La recherche progresse sur les mécanismes d'action des extraits de Cistanche Deserticola MA dans la prévention de l'ostéoporose

Résumé: Cistanche Deserticola MAest une plante médicinale et comestible traditionnelle qui a démontré un potentiel important pour la prévention et le traitement de l'ostéoporose ces dernières années. Les médicaments conventionnels pour l'ostéoporose, y compris les bisphosphonates, le calcitriol et le VD, peuvent induire diverses réactions indésirables et augmenter la charge physiologique des patients lorsqu'ils sont utilisés à long terme. En revanche, C. déserticola offre des avantages uniques en raison de sa toxicité plus faible et de moins d'effets secondaires, ce qui le rend particulièrement adapté à la gestion de l'ostéoporose. La recherche indique que C. déserticola atténue efficacement la perte de densité osseuse et de masse osseuse. Il régule le métabolisme osseux parAmélioration de l'activité des ostéoblastesetinhibition de la fonction des ostéoclastes, préservant ainsi la microarchitecture osseuse et améliorant par conséquent la stabilité globale de la structure osseuse interne et réduisant le risque de fractures. Cette revue vise à résumer les effets pharmacologiques et les mécanismes moléculaires de C. déserticola dans la lutte contre l'ostéoporose. En examinant et en analysant systématiquement la littérature existante, nous cherchons à élucider les mécanismes potentiels par lesquels C. Deserticola module le remodelage osseux et à explorer ses perspectives d'application clinique. Les idées tirées de cette étude visent à fournir une référence importante pour le développement et l'application clinique des aliments fonctionnels dérivés de C. déserticola.

Mots-clés: Cistanche Deserticola MA; plante médicinale et comestible;ostéoporose; métabolisme osseux; mécanisme

 

 

Suppléments à cistanche à base de plantes pour le traitement de l'ostéoporose

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Ostéoporoseest une maladie squelettique chronique courante, et avec le vieillissement de la population mondiale, la prévalence de l'ostéoporose a considérablement augmenté, en particulier chez les femmes ménopausées et les personnes âgées [1]. Les fractures ostéoporotiques sont l'un des facteurs clés conduisant à l'invalidité et à la mortalité chez les personnes âgées [2]. Des enquêtes récentes montrent que la prévalence de l'ostéoporose chez les personnes de plus de 50 ans en Chine est de 20,7% pour les femmes et de 14,4% pour les hommes, les femmes de plus de 60 ans ayant une prévalence significativement plus élevée que les hommes [3]. Les coûts de traitement associés devraient représenter des dizaines de milliards de dollars, imposant un énorme fardeau économique aux familles et à la société des patients [4]. Actuellement, les traitements cliniques conventionnels incluent principalement la thérapie pharmacologique, les interventions de style de vie et la physiothérapie [5-7]. Les bisphosphonates sont les médicaments les plus couramment utilisés, ce qui peut réduire efficacement le risque de fractures, mais l'utilisation à long terme peut entraîner de graves effets secondaires tels que l'ostéonécrose de la mâchoire et des fractures fémorales atypiques [{{12}]. De plus, d'autres médicaments, tels que les modulateurs sélectifs des récepteurs des œstrogènes et les analogues hormonaux parathyroïdiens, sont également utilisés dans la pratique clinique mais ont leurs limites [10]. Les interventions de style de vie, telles que l'augmentation de l'apport en calcium et en vitamine D [11-12] et en s'engageant dans des exercices de poids appropriés [13], ont des effets positifs sur la prévention et le traitement de l'ostéoporose mais ont une faible adhésion. Les thérapies physiques, telles que l'échographie pulsée à faible intensité, ont montré un certain potentiel, mais leurs effets et mécanismes à long terme nécessitent une étude plus approfondie [14]. Dans l'ensemble, bien qu'il existe de multiples options de traitement, le traitement de l'ostéoporose est toujours confronté à de nombreux défis, et trouver des médicaments et des méthodes plus efficaces est particulièrement important.

