ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ТОКСИЧНОСТЬ ШАФРАНА

АННОТАЦИЯ

Шафран (Crocus sativus L.) — слабое лекарственное растение. В этом исследовании была предпринята попытка определить состав шафрана, собранного из разных мест, с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии. Всего было идентифицировано большое количество метаболитов пяти экстрактов из классов производных флавоноидов, монотерпеновых альдегидов, апокаротиноидов и каротиноидов, а также их химические характеристики. Gardenia jasminoides Ellis была одновременно идентифицирована путем определения её конкретных составляющих, включая генипозид, шанжизид и основные жасминозиды. Также один синтетический краситель; auramine-O был обнаружен в продуктах с шафраном.

Также оценивали антихолинэстеразную активность шафрана. Кроме того, образцы шафрана с высоким содержанием кроцина обладали антихолинэстеразной активностью.

ABSTRACT

Saffron (Crocus sativus L.) is a weak medicinal plant. In this study, an attempt was made to determine the composition of saffron collected from various locations using high performance liquid chromatography. In total, a large number of metabolites of five extracts from the classes of flavonoid derivatives, monoterpene aldehydes, apocarotenoids and carotenoids, as well as their chemical characteristics, were identified. Gardenia jasminoides Ellis was simultaneously identified by identifying its specific constituents, including geniposide, changiside, and basic jasminosides. Also one synthetic dye; auramine-O has been found in saffron products.

The anticholinesterase activity of saffron was also evaluated. In addition, samples of saffron with a high content of crocin had anticholinesterase activity.

Ключевые слова: Crocus sativus L, тиамин, рибофлавин, сафранал, пикрокроцин, кроцин, холинэстераза, a-кроцетин, болезнь Альцгеймера.

Keywords: Crocus sativus L, thiamine, riboflavin, safranal, picrocrocin, crocin, cholinesterase, a-crocetin, Alzheimer's disease.

ВВЕДЕНИЕ

Шафран (Crocus sativus L.)-необычное цветущее растение, произрастающее в Иране, Индии, Испании и Италии. Шафран является самой дорогой специей в мире и используется в качестве натурального пищевого красителя полезной для здоровья [4]. Сегодня Иран является лидером по производству шафрана. На товарный рынок Ирана поставляются сорта шафрана Пушал, Негин и Саргол.[7]. Pushal шафран – это высушенная форма шафрана.[6]. Шафран отличается неповторимым вкусом и ароматом. Они могут значительно различаться в зависимости от географического происхождения и других условий окружающей среды, предуборочных и послеуборочных процессов. В традиционной медицине шафран используется как антиангинальное, болеутоляющее и успокаивающее средство. Кроме того, сообщалось о других фармакологических действиях шафрана, таких как антиоксидантное, противораковое, противовоспалительное, антидепрессивное и атеросклеротическое действие [11].

По оценкам, распространенность болезни Альцгеймера настолько высока, что ею страдают более 44 миллионов человек во всем мире, что делает ее одной из самых быстрорастущих болезней. На протяжении веков специи использовались в качестве пищевых добавок или лекарственных средств. Кроме того, во многих рукописях подчеркивается важность растительных продуктов в обычном рационе, поскольку они помогают снизить риск нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера [11].

К таким соединениям относятся гидрофильные и гидрофильные белки, углеводы, минеральные вещества, витамины, пигменты, алкалоиды, кроцины, сафраналь, пикрокроцин, кроцетиновые соединения[15]. Основные компоненты шафрана в красных рыльцах включают кроцетин и его глюкозидные производные [4]. Однако основными соединениями шафрана являются каротиноиды в форме а-кроцетина (кроцетина), которые включают диглюкозид, гаммакроцетин, бета-каротин и зеаксантин в виде гликозидных форм. Присутствие пикрокроцина является основным компонентом шафрана и придает ему горький вкус. После гидролиза кристаллизуется, образуя сафраналь и глюкозу. Предыдущие результаты показали, что кроцин может ингибировать гибель нейронов, значительно защищать от церебральной ишемии в долгосрочном исследовании на крысах и улучшать память [15]. Однако причина высокой цены на шафран может быть связана с интенсивным процессом сбора урожая и ограниченным производством [1-4].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Высокоэффективная жидкостная хроматография является предпочтительным методом определения состава шафрана. Кроме того, ЯМР является еще одним мощным методом определения структуры, позволяющим идентифицировать новые соединения, но ЯМР менее чувствителен, чем МС[5]. Эти методы являются дополнительными способами узнать больше о составе шафрана.

