STADIUL ACTUAL AL CERCETARILOR PRIVIND EFECTELE TERAPEUTICE ALE EXTRACTELOR SI PRINCIPIILOR BIOACTIVE DE ECHINACEA ANGUSTIFOLIA

STADIUL ACTUAL AL CERCETARILOR PRIVIND EFECTELE TERAPEUTICE ALE EXTRACTELOR SI PRINCIPIILOR BIOACTIVE DE ECHINACEA ANGUSTIFOLIA

Datele bibliografice existente pana in prezent in literatura referitoare la

proprietatile medicinale ale speciei de Echinacea angustifolia, ne releva faptul ca

investigatiile experimentale au cuprins doua directii esentiale. O prima directie

cuprinde studiile realizate cu extracte vegetale totale sau obtinute din radacini sau

parti1e aeriene ale plantei, iar cea de-a doua a urmarit efectele principiilor bioactive izolate din E. angustifolia. Ambele directii au inclus atat cercetari 'in vitro' cat si 'in vivo' realizate pe animale de experienta si pe voluntari umani.

1. Studii realizate cu extracte de Echinacea angustifolia

Efecte imunomodulatoare

Testele recente efectuate 'in vitro', pe animale de experienta si pe voluntari

umani, au confirmat observatile realizate de medici in trecut, demonstrand faptul ca extractele obtinute Echinacea angustifolia determina o crestere a nivelului total de leucocite si a polimorfonuclearelor neutrofile precum si o stimulare a activitatii

fagocitare a macrofagelor.

Bauer si colab. (1988) au testat partile aeriene, radacinile si extractele obtinute din planta intreaga de E. angustifolia. Extractele etanolice au fost administrate oral la soareci, constatandu-se in toate cazurile o stimulare semnificativa a fagocitozei. Aceste rezultate au fost corelate cu stimularea fagocitozei 'in vitro' prin testul granulocitar. Toate extractele au fost analizate cu HPLC pentru a putea corela actiunile imunologice ale extractelor cu principiile active continute. In acest sens, s-a constatat ca fractiunile lipofilice ale extractelor sunt mai active decat fractiunile polare. Componentele cele mai active au fost poliacetilenele, alchilamidele, uleiurile volatile si acidul cicoric. Interesant este de remarcat faptul ca daca extractele au fost prea diluate (10^-7 mg/ml) nu s-a obtinut nici un efect, iar daca au fost prea concentrate (10^-2 mg/ml) s-au obtinut efecte inverse, adica imunosupresie. Ulterior, Bauer (1996), prin teste efectuate 'in vitro' si 'in vivo', a demonstrat ca cea mai pronuntata stimulare non-specifica a sistemului imun o poseda extractul alcoolic obtinut radacina de E. angustifolia .

Klumpp (1989) a administrat extractul etanolic de E. angustifolia pentru a

creste rezistenta naturala a puilor la diferite infectii. S-a studiat capacitatea de

stimulare a imunoglobulinelor si a sintezei de anticorpi la puii imunizati cu albumina serica si restabilirea sintezei lgG la puii cu disgamaglobulinemie, in urma

administrarii acestui extract. Extractul a fost administrat in 2 doze, dupa determinarea continutului total de imunoglobuline prin tehnici electroforetice sau prin determinarea de anticorpi prin testul ELISA. In urma experimentului, s-a constatat o crestere a nivelului de imunoglobuline serice, iar la puii imunodeficienti s-a inregistrat o crestere usoara a lgG.

Wagner si colab (1991) au utilizat un preparat combinat ce continea 4

extracte vegetale din speciile: E. angustifolia, Eupatorium perfoliatum, Baptisia tinctoria si Arnica montana, pentru a-i testa 'in vitro' (testul granulocitar) si 'in vivo' la soareci (testul carbonului), capacitatea de stimulare a fagocitozei. In ambele teste s-a obtinut o stimulare gradata a fagocitozei prin administrarea extractului combinat, cu 50% mai mult comparativ cu stimularea obtinuta prin aplicarea extractului pur de Echinacea angustifolia.

