Piwonia chińska | Paeonia lactiflora

1. Co to jest piwonia chińska?

1.1. Historia i pochodzenie

Piwonia chińska to roślina, która występuje naturalnie w Azji Wschodniej, głównie na obszarze Chin, Mongolii i południowo-wschodniej Rosji [1, 4]. Osiąga wysokość do 100 cm i wytwarza charakterystyczne duże, pachnące kwiaty o zakresie barw od białej do intensywnie czerwonej. Piwonia chińska posiada rozbudowany system korzeniowy, a jej owoce to mieszki z ciemnobrunatnymi nasionami [2].

Suszony korzeń piwonii chińskiej (Paeoniae radix) był wykorzystywany w celach leczniczych w tradycyjnej medycynie chińskiej. Nazwano go Bái Sháo [1]. Z rośliny przygotowywano napary, nalewki i odwary. Surowcem zielarskim są także kwiaty piwonii chińskiej (Paeoniae flos) oraz jej nasiona (Paeoniae semen). Współcześnie piwonia chińska jest coraz szerzej badana pod kątem jej licznych właściwości leczniczych. Roślina znalazła także zastosowanie w kuchni, szczególnie w Chinach, gdzie służy jako przyprawa i dodatek do herbat [2].

1.2. Klasyfikacja

W celach leczniczych stosuje się wodny lub etanolowy ekstrakt z pozbawionego kory, suszonego korzenia piwonii chińskiej (Radix Paeoniae Alba), który w takiej formie jest znany jako TGP (ang. total glucosides of peony) [1]. Piwonia chińska jest obiektem zainteresowania naukowców, którzy prowadzą nad nią liczne badania z wykorzystaniem modeli zwierzęcych, hodowli komórkowych oraz z udziałem ludzi w warunkach klinicznych. Roślina, dzięki swoim właściwościom przeciwzapalnym, przeciwbólowym, immunomodulacyjnym i przeciwdrobnoustrojowym, znajduje potencjalne zastosowanie w leczeniu wielu schorzeń. Ponadto wykazuje działanie neuroochronne, co czyni ją potencjalnym lekiem między innymi w terapii choroby Alzheimera i choroby Parkinsona. Badania wykazały, że składniki aktywne piwonii chińskiej mogą mieć zastosowanie w zapobieganiu napadom drgawkowym w padaczce, leczyć stany depresyjne oraz objawy PTSD. Dzięki właściwościom przeciwnowotworowym TGP staje się nadzieją dla chorych na glejaka.

1.3. Skład

Grupy związków chemicznych obecne w piwonii chińskiej należą do monoterpenoidów, triterpenoidów, flawonoidów, fenoli i tanin. Najlepiej przebadaną grupą składników aktywnych rośliny są glikozydy monoterpenowe określane jako TGP, spośród których wyodrębniana w najwyższym stężeniu jest peonifloryna. Jest to główna substancja aktywna – odpowiada za większość właściwości leczniczych piwonii chińskiej. Pozostałe główne składniki to peonina, albifloryna i benzoylopeonifloryna. Oprócz tego w badanych próbkach znajdowane są składniki poboczne: peoniflorygenon, peonianina E, peonidanina A, peonidanina B i peonidanina C. Aktywność wykorzystywaną w medycynie wykazują również peonol, palbinon oraz daukosterol [3].

2. Jak działa piwonia chińska?

2.1. Wpływ na układ nerwowy

2.1.1. Choroby neurodegeneracyjne

Składnik aktywny piwonii chińskiej, peonifloryna, wykazał w badaniach właściwości ochronne wobec podklonu SH-SY5Y komórek neuroblastomy przed neurotoksycznością spowodowaną działaniem peptydu beta-amyloidu Aβ25-35. W chorobie Alzheimera dochodzi do nagromadzenia beta-amyloidu, co prowadzi do uszkodzenia komórek SH-SY5Y. Uszkodzone komórki produkują dehydrogenazę mleczanową i reaktywne formy tlenu. W badaniach z wykorzystaniem peonifloryny zauważono, że komórki SH-SY5Y z nagromadzonym beta-amyloidem wytwarzają mniejsze ilości tych związków. To sugeruje, że paenifloriny regulują ekspresję białek związanych ze ścieżką amyloidogenną [5, 20].

