Jiaogulan | Gynostemma pentaphyllum

1.1. Historia i pochodzenie

Gynostemma pentaphyllum jest rośliną należącą do rodziny dyniowatych (Cucurbitaceae), jest więc krewną dyni, ogórka, arbuza czy melona. Pochodzi z Azji Południowo-Wschodniej i naturalnie występuje w Chinach, Japonii, Korei, Wietnamie i Indiach. Wyglądem przypomina winobluszcz, jest bowiem wytwarzającym wąsy czepne pnączem z liśćmi złożonymi o pięciolistkowej budowie. Późnym latem, w sierpniu i wrześniu, wytwarza małe, żółto-zielone kwiaty, następnie zaś niejadalne jagody, początkowo ciemnozielone, później przybierające kolor czarny.

Pierwsze wzmianki o stosowaniu Jiaogulan pochodzą z okresu dynastii Ming. W 1406 roku Zhu Xjan opisał go w dziele „Materia Medica for Famine” jako środek wzmacniający organizm. Następne informacje pochodzą z „Compendium Materia Medica” z roku 1578, gdzie zalecane jest jego stosowanie w leczeniu urazów, krwiomoczu i obrzęku gardła. Tradycyjna chińska medycyna uważa roślinę tę za ciepłą, wzmacniającą Yin i wspierającą Yang, dzięki czemu można stosować ją dla wzmocnienia odporności organizmu. W prowincji Guizhou od wieków jej liście są zbierane, suszone i używane zamiast zielonej herbaty. Średnia wieku mieszkańców tych terenów oscyluje w okolicach 100 lat.

W Chinach G. pentaphyllum jest jedną z roślin najwnikliwiej przebadanych pod względem składu chemicznego, farmakologii, toksykologii oraz zastosowań klinicznych. Chińska agencja The State Food and Drug Administration, odpowiedzialna za kontrolę żywności, wymienia ją jako jeden ze składników żywności funkcjonalnej. Podczas Międzynarodowej Konferencji Medycyny Ludowej w Pekinie w roku 1991 zaliczono ją do najważniejszych ziół wzmacniających.

1.2. Klasyfikacja

Jiaogulan jest ziołem o silnym działaniu adaptogennym, wpływającym na ograniczenie zmęczenia, bezsenności czy depresji. Ma korzystne działanie na układ sercowo-naczyniowy, a także właściwości antyoksydacyjne i neuroprotekcyjne. Może też być pomocny w terapii przeciwnowotworowej. Jest również bogatym źródłem witamin, aminokwasów oraz składników mineralnych.

1.3. Skład

Główną grupą związków aktywnych biologiczne w G. pentaphyllum są saponiny triterpenowe o strukturze tetracyklicznej, nazywane gipenozydami. Są one podobne do saponin występujących w żeń-szeniu (Panax ginseng), jedak ich zawartość jest trzykrotnie większa. Japońscy naukowcy opisali ponad 100 gipenozydów. Ich stężenie zależne jest od rodzaju gleby, temperatury oraz okresu zbioru. Najwyższe występuje w okresie kwitnienia rośliny.

Ponadto Jiaogulan zawiera:

• sterole: ergosterol, sitosterol, stigmatosterol, chondrillasterol,
• flawonoidy: kwercetynę, kemferol, rutynę,
• polisacharydy,
• lignany,
• karotenoidy: β-karoten, luteina,
• składniki mineralne: selen, magnez, cynk, wapń, żelazo, potas, mangan,
• aminokwasy.

2.1. Działanie neuroprotekcyjne

Wyniki badań prowadzonych na hodowli komórek hipokampa inkubowanych w warunkach obniżonego stężenia tlenu oraz glukozy wskazują na neuroprotekcyjny potencjał Jiaogulan. Podanie ekstraktu etanolowego z tej rośliny zapobiegało powstawaniu uszkodzeń w całych komórkach, a także w mitochondriach. Informacje te mogą być użyteczne w leczeniu pacjentów po udarach, kiedy dopływ krwi do części mózgu jest zaburzony. Wprawdzie działanie prewencyjne wyciągu z G. pentaphyllum jest intensywniejsze, ale zastosowanie go już po wystąpieniu uszkodzenia także przynosi oczekiwany efekt.

Badania prowadzone na szczurzym modelu zaburzeń poznawczych wykazały, iż podawanie G. pentaphyllum po wystąpieniu uszkodzenia przez 61 dni spowodowało poprawę zapamiętywania oraz zwiększenie aktywności dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i peroksydazy lipidowej (MDAC) – enzymów przeciwutleniających. W innym badaniu, wykorzystującym podobny zwierzęcy model, otrzymano dane na temat hamowania przez gipenozydy niekorzystnych zmian w morfologii istoty białej oraz normalizacji aktywności SOD w spoidle wielkim. Gipenozydy były podawane zwierzętom po urazie przez 33 dni.

