Vasorelaxant and blood pressure lowering effects of alchemilla vulgaris: A comparative study of methanol and aqueous extracts | RegTech

DISCUSSION

W ostatnich latach nastąpił wzrost zainteresowania terapiami alternatywnymi ze względu na zwiększone dowody na problemy związane z lekami, w tym nieskuteczność, niską skuteczność, rozwój oporności lub poważne działania niepożądane. W związku z tym wielu badaczy poświęciło więcej uwagi badaniu skuteczności roślin leczniczych, szczególnie bogatych w związki polifenolowe i wazoaktywne flawonoidy w stanach chorobowych. Wykazano, że spożycie związków polifenolowych i flawonoidów w diecie zmniejsza ryzyko chorób układu sercowo-naczyniowego. Ponadto, w wielu badaniach eksperymentalnych wykazano korzystne działanie związków polifenolowych i flawonoidów w zakresie działania antyoksydacyjnego, przeciwzapalnego, wazorelaksacyjnego oraz obniżającego ciśnienie tętnicze krwi. W badaniach nad farmakologicznym działaniem roślin leczniczych stosuje się zazwyczaj wyciągi płynne, które przygotowywane są różnymi metodami ekstrakcji. Ponieważ zawartość związków wazoaktywnych i ich ilość określona w ekstraktach roślinnych może się różnić w zależności od metody ekstrakcji, ocena efektów farmakologicznych dwóch różnie przetworzonych ekstraktów tego samego zioła jest ważna dla dokładnej oceny. W niniejszej pracy badaliśmy wpływ metanolowych i wodnych ekstraktów z A. vulgaris paralelly w doświadczeniu in vitro i in vivo przeprowadzonym na szczurach, tj. wpływ na izolowane mikronaczynia i skurczowe ciśnienie krwi. Stwierdziliśmy, że (1) metanolowy ekstrakt z A. vulgaris wywołuje wyraźną odpowiedź wazorelaksacyjną zarówno w PGF2α jak i w K+ wstępnie zwężonych tętnicach krezkowych szczura, podczas gdy wodny ekstrakt wywołuje kontrastujące efekty w zależności od czynnika kurczliwego użytego do zwiększenia napięcia naczyniowego (2) w PGF2α wstępnie zwężonych tętnicach krezkowych odpowiedzi relaksacyjne uzyskane z metanolowymi i wodnymi ekstraktami z A. vulgaris były niezależne od śródbłonka i śródbłonkowych czynników rozszerzających naczynia (3) in vitro wstępny wpływ ekstraktów metanolowych i wodnych na reaktywność skurczową na spazmogeny wzmacniał ich bezpośredni wpływ na tętnice krezkowe szczurów (4) doustne podawanie ekstraktu metanolowego (10 mg/ml) przez 2 tygodnie zmniejszało podwyższone ciśnienie krwi u szczurów z nadciśnieniem L-NAME, podczas gdy ekstrakt wodny (10 mg/ml) nie miał wyraźnego efektu.

PGF2α i K+ są spazmogenami działającymi poprzez różne mechanizmy komórkowe. PGF2α zwęża tętnice głównie poprzez aktywację kanałów wapniowych obsługiwanych przez receptory, podczas gdy K+ wywołuje skurcz poprzez depolaryzację błony komórkowej mięśni gładkich naczyń krwionośnych w celu zapewnienia napływu Ca+2. Wyniki naszych badań wykazały, że metanolowe i wodne ekstrakty A. vulgaris wykazują podobne działanie rozkurczające w stosunku do skurczu wywołanego przez receptor spazmogenu. Co ciekawe, kontrastowe efekty, w zakresie relaksacji i skurczu, zostały uzyskane z tymi ekstraktami, gdy do indukcji skurczu w izolowanych tętnicach krezkowych użyto spazmogenu niezależnego od receptora. Rzeczywiście, ta zróżnicowana bezpośrednia skuteczność ekstraktów została poparta wynikami uzyskanymi w eksperymentach wstępnych. Tak więc, równolegle do ostrych efektów naczyniowych, wstępne traktowanie szczurzych tętnic krezkowych metanolem lub wodnym ekstraktem (10 mg/ml, 20 min.) znacząco zmniejszyło maksymalną odpowiedź kurczliwą na PGF2α, podczas gdy przeciwne efekty obserwowano w stosunku do wazoreaktywności na K+. Nasze wyniki wykazały, że metanolowe i wodne ekstrakty A. vulgaris skutecznie zmniejszają tonus kurczliwości naczyń indukowany przez PGF2α, podczas gdy ekstrakt wodny wywołuje wzrost kurczliwości, w szczególności na spazmogen niezależny od receptora w tętnicach krezkowych szczura.

