Оглавление:
Общее распространение Tribulus terrestris L - Южная Африка, Австралия, Европа и Индия. Его частое использование в народной медицине и в качестве пищевых добавок подчеркивает важность оценки фитофармакологических свойств. Существуют разные гипотезы о том, что этот вид может иметь высокий потенциал для предотвращения и улучшения различных состояний человека. Например, бесплодие, низкое сексуальное влечение, диабет и воспалительные заболевания. Во всем мире коммерциализируется множество травяных добавок для улучшения либидо и спортивных результатов. Фитохимические исследования показали большие различия в содержании активных веществ. В частности, концентрации фуростанола и спиростанола сапонозида, которые считаются преобладающими активными ингредиентами, имеющими отношение к терапевтическому действию. Этот обзор направлен на освещение фитохимических, фармакологических и токсикологических свойств T. terrestris.
Введение
Tribulus terrestris (TT) - ползущее травяное растение, которое обычно растет в засушливом климате и на песчаных почвах. Вырастает до одного метра в высоту. Название Трибулус происходит от греческого названия «триболос», что означает колючий плод. Плоды используются в традиционной китайской медицине (ТКМ), в аюрведической медицине в Индии и традиционной медицине в Болгарии для лечения различных заболеваний. В экстракте TT были идентифицированы: стероидные сапонины, флавоноиды, дубильные вещества, терпеноиды, полифенолкарбоновые кислоты и алкалоиды. Состав экстракта TT зависит от различных факторов, таких как метод экстракции и от того, какая часть растения была использована (корни, листья или плоды).
Состав и биологическая активность TT зависят от условий роста, включая качество почвы, а также от периода сбора урожая. Во всем мире существует множество фармацевтических препаратов и травяных добавок, которые содержат экстракты, стандартизированные по стероидным сапонинам. В основном они показаны для повышения своей производительности у спортсменов.
В этом обзоре представлены важные фитохимические и фармакологические данные. С акцентом на важную информацию, касающуюся химического состава, фармакологических исследований, механизмов действия и токсикологических данных.
Химический состав
Плоды TT содержат важные вторичные метаболиты, такие как сапонины, полифенольные соединения и алкалоиды. К стероидным сапонинам относятся в основном фуростанол и спиростанол. Считается, что сапонины фуростанола являются биогенетическими предшественниками спироаналогов. На сегодняшний день в TT было идентифицировано более 70 различных соединений.
Исследования показали, что состав строго связан с происхождением растения и климатическими условиями.
Географические регионы существенно влияют на состав лечебных трав. Доказано, что прототрибестин есть только в образцах, собранных из Болгарии, Турции, Греции, Македонии, Ирана и Сербии. А вот в образцах из Вьетнама и Индии его нет. Замечены отличия между различными органами растения. Эта значительная разница в составе ТТ объясняют противоположные фармакологические эффекты, полученные в проведенных исследованиях.
Фармакологические свойства
1. Фармакокинетические свойства основных соединений ТТ.
Протодиосцин - доминирующий компонент в плодах TT. Считается основным фармакологически активным стероидным сапонином. Исследования фармакокинетических характеристик протодиосцина дали противоречивые результаты. Например, на основе недавнего исследования был сделан вывод о том, что протодиосцин имеет низкую биодоступность in vivo. Несмотря на многочисленные исследования ТТ in vivo, о фармакокинетике терапевтически активных соединений известно очень мало. Сапонины, благодаря своей амфифильной [1] молекуле, обладают свойствами, способствующими проницаемости мембран. Таким образом, они могут увеличивать абсорбцию других соединений.
2. Антиоксидантная активность.
Производство активных форм кислорода (АФК) в организме и их корреляция с частотой хронических заболеваний в значительной степени описана в научной литературе и уже является фактом. Экстракты TT содержат флавоноиды и полифенолкарбоновые кислоты. Антиоксидантная активность этих соединений была убедительно подтверждена на основании их способности отдавать водород.
Тем не менее действие флавоноидов варьируется и связано с их химическими характеристиками и функциональными группами. Меньшие эффекты поглощения были отмечены для синглетного кислорода [2] и для флавононов и фенольных кислот. Исследования in vitro показали, что экстракты TT обладают антиоксидантной активностью.