Cistanche DeserticolaMA, communément appelé «ginseng du désert», est une herbe médicinale chinoise traditionnelle avec une valeur thérapeutique unique [15]. La médecine traditionnelle chinoise croit queCistanche Deserticolaa les effets de la tonification du yang rénal et de la reconstitution et du sang [16]. Des études pharmacologiques modernes ont montré queCistanche Deserticolaprésente des effets biologiques tels que l'antioxydation [17], l'anti-âge [18-19], la neuroprotection [20-21], l'anti-ostéoporose [22-23], l'anti-inflammation [24] et l'anti-dépression [25]. Notamment, des études ont montré queCistanche Deserticoladémontre un potentiel significatif dans l'anti-ostéoporose. Par conséquent, cet article vise à examiner ses effets pharmacologiques et ses mécanismes moléculaires spécifiques dans le traitement de l'ostéoporose, afin de fournir une référence au développement des aliments fonctionnels et des applications cliniques deCistanche Deserticola.

 

1. Composants actifs majeurs et extraction deCistanche Deserticola

La composition chimique deCistanche Deserticolaa commencé à être largement étudié dans les années 1980. Avec l'avancement continu des technologies de recherche modernes, les chercheurs ont isolé et identifié des centaines de composés deCistanche Deserticolaet effectué des analyses approfondies de leurs activités pharmacologiques. Les principaux composants chimiques deCistanche DeserticolaInclure des glycosides phényléthanoïdes, des polysaccharides, des lignans, des iridoïdes, des glycosides monoterpènes, des glycosides phénoliques, des stérols, des flavonoïdes, des alcalides, des acides aminés, des minéraux et des composants volatils [26-27]. Historiquement, Cistanche Deserticolaa été considéré comme un tonique très précieux et a été couramment utilisé dans les régimes quotidiens[28]. La recherche moderne indique que des composants actifs tels que les glycosides phényléthanoïdes, les polysaccharides et les iridoïdes dansCistanche Deserticolaprésentent des effets antioxydants, anti-agressions et effets d'amélioration de l'immunité [29-31]. Par conséquent, ces dernières années, l'application deCistanche DeserticolaDans l'industrie alimentaire, a attiré l'attention des chercheurs. Il est considéré comme un ingrédient alimentaire fonctionnel prometteur et est largement utilisé dans le développement des aliments fonctionnels. Par exemple,Cistanche DeserticolaL'extrait (extrait de C. déserticola, CDE) peut être ajouté aux boissons pour créer des boissons fonctionnelles avec des propriétés anti-fatie; Il peut également être combiné avec des herbes comme Wolfberry et Ginseng pour produire des thés santé ou des vins à base de plantes; Ses polysaccharides peuvent être utilisés pour développer des boissons fermentées [32]. En plus,Cistanche DeserticolaLa poudre ou les extraits peuvent être utilisés comme additifs alimentaires naturels dans les produits de boulangerie, les assaisonnements, les collations et les produits alimentaires spéciaux, offrant une riche valeur nutritionnelle. Actuellement, communCistanche DeserticolaLes produits de santé sur le marché comprennent des capsules améliorant l'immunité, des comprimés anti-fatigue et des liquides oraux en tonification rénale. Ces applications démontrent le large potentiel deCistanche Deserticoladans l'industrie alimentaire. En intégrant les aliments traditionnels et innovants,Cistanche DeserticolaEt ses extraits peuvent servir d'ingrédients clés dans les aliments santé pour répondre à la demande croissante de produits de bien-être. Informations détaillées sur les méthodes d'extraction deCistanche DeserticolaLes principaux composants sont indiqués dans le tableau 1.