U myszy z deficytami pamięci wywołanymi przez podanie skopolaminy gipenozydy zmniejszały trudności w zapamiętywaniu oraz uczeniu się. Ponadto w hipokampie wzrosła aktywność CREB (ang. cAMP response element binding protein) – czynnika transkrypcyjnego biorącego udział między innymi w transkrypcji genów BDNF (neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego, ang. brain-derived neurotrophic factor). Za efekt ten odpowiedzialny jest gipenozyd TN-2.

2.1.1. Choroba Parkinsona

Neuroprotekcyjne działanie G. pentaphyllum może być użyteczne w terapii pacjentów cierpiących z powodu choroby Parkinsona, w wyniku której dochodzi do degeneracji komórek istoty czarnej śródmózgowia (substantia nigra).

Podanie gipenozydów do hodowli in vitro substancji czarnej, w której chemicznie indukowano uszkodzenia, miało efekt protekcyjny. Ich skuteczność była większa, gdy podano je wcześniej niż substancję toksyczną. Wyniki te zostały potwierdzone in vivo w badaniu na szczurach – przeżywalność komórek istoty czarnej wzrosła średnio o ok. 27%. W innym badaniu szczurom, u których wywołano chorobę Parkinsona, podawano przez 28 dni etanolowy wyciąg z G. pentaphyllum. Stwierdzono zwiększenie się nie tylko poziomu dopaminy, ale także norepinefryny i serotoniny.

2.2. Wpływ na układ sercowo-naczyniowy

Gipenozydy są odwracalnymi inhibitorami pompy sodowo-potasowej, o działaniu zależnym od stężenia. Konkurują one z kationami sodu i blokują miejsca ich wiązania do tego białka, hamując jego działanie. Mogą więc chronić przed nadciśnieniem, a także przed działaniem toksyn powodujących wystąpienie tachykardii.

U szczurów z cukrzycą, cierpiących na kardiomiopatię gipenozydy redukowały poziom glukozy we krwi. Ponadto, w ciągu sześciotygodniowej suplementacji, nastąpiła poprawa funkcjonowania lewej komory serca. Badacze zakładają, iż może to być efekt modulowania działania kanałów wapniowych, choć dokładny mechanizm nie został zbadany.

G. pentaphyllum może tez być skuteczna przeciwko zaburzeniom rytmu serca, jednemu z czynników sprzyjających rozwijaniu się niewydolności tego narządu. W badaniu na świnkach morskich, u których wywołano arytmię, dożylne podanie wodnego wyciągu z Jiaogulan spowodowało zmniejszenie pobudliwości komór, częstotliwość występowania zaburzeń rytmu serca oraz objawy kołatania serca.

Stwierdzono także, iż roślina ta ma działanie ochronne na kardiomiocyty, a podana po wystąpienia zawału serca, zmniejsza zmiany martwicze mięśnia sercowego. Korzystnie wpływa również na procesy metaboliczne zachodzące w tym narządzie, zwiększa objętość przepływu krwi w naczyniach wieńcowych oraz hamuje indukowaną przez trombinę agregację płytek krwi. Zwiększa też syntezę śródbłonkowego tlenku azotu, który kontroluje napięcie mięśniówki naczyń krwionośnych.

2.3. Wpływ na poziom cholesterolu we krwi

Zbadano wpływ ekstraktu z G. pentaphyllum na profil lipidowy szczurów, których dieta była bogata w węglowodany i tłuszcze i powodowała wzrost poziomu cholesterolu oraz lipidów we krwi. Siedmiotygodniowa suplementacja gipenozydów obniżyła wartości tych parametrów o ok. 33%. Inne badania prowadzone na otyłych szczurach, którym podawano wyciąg z tej rośliny, wykazały spadek poziomu cholesterolu całkowitego o 13%, zaś jego frakcji LDL o 33%. O 33% obniżył się też poziom triglicerydów we krwi. Efekt ten utrzymał się przez 5 tygodni. Co więcej, wzrost poziomu triglicerydów następujących po posiłku był mniejszy u szczurów przyjmujących Jiaogulan niż w grupie kontrolnej. Za efekty te mogą być odpowiedzialne polisacharydy G. pentaphyllum. Prawdopodobnie wiążą się one z kwasami żółciowymi, co może wpływać na redukcję poziomu cholesterolu. Ponadto występujące w tej roślinie saponiny oddziałują selektywnie na wątrobowy receptor Xα (LXRα), aktywując go. Receptor ten związany jest z regulacją poziomu cholesterolu, kwasów tłuszczowych i glukozy we krwi.