В исследовании in vivo было обнаружено, что обработка экстрактами TT (часть растения не указана, экстракция этанолом, происхождение Индия) увеличивала активность каталазы и супероксиддисмутазы и снижала концентрацию малонового диальдегида (МДА). Эти эффекты были замечены у крыс с диабетом и у крыс с депрессией, вызванной пара-хлорфенилаланином (селективным и необратимым ингибитором триптофангидроксилазы). Каталаза расщепляет перекись водорода (H2O2) на воду и кислород и играет важную роль в защите клеток от АФК. Супероксиддисмутаза катализирует превращение свободного радикала супероксид-аниона (O2−) в кислород (O2) и H2O2. МДА является маркером окислительного стресса и одним из конечных продуктов перекисного окисления полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).
3. Антибактериальная активность.
Доказана антибактериальная активность общих или фракционированных экстрактов TT в отношении грамотрицательных и грамположительных бактериальных штаммов. До сих пор неясно, какие компоненты отвечают за антибактериальную активность, но алкалоиды способствуют общему антибактериальному эффекту всех экстрактов. Антибактериальные эффекты сапонинов хорошо документированы, а механизм действия основан на разрушении клеточной мембраны, что приводит к гибели клеток (бактерицидный эффект). Кроме того, было замечено, что сапонины могут модулировать ионные каналы, влияя на мембранный потенциал. Антибактериальная активность экстракта корней TT ниже, чем активность экстрактов, полученных из плодов, стеблей и листьев. Однако алкалоиды были обнаружены во всех органах. Антибактериальная активность TT в основном коррелирует с содержанием сапонинов. Флавоноидные фракции листьев и плодов TT также обладают антибактериальной активностью.
Антигипергликемический эффект
Исследования in vitro
Исследования, проведенные с экстрактами ТТ, показали, что они ингибируют активность альфа-глюкозидазы и альфа-амилазы in vitro. Альфа-глюкозидаза и альфа-амилаза - ферменты, участвующие в гидролизе углеводов. Альфа-амилаза расщепляет олигосахариды на дисахариды, а альфа-глюкозидаза расщепляет дисахариды на всасываемые моносахариды. Экстракты ТТ проявляли относительно высокую способность ингибировать альфа-амилазу, чем альфа-глюкозидазу. Активность общего экстракта была выше, чем активность изолированного сапонина, что означает, что в экстракте TT есть другие составляющие, которые действуют синергетически. Доказано, что ТТ имеет меньшую способность ингибировать активность альфа-глюкозидазы по сравнению с другими экстрактами.
Доклинические исследования
Исследования на диабетических крысах и кроликах, нагруженных глюкозой, показали, что экстракты ТТ способны снижать уровень глюкозы в крови натощак. Алкалоиды могут действовать синергетически со стероидными сапонинами. Так как производные имидазолидина стимулируют секрецию инсулина за счет активации связывания имидазолинового рецептора типа 3 в бета-клетках поджелудочной железы.
Клинические исследования
Двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое клиническое исследование с участием 98 женщин. Исследование пришло к выводу, что экстракт TT значительно снижает уровень глюкозы в крови пациентов с диабетом по сравнению с группой плацебо. Другое исследование, проведенное с участием 100 пациентов с сахарным диабетом и микроальбуминурией. Показало, что группа, получавшая аюрведический препарат, содержащий ТТ, имела значительно более низкий уровень глюкозы в крови после лечения по сравнению с исходным уровнем глюкозы в крови, а также уменьшилась микроальбуминурия.
Недавние исследования показывают, что существует корреляция между уровнем тестостерона и диабетом 2 типа и что низкий уровень тестостерона у мужчин предсказывает высокий риск диабета 2 типа. Прямое и непрямое андрогенное действие экстрактов ТТ также может способствовать улучшению гликемического профиля пациентов с диабетом. Так как андрогены повышают толерантность к углеводам и способствуют гликогенезу.
Противовоспалительные свойства
Исследования in vitro
Несколько исследований показали, что экстракты TT обладают противовоспалительным действием. Экстракты обладают противовоспалительным действием даже при местном применении, влияя на модуляцию кальциевых каналов Orai-1 и TRPV3, а также ингибируя активацию тучных клеток. Единственным соединением, идентифицированным в экстракте TT, был рутин [3]. Противовоспалительное действие трибулусамида D, выделенного из плодов TT, оценено в исследовании in vitro. Оно предположило, что эффект происходит за счет подавления активности ферментов, ответственных за выработку цитокинов и медиаторов воспаления. Другие исследования in vitro показали, что экстракты ТТ обладают противовоспалительным действием.
Исследования in vivo
Эксперименты на животных подтвердили противовоспалительное действие, продемонстрированное in vitro. Метанольный экстракт из надземных частей ТТ (происхождение Судан) и хлороформная фракция оказали значительное противовоспалительное действие при отеке лап крыс, по сравнению с группой, не получавшей лечения. Доказано, что введение ТТ подавляет воспалительные и фиброзные изменения, вызванные блеомицином [4] в легких.
Воздействие на центральную нервную систему
В нескольких исследованиях был продемонстрирован нейрозащитный эффект и предложено несколько механизмов действия. Chaudary et al продемонстрировали нейропротекторный эффект экстрактов TT при индуцированной хлоридом алюминия болезни Альцгеймера у крыс. Улучшение биохимических и поведенческих параметров было связано с антиоксидантной активностью экстракта, а также с хелатирующими свойствами флавоноидов.
Токсикологические исследования
Исследования in vitro
Оценка токсикологических эффектов in vitro показала, что экстракты TT обладают эстрогенным и генотоксическим действием.
Доклинические экспериментальные исследования (модели на животных)
Гепатогенная светочувствительность появилась через 11 дней у овец, которых кормили смесью ТТ и люцерны. Симптомы включали депрессию, желтуху, потерю веса, конъюнктивит, а также покраснение морды, носа, ушей и век. Доказано, что хронический прием больших количеств ТТ вызывает нарушение функции полосатого тела [5].
Отчеты о случаях
Есть сообщения о тяжелом случае нефротоксичности (структурно-функциональное нарушение работы почек) у 28-летнего мужчины после употребления воды TT. Существует также опубликованное описание случая, в котором 36-летнему мужчине, принимавшему травяную добавку на основе экстракта ТТ, был поставлен диагноз 72-часовой приапизм. Приапизм - длительная патологическая эрекция, которая продолжается более четырех часов. Предполагалось, что это было вызвано добавкой TT, и дальнейший анализ добавки не проводился. Поэтому нельзя сделать соответствующий вывод относительно этого побочного эффекта. Другой зарегистрированный случай токсичности, вызванный потреблением добавок TT, произошел у 30-летнего мужчины с диагнозом гипербилирубинемия, холестаз и токсический острый некроз канальцев, вызванный билирубином. Как и в предыдущем случае, анализ добавки не проводился.
Токсичность экстрактов TT еще не была полностью оценена, и токсичные соединения не были должным образом идентифицированы.
Что касается зарегистрированных случаев токсичности, ни одно клиническое испытание, в котором применялись продукты на основе ТТ, не сообщало об этих побочных эффектах. Особое внимание нужно уделять травяным добавкам, и следует провести тщательный анализ для выявления токсичных соединений. Существует постоянный риск фальсификации пищевых добавок, в первую очередь, когда они используются из-за их анаболического действия. Также есть возможность накопления следов металлов в растительных препаратах. Была найдена единственная исследовательская статья, в которой анализировалось содержание некоторых эссенциальных и микроэлементов в органах ТТ. Хотя результаты не указывают на токсические концентрации в образцах, для пищевых добавок следует проводить рутинный анализ этих элементов. Также были выявлены факторы, препятствующие питанию (синильная кислота, фитат, нитрат и оксалат) в листьях TT.
Последствиями токсических доз являются тремор, сонливость, тошнота или рвота (мужчина), возбуждение, мидриаз, одышка и атаксия (кролик) и возбуждение (мышь).
Выводы
Основные фармакологические исследования ТТ были сосредоточены на сексуальных расстройствах, но в исследованиях in vitro и in vivo были продемонстрированы другие важные эффекты, например, антигипергликемический, противовоспалительный, антиоксидантный и антибактериальный. Токсикологические исследования, хотя и ограниченные, подчеркнули риск нефротоксичности после приема добавок TT. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы определить некоторые из до сих пор неизвестных молекулярных механизмов действия терапевтически активных соединений, обнаруженных в экстрактах трибулуса.
