydant in vivo

50 souris mâles Kunming ont été réparties au hasard en 5 groupes et nourries de façon adaptative pendant 7 jours. Ils ont été pesés. Chaque matin, les souris du groupe C80, du groupe modèle et du groupe positif ont reçu une injection de solution de D-neneneba galactose selon 150 mg/kg pour fabriquer le modèle de vieillissement, tandis que les souris du groupe blanc ont reçu une injection de solution saline normale selon le même volume. Chaque après-midi, les souris du groupe positif ont été gavées avec une suspension de vitamine E à une dose de 50mg/kg. Le groupe à forte concentration C80 a été gavé à une dose de 400 mg/kg, le groupe à faible dose C80 a été gavé à une dose de 200 mg/kg et les groupes blanc et positif ont été gavés avec du sérum physiologique au même volume. La pesée a été effectuée tous les sept jours et l'expérience a duré vingt-huit jours [18-19].

Les souris ont été utilisées pour prélever du sang des globes oculaires, disséquer les souris, prélever le foie, la rate et les tissus cérébraux, mesurer l'indice de la rate et détecter le contenu de la superoxyde dismutase (SOD), de la glutathion peroxydase (GSH Px) et du malondialdéhyde ( MDA) dans le sérum, les tissus hépatiques et les tissus cérébraux.

1.6 Méthodes statistiques

Le logiciel statistique SPSS 20 a été utilisé, l'analyse factorielle unique (ANOVA) a été utilisée et la méthode LSD a été utilisée pour la comparaison par paires. P<0.05 indicates a statistically significant difference.

2 Résultats

2.1 Résultats de l'expérience d'oxydation in vitro

À mesure que la concentration de polysaccharides de Cistanche deserticola augmente, les taux de clairance des radicaux C30, C50, C80, DPPH, des radicaux hydroxyle, de la méthode de réduction du ferricyanure de potassium et de la capacité de piégeage des radicaux de nitrite de sodium augmentent tous avec l'augmentation de la concentration. Par rapport à la vitamine C, les taux de clairance des radicaux libres DPPH et des radicaux libres hydroxyle étaient meilleurs. À la même concentration, différentes expériences antioxydantes in vitro ont montré que le taux de clairance du C80 était significativement plus élevé que celui du C50 et du C30, indiquant que le C80 avait un meilleur effet de piégeage des radicaux libres, suivi du C50. De l'analyse complète de quatre expériences antioxydantes in vitro, on peut conclure que le C80 a la meilleure activité antioxydante in vitro. Par conséquent, C80 a été sélectionné pour des expériences antioxydantes in vivo. Voir Figure 1-4.

Figure 1 Taux de piégeage des radicaux libres DPPH des polysaccharides de Cistanche deserticola

Figure 2 Taux de piégeage des radicaux hydroxyles des polysaccharides de Cistanche deserticola

Figure 3 Méthode de réduction du ferrocyanure de potassium des polysaccharides de Cistanche deserticola

Figure 4 Taux de clairance du nitrite de sodium des polysaccharides de Cistanche deserticola

2.2 Résultats des expériences antioxydantes in vivo

2.2.1 L'effet de C80 sur le taux de gain de poids et l'indice de rate chez la souris.

Il y avait une différence statistiquement significative dans le taux de gain de poids et l'indice de la rate entre les groupes (P<0.01). The weight gain rate of the blank group was significantly higher than that of the model group, and the difference was statistically significant (P. After administering the medication, the weight of each group of mice increased. The spleen is an important immune organ in mice. Compared with the spleen index of the model group, the spleen index of the blank group is higher, and the difference is statistically significant (P<0.01), indicating successful modeling. The spleen index of each administration group significantly increased compared to the model group (P<0.01), indicating that C80 has a certain recovery effect on the immune function of aging model mice. See Table 1.

Tableau 1 Taux de gain de poids et indice de rate des souris

Remarque : Par rapport au groupe de modèles, * P<0.05, * * P<0.01

2.2.2 L'effet de C80 sur la teneur en MDA, GSH-Px et SOD dans le sérum.

Dans le sérum, il y avait des différences statistiquement significatives en MDA, GSH-Px et SOD entre les groupes (P<0.01). Compared with the model group, the blank group showed a significant increase in the activity of SOD and GSH-Px in the serum, while the level of MDA was significantly reduced, with statistical significance (P<0.01), indicating the successful construction of the anti-aging model in mice. Compared with the model group, the activity of SOD and GSH-Px in the high and low concentration groups of C80 significantly increased, while the level of MDA significantly decreased, and the difference was statistically significant (P<0.01); Compared with the positive group, the high-dose, and low-dose C80 groups showed better enhancement of SOD, GSH-Px activity, and decreased MDA levels compared to the low-dose C80 group. This indicates that C80 in serum has good antioxidant activity in mice, and the effect of high concentrations is better. See Table 2.