1.1 glycosides phényléthanoïdes

Les glycosides phényléthanoïdes sont les principaux composants actifs deCistanche Deserticolaet les composés les plus étudiés dans sa composition. Ils sont présents dans les quantités les plus élevées et servent de marqueurs clés pour identifierCistanche Deserticola. Les glycosides phényléthanoïdes, également connus sous le nom de phénylpropanoïdes, sont des composés formés par la combinaison de glycosides et d'aglyconol phényléthanol. Les structures chimiques des glycosides phényléthanoïdes représentatifs dansCistanche Deserticolasont présentés dans le tableau 2. À ce jour, les chercheurs ont identifié 86 composés de glycosides phényléthanoïdes dansCistancheEspèces, comprenant principalement des glycosides phényléthanoïdes, des dérivés d'acide caféique et des glycosides [27]. Parmi eux, l'échinacoside et l'actéoside sont les principaux composants actifs des tiges charnues deCistanche Deserticola[42] et sont répertoriés dans l'édition 2020 de laPharmacopée chinoisecomme indicateurs clés pour évaluer la qualité deCistanche Deserticola. De plus, de nombreuses études ont montré que l'échinacoside et l'actéoside sont également des composés clés pour traiter l'ostéoporose.Cistanche DeserticolaLe glycoside A (CIS A) joue également un rôle important dans le traitement de l'ostéoporose.

Les méthodes d'extraction pour les glycosides phényléthanoïdes dansCistanche DeserticolaInclure l'extraction de l'eau, l'extraction d'éthanol, l'extraction assistée par ultrasons, l'extraction assistée par micro-ondes et l'extraction assistée par enzyme [43]. L'extraction de l'eau convient généralement aux composants solubles dans l'eau qui sont relativement stables sous la température et l'humidité. Bien qu'il soit rentable et extrait un large éventail de composants, il comprend souvent un grand nombre d'impuretés. Par conséquent, la combinaison de méthodes traditionnelles avec des technologies avancées modernes peut améliorer l'efficacité et augmenter les rendements d'extraction. Par exemple, Liu Lisha et al. [33] ont utilisé l'extraction d'eau pour extraire les glycosides phényléthanoïdes deCistanche tubulosa. Dans des conditions d'un rapport matériel / liquide de 1:15 (g / ml) et extraction à 8 0 pendant 2 heures, le rendement a atteint 17,59%. Gao Jiande et al. [34] ont combiné la biotechnologie moderne avec l'extraction traditionnelle de l'eau et les paramètres optimisés en utilisant la conception expérimentale orthogonale. Ils ont déterminé qu'une dose de cellulase de 0,1%, une température d'hydrolyse enzymatique de 55 degrés et un temps d'hydrolyse de 2,5 heures a entraîné un rendement en glycoside phényléthanoïde de 7,26%, une amélioration de 64% par rapport à l'extraction traditionnelle de l'eau. Kong Zheng et al. [35] ont utilisé une solution d'éthanol à 63% avec un rapport matériel / liquide de 8: 1 (ml / g), trempage pendant 2 heures et extraire pendant 1,5 heure pour obtenir 3,64% d'actéoside à partir deCistanche tubulosa.

Wu Honglei et al. [36] ont comparé l'extraction de l'éthanol, l'extraction micro-ondes et les méthodes d'extraction à ultrasons pour les glycosides phényléthanoïdes. L'extraction par micro-ondes, qui accélère la dissolution des composants en détruisant les structures cellulaires avec un chauffage micro-ondes, offre des avantages tels qu'une spécificité élevée, une perte minimale, une efficacité, une vitesse et une simplicité. Cependant, son potentiel à endommager les composants sensibles à la chaleur limite son développement ultérieur. De même, l'extraction à ultrasons offre une large applicabilité, une simplicité, une vitesse et une pureté élevée, mais les défis incluent les zones vierges à ultrasons et les limitations pour la production à grande échelle. Wei Yuping et al. [37] ont obtenu un rendement en glycoside phényléthanoïde de 14,36% en utilisant une extraction ultrasonique dans des conditions de 40 degrés, un rapport matériel / liquide de 1: 41,7 (g / ml) et 51% de concentration d'éthanol. Extraction synergique de microwave ultrasonique augmente les taux d'extraction tout en réduisant le temps. Ding Huiling et al. [38] Extraction synergique ultrasonique-micro-microwave en utilisant la méthodologie de la surface de réponse, établissant une fréquence ultrasonique à 40 kHz, puissance ultrasonique à 50 W, temps d'extraction à 15 minutes, concentration d'acétone à 50%, rapport matériel / liquide à 14: 1 (ml / g) et puissance micro-ondes à 100 W, atteignant un taux d'extraction final de 49.2%.

