Evaluación integral de la actividad antioxidante de los polisacáridos de Cistanche Deserticola mediante múltiples índices

Junjie1, Gao Lianchun1, Meng Xinrui1, Wang Menghan1, Liu Xiaohua1. 1. Facultad de Farmacia, Universidad de Lanzhou, Lanzhou 730000, China; 2. Guangzhou Yuming Biological Technology Co, LTD, Guangzhou 511400, China Autor para correspondencia: Liu Xiaohua, correo electrónico: liuxiaoh@ lzu.edu.cn

【Abstracto】 Objetivo:Evaluar la actividad antioxidante de los polisacáridos de Cistanche deserticola por varios índices in vivo e vitro. Métodos: Los experimentos antioxidantes in vitro se centraron en la tasa de eliminación de radicales libres de los polisacáridos de Cistanche deserticola, incluida la eliminación de DPPH, la eliminación de radicales hidroxilo (·OH), la reducción del ferricianuro de potasio y el método de eliminación de nitritos. El peso corporal y el índice de bazo de los ratones estaban preocupados, y los contenidos de superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa (GSH-Px) y malondialdehído (MDA) en suero, hígado y tejidos cerebrales se detectaron en ratones modelo de envejecimiento con d-galactosa. Resultados: C80 tuvo un mejor efecto de eliminación de DPPH y OH in vitro. La tasa de aumento de peso y el índice de bazo de los ratones (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）. Conclusión:C80 tiene una buena actividad antioxidante in vivo e vitro.

【Palabras clave】polisacárido de cistanche deserticola;radicales libres;aclaramiento;actividad antioxidante;modelo de envejecimiento

En los últimos años, la "economía de la belleza" se ha desarrollado rápidamente y la escala de consumo de la industria del cuidado de la piel de China se ha expandido año tras año. Los productos antienvejecimiento para el cuidado de la piel se han convertido gradualmente en el foco de consumo. Según los datos de Euromonitor, el tamaño del mercado antienvejecimiento de China alcanzó los 64.600 millones de yuanes en 2020, lo que representa el 28,8 % de la cuota de mercado del cuidado de la piel de China, y está a punto de superar la hidratación para convertirse en la categoría más grande de productos para el cuidado de la piel [1]. Los cosméticos antienvejecimiento se refieren a los cosméticos que pueden resistir el envejecimiento, la oxidación y las arrugas, también conocidos como productos antienvejecimiento para el cuidado de la piel.

Los antioxidantes artificiales, como el butilhidroxianisol (BHA) y el butilhidroxitolueno (BHT), que dominan el mercado, tienen fuertes efectos secundarios tóxicos y tienen efectos adversos en órganos como el hígado, el bazo y los pulmones, causando daño. En comparación con los antioxidantes sintéticos, los antioxidantes naturales son más seguros y más fácilmente aceptados por el público, mientras que los polisacáridos vegetales se consideran los antioxidantes naturales más activos que pueden actuar directa o indirectamente sobre los radicales libres [2].

Beneficios de la cistanche tubulosa—Antioxidante

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Cistanche deserticola YCMa, una planta de Orobanchaceae, toma como auténtica medicina los tallos secos, carnosos y con escamas. Es una medicina china de uso común para tonificar el riñón y vigorizar el yang. Tiene las funciones de tonificar el riñón, tonificar la esencia y humedecer la sequedad. Su frecuencia de aparición en las antiguas recetas antienvejecimiento es superada solo por el ginseng. La investigación médica moderna ha demostrado que los polisacáridos de Cistanche deserticola tienen efectos farmacológicos, como mejorar la inmunidad y la antioxidación [2]. Los componentes activos de Cistanche deserticola, como los glucósidos y polisacáridos feniletanoides, tienen ciertos efectos para retrasar el envejecimiento de la piel [3]. En la actualidad, la investigación sobre el efecto antioxidante del polisacárido Cistanche deserticola se centra en el estudio de la oxidación in vivo. A través del modelo experimental de envejecimiento de ratones causado por D-neneneba galactosa [5-11], se detecta la superóxido dismutasa (SOD) y otros indicadores en el pulmón, hígado, corazón y otros tejidos de ratones para verificar si Cistanche deserticola polisacárido tiene un efecto antioxidante. Los polisacáridos de Cistanche deserticola a menudo se preparan utilizando métodos tradicionales de extracción con agua y precipitación con alcohol, que tienen bajas tasas de extracción, poca solubilidad y dificultad en la purificación posterior. Además, los polisacáridos naturalmente estructurados obtenidos tienen alto peso molecular, alta viscosidad y baja biodisponibilidad.[12].

