Studie über die antioxidative und entzündungshemmende Wirkung von Ethylacetat in Hibiskusblättern und UPLC-Q-Orbitrap HRMS-Analyse
Hibiscus mutabilis Blätter sind getrocknete Blätter von Hibiscus mutabilis L., einer Pflanze aus der Familie der Malvaceae. Sie sind in der Ausgabe 2020 des chinesischen Arzneibuchs enthalten und werden hauptsächlich in Sichuan, Hunan, Guangdong, Yunnan und anderen Regionen Chinas hergestellt. Das Qi ist mild, der Geschmack scharf und flach, und es hat die Wirkung, das Blut zu kühlen, zu entgiften, Schwellungen zu reduzieren und Schmerzen zu lindern. Das "Shennong Bencao Jing" berichtet: "Mit dem Qi des Spätsommers und Frühherbstes hat es einen scharfen Geschmack und gehört zur Kategorie Jin Hua, die die Lungen reinigen kann. Sein Qi ist ruhig und kühl, es kann das Blut kühlen, Hitze ableiten, entgiften und alle Arten von Karbunkeln, Schwellungen, Giften und Geschwüren behandeln, sowie Eiter und Schmerzen und Unterernährung bei Kindern lindern." Die moderne pharmakologische Forschung hat gezeigt, dass Mufu Rong Ye gute antibakterielle, antiinfektiöse und antivirale Wirkungen hat und eine schützende Wirkung bei Ischämie-Reperfusionsschäden der Nieren und chronischen Leberschäden hat. Zu den wichtigsten chemischen Bestandteilen der Hibiskusblätter gehören Flavonoide, organische Säuren, Phenole, Aminosäuren, Gerbstoffe, Zucker, Steroide und ätherische Öle.
Das Forschungsteam hat vorläufig festgestellt, dass die Ethylacetatfraktion von Hibiskusblättern eine gute antioxidative Aktivität aufweist, die auf den Fängigkeitsraten gegenüber freien DPPH- und ABTS-Radikalen beruht. Flavonoide könnten eine der pharmakologischen Substanzen von Hibiskusblättern sein. Chemische In-vitro-Methoden können jedoch die tatsächliche Rolle der Wirkstoffe in Organismen nicht genau wiedergeben. Daher wurde in dieser Studie ein H2O2-induziertes Modell zur Schädigung durch oxidativen Stress in HaCaT-Zellen erstellt, die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) gemessen, die schützende Wirkung verschiedener polarer Teile von Hibiskusblättern auf Schäden durch oxidativen Stress in HaCaT-Zellen untersucht, ein LPS-induziertes Modell zur Entzündung von RAW 264.7-Zellen erstellt, der Grad der Hemmung der Expression von Entzündungsfaktoren in den Zellen durch den Ethylacetat-Teil gemessen und seine antioxidative und entzündungshemmende Wirkung auf zellulärer Ebene weiter untersucht. Auf der Grundlage der UPLC-Q-Orbitrap HRMS-Technologie wurde die chemische Zusammensetzung des Ethylacetatanteils der Hibiskusblätter identifiziert, und die genaue Analyse der aktiven Bestandteile ergab, dass die Hauptbestandteile des Ethylacetatanteils Flavonoide und ihre Glykoside waren. Diese Studie zielt darauf ab, die pharmakologische Substanzbasis von Hibiskusblättern umfassend zu erklären. Sie soll eine wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung und Nutzung der Blätter liefern.

ROS ist ein Produkt des zellulären oxidativen Stoffwechsels, und ein übermäßiger Anstieg oder eine anhaltende Präsenz kann zelluläre oxidative Schäden verursachen. H2O2 kann die Produktion von übermäßigem ROS anregen und ist daher ein idealer Auslöser in Modellen für Verletzungen durch oxidativen Stress. HaCaT-Zellen sind leicht zu beschaffen, anpassungsfähig und stabil. Die Verwendung von H2O2 zur Induktion von HaCaT-Zellen in Modellen mit oxidativem Stress ist ein gängiges Zellmodell zur Bewertung der antioxidativen Aktivität. TNF-α, IL-6, iNOS und COX-2 sind typische Entzündungsfaktoren, LPS ist ein gängiger pro-inflammatorischer Faktor, und Makrophagen sind wichtige Teilnehmer an der Entzündungsreaktion und vermitteln die Entwicklung verschiedener immunpathologischer Prozesse während der Entzündung. Die Verwendung von LPS zur Induktion von RAW 264.7-Zellen ist ein klassisches Zellmodell zur Untersuchung von Entzündungsfaktoren. Gegenwärtig werden diese beiden Methoden in den veröffentlichten Gruppenstandards als Beweis für die Nennung von Kosmetika für ihre faltenreduzierende und lindernde Wirkung anerkannt. In dieser Studie wurde ein Modell für oxidative Schäden an HaCaT-Zellen erstellt und festgestellt, dass die Ethylacetatfraktion in verschiedenen polaren Teilen der Hibiskusblätter eine starke antioxidative Aktivität aufweist. Im Konzentrationsbereich von 25-200 μ g/ml reduzierte die Ethylacetatfraktion in Hibiskusblättern signifikant den ROS-Gehalt (P<0,001), milderte den oxidativen Stress und hatte eine gute Schutzwirkung auf das Modell der oxidativen Zellschädigung. Die entzündungshemmende Wirkung des Ethylacetatextrakts aus Hibiscus syringae Blättern wurde weiter untersucht und ein RAW264.7-Zellentzündungsmodell wurde konstruiert. Bei einer Konzentration des Ethylacetat-Extrakts von 200 μ g/ml wurde die Expression von TNF-α, IL-6, iNOS und COX-2 mRNA in RAW 264.7-Zellen signifikant gehemmt (P<0,001), was eine gute entzündungshemmende Wirkung zeigt. Damit wurden die antioxidativen und entzündungshemmenden Wirkorte von Hibiscus syringae-Blättern weiter aufgeklärt, was eine theoretische Grundlage für die weitere Erforschung der pharmakologischen Aktivität und die Entwicklung kosmetischer Anwendungen darstellt.

