A Sophora alopecuroides különböző kivonatainak hepatotoxicitási mechanizmusának vizsgálata oxidatív stressz alapján
A Sophora alopecuroides L. a Fabaceae családba és a Sophora nemzetségbe tartozik. 1977-ben felvették a Kínai Népköztársaság gyógyszerkönyvébe, és a hagyományos kínai gyógyászat növényi erőforrásainak és ökológiai vegetációjának fontos összetevője olyan tartományokban, mint Gansu, Belső-Mongólia és Ningxia. A kudou-bab hőelvezető, méregtelenítő és páramentesítő funkcióval rendelkezik. Alkaloidok, flavonoidok és cukrok a fő hatóanyagok, amelyek jó terápiás hatással vannak a gyomor-bélrendszeri betegségekre. Wang és munkatársai megállapították, hogy a Sophora alopecuroides alkaloidjai főként kinolonok, amelyek fontos szerepet játszanak az antioxidáns, parazitaellenes és antibakteriális tevékenységekben. A tanulmány megállapította, hogy a Sophora alopecuroides flavonoidjai bizonyos antagonista hatással rendelkeznek a hepatitis B vírusra. Jelenleg a hazai piacon kialakult egy keserűbab növényipari lánc, amely az ökológiai környezetvédelemre, a jellegzetes termékfejlesztésre és a regionális fejlesztésre összpontosít.

A hagyományos alkalmazásokban a keserűbab a toxicitása miatt soha nem keltett figyelmet. Az utóbbi években a gyógyszer okozta májkárosodás vált a második legnagyobb nem fertőző májbetegséggé Kínában, és az európai és amerikai országokban az akut májelégtelenség vezető okává, amely az esetek 60%-ét teszi ki. Egyre több klinikai esetjelentés jelenik meg a hagyományos kínai gyógyászat által okozott májkárosodásról, és potenciális toxicitása mind hazai, mind nemzetközi szinten forró kutatási témává vált. Korai akut toxicitási kísérletek megállapították, hogy a Sophora alopecuroides kivonat bizonyos toxicitást mutat a patkánymájra. A máj, mint a szervezetben az anyagcsere és a méregtelenítés fő szerve toxicitásának vizsgálata nagy jelentőséggel bír. Jelenleg a Sophora alopecuroides által okozott májtoxicitás specifikus mechanizmusa még mindig nem tisztázott. Ezért ebben a tanulmányban szubakut toxicitási kísérleteket végeztünk, hogy megfigyeljük négy kivonat, nevezetesen a vizes főzet (WD), a vizes ultrahang (WU), az etanol reflux (ER) és az etanol ultrahang (EU) hatását a patkányok általános viselkedésére, szöveti morfológiájára és oxidatív stresszmutatókra a beadást követően. Az aszpartát-aminotranszferáz (AST) és az alanin-aminotranszferáz (ALT) tartalma a patkányok szérumában a beadást követően, valamint a redukált glutation (GSH), a szuperoxid-dizmutáz (SOD) kifejeződése és eloszlása, malondialdehid (MDA), valamint a nukleáris faktor erythroid 2 kapcsolódó faktor 2 (Nrf2), heme-oxigenáz-1 (HO-1), SOD1 és SOD2 fehérjék májban való kifejeződését, a Sophora alopecuroides patkányokra gyakorolt hatásainak feltárása érdekében. Az egereken fellépő májkárosító hatás mechanizmusa tudományos adatokat és hivatkozási alapot szolgáltat a Sophora alopecuroides klinikai alapkutatásaihoz.

A májkoefficiens változása fontos mutatója lehet a májelváltozásoknak. A Sophora alopecuroides különböző kivonatainak beadása után a patkányok májkoefficiense jelentősen megnőtt. A májkoefficiens növekedése arra utal, hogy a májban olyan reakciók mehetnek végbe, mint az ödéma és a gyulladás. A májszövet patológiai megfigyelése a májsejtek nekrózisát és a gyulladásos sejtek számának növekedését mutatta ki. Az ALT és AST májkárosodásra érzékeny mutatók kimutatásával megállapították, hogy a különböző kivonatok beadása után az ALT és AST szintje az egyes csoportok patkányainak szérumában különböző mértékben emelkedett. Ez azt jelzi, hogy a Sophora alopecuroides kivonat hosszú távú alkalmazása májfunkciós károsodást okozhat, ami összhangban van az irodalmi jelentésekkel. A Sophora alopecuroides különböző kivonatainak májtoxicitásának további vizsgálata érdekében ez a tanulmány mikroszkópos morfológiai megfigyeléseket végzett a májon, és megállapította, hogy a patkánymáj mitokondriumai megduzzadtak, sőt a cristák eltűnésével, és nyilvánvaló autofágiát mutattak. Ezek közül az autofágia a szervezet válasza az idegen anyagok eltávolítására és a kedvezőtlen külső tényezőkre adott válaszreakció. A Sophora alopecuroides kivonat beadása után jelentős autofágia következett be a patkányok májában. Az autofágia alapszintje védő hatással van a sejtekre, de a túlzott autofágia autofágikus sejthalált okozhat, és akár fel is gyorsíthatja a betegség progresszióját. Eközben Ravanan és munkatársai kimutatták, hogy az autofágia gátlása csökkentheti az NF κ B útvonal által okozott gyulladásos választ. A Sophora alopecuroides különböző kivonatainak beadása után az autofágia mértéke patkánymájban megnőtt, ami annak tudható be, hogy a Sophora alopecuroides az autofágia fokozásával gyorsítja a májtoxicitást.