Różne odpowiedzi uzyskane z metanolowych i wodnych ekstraktów A. vulgaris w tętnicach krezkowych szczura mogą być związane z różnicami w składzie fenolowym ekstraktów. Wcześniej wykazano, że płynne ekstrakty A. vulgaris zawierają glikozydy flawonoidowe złożone z pochodnych kwercetyny i kwasu galusowego. W naszych ostatnich badaniach stwierdziliśmy również, że ilość flawonoidów A. vulgaris jest znacznie wyższa w ekstrakcie metanolowym niż wodnym, a zgodnie z analizą HPLC-DAD oba ekstrakty zawierały kwercetynę i kwas galusowy jako główne składniki wazoaktywne. Spośród tych składników wykazano, że kwercetyna indukuje relaksację, podczas gdy kwas galusowy powodował skurcze w izolowanej aorcie szczura. Rzeczywiście, wszystkie te poprzednie dane wspierają nasze obecne ustalenia w tętnicach krezkowych szczurów. Tak więc, znacznie wyższa zawartość kwasu galusowego w ekstrakcie wodnym w porównaniu do ekstraktu metanolowego może być jednym z mechanizmów, które pośredniczą w odpowiedzi kurczliwej w tętnicach krezkowych. Co ciekawe, przeciwstawne efekty naczyniowe ekstraktów były widoczne zwłaszcza w tętnicach prekontraktowanych K+. Jest więc możliwe, że naczyniowa aktywność flawonoidów w wodnym ekstrakcie jest zmniejszona lub zniesiona w obecności wysokiego K+. Poza tym zauważyliśmy również, że maksymalna odpowiedź relaksacyjna na ekstrakt metanolowy była znacznie zmniejszona w tętnicach krezkowych wstępnie zakontraktowanych K+ w porównaniu z tętnicami zakontraktowanymi PGF2α. Wcześniej, słabe lub nieistotne efekty wazorelaksacyjne kilku flawonoidów, w tym kwercetyny, zostały zgłoszone w K+ skurczonych pierścieniach aorty szczura, w przeciwieństwie do wyraźnego rozluźnienia przeciwko skurczom indukowanym fenylefryną. Następnie, w odniesieniu do kwercetyny, sugerowano, że obecność podstawnika -OH przy atomie C-5 zwiększa jej selektywność w stosunku do spazmogenu działającego na receptor w porównaniu do spazmogenu niedziałającego na receptor, czyli K+. Interpretacja ta prawdopodobnie potwierdza różnice w odpowiedzi relaksacyjnej ekstraktu metanolowego, zawierającego kwercetynę jako główny flawonoid, pomiędzy PGF2α i K+ wstępnie zwężonymi tętnicami krezkowymi. W przypadku ekstraktu wodnego, wysoka zawartość kwasu galusowego oraz wspomniana wcześniej niska efektywność kwercetyny w obecności wysokiego K+ może tłumaczyć jej kurczliwy wpływ na zwężone przez K+ tętnice krezkowe. Wiadomo również, że właściwości relaksacyjne substancji wazoaktywnych działających poprzez otwarcie kanałów K+ są znacznie osłabione przy skurczach z wysokim K+. Porównując, zmniejszony lub zniesiony wpływ relaksacyjny ekstraktów metanolowych i wodnych, odpowiednio, w tętnicach skurczonych K+ może również sugerować udział aktywacji kanałów K+ w ich mechanizmie działania, co wymaga dalszych badań.

