Astragalus membranaceus we współczesnej farmakognozji. Część I: Działanie hamujące procesy starzenia organizmu.

Właściwości farmakologiczne

Astragalus membranaceus (traganek błoniasty) jest jedną z podstawowych roślin leczniczych stosowanych w tradycyjnej medycynie chińskiej. Do tej pory znany był przede wszystkim z ogólnoustrojowego działania regulacyjnego:

• antyoksydacyjnego,
• immuno-modulacyjnego,
• przeciwzapalnego, przeciwnowotworowego
• metabolicznego – przeciwcukrzycowego i przeciwmiażdżycowego

oraz wtórnego działania narządowego:

• hepatoprotekcyjnego,
• kardioprotekcyjnego,
• neuroprotekcyjnego,
• nefroprotekcyjnego,
• diuretycznego
• wykrztuśnego

Obecnie przyciąga uwagę medycyny zachodniej z powodu wielokierunkowego działania adaptogennego oraz unikalnej właściwości zwiększania aktywności telomerazy chromosomów, a w efekcie przedłużania czasu żywotności komórek, tkanek i narządów. Możliwość spowalniania procesu starzenia ma obecnie olbrzymie znaczenie społeczne i stanowi wyzwanie dla współczesnej nauki (Liu i wsp., 2017).

Wyciąg (ekstrakt) z korzenia Astragalusa zawiera ponad 230 substancji aktywnych, w tym ponad 160 saponin trójterpenowych, ponad 60 flawonoidów oraz 14 polisacharydów. W dostępnej literaturze można znaleźć opracowania dotyczące właściwości farmakologicznych, w tym działania przeciwstarzeniowego, zarówno wyciągu z korzenia, jak i zawartych w nim substancji aktywnych (Liu i wsp., 2017).

Astragalus i hamowanie procesów starzenia w świetle współczesnych badań

Już ponad 10 lat temu stwierdzono, że ekstrakt z korzenia Astragalusa, podawany przez 10 tygodni, hamował związane z procesem starzenia upośledzenie funkcji ruchowych i poznawczych u myszy i szczurów. Mechanizm takiego działania polega prawdopodobnie na jednoczesnym wpływie antyoksydacyjnym i immunomodulacyjnym (Lei i wsp., 2003; Li i wsp., 2007). Ponadto wykazano, że wyciąg z korzenia Astragalusa chroni ludzkie fibroblasty przed cytotoksycznym działaniem promieniowania UVA poprzez hamowanie enzymu metaloproteinazy-1 (kolagenazy), zwiększanie syntezy inhibitora tego enzymu oraz zwiększanie wydzielania transformującego czynnika wzrostu TGF-β (transforming growth factor β (Liu i Min, 2011).

Warto w tym miejscu przypomnieć, że skóra starzeje się pod wpływem czynników zewnętrznych (promieniowania UV odpowiedzialnego za tzw. fotostarzenie) oraz wewnętrznych (wolnych rodników uszkadzających komórki). Wartościową właściwością Astragalusa jest to, że ogranicza działanie czynników zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Mechanizm fotostarzenia skóry pod wpływem promieni UVB tłumaczony jest zwiększeniem ekspresji metaloproteinazy-1, enzymu rozkładającego kolagen typu I w macierzy międzykomórkowej. Postępująca degradacja macierzy prowadzi do powstawania ubytków, które manifestują się na skórze jako zmarszczki i bruzdy. TGF-β stymuluje syntezę kolagenu, a promieniowanie UVB osłabia działanie tej cytokiny poprzez hamowanie transkrypcji receptora TβRII. Promieniowanie słoneczne uszkadza także bezpośrednio i pośrednio DNA oraz zwiększa produkcję wolnych rodników, które z kolei aktywują metaloproteinazy i w ten sposób przyczyniają się do degradacji kolagenu (Chen i wsp., 2015).

Jednak działanie przeciwstarzeniowe Astragalusa nie opiera się jedynie na efekcie antyoksydacyjnym i immunomodulacyjnym (tabela). Niemniej ważne jest działanie przeciwmiażdżycowe i rozszerzające naczynia krwionośne prowadzące do poprawy parametrów krążenia tkankowego. Ponadto Astragalus zwiększa wrażliwość tkanek obwodowych na insulinę i reguluje stężenie glukozy we krwi. Przyczynia się to znacząco do spowalniania procesów starzenia, ponieważ nadmiar glukozy prowadzi do zmiany struktury (glikacji) i upośledzenia funkcji białek, w tym kolagenu i elastyny (Liu i wsp., 2017).

Jedną z najważniejszych substancji aktywnych Astragalusa, odpowiadających za hamowanie procesu fotostarzenia skóry, jest saponina trójterpenowa – astragalozyd IV. W warunkach in vitro przebadano wpływ astragalozydu IV na fibroblasty skóry szczura poddanych działaniu promieniowania UVB. W napromieniowanych fibroblastach stwierdzono zmniejszoną ekspresję genu dla kolagenu I oraz nasilenie stresu oksydacyjnego. Te negatywne efekty odwracane były przez astragalozyd IV (Wen i wsp., 2018).

