Vasorelaxerende en bloeddrukverlagende effecten van alchemilla vulgaris: A comparative study of methanol and aqueous extracts | RegTech
DISCUSSION
In de afgelopen jaren is er een groeiende belangstelling ontstaan voor alternatieve geneeswijzen als gevolg van het toenemende bewijs van geneesmiddelgerelateerde problemen waaronder ineffectiviteit, lage effectiviteit, het ontwikkelen van resistentie of ernstige bijwerkingen. In verband hiermee hebben veel onderzoekers meer aandacht besteed aan het onderzoeken van de effectiviteit van medicinale planten die vooral rijk zijn aan polyfenolische verbindingen en vasoactieve flavonoïden bij ziektebeelden. Zo is gebleken dat de consumptie van polyfenolische verbindingen en flavonoïden in de voeding het risico van hart- en vaatziekten vermindert. Bovendien werden in verschillende experimentele studies gunstige effecten van polyfenolverbindingen en flavonoïden aangetoond op het gebied van antioxidanten, ontstekingsremmers, vaatverwijdende middelen en bloeddrukverlagende effecten. In studies waarin de farmacologische effecten van medicinale planten worden onderzocht, worden meestal vloeibare extracten gebruikt die met verschillende extractiemethoden worden bereid. Aangezien de vasoactieve bestanddelen en hun hoeveelheden in de plantenextracten kunnen variëren naargelang de extractiemethoden, is de evaluatie van de farmacologische effecten van twee verschillend verwerkte extracten van hetzelfde kruid belangrijk voor een nauwkeurige beoordeling. In deze studie onderzochten wij de effecten van methanol- en waterige extracten van A. vulgaris paralelly in een in vitro en in vivo experiment uitgevoerd bij ratten, d.w.z. invloeden op geïsoleerde microvaten en systolische bloeddruk. Hieruit bleek oorspronkelijk dat (1) het methanolextract van A. vulgaris een uitgesproken vasorelaxatierespons teweegbracht in zowel PGF2α- als K+-geprecontracteerde mesenteriale slagaders van ratten, terwijl het waterig extract contrasterende effecten teweegbracht, afhankelijk van de contractiele agent die gebruikt werd om de vasculaire tonus te verhogen (2) in PGF2α-geprecontracteerde mesenteriale slagaders waren de relaxatieresponsen die verkregen werden met methanol- en waterig extracten van A. vulgaris onafhankelijk van de eindtoestand van de vasculaire slagaders van ratten. vulgaris onafhankelijk waren van het endotheel en endotheliale vaatverwijders (3) in vitro voorbehandelingseffecten van methanol- en waterige extracten op de contractiele reactiviteit op spasmogenen hun directe invloeden op mesenteriale slagaders van ratten versterkten (4) orale toediening van het methanolextract (10 mg/ml) gedurende 2 weken de verhoogde bloeddruk in L-NAME hypertensieve ratten verminderde, terwijl het waterige extract (10 mg/ml) geen opvallend effect had.
PGF2α en K+ zijn spasmogenen die via verschillende cellulaire mechanismen werken. PGF2α vernauwt slagaders voornamelijk door de activering van receptorgestuurde calciumkanalen, terwijl K+ contractie induceert door depolarisatie van de membraan van vasculaire gladde spiercellen om Ca+2 influxen te bewerkstelligen. Onze bevindingen toonden aan dat de methanol- en waterige extracten van A. vulgaris vergelijkbare relaxatieresponsen vertonen tegen de receptor-geactiveerde spasmogeen-gemedieerde contractie. Interessant genoeg werden met deze extracten contrasterende effecten, in termen van relaxatie versus contractie, verkregen wanneer een receptor-onafhankelijk spasmogeen werd gebruikt om contractie te induceren in geïsoleerde mesenteriale arteriën. Deze verschillende directe effectiviteit van de extracten werd ondersteund door de bevindingen verkregen in voorbehandelingsexperimenten. Parallel met de acute vasculaire effecten, verminderde de voorbehandeling van de mesenteriale slagaders van ratten met hetzij methanol of waterig extract (10 mg/ml, 20 min.) de maximale contractiele respons op PGF2α aanzienlijk, terwijl tegengestelde effecten werden waargenomen tegen de vasoreactiviteit op K+. Onze resultaten toonden dus aan dat methanol- en waterige extracten van A. vulgaris effectief zijn in het verminderen van de door PGF2α geïnduceerde vasculaire contractietoon, terwijl het waterige extract een toename van de contractiliteit opriep, in het bijzonder op een receptoronafhankelijk spasmogeen in rat mesenteriale slagaders.