Несмотря на обширные исследования TT, необходимы дальнейшие исследования, чтобы прояснить важные аспекты. Например, более точная корреляция между фитохимическим и фармакологическим профилями. Фармакокинетические исследования наиболее важных соединений, а также оценка возможных фармакокинетических и фармакодинамических взаимодействий с другими соединениями. Методы стандартизации необходимы для достижения воспроизводимых результатов. На сегодняшний день кажется, что химические соединения, обнаруженные в TT, способны активировать несколько путей, следовательно, имеют различные эффекты.
Источники
1. Pokrywka A., Obmiński Z., Malczewska-Lenczowska J., Fijałek Z., Turek-Lepa E., Grucza R. Insights into Supplements with Tribulus Terrestris used by Athletes. J. Hum. Kinet. 2014;41:99–105. doi: 10.2478/hukin-2014-0037. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Neychev V., Mitev V. Pro-sexual and androgen enhancing effects of Tribulus terrestris L.: Fact or Fiction. J. Ethnopharmacol. 2016;179:345–355. doi: 10.1016/j.jep.2015.12.055. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Dinchev D., Janda B., Evstatieva L., Oleszek W., Aslani M.R., Kostova I. Distribution of steroidal saponins in Tribulus terrestris from different geographical regions. Phytochemistry. 2008;69:176–186. doi: 10.1016/j.phytochem.2007.07.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Lazarova I., Ivanova A., Mechkarova P., Peev D., Valyovska N. Intraspecific variability of biologically active compounds of different populations of Tribulus terrestris L. (Zygophyllaceae) in South Bulgaria. Biotechnol. Biotechnol. Equip. 2011;25:2352–2356. doi: 10.5504/BBEQ.2011.0040. [CrossRef] [Google Scholar]
5. GamalEl Din S.F. Role of Tribulus terrestris in Male Infertility: Is It Real or Fiction? J. Diet. Suppl. 2018;15:1010–1013. doi: 10.1080/19390211.2017.1402843. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Kostova I., Dinchev D. Saponins in Tribulus terrestris—Chemistry and bioactivity. Phytochem. Rev. 2005;4:111–137. doi: 10.1007/s11101-005-2833-x. [CrossRef] [Google Scholar]
7. Hashim S., Bakht T., Bahadar Marwat K., Jan A. Medicinal properties, phytochemistry and pharmacology of Tribulus terrestris L. (Zygophyllaceae) Pakistan J. Bot. 2014;46:399–404. [Google Scholar]
8. Chhatre S., Nesari T., Kanchan D., Somani G., Sathaye S. Phytopharmacological overview of Tribulus terrestris. Pharmacogn. Rev. 2014;8:45–51. doi: 10.4103/0973-7847.125530. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Yanala S.R., Sathyanarayana D., Kannan K. A recent phytochemical review—Fruits of Tribulus terrestris linn. J. Pharm. Sci. Res. 2016;8:132–140. [Google Scholar]
10. Sivapalan S.R. Biological and pharmacological studies of Tribulus terrestris Linn- A review. Int. J. Multidiscip. Res. Dev. 2016;3:257–265. [Google Scholar]
11. Zhu W., Du Y., Meng H., Dong Y., Li L. A review of traditional pharmacological uses, phytochemistry, and pharmacological activities of Tribulus terrestris. Chem. Cent. J. 2017;11:1–16. doi: 10.1186/s13065-017-0289-x. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Azam F., Munier S., Abbas G. A review on advancements in ethnomedicine and phytochemistry of Tribulus terrestris – a plant with multiple health benefits. Int. J. Biosci. 2019;14:21–37. [Google Scholar]
[1] Амфифильность — свойство молекул веществ, обладающих одновременно лиофильными и лиофобными свойствами.
[2] Синглетный кислород — общее название для двух метастабильных состояний молекулярного кислорода с более высокой энергией, чем в основном, триплетном состоянии.
[3] Гликозид флавоноида кверцетина. Относится к группе витамина P.
[4] Гликопептидный антибиотик.
[5] Полосатое тело - анатомическая структура конечного мозга, относящаяся к базальным ядрам полушарий головного мозга.