W badaniach przeprowadzonych na ludzkich fibroblastach stwierdzono, że astragalozyd IV zwiększał przeżywalność tych komórek: w stężeniu 30 μg/ml o 25%, a w stężeniu 40 μg/ml o 50% (Rys. 1). Astragalozyd w stężeniu 40 μg/ml prawie całkowicie odwracał cytotoksyczny wpływ promieniowania UVA na fibroblasty, hamował aktywność metaloproteinazy I (Rys. 2), zwiększał wrażliwość receptora TβRII na TGF-β oraz ekspresję mRNA dla prokolagenu I (Rys. 3). Podsumowując, badana saponina hamowała proces fotostarzenia w mechanizmie zmniejszania degradacji kolagenu i zwiększania produkcji prokolagenu I (Chen i wsp., 2015).

Cykloastragenol (TA-65), kolejna saponina triterpenowa, jest aglikonem astragalozydu IV. To do tej pory jedyny związek z udokumentowanym wpływem na telomerazę u ludzi. Poza aktywacją telomerazy i wydłużaniem telomerów chromosomów działa także przeciwzapalnie, antyoksydacyjnie i hipolipemizująco. Każdy z tych mechanizmów przyczynia się do działania przeciwstarzeniowego. Warto przypomnieć, że telomery są strukturą chroniącą końcówki chromosomów przed degradacją. Skracają się one po każdym podziale komórki. Zbyt krótkie telomery aktywują proces apoptozy, programowanej śmierci komórki. Wydłużanie telomerów zwiększa więc potencjał proliferacyjny komórki. W badaniu eksperymentalnym przeprowadzonym na myszach stwierdzono, że cykloastragenol poprawiał w tym mechanizmie kondycję skóry, przyspieszał gojenie ran i porost futra u starzejących się zwierząt.

Na podstawie dostępnych danych można stwierdzić, że cykloastragenol jest bezpieczny w stosowaniu, najwyższa dawka, która nie wywołuje jeszcze objawów niepożądanych (NOAEL, no-observed-adverse-effect level) wynosiła u szczurów 150 mg/kg/d. Jest to istotne w aspekcie podnoszonej teoretycznie możliwości nasilania proliferacji komórek nowotworowych przez substancje aktywujące telomerazę. Analiza wyników bezpieczeństwa pozwoliła jednak amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) na klasyfikację cykloastragenolu w kategorii tzw. żywności leczniczej (Yu i wsp., 2018).

W ostatnich latach opublikowane zostały także wyniki zewnętrznego stosowania Astragalusa. W otwartej próbie klinicznej przebadano 37 kobiet w wieku 35-60 lat stosujących dwa razy dziennie przez 12 tygodni tonik do twarzy zawierający wyciąg z korzenia Astragalusa, wyciąg z liści rozmarynu, mieszankę peptydów oraz koenzym Q10. W kwestionariuszu samooceny pacjentek brane były pod uwagę następujące parametry: głębokość drobnych zmarszczek, karnację, nierówność wizualną i dotykową, obecność zaczerwienień i przebarwień. Istotną poprawę wszystkich parametrów odnotowano po 8 tygodniach stosowania toniku, po 12 tygodniach obserwowany efekt był jeszcze bardziej widoczny (Herndon i wsp., 2015).

Astragalus i czynniki nasilające jego działanie spowalniające procesy starzenia

Od kilku lat podkreśla się rolę pozytywnych interakcji między substancjami aktywnymi stosowanymi jednoczasowo na wypadkowy efekt ich działania. Ponieważ wpływ Astragalusa na tkankę łączną polega na hamowaniu degradacji i nasilaniu syntezy kolagenu, suplementację ekstraktu warto uzupełnić o inne cenne elementy. Pierwszym z nich jest kolagen, który dostarcza peptydów i aminokwasów niezbędnych do ponownej syntezy kolagenu w fibroblastach (Kim i wsp., 2018). W warunkach klinicznych przebadano wpływ doustnej suplementacji niskocząsteczkowego (zhydrolizowanego) rybiego kolagenu na parametry skóry twarzy 70 kobiet w wieku 40-60 lat. Kolagen podawano codziennie w dawce 50 mg. Po 6 i 12 tygodniach badano nawodnienie skóry (przy pomocy korneometru), jej elastyczność (z wykorzystaniem kutometru), a wielkość zmarszczek oceniano porównując zdjęcia skóry wykonane w dużym powiększeniu. Znacząca poprawę stwierdzono we wszystkich badanych parametrach (Kim i wsp., 2018).