Peonifloryna prawdopodobnie może wywierać korzystny efekt terapeutyczny w chorobie Parkinsona poprzez aktywację receptora adenozynowego A1 lub poprzez hamowanie aktywności kwasoczułych kanałów jonowych (ASIC). Dokładne mechanizmy wciąż są obiektem badań [6, 7].

2.1.2 Zaburzenia psychiczne

Peonifloryna wykazuje działanie antydepresyjne poprzez obniżenie poziomu kortykosteronu i hormonu adrenokortykotropowego we krwi, zwiększenie poziomu noradrenaliny i serotoniny w mózgu, zwiększenie poziomu receptora GHSR1a w jelitach oraz hamowanie produkcji obwodowych i centralnych cytokin prozapalnych. Zauważono, że peonifloryna zmniejsza poziom ekspresji receptora 5-HT2A i zwiększa poziom ekspresji receptora 5-HT1A w mózgu. Może też hamować ekspresję TLR-4, MyD88, p-NF-κB p65 i p-IκBα. Oprócz tego peonifloryna działa w obszarze hipokampa poprzez podniesienie poziomu kinazy ERK1/2 i czynnika transkrypcyjnego CREB oraz stymulację neurogenezy na szlaku sygnałowym zależnym od BDNF-TrkB. W badaniach terapia piwonią chińską zmniejszała objawy depresyjne, które współwystępowały z czynnikami, takimi jak chroniczny stres nieprzewidywalny (CUS), niedokrwienie mózgu, toczeń rumieniowaty układowy oraz cytokina prozapalna IFN-α. [7, 21, 22, 23, 24].

Piwonia chińska może mieć także zastosowanie w leczeniu zespołu stresu pourazowego (PTSD). Dokładny mechanizm działania paeonifloriny w PTSD nie został do końca zbadany, ale zauważono, że jej podawanie skraca czas trwania objawu zamrożenia (ang. freezing). Objaw zamrożenia jest mechanizmem obronnym i polega na spowolnieniu motoryki ciała oraz wystąpieniu bradykardii. Podejrzewa się, że peonifloryna wywiera efekt terapeutyczny poprzez zwiększenie stężenia receptora serotoninowego 5-HT w mózgu oraz zmniejszenie stężenia kortykosteronu, hormonu uwalniającego kortykotropinę i hormonu adrenokortykotropowego we krwi [7, 12].

2.1.3. Napady drgawkowe wywołane hipertermią

Z dotychczasowych badań na modelach zwierzęcych wynika, że peonifloryna poprzez niepoznane jeszcze mechanizmy blokuje napływ jonów sodu do wnętrza neuronu lub hamuje mGluR5 (receptory metabotropowe glutaminianergicze), co z kolei doprowadza do zahamowania wzrostu wewnątrzkomórkowego stężenia jonów wapnia. W efekcie prawdopodobnie dochodzi do blokowania depolaryzacji błony komórkowej i hamowania śmierci komórek nerwowych, co ma tłumić napady drgawkowe wywołane hipertermią. [7, 11].

2.1.4. Działanie przeciwbólowe

Według badaczy przeciwbólowe działanie paeonifloriny może wynikać z czterech różnych mechanizmów. Pierwszym z nich jest aktywacja receptora adenozynowego A1. Drugi polega na supresji cytokiny sygnałowej 3 (SOCS3) w mikrogleju. Kolejny z mechanizmów dotyczy aktywacji endogennego receptora opioidowego. Ostatnim z możliwych działań jest hamowanie procesów zapalnych w tkance nerwowej [7].

2.1.5. Glejak mózgu

Cytotoksyczne działanie substancji aktywnych piwonii chińskiej jest powiązane z modulowaniem kaspaz apoptotycznych. Badania wskazują na to, że TGP hamuje wzrost komórek nowotworowych, ale także uwrażliwia je na działanie chemioterapii [3]. Zauważono, że TGP jest potencjalnie skuteczne w leczeniu glejaka mózgu. Peonifloryna może hamować wzrost komórek glejaka poprzez promowanie degradacji ludzkiego protoonkogenu STAT-3 (przekaźnika sygnału i aktywatora transkrypcji) oraz jego defosforylację. Inne badane mechanizmy, które mogą w przyszłości zostać wykorzystane w leczeniu glejaka to zwiększenie przez peoniflorynę ekspresji genu miR-16 oraz hamowanie przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego [7, 8, 9, 10].

