DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-38419-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41634376
تاريخ النشر: 2026-02-03
المؤلف: Eda Büker وآخرون
الموضوع الرئيسي: وظيفة الإنزيمات والتثبيط
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة القدرة المثبطة لإنزيم الكربونيك أنهيدراز (CA) والنشاط المضاد للأكسدة والملفات الكيميائية النباتية لاستخراجات هيدروكحولية من خمسة نباتات طبية—*Satureja hortensis*، *Juniperus communis*، *Matricaria chamomilla*، *Hypericum perforatum*، و*Valeriana officinalis*—المستمدة من رومانيا وتركيا. باستخدام كروماتوغرافيا السائل مع مطياف الكتلة (LC-MS/MS) وتحليل المكونات الرئيسية (PCA)، تكشف الأبحاث أن *S. hortensis* و*J. communis* تحافظان على ملفات أيضية متسقة عبر كلا البلدين، بينما تظهر الأنواع الأخرى تباينات جغرافية. ومن الجدير بالذكر أن *S. hortensis* من تركيا أظهرت أعلى فعالية في تثبيط CA، وذلك بفضل محتواها المرتفع من حمض الروزمارينيك (49.76 ميكروغرام/مل) وتثبيط CA الكبير (64.87 ميكروغرام مكافئ أستازولاميد/مل). في المقابل، أظهر *H. perforatum* من تركيا أعلى مستويات من الفينولات الكلية والفلافونويدات.
تؤكد النتائج المعرفة التاريخية لابن سينا حول هذه النباتات وتؤسس رابطًا واضحًا بين الأصل الجغرافي والتركيب الكيميائي النباتي، مما يؤثر على الفعالية البيولوجية. تسلط الدراسة الضوء على أن حمض الروزمارينيك هو المستقلب الرئيسي الذي يدفع القدرة المدرة للبول لـ *S. hortensis*، بينما قد تساهم مركبات أخرى في *H. perforatum*، مثل حمض الكلوروجينيك والإبيكاتشين، في تثبيط CA من خلال آليات ثانوية. تؤكد هذه الأبحاث على أهمية مراعاة الأصل الجغرافي والملفات الفينولية المحددة في تطوير العلاجات المدرة للبول المستندة إلى النباتات، داعية إلى مزيد من الاستكشاف لـ *S. hortensis* كمرشح واعد لعلاج الاضطرابات المتعلقة بـ CA.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الحاجة الملحة للأدوية المبتكرة والمركبات النشطة بيولوجيًا لمعالجة مختلف الاضطرابات البشرية، بما في ذلك الوذمة وارتفاع ضغط الدم وفشل القلب، بالإضافة إلى حالات مثل الفشل الكلوي الحاد والزرق. توفر التنوع البيولوجي الواسع في مملكة النباتات، مع أكثر من 50,000 نوع طبي محدد، فرصًا كبيرة لاكتشاف عوامل علاجية جديدة. يمكن أن يؤدي التحقيق في تأثيرات هذه النباتات على الأمراض المذكورة أعلاه إلى علاجات وتطبيقات جديدة.
تعتبر المدرات، التي تعزز زيادة إخراج البول، محورًا رئيسيًا في هذا السياق. تعمل هذه الأدوية بشكل أساسي عن طريق تثبيط إعادة امتصاص الصوديوم في أجزاء مختلفة من أنابيب الكلى وتصنف إلى خمس فئات بناءً على آليات عملها: مثبطات إنزيم الكربونيك أنهيدراز (CAIs)، ومدرات الحلق، والمدرات الأسموزية، ومدرات البول المدخرة للبوتاسيوم، والثيازيدات. فهم هذه الآليات أمر بالغ الأهمية لتطوير علاجات مدرة للبول فعالة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضية الرئيسية. أظهر التحليل أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05. على وجه التحديد، أظهرت المجموعة التجريبية زيادة في مقاييس الأداء مقارنةً بالمجموعة الضابطة، مما يشير إلى أن الاستراتيجية المنفذة تعزز بشكل فعال المتغيرات المستهدفة.
علاوة على ذلك، شمل تحليل البيانات نماذج انحدار أظهرت ارتباطًا قويًا بين المتغيرات المستقلة والتابعة، مما يعزز صحة النتائج. تساهم النتائج في الأدبيات الموجودة من خلال تقديم أدلة تجريبية تدعم الإطار النظري المقترح. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية التدخل وآثاره المحتملة على الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية في هذا المجال.
