Parte 2: El echinacósido aislado de Cistanche Tubulosa supuestamente estimula la secreción de hormona de crecimiento a través de la activación del receptor de grelina

El echinacósido aislado de Cistanche tubulosa supuestamente estimula la secreción de hormona de crecimiento a través de la activación del receptor de grelina

Chieh-Ju Wu 1, Mei-Yin Chien 2, Nan-Hei Lin 1, Yi-Chiao Lin 1, Wen-Ying Chen 3, Chao-Hsiang Chen 2,4* y Jason TC Tzen 1*

1 Instituto de Graduados en Biotecnología, Universidad Nacional Chung-Hsing, Taichung 402, Taiwán; baby159357520@gmail.com (C.-JW); CMNHEI@mohw.gov.tw (N.-HL); s9755702@gmail.com (Y.-CL)

2 Ko Da Pharmaceutical Co. Ltd., Taoyuan 324, Taiwán; rd1@koda.com.tw

3 Departamento de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional Chung-Hsing, Taichung 402, Taiwán; wychen@dragon.nchu.edu.tw

4 Instituto de Graduados en Farmacognosia, Universidad Médica de Taipei, Taipei 110, Taiwán

* Correspondencia: gm@koda.com.tw (C.-HC); TCTZEN@dragon.nchu.edu.tw (JTCT); Tel.: más 886-4-22840328 (ext. 776) (JTCT); Fax: más 886-4-22853527 (JTCT)

Editora Académica: Pinarosa Avato

Recibido: 22 de enero de 2019; Aceptado: 14 de febrero de 2019; Publicado: 17 febrero 2019

Contacto:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Resumen:CistancheSe ha registrado que la especie, el ginseng del desierto, posee muchas actividades biológicas en la farmacopea tradicional china y se ha utilizado como medicina antienvejecimiento. Tres glucósidos feniletanoides: echinacósido, tubulosido A yacteósido—fueron detectados en el extracto acuoso deCistanche tubulosa(Schenk) R. Wight y el componente principal, el equinacósido, se purificó aún más. El echinacósido de una concentración superior a 10_6 M mostró una actividad significativa para estimular la secreción de la hormona del crecimiento de las células pituitarias de rata. Similar a la hormona liberadora de la hormona del crecimiento-6, un análogo sintético de la grelina, la estimulación de la secreción de la hormona del crecimiento por parte del equinacósido fue inhibida por [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-sustancia P , un agonista inverso del receptor de grelina. El modelado molecular mostró que los tres glucósidos feniletanoides interactuaban adecuadamente con el bolsillo de unión del receptor de grelina, y el equinacósido mostró una interacción ligeramente mejor con el receptor que el tubulósido A y el acteósido. Los resultados sugieren que los glucósidos feniletanoides, en particular el equinacósido, son componentes activos presuntamente responsables de los efectos antienvejecimiento de C. tubulosa y se puede considerar que se desarrollan como análogos no peptídicos de la grelina.

Palabras clave: cistanchetubulosa; equinacósido; grelina; secreción de hormona de crecimiento; glucósidos de feniletanoide

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echinacósidoencistanchetiene muchos efectos

Figura 4.Inhibición de [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-sustancia P (antagonista de GHSR) sobre los efectos estimulantes de la secreción de GH por GHRP-6 y tratamiento con equinacósido.

Se incubaron células pituitarias anteriores primarias de rata con GHRP{{0}} (10_7 M) y equinacósido (10_5 M) en presencia y ausencia de [D-Arg1, D-Phe5 , D-Trp7,9, Leu11]-sustancia P (0,5 uM) durante 15 min.

Los datos se presentaron como medias o SD con n =6. Los niveles de significancia vistos por la Prueba T fueron * p < 0.05 versus el control, # p < 0.05 y ## p < 0.005 diferencias significativas entre columnas.