Schumacher (1991) a investigat influenta extractului hidrosolubil de E. angustifolia, asupra imunitatii celulare nespecifice la soareci, dupa administrare

intraperitoneala, intravenoasa sau administrare orala. Variind conditiile experimentale, testul carbonului a indicat efecte imunostimulatoare.

Bukovski si colab. (1993, 1995) au testat extractele etanolice obtinute din

radacinile de E. angustifolia DC si din parti1e aeriene ale plantei, urmarind efectele imunostimulatoare 'in vivo'. In toate experimentele soarecii au fost tratati timp de 5 zile, testele efectuandu-se in ziua a 7-a de la administrarea primei doze. Efectele imunostimulatoare au fost monitorizate prin urmarirea activitatii fagocitare, metabolice si bactericide ale macrofagelor peritoneale. Suplimentar, s-a obtinut o crestere a greutatii totale a splinei, comparativ cu lotul martor.

Painter M. (1995) a investigat proprietatile imunomodulatoare ale extractului

de Echinacea angustifolia administrat intravenos unui grup de 134 voluntari umani, cu varste cuprinse intre 18 si 40 de ani, comparativ cu un lot placebo. S-a investigat activitatea fagocitara a polimorfonuclearelor neutrofile prin metode citometrice. Rezultatele studiului au confirmat o stimulare a fagocitozei polimorfonuclearelor neutrofile sub actiunea extractului, cu 54% mai mare comparativ cu grupul placebo. Nu s-au remarcat efecte adverse ale extractului administrat.

In acelasi an, Painter a testat extractul obtinut din radacini de E. angustifolia,

utilizand diferiti parametri imunologici. Rezultatele studiului au confirmat proprietatile imunostimulatoare ale extractului, prin stimularea productiei de lgM si a citokinelor.

Efecte antibacteriene si antivirale

Cercetarile realizate panaa in prezent au dovedit faptul ca E. angustifolia

poseda proprietati antibiotice prin derivatii acidului cicoric aflati in compozitia sa

(inhiba si distruge Staphylococcus aures) precum si actiuni bacteriostatice fata de

E. coli si Pseudomonas aeruginosa, prin poliacetilene.

Braunig B. si colab (1992) au testat pe 180 de voluntari umani extracte de

Echinacea angustifolia demonstrand o reducere a simptomelor si duratei de manifestare a gripei.

Dorn si colab. (1995) au testat efectele extractelor de Echinacea angustifolia

pe 180 de pacienti, in tratamentul racelii. S-au adminstrat zilnic 450 mg, respectiv

900 mg de extract vegetal. Reducerea simptomelor bolii a fost inregistrata doar la

pacientii carora li s-a adminstrat 900 mg de extract de Echinacea angustifolia .

Vestweber (1995) a testat proprietatile antimicrobiene ale preparatului

Oligoplex ce contine: Mercurius cyanatus D5, E. angustifolia D1, Ailanthus glandulosa D3, Ammonium bromatum D3, Baptisia tinctoria D3, Euspongia officinalis D2, alcool 5% (dilutie: D1 = 1:10; D2 = 1:100 etc.). Complexul a fost testat la dilutii gradate pe 105 tipuri de agenti patogeni izolati (bacterii gram pozitive/negative, aerobe, si anaerobe cu relevanta in faringite). Rezultatele au fost comparate cu actiunea vancomicinei la concentratii de 0,063 - 2 mg/ml impotriva S.pyogenes, S.agalactiae, S.pneumoniae, S.aureus si E. faecalis. dezvoltarea H. influenzae, Bacteriodes sp. si a Actinobacillus actinomycetemcomitans nu a fost inhibata de Oligoplex, sau de componentele acestuia. Analiza efectelor bactericide ale complexului si vancomicinei relevante din punct de vedere clinic pentru S.pyogenes, S.agalaetiae, S. pneumoniae, S.aureus si E.faecalis .

Melchart si colab. (1998) au studiat efectul profilactic al extractelor de Echinacea angustifolia (radacini) pe 3 loturi (lot placebo, lot cu antecedente in infectii respiratorii, lot cu indivizi luati la intamplare). Sub actiunea extractului vegetal are loc o reducere a ratei de aparitie a infectiilor tractului respirator superior cuprinsa intre 10% si 20% in cazul ambelor loturi, comparativ cu placebo.

See si colab (1998) au testat initial proprietatile imunomodulatoare ale extractului de E. angustifolia 'in vitro', preparat vegetal care a dovedit o puternica

actiune imunostimulatoare. Studiile clinice au inclus 40 de pacienti HIV (+) cu CD4 in 6-600/mm3 si incarcatura virala (log 10) cuprinsa intre 2,3 si 5,4. Nici unul

nu a primit medicatie retrovirala in ultimele 12 saptamani. Fiecare pacient a primit

1000g de E. angustifolia timp de 2 saptamani. In urma tratamentului, nivelul de CD4 a ramas neschimbat, incarcatura virala s-a redus la 0,32 log10 (4,36%, p<0,5). 'In vitro' Echinacea angustifolia nu a demonstrat o inhibare virala in mod direct neexistand modificari ale nivelului de celule NK, dar rezultatele clinice au demonstrate ca in urma administrarii extractului vegetal s-a redus semnificativ incarcatura virala.

Efecte antifungice si antiparazitare

Studii recente au demonstrat faptul ca extractele de E. angustifolia pot vindeca o serie de infectii fungice si parazitare umane, datorita poliacetilenelor pe care le contin

Pornind de la utilizarile traditionale ale extractelor de E. angustifolia in tratamentul malariei, cercetarile actuale efectuate 'in vitro' cu extract alcoolic, au confirmat studiile anterioare, extractul dovedindu-se capabil sa inhibe proliferarea

lui Trichomonas vaginalis.

Efecte anti-inflamatoare

Tragni (1988) a izolat fractiunile polizaharidice din radacinile de E. angustifolia pe baza greutatii lor moleculare. EPF a fost administrat intravenos la soareci 0.5 mg-kg corp), ulterior testandu-se activitatea antiinflamatorie a fractiunilor.

Fractiuni cu greutate moleculara cuprinse intre 30.000 si 100.000 Da au fost cele mai active in inhibarea edemelor. De asemenea, fractiunile polizaharidice reduc infiltrarea leucocitara, evaluata histologic si biochimic prin determinarea activitatii peroxidazice. EPF aplicata extern este mai putin activa decat indometacinul. In conc1uzie, polizaharidele cu greutate moleculara mare sunt principiile active ale plantei raspunzatoare de actiunea antiinflamatorie.

Tragni si colab. (1988) in urma testelor efectuate, au concluzionat faptul ca

zaharidele cu greutate moleculara mare (30.000 - 100.000 Da), izolate din ectractele obtinute din radacinile de Echinacea angustifolia, sunt cele mai active in inhibarea edemelor la soareci.

Fancino si colab. (1993) au utilizat extractele crude (folosind solventi diferiti) din radacini de E. angustifolia pentru a le testa actiunea antihialuronidazica, comparativ cu inhibitori cunoscuti (etilacetat, butilacetat si factiuni cloroformice, IC50 0.44; 0,50; 0,62 mg/ml) prin tehnicile de bombardament atomic rapid asociate cu spectrofotometria (FAB-MS; FAB-MS/MS). Au fost detectati 4 conjugati cafelolici: acidul 2,3-0-dicafeoiltartric, acid 2-0-cafeoiltartric (acidul caftaric). Dintre acesti conjugati cafeolici, acidul cicoric si acidul caftaric au avut cea mai pronuntata activitate antihialuronidazica: IC50 = 0,42 si 0,61 mM, in timp ce cinarina si acidul clorogenic au prezentat IC = 1,85 si 2,25 mM.

Fancino si colab (1995) au investigat efectele protective ale derivatilor acidului cafeic (echinacozid, acidul c1orogenic, acidul cicoric, cinarina, acidul cafeic) izolati din speciile de Echinacea impotriva degradarii colagenului de tip III sub actiunea radicalilor liberi. Macromoleculele au fost expuse la un flux de radicali de oxigen (anion superoxid si radical hidroxil) generati de sistemul xantin/xantin-oxidaza/Fe²⁺/EDTA. Analiza electroforetica a indicat faptul ca colagenul a suferit modificari semnificative sub actiunea radicalilor liberi cu formarea unui mare numar de fragmente peptidice de aproximativ 97 Kda. In prezenta concentratiilor foarte mari de achinacozid s-a restabilit profilul normal al colagenului. Concluzia acestui experiment este ca toate principiile active mentionate impiedica degradarea colagenului, situatia fiind urmatoarea in ordinea potentei: echinacozid = acidul cicoric > cinarina = acidul cafeic> acidul clorogenic.

Wacker si colab. (1998) au aplicat local unguent pe baza de Echinacea la

4500 de pacienti cu inflamatii ale pielii, inclusiv psoriazis, obtinandu-se vindecare in 85 % din cazuri.

Efecte antiumorale

Elasasser-Beile si colab.(1996) au masurat nivelul citokinelor IL-1-α, IL-1-β, IL-2, IL-6 TNF α si IFN-γ din supernatantul provenit de la culturile stimulate de

leucocite. Aceste culturi proveneau de la 23 de pacienti cu tumori care au fost tratati timp de 4 saptamani cu un preparat vegetal (Echinacea complex) ce continea Echinacea angustifolia, Eupatorium perfoliatum si Thuja occidentalis. Toti pacientii au suferit interventii chirurgicale fata de tumori solide. Sangele a fost recoltat inainte de tratament si dupa 2, respectiv 4 saptamani de la inceperea tratamentului. Grupul de control este alcatuit din 12 pacienti cu tumori intratabile, aflati in acelasi stadiu de evolutie al bolii, dupa interventie chirurgicala.

Dupa tratamentul cu Echinacea complex, nu s-a modificat nivelul de citokine comparativ cu lotul martor, iar nivelul de leucocite a ramas constant. In concluzie, la acest tip de tratament si la doza aplicata, nu s-au inregistrat efecte detectabile asupra activitatii limfocitelor la pacientii cu tumori, deorece nu s-a modificat productia de citokine a acestora.

2. Studii realizate cu principia bioactive isolate din E. angustifolia

In anii '80 au fost descoperite si izolate principiile bioactive din Echinacea angustifolia, substante care sunt grupate in 6 clase:

derivati ai acidului cafeic

flavonoizi

uleiuri esentiale

poliacetilene

alchilamide

polizaharide

Multa vreme s-a crezut ca principiile bioactive izolate exercita efecte mai pronuntate decat planta intreaga. De cele mai multe ori insa proprietatile medicinal ale plantei sunt date de actiunea combinata a mai multor constituenti. In ceea ce priveste specia de Echinacea angustifolia, vom remarca in cele ce urmeaza faptul ca proprietati1e imunomodulatoare ale plantei sunt atribuite mai multor principii active continute fie in radacini, fie in partile aeriene ale plantei sau flori.

Derivati ai acidului cafeic

Echinacea angustifolia este bogata in substante cunoscute generic ca derivati

ai acidului cafeic. Acidul cafeic apartine clasei fenolilor, compusiii care s-au dovedit a avea actiuni antibacteriene, antifungice, antivirale si anti-inflamatoare.

Echinacozidul este unul din compusii esentiali ai acestei grupe identificati in

radacinile de E.angustifolia in anii '50 si recent in flori. Initial s-a dovedit faptul ca

poseda proprietati antibiotice si s-a crezut ca exercita si o activare imuna. Dar, in

urma cercetarilor recente efectuate cu acest compus, s-a remarcat faptul ca acesta

nu este capabil sa stimuleze activitatea polimorfonuclearelor neutrofile si a macrofagelor.

In anul 1984 a fost izolat un alt principiu bioactiv din radacini de E.angustifolia numit acid cicoric, care s-a dovedit a stimula productia si activitatea leucocitelor, posedand in acelasi timp si o puternica actiune antivirala.

In anul 1986, verbascozidul a fost izolat din frunzele de E.angustifolia, avand o structura chimica similara echinacozidului. Cercetatorii au dovedit experimental ca acesta este capabil sa dezvolte o puternica actiune anti-inflamatorie. Ulterior, verbascozidul izolat din flori s-a dovedit a avea actiuni similare celui izolat din frunze.

In anul 1987 s-a izolat un alt compus din Echinacea angustifolia numit

cinarina, substanta care nu se regaseste in compozitia chimica a celorlalte specii de

Echinacea. Cercetarile recente au dovedit faptul ca cinarina este deosebit de activa

in hepatocite, stimulandu-le activitatea metabolica si exercitand o actiune

hepatoprotectoare moderata. In plus studiile efectuate, au evidentiat faptul ca acest principiu bioactiv exercita si alte proprietati:

efect colecistokinetic: stimuleaza evacuarea bilei de la nivelul vezicii biliare;

efect coleretic: stimuleaza productia de bila la nivel hepatic;

efecte hepatoprotective: protejeaza ficatul impotriva actiunilor nocive ale unor substante toxice;

efect hipocolesterolic: scade nivelul de colesterol seric;

hipolipidemic: reduce continutul total de lipide sanguine.

Desi E. angustifolia nu a fost utilizata in tratamentul hepatitei virale, cercetarile efectuate pana in prezent deschid o noua cale de investigatii in tratametul acestei boli si chiar a altor infectii virale, bazandu-ne afirmatia pe actiunile hepatoprotectoare ale cinarinei si pe proprietatile imunostimulatoare a altor principii bioactive ale plantei. In concluzile, derivatii acidului cafeic izolati din radacini, frunze si flori de E. angustifolia poseda proprietati imunostimulatoare, antibacteriene, antifungice si antiinflamatorii.

Flavonoizi

Medicina traditionala nu utiliza frunzele de Echinacea angustifolia in tratamentul diferitelor afectiuni ci doar radacinile. Cercetarile recente au dovedit ca la nivelul frunzelor se gaseste o cantitate mare de flavonoizi (38% din continutul total al plantei) care s-au dovedit extrem de activi.

Studiile experimentale au evidentiat faptul ca flavonoizii reduc fragilitatea

capilara si permeabilitatea acestora, inhiba radicalii liberi si unele enzime. Pe scurt,

flavonoizii exercita o puternica actiune antiinflamatoare.

Din aceasta clasa de compusi, in E.angustifolia s-au gasit urmatoarele substante: luteolina, kaempferol si quecetina. In cele ce urmeaza, am realizat o sinteza a proprietatilor medicinale a acestor principii bioactive:

Luteolina: antihistaminica, anti-inflamatoare, antioxidanta, antispasmodica,

antitusiva, antitumorala si diuretica.

Kaempferol: antihistaminic, anti-inflamator, antioxidant, antispasmodic, antitumoral, inhibitor HIV, inhibitor retroviral, diuretic, hipotensiv.

Quercetina: anti-trombotica, anti-alergica, anti-anafilactica, antidermatitica,

inhibitoare de influenza virus, antihepatotoxica, antiherpetica, antihistaminica, antihidrofobica, antiinflamatoare, antileukotrienica, antioxidanta, antispasmodica,

pilaroprotectiva, inhibitoare HIV, inhibitoare retrovirala, inhibitoare de lipoxigenaza, inibitoare mastocitara.

In concluzie, cercetarile preliminare, sugereaza faptul ca pe langa radacini, frunzele de Echinacea pot fi utilizate cu succes in tratamentul unor variate boli, datorita gamei largi de proprietati medicinale conferite de grupa de flavonoizi.

Uleiuri esentiale

Uleiurile esentiale se gasesc in radacinile de E. angustifolia in cantitate mica (1%), conferindu-le acestora un miros specific. Datorita proprietatilor antibacteriene, antifungice si antivirale, uleiurile esentiale si gasesc o primaa utilizare ca dezinfectante in blocurile operaratorii din spitale (in special timolul).