2.4. Działanie przeciwcukrzycowe

G. pentaphyllum wykazuje działanie przeciwcukrzycowe, może więc wspomagać leczenie i profilaktykę tego schorzenia. Zawarte w tej roślinie saponiny są inhibitorami białkowej fosfatazy tyrozynowej (PTP1B, ang. protein tyrosine phosphatase 1B) – negatywnego regulatora dróg syngałowych leptyny i insuliny, związanego z powstawaniem otyłości oraz cukrzycy typu II. Jeden ze składników Jiaogulan, fanozyd, ma zdolność do indukowania sekrecji insuliny zarówno w zdrowej, jak i cukrzycowej tkance trzustki. Wyniki trzymane w badaniach in vitro potwierdzono także in vivo, podając fanozyd szczurom doustnie. W innym badaniu na myszach z cukrzycą pięciotygodniowa suplementacja gipenozydów pozwoliła na zredukowanie poziomu glukozy na czczo o ok. 13%.

Także eksperymenty z udziałem ludzi potwierdzają potencjał G. pentaphyllum w leczeniu cukrzycy typu II. U osób przyjmujących dziennie 6 g wyciągu z tej rośliny o zawartości 18% saponin zaobserwowano spadek poziomu glukozy, a także nieznaczne zwiększenie wrażliwości na insulinę. W innym badaniu ochotnicy chorujący na cukrzycę przez 12 tygodni pili herbatę z Jiaogulan. W tym czasie zarejestrowano nie tylko spadek poziomu glukozy we krwi, ale także stężenie hemoglobiny glikowanej HbA 1C – wskaźnika poziomu cukru we krwi na przestrzeni 2-3 miesięcy. Szybka poprawa glikemii i wrażliwości na insulinę wskazuje na potencjał G. pentaphyllum w leczeniu cukrzycy typu II.

2.5. Wpływ na metabolizm tłuszczów

Wyciąg z G. pentaphyllum podany genetycznie otyłym myszom po 8 tygodniach suplementacji spowolnił dalsze przybieranie na wadze, a także zmniejszył masę wątroby i poziom cholesterolu we krwi zwierząt. Roślina ta stymuluje utlenianie kwasów tłuszczowych poprzez stymulację kinazy aktywowanej 5’AMP (AMPK, ang. 5’AMP-activated protein kinase). Jest to enzym wpływający na utlenianie kwasów tłuszczowych oraz zahamowanie lipogenezy, syntezy cholesterolu i triglicerydów w wątrobie, a także lipogenezy w adipocytach. Stymuluje on utlenianie kwasów tłuszczowych w mięśniach, wychwyt glukozy oraz wydzielanie insuliny w komórkach wyspowych trzustki.

2.6. Wpływ na układ odpornościowy

Badania na myszach wykazały, iż podawanie Jiaogulan przed wystawieniem na długotrwały stres, a także w trakcie jego trwania, zapobiegało zmniejszeniu narządów immunologicznych takich jak grasica i śledziona, a także spadkowi proliferacji ich komórek. Roślina ta pozwoliła też zachować funkcje dojrzałych limfocytów. W innym badaniu otrzymano wyniki wskazujące, iż iniekcje ekstraktu z G. pentaphyllum wzmaga produkcję IgG2a i cytokin u myszy. Mogą także zwiększać odpowiedź immunologiczną poprzez aktywację limfocytów B i T.

2.7. Działanie antyhistaminowe i przeciwalergiczne

G. pentaphyllum może osłabiać reakcje alergiczne, zwłaszcza ze strony układu oddechowego. W próbie prowokacyjnej wywołano skurcz oskrzeli u świnek morskich za pomocą histaminy, a następnie podano wodny wyciąg z Jiaogulan. Zaobserwowano zmniejszenie skurczu oskrzeli o 60% przy dawce 2,5 mg/kg masy ciała. W innym badaniu wywołano podobną reakcję za pomocą alergenu. Przy takiej samej dawce wyciągu otrzymano 80%-owe osłabienie reakcji alergicznej. Podobne działanie, zarówno w przypadku skurczu oskrzeli wywołanego histaminą, jak i alergenem, zaobserwowano podając świnkom morskim wyizolowane gipenozydy, jednak było ono znacznie krótsze i mniej intensywne niż po zastosowaniu ekstraktu z całej rośliny. Badano także wpływ doustnego podania Jiaogulan na przebieg astmy alergicznej wywołanej przez owoalbuminę u myszy. Zarejestrowano wówczas obniżenie stężenia interleukin 4, 5 i 13, wytwarzanych przez limfocyty T pomocnicze Th2, co świadczy o ich zmniejszonej aktywności. Komórki te związane są z odpowiedzią humoralną i rozwijaniem się astmy oskrzelowej.