Chaque méthode d'extraction présente ses propres avantages et la sélection des conditions appropriées peut considérablement améliorer l'efficacité de l'extraction du glycoside phényléthanoïde. Les développements futurs dans les méthodes d'extraction devraient se concentrer sur une grande efficacité, une conservation de l'énergie, une convivialité environnementale et l'intégration de plusieurs méthodes pour soutenir le développement et l'utilisation deCistanche Deserticola.

 

Tableau 2 glycosides phényléthanoïdes principaux trouvés dans l'extrait de C. déserticola

Composé	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	Formule moléculaire
Échinacoside	OH	H	H	Oac	OH	Rha	Glu	C₃₅H₄₆O₂₀
Actéoside	Ome	H	H	Oac	OH	Rha	Glu	C₂₉H₃₄O₁₅
Cis a	OH	Cf	H	H	OH	Rha	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅
Cis b	OH	H	H	H	OH	Rha	Glu	C₂₉H₃₂O₁₄
Cis c	OH	H	Cf	H	OH	Rha	Glu	C₃₀H₃₆O₁₅

Notes:

AC: groupe acétyle (acétyle).

Rha: -l-rhamnopyranose.

CF: groupe trans-caféoyle (trans-caféoyle).

FR: Groupe trans-feruloyle (trans-feruloyle).

Glu: -d-glucopyranose.

 

1.2 polysaccharides

Les polysaccharides sont couramment utilisés des composants actifs en médecine traditionnelle chinoise et sont l'un des principaux composants actifs deCistanche Deserticola[44]. Ils ont les avantages d'être largement disponibles, d'améliorer la réglementation immunitaire et d'offrir la sécurité. Des études ont révélé queCistanche DeserticolaLes polysaccharides (CDP) peuvent prévenir l'ostéoporose causée par l'ovariectomie chez les femmes et améliorer la perte osseuse. Étant donné que les polysaccharides se trouvent principalement dans les cellules végétales, séchéCistanche Deserticolaest généralement écrasé et immergé dans de l'éthanol avant l'extraction pour éliminer les lipides, les pigments et les sucres à faible poids moléculaire. Les méthodes d'extraction du CDP comprennent l'extraction d'eau chaude / eau froide, l'extraction alcaline, l'extraction assistée par enzyme et l'extraction assistée par ultrasons. Après avoir extrait des polysaccharides bruts, le réactif Sevag (chloroforme: n-butanol=4: 1 (v / v)) est utilisé pour une séparation supplémentaire via la séparation de la membrane et la chromatographie d'échange d'anion. La cellulose de -52 est largement utilisée pour la séparation des polysaccharides en raison de sa capacité de chargement élevée, de sa bonne résolution, de son débit élevé et de sa facilité d'utilisation. Enfin, les polysaccharides sont purifiés à l'aide de colonnes de filtration de gel d'agarose, de séphacryl et de sephadex.

L'extraction de l'eau, y compris l'extraction d'eau chaude et d'eau froide, est actuellement la méthode la plus utilisée. L'extraction de l'eau chaude est simple à utiliser, ne nécessite pas de solvants organiques, assure la sécurité du développement alimentaire fonctionnel ultérieur et préserve efficacement l'activité des polysaccharides. L'extraction de l'eau froide minimise l'impact des températures élevées sur les structures des polysaccharides, mais peut réduire le rendement d'extraction en raison de la baisse de la solubilité à de faibles températures. Par exemple, Weng Xiang et al. [39] extraitCistanche DeserticolaLes polysaccharides à 80 degrés en utilisant de l'eau distillée, répété le processus 2 à 3 fois et purifié les polysaccharides bruts en utilisant une colonne de cellulose Deae -52 pour obtenir le CCDP -1 et le CCDP -2 avec des rendez-vous de 2,63% et 1,13%, respectivement. Xiao Xinghui et al. [40] ont optimisé le processus d'extraction de l'eau chaude pour le CDP du désert, déterminant les conditions optimales à une température d'extraction de 75 degrés, 165 min d'extraction et un rapport matériel / liquide de 1:55 (g / ml). En utilisant la technologie de résine macroporeuse pour la séparation et la purification, le rendement d'extraction des polysaccharides a atteint 18,40%.