Tableau 2 Effet du C80 sur les taux de MDA, GSH-Px et SOD dans le sérum

Remarque : Par rapport au groupe de modèles, * P<0.05, * * P<0.01

2.2.3 L'effet du C80 sur la teneur en MDA, GSH-Px et SOD dans le foie.

Dans le foie, il y avait des différences statistiquement significatives dans les niveaux de MDA, GSH-Px et SOD entre les groupes (P<0.05). Compared with the model group, there was a statistically significant difference in the content of SOD, GSH-Px, and SOD in the liver homogenate between the blank group and the model group (P<0.01). The enzyme activity increased and the MDA level decreased, and there was a statistical difference (P<0.01), indicating that the construction of the anti-aging model in mice was successful. The SOD and GSH-Px enzyme activities in the liver of each treatment group were significantly increased compared to the model group (P<0.05), while the MDA level was significantly reduced (P<0.05). Compared with the positive group, there was a significant difference in the model group, while there was no difference between the high-dose group and the low-dose group (P>0.05). Par conséquent, on peut conclure que le C80 peut réguler la concentration élevée et le déséquilibre des espèces réactives de l'oxygène dans le tissu hépatique des souris modèles vieillissantes et possède de bonnes propriétés antioxydantes.

Tableau 3 Effet du C80 sur la teneur en MDA, GSH-Px et SOD dans le foie

Remarque : Par rapport au groupe de modèles, * P<0.05, * * P<0.01

2.2.4 L'effet du C80 sur la teneur en MDA, GSH-Px et SOD dans le tissu cérébral.

Dans le tissu cérébral, il y avait des différences statistiquement significatives dans le MDA, le GSG-Px et le SOD (P<0.01). In brain tissue, compared with the model group, the activity of SOD and GSH-Px enzymes in the blank group increased, while the level of MDA decreased, with significant differences (P<0.01), indicating the successful construction of the anti-aging model in mice. Compared with the model group, the activity of SOD and GSH-Px enzymes in the brain homogenate of each treatment group increased, while the level of MDA decreased, with significant differences (P<0.01). Comparison between each administration group, model group, and the positive group showed significant differences between the model group and the positive group, while there was no difference between the high-dose group, low-dose group, and positive group. This indicates that C80 and vitamin E have similar therapeutic effects, both have good antioxidant activity and can pass the blood-brain barrier. See Table 4.

Tableau 4 Effet du C80 sur la teneur en MDA, GSH-Px et SOD dans le tissu cérébral

Remarque : Par rapport au groupe de modèles, * P<0.05, * * P<0.01

3 Débat

Les polysaccharides végétaux ont attiré une grande attention en raison de leur excellente activité immunitaire universelle et de leur toxicité relativement faible. Les méthodes traditionnelles d'extraction à l'eau et de précipitation à l'alcool ont été utilisées pour obtenir des polysaccharides à partir de Cistanche deserticola, qui, en tant que composés macromoléculaires, ont une faible biodisponibilité après administration orale [20]. Contrairement à la méthode traditionnelle d'extraction d'eau et de précipitation à l'alcool, cette expérience a utilisé une combinaison d'enzymes composites et une méthode physique de rupture de chaîne par ultrasons pour extraire les polysaccharides de Cistanche deserticola, puis a utilisé une précipitation graduée à l'alcool pour obtenir trois types de polysaccharides : C30, C50 et C80. En raison de l'extraction par ultrasons, les chaînes de polysaccharides ultra-longues ont été brisées et transformées en polysaccharides à chaîne courte, de sorte que le C80 a facilement traversé la barrière hémato-encéphalique des souris, ce qui peut jouer ses avantages.

Thé Cistanche—Antioxydant

Dans cette étude, des expériences antioxydantes in vitro ont été menées pour cribler l'activité antioxydante de trois polysaccharides de Cistanche deserticola en utilisant quatre méthodes expérimentales : radical libre DPPH, radical libre hydroxyle, méthode de réduction du ferricyanure de potassium et méthode de réduction des nitrites. Les trois polysaccharides ont montré des effets significatifs sur les radicaux libres DPPH et les radicaux libres hydroxyles, le polysaccharide Cistanche deserticola C80 étant le plus performant, suivi du C50. Selon les résultats de l'expérience antioxydante in vitro, C80 a été sélectionné pour construire le modèle de stress oxydatif des souris D-neneneba galactose. Le sang, le foie et les tissus cérébraux des souris ont été prélevés et le contenu de MDA, GPH Px et SOD a été détecté. Les résultats ont montré que le C80 avait une fonction de réparation sur les souris blessées par le stress oxydatif et avait une meilleure activité antioxydante in vivo.

Cette expérience combine des méthodes chimiques in vitro avec des expériences animales in vivo et évalue l'activité antioxydante des polysaccharides de Cistanche deserticola obtenus par une enzyme composite combinée à une méthode par ultrasons utilisant plusieurs indicateurs. Les résultats montrent que le C80 obtenu par ce procédé possède une bonne activité antioxydante. L'enzyme composite combinée à la méthode par ultrasons présente des avantages tels qu'un processus simple, un fonctionnement rapide et une faible consommation d'énergie, et offre de bonnes perspectives d'application dans l'extraction d'ingrédients efficaces à partir de plantes naturelles.

référence

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