Nigella sativa L. -związki czynne, aktywność biologiczna.pdf

Nigella sativa L. – związki czynne, aktywność biologiczna

DOROTA MAŃKOWSKA, WIESŁAWA BYLKA*

Katedra i Zakład Farmakognozji

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego

ul. Święcickiego 4

60-781 Poznań

*autor, do którego należy kierować korespondencję: tel.:+48 61 8546709:

faks: +48 61 8546701: e-mail: wieslawabylka@tlen.pl

Streszczenie

Artykuł jest przeglądem piśmiennictwa na temat związków czynnych, aktywności biolog-

icznej i właściwości leczniczych nasion Nigella sativa.

Nasiona Nigella sativa zawierają olej tłusty, którego 85% stanowią nienasycone kwasy

tłuszczowe, olejek lotny (głównym, aktywnym składnikiem jest tymochinon), białko, alkaloidy,

flawonoidy i saponiny. Nasiona wykazują właściwości przeciwzapalne, antyoksydacyjne,

przeciwwrzodowe, przeciwcukrzycowe, przeciwbakteryjne oraz chronią przed hepato-

i nefrotoksycznością wywołaną związkami chemicznymi i lekami. W medycynie tradycyjnej

stosowane są w różnych schorzeniach alergicznych, astmie alergicznej, egzemach,

stanach zapalnych, w cukrzycy, nadciśnieniu, dolegliwościach żołądkowo-jelitowych.

Nasiona charakteryzują się niską toksycznością, a podczas leczenia nasionami lub olejem

otrzymywanym z nasion nie obserwowano istotnych działań ubocznych.

Słowa kluczowe: Nigella sativa, nasiona, związki czynne, badania biologiczne, kliniczne

WSTĘP

Nasiona Nigella sativa L. (czarnuszki siewnej) znane są od ponad 2 tysięcy lat

ze swych leczniczych właściwości. Najwcześniejsze doniesienie pisemne na jej

temat znaleziono w Starym Testamencie. N . sativa wymienia Hipokrates, Pli-

niusz, Galen i Avicenna, Dioskorydes, w Polsce Marcin z Urzędowa, Syreniusz

i ksiądz Kluk [1].

Vol. 55 No 1 2009

D. Mańkowska, W. Bylka

110

Nazwa Nigella utworzona została przypuszczalnie ze względu na barwę nasion

(łac. niger – czarny, nigellus – czarnuszek) [2]. Nazwy synonimiczne Nigella sativa L .

to czarnuszka ogrodowa, czarnucha, kmin czarny, panna w zieleni, kąkolnica [1],

nazwy angielskie Black Cumin (czarny kminek), Fennel Flower (kwiat kopru), Roman

Coriander (kolendra rzymska) i Nutmeg Flower (kwiat gałki muszkatołowej) [3, 4].

W stanie naturalnym czarnuszka siewna występuje na obszarach suchych,

w subtropikalnych i umiarkowanych strefach Eurazji i północnej Afryki, gdzie jest

też uprawiana [5]. W Polsce uprawia się ją w południowej części kraju [6].

Tradycyjnie nasiona czarnuszki siewnej stosuje się w schorzeniach górnych

dróg oddechowych (przeziębieniach, kaszlu, w nieżycie i zapaleniach oskrzeli,

przy nawracających infekcjach), w terapii chorób autoimmunologicznych (toczeń,

reumatyzm, alergie), w dolegliwościach trawiennych oraz u pacjentów z podwyż-

szonym poziomem cukru we krwi, a także na źle gojące się rany, przy zmianach

trądzikowych, w łuszczycy i grzybicach skóry.

W lecznictwie stosuje się: zmielone nasiona (zwykle 2–5 g 2 razy dziennie),

napar, odwar lub nalewkę przyrządzaną z nasion, a także olej (w dawce 500–1000

mg 2–3 razy dziennie), który otrzymywany jest przez tłoczenie nasion na zimno.

Olej, zwany również złotem faraonów, ma barwę miodową do ciemnobrązowej,

lekko gorzkawy smak i intensywnie korzenny zapach.

Nasiona używane są też jako przyprawa, np. do chleba, mięs, przetworów

warzywnych, jako namiastka pieprzu, szczególnie u osób wrażliwych, gdyż nie

drażnią błony śluzowej żołądka [7]; również jako środek konserwujący [8], a ze

względu na działanie ochronne przed promieniowaniem do produkcji kosmety-

ków [9].

CHARAKTERYSTYKA BOTANICZNA

N. sativa jest rośliną jednoroczną zielną osiągającą do 20–40 cm wysokości,

o sztywnej, prostej lub nieznacznie rozgałęziającej się łodydze. Ulistnienie jest

skrętoległe, o delikatnych, jasnozielonych, podwójnie pierzastosiecznych liściach,

osadzonych na bardzo krótkich ogonkach [10].

Kwiaty pojawiają się między czerwcem a wrześniem, mają podwójny okwiat

podzielony na zewnętrzny okółek pięciu działek kielicha o długości 15–20 mm,

przypominających płatki o barwie białej do bladobłękitnej z błękitnym unerwie-

niem i seledynowych szczytach oraz wewnętrzny, składający się z ośmiu działek

korony o długości 7–8 mm, przekształconych w żółte, dwuwargowe miodniki wy-

dzielające nektar [11].

Owoc składa się z 5–10 mieszków o długości 2–3 cm całkowicie zrośniętych ze

sobą, które zawierają dojrzewające we wrześniu trójgraniaste nasiona o czarnej

barwie, o początkowo gorzkim smaku, przechodzącym w ostry, korzenny, przy-

pominający pieprz i zapachu zbliżonym do gałki muszkatołowej [10]. Korzeń ro-

śliny jest palowy, o długości ok. 25 cm [4].

Nigella sativia L. – związki czynne, aktywność biologiczna

111

ZWIĄZKI CZYNNE NIGELLA SATIVA L.

Alkaloidy

Nasiona N. sativa zawierają alkaloidy diterpenowe: nigellaminę A1 – A5, B1, B2

i C [12], alkaloidy izochinolinowe (N-tlenek nigelliminy, zwany inaczej nigelliną

oraz nigelliminę) [13], a także rzadkie w świecie roślinnym alkaloidy indazolowe:

nigellidynę i jej 4- O -siarczan oraz nigellicynę [13-15].

Olejek eteryczny

Olej tłusty obecny w nasionach zawiera 0,4–2,5% olejku eterycznego, w które-

go skład wchodzą: trans -anetol (38,3%), limonen (4,3%), p -cymen (14,8%), karwon

(4,0%) [16], α -pinen, karwakrol, tymol, 4-terpineol, a także charakterystyczny tymo-

chinon, tymohydrochinon, ditymochinon (ryc. 1) oraz prawdopodobnie polimer

tymochinonu, opisany jako nigellon [3]. Zawartość tymochinonu w olejku otrzyma-

nym przez destylację z parą wodną kształtuje się w granicach 24–25% [17].

Rycina 1. a) Tymochinon, b) Tymohydrochinon, c) Ditymochinon

Olej tłusty

Nasiona zawierają 30%–50% oleju tłustego, w którego skład w około 85% wcho-

dzą nienasycone kwasy tłuszczowe: linolowy (55,6%), oleinowy (23,4%) α-linole-

nowy (0,4–1%) oraz rzadki w przyrodzie eikozadienowy (2,6–3%), a także kwasy:

oleomirystynowy, oleopalmitynowy, margarynowy, margarooleinowy; natomiast

występujące w oleju nasycone kwasy tłuszczowe to palmitynowy (12,5%) miry-

stynowy, stearynowy, arachidowy, behenowy, lignocerynowy [3, 13, 16, 18, 19].

Olej jest bardzo stabilny i może być przechowywany przez dłuższy czas [9].

Do głównych fosfolipidów należą: fosfatydylocholina (46–48% całkowitej ilości

fosfolipidów), fosfatydyloetanoloamina, fosfatydyloseryna oraz fosfatydyloinozy-

tol [20]. W oleju występują fitosterole: β -sitosterol (626 mg/100 ml oleju tłocznego

na zimno), α -spinasterol, stigmasterol, kampesterol, stigma-7-en-3- β -ol, choleste-

rol, kampestanol, ∆ 7-stigmasterol, ∆ 5-avenasterol, ∆ 7-avenasterol i cykloartenol

[13, 21 ].

Vol. 55 No 1 2009

D. Mańkowska, W. Bylka

112

Flawonoidy

Z nasion czarnuszki siewnej wyizolowano i zidentyfikowano trzy glikozydy

flawonoidowe:3- O -(6-feruloiloglukopiranozylo)(1→2)- O -galaktopiranozylo-(1→

2)- O -glukopiranozyd, kwercetyny oraz 3- O -glukopiranozylo-(1→2)- O -galaktopira-

nozylo-(1→2)-glukopiranozydy kwercetyny i kemferolu [22].

Inne składniki

W nasionach obecne są: saponiny (melantyna, hederakozyd C i hederagenina)

[13, 3]; melanina [23]; węglowodany (około 32%), proteiny (około 22%, zawierające

osiem z dziewięciu niezbędnych aminokwasów (fenyloalaninę, izoleucynę, leucy-

nę, lizynę, metioninę, treoninę, tryptofan, walinę); karoten [8]; witaminy B 1 i B 6

[13]; związki mineralne, m.in. sole Ca, Mg, Fe, Na, K, Se i Zn [19].

AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA

Działanie przeciwcukrzycowe

Mechanizm działania przeciwcukrzycowego polega na obniżeniu stresu oksy-

dacyjnego i utrzymaniu integralności komórek trzustkowych, korzystnym wpły-

wie na regenerację i proliferację β -komórek trzustki, a także na usprawnianiu

obwodowego metabolizmu glukozy i zwiększaniu sekrecji insuliny lub redukcji

jelitowej absorpcji glukozy [24].

