Изучение механизма воздействия летучих компонентов тибетской эфедры на бронхит на основе сетевой фармакологии и молекулярного докинга
Бронхит обусловлен в основном специфическими реакциями слизистой оболочки бронхов и окружающих тканей, имеет длительный цикл возникновения. На его патогенез влияют как внешние факторы, такие как сезонные изменения, вирусные инфекции, аллергические заболевания, так и внутренние, такие как состояние защитной системы дыхательных путей и ослабленный иммунитет.

Эфедра, как традиционное китайское лекарство, имеет долгую историю применения. Она обладает эффектами потоотделения, рассеивания холода, стимулирования диуреза, уменьшения отеков, очищения легких и астмы. Он широко используется в традиционной китайской медицине для лечения бронхита и содержит множество активных ингредиентов. Исследования показали, что флавоноиды, такие как лютеолин, апигенин и кверцетин, содержащиеся в комбинации Ephedra sinica и Cinnamomum cassia, оказывают терапевтическое действие на бронхит, воздействуя на TNF - α и LTB4. Однако в настоящее время нет данных о том, влияют ли летучие компоненты на бронхит. Ephedra tibetana - уникальное растение эфедры в Сизане, корни и стебли которого обладают особым ароматом. В древней тибетской медицинской книге "Цзинчжу бэнькао" записано, что "Кайтун (эфедра) останавливает кровотечение и очищает жар селезенки", а в "Чжунхуа тибетском бэнькао" - "очищает жар крови, жар сердца, жар печени, жар селезенки, новый и старый жар, способствует диурезу, останавливает кровотечение и облегчает кашель". Имеются сообщения о летучих компонентах других растений эфедры, таких как Ephedar sinica из Ганьсу, которые в основном состоят из d - α - терпинеола (21,4%), гексадекановой кислоты (14,74%) и 9-гексадекановой кислоты (7,51%); основные летучие компоненты эфедры из Шэньси - это 1- α - терпенол (28.57%) и 2,3,5,6-тетраметилпиразин (7,92%); основными летучими компонентами эфедры средней являются 1,4-эвкалиптол (12,8%) и 1,8-эвкалиптол (9,9%); основными летучими компонентами Ephedra equisetina являются гексадеканоиновая кислота (26,22%) и дибутилфталат (10,48%). Тибетская эфедра может обладать особыми лекарственными веществами благодаря длительной адаптации к высокогорным условиям. Было обнаружено, что уникальный аромат корней и стеблей тибетской эфедры отличается от традиционных китайских препаратов, таких как китайская эфедра и эфедра китайская. Что представляют собой летучие компоненты эфедры, чем они отличаются от летучих компонентов других растений эфедры и чем они отличаются от летучих компонентов корней и стеблей эфедры? В настоящее время об этом нет никаких сведений.
Использование методов сетевой фармакологии для скрининга активных веществ, прогнозирования белков-мишеней и поиска сигнальных путей позволяет быстро предсказать взаимодействие между активными веществами, белками-мишенями, а также сетями путей, связанных с возникновением и развитием заболеваний. Молекулярный докинг - это метод разработки лекарственных препаратов, использующий компьютерные технологии, основанные на характеристиках рецепторов и взаимодействии между ними и молекулами лекарств. Его основной исследовательской базой являются конформационные изменения лигандов и молекул рецепторов в процессе связывания. Из-за отсутствия информации о химическом составе Ephedra sinica в онлайн-базе данных TCMSP, для определения летучих компонентов Ephedra sinica был использован ГХ-МС. На основе онлайн-базы данных TCMSP была создана небольшая база данных, а потенциальные лекарственные цели были запрошены по CAS-номерам соединений. Анализ сетевой фармакологии и молекулярный докинг были проведены для предсказания механизма действия летучих компонентов Ephedra sinica при лечении бронхита.

Данное исследование показало, что основные летучие компоненты в стеблях тибетской эфедры отличаются от тех, которые были обнаружены в китайской эфедре и эфедре китайской. 2,3,5,6-тетраметилпиразин является основным летучим компонентом, общим для тибетской эфедры и китайской эфедры. Помимо эфедрина и псевдоэфедрина, 2,3,5,6-тетраметилпиразин также является основным действующим веществом эфедры и широко используется в пищевых ароматических добавках. Два других основных компонента стебля тибетской эфедры - это Z-9-пентадеценол (9,15%) и дигидроксиацетофенон (7,92%). Сообщалось, что Z-9-пентадеценол является основным летучим компонентом стебля Peucedanum praeruptorum, а его летучее масло обладает антибактериальной активностью в отношении Escherichia coli, Salmonella typhi и Shigella flexneri. Однако, обладает ли вещество Z-9-пентадеценол активностью, не сообщается. Дигидроксиацетофенон обладает эффектом снижения среднего давления в легочной артерии у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких, однако о его влиянии на бронхит не сообщалось. Основными летучими компонентами корней Ephedra sinica являются линолевая кислота (7,81%), бисаболол (7,1%) и Z-9-пентадеценол (5,98%). Линолевая кислота - это ненасыщенная жирная кислота, которая способствует снижению уровня липидов в крови и смягчению сосудов. Красный миррол - основной компонент, содержащийся в таких растениях, как Waldheimia glabra, Pogostemon specious, Eremantus erythropapus и Matricaria chamomilla в Xizang, и обладающий противовоспалительной, противораковой, антибактериальной и антиоксидантной активностью. Летучие компоненты корней и стеблей тибетской эфедры, включая пальмитиновую, пальмитиновую и линолевую кислоты, являются ненасыщенными жирными кислотами, имеющими важное пищевое и экономическое значение. Альфа-терпенол, оксид линалоола, альфа-лимонен, тимол и элефантол также являются общими компонентами растительных летучих масел, обладающих многими видами активности, такими как антибактериальная, противовоспалительная и антиоксидантная. В целом, это указывает на то, что летучее масло из корневища Ephedra sinica имеет перспективное применение в пищевой промышленности и разработке лекарственных препаратов.

Бронхит - в основном спорадическое заболевание с относительно низкой распространенностью. Он часто возникает в холодное время года или при резкой смене климата и чаще всего встречается у пожилых и ослабленных людей. Клинические испытания показали, что эфедра оказывает значительный эффект при лечении острого бронхита и детского бронхиолита. Бронхит - это заболевание с механизмом воспалительной реакции. В данном исследовании были выявлены четыре основных белка-мишени, а именно IL6, TNF, PTGS2 и CXCL8, которые могут играть важную роль в лечении бронхита летучими компонентами тибетской эфедры. IL-6 - это хемокин с множественной биологической активностью, который может стимулировать воспаление и аутоиммунные процессы при различных заболеваниях. Он обладает такими физиологическими свойствами, как активация и регуляция иммунных клеток. Участвуя в дифференцировке лимфоцитов и моноцитов, он способствует созреванию В-клеток, секретирует цитокины, такие как IgG, IgE, IgA, и участвует в различных воспалительных реакциях и процессах развития заболеваний. Он является мишенью для лечения инфекций, воспалений, аутоиммунных заболеваний и рака. TNF - цитокин, участвующий в системном воспалении, а также один из многих цитокинов, вызывающих острые реакции. Он секретируется в основном макрофагами и может вызывать гибель клеток некоторых линий опухолевых клеток. TNF - α может активировать нейтрофилы и макрофаги для усиления их цитотоксического действия, высвобождать больше воспалительных цитокинов, таких как IL-6 и IL-8, и ускорять процесс воспалительной реакции. PTGS2 отвечает за выработку воспалительных простагландинов и является липидным регулятором, вызывающим биологическую активность. При стимуляции воспалительными медиаторами его уровень значительно повышается, а содержание PTGS2 в бронхоальвеолярной лаважной жидкости больных астмой выше, что указывает на то, что PTGS2 связан с воспалением при астме. CXCL8 - это цитокин, секретируемый макрофагами и эпителиальными клетками, который может привлекать нейтрофилы, эозинофилы и Т-клетки, а также участвовать в активации нейтрофилов. Он может высвобождаться из нескольких типов клеток в ответ на воспалительные стимулы, и его основная биологическая активность заключается в привлечении и активации нейтрофилов. При контакте с CXCL8 нейтрофилы претерпевают морфологические изменения, направленно мигрируют к месту реакции и выделяют ряд активных продуктов. Эти эффекты могут приводить к местным воспалительным реакциям в организме, достигая цели стерилизации и повреждения клеток. Кроме того, CXCL8 оказывает определенное влияние на эозинофилы, базофилы и лимфоциты.
Это исследование показало, что 34 летучих компонента тибетской эфедры действуют на 32 мишени бронхита. Эти мишени включают основной компонент стебля - 2,3,5,6-тетраметилпиразин, основной компонент корня - линолевую кислоту и общие компоненты корневища - бензальдегид, α - терпинеол, оксид линалоола, 2,3,5,6-тетраметилпиразин, гераниол, тимол и элефантол. Среди мишеней, обладающих хорошим эффектом связывания с IL6, TNF, PTGS2 и CXCL8, - эвгенол, лауриновая кислота, транс-фарнезол, α-терпинеол, элефантол и пальмитиновая кислота. Среди них эвгенол и лауриновая кислота являются компонентами корней, трансфарнезол - компонентом стеблей, а α - терпинеол, элефантол и пальмитиновая кислота - общими компонентами корней и стеблей. Из этого можно сделать вывод, что летучие масла из корней и стеблей Ephedra sinica могут оказывать эффект при лечении бронхита. Фенол динзиксиана считается растительным пестицидом с фунгицидными свойствами. Лауриновая кислота повышает экспрессию противовоспалительного фактора IL-10 и снижает экспрессию провоспалительного фактора IL-6, что может в определенной степени облегчить воспалительную реакцию организма. Фарнезол оказывает ингибирующее действие на Streptococcus mutans, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei и Actinobacteria naeslundii. Высокие концентрации фарнезола подавляют экспрессию IL-17 у мышей, зараженных Candida albicans. Альфа-терпеноиды присутствуют в летучих маслах растений и обладают антибактериальным, антиоксидантным и противовоспалительным действием. Их эфирные соединения обладают инсектицидным действием. Все три вышеперечисленных вещества обладают эффектом ингибирования факторов воспаления, однако пальмитиновая кислота, по некоторым данным, оказывает провоспалительное действие. Фенол и слоновая кислота являются распространенными веществами в эфирных маслах растений, и их антибактериальное действие, наряду с другими компонентами эфирных масел, было отмечено как значительное. Это указывает на то, что коричная кислота, транс-фарнезол, α-терпинеол, эвгенол и элефантол могут участвовать в воспалительных реакциях благодаря своему антибактериальному действию. Результаты GO-обогащения также показали, что мишени вышеупомянутых соединений были значительно обогащены в процессе реакции молекул, полученных от бактерий. Четыре молекулы-мишени вместе обогащены в сигнальном пути Toll-подобных рецепторов. Toll-подобные рецепторы относятся к рецепторам распознавания образов патогенов врожденного иммунитета, которые могут распознавать вторгающиеся патогенные микроорганизмы и играть ключевую роль в воспалении, регуляции иммунных клеток и других аспектах. Это указывает на то, что эвгенол, лауриновая кислота, транс-фарнезол, α-терпинеол и элефантол в летучем масле корней и стеблей Ephedra sinica могут подавлять экспрессию IL6, TNF, PTGS2 и CXCL8 в воспалительных и иммунных сигнальных путях, таких как TNF, IL-17 и Toll-рецепторы, тем самым подавляя воспаление и иммунные реакции патогенных микроорганизмов и, таким образом, играя терапевтическую роль при бронхите. Пальмитиновая кислота запускает секрецию провоспалительных цитокинов, что приводит к воспалительной реакции в организме.
Данное исследование основано на методах сетевой фармакологии и молекулярного докинга, в качестве объекта исследования взяты летучие компоненты корней и стеблей Ephedra sinica. Всесторонне анализируются биологические пути и пути вмешательства в бронхит, а для проверки используется обратный молекулярный докинг. Установлено, что воздействие активных ингредиентов на бронхит в основном характеризуется наличием нескольких молекул, нескольких мишеней и нескольких путей, а также синергетическим эффектом между различными летучими компонентами. Результаты исследования служат основой для экспериментального изучения и клинического применения тибетской эфедры, однако результаты данного исследования лишь теоретически обосновывают механизм взаимодействия летучих компонентов тибетской эфедры и бронхита, а для его проверки необходимы дальнейшие фармакологические эксперименты.