Для изучения биоразнообразия шафрана, 5 г высушенного и измельченного образца экстрагировали фармацевтическим этанолом при 40°С в течение 2 дней [18]. Процесс экстракции повторили несколько (три-пять) раз и растворитель выпаривали. Полученные экстракты до дальнейшего анализа хранились в коричневой (затемнённой) склянке при темпиратуре -20°С. Аликвоты (10 мг) различных экстрагированных образцов ресуспендировали в 1 мл 70% этанола/воды. Образцы были проанализированы  с помощью обратно-фазовой ультраэффективной жидкостной хроматографии и Furye transform tandem масс-спектрометрии.

Ингибирующая активность холинэстеразы: добавляли разные концентрации 0,1, 1, 10 мкг/мл каждого экстракта и каждую концентрацию анализировали в трех экземплярах. Для каждого образца строили калибровочную кривую путем построения зависимости % ингибитора от логарифма концентрации ингибитора в тестируемых образцах. Для каждого образца строили калибровочную кривую путем построения зависимости % ингибитора от логарифма концентрации ингибитора в тестируемых образцах. Шафран использовался в качестве специи на протяжении тысячелетий благодаря его удивительным питательным свойствам и терапевтическим свойствам. Важно провести исследования токсикологических эффектов шафрана и его компонентов, чтобы определить соответствующие дозы и их безопасность.

Правильная дозировка шафрана необходима для обеспечения безопасности и эффективности. Поскольку большинство исследований проводятся in vitro и in vivo, определить правильную дозировку для человека довольно сложно. Следует избегать высоких доз шафрана во время беременности у крыс. Дозы, превышающие 5 г, что значительно превышает дозу, используемую во время еды, могут вызвать гибель плода[13].

При изучении вредного воздействия на развитие организма: внутриутробного или постнатального воздействия токсических веществ называется токсикологией развития. Различные дозы водного экстракта шафрана (0,8, 0,4 и 0,2 процента) были протестированы на крысах[10-17].

Экстракты шафрана не влияли на биохимические показатели. Дозы кроцина 200 мг/кг и 600 мг/кг, внутрибрюшинное введение и сафранал в дозах 0,075 мл/кг и 0,225 мл/кг и внутрибрюшинное введение изменяли развитие скелета у мышей[5]. Экстракты шафрана не влияли на биохимические показатели. Дозы кроцина 200 мг/кг и 600 мг/кг, внутрибрюшинное введение и сафранал в дозах 0,075 мл/кг и 0,225 мл/кг и внутрибрюшинное введение изменяли развитие скелета у мышей.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ

По химическому составу кроцинов, пикрокроцина и сафранала можно сказать, что это экстракт шафрана. Основной состав шафрана: 14-16% воды, 11-13% соединений азота, 12-15% сахара, 41-44% растворимого экстракта, 0,6-0,9% жира, 4-5% клетчатки и 4-6% общей золы. Также шафран содержит два важных витамина: рибофлавин и тиамин, рибофлавин содержится в большом количестве. Кроме того, шафран содержит стеролы (кампестерол, стигмастерол и бета-ситостерол).

Кроцин (C₄₄H₆₄O₂₄)

Сафранал (C₁₀H₁₄O)

Кроцетин (C₂₀H₂₄O₄)