De verschillende responsen verkregen met de methanol- en waterige extracten van A. vulgaris in rat mesenteriale slagaders kunnen in verband worden gebracht met de verschillen in de fenolische samenstelling van de extracten. Van de vloeibare extracten van A. vulgaris werd eerder aangetoond dat ze flavonoïde glycosiden bevatten, bestaande uit quercetine derivaten en galluszuur. In onze recente studie hebben we ook vastgesteld dat de hoeveelheid flavonoïden van A. vulgaris veel hoger is in het methanol- dan in het waterig extract en zoals geanalyseerd met HPLC-DAD bevatten beide extracten quercetine en galluszuur als de belangrijkste vasoactieve bestanddelen. Van deze bestanddelen werd aangetoond dat quercetine relaxaties induceert, terwijl van galluszuur werd gerapporteerd dat het contracties in geïsoleerde aorta van de rat teweegbrengt. Al deze eerdere gegevens ondersteunen inderdaad onze huidige bevindingen in de mesenteriale slagaders van de rat. Het veel hogere galluszuurgehalte van het waterig extract in vergelijking met het methanolextract zou dus een van de mechanismen kunnen zijn die de contractiele reacties in de mesenteriale slagaders bewerkstelligen. Interessant is dat tegengestelde vasculaire effecten van de extracten zichtbaar waren, vooral in arteriën met K+ precontractatie. Het is dus mogelijk dat de vasculaire activiteit van flavonoïden in het waterig extract wordt verminderd of opgeheven in de aanwezigheid van hoge K+. Bovendien stelden we ook vast dat de maximale relaxatierespons op het methanolextract significant verminderde in mesenterische slagaders die met K+ voorgespannen waren, vergeleken met slagaders die met PGF2α gecontracteerd waren. Eerder werden zwakke of verwaarloosbare vasorelaxerende effecten van verschillende flavonoïden, waaronder quercetine, gerapporteerd in K+ gecontracteerde aorta ringen van ratten, in tegenstelling tot de uitgesproken relaxaties tegen fenylefrine geïnduceerde contracties. Vervolgens werd met betrekking tot quercetine gesuggereerd dat de aanwezigheid van -OH substitutie aan het C-5 atoom de selectiviteit van quercetine verhoogt ten opzichte van een receptor-geïnduceerd spasmogeen in vergelijking met een niet-receptor-geïnduceerd spasmogeen, d.w.z. K+. Deze interpretatie ondersteunt waarschijnlijk de verschillen in de relaxatierespons van het methanolextract, dat quercetine als belangrijkste flavonoïde bevat, tussen PGF2α en K+ voorgespannen mesenterische arteriën. Wat het waterig extract betreft, verklaart het hoge gehalte aan galzuur, in combinatie met de eerder genoemde lage effectiviteit van quercetine in de aanwezigheid van een hoog K+, mogelijk de contractiele invloed in K+ voorgespannen mesenteriale arteriën. Bovendien is het ook bekend dat de relaxerende eigenschappen van vasoactieve stoffen die werken via het openen van K+ kanalen opmerkelijk verminderd zijn bij hoge K+ contracties. De verminderde of afgeschafte relaxerende invloeden van de methanol en waterige extracten, respectievelijk, in K+ gecontracteerde slagaders kunnen ook wijzen op de betrokkenheid van K+ kanaal activering in hun werkingsmechanisme, hetgeen verder onderzoek vereist.
Het vasculaire endotheel controleert de vasculaire tonus via afgifte van relaxerende en contractiele factoren. In de huidige studie hebben wij de waarschijnlijke rol van het endotheel bij de vasculaire effecten van de extracten getest. De relaxatierespons op methanol- en waterige extracten werd niet gewijzigd in aanwezigheid van vermoedelijke remmers van het endotheel, namelijk L-NOARG, ODQ en indomethacine, in mesenteriale slagaders van ratten. De resultaten verkregen in endotheel-ontsloten mesenteriale slagaders waren eveneens gelijklopend. Deze bevindingen suggereren dat de endotheliale vaatverwijders, namelijk NO en prostacycline, waarschijnlijk niet de acute relaxerende effecten van de methanol- en waterige extracten van A. vulgaris in mesenteriale slagaders mediëren. In de literatuur is gerapporteerd dat de relaxerende effecten van verschillende flavonoïden gemedieerd worden door ofwel endotheel afhankelijke of onafhankelijke mechanismen. Van quercetine, dat in beide extracten wordt aangetroffen, werd aangetoond dat het endotheelonafhankelijke relaxaties induceert in geïsoleerde weerstandsslagaders in het mesenterium. Bovendien werd gerapporteerd dat de vasorelaxerende effecten van verschillende flavonoïden, waaronder quercetine, werden geremd in de aanwezigheid van K+ kanaal blokkers. Het is dus redelijk om te suggereren dat K+ kanaal activering kan bijdragen aan de endotheel-onafhankelijke relaxerende effecten van A. vulgaris extracten in mesenteriale slagaders, wat een van de doelen is van ons verdere onderzoek.
De preventieve rol van langdurige A. vulgaris behandeling op verhoogde bloeddruk werd geëvalueerd bij L-NAME geïnduceerde hypertensieve ratten. Orale toediening van de methanol extracten, maar niet het waterige extract gedurende 2 weken, verminderde de verhoogde bloeddruk aanzienlijk in overeenstemming met de vasorelaxerende effecten in de mesenteriale arteriën. Wij suggereerden dat de prominente vasculaire relaxerende en bloeddrukverlagende effecten van het methanol extract van A. vulgaris mogelijk te wijten zijn aan het hoge flavonoïde gehalte, in het bijzonder quercetine. Terwijl de ineffectiviteit in het verlagen van de bloeddruk in L-NAME-geïnduceerde hypertensieve ratten en de verhoging van de contractiele tonus in de met K+ gecontracteerde slagaders met het waterige extract van A. vulgaris in verband kunnen worden gebracht met het lage flavonoïde gehalte en de hoge hoeveelheid galluszuur. De verschillende vasculaire effecten van het waterige extract en het methanolextract van A. vulgaris in de mesenteriale slagaders van ratten, zowel in vitro als in vivo, houden waarschijnlijk verband met de verschillende flavonoïdesamenstelling als gevolg van het verschillende extractieproces.
In conclusie toonden onze resultaten aan dat het methanolextract van A. vulgaris meer prominente en gunstige vasculaire effecten heeft in normale en experimenteel hypertensieve omstandigheden. Het methanolextract in plaats van het waterig extract zou een nut kunnen hebben bij cardiovasculaire aandoeningen, vooral bij hypertensie. Deze resultaten geven hoogstwaarschijnlijk aanleiding tot verdere studies om het werkingsmechanisme en de klinische waarde van dit kruid te onthullen.