Фрагмент для ознакомления
2
Натуральные продукты играют важную роль во всем мире в лечении и профилактике заболеваний человека [1-3]. Продукты, используемые в натуральных лекарствах, получают из различных источников, включая растения, микроорганизмы и морские организмы, и их значение в современной медицине обсуждается в различных обзорах и научных отчетах долгое время [4-5]. Многие современные лекарства производятся косвенно из растений [6-8].
Эмодин в основном используется в традиционной китайской медицине для лечения ангины, карбункулов, язв, застоя крови и влажно-тепловой желтухи. Экстракты из растительного сырья, содержащего эмодин, применяются как слабительные средства, но эмодин обладает более широким спектром биологического действия, что подтверждено многочисленными экспериментами. Фармакологические исследования за последнее десятилетие выявили и другие потенциальные терапевтические применения, такие как противораковые, нейропротекторные, противодиабетические, антиоксидантные и противовоспалительные средства.
После эпидемии Covid-19 стало ясно, что доступность небольших и недорогих лекарств, способных эффективно контролировать вирусные инфекции у людей, по-прежнему является проблемой в медицинской химии. Были изучены синтез и биологическая активность ряда гибридных молекул, которые сочетают фрагмент эмодина и другие структурные фрагменты, которые, как ожидается, будут действовать как возможные синергетические фармакофоры в одной молекуле. Сообщалось, что эмодин блокирует проникновение вируса SARS-CoV-2 в клетки человека, а также может ингибировать выработку цитокинов, что приводит к уменьшению повреждения легких, вызванного SARS-CoV-2 [9].
Исходя из вышеприведённых факторов изучение физико-химических свойств и способов получения эмодина является актуальной задачей. Целью данной работы является исследование физико-химического механизма действия эмодина. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
- осуществить анализ актуальных источников информации по теме исследования;
- провести оценку методов производства эмодина;
- проанализировать физические и химические свойства эмодина;
- сформулировать выводы.
1. Литературный обзор.
1.1. Характеристика и классификация эмодина
Эмодин является основным активным компонентом некоторых трав, используемых в традиционной китайской медицине, таких как Rheum palmatum L., Reynoutria japonica Houtt. (син. Polygonum cuspidatum Siebold & Zucc), Reynoutria multiflora (Thunb.) Moldenke (син. Polygonum multiflorum Thunb.) и сенна туполистная (L.) H.S.Irwin & Barneby (син. Cassia obtusifolia L.). Эмодин представляет собой природный антрахиноновый агликон, также известный как 1,3,8-тригидрокси-6-метилантрахинон, и состоит из антраценового кольца (трициклического ароматического соединения) с двумя кетоновыми группами, обнаруженными в C9 и C10 [9-12].
Антрахиноны представляют собой группу полифенольных вторичных метаболитов, большинство из которых продуцируются грибами, включая виды Penicillium и Aspergillus, и лишайниками, а также высшими растениями и даже некоторыми насекомыми. В высших растениях антрахиноны широко распространены и встречаются в виде агликонов или гликозилированных форм [13]. Другими распространенными природными агликонами антрахинона являются реин, алоэ-эмодин, хризофанол и фисион, последние два являются производными эмодина [14].