2.1.6. Jakość snu

W badaniu na modelu zwierzęcym z wykorzystaniem metod elektroencefalografii (EEG) i elektromiografii (EMG) wykazano, że peonifloryna skraca latencję snu i wydłuża fazę snu o wolnych ruchach gałek ocznych (NREM). Pośredniczy w tym mechanizm hamowania układu histaminergicznego z udziałem receptora adenozynowego A1 [29].

2.1.7. Nasilanie neurogenezy i neuroplastyczności

Peonifloryna stymuluje neurogenezę oraz neuroplastyczność w obszarze hipokampa. Zbadano, że jej podawanie nasila syntezę neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF), którego rolą jest regulacja wzrostu, różnicowania i regeneracji neuronów oraz synaps. Ponadto peonifloryna podwyższa stężenie ufosforylowanego czynnika transkrypcyjnego CREB (p-CREB). Efektem jej działania jest między innymi zwiększona liczba cząsteczek kwaśnego białka włókienkowego gleju (GFAP) [30].

2.2. Wpływ na układ odpornościowy

2.2.1. Działanie przeciwzapalne, immunomodulacyjne i antyoksydacyjne

Przeciwzapalne działanie TGP według badań wynika z mechanizmów, które modulują uwalnianie mediatorów prozapalnych oraz poziomu cAMP. Poprzez hamowanie proliferacji synowiocytów dochodzi do ograniczenia powstawania IL-1, TNF-α oraz prostaglandyny. Terapia TGP powoduje spadek liczby limfocytów T regulatorowych, poziomu cytokin produkowanych przez limfocyty typu Th1 oraz IL-6. Zauważono, że TGP moduluje szlaki zapalne[3].

Za bezpośrednie działanie antyoksydacyjne piwonii chińskiej odpowiada albifloryna, która w badaniach na modelach zwierzęcych ograniczała szkodliwość wolnych rodników tlenowych. Peonol zmniejsza produkcję nadtlenku wodoru i wolnych rodników tlenowych oraz zwiększa zdolność ich wychwytywania. Peonifloryna natomiast działa na stres oksydacyjny w mechanizmach pośrednich, zwiększając aktywację czynnika transkrypcyjnego Nrf2 [3].

2.2.2. Reumatoidalne zapalenie stawów

Badania wskazują, że piwonia chińska jest skutecznym lekiem w łagodzeniu objawów związanych z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Przeciwzapalne działanie peonifloryny jest efektem ograniczenia produkcji prostaglandyny E2, leukotrienu B4, tlenku azotu, reaktywnych form tlenu, cytokin prozapalnych oraz chemokin. Ponadto piwonia chińska hamuje proliferację limfocytów i synowiocytów fibroblastycznych. Peonifloryna ogranicza również angiogenezę i produkcję metaloproteinaz macierzy. W efekcie dochodzi do złagodzenia objawów takich jak: ból, obrzęki stawów, przerost błony maziowej, erozja kości oraz niszczenie tkanki chrzęstnej [13].

2.3. Działanie przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze i przeciwwirusowe

Według badań przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze działanie piwonii chińskiej opiera się na modyfikowaniu budowy ścian komórkowych mikroorganizmów, co ogranicza ich wzrost. Składniki aktywne rośliny powodują, że bakterie i grzyby stają się mniej oporne na fagocytozę [3].

Peonifloryna hamuje dojrzewanie biofilmu bakteryjnego w jamie ustnej oraz spowalnia wzrost kwasotwórczych bakterii próchnicowych. Wykorzystany w badaniach ekstrakt z piwonii chińskiej wykazał silne działanie przeciwdrobnoustrojowe w szczególności przeciwko Streptococcus mutans i Candida albicans, co w przyszłości może zostać wykorzystane do produkcji preparatów wspomagających kontrolowanie rozwoju próchnicy [14].