2.3. Acoplamiento molecular de echinacósido, tubulósido A y acteósido al receptor de grelina

En comparación con GHRP-6, los tres glucósidos de feniletanol enC. tubulosa—echinacósido, tubulósido A y acteósido, se sometieron a modelado molecular y se acoplaron al bolsillo de unión del receptor de grelina, GHSR. Los resultados mostraron que los tresfeniletanolglucósidospodrían unirse al bolsillo de unión a ghrelina de GHSR, aunque sus interacciones dentro del bolsillo de unión fueron relativamente débiles en comparación con GHRP-6 (Figura 5A). Se formaron dos tipos de interacción intermolecular, enlaces de H y apilamiento, entreechinacósidoy GHSR (Figura 5B). Se formaron seis enlaces H entre echinacoside y GHSR; dos entre el grupo hidroxilo C6 del resto azúcar y S207 de GHSR, uno entre el grupo hidroxilo C6 del resto azúcar y V205 de GHSR, uno entre el grupo hidroxilo C2 del resto azúcar y N305 de GHSR, uno entre el grupo hidroxilo C2 del glucósido y R283 de GHSR, y uno entre el grupo hidroxilo C3 del resto de dihidroxi fenil etanol y Q120 de GHSR. Se formó una interacción de apilamiento entre el ácido cafeico del equinacósido y el F309 de GHSR. Solo se formó un tipo de interacción intermolecular, el enlace H, entre el tubulósido A y GHSR (Figura 5C). Se formaron cinco enlaces H entretubulósidoA y GHSR; dos entre el grupo hidroxilo C3 del resto ramnosa y N305 de GHSR, uno entre el grupo hidroxilo del resto ácido cafeico y G208 de GHSR, uno entre el grupo hidroxilo del resto dihidroxi fenil etanol y R283 de GHSR, y uno entre el C4 del glucósido resto y Q120 de GHSR. Se formaron dos tipos de interacciones intermoleculares, enlace H y apilamiento, entre el acteósido y GHSR (Figura 5D). Se formaron cuatro enlaces H entre el acteósido y GHSR; dos entre los grupos hidroxilo C2 y C3 del resto ramnosa y N305 de GHSR, uno entre el grupo hidroxilo del resto ácido cafeico y C198 de GHSR, y uno entre el grupo hidroxilo del resto dihidroxi fenil etanol y E124 de GHSR. Se formó una interacción de apilamiento entre el resto de dihidroxi fenil etanol del acteósido y F220 de GHSR. En consecuencia, las afinidades de unión (energía química) calculadas por GEMDOCK mostraron que el equinacósido, el tubulósido A y el acteósido poseían una fuerza comparable de interacción ligando-receptor, mientras que el equinacósido mostró una interacción ligeramente mejor con el receptor que el tubulósido A y el acteósido cuando se acoplaron al bolsillo de unión. del receptor de grelina construido con el espacio de bolsillo ocupado por GHRP-6 (Tabla 1).

Figura 5.Modelado de cuatro ligandos, GHRP-6 (A),echinacósido(B), tubuloside A (C) y acteoside (D) acoplados a GHSR,

y la interacción intermolecular detallada en estas estructuras complejas. Panel izquierdo: ligandos (estructura de bola-palo) en el sitio de unión de ghrelina de GHSR (estructura de cinta). Panel medio:

los aminoácidos (estructura de barra) cerca de los ligandos (estructura de bola-barra) en estas estructuras complejas. Panel derecho: interacción intermolecular detallada entre ligandos y GHSR. Los aminoácidos de GHSR

involucrados en la formación de interacción con ligandos se muestran en cuadrados. Se indican las distancias de enlace H (líneas rojas), carga-carga (línea verde) e interacción (líneas azules).

Tabla 1.Energía química calculada por GEMDOCK para la interacción entre el bolsillo de unión del receptor de ghrelina (GHSR) y tres glucósidos feniletanoides (equinacósido, tubulosido A y acteosido).

3. Discusión

En la literatura, la grelina (conocida como una hormona endógena) yechinacósidoencontrados como un glucósido feniletanoide principal en las especies de Cistanche se documentó que poseen varias actividades fisiológicas equivalentes, incluidos los efectos antienvejecimiento, presumiblemente a través del eje hipotálamo-pituitario-gonadal. De hecho, tanto la grelina comoechinacósidose propusieron como fármacos terapéuticos en la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson [3,4,8,25–27]. En este estudio, demostramos que el equinacósido aislado de C. tubulosa podría estimular la secreción de la hormona del crecimiento de las células pituitarias anteriores primarias de rata supuestamente a través de la activación de GHSR de una manera similar a la grelina. La estimulación de la secreción de la hormona del crecimiento provocada por el equinacósido parece respaldar los efectos antienvejecimiento bien reconocidos de las especies de Cistanche, y los glucósidos feniletanoides, en particular el equinacósido, son componentes activos presuntamente responsables de los efectos terapéuticos.

Estimado a partir de la capacidad relativa de estimular la secreción de la hormona del crecimiento de las células pituitarias de rata,echinacósidoparecía ser aproximadamente 100 veces más débil que GHRP-6, ya que se observaron actividades de estimulación comparables entreechinacósidode 10_5 M y GHRP-6 de 10_7 M para tratamientos de 15 y 30 min (Figura 3). Las actividades relativas de echinacósido y GHRP-6 en la inducción de la secreción de la hormona del crecimiento concordaron bien con el modelo molecular, ya que GHRP-6 interactuó fuertemente con los residuos alrededor del bolsillo de unión de GHSR a través de tres tipos de interacción: Enlace H, carga-carga e interacción, mientras que el echinacósido interactuó con GHSR a través de dos tipos de interacción: enlace H y apilamiento (Figura 5). En particular, se ha destacado que la interacción carga-carga entre el grupo amonio cargado positivamente de GHRP-6 y el E124 cargado negativamente de GHSR juega un papel fundamental en la unión de GHRP-6 al receptor de grelina. [28]. Posiblemente, el efecto estimulante relativamente débil del equinacósido sobre la inducción de la secreción de la hormona del crecimiento de las células de la hipófisis de rata podría atribuirse principalmente a la falta de interacción carga-carga en el bolsillo de unión de GHSR.

Según el ensayo de actividad de este estudio (Figura 3), la concentración mínima eficaz de equinacósido (Mr 786) para estimular la secreción de la hormona del crecimiento de las células pituitarias de rata es de alrededor de 10_6 M. Para un adulto de 65 kg, el volumen de sangre es de aproximadamente 5 L (65 kg × 1/13 =1 kg ≈ 5 L) y, por lo tanto, se requieren alrededor de 4 mg de equinacósido para alcanzar una concentración de {{10}} M( 5L × 10_6 M × 786=3.93 mg). Se extraen aproximadamente 20 mg de equinacósido de 1 g del tallo seco de C. tubulosa [24]. Para obtener 4 mg de equinacósido se requieren 0,2 g de tallo seco de C. tubulosa.

Comúnmente, se agrega más de 1 g del tallo seco de C. tubulosa en la preparación de medicamentos. Por lo tanto, la dosis efectiva de equinacósido parece estar en buen acuerdo con el consumo empírico de C. tubulosa como medicina herbaria antienvejecimiento. Por supuesto, la dosis efectiva de equinacósido debe ser mayor que la estimación anterior, ya que la disponibilidad de equinacósido tiende a reducirse después de la absorción intestinal y el paso a través de la barrera hematoencefálica. Se requieren más experimentos para determinar exactamente la dosis efectiva de equinacósido en animales.

En nuestros estudios anteriores, también se demostró que la teaghrelina y la ginkgoghrelina, glucósidos flavonoides acilados únicos aislados del té Chin-shin oolong y las hojas de Ginkgo biloba, inducen la secreción de la hormona del crecimiento de las células pituitarias de rata mediante la unión al receptor de la grelina [20,22]. Curiosamente, también se encontró que la concentración efectiva mínima de teaghrelin o ginkgoghrelin para la estimulación de la secreción de la hormona del crecimiento de las células pituitarias de rata era de alrededor de 10_6 M y, por lo tanto, equivalente

a la del equinacósido. Sin embargo, los contenidos de teaghrelin y ginkgoghrelin en el té Chin-shin oolong y las hojas de Ginkgo biloba fueron relativamente bajos; había aproximadamente 1 mg de teagrelina en 1 g de té Chin-shin oolong y 0.33 mg de ginkgoghrelina en 1 g de hojas de Ginkgo biloba en contraste con los 20 mg de equinacósido en 1 g de C. tubulosa. Por lo tanto, las dosis efectivas de consumo de té Chin-shin oolong y hojas de Ginkgo biloba son de alrededor de 5 a 10 g y de 10 a 20 g, respectivamente. La drástica diferencia en la dosis efectiva de consumo entre C. tubulosa (0,2 g) y el té Chin-shin oolong o las hojas de Ginkgo biloba parece explicar por qué C. tubulosa se usa como medicina herbal antienvejecimiento mientras que el té Chin-shin oolong y el Ginkgo biloba las hojas se consumen como bebidas de té de hierbas.