Efectos de Cistanche—Antioxidante

Este experimento utilizó tecnología de ultrasonido asistida por enzimas compuestas [13] para extraer polisacáridos de Cistanche deserticola. De acuerdo con la concentración de precipitación del alcohol, los polisacáridos se dividieron en tres partes para obtener los polisacáridos de Cistanche deserticola. Este experimento también combina experimentos antioxidantes in vivo e in vitro para evaluar exhaustivamente múltiples indicadores y dilucidar científicamente la actividad antioxidante de los polisacáridos de Cistanche deserticola.

1 Material y Métodos

1.1 Instrumentos y fármacos de prueba

Espectrofotómetro UV-visible UV-1700 (Shimadzu Company, Japón), microscopio óptico BX43 (sistema de imagen DP27) (Olympus Corporation). Cistanche deserticola proviene de Gansu Huiqin Biotechnology Co., Ltd. Después de ser identificado por el Profesor Asociado Yang Zhigang de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Lanzhou, este producto es un producto seco, escamoso yTallo suculento de Cistanche deserticola YCMa, una planta de la familia Orobaceae. 1,1-Difenil-2-picrilfenilhidrazina (DPPH), sulfato ferroso, clorhidrato de etilendiamina de naftaleno, rodamina B, ácido ascórbico y vitamina E se adquirieron de McLean Biochemical Technology Co., Ltd. El kit GSH Px, el kit de malondialdehído, el kit T-SOD y el kit Coomassie Brilliant Blue se adquirieron de Nanjing Jiancheng Instituto de Investigaciones en Bioingeniería.

Principales componentes químicos de Cistanche deserticola

1.2 Animales de experimentación:

50 ratones Kunming macho de grado limpio, proporcionados por el Centro Animal de la Universidad de Lanzhou, con número de calificación de calidad: SCXK (Gan) 2013-0002.

1.3 Preparación de polisacáridos de Cistanche deserticola [13]

El polvo medicinal de Cistanche deserticola se extrajo 3 veces con acetato de etilo y etanol a razón de 8, 8 y 6 veces, y se desengrasó durante 2 horas cada vez; Después de desengrasar, agregue papaína (2 por ciento), celulasa (2 por ciento) y pectinasa (0.4 por ciento) al polvo, agregue agua para que la proporción de material a líquido sea 1 ∶ 20, extraiga tres veces ( 8, 7, 5 veces), temperatura 54,1 grados, pH 5,2, enzimólisis durante 2 horas y luego realizar extracción ultrasónica, cada vez durante 45 minutos, extraer dos veces, filtrar y combinar el filtrado, luego centrifugar el sobrenadante y concentrarlo para una décima parte del volumen original. Vierta etanol al 95 por ciento en la solución concentrada mientras agita hasta que la concentración total de etanol del filtrado alcance el 30 por ciento. Luego, dejar reposar y centrifugar para obtener el precipitado correspondiente. Liofilizar para obtener el correspondiente polisacárido Cistanche deserticola ma 1 (C30). El sobrenadante continúa precipitando con etanol hasta que la concentración total de etanol del filtrado alcanza el 50 por ciento. Centrifugar en seco para obtener el polisacárido 2 de Cistanche deserticola (C50), y luego continuar precipitando con etanol hasta que la concentración total de etanol del filtrado alcance el 80 por ciento. Obtener el polisacárido 3 de Cistanche deserticola (C80 para abreviar).

Estudio Experimental sobre Cistanche deserticola

1.4 Método experimental de oxidación in vitro

La capacidad de captación de radicales libres de DPPH se mide mediante la absorbancia a 517 nm [14]. La capacidad de captación de radicales hidroxilo se determinó mediante espectrofotometría de rodamina B [15]. Basado en el principio de que el radical hidroxilo puede oxidar rápidamente la rodamina B para que se desvanezca, la capacidad antioxidante del polisacárido se determinó a 545 nm según el grado de desvanecimiento. La fuerza de reducción se determinó utilizando el método de reducción de ferrocianuro de potasio [16]; La determinación de la capacidad de captación de radicales libres de nitritos se llevó a cabo utilizando el método del clorhidrato de naftaleno etilendiamina [17].

1.5 Métodos de prueba de antioxidantes in vivo

50 ratones Kunming macho se dividieron aleatoriamente en 5 grupos y se alimentaron de forma adaptativa durante 7 días. Fueron pesados. Cada mañana, a los ratones del grupo C80, el grupo modelo y el grupo positivo se les inyectó una solución de D-neneneba galactosa según 150 mg/kg para hacer el modelo de envejecimiento, mientras que a los ratones del grupo en blanco se les inyectó solución salina normal según el mismo volumen. Cada tarde, los ratones del grupo positivo fueron alimentados con suspensión de vitamina E a una dosis de 50 mg/kg. El grupo de alta concentración de C80 recibió una dosis de 400 mg/kg, el grupo de dosis baja de C80 recibió una dosis de 200 mg/kg y los grupos blanco y positivo recibieron solución salina fisiológica al mismo volumen. El pesaje se realizó cada siete días y el experimento duró veintiocho días [18-19].

Los ratones se usaron para extraer sangre de los globos oculares, diseccionarlos, extraer el hígado, el bazo y los tejidos cerebrales, medir el índice del bazo y detectar el contenido de superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa (GSH Px) y malondialdehído ( MDA) en suero, tejidos hepáticos y tejidos cerebrales.

1.6 Métodos estadísticos

Se utilizó el software estadístico SPSS 20, se utilizó el análisis de factor único (ANOVA) y se utilizó el método LSD para la comparación por pares. PAG<0.05 indicates a statistically significant difference.

2 resultados

2.1 Resultados del experimento de oxidación in vitro

A medida que aumenta la concentración de polisacáridos de Cistanche deserticola, las tasas de eliminación de los radicales C30, C50, C80, DPPH, radicales hidroxilo, el método de reducción del ferricianuro de potasio y la capacidad de eliminación de radicales de nitrito de sodio aumentan con el aumento de la concentración. En comparación con la vitamina C, las tasas de eliminación de los radicales libres DPPH y los radicales libres hidroxilo fueron mejores. A la misma concentración, diferentes experimentos antioxidantes in vitro mostraron que la tasa de eliminación de C80 fue significativamente mayor que la de C50 y C30, lo que indica que C80 tuvo un mejor efecto de eliminación de radicales libres, seguido de C50. Del análisis exhaustivo de cuatro experimentos antioxidantes in vitro, se puede concluir que C80 tiene la mejor actividad antioxidante in vitro. Por lo tanto, se seleccionó C80 para experimentos antioxidantes in vivo. Consulte la figura 1-4.

Figura 1 Tasa de eliminación de radicales libres de DPPH de los polisacáridos de Cistanche deserticola

Figura 2 Tasa de captación de radicales hidroxilo de los polisacáridos de Cistanche deserticola

Figura 3 Método de reducción de ferrocianuro de potasio de polisacáridos de Cistanche deserticola

Figura 4 Tasa de eliminación de nitrito de sodio de los polisacáridos de Cistanche deserticola

2.2 Resultados de experimentos antioxidantes in vivo

2.2.1 El efecto de C80 en la tasa de aumento de peso y el índice de bazo en ratones.

Hubo una diferencia estadísticamente significativa en la tasa de aumento de peso y el índice de bazo entre los grupos (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.