Wyniki badań na szczurach, u których eksperymentalnie wywoływano cukrzycę

za pomocą streptozotocyny wykazały, że wyciąg z nasion powodował spadek pe-

roksydacji lipidów i poziomu tlenku azotu NO oraz wzrost aktywności enzymów

antyoksydacyjnych w homogenacie trzustki: peroksydazy glutationowej, dysmu-

tazy ponadtlenkowej oraz katalazy [25, 26]. Wodny wyciąg z nasion, podawany

szczurom z cukrzycą wywołaną alloksanem powodował redukcję poziomu gluko-

zy we krwi od 7,83±1,25 nM/L do 6,7±1,0 nM/L i stymulację wydzielania insuliny

od 0,55±0,08 Mu/L do 0,65±0,06 Mu/L [24].

Wyciąg z nasion wpływał też na glukoneogenezę wątrobową, powodując ob-

niżenie w homogenizacie wątroby poziomu enzymów biorących udział w glu-

koneogenezie (karboksylaz: pirogronianowej i fosfoenolopirogronianowej) [27],

natomiast olej z nasion (400 mg/kg m.c.) powodował spadek produkcji glukozy

z prekursorów glukoneogenezy [28].

Olejek eteryczny i tymochinon u szczurów z cukrzycą indukowaną streptozo-

tocyną powodowały obniżenie poziomu glukozy i wzrost wydzielania insuliny. Po-

nadto szczególnie olejek eteryczny wywoływał biochemiczną oraz morfologiczną

poprawę w nerwach kulszowych szczurów. Pozwala to przypuszczać, że olejek

i tymochinon mogą być skuteczne w łagodzeniu neuropatii obwodowych [29].

Nigella sativia L. – związki czynne, aktywność biologiczna

113

Aktywność hipoglikemiczna kwercetyny, obecnej w nasionach N. sativa , polega-

ła na normalizacji poziomu glukozy we krwi, zwiększaniu zawartości glikogenu

w wątrobie i wydzielania insuliny przez β -komórki trzustki o około 44–70%. Dzia-

łanie hipoglikemiczne kwercetyny wynikać może także z redukcji stresu oksyda-

cyjnego oraz wpływu na zachowanie integralności β -komórek trzustki [30].

Nasiona z Nigella sativa okazały się skuteczne w łagodzeniu cukrzycowej osteo-

penii, będącej jedną z komplikacji cukrzycy. U szczurów z cukrzycą indukowaną

streptozotocyną terapia N . sativa , w połączeniu z parathormonem oddziaływała

skutecznie na masę kostną i wytrzymałość mechaniczną kości. Kombinacja N. sati-

va i parathormonu okazała się bardziej efektywna niż w przypadku zastosowania

N. sativa i parathormonu osobno [31].

Działanie przeciwnowotworowe

Mechanizm działania przeciwnowotworowego N. sativa polegać może na ha-

mowaniu syntezy kwasów nukleinowych, wpływie na cykl komórkowy, hamowa-

niu angiogenezy i metastazy, immunostymulacji i pobudzaniu czynności limfo-

cytów oraz makrofagów, stymulacji syntezy cytokin: głównie interleukin, TNF-α

oraz interferonu, immunoglobulin skierowanych przeciwko antygenom rakowym,

a także na wywoływaniu apoptozy w komórkach nowotworowych oraz na działa-

niu przeciwutleniającym.

Badania wyciągu z N. sativa, a także tymochinonu i ditymochinonu wykazały

ich cytotoksyczność przeciw guzowi puchlinowemu Ehrlicha, chłoniakowi puchli-

nowemu Daltona, mięsakowi 180, gruczolakorakowi trzustki, mięsakowi maci-

cy i liniom komórek białaczkowych. Komórki charakteryzujące się wielolekową

opornością okazały się bardziej wrażliwe na tymochinon i ditymochinon niż na

etopozyd [32].

Frakcja octanu etylu z nasion N. sativa powodowała zahamowanie wzrostu róż-

norodnych linii komórek rakowych bez wpływu na prawidłowe komórki śródbłon-

ka, natomiast odwar z nasion hamował wzrost ludzkich linii komórkowych HepG2

raka wątroby poprzez działanie na syntezę DNA oraz zapobiegał karcynogenezie

indukowanej chemicznie u szczurów [33].

Melanina z N. sativa działała immunoregulująco poprzez wpływ na ekspresję

cytokin (czynnika martwiczego nowotworu (TNF- α ), interleukiny 6 (IL-6), a także

naczyniowego śródbłonkowego czynnika wzrostu (VEGF)) w komórkach nowo-

tworowych [23].

Tymochinon powodował spadek liczby komórek raka okrężnicy SW-626, po-

dobny do wywołanego przez 5-fluorouracyl, który, w przeciwieństwie do tymo-

chinonu, powoduje liczne skutki uboczne [34, 35].

Tymochinon wykazywał działanie przeciwnowotworowe także na drodze apop-

tozy. Zakłócał on potencjał błony mitochondrialnej i wywoływał aktywację kaspaz

8, 9 i 3 w komórkach białaczki mieloblastycznej HL-60 oraz powodował wzrost

stosunku białek Bax/Bcl-2 dzięki stymulacji (mechanizm upregulation ) czynnika

Vol. 55 No 1 2009

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: