Etanolni ekstrakt piskavice: njegovi molekularni mehanizmi protiv starenja kože i poboljšane funkcije nanokapsulacijom

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

sažetak:Sjeme piskavice, ili Trigonella foenum-graecumL. (porodica Leguminosae) se obično koristi kao dodatak ishrani za povećanje postnatalne laktacije. Ekstrakt piskavice pokazuje antioksidativna i protuupalna svojstva, ali njegovi mehanizmi protiv starenja kože nisu iskorišteni. U ovom istraživanju prvi smo definisali in vitro in vitro inhibitornu aktivnost ekstrakta piskavice (ICso =0.57±0.02mg/mL), što je 2,6 puta više jači od vitamina C (IC50=1.46mg/mL). Nanokapsulacija je primijenjena kako bi se poboljšala stabilnost ekstrakta i potom poboljšala njegova bioaktivnost. Ekstrakt piskavice za enkapsulaciju liponiozoma (LNF) pripremljen je pomoću homogenizatora velike brzine, što je rezultiralo homogenim sfernim nanočesticama veličine u rasponu od 174,7±49,2 nm, 0,26±0,04 u PdI, i 46,6 ±7,4 posto efikasnost zarobljavanja. Formulacija LNF-a značajno je olakšala produženo oslobađanje i značajno poboljšala penetraciju u kožu preko ekstrakata, sugerirajući potencijalnu upotrebu LNF-a za transdermalnu dostavu. Formulirani LNF je bio vrlo stabilan, nije toksičan za ljudske fibroblaste i bio je u stanju da poboljša vitalnost stanica, proizvodnju kolagena i inhibira lučenje MMP1,MMP9, IL-6 i IL-8 u poređenju sa ekstraktom u model ko-kulture. Stoga, etanolni ekstrakt piskavice i razvijeni LNF pokazuju molekularne mehanizme protiv starenja kože i potencijalno bi se mogli koristiti kao inovativni sastojak za prevenciju starenja kože.

Molimo kliknite ovdje da saznate više

Ključne riječi:piskavica; rutin; anti-kolagenaza; protiv starenja; proizvodnja kolagena; liposomi; nanokapsulacija; lipidne čestice; transdermalna isporuka; produženo oslobađanje

1. Uvod

Starenje kože je biološki proces izazvan i unutrašnjim i ekstrinzičnim faktorima. Unutarnje starenje uzrokovano je promjenama u elastičnosti kože tokom vremena, dok se vanjsko starenje pripisuje UV zračenju, zagađenju i pušenju. Izloženost UV zračenju (fotostarenje) je dominantan faktor [1,2]. Najvažnije strukture ekstracelularnog matriksa (ECM) su kolagen, elastin i glikozaminoglikani (GAG) [3]. Zajedničke karakteristike starenja kože uključuju stvaranje reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) i degradaciju ECM prekomerno eksprimiranim matriksnim metaloproteinazama (MPs). Pokazalo se da kumulativni oksidativni stres i UV zračenje povećavaju aktivnost degradativnih enzima, posebno kolagenaze i elastaza [1,4,5]. To doprinosi cjelokupnom ponašanju kože, uključujući gubitak vlačne čvrstoće i elastičnosti, te rezultirajućom pojavom bora i suhoće. Kako bi se izborili sa starenjem kože, istraživanja se uglavnom fokusiraju na smanjenje oksidativnog stresa (antioksidans) i degradaciju ECM (anti-kolagenaza i anti-elastaza)[6-8]. Prirodni proizvodi su privukli interesovanje kao nova generacija kozmeceutike. Postoje brojni dokazi da biljke posjeduju niz aktivnih jedinjenja, na primjer, terpenoide, alkaloide i fenolna jedinjenja [9-11].flavonoidiTrigonella foenum-graecum L. (piskavica), koja pripada porodici Leguminosae, je zeljasta biljka koja obično raste u zapadnoj Aziji, sjevernoj Indiji, sjevernoj Africi i Mediteranu [12]. Sjemenke piskavice se obično koriste kao hrana, začin, galaktagog i tradicionalna medicina za dijabetes[13-15]. Dodatno, toksikološka studija je pokazala sigurnost sjemena piskavice kada se koristi kao dodatak prehrani [16]. Sjemenke piskavice sadrže brojne fitokemikalije, uključujući alkaloide, saponine i flavonoide (rutin, kvercetin i viteksin) [17]. Mnoga istraživanja su objavila antidijabetičko, antikancerogeno, antimikrobno, antioksidativno i protuupalno djelovanje piskavice [18-23] Rutin je jedinjenje piskavice koje je istraživano zbog svojih anti-aging i antioksidativnih aktivnosti, kao i inhibicija razgradnje kolagena [24-26]. Iako nema izvještaja koji uključuje ekstrakt piskavice u kozmetičke proizvode, očekuje se da će pokazati biološka svojstva koja pokazuju ove potencijalne funkcije. Ipak, opći problemi korištenja prirodnog ekstrakta u kozmetičkim proizvodima su loša penetracija u kožu, topljivost i stabilnost. Nanokapsulacija je tehnika koja se koristi za (i) poboljšanje stabilnosti, (ii) povećanje topljivosti u vodi, (iii) poboljšanje propusnosti i apsorpcije kože, i iv) sporo oslobađanje aktivnih sastojaka [27,28]. Postoji mnogo različitih tipova nanočestica, kao što su liposomi, niosomi i liponiosomi (kombinacija liposoma i niosoma). Liponiosomi se sastoje od fosfolipida i nejonskih surfaktanata koji poboljšavaju sposobnost i kontroliraju oslobađanje nano-nosača[29]. Morfologija liponiozoma liči na morfologiju liposoma. Međutim, liponiozomi su fleksibilniji i prilagodljiviji i, što je još važnije, funkcioniraju drugačije. Prednosti nosača liponiozoma su da su deformabilni da prodru u pore koje su mnogo manje od veličine nosača i da imaju sposobnost transporta i vode i agensa rastvorljivih u mastima. Stoga su liposomi obećavajući nosači za isporuku aktivnog sastojka u kožu [30]. U ovoj studiji, potvrđen je i identificiran ekstrakt piskavice koji koristi rutin kao analitički marker. Razjašnjene su biološke aktivnosti ekstrakta piskavice. Piskavica je pokazala aktivnost protiv kolagenaze i povećala proizvodnju kolagena, što se može odnositi na svojstvo protiv starenja. Razvijen je i karakteriziran ekstrakt piskavice koji inkapsulira liponiozome (LNF). Citotoksičnost LNF-a je uočena u ljudskim dermalnim fibroblastima korištenjem testova baziranih na ćelijama. Ovo je takođe uključivalo istraživanje molekularnih mehanizama LNF svojstava protiv starenja. Rezultati sugeriraju da je LNF netoksičan za ćelije fibroblasta derne i može inhibirati lučenje MMP1,MMP9,IL-6 i IL-8 nakon starenja kože izazvanog UV zračenjem. Stoga, naši nalazi podržavaju implikaciju ekstrakta piskavice i LNF-a kao inovativnih agenasa protiv starenja, povećavajući njihov potencijal kao aktivnih sastojaka u kozmetičkim proizvodima.

cistanche može protiv starenja

2. Rezultati

2.1. UHPLC validacija i identifikacija rutina u ekstraktu piskavice

Nakon maceracije etanolom dobijena je uljasta žućkasto-smeđa pasta od ekstrakta piskavice. Identifikacija sadržaja rutina kao analitičkog markera ispitana je pomoću UHPLC. Optimalno odvajanje rutina iz ekstrakta piskavice postignuto je sa vremenom zadržavanja od približno 2,458 min (slika 1), a potvrđeno je korištenjem LC-MS sa detektovanim jonom proizvoda na 301 (dodatna slika S1). Validacija rutina je izvršena korištenjem AOAC smjernica [31,32] i prikazana je u tabeli 1. Jednačina u tabeli predstavlja dobru linearnost sa koeficijentom determinacije (r2) od 0.998, sa preciznošću mjerenom postotak oporavka. Osetljivost je naznačena korišćenjem granice detekcije (LOD) i granice kvantifikacije (LOQ) na 5,17 i 15,67 ug/mL, respektivno. Ekstrakti piskavice su pripremljeni u različitim koncentracijama, a količina rutina u ekstraktu je interpretirana korišćenjem površine ispod krive , u odnosu na standardnu ​​krivu komercijalne rutinske reference. Rezultati su pokazali da pripremljeni ekstrakt sadrži 7,73±0,40 mg/gofrutina.

2.2. In vitro inhibicija kolagenaze i proizvodnja kolagena ekstrakta piskavice

Djelovanje ekstrakta piskavice protiv starenja prvo je identificirano in vitro testom inhibitora kolagenaze. Uočili smo da je standard IC50 ofrutin trihidrata, ekstrakt piskavice i epigalokatehin galat (EGCG) kao pozitivna kontrola 0.06±0.56±{ {10}}.02, odnosno 0,11±0,01 mg/mL (Slika 2a,b). Primjetno je da je inhibitorna koncentracija ekstrakta piskavice bila značajno niža od askorbinske kiseline (IC50=1.46±0,02 mg/mL), što ukazuje da ekstrakt piskavice i standard rutin trihidrat pokazuju anti-kolagenaznu aktivnost. Sposobnost ekstrakta piskavice na proizvodnju kolagena potom je istraživana korištenjem humanih dermalnih fibroblasta. Ćelije su tretirane sa 125 ug/mL ekstrakta i vitaminom Cas kao pozitivna kontrola 7 i 14 dana. Ćelije su obojene Sirius Red, a obojeni kolageni su otopljeni NaOH.hesperidin koristiKao što je prikazano na slici 2b, Sirius Red predstavlja sadržaj kolagena. Količina obojenog kolagena je značajno povećana u ćelijama tretiranim ekstraktom (163 posto i 131 posto) u poređenju sa kontrolom nosača (225 posto i 187 posto) na dan 7 i dan 14, respektivno. Ova indukcija je bila slična efektu proizvodnje kolagena izazvane vitaminom C i bila je značajno veća od proizvodnje kolagena izazvane rutinom u ljudskim ćelijama fibroblasta. Ovaj rezultat je pokazao da ekstrakt piskavice inducira proizvodnju kolagena u ljudskim ćelijama dermalnih fibroblasta.

2.3.Fizikohemijske karakteristike formulisanog LNF-a

Da bi se poboljšala stabilnost ekstrakta piskavice i poboljšao njegov izgled, formulacija LNF-a je izvršena korištenjem svih sastojaka prikazanih u Tabeli 2, što je rezultiralo žuto-zlatnom pastom (Slika 3a: dolje lijevo) koja se lako raspršuje u vodi kako bi se dobila žućkasta otopina (Slika 3a: desno).

LNF je pokazao raznovrstan i blagi biljni miris. Fizičko-hemijska karakterizacija formulisanog LNF-a je istraživana korišćenjem dinamičkog rasejanja svetlosti (DLS) i prikazana je u tabeli 3. Veličina čestica je bila u opsegu od 174,7±49,2 nm, sa niskim indeksom polidisperznosti (PdI=0.26±{) {7}}.04)i negativno nabijenu površinu zbog fosfo-lipida [33]. Efikasnost enkapsulacije i učitavanja bila je približno 46,6±7,4 procenata i 33,5±4,0 procenata, respektivno. Mikrograf prikazuje morfologiju formulisanih čestica kao sferične čestice koje inkapsuliraju ekstrakt piskavice unutar slike 3a, s promjerima u rasponu od 50-150 nm (slika 3b). Endotermni vrhovi u DSC termogramu (Slika 3c) koji se nalaze na 45,8 stepeni predstavljaju temperaturu topljenja LNF-a, koja je između temperatura topljenja liposoma na 44,2 stepena i niosoma na 47,5 stepeni, respektivno.oteflavonoidMorfologija i termalno ponašanje mogu potvrditi da LNF pokazuje fizičke karakteristike i liposoma i niosoma.

LNF je držan na 4 stepena, 25 stepeni i 40 stepeni tokom 3 meseca da bi se proučavala njegova stabilnost u smislu veličine čestica, PdI i Z potencijala koristeći DLS tehniku. Takođe je ispitan pH i viskozitet dobijenih čestica1. Primetili smo blagi porast veličine čestica uskladištenih na 40 stepeni u poređenju sa 4 stepena, ali ove promene nisu bile statistički različite.izgubljeno carstvo cistancheOsim toga, nije došlo do značajnih promjena u drugim karakteristikama formulisanog LNF-a, uključujući pH, viskozitet i postotak inkapsulacije. Svi ovi rezultati sugeriraju da su dobijene čestice fizikalno stabilne (Slika 4).

2.4. Profil oslobađanja i penetracija u kožu formulisanog LNF-a

Profil otpuštanja (Slika 5a) pokazao je da se ekstrakt piskavice oslobađa istovremeno, dok su njegovi liposomi otkriveni 2 h kasnije kao 6,98±0,37 posto i povećani na 23,92±1,41 posto u 24 sata, što sugerira ponašanje odloženog oslobađanja LNF-a. Da bi se istražila moć LNF-a na transdermalnu dostavu, penetracija u kožu je izvršena korištenjem ex vivo svinjske kože. Analiza masovnog mikroskopa za snimanje (IMS) korišćena je za posmatranje kumulativne količine rutina koja je transportovana preko svinjske kože standarda rutina, ekstrakta i LNF-a. Na slici 5b, uočili smo da ekstrakt piskavice i LNF pokazuju veću količinu akumuliranog rutina na koži u poređenju sa rutinskim standardom. Ovaj rezultat je pokazao da je propusnost ekstrakta piskavice i LNF-a veća i dublja od rutina za 24 h.mikronizirana pročišćena frakcija flavonoida 1000 mg koristiDodatno, penetracija formulisanog LNF-a primetno je poboljšana u odnosu na kožu ekstrakta. Prema profilu otpuštanja i ex vivo studiji permeacije kože, LNF možda poboljšava efikasnost ekstrakta povećanom permeacijom i kontroliranim oslobađanjem.

Ovaj članak je preuzet iz Pharmaceuticals 2022, 15, 254. https://doi.org/10.3390/ph15020254 https://www.mdpi.com/journal/pharmaceuticals