痛風發作時的紅、腫、痛是患者最難忍受的痛苦,台灣肉桂成分除了有抑制尿酸合成的效果,也有抗發炎的效果。對痛風患者的保健都能發揮正面幫助!
痛风与发炎
免疫系统是身体自然保护机制,免疫反应是身体面对外來物入侵时的防御机制,当病原体入侵时,会先引起发炎反应,以达到清除外來病原体,保护宿主健康。
然而过度的发炎反应将导致多种的疾病发生,例如痛风、糖尿病、肾脏病、粥状动脉硬化、阿兹海默症等。
痛风是一种常见的关节发炎疾病,主要原因是尿酸的结晶沉积在关节内,进而造成严重红、肿、热、痛的发炎反应。痛风发作时,医师开药优先处理的是降低发炎反应,缓解患者疼痛;其次是控制血液中尿酸浓度。
巨噬细胞在免疫及发炎反应上扮演重要的角色,巨噬细胞透过一群特殊的接收器TLRs (toll-like receptors)辨识外來的病原菌,例如格兰氏阴性菌细胞壁中的主要成分脂多糖LPS (lipopolysaccharide)会与TLR4 结合,透过活化下游的MAPK 讯息传递蛋白,包括ERK1/2, JNK1/2 与p38,进而活化转录因子NF-κB (nuclear transcription factor kappa-B),最后促使发炎因子的产生,导致发炎反应的发生。重要且常见的发炎因子包括IL-1β, IL-6, TNF-α 等细胞激素,以及一氧化氮NO (nitric oxide)等,抑制发炎因子的产生是预防与改善发炎相关疾病重要的策略之一。
台湾肉桂抗发炎
先前文献证实台湾肉桂具抗发炎功效,此次台大&兴大学者进一步针对台湾肉桂枝条水蒸馏萃取的精油及其内部成分的抗发炎效果进行研究。
巨噬细胞是一种适合用來研究发炎反应的细胞模式,在研究开发初期是一种快速且符合经济效益之筛选平台。
抗发炎反应的实验模式中,利用脂多糖LPS (lipopolysaccharide)诱导巨噬细胞进行一氧化氮NO (nitric oxide)生成,接着验证台湾肉桂枝条精油(水蒸馏萃取物)对一氧化氮NO (发炎因子)生成抑制能力,以证实枝条萃取物的抗发炎能力。
Anti-inflammation activities of essential oil and its constituents from Taiwan indigenous cinnamon twigs
📓论文发表在国际期刊: Bioresource Technology (生物资源技术)
本研究中,作者使用水蒸馏法进行精油萃取并验证台湾肉桂枝条精油的抗发炎能力,成分分析中使用了气相层析质谱仪来进行,其中发现精油主成分含量有L-乙酸冰片酯( 15.89%),氧化石竹烯(12.98%),γ-桉叶醇(8.03%),β-石竹烯(6.60%),T-杜松醇(5.49%),δ-杜松烯(4.79%) ,反式-β-榄香烯酮(4.25%),杜松萘(4.19%)和反式-肉桂醛(4.07%)。
抗发炎活性中作者使用了脂多糖LPS (lipopolysaccharide)诱导RAW264.7 macrophage 巨噬细胞进行了一氧化氮NO (nitric oxide)与前列腺素E2( prostaglandin E2 (PGE2))生成试验。
在一氧化氮试验中,结果发现台湾肉桂枝条主要成份皆有不错的表现,证实台湾肉桂枝条对于抗发炎的作用是极具潜力的。
研究结果
1. HepG2 cells 人类肝癌细胞毒性测试
此细胞株被认为是常见的恶性肿瘤之一,且肝癌发病率高归因于体内的肝炎病毒持续感染与环境毒素如亚硝酸胺与黄麴毒素等。本研究中使用MTT assay来进行细胞毒性测试,研究发现台湾肉桂枝条精油的浓度在250 μg/ml时对于肝癌细胞有很好的抑制效果,仅有36.6%的肝癌细胞存活,
其他主成分如L-乙酸冰片酯与氧化石竹烯则未有显著的细胞生长抑制效果。
2. 台湾肉桂枝条精油与其成分对于脂多糖LPS (lipopolysaccharide)诱导之RAW264.7 macrophage 巨噬细胞一氧化氮产生抑制率
一氧化氮是一种体内合成的内源自由基物种,来自各种动物细胞和组织内的L-精氨酸的一氧化氮合酶(NOS)。少量的NO是物理性体内平衡的重要调节因子,器官与器官之间必须经由调整和监管机制保持平衡,才能使整个基体的正常运作。而大量的NO与各种疾病和发炎症状的病理生理学有着密切相关。
LPS可以诱导许多细胞如巨噬细胞、库佛氏细胞、平滑肌细胞与血球细胞,可能产生细胞毒性、组织损伤、发炎反应更甚者可能导致中风。
台湾肉桂枝条精油抑制NO生成结果如 (图1),25 μg/ml的台湾肉桂枝条精油可以有效抑制NO生成率达68.8%,半有效剂量IC50 约在 11.2 μg/ml,精油浓度50 μg/ml时抑制NO生成率可达100%。此外在MTT assay细胞毒性测试中显示当精油浓度50 μg/ml不具有显著细胞毒性。研究结果指出台湾肉桂枝条精油在抑制NO生成有很好的效果。
而在浓度10 μg/ml下,精油内其他主要成分的有效抑制NO生成率如下:
反式肉桂醛(59.9%)和石竹烯氧化物(54.0%)表现出比枝条精油(48.3%)更好的NO抑制作用效果。以上这些成分在作用浓度下皆是不具有显著细胞毒性的。
作者特别针对反式肉桂醛进行一氧化氮产生抑制率的测试,结果发现其半有效剂量IC50 约在 88.4 μM,而在浓度200 μM其抑制率可高达100.8%(图2A)。此外MTT细胞毒性测试中,在此高浓度下反式肉桂醛有显著细胞毒性(图2B)。结果证实反式肉桂醛是具备抗发炎潜力的。
图2:a. 脂多糖(lipopolysaccharide (LPS))诱导之RAW264.7 macrophage 巨噬细胞一氧化氮产生抑制率,肉桂醛与姜黄素对比b. RAW264.7 macrophage 巨噬细胞生存率,肉桂醛与姜黄素对比,结果显示正常巨噬细胞在高浓度下对比于姜黄素呈现显著毒性的
结论
本研究证实台湾肉桂枝条精油有很好的抗发炎效果,对肝癌细胞HepG2也表现出有效的细胞毒性。同时台湾肉桂枝条精油成分中的反式肉桂醛、石竹烯氧化物、L-冰片、L-乙酸冰片酯、丁子香酚、β-石竹烯、E-橙花叔醇与乙酸肉桂酯成分在抑制一氧化氮生成上表现出很显著的抗发炎活性。
来源出处: Yu-Tang Tung, YT; Chua, MT; Wang, SY; Chang, ST Anti-inflammation activities of essential oil and its constituents from indigenous cinnamon (Cinnamomum osmophloeum) twigs. j.biortech.2007, 050, 3908- 3913