Kolejną cenną substancją, którą można stosować z ekstraktem z korzenia Astragalusa, jest witamina C (kwas askorbinowy). Wykazano, że ekspozycja na promieniowanie UV zmniejsza skórne rezerwy witaminy C w stopniu zależnym od dawki. Nawet minimalna ekspozycja może zmniejszyć stężenie witaminy C do 70% wartości prawidłowej. A askorbinian jest kofaktorem hydroksylazy prolilu i lizylu odpowiedzialnej za stabilizację i krzyżowanie włókien kolagenu. Może również bezpośrednio pobudzać syntezę kolagenu przez aktywację transkrypcji i stabilizowanie mRNA prokolagenu I. Ponadto zwiększa aktywność tkankowego inhibitora metaloproteinazy-1, przez co hamuje degradację kolagenu. W badaniach in vitro wykazano, że askorbinian może hamować syntezę elastyny przez fibroblasty. Nadmiar nagromadzonej elastyny jest cechą charakterystyczną dla skóry poddanej procesowi fotostarzenia (Masaki, 2010). Z kolei MSM (metylosulfonylometan) jest organicznym związkiem siarki wykorzystywanym przez organizm jako substrat do produkcji m.in. przeciwciał, enzymów, glutationu, kolagenu oraz keratyny. Z tego powodu siarka organiczna ma istotny wpływ na kondycję skóry, włosów i paznokci. Jej korzystne działanie na tkankę łączną przejawia się przyspieszaniem procesu gojenia ran i zmniejszaniem ryzyka powstawania blizn. Warto wspomnieć, że MSM zwiększa absorpcję jelitową witaminy C oraz aminokwasów (Butawan i wsp., 2017).

Podsumowując, ekstrakt z korzenia Astragalusa, kolagen, witamina C i MSM wykazują per se działanie hamujące starzenie się tkanek i narządów, w tym skóry. Ich łączne podanie może prowadzić do wzajemnych interakcji synergistycznych i nasilenia spodziewanego efektu końcowego.

prof. dr hab. n. med. Kinga Borowicz-Reutt

Samodzielna Pracownia Neuropatofizjoligii Doświadczalnej,

Katedra Patofizjologii,

Uniwersytet Medyczny w Lublinie

dr Monika Elżbieta Jach

Katedra Biologii Molekularnej,

Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II w Lublinie

Piśmiennictwo:

1. Butawan M, Benjamin RL, Bloomer RJ, 2017. Methylsulfonylmethane: applications and safety of a novel dietary supplement. Nutrients 16;9(3)
2. Chen B, Li R, Yan N, Chen G, Qian W, Jiang H-Li, Ji C, Bi Z-G, 2015. Astragaloside controls collagen reduction in photoaging skin by improving transforming growth factor-β/Smad signaling suppression and inhibiting matrix metalloproteinase-1. Mol Med Rep 11:3344-3348
3. EFSA Consolidated list of Article 13 health claims List of references received by EFSA, 2011.
4. Herndon JH Jr, Jiang L, Kononov T, Fox T, 2015. An open label clinical trial of a multi-ingredient anti-aging moisturizer designed to improve the appearance of facial skin. J Drugs Dermatol 14(7):699-704
5. Kim D-U, Chung H-C, Choi J, Sakai Y, Lee B-Y, 2018. Oral intake of low-molecular-weight collagen peptide improves hydration, elasticity, and wrinkling in human skin: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. Nutrients 10: 826-838
6. Lei H, WangB, Li WP, Yang Y, Zhou AW, Chen MZ,2003. Anti-aging effects of astragalosides and its mechanism of action. Acta Pharmacol Sin 24:230-234
7. Li WZ, Li WP, Yin YY, 2007. Effects of AST and ASI on metabolism of free radical in senescen rats treated by HC. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi 32:2539-25-42
8. Liu P, Zhao H, Luo Y, 2017. Anti-aging implications of Astragalus membranaceus (Huangqi): a well-known Chinese tonic. Aging and Disease 8(6):868-886
9. Liu X, Min W, 2011. Protective effects of astragaliside against ultraviolet A-induced photoaging in human fibroblasts. Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao 9:328-332
10. Masaki H, 2010. Role of antioxidants in the skin: anti-aging effects. J Dermatol Sci 58(2):85-90.
11. Wen W, Chen J, Ding L, Luo X, Zheng X, Dai Q, Gu Q, Liu C, Liang M, Guo X, Liu P, Li M, 2018. Astragalozide exerts anti-photoaging effects in UVB-induced premature senescence of rat dermal fibroblasts through enhanced autophagy. Arch Biochem Biophys, doi:10.1016/j.abb.2018.09.007
12. Yu Y, Zhou L, Yang Y, Liu Y, 2018. Cycloastragenol: an exciting novel candidate for age-associated diseases. Experimental and Therapeutic Medicine 16:2175-2182