Śródbłonek naczyniowy kontroluje napięcie naczyniowe poprzez uwalnianie czynników relaksacyjnych i kurczliwych. W obecnym badaniu testowaliśmy prawdopodobną rolę śródbłonka w naczyniowych efektach ekstraktów. Odpowiedzi relaksacyjne na ekstrakty metanolowe i wodne nie uległy zmianie w obecności inhibitorów śródbłonka, mianowicie L-NOARG, ODQ i indometacyny, w tętnicach krezkowych szczura. Wyniki uzyskane w tętnicach krezkowych pozbawionych śródbłonka były również zbieżne. Wyniki te sugerują, że śródbłonkowe czynniki rozszerzające naczynia, takie jak NO i prostacyklina, prawdopodobnie nie pośredniczą w ostrym działaniu relaksującym metanolowych i wodnych ekstraktów A. vulgaris w tętnicach krezkowych. W literaturze opisywano, że działanie rozkurczające różnych flawonoidów jest pośredniczone zarówno w mechanizmach zależnych, jak i niezależnych od śródbłonka. Wykazano, że kwercetyna, która znajduje się w obu ekstraktach, indukuje niezależną od śródbłonka relaksację w izolowanym oporowym krezkowym łożysku naczyniowym. Ponadto wykazano, że działanie wazorelaksacyjne kilku flawonoidów, w tym kwercetyny, jest hamowane w obecności blokerów kanałów K+. Stąd uzasadniona jest sugestia, że aktywacja kanałów K+ może przyczyniać się do niezależnego od śródbłonka działania relaksującego ekstraktów z A. vulgaris w tętnicach krezkowych, co jest jednym z celów naszych dalszych badań.

Zapobiegawcza rola długotrwałego leczenia A. vulgaris na wzrost ciśnienia krwi była oceniana u szczurów z nadciśnieniem indukowanym L-NAME. Doustne podawanie ekstraktów metanolowych, ale nie ekstraktu wodnego przez 2 tygodnie znacząco zmniejszyło podwyższone ciśnienie krwi zgodnie z jego efektami wazorelaksacyjnymi w tętnicach krezkowych. Sugerujemy, że wyraźne działanie rozkurczające naczynia krwionośne i obniżające ciśnienie krwi metanolowego ekstraktu z A. vulgaris jest prawdopodobnie spowodowane wysoką zawartością flawonoidów, w szczególności kwercetyny. Natomiast nieskuteczność w obniżaniu ciśnienia krwi u szczurów z nadciśnieniem indukowanym L-NAME, jak również zwiększenie napięcia skurczowego w tętnicach skurczonych K+ z wodnym ekstraktem A. vulgaris może być związane z niską zawartością flawonoidów i wysoką ilością kwasu galusowego. Tak więc, różne efekty naczyniowe wodnych i metanolowych ekstraktów A. vulgaris w szczurzych tętnicach krezkowych albo in vitro albo w eksperymentach in vivo są najprawdopodobniej związane z różnym składem flawonoidów wynikającym z różnych procesów ekstrakcji.

Podsumowując, nasze wyniki wykazały, że metanolowy ekstrakt A. vulgaris ma bardziej znaczące i korzystne efekty naczyniowe w normalnych i eksperymentalnie nadciśnieniowych warunkach. Wyciąg metanolowy zamiast wodnego może mieć zastosowanie w zaburzeniach sercowo-naczyniowych, zwłaszcza w nadciśnieniu tętniczym. Wyniki te najprawdopodobniej dają podstawę do dalszych badań w celu ujawnienia mechanizmu działania i wartości klinicznej tego zioła.