Die Technologie der hochauflösenden Massenspektrometrie mit Ultra-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und Quadrupol-Elektrostatikfeld-Orbitalfalle eignet sich für die Analyse komplexer Mehrkomponentensysteme in der traditionellen chinesischen Medizin und zeichnet sich durch hohe Auflösung, hohe Qualitätsgenauigkeit und hohe Nachweisleistung aus. In dieser Studie wurde zum ersten Mal die UPLC-Q-Orbitrap HRMS-Technologie eingesetzt, um die komplexen Komponenten in den wirksamen Teilen von Ethylacetat in Hibiskusblättern umfassend qualitativ zu analysieren. Es wurden 28 chemische Komponenten identifiziert, darunter 10 Flavonoide, vor allem Rutin, Naringin, Isoquercitrin usw.; es gibt 9 organische Säurekomponenten, vor allem Ferulasäure, Kaffeesäure, Salicylsäure usw.; es gibt auch Cumarine, Phenole, Nukleoside, jeweils 2, und 3 andere Komponenten, die mit Berichten übereinstimmen, dass Hibiskusblätter reich an Flavonoiden und Phenolsäuren sind. Flavonoide enthalten phenolische Wasserstoffmoleküle, die als Wasserstoffspender fungieren können, was sie zu starken Antioxidantien mit ausgezeichneter entzündungshemmender Wirkung macht. Rutin kann die Aktivität von Katalase (CAT) und Superoxiddismutase (SOD) in Parkinson-Modellen erhöhen; Silberlinde kann die Produktion von Prostaglandin E2 (PGE2) und die Aktivierung von NF-κ B und MAPK-Signalwegen hemmen; Quercetin kann ROS-vermittelten Leberkrebs hemmen, indem es Enzyme wie SOD und CAT sowie nicht-enzymatische antioxidative Abwehrsysteme wie Glutathion (GSH) hochreguliert; Isoquercetin kann SOD erhöhen und MDA-Spiegel senken, den MEK/ERK-Signalweg hemmen und die Reaktion auf oxidativen Stress unterdrücken. Mit Ausnahme der Azelainsäure handelt es sich bei allen organischen Säurekomponenten um Phenolsäuren. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Phenolsäuren aufgrund der polyphenolischen Hydroxylgruppen in ihrer Molekülstruktur stark reduzierende Eigenschaften haben, was sie zu einer typischen Klasse von Verbindungen mit Radikalfängereffekten macht. Beispielsweise kann Ferulasäure die antioxidative Kapazität von Mäuseserum erhöhen und die negativen Auswirkungen von Antibiotika auf den Darmstoffwechsel und die Entzündungsreaktion bei Mäusen verbessern; Salicylsäure kann eine Verbesserung der antioxidativen Enzymaktivität bewirken und die biologische Oxidation reaktiver Sauerstoffspezies verringern. Diese Studie ergab, dass diese beiden Arten von Bestandteilen die wichtigsten chemischen Komponenten des Ethylacetatanteils von Hibiskusblättern sind, was wiederum zeigt, dass die pharmakologische Substanzbasis von Hibiskusblättern für antioxidative und entzündungshemmende Effekte hauptsächlich aus Flavonoiden und organischen Säuren besteht. Gleichzeitig entdeckte die Studie auch eine neue Flavonoidkomponente in den Blättern von Hibiscus syringae, über die bisher noch nicht berichtet wurde, nämlich Trifoliatglucosid, zwei neue phenolische Komponenten, nämlich 4-Nitrophenol und 4-Nitrocatechol, eine neue Nucleosidkomponente, nämlich Adenin, und zwei neue Aldehydkomponenten, nämlich 2,5-Dihydroxybenzaldehyd und Vanillin, und bereicherte damit die Bibliothek der chemischen Zusammensetzung von Hibiscus syringae-Blättern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Ethylacetat-Extrakt aus den Blättern von Hibiscus syringae zelluläre oxidative Schäden stark abmildern, der oxidativen Stressreaktion widerstehen und die Expression von Entzündungsfaktoren hemmen kann. Flavonoide und organische Säuren könnten die Grundlage seiner pharmakologischen Substanzen sein, was eine theoretische Basis für die weitere Erforschung der antioxidativen und entzündungshemmenden Mechanismen der Blätter von Hibiscus syringae sowie für die Entwicklung und Nutzung von Naturprodukten darstellt.