Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 5. Paeonia × suffruticosa (piwonia drzewiasta) – źródło nowego surowca terpenoidowo-fenolowego
New plant raw materials in the European Pharmacopoeia. Part 5. Paeonia × suffruticosa (tree peony): a new source of terpenoid-phenolic raw material
Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Jagielloński ? Collegium Medicum, Kraków
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. n. farm. Halina Ekiert
W Suplemencie 9.4 do Farmakopei Europejskiej (1), jednym z najnowszych europejskich dokumentów farmakopealnych, oraz w jego tłumaczeniu wraz z innymi suplementami (9.3-9.5) na język polski ? w Suplemencie 2018 do XI wydania Farmakopei Polskiej (2), który ukazał się w listopadzie 2018 roku ? figurują monografie niewykorzystywanych dotychczas w oficjalnym lecznictwie europejskim, w tym także w polskim, nowych surowców pochodzenia roślinnego. Są to przede wszystkim surowce od dawna znane i cenione ze względu na ich walory lecznicze, głównie w Tradycyjnej Medycynie Chińskiej (TCM).
W częściach 1 i 2 serii artykułów (3, 4) scharakteryzowano gatunki roślin będące źródłem nowych surowców saponinowych ? dwa gatunki z rodzajów Przewiercień (Bupleurum sp.) oraz Rozwar wielkokwiatowy (Platycodon grandiflorus). Część 3 (5) poświęcono walorom leczniczym Podagrycznika chińskiego (Ligusticum chuanxiong), będącego źródłem nowego surowca olejkowego. W części 4 (6) zaprezentowano Pstrolistkę sercowatą (Houttuynia cordata) dostarczającą nowego surowca flawonoidowego.
Celem części 5 jest przedstawienie charakterystyki botaniczno-chemiczno-farmakologicznej piwonii drzewiastej (Paeonia × suffruticosa), rośliny będącej źródłem nowego surowca terpenoidowego i równocześnie fenolowego ? Moutan cortex (kora korzenia piwonii drzewiastej). Najważniejszą częścią artykułu jest przegląd możliwych zastosowań leczniczych tego surowca potwierdzonych badaniami farmakologicznymi oraz weryfikacja tradycyjnych zastosowań znanych w TCM.
Nowym surowcem, którego monografia pojawiła się w Suplemencie 9.4 do IX wydania European Pharmacopoeia (1), jest kora z korzenia Paeonia × suffruticosa Andrews, surowiec o swoistej nazwie ? Moutan cortex. Paeonia × suffruticosa od dawna stosowana jest w TCM. Przypisuje się temu surowcowi działanie przeciwgorączkowe, regulujące zaburzenia miesiączkowania, przyspieszające leczenie owrzodzeń, poprawiające krążenie krwi i zmniejszające obrzęki. W leczeniu gorączki surowiec z kory korzenia piwonii podawany jest w postaci surowej, natomiast jego ekstrakty alkoholowe stosuje się w celu poprawy krążenia i usuwania zastojów żylnych. Surowiec ten nie powinien być stosowany u kobiet w ciąży oraz przy obfitych miesiączkach.
Piwonie pochodzą z Chin. Obszar naturalnych stanowisk ich występowania rozpościera się od prowincji Yunnan i Xizang (Tybet) do Anhui i Shanxi (obszar południowo-wschodni Chin). Obecnie wyhodowano już około 600 odmian chińskich piwonii drzewiastych. W innych obszarach geograficznych ? we Francji, Wielkiej Brytanii i w Stanach Zjednoczonych ? również wyhodowano kilka unikalnych odmian (15). W Europie (w tym w Polsce), a także w USA piwonie sadzone są w ogrodach i parkach ze względu na okazałe kwiaty o dużych walorach ozdobnych.
Roślina ta jest znana na świecie jako: moutan, moutan peony, tree peony (ang.), Strauch-Pfingstrose (niem.), mu dan (chińs.), moran (kor.) (17, 18).
Głównym i charakterystycznym dla surowca związkiem jest peonol (2’-hydroksy-4’-metoksyacetofenon) (ryc. 1) ? związek fenolowy ? oraz jego glikozydy, takie jak: peonozyd, peonolid, apiopeonozyd i suffrutikozydy A-E. Wśród glikozydów monoterpenoidowych w P. × suffruticosa zidentyfikowano kilka par izomerów, m.in. α- i β-benzoyloksypeoniflorynę oraz benzoylpeoