Značajna znanstvena istraživanja o

18

Značajna znanstvena istraživanja o djelovanju esencijalnog ulja cedra

CITOTOKSIČNO I ANTIOKSIDANSNO DJELOVANJE CEDRA Sve vrste cedrova imaju antiinflamatorni, antimikrobni, antivirusni i antikancegoreni učinak. Brojna su istraživanja esencijalnog ulja cedra kojima je utvrđena antioksidativna te citotoksična aktivnost.

Što je citotoksičnost?

Citotoksičnost označava stupanj toksičnih učinaka kemijskih tvari od živih stanica na tjelesne stanice, posebno one koje onemogućuju njihovu diobu. Njihov utjecaj oštećuje ili čak ubija ljudsku stanicu. Izraz citotoksičnost potječe iz grčkog i znači otrov stanice. Mnoge su tvari toksične za tjelesne stanice, od kojih neke mogu stanice čak i ubiti. Takve se tvari upotrebljavaju za uništavanje stanica raka (npr. citostatici), a citotstatična je i skupina T-limfocita, koji uništavaju stanice zaražene virusom. Organizam također proizvodi antitijela koja se vežu s antigenima na staničnoj površini. Aktivacija prirodnih stanica imuniteta pomoću antitijela pokreće citotstatični mehanizam poznat kao citotoksičnost, posredovana stanicama ovisna o antitijelima (ADCC). Taj proces može objasniti učinkovitost monoklonskih protutijela koja se koriste u biološkim terapijama protiv raka. Citostatski agensi često pokazuju svoj citotoksični učinak svojim utjecajem na proizvodnju

nukleinskih kiselina. Npr., ako se zaustavi stvaranje dušičnih baza, rast stanica zaustavlja se zbog nedovoljne proizvodnje nukleinske kiseline. To uglavnom utječe na brzorastuće stanice poput tumorskih stanica. Stoga su učinci ovih lijekova koji se koriste kao dio kemoterapije posebno usmjereni protiv stanica karcinoma. Pri uporabi lijekova često se koriste citotoksična svojstva odgovarajućih tvari. Često su to citostatski učinci za ubijanje specifičnih oboljelih stanica u tijelu. To se posebno odnosi na tumorske stanice koje se dijele na neograničeno vrijeme. Citotoksičnost se može pokazati pomoću citotoksične skale. Postoje gradacije od 0 do 3. Pri 0 tvar je netoksična. Na razini 1 postoji lagana inhibicija, lagano otrovnog materijala. Razina 2 opet znači značajnu inhibiciju umjereno toksičnih materijala. Jako toksični materijali broje se na razini 3. Citotoksičnost neke tvari može se odrediti tzv. staničnom vitalnošću. Stanična vitalnost predstavlja broj živih stanica u staničnoj populaciji, tkivu Što je manje živih stanica tamo je niža vitalnost stanica i otrovnija je supstanca koja se ispituje. Liječenje stanica citotoksičnim spojem može rezultirati različitim staničnim sudbinama. Stanice mogu doživjeti nekrozu, mogu prestati aktivno rasti i dijeliti se (smanjenje vitalne sposobnosti stanica), ili stanice mogu aktivirati genetski program kontrolirane stanične smrti

Piše: Sindy Slipac, dipl. iur., clin.aromath.

(apoptoza). Stanice u kulturi koje su podvrgnute apoptozi na kraju podliježu sekundarnoj nekrozi. Zatvorit će metabolizam, izgubiti integritet membrane i lizirati (rastvoriti).

Što su antioksidansi?

Antioksidansi su molekule sposobne za inhibiciju oksidacije drugih molekula. Oksidacija je kemijska reakcija u kojoj dolazi do prijenosa elektrona iz druge tvari (supstance) ili vodika sa supstance na oksidativni agens i u tom procesu mogu nastati slobodni radikali. Ovaj proces izaziva brzu i destruktivnu lančanu kemijsku reakciju koja može izazvati: oštećenja na staničnim membranama, oštećenja proteinskih struktura, oštećenja DNK u stanicama, oksidacije LDL (lošeg) kolesterola i upalne procese. Svi navedeni procesi doprinose

razvoju bolesti poput: bolesti srca i krvnih žila, artritisa, malignih oboljenja, bolesti povezanih s ubrzanim starenjem. Dakle antioksidansi su tvari koje brane organizam od slobodnih kisikovih radikala, odnosno eliminiraju njihov višak. Svaki spoj koji može donirati elektrone i neutralizirati na taj način slobodne radikale ima antioksidativna svojstva. Antioksidansi za sebe vežu čestice slobodnih radikala te tako sprječavaju njihovu oksidaciju i stvaranje destruktivne lančane reakcije. Ovi prirodni spojevi mogu pomoći u sprječavanju starenja, bolesti srca (koronarnih problema) pa čak i raka. Iako su reakcije oksidacije neophodne za život, jednako tako mogu biti i štetne. U biljnom i životinjskom svijetu nalazimo čitav niz različitih vrsta antioksidansa. Neki od njih su vitamin C, vitamin E, polifenoli i flavonoidi. Čak i enzimi kao što su katalaza i superoksid dismutaza (SOD) spadaju u red antioksidansa. Antioksidansi su široko rasprostranjeni u industriji dodataka prehrani, čiji je cilj prevencija različitih bolesti, od srčanih oboljenja pa sve do liječenja različitih vrsta raka. Oksidativni stres je povezan s ozbiljnim bolestima kao što su rak, bolesti srca, moždani udar, starenje, dijabetes, artritis, fibromijalgija, Parkinsonova bolest, Alzheimerova bolest, autoimune bolesti, opadanja kognitivnih funkcija te bolesti očiju kao što je makularna degeneracija. Antioksidansi i rak usko su povezani, jer djelovanjem slobodnih radikala u stanicama može doći do višestrukih mutacija. Nakupljanjem mutacija u stanicama može doći do gubitka funkcije tumor supresora ili pojačanog dijeljenja stanice što utječe na pojavu tumora.

ISTRAŽIVANJA

Belkacem i sur. (2021.) analizirali su esencijalno ulje cedra metodama plinske kromatografije i spektrometrije mase (1). Istraživali su antioksidansno, antibakterijsko i citotoksično djelovanje cedra. Ustanovili su da je α-pinen (81.49%) glavni sastojak esencijalnog ulja cedra, dok su ekstrakti od grančica bogati polifenolima, uglavnom taninima te da je Staphylococcus aureus poznat kao “zlatni stafilokok”osjetljiv i na esencijalno ulje i na ekstrakte od cedra. Također su otkrili da esencijalno ulje cedra ima potencijalnu aktivnost protiv tumorske stanične linije MCF7 raka dojke. Esencijalno ulje cedra i njegovi organski ekstrakti pokazali su antioksidativno, antibakterijsko i citotoksično djelovanje. Jaouadi i sur. (2021.) istraživali su kemijsku variabilnost i antioksidansno djelovanje esencijalnog ulja cedra proizvedenog iz drvenog katrana i piljevine drva cedra sa srednjeg Atlasa u Maroku (2). Ustanovili su najveći postotak seskviterpena i to spojeva α-himachalen i β-himachalen te da esencijalno ulje iz drvenog katrana posjeduje snažniju antioksidansnu aktivnost od onog iz piljevine. Hung i sur. (2021.) istraživali su antileukemijski učinak ekstraktra atlaskog cedra na raspodjelu staničnog ciklusa i apoptozu kod stanica kronične

mijeloične (mijeloidna, mijelogena, granulocitna) leukemije (bolest u kojoj stanica u koštanoj srži postane kancerozna (maligna) i proizvodi veliki broj nenormalnih granulocita (vrsta bijelih krvnih stanica) (3). (Apoptoza ili “programirana smrt stanice” jedan je od mehanizama kojim stanica aktivno, uz utrošak energije i sintezu određenih proteina, pokreće vlastitu smrt kao sastavni dio fizioloških procesa ili kao odgovor na određena patološka stanja. Ustanovili su da ekstrakt atlanskog cedra pokazuje inhibirajući učinak na ljudske stanice leukemije. Tretmani ekstraktom atlanskog cedra značajno smanjuju rast stanica, zaustavljanje staničnog ciklusa u G0/G1 fazi i indukciju (izazivanje) apoptoze što dovodi do smrti stanica leukemije. Shinde i sur. (1999.) istraživali su imunomodulatornu aktivnost (imunomodulator je sredstvo za poboljšanje imunološkog sistema) ulja himalajskog cedra (4). Ustanovili su inhibicijski učinak ulja na humoralne i stanično posredovane imunološke odgovore (Imuni odgovor na strane antigene sastoji se iz humoralnih mehanizama (npr. protutijela) te staničnih mehanizama). Wu i sur. (2015.) istraživali izolaciju i identifikaciju antioksidansnih komponenti iz iglica himalajskog cedra te njegovo antioksidansno djelovanje (5). Izoliran je i identificiran novi spoj, 3-p-trans-kumaroil-2-hidroksikinska kiselina i sedam poznatih spojeva. Ekstrakt iglica Cedrus deodara pokazao je izvanredno antioksidansno djelovanje in vitro i in vivo. Ovi rezultati sugeriraju da iglice himalajskog cedra mogu biti korisne kao izvor prirodnih antioksidansa. Chang i sur. (2021.), istraživali su anti-GMB učinak I molekularni mehanizam ekstrakta atlanskog cedra in vitro i in vivo. (Glioblastoma, također poznat kao glioblastoma multiforme, GBM najzloćudniji je tumor mozga) (6). Ustanovili su da ekstrakt atlanskog cedra smanjuje postoperativnu bol i inhibira rast K562 stanica leukemije (K562 stanice su prva uspostavljena mielogena leukemija ovjekovječena ljudska stanična linija), odnosno kancerozne GBM stanice.

Dakle, uvelike inhibira staničnu proliferaciju i inducira staničnu apoptozu i in vitro i in vivo. Nadalje, ekstrakt je pokazao nisku citotoksičnost prema normalnim stanicama ili organima in vitro i in vivo. Rezultati ove studije sugeriraju da se ekstrakt CAt može razviti kao terapeutsko sredstvo ili pomoćno sredstvo za liječenje GBM u budućnosti. Saab i sur. (2012.) istraživali su citotoksični učinak esencijalnih ulja smrikve (Juniperus oxycedrus), libanonskog cedra (Cedrus libani) i pinja (Pinus pinea L.) na CCRF-CEM stanice leukemije osjetljive na lijekove i stanice leukemije, koje eksprimiraju P-glikoprotein CEM/ADR5000 (7). Ustanovili su da CEM/ ADR5000 stanice otporne na više lijekova nisu otkrile križnu rezistenciju, što ukazuje da bi ova esencijalna ulja mogla biti korisna za liječenje inače otpornih na lijekove i refraktornih tumora. Shashi i sur. (2006.) istraživali su AP9-cd, standardiziranu kompoziciju lignana iz himalajskog cedra (skupina polifenola male molekularne težine koji se nalaze u biljkama) na mehanizam stanične smrti u stanicama Molt-4 i HL-60 ljudske leukemije (8). Ustanovili su da je inhibirao proliferaciju stanica Molt-4 s 48-satnim IC50 od ~15 μg/ml, povećao sub-G0 staničnu frakciju te proizveo apoptotička tijela. Ustanovljen je citotoksični i prooksidativni učinak AP9-cd. Zeng i sur. (2012.) istraživali su kemijski sastav esencijalnog ulja himalajskog cedra (Cedrus deodara) kao i njegov antioksidansni i antimikrobni učinak (9). Metodama plinske kromatografije i spektrometrije mase identificirali su 23 komponente koje reprezentiraju 95.79% ulja. Ustanovili su da esencijalno ulje cedra pokazuje izvanredno antioksidansno djelovanje u uklanjanju slobodnih radikala te snažno antimikrobno djelovanje protiv tipičnih mikroorganizama koji se prenose hranom. Ovi rezultati sugeriraju da esencijalno ulje cedra ima potencijal da se koristi kao prirodni antioksidans i antimikrobno sredstvo u preradi hrane. (Ova studija daje teoretsku osnovu za potencijalnu primjenu esencijalnog ulja himalajskog cedra (C. deodara) kao prirodnog resursa antioksidansa i antimikrobnih sredstava u prehrambenoj industriji.) Boutos i sur. (2020.) istraživali su kemijski sastav esencijalnog ulja ciparskog cedra i njegovo potencijalno antimikrobno i antioksidansno djelovanje i ustanovili da esencijalno ulje ciparskog cedra ima umjereno antioksidansno djelovanje te da posjeduje visoka antimikrobna svojstva (10).

REFERENCE:

1. Belkacem N., Khettal B., Hudaibb M., Bustanjic Y., Abu-Irmaileh B., Soumia M.Amrinee C., Antioxidant, antibacterial, and cytotoxic activities of Cedrus atlantica organic extracts and essential oil, European Journal of Integrative Medicine, 2021.; 42.

2. Jaouadi I., Cherrad S., Bouyahya A., Koursaoui L., Satrani B., Ghanmi M., Chaouch A., Chemical variability and antioxidant activity of Cedrus atlantica Manetti essential oils isolated from wood tar and sawdust, Arabian Journal of Chemistry, 2021.; 14 (12): 103441.

3. Hung P.-H., Hsieh M.-C., Lee S.-C., Huang X.-F. , Chang K.-F., Chen S.-Y., Lee M.-S. & Tsai N.-Ma., Effects of Cedrus atlantica extract on acute myeloid leukemia cell cycle distribution and apoptosis, Molecular Biology Reports, An International Journal on Molecular and Cellular Biology, 2020.; 47: 8935–8947.

4. Shinde U.A., Phadke A.S., Nair A.M., Mungantiwar A.A., Dikshit V.J., Saraf M.N., Preliminary studies on the immunomodulatory activity of Cedrus deodara wood oil, Journal of Fitoterapia, 1999.; 70 (4): 333-339.

5. Wu Y.-P., Liang X., Liu X.-Y., Zhong K., Gao B., Huang Y.-N., Gao H., Cedrus deodara pine needle as a potential source of natural antioxidants: Bioactive constituents and antioxidant activities, Journal of Functional Foods, 2015.; 14 : 605-612.

6. Chang K.-F., Chang J.T., Huang X.-F., Huang Y.-C., Li C.-Y., Weng J.-C. Hsiao C.-Y., H.-J. Hsu & Tsai N.-M., Cedrus atlantica Extract Suppress Glioblastoma Growth through Promotion of Genotoxicity and Apoptosis: In Vitro and In Vivo Studies, International Journal of Medical Sciences, 2021; 18 (11): 2417–2430.

7. Saab A.M., Guerrini A., Sacchetti G., Maietti S., Zeino M., Arend J., Gambari R., Bernardi F., Efferth T., Phytochemical Analysis and Cytotoxicity Towards Multidrug-Resistant Leukemia Cells of Essential Oils Derived from Lebanese Medicinal Plants, Planta Medica, Journal of Medicinal Plant and Natural Product Research, 2012; 78 (18): 1927-1931.

8. Shashi B., Jaswant S., Madhusudana R.J., Kumar S.A., Nabi Q.G., A novel lignan composition from Cedrus deodara induces apoptosis and early nitric oxide generation in human leukemia Molt-4 and HL-60 cells, Journal Nitric Oxide, 2006.; 14 (1) : 72-88

9. Zeng W.-C., Zhang Z., Gao H., Jia L.-R., He Q., Chemical Composition, Antioxidant, and Antimicrobial Activities of Essential Oil from Pine Needle (Cedrus deodara), Journal of Food Science, 2012.; 77 (7) : C824-C829.

10. Boutos S., Tomou E.-M., Rancic A., Socović M., Hadjipavlou-Litina D., Nikolaou K. & Skaltsa H., Composition of the essential oil of Cedrus brevifolia needles. Evaluation of its antimicrobial and antioxidant activities, American Journal of Essential Oils and Natural Products, 2020.; 8 (2): 01-05.