Эмодин был впервые выделен в 1925 году и получил название «frangula». С тех пор он был обнаружен у 94 видов растений из разных семейств, хотя основными источниками эмодина являются растения семейств Fabaceae, Polygonaceae и Rhamnaceae [15]. Эмодин вырабатывается как в вегетативных тканях, так и в репродуктивных органах. В вегетативных тканях эмодин играет роль в защите от абиотических стрессов, таких как высокая интенсивность света, в качестве сдерживающего фактора против аллелопатических молекул травоядных животных против конкурентов растений и противомикробного агента против патогенов растений. Высокая концентрация эмодина в незрелых плодах важна как механизм защиты от насекомых и патогенов, а также как средство, сдерживающее кормление плодоядных животных, чтобы избежать преждевременного потребления пищи [10]. Кроме того, остаточный эмодин в спелых плодах, по-видимому, ограничивает прорастание семян внутри плода, тем самым способствуя распространению [16]. В традиционной медицине эмодин использовался в основном как слабительное и при заболеваниях, связанных с ожирением [17]. Помимо основных традиционных применений, появились многочисленные исследования, сообщающие о противоопухолевых свойствах эмодина [18-19]. Противоопухолевая активность эмодина основана на его антимутагенной, антипролиферативной, антиангиогенной и антиметастатической активности, а также на стимулировании апоптоза и реверсии множественной лекарственной устойчивости [16, 19, 20]. Однако в последние годы сообщалось о многих других фармакологических действиях. Например, сообщалось, что эмодин обладает противовоспалительным, противоаллергическим, иммуносупрессивным, антиоксидантным, противогрибковым, антибактериальным, противовирусным, антивозрастным, антиостеопоротическим, противодиабетическим, кардиопротекторным, нейропротекторным, гепатопротекторным, нефропротективным действием [16, 21].
Фрагмент для ознакомления
3
1. Siddiqui A.J. Plants in anticancer drug discovery: from molecular mechanism to chemoprevention / A.J. Siddiqui, S. Jahan, R. Singh et. al. // BioMed Res. Int. – 2022. p. 5425485
2. Popović-Djordjević J. Natural products and synthetic analogues against HIV: a perspective to develop new potential anti-HIV drugs / J. Popović-Djordjević, C. Quispe, R. Giordo et. al. // Eur. J. Med. Chem. – 2022. Vol. 233. p. 114217
3. Sharifi-Rad J. Ethnobotany, phytochemistry, biological activities, and health-promoting effects of the genus / J. Sharifi-Rad, C. Quispe, A. Bouyahya et. al. //Bulbophyllum Evid. Based Complement. Altern. Med. – 2022. p. 6727609
4. Siddiqui A.J. Plants-derived biomolecules as potent antiviral phytomedicines: new insights on ethnobotanical evidences against coronaviruses / A.J. Siddiqui, C. Danciu, S.A. Ashraf et. al. // Plants. – 2020. Vol. 9. № 9. p. 1244
5. Kitic D. Anticancer potential and other pharmacological properties of Prunus armeniaca L.: an updated overview / D. Kitic, B. Miladinovic, M. Randjelovic et. al // Plants. – 2022. Vol. 11. № 14. p. 1885
6. Ali S. Natural products can be used in therapeutic management of COVID-19: probable mechanistic insights / S. Ali, M. Alam, F. Khatoon et. al. // Biomed. Pharmacother. – 2022. Vol 147. P. 112658
7. Javed Z. Myricetin: targeting signaling networks in cancer and its implication in chemotherapy / Z. Javed, K. Khan, J. Herrera-Bravo et. al. // Cancer Cell Int. – 2022. Vol. 22. № 1. p. 239
8. Hossain R. Natural compounds or their derivatives against breast cancer: a computational study / R. Hossain, P. Ray, C. Sarkar et. al. // BioMed Res. Int. – 2022. Vol. 2022. p. 5886269
9. Wang J.B. Hepatotoxicity or hepatoprotection? Pattern recognition for the paradoxical effect of the Chinese herb Rheum palmatum L. in treating rat liver injury / J.B. Wang, H.P. Zhao, Y.L. Zhao et. al. // PLoS One. – 2011. Vol. 6. № 9.p. 24498
10. Wang M. Lipid regulation effects of Polygoni Multiflori Radix, its processed products and its major substances on steatosis human liver cell line / M. Wang, R. Zhao, W. Wang, et. al. // J. Ethnopharmacol. – 2012. Vol. 139. № 1. pp. 287-293
11. Lee M.H. Comparison of the antioxidant and transmembrane permeative activities of the different Polygonum cuspidatum extracts in phospholipid-based microemulsions / M.H. Lee, L. Kao, C.C. Lin // J. Agric. Food Chem. – 2011. Vol. 59. № 17. pp. 9135-9141
12. Muzychkina, R.A. Natural Anthraquinones. Biological properties and physicochemical characteristics / Ed. by G.A. Tolstikov. - Moscow: PHASIS, 1998. -864 p.