Cercetarile efectuate cu uleiuri esentiale izolate din E. angustifolia, au evidentiat  si alte proprietati medicinale, pe care le-am sintetizat in continuare:

Acidul palmitic: antifibrinolitic

Borneol: analgezic, anti-inflamator, hepatoprotector, spasmolitic

Bornilacetat: bactericid, vermifug

Gemacrene D: feromonal

Cariophilena epoxid : larvicid

α pinena: anti-inflamatoare, antitumorala

β pinena: insectifuga

mircena: bactericida, insectifuga, spasmolitica

limonena: antitumorala, antilitica, bactericida, insecticida, sedativa,

1,8 pentadecadiena: antitumorala

In concluzie, proprietatile medicinale ale aceszor compusi pot fi grupate in doua clase: antimicrobiene si antiinflamatoare.

Uleiurile esentiale se mai numesc si uleiuri volatile deoarece se evapora usor, de aceea la utilizarea extractelor de Echinacea angustifolia, trebuie sa ne asiguram de pastrarea acestor principii active in preparatele respective.

Poliacetilene

Poliacetilenele sunt o clasa larga de compusi identificati in multe specii

vegetale cu puternice proprietati antimicrobiene.

Inhibarea E coli, Pseudomonas aeruginosa si Trichomonas vaginalis de catre extractele de E.angustifolia, sunt explicate in literatura prin prezenta poliacetilenelor in radacinile lor, compusi carora li s-au dovedit experimental actiunile bacteriostatice sifungistatice.

Important este de remarcat faptul ca prin uscarea radacinilor, poliacetilenele

sunt complet distruse si odata cu acestea si efectele mai sus amintite. De aceea tincturile trebuie realizate din radacini proaspete de Echinacea angustifolia.

Alchilamide

Desi se regsesc in compozitia tuturor speciilor de Echinacea, alchilamidele

sunt in concentratia cea mai mare in E.angustifolia. Cercetarile efectuate cu aceste

principii active au dovedit faptul ca acestea stimuleaza fagocitoza, stimuleaza activitatea leucocitelor in general, cu alte cuvinte sunt responsabile de stimularea

sistemului imunitar.

Proprietatile mai sus amintite au fost dovedite experimental pe animale de

experienta carora li s-a injectat in prealabil o substanta toxica. Administrarea de extract de E.angustifolia a determinat o eliminare mai rapida a toxicului prin

stimularea activitaati leucocitare. Studii similare s-au realizat pe soareci care au fost in prealabil muscati de serpi veninosi. si in acest caz extractul de E.angustifolia a fost capabil sa anihileze veninul, tot prin activare imunitara.

Polizaharide

Cercetarile recente au evidentiat o serie de polizaharide intr-un numar relativ

mare de plante cu proprietati imunostimulatoare. Multa vreme s-a crezut ca asemenea proprietati sunt conferite speciilor de Echinacea doar prin prezenta polizaharidelor aflate in cantitati mari in compozitia lor. Astazi se stie ca activarea

imuna este rezultatul mai multor principii bioactive.

Inulina este un astfel de polizaharid izolat din E.angustifolia care prezinta

proprietati imunostimulatoare. Dar, deoarece majoritatea produselor standardizate

contin alcool ce distrug polizaharidele, probabil ca efectul imunostimulator exercitat de extractul alcoolic vegetal este datorat altui compus.

Echinacin B, un alt polizaharid izolat din radacinile de E.angustifolia, exercita actiuni anti-inflamatoare prin inhibarea hialuronidazei. Rezultate similare s-a obtinut si prin aplicarea locala a unui unguent preparat din radacini proaspete de E. angustifolia.

In concluzie cercetarile efectuate cu compusi izolati din E. angustifolia, confirma proprietatile medicinale cunoscute de medicina traditionala. Este important de remarcat faptul ca proprietatile imunostimulatoare ale plantei nu sunt date de un singur principiu activ, ci din contra este nevoie de actiunea concertata a mai multor componente pentru a obtine efectul scontat.