المناقشة
تقدم قسم المناقشة في ورقة البحث تحليلًا شاملاً لملفات المستقلبات الثانوية لمجموعة متنوعة من النباتات الطبية، مع التركيز بشكل خاص على مركباتها الفينولية كما تم تقييمها من خلال LC-MS/MS. أظهرت الطريقة أداءً تحليليًا قويًا، مع معاملات انحدار عالية (R² > 0.995) تشير إلى خطية ممتازة لت quantifying المركبات عبر نطاق تركيز من 0.125 – 4.000 ميكروغرام/مل. ومن الجدير بالذكر أن مركبات مثل الإبيكاتشين، والتاكسيفولين، والكويرسيتين أظهرت حدود كشف فائقة الحساسية (LODs < 0.01 ميكروغرام/مل). حددت الدراسة مركبات فينولية رئيسية، بما في ذلك حمض الروزمارينيك، واللوتولين، وحمض الكافيين، مع تباينات جغرافية كبيرة في تركيزاتها بين العينات من رومانيا وتركيا، مما يشير إلى أن الظروف البيئية المحلية تؤثر على الملفات الكيميائية النباتية. تشير النتائج إلى أن مستخلصات *Satureja hortensis* (S. hortensis) أظهرت نشاطًا استثنائيًا في تثبيط إنزيم الكربونيك أنهيدراز (CA)، مع نسب تثبيط تصل إلى 64.10% للعينات الرومانية و64.87% للعينات التركية، مما يبرز خصائصها المدرة للبول المحتملة. على العكس من ذلك، أظهر *H. perforatum* (عشبة سانت جون) أعلى إمكانيات مضادة للأكسدة، مما يتوافق مع مستوياتها المرتفعة من البوليفينولات والفلافونويدات. تؤكد الدراسة على أهمية التحليل الكيميائي الشامل بالتزامن مع الاختبارات البيولوجية لتحسين الفعالية العلاجية للتحضيرات العشبية، خاصة في ضوء التباينات الكبيرة في تركيزات المركبات النشطة بيولوجيًا بناءً على الأصل الجغرافي. كما أوضح تحليل المكونات الرئيسية العلاقة بين المستقلبات الثانوية وأنشطتها البيولوجية، مما يبرز التفاعل المعقد بين الكيمياء النباتية والقدرة العلاجية في هذه النباتات الطبية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-38419-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41634376
Publication Date: 2026-02-03
Author(s): Eda Büker et al.
Primary Topic: Enzyme function and inhibition
Overview
This study investigates the carbonic anhydrase (CA) inhibitory potential, antioxidant activity, and phytochemical profiles of hydroalcoholic extracts from five medicinal plants—*Satureja hortensis*, *Juniperus communis*, *Matricaria chamomilla*, *Hypericum perforatum*, and *Valeriana officinalis*—sourced from Romania and Türkiye. Utilizing Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) and Principal Component Analysis (PCA), the research reveals that *S. hortensis* and *J. communis* maintain consistent metabolic profiles across both countries, while the other species show geographic variations. Notably, *S. hortensis* from Türkiye exhibited the highest efficacy in CA inhibition, attributed to its elevated rosmarinic acid content (49.76 µg/mL) and significant CA inhibition (64.87 μg acetazolamide equivalent/mL). In contrast, *H. perforatum* from Türkiye demonstrated the highest levels of total phenolics and flavonoids.
The findings affirm the historical knowledge of Avicenna regarding these plants and establish a clear link between geographical origin and phytochemical composition, which influences biological efficacy. The study highlights that rosmarinic acid is a key metabolite driving the diuretic potential of *S. hortensis*, while other compounds in *H. perforatum*, such as chlorogenic acid and epicatechin, may contribute to CA inhibition through secondary mechanisms. This research underscores the importance of considering geographical provenance and specific phenolic profiles in the development of plant-based diuretic therapies, advocating for further exploration of *S. hortensis* as a promising candidate for treating CA-related disorders.
Introduction
The introduction highlights the pressing need for innovative drugs and bioactive compounds to address various human disorders, including edema, hypertension, and heart failure, as well as conditions like acute renal failure and glaucoma. The extensive biodiversity of the plant kingdom, with over 50,000 identified medicinal species, presents significant opportunities for discovering new therapeutic agents. Investigating the effects of these plants on the aforementioned diseases could lead to novel treatments and applications.
Diuretics, which promote increased urine excretion, are a key focus in this context. These drugs primarily function by inhibiting sodium reabsorption in different segments of the renal tubules and are categorized into five classes based on their mechanisms of action: carbonic anhydrase inhibitors (CAIs), loop diuretics, osmotic diuretics, potassium-sparing diuretics, and thiazides. Understanding these mechanisms is crucial for the development of effective diuretic therapies.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypothesis. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05. Specifically, the experimental group exhibited an increase in performance metrics compared to the control group, suggesting that the implemented strategy effectively enhances the targeted variables.
Furthermore, the data analysis included regression models that demonstrated a strong correlation between the independent and dependent variables, reinforcing the validity of the results. The findings contribute to the existing literature by providing empirical evidence that supports the proposed theoretical framework. Overall, the results underscore the importance of the intervention and its potential implications for future research and practical applications in the field.
Discussion
The discussion section of the research paper presents a comprehensive analysis of the secondary metabolite profiles of various medicinal plants, specifically focusing on their phenolic compounds as assessed through LC-MS/MS. The method demonstrated robust analytical performance, with high regression coefficients (R² > 0.995) indicating excellent linearity for quantifying compounds across a concentration range of 0.125 – 4.000 µg/mL. Notably, compounds such as epicatechin, taxifolin, and quercetin exhibited ultra-sensitive detection limits (LODs < 0.01 µg/mL). The study identified key phenolic compounds, including rosmarinic acid, luteolin, and caffeic acid, with significant geographic variations in their concentrations between samples from Romania and Türkiye, suggesting that local environmental conditions influence the phytochemical profiles. The findings indicate that Satureja hortensis (S. hortensis) extracts showed exceptional carbonic anhydrase (CA) inhibitory activity, with inhibition percentages reaching 64.10% for Romanian samples and 64.87% for Turkish samples, highlighting its potential diuretic properties. Conversely, H. perforatum (St. John's Wort) exhibited the highest antioxidant potential, correlating with its elevated levels of polyphenols and flavonoids. The study emphasizes the importance of comprehensive chemical profiling in conjunction with biological testing to optimize the therapeutic efficacy of herbal preparations, particularly in light of the significant variations in bioactive compound concentrations based on geographic origin. Principal component analysis further elucidated the relationship between secondary metabolites and their biological activities, underscoring the complex interplay between phytochemistry and therapeutic potential in these medicinal plants.