13. Yang Y.C. Emodin isolated from Cassia obtusifolia (Leguminosae) seed shows larvicidal activity against three mosquito species / Y.C. Yang, M.Y. Lim, H.S. Lee // J. Agric. Food Chem. – 2003.Vol. 51. № 26. pp. 7629-7631
14. Li Youzhi. Hybrid molecules based on an emodin scaffold. Synthesis and activity against SARS-CoV-2 and Plasmodium / Youzhi Li, Franck Touret, Xavier de et. al. // Org. Biomol. Chem. – 2023. Vol. 21. P. 7382–7394
15. Глущенко, С.Н. Сравнительный качественный анализ листьев алоэ древовидного (Aloe Arborescens L.) и листьев алоэ пестрого (Aloe Variegata L.) / С.Н. Глущенко, А.А. Шмыгарева // I Межвузовская студенческая научно-практическая конференция «Современные проблемы фармакогнозии». - Самара, 2016. - С. 78-82.
16. Кохановский, А. И. Взаимодействие эмодина с клеточными мембранами / А. И. Кохановский, Е. Ю. Кохановская // Физико-химическая биология как основа современной медицины : тез. докл. Междунар. науч. конф., посвящ. 75-летию со дня рождения проф. Е. В. Барковского, Минск, 21 мая 2021 г. / под ред. В. В. Хрусталёва, А. Д. Тагановича, Т. А. Хрусталёвой. – Минск, 2021. – С. 149-150.
17. Godwin, H. Frangula alnus Miller (Rhamnus frangula L.) / H. Godwin // No. 368. Journal of Ecology. - 1943. - Vol. 31. P. 77-92.
18. Lu Kunю Preparation of a nano emodin transfersome and study on its anti-obesity mechanism in adipose tissue of diet-induced obese rats / Kun Lu, Shuanshuan Xie, Shilong Han // Journal of Translational Medicine. – 2014. Vol. 12. P. 72.
19. Shermatova G. Emodin, an anthraquinone derivative from Rumex pamiricus Rech. f. // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. – 2022. Vol. 3. № 93.
20. Zong Y.-Y. Analysis of Rhubarb by Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography / Y.-Y. Zong, C.-T. Che, // Journal of Natural Products. – 1985. Vol. 58. № 4. P. 577–582.
21. Bobzin, K. Influence of residual stresses in hard tool coatings on the cutting performance / K. Bobzin, T. Brögelmann, H. J. Maier, et. al. // Journal of Manufacturing Processes. – 2021. Vol. 69. P. 340–350.
22. Куркин, В.А. Количественное определение суммы антраценпроизводных в лекарственном препарате «Сенны сироп» / В.А. Куркин, А.А. Шмыгарева, Т.К. Рязанова, А.А. Саньков // Химико-фармацевтический журнал. - 2016. - Том 50, № 10. - С.47-50.
23. Huang Anlan. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy Effect of Zn2+ on emodin molecules studied by time-resolved fluorescence spectroscopy and quantum chemical calculations / Anlan Huang, Anqi Hu, Lei Li et. al. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. – 2023. Vol. 289. p. 122217
24. Yagi Teruyo. The synergistic purgative action of aloe-emodin anthrone and rhein anthrone in mice: Synergism in large intestinal propulsion and water secretion / Teruyo Yagi, Kazuko yamauchi, Shigeaki Kuwano // J. Pharm. and Pharmacol. – 1997. - Vol. 49. № 1. P. 22-25 .
25. Zhang Lisha. Tyrosine kinase inhibitors, emodin and its derivative repress HER-2/neu-induced cellular transformation and metastasis-associated properties / Lisha Zhang [et al.] // Oncogene. - 1998. - Vol. 16. № 22. P. 2855-2863
26. Ishii Yasuko. Studies of aloe V. Mechanism of cathartic effect / Yasuko Ishii, Hisayuki Tanizawa, Yoshio Takino // Biol. and Pharm. Bull. – 1994. Vol. 17. № 5. P. 651-653 .
