Μελέτη της χημικής σύστασης και της βιολογικής δράσης εκχυλισμάτων, σειράς βοτάνων

Abstract

It is well known that plants have been used for centuries to treat various diseases. Their action is due to the bioactive compounds they contain. Due to the many benefits that they exhibit, efforts are constantly being made to identify the bioactive constituents of plants, with the ultimate aim to utilize them for the preparation of pharmaceutical preparations. The aim of this thesis is the study of the chemical consistency and the biological activity of extracts from plants grown in the region of Epirus. Phytochemical screening tests were carried out to assess the existence of certain classes of compounds as well as fingerprints of the extracts were obtained using nuclear magnetic resonance spectroscopy.Plant extracts were studied for their bactericidal activity, their effect on proliferation and migration rate of eukaryotic cells (cancerous and non-cancerous), their effect on the cell cycle of immortalized eukaryotic cells, their anti-inflammatory and their antioxidant activity. From the results of the in vitro experiments, three extracts were selected, namely Cistus creticus, Juniperus communis and Urtica dioica L. The Cistus creticus extract showed the highest antioxidant activity, the Juniperus communis extract had the highest anti-inflammatory activity, while the Urtica dioica L. extract showed the highest proliferative activity in immortalized HEK-293 and immortalized keratinocytes. Based on the in vitro experiments, the three aforementioned plant extract can be used to promote wound healing and as such, to be used in such applications. Therefore, the wound healing effect of the extracts was studied on rat skin. In vivo experiments showed that the Urtica dioica L. extract causes faster healing of the dorsal part of the rat. In addition, wound healing that was applied daily with the Urtica dioica L extract proved to be faster than commercial formulation, with the extract yielding complete wound healing in 9 days, compared to the commercial formulation which resulted in complete healing of the wound 11 days. In the control sample, the wound healing occurs within 14 days. Histological study of rat wounds confirms differences between control wounds and those treated with ointment containing the Urtica dioica L. extract, mainly involving inflammation, the presence and arrangement of fibroblasts, collagen, angiogenesis and reperfusion. Based on all the above, it is validated that pharmaceutical plants are an inexhaustive source of phytochemicals which can be used in various applications. Based on the experiments conducted herein, results were obtained for the first time regarding the wound healing activity of plants, that have been scarcely studied up to now. At the same time, following the suggested way to prepare the plant extracts, the basis for the research of new biological activities is put forward. This can give a huge boost to the commercialization of Epirus’ flora.

Είναι ευρέως γνωστό ότι τα φυτά χρησιμοποιούνται εδώ και αιώνες για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών. Η δράση τους οφείλεται στα βιοδραστικά συστατικά που περιέχουν. Λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων που εμφανίζουν, γίνεται συνεχώς προσπάθεια για ταυτοποίηση των βιοδραστικών συστατικών των φυτών, με απώτερο σκοπό την αξιοποίησή τους για την παρασκευή φαρμακευτικών σκευασμάτων. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη εκχυλισμάτων από φυτά της Ηπείρου, τόσο ως προς τη βιολογική τους δράση, όσο και ως προς τη χημική τους σύσταση. Πιο συγκεκριμένα επιλέχθηκαν 20 φυτά της Ηπείρου. Μετά την παρασκευή των εκχυλισμάτων των φυτών ακολούθησε φυτοχημική ανάλυση για την ύπαρξη ορισμένων κατηγοριών ενώσεων καθώς και λήψη δακτυλικών αποτυπωμάτων με χρήση φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού. Τα εκχυλίσματα των φυτών μελετήθηκαν ως προς τη βακτηριοκτόνο δράση τους, την επίδρασή τους στον πολλαπλασιασμό και τη μεταναστευτική ικανότητα ευκαρυωτικών κυττάρων (καρκινικών και μη), την επίδρασή τους στον κυτταρικό κύκλο ευκαρυωτικών αθανατοποιημένων κυττάρων, την αντιφλεγμονώδη και την αντιοξειδωτική τους δράση. Από τα in vitro πειράματα επιλέχθηκαν τα εκχυλίσματα της λαδανιάς, του κεδροκούκουτσου και της τσουκνίδας. Πιο συγκεκριμένα, το εκχύλισμα της λαδανιάς εμφάνισε την υψηλότερη αντιοξειδωτική δράση, το εκχύλισμα του κεδροκούκουτσου την υψηλότερη αντιφλεγμονώδη δράση, ενώ το εκχύλισμα της τσουκνίδας εμφάνισε τη μεγαλύτερη πολλαπλασιαστική δράση σε αθανατοποιημένα κύτταρα ΗΕΚ-293 και αθανατοποιημένα κερατινοκύτταρα, συνοδευόμενη από υψηλή μεταναστευτική επιτάχυνση. Με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν, τα παραπάνω εκχυλίσματα θεωρούνται αξιόλογα για να χρησιμοποιηθούν για την ταχύτερη επούλωση δερματικών τραυμάτων. Ως εκ τούτου, μελετήθηκε η επουλωτική δράση τους σε δέρμα επιμυών. Από τα in vivo πειράματα προέκυψε πως το εκχύλισμα της τσουκνίδας προκαλεί την ταχύτερη επούλωση του τραύματος του ραχιαίου τμήματος των επιμυών. Επιπλέον η επούλωση του τραύματος στο οποίο πραγματοποιούταν καθημερινή επάλειψη με το εκχύλισμα τσουκνίδας αποδείχθηκε ταχύτερη από εμπορικό σκεύασμα, με το εκχύλισμα τσουκνίδας να επιφέρει πλήρη επούλωση του τραύματος σε 9 ημέρες, έναντι του εμπορικού σκευάσματος το οποίο επιφέρει πλήρη επούλωση του τραύματος σε 12 ημέρες. Στο δείγμα ελέγχου η επούλωση του τραύματος πραγματοποιείται σε 14 ημέρες. Ιστολογική μελέτη των τραυμάτων των επιμυών επιβεβαιώνει διαφορές μεταξύ των τραυμάτων ελέγχου και των τραυμάτων τα οποία υποβλήθηκαν σε θεραπεία με αλοιφή που περιείχε το εκχύλισμα της τσουκνίδας, που αφορούν κυρίως τη φλεγμονή, την παρουσία και τη διάταξη των ινοβλαστών, το κολλαγόνο, την αγγειογένεση και την επανεπιθηλίωση.Με βάση όλα τα παραπάνω, επιβεβαιώνεται ότι τα φαρμακευτικά φυτά αποτελούν μια ανεξάντλητη πηγή φυτοχημικών ενώσεων που μπορούν να εμφανίσουν ποικίλες δράσεις. Με τη διεξαγωγή των πειραμάτων αυτών προέκυψαν για πρώτη φορά δεδομένα σε σχέση με την επουλωτική δράση που έχουν φυτά, τα οποία ελάχιστα έχουν μελετηθεί έως τώρα, ενώ ταυτόχρονα με τον τρόπο παρασκευής των εκχυλισμάτων θέτονται οι βάσεις για την εύρεση νέων βιολογικών δράσεων, γεγονός που μπορεί να δώσει τεράστια αύξηση στην εμπορική εκμετάλλευση της χλωρίδας της Ηπείρου.