A mitokondriumok a sejtek energiaanyagcsere-központjai, amelyek fontos szerepet játszanak a sejtburjánzásban, a genetikai információátvitelben, az immunrendszer szabályozásában, a sejtnövekedési ciklus szabályozásában, az apoptózisban és más folyamatokban. A sejtek számára is kulcsfontosságú helyszín a ROS-szerű anyagok előállításához, és a mitokondriumok károsodása és működési zavara anyagcsere-rendellenességeket és szervi működési zavarokat okozhat a szervezetben. Ezért a mitokondriális károsodás a májtoxicitás fontos oka is lehet. Morfológiai megfigyeléssel ez a tanulmány megállapította, hogy a Sophora alopecuroides különböző kivonatainak beadása után a patkánymáj mitokondriumai megduzzadtak, sőt eltűntek a cristák, különösen a WD csoportban. Ennek oka a mitokondriumok károsodása lehet, ami a ROS szabad gyökök termelődésének növekedéséhez vezet, és végül szervi diszfunkciót okoz a szervezetben. Ez a vizsgálat jelentős összefüggést talált a patkánymáj toxicitása és az oxidatív stressz között a kapcsolódó oxidatív stressz indikátorok, mint például az MDA, GSH, SOD stb. mérésével. A Sophora alopecuroides különböző kivonatai különböző mértékben képesek az oxidatív stressz indikátorokban jelentős változásokat okozni a nőstény és hím patkányoknál a beadást követően, az MDA szignifikáns növekedésével és a SOD szignifikáns csökkenésével a vak csoporthoz képest. Az MDA a lipidperoxidáció végterméke, amely tükrözheti a lipidperoxidáció mértékét és ezáltal a májsejtek károsodásának mértékét. Normál körülmények között a SOD képes a szuperoxidot H2O2-vé, a CAT a H2O2-t H2O-vá alakítani, a GSH pedig közvetlenül ellensúlyozni tudja az oxigén szabadgyökök toxicitását H+-ellátással, a szervezetben lévő szuperoxid-ionok és más szabadgyökök eltávolításával, ezáltal megelőzve a májsejtek károsodását. Az oxidatív stressz valójában számos betegség, például a vastagbélgyulladás, az érelmeszesedés és az Alzheimer-kór patogenezisében játszik döntő szerepet. Ez a tanulmány megállapította, hogy a fő mechanizmus, amellyel a keserűbab májkárosodást okoz, az oxidatív stressz.
Az Nrf2 jelátviteli útvonal az oxidatív stressz és az antioxidáns aktivitás fő útvonala a szervezetben. Normális körülmények között az Nrf2 elsősorban a Keap1-hez kötődik, hogy komplexet alkosson, amely a citoplazmában létezik, és alacsony szinten tartja a sejtek homeosztázisának fenntartása érdekében. Amikor a szervezet külső ingereknek, például gyógyszeres stimulációnak és oxigén szabadgyökök jelenlétének van kitéve, az Nrf2 és a Keap1 által alkotott komplex szétválik, és az Nrf2 fehérje felhalmozódik, és a sejtmagba vándorol. A sejtmagban az Nrf2 az antioxidáns válaszelemhez, az ARE-hez kötődik, indukálva a HO-1 és a SOD1 antioxidáns fehérjék expresszióját. A SOD2 főként a mitokondriumokban oszlik el, és kulcsfontosságú fehérje, amely az oxigén szabadgyököket tisztítja meg a mitokondriális környezet stabilitásának védelme érdekében. Aktivitása a szervezetben lévő ROS változásával változik. A HO-1 és a SOD1 képes katalizálni a hemoglobin lebontását bilirubin, CO és Fe2+ előállítására, amelyek mindegyike pozitív antioxidáns hatást fejthet ki. A SOD2, más néven Zn SOD, képes a szuperoxid-anionok eltávolítására. A Western blotting eredmények azt mutatták, hogy a WD, WU és EU kivonatok beadása után jelentős különbség volt az Nrf2 fehérje expressziójában a hím patkányok májában a vak csoporthoz képest. A HO-1 fehérje expressziója szignifikánsan csökkent mind a négy kivonatcsoportban a beadást követően (P<0,05, lásd 6. ábra). A SOD1 fehérje expressziója jelentősen csökkent a nőstény patkányok májában, míg a hím patkányok májában szintén csökkenő tendenciát mutatott, a WD és az ER csoportban a legszembetűnőbb volt (P<0,05). A SOD2 fehérje expressziója jelentősen csökkent a hím patkányok májában, míg a nőstény patkányok mindegyik csoportjában növekvő tendenciát mutatott, a WD, WU és ER csoportban szignifikáns különbségekkel a vak csoporthoz képest. Bár a mutatók változásaiban különbségek vannak a hím és nőstény patkányok között, mindkettő májtoxicitást okozhat a patkányok májának oxidatív stresszmutatóit befolyásolva. A nőstény patkányok kompenzációs mechanizmusok révén helyreállíthatják az antioxidáns funkciót, hogy oxidatív stressz alatt fenntartsák a belső egyensúlyt. Az akut toxicitási kísérletek korai szakaszában azt találták, hogy a hím egerek érzékenyebbek voltak a különböző kivonatok toxicitására, magasabb volt a halálozási arányuk, és a hím és nőstény patkányok fiziológiai struktúrája eltérő volt, ami szintén bizonyos különbségeket eredményezhet a különböző mutatókban a hím és nőstény patkányok között. Chen és munkatársai szintén jelentős különbségeket találtak a mutatókban a hím és nőstény patkányok között, amikor egereken és patkányokon végeztek akut és szubakut toxicitási kísérleteket az arany vaszár kivonatával.
Összefoglalva, a Sophora alopecuroides kivonat májtoxicitást okozhat, elsősorban az Nrf2/HO-1 útvonal releváns fehérjéinek szabályozásával, ami oxidatív stresszhez vezet a szervezetben.