Piwonia chińska wykazuje aktywność przeciwwirusową wobec wirusa grypy (Orthomyxovirus influenzae) poprzez ograniczanie wnikania cząsteczek wirusa do organizmu oraz hamowanie jego replikacji. Badacze zauważyli również, że roślina ma potencjał do działania przeciwwirusowego względem wirusa zapalenia wątroby typu B (Hepatitis B Virus, HBV), wirusowi opryszczki pospolitej (Herpes simplex virus, HSV) i rinowirusom [15, 16].

2.4. Wpływ na kontrolę glikemii

Do oceny wpływu piwonii chińskiej na kontrolę glikemii przeprowadzono badania na modelach zwierzęcych. Otrzymane wyniki wskazują, że peonifloryna może zwiększać wykorzystanie glukozy przez organizm, zapobiegając hiperglikemii. Zauważono ponadto, że odpowiedzialny za to mechanizm jest niezależny od stężenia insuliny w osoczu krwi [17]. Peonol wykazał zdolność do obniżania stężenia glukozy we krwi, jednak jego skuteczność jest słabsza niż stosowanej w leczeniu cukrzycy typu II metforminy. W badaniach na komórkach ludzkich palbinon zwiększał wchłanianie glukozy i pobudzał syntezę glikogenu. Składniki aktywne piwonii chińskiej ograniczają również występowanie powikłań cukrzycowych związanych z hiperglikemią [3].

2.5. Działanie hepatoprotekcyjne

Peonifloryna obniża poziom enzymów wątrobowych i markerów marskości wątroby, takich jak ALT, AST, fosfataza alkaliczna (ALP), bilirubina całkowita, bilirubina bezpośrednia, gammaglutamylotranspeptydaza i całkowite kwasy żółciowe. Daukosterol zmniejsza wchłanianie cholesterolu pokarmowego i żółciowego, natomiast peonol może ograniczać rozwój miażdżycy poprzez obniżenie poziomu cholesterolu i trójglicerydów w surowicy. Ponadto peonol ma budowę podobną do kwasu acetylosalicylowego, leku stosowanego w prewencji miażdżycy [3].

2.6. Regulacja hormonów płciowych

2.6.1. Testosteron

Ekstrakt peonifloryny w badaniu przeprowadzonym na komórkach zwierzęcych stymulowanych do nadprodukcji testosteronu powodował normalizację poziomu wydzielania tego hormonu. Mechanizm odpowiedzialny za takie działanie piwonii chińskiej polega na ograniczaniu ekspresji cytochromów CYP17A1 (enzymu rozszczepiającego łańcuch boczny cholesterolu) i CYP11A1 (krytycznego enzymu steroidogennego) [25, 26].

2.6.2. Zespół napięcia przedmiesiączkowego (PMS) i menopauza

Ekstrakt z piwonii chińskiej był badany na modelu zwierzęcym pod kątem jego wpływu na regulację poziomów receptora estrogenowego β (ERβ), hydroksylazy tryptofanowej-2 (TPH2) i transportera serotoninowego (SERT) w czasie zespołu napięcia przedmiesiączkowego. Kuracja piwonią chińską powodowała zwiększenie ekspresji ERβ i TPH2 przy jednoczesnym obniżeniu poziomu SERT, co łagodziło objawy lękowe związane z PMS. Inne badanie oceniało reakcję szczurów wprowadzonych w stan depresji menopauzalnej na peoniflorynę. Zauważono spadek poziomu hormonu uwalniającego kortykotropinę (CRH), hormonu adrenokortykotropowego (ACTH), kortyzolu oraz ekspresji receptora 5-HT2A przy jednoczesnym podniesieniu ilości receptora 5-HT1A. W efekcie stany depresyjne uległy zmniejszeniu. Wyniki powyższych badań sugerują, że piwonia chińska może być w przyszłości wykorzystana do łagodzenia objawów PMS i menopauzy [27, 28].

2.7. Poprawa przepływu krwi

Piwonia chińska poprawia przepływ krwi poprzez mechanizmy związane z angiogenezą, skurczem i rozkurczem naczyń krwionośnych, procesami krzepnięcia, a także proliferacją i migracją komórek naczyń krwionośnych. W badaniu na modelu zwierzęcym zaobserwowano, że piwonia powoduje obniżenie lepkości krwi pełnej, wydłużenie czasu trombinowego (TT) i zmniejszenie ilości fibrynogenu. Te działania przypisano peoniflorynie, albiflorynie i peoninie C [31].