DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1352760
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38487170
تاريخ النشر: 2024-02-29
المؤلف: Jing Zhou وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات وأدوية الأمراض العصبية
نظرة عامة
تؤثر إصابة نقص تروية الدماغ/إعادة التروية (CIRI) بشكل كبير على توقعات الإصابة بالسكتة الدماغية الإقفارية، وقد أظهرت الفلافونويدات، وهي مجموعة متنوعة من البوليفينولات النباتية الشائعة في الطب الصيني التقليدي (TCM)، وعدًا في التخفيف من CIRI. تستعرض هذه المراجعة بشكل منهجي تصنيف الفلافونويدات، وامتصاصها الأيضي، وفعاليتها العصبية، وآلياتها المستمدة من TCM، مع تسليط الضوء على قدرتها على تخفيف CIRI من خلال مسارات مختلفة، بما في ذلك قمع السمية الناتجة عن الإثارة، وزيادة الكالسيوم، والإجهاد التأكسدي، والالتهاب، وحماية الحاجز الدموي الدماغي (BBB). تشير النتائج إلى أن هذه الفلافونويدات قد تكون بمثابة عوامل علاجية قابلة للتطبيق أو مكملات غذائية لعلاج CIRI والوقاية منها.
على الرغم من الإمكانات العلاجية للفلافونويدات المستمدة من TCM، لا تزال هناك تحديات في تطبيقها السريري، بما في ذلك الحاجة إلى تجارب سريرية واسعة النطاق لتقييم الجرعات المثلى والسلامة على المدى الطويل. غالبًا ما تفتقر الأبحاث الحالية إلى العمق في استكشاف آليات العمل، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق لتحديد المركبات الانتقائية والفعالة ذات الآثار الجانبية المحدودة. بالإضافة إلى ذلك، فإن التوافر الحيوي لهذه الفلافونويدات محدود بسبب ذوبانها الضعيف في الماء، والذي يمكن تحسينه من خلال التعديلات الجزيئية والتركيبات التآزرية للمكونات النشطة. قد يسهل دمج المعلوماتية الحيوية وتصميم الأدوية بمساعدة الكمبيوتر تحديد الأهداف الدوائية المحددة، مما يمهد الطريق لتطوير عوامل عصبية واقية أكثر فعالية مستمدة من TCM.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على العبء الصحي العالمي الكبير الذي تسببه السكتة الدماغية، والتي تعد السبب الثاني للوفاة على مستوى العالم. تميز بين نوعي السكتة الدماغية: الإقفارية والنزفية، حيث تحدث السكتة الدماغية الإقفارية تقريبًا أربع مرات أكثر شيوعًا. تنتج السكتة الدماغية الإقفارية عن انسداد مفاجئ لتدفق الدم الشرياني إلى الدماغ، مما يؤدي إلى إعاقات عصبية. إن استعادة تدفق الدم من خلال إعادة التروية، بشكل أساسي عبر إذابة الجلطة أو استئصال الجلطة، أمر حاسم للتخفيف من إصابة نقص تروية الدماغ. ومع ذلك، فإن العلاج القياسي الحالي، وهو منشط البلازمينوجين النسيجي المؤتلف، له قيود، بما في ذلك التأخيرات في إعادة التروية وخطر إصابة نقص تروية الدماغ/إعادة التروية (CIRI)، مما يزيد من تلف الدماغ من خلال مسارات كيميائية حيوية مختلفة.
تؤكد الورقة على الحاجة الملحة لعلاجات أكثر أمانًا وفعالية لـ CIRI، خاصة من خلال استكشاف الأدوية التقليدية الصينية (TCM). TCM، المعروف بتاريخه الطويل في الاستخدام العلاجي، قد حظي باهتمام دولي بسبب فعاليته وانخفاض سميته. تُعرف الفلافونويدات، وهي مجموعة متنوعة من المركبات البوليفينولية الطبيعية الموجودة في TCM، بخصائصها المضادة للأكسدة، والمضادة للالتهابات، والواقية للأعصاب. تهدف المراجعة إلى تحليل منهجي للأبحاث الحديثة حول دور الفلافونويدات المستمدة من TCM في الوقاية من CIRI وعلاجها، مع التركيز على هياكلها الكيميائية، والتحول الحيوي، والآليات الدوائية، مما يوفر أساسًا نظريًا لتطبيقها في إدارة السكتة الدماغية الإقفارية.
مناقشة
في هذا القسم، تناقش الأبحاث الخصائص الهيكلية والعمليات الأيضية للفلافونويدات، وخاصة تلك المستمدة من الطب الصيني العشبي، وتأثيراتها الواقية للأعصاب ضد إصابة نقص تروية الدماغ/إعادة التروية (CIRI). تُصنف الفلافونويدات إلى سبع فئات فرعية بناءً على هياكلها الكيميائية، وتظهر أنشطة بيولوجية متنوعة، بما في ذلك الخصائص المضادة للأكسدة، والمضادة للالتهابات، والمعدلة للمناعة. يتضمن استقلاب هذه المركبات امتصاصها في الجهاز الهضمي، والتحول الحيوي بواسطة إنزيمات الكبد، والإخراج النهائي، مما يبرز تعقيد حركيتها الدوائية. على الرغم من إمكاناتها العلاجية، لا تزال هناك فجوات في فهم آليات الامتصاص والاستقلاب للفلافونويدات في جسم الإنسان.