 Идентификацию метаболитов проводили на основе первичной характеристики массы фрагментации, молекулярной формулы, времени удерживания, сравнения с предыдущими. Спектр NMR 1H 60 MGts настоящего экстракта шафрана сравнивают со спектром NMR 1H 600 MGts того же образца. Это отражает поглощение воды DMSO-d6 и состояние обезвоживания образцов. SAF вводили внутрибрюшинно в дозах 0,1, 0,5 и 1 мл/кг в течение 3 нед. В разных группах животных изучали гистопатологическое исследование селезенки и костного мозга, клеточность селезенки, реакцию замедленной гиперчувствительности (DTH), титр гемагглютинации (HA), продукцию цитокинов и анализ пролиферации лимфоцитов[26]. Клеточность селезенки для групп SAF (0,1 мл/кг SAF: 6,68 [± 0,88] × 10 ⁷ , 0,5 мл/кг SAF: 8,16 [± 1,33] × 10 ⁷ , 1 мл/кг SAF: 6,12 [± 0,59] × 10 ⁷) по сравнению автоматическим расчетам существенных  отличий не было (8,52 [± 1,36] × 10 ⁷; p>0,05). В отличие от токсикологических исследований, показавших, что SAF более токсичен, чем другие активные компоненты рыльца шафрана, было установлено, что он безопасен, по крайней мере, для иммунной системы мышей, и не оказывает токсического действия на гуморальные и клеточные иммунные реакции. В этом экспериментальном исследовании после оценки острой токсичности 32 беременные мыши были случайным образом разделены на четыре равные группы. После рождения матери в группах с 1 по 4 получали перорально (контрольная группа) 500, 1000 или 2000 мг/кг за сутки шафрана соответственно в течение трех недель[8]. В конце исследования оценивали неонатальные почечные и печеночные параметры для оценки возможной нефротоксичности и гепатотоксичности. Образцы тканей почек и печени новорожденных исследовали гистопатологически после окрашивания гематоксилином и эозином. Данные анализировали с использованием ANOVA и тестов Scheffe. Для оценки лактационной токсичности шафран вводили матерям перорально один раз в день в течение 21 дня после родов во время лактации. Шафран повышал уровень азота мочевины в сыворотке крови (p<0,05). Гистологические исследования показали, что шафран не оказывает токсического действия на печень, но в почках новорожденных наблюдались гистопатологические изменения.

ВЫВОДЫ

Шафран (Crocus sativus L). является важным лекарственным растением, широко используемым в пищевых и коммерческих целях. Шафран и его компоненты обладают большим фармакологическим потенциалом и могут оказывать терапевтическое воздействие при депрессии, диабете, опухолях и многих других заболеваниях. Были проведены исследования на различных животных моделях для оценки токсичности и безопасности шафрана. Значения LD50 указывают на то, что шафран, кроцин и сафраналь относительно нетоксичны или малотоксичны. Известно, что в больших дозах шафран и его компоненты вызывают токсичность органов и эмбрионов. Несмотря на положительные доклинические результаты, показывающие, что шафран и его метаболиты обладают потенциальными фармакологическими эффектами, рекомендуется проводить дальнейшие исследования для подтверждения полезного и потенциального использования шафрана в здравоохранении.

Список литературы:

1. R.B. Saxena, Botany, taxonomy and cytology of Crocus sativus series, AYU 31 (2010) 374 (An International Quarterly Journal of Research in Ayurveda), doi:10.4103/0974-8520.77153.
2. T. Shahi, E. Assadpour, S.M. Jafari, Main chemical compounds and pharmacological activities of stigmas and tepals of ‘red gold’; saffron, Trends Food Sci. Technol. 3. 58 (2016) 69–78, doi:10.1016/j.tifs.2016.10.010.
3. R. Saxena, Botany, taxonomy and cytology of Crocus sativus series, AYU (An International Quarterly Journal of Research in Ayurveda). 31 (2010) 374. doi:10.4103/0974-8520.77153.
4. A. Husaini, Bullet, A. Kamili, B. Wani, B. Bhat, Sustainable Saffron (Crocus sativus Kashmirianus) production: technological and policy interventions for kashmir, in:2010.
5. S.I.A. Razak, M.S.A. Hamzah, F.C. Yee, M.R.A. Kadir, N.H.M. Nayan, A review on medicinal properties of saffron toward major diseases, J. Herbs Spices Med. Plants 23 (2017) 98–116, doi:10.1080/10496475.2016.1272522.
6. M. Sharma, R. Thakur, M. Sharma, Ethnomedicinal, phytochemical and pharmacological properties of Crocus sativus (saffron), J. Indian Bot. Soc. 99 (2020) 115–126, doi:10.5958/2455-7218.2020.00017.0.
7. A.R. Gohari, S. Saeidnia, M.K. Mahmoodabadi, An overview on saffron, phytochemicals, and medicinal properties, Pharmacogn. Rev. 7 (2013) 61–66, doi:10.4103/0973-7847.112850.
8. M. Khayatnouri, S.E. Safavi, S. Safarmashaei, D. Babazadeh, B. Mikailpourardabili, The effect of Saffron orally administration on spermatogenesis index in rat, Adv. Environ. Biol. (2011) 1514–1522.
9. A.H. Mohamadpour, Z. Ayati, M.R. Parizadeh, O. Rajbai, H. Hosseinzadeh, Safety evaluation of Crocin (a constituent of saffron) tablets in healthy volunteers, Iran. J. Basic Med. Sci. 16 (2013) 39–46.
10. F. Zeynali, et al., Studing teratogenic and abortificant effects of different doses of saffron (crocus sativus) decoction in whole gestational period and the 3rd trimester of gestational period in mice, 7 (2009).
11. 11.I. Lahmass, A. Sabouni, M. Elyoubi, R. Benabbes, S. Mokhtari, E. Saalaoui, Anti–diabetic effect of aqueous extract Crocus sativus L. in tartrazine induced diabetic male rats, Physiol pharmacol 21 (2017) 312–321.
12. M.H. Modaghegh, M. Shahabian, H.A. Esmaeili, O. Rajbai, H. Hosseinzadeh, Safety evaluation of saffron (Crocus sativus) tablets in healthy volunteers, Phytomedicine 15 (2008) 1032–1037, doi:10.1016/j.phymed.2008.06.003.
13. M. Bahmani, M. Rafieian, A. Baradaran, S. Rafieian, M. Rafieian-Kopaei, Nephrotoxicity and hepatotoxicity evaluation of Crocus sativus stigmas in neonates of nursing mice, J. Nephropathol. 3 (2014) 81–85, doi:10.12860/jnp.2014.16.
14. M.R. Khazdair, M.H. Boskabady, M. Hosseini, R. Rezaee, A.M. Tsatsakis, The effects of Crocus sativus (saffron) and its constituents on nervous system: a review, Avicenna J. Phytomed. 5 (2015) 376–391.
15. S. Mehri, B.M. Razavi, H. Hosseinzadeh, Safety and toxicity of saffron, in: Saffron, Elsevier, 2020, pp. 517–530, doi:10.1016/b978-0-12-818638-1.00035-6.
16. M. Bahmani, M. Rafieian, A. Baradaran, S. Rafieian, M. Rafieian-Kopaei, Nephrotoxicity and hepatotoxicity evaluation of Crocus sativus stigmas in neonates of nursing mice, J. Nephropathol. 3 (2014) 81–85, doi:10.12860/jnp.2014.16.
17. G.H. Karimi, N. Taiebi, H. Hosseinzadeh, F. Shirzad, Evaluation of subacute toxicity of aqueous extract of Crocus sativus L. stigma and petal in rats, J. Med. Plants 4 (2004) 29–35.
18. A. Ramadan, G. Soliman, S.S. Mahmoud, S.M. Nofal, R.F. Abdel-Rahman, Evaluation of the safety and antioxidant activities of Crocus sativus and Propolis ethanolic extracts, J. Saudi Chem. Soc.16 (2012) 13–21
19. H. Hosseinzadeh, V. Shariaty, A. Sameni, M. Vahabzadeh, Acute and sub-acute toxicity of crocin, a constituent of Crocus sativus L. (saffron), in mice and rats, Pharmacologyonline (2010).
20. H. Hosseinzadeh, S.S. Shakib, A.K. Sameni, E. Taghiabadi, Acute and subacute toxicity of safranal, a constituent of saffron, in mice and rats, Iran. J. Pharm. Res. 12 (2013) 93–99, doi:10.22037/ijpr.2013.1247.
21. D. Mohajeri, G. Mousavi, M. Mesgari Abbasi, Y. Doustar, M. Nouri, Subacute toxicity of crocus Sativus L. (Saffron) stigma ethanolic extract in rats, Am. J. Pharmacol. Toxicol. 2 (2007) 189–193, doi:10.3844/ajptsp.2007.189.193.
22. B. Riahi-Zanjani, M. Balali-Mood, E. Mohammadi, H. Badie-Bostan, B. Memar, G. Karimi, Safranal as a safe compound to mice immune system, Avicenna J. Phytomed. 5 (2015) 441–449, doi:10.22038/ajp.2015.4504.