De plus, comme certains polysaccharides acides sont solubles dans des solutions alcalines, l'alcali dilué peut être utilisé pour extraire les polysaccharides. Cependant, les polysaccharides peuvent se dégrader dans des conditions alcalines, en réduisant le rendement ou en modifiant leur structure. La plupart des polysaccharides se trouvent dans les parois cellulaires, et les enzymes biologiques qui perturbent les barrières biologiques (c.-à-d. Les parois cellulaires et les membranes cellulaires) peuvent favoriser la libération de polysaccharides, améliorant ainsi l'efficacité d'extraction, bien qu'au coût des structures polysaccharides potentiellement dommageables. Zeng Hui et al. [41] ont utilisé une méthode assistée par enzyme pour extraire le CDP en plongeant la poudre dans 20 L d'eau et en la prétraitement à 55 degrés avec 30 g de cellulase, 10 g d'amylase et 5 g de papaïne pendant 1 heure, suivie d'une désactivation enzymatique à 100 degrés et extraction. Les polysaccharides ont été séparés à l'aide d'une colonne de cellulose Deae-Sepharose. L'extraction assistée par enzyme, qui fonctionne dans des conditions relativement douces, donne des polysaccharides de haute pureté tout en préservant des composants actifs, ce qui en fait une méthode prometteuse pour l'extraction des polysaccharides. Cependant, les enzymes sont instables, sujettes à la désactivation, nécessitent des conditions de stockage spécifiques et sont coûteuses, ce qui rend la difficile d'extraction à grande échelle.

L'extraction assistée par échographie offre les avantages de la vitesse et des rendements élevés, tandis que les températures d'extraction relativement faibles évitent les dommages aux structures polysaccharides. Yang Xiumei et al. [45] ont extrait des polysaccharides deCistanche DeserticolaEn utilisant une méthode de précipitation à l'eau chaude-éthanol assistée par ultrasons, en déterminant les paramètres optimaux comme une température d'extraction de 40 degrés, une puissance ultrasonique de 1, 000 W, un rapport solide-liquide de 1:25 et un temps d'extraction de 10 minutes, atteignant un rendement d'extraction de 4,41%. Yang Wen et al. [46] ont optimisé le processus d'extraction du CDP via des expériences de facteur unique et des tests orthogonaux, déterminant les conditions optimales comme une posologie enzymatique composée de 4% (cellulase: pectinase=1: 3 (m / m)), puissance ultrasonique de 350 w (40 khz), ultrasonic Le rendement moyen était de 5,14%. Actuellement, il existe de nombreuses méthodes d'extraction des polysaccharides, et l'utilisation combinée de processus multiples est devenue une tendance croissante dans la recherche moderne sur les techniques d'extraction des polysaccharides.

 

1.3 Autres composants

En plus des composants susmentionnés,Cistanche Deserticolaest également riche en lignans, des glycosides phényléthanols, des iridoïdes et leurs glycosides, des acides organiques, des stérols, des acides aminés, des vitamines, des substances volatiles et des minéraux. Les lignans et leurs glycosides sont une classe de composés chimiques naturels, et 17 lignans et leurs glycosides ont été isolés et identifiés à partirCistanche Deserticola. Par exemple, Nan Zedong et al. [47] ont identifié 11 composés lignan de l'extrait d'éthanol deCistanche Deserticola, including (+)-syringaresinol-4'-O- -D-glucopyranoside, (+)-isoeucommin A, naringenin A, and alashangelin A. Iridoids and their glycosides are typically monoglycosides of glucose, and 26 iridoids and their glycosides have been isolated and identified fromCistanche Deserticola. Concernant les alcaloïdes dansCistanche Deserticola, seules quelques études ont mentionné la bétaïne comme composante. De plus, Hui Ruihua et al. [48] ​​ont utilisé des méthodes d'extraction de distillation et identifié plus de 20 composés volatils, notamment le disulfure de diéthyle, le benzaldéhyde, 3- méthoxyaniline, l'alcool benzylique, le phénylacétaldéhyde, le menthone, l'Eugenol, le caryophyllène et ses oxydes, et le linalool.