تتعدد الآليات الواقية للأعصاب للفلافونويدات ضد CIRI، مستهدفة السمية الناتجة عن الإثارة، والإجهاد التأكسدي، والالتهاب، والسمية الخلوية. على سبيل المثال، أظهرت مركبات مثل البايسكالين وHSYA أنها تثبط السمية الناتجة عن الإثارة من خلال تعديل مستقبلات الغلوتامات وتقليل زيادة الكالسيوم داخل الخلايا، بينما تعزز مركبات أخرى مثل الكيرسيتين والديوسميتين الدفاعات المضادة للأكسدة من خلال مسار إشارة Nrf2/HO-1. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للفلافونويدات قمع الاستجابات الالتهابية من خلال تثبيط السيتوكينات الرئيسية ومستقبلات البروتياز المنشطة، مما يقلل من الضرر العصبي الثانوي. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانات الفلافونويدات كعوامل علاجية في إدارة CIRI، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في آلياتها وتفاعلاتها داخل الجسم.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1352760
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38487170
Publication Date: 2024-02-29
Author(s): Jing Zhou et al.
Primary Topic: Neurological Disease Mechanisms and Treatments
Overview
Cerebral ischemia/reperfusion injury (CIRI) significantly impacts the prognosis of ischemic stroke, and flavonoids, a diverse group of plant polyphenols prevalent in traditional Chinese medicine (TCM), have shown promise in mitigating CIRI. This review systematically examines the classification, metabolic absorption, neuroprotective efficacy, and mechanisms of TCM-derived flavonoids, highlighting their potential to alleviate CIRI through various pathways, including the suppression of excitotoxicity, calcium overload, oxidative stress, inflammation, and the protection of the blood-brain barrier (BBB). The findings suggest that these flavonoids may serve as viable therapeutic agents or dietary supplements for CIRI treatment and prevention.
Despite the therapeutic potential of TCM flavonoids, challenges remain in their clinical application, including the need for large-scale clinical trials to assess optimal dosing and long-term safety. Current research often lacks depth in exploring the mechanisms of action, necessitating further investigation to identify selective and effective compounds with minimal side effects. Additionally, the bioavailability of these flavonoids is limited due to their poor solubility in water, which could be improved through molecular modifications and synergistic combinations of active components. The integration of bioinformatics and computer-aided drug design may facilitate the identification of specific pharmacological targets, paving the way for the development of more effective neuroprotective agents derived from TCM.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant global health burden posed by stroke, which is the second leading cause of death worldwide. It distinguishes between the two subtypes of stroke: ischemic and hemorrhagic, with ischemic stroke occurring approximately four times more frequently. Ischemic stroke results from a sudden blockage of arterial blood flow to the brain, leading to neurological impairments. The restoration of blood flow through revascularization, primarily via thrombolysis or thrombectomy, is crucial for mitigating cerebral ischemic injury. However, the current standard treatment, recombinant tissue-plasminogen activator, has limitations, including delays in reperfusion and the risk of cerebral ischemia/reperfusion injury (CIRI), which exacerbates brain damage through various biochemical pathways.
The paper emphasizes the urgent need for safer and more effective treatments for CIRI, particularly through the exploration of Traditional Chinese Medicines (TCM). TCM, known for its long history of therapeutic use, has gained international attention due to its efficacy and lower toxicity. Flavonoids, a diverse group of natural polyphenolic compounds found in TCM, are noted for their antioxidant, anti-inflammatory, and neuroprotective properties. The review aims to systematically analyze recent research on the role of TCM-derived flavonoids in preventing and treating CIRI, focusing on their chemical structures, biotransformation, and pharmacological mechanisms, thereby providing a theoretical foundation for their application in managing ischemic stroke.
Discussion
In this section, the research discusses the structural characterization and metabolic processes of flavonoids, particularly those derived from Chinese herbal medicine, and their neuroprotective effects against cerebral ischemia-reperfusion injury (CIRI). Flavonoids, classified into seven subclasses based on their chemical structures, exhibit various biological activities, including antioxidant, anti-inflammatory, and immunomodulatory properties. The metabolism of these compounds involves their absorption in the gastrointestinal tract, biotransformation by liver enzymes, and eventual excretion, highlighting the complexity of their pharmacokinetics. Despite their therapeutic potential, gaps remain in understanding the absorption and metabolic mechanisms of flavonoids in the human body.
The neuroprotective mechanisms of flavonoids against CIRI are multifaceted, targeting excitotoxicity, oxidative stress, inflammation, and cellular toxicity. For instance, compounds like baicalin and HSYA have been shown to inhibit excitotoxicity by modulating glutamate receptors and reducing intracellular calcium overload, while others like quercetin and diosmetin enhance antioxidant defenses through the Nrf2/HO-1 signaling pathway. Additionally, flavonoids can suppress inflammatory responses by inhibiting key cytokines and protease-activated receptors, thereby mitigating secondary neuronal damage. Overall, the findings underscore the potential of flavonoids as therapeutic agents in managing CIRI, warranting further investigation into their mechanisms and interactions within the body.