27. Muhlemann, H. Anthraquinone and anthraquinone glycosides. I. Contents of Rhamnus frangula bark / H. Muhlemann // Pharm Acta Helv. – 1955. Vol. 30, No. 9. P. 350-355.
28. Ali S. Natural products can be used in therapeutic management of COVID-19: probable mechanistic insights / S. Ali, M. Alam, F. Khatoon et. al. // Biomed. Pharmacother. – 2022. Vol. 147. P.112658
29. Hossain R. Natural compounds or their derivatives against breast cancer: a computational study / R. Hossain, P. Ray, C. Sarkar et. al. // BioMed Res. Int. – 2022. Vol. 2022. p. 5886269
30. Зайцева, Н.В. Новые подходы к качественному и количественному анализу антраценпроизводных в корнях щавеля конского / Н.В. Зайцева // Современные проблему медицинской химии. Направленный поиск новых лекарственных средств: материалы IV Всероссийской научно-практического семинара молодых ученых с международным участием. - Волгоград: Издательство ВолГМУ. – 2012. С. 31.
31. Yang Y.C. Emodin isolated from Cassia obtusifolia (Leguminosae) seed shows larvicidal activity against three mosquito species / Y.C. Yang, M.Y. Lim, H.S. Lee // J. Agric. Food Chem. – 2003. Vol. 51. № 26. p. 7629-7631
32. Куркин, В.А. Определение антраценпроизводных в коре крушины / В.А. Куркин, А.А. Шмыгарева // Фармация. - 2010. - № 8. - С. 9-12.
33. Химический анализ лекарственных растений: Учебное пособие для фармацевтических вузов / Е.Я. Ладыгина, Л.Н. Сафронич, В.Э. Отряшенкова. - М.: Высш. Школа. – 1983. С. 67-81.
34. Bagur, M.G. The standard addition methodology for evaluation of results in chromatographic analysis / M.G. Bagur, D. Gazguer, M. Sanchervinas etc. // Analysis. -1997. - Vol. 24, No. 9-10. - Р. 374-380.
35. Зайцева, Н.В. Качественное и количественное определение антраценпроизводных в корнях щавеля конского / Н.В. Зайцева // Биоматериалы и нанобиоматериалы: Актуальные проблемы и вопросы безопасности: тезисы Всероссийской молодежной научной школы. – Самара. – 2012. С. 86-87.
36. Глущенко, С.Н. Сравнительный анализ номенклатуры группы растительных лекарственных средств, на основе алоэ древовидного, представленных на российском рынке / С.Н. Глущенко, А.А. Шмыгарева // VIII Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в мировом научном пространстве». - Казань, 2016. - С. 166-169.
37. Dave, H. A review on anthraquinones isolated from Cassia species and their applications / H. Dave, L. Ledwani // Indian Journal of Natural Products and Resources. - 2012. Vol. 3, No. 3. P. 291-319.
38. Гоциридзе, А.В. Содержание антрахинонов в коре видов крушины и жостера, произрастающих в Грузии / А.В. Гоциридзе, Э.П. Кемертелидзе // Растительные ресурсы. – 1977. Т. 13, вып. 1. С. 64-68.
39. Shmygareva, A.A. Comparative IR-spectrophotometry of laxatives herbal preparations based on bark of Frangula alnus Mill. and on fruits of Rhamnus cathartica L. / A.A. Shmygareva, V.A. Kurkin, A.N. Sankov // Journal of Medicinal Plants Studies.
40. Васильев, В.П. Аналитическая химия. В 2-х ч. Ч II. Физико-химические методы анализа. Учебник для химико-технол. спец. вузов / В.П. Васильев. - М.: Высшая школа. – 1989. 384 с.
41. Shmygareva, A. A. IR-Spectrophotometry of Laxatives Herbal Preparations Based on Bark of Frangula Alnus Mill. / A.A. Shmygareva, V.A. Kurkin, A.N. Sankov // International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical research. – 2015. Vol. 7. № 4.
42. Зенкевич, И.Г. Методы количественного хроматографического анализа лекарственных веществ. Пособие для фармацевтических работников / И.Г. Зенкевич, В.М. Косман. –С.-Пб.: СПХФА. – 1999. с. 81