Tabla 1 Tasa de aumento de peso e índice de bazo de ratones

Nota: En comparación con el grupo modelo, * P<0.05, * * P<0.01

2.2.2 El efecto de C80 sobre el contenido de MDA, GSH-Px y SOD en suero.

En suero, hubo diferencias estadísticamente significativas en MDA, GSH-Px y SOD entre los grupos (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.

Tabla 2 Efecto de C80 sobre los niveles de MDA, GSH-Px y SOD en suero

Nota: En comparación con el grupo modelo, * P<0.05, * * P<0.01

2.2.3 El efecto de C80 sobre el contenido de MDA, GSH-Px y SOD en el hígado.

En el hígado, hubo diferencias estadísticamente significativas en los niveles de MDA, GSH-Px y SOD entre los grupos (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). Por lo tanto, se puede concluir que C80 puede regular la alta concentración y el desequilibrio de especies reactivas de oxígeno en el tejido hepático de ratones modelo que envejecen y tiene buenas propiedades antioxidantes.

Tabla 3 Efecto de C80 sobre el contenido de MDA, GSH-Px y SOD en el hígado

Nota: En comparación con el grupo modelo, * P<0.05, * * P<0.01

2.2.4 El efecto de C80 sobre el contenido de MDA, GSH-Px y SOD en el tejido cerebral.

En el tejido cerebral, hubo diferencias estadísticamente significativas en MDA, GSG-Px y 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.

Tabla 4 El efecto de C80 sobre el contenido de MDA, GSH-Px y SOD en el tejido cerebral

Nota: En comparación con el grupo modelo, * P<0.05, * * P<0.01

3 Discusión

Los polisacáridos vegetales han atraído gran atención debido a su excelente actividad inmunológica universal y su toxicidad relativamente baja. Los métodos tradicionales de extracción con agua y precipitación con alcohol se han utilizado para obtener polisacáridos de Cistanche deserticola, que, como compuestos macromoleculares, tienen una baja biodisponibilidad después de la administración oral [20]. A diferencia del método tradicional de extracción con agua y precipitación con alcohol, este experimento usó una combinación de enzimas compuestas y un método físico de ruptura de cadena por ultrasonidos para extraer polisacáridos de Cistanche deserticola, y luego usó precipitación graduada con alcohol para obtener tres tipos de polisacáridos: C30, C50 y C80. Debido a la extracción ultrasónica, las cadenas de polisacáridos ultralargas se rompieron y se convirtieron en polisacáridos de cadena corta, por lo que C80 cruzó fácilmente la barrera hematoencefálica de los ratones, lo que puede tener sus ventajas.

Té de cistanche: antioxidante

En este estudio, se realizaron experimentos antioxidantes in vitro para evaluar la actividad antioxidante de tres polisacáridos de Cistanche deserticola usando cuatro métodos experimentales: radical libre DPPH, radical libre hidroxilo, método de reducción de ferricianuro de potasio y método de reducción de nitrito. Los tres polisacáridos mostraron efectos significativos sobre el radical libre DPPH y el radical libre hidroxilo, siendo el polisacárido Cistanche deserticola C80 el que mejor se desempeñó, seguido por C50. De acuerdo con los resultados del experimento antioxidante in vitro, se seleccionó C80 para construir el modelo de estrés oxidativo de ratones D-neneneba galactosa. Se recogieron los tejidos de sangre, hígado y cerebro de los ratones, y se detectaron los contenidos de MDA, GPH Px y SOD. Los resultados mostraron que C80 tenía una función de reparación en los ratones lesionados por estrés oxidativo y tenía una mejor actividad antioxidante in vivo.

Este experimento combina métodos químicos in vitro con experimentos con animales in vivo y evalúa la actividad antioxidante de los polisacáridos de Cistanche deserticola obtenidos mediante una enzima compuesta combinada con el método de ultrasonido utilizando múltiples indicadores. Los resultados muestran que el C80 obtenido por este proceso tiene una buena actividad antioxidante. La enzima compuesta combinada con el método de ultrasonido tiene ventajas como un proceso simple, operación rápida y bajo consumo de energía, y tiene buenas perspectivas de aplicación en la extracción de ingredientes efectivos de plantas naturales.

referencia

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