2.8. Działanie hepatoprotekcyjne

Etanolowy ekstrakt z G. pentaphyllum osłabia akumulację triglicerydów i cholesterolu w hepatocytach. Wykazuje też działanie przeciwzapalne poprzez inhibicję komórek gwiaździstych wątroby i zmniejszenie syntezy cytokin. Roślina ta przeciwdziała również zwłóknieniu wątroby, co zostało zaobserwowane in vivo u szczurów. Podanie zwierzętom ekstraktu z Jiaogulan zmniejszyło wzrost kolagenu w odpowiedzi na działanie toksyn indukujących zwłóknienie.

W innym badaniu zastosowano model stanu zapalnego wątroby indukowanego przez tetrachlorometan i acetaminofen, toksyny powodujące uszkodzenie tkanki wątroby. Podanie wodnego wyciągu z G. pentaphyllum pozwoliło zmniejszyć zmiany martwicze oraz obniżyć poziom enzymów związanych z uszkodzeniem tego narządu. Zahamowana została także produkcja TNF-α, który jest induktorem apoptozy hepatocytów we wczesnej fazie zapalenia, a także czynnikiem prowadzącym do nekrozy tych komórek i uszkodzenia narządu w późnej fazie procesu zapalnego.

2.9. Wpływ na różne narządy

2.9.1. Jądra

Wykazano działanie protekcyjne Jiaogulan na tkanki jąder poddane działaniu zaralenonu – mikotoksyny o właściwościach estrogennych powodującej bezpłodność. G. pentaphyllum chroni plemniki redukując występowanie apoptozy. Zwiększa także aktywność SOD i przeciwdziała patologicznym zmianom w tkance jąder.

2.9.2. Nerki

Gipenozydy przeciwdziałają zwłóknieniu nerek poprzez osłabienie działania białek je indukujących: TNF-β1, CTGF i Smad7. Mogą także zapobiegać wzrostowi poziomu białka w moczu, choć poznanie tego mechanizmu wymaga dalszych badań.

2.9.3. Żołądek

Wyniki badań prowadzonych na zwierzętach wskazują, iż wyciąg z G. pentaphyllum działa ochronnie na błonę śluzową żołądka. Przeciwdziała on także powstawaniu wrzodów wskutek działania alkoholu, stresu, niesteroidowych leków przeciwzapalnych oraz bakterii Helicobacter pylori.

2.9.4. Mięśnie

Saponiny zawarte w G. pentaphyllum, damulina A i B, zwiększają w komórkach mięśniowych wychwyt glukozy i aktywuje AMPK w stopniu zależnym od stężenia. Działanie to może być podstawą mechanizmu zwiększania spalania tłuszczów i redukcji poziomu glukozy we krwi. Ponadto bioaktywne polisacharydy zwiększały wytrzymałość mięśni i przeciwdziałały zmęczeniu podczas ćwiczeń.

2.10. Działanie przeciwnowotworowe

Wyniki badań wskazują, iż w raku jamy ustnej Jiaogulan może redukować rozmiar guza, stymulując apoptozę, wywołuje także efekt antyproliferacyjny. In vitro wykazano także atenuację migracji komórek nowotworowych i ich inwazyjności, co może hamować powstawanie przerzutów.

W komórkach raka wątroby saponiny i flawonoidy G. pentaphyllum zatrzymują proliferację lub indukują apoptozę. Gipenozydy zaś, oprócz indukcji apoptozy, zwiększają też przepuszczalność błon mitochondrialnych, co powoduje zwiększone uwalnianie kaspaz – enzymów z grupy protein cysteinowych, degradujących białka komórkowe po aktywacji przez sygnał apoptozy.

Gipenozydy zawarte w G. pentaphyllum zmniejszają żywotność komórek białaczki oraz raka płuc. Indukują one uwalnianie kaspaz oraz uszkodzenia DNA, których następstwem jest śmierć komórek.

Jiaogulan zmniejsza żywotność komórek glejaka poprzez zwiększenie uwalniania kaspaz. W stężeniu 240 μg/ml powoduje niemal całkowite zahamowanie proliferacji komórek w ciągu 72 godzin od podania. Nie wpływa natomiast na komórki zdrowe.

G. pentaphyllum może także mieć potencjał przeciwko rakowi prostaty, szyjki macicy oraz jelita grubego, jednak wobec braku dokładnych danych na ten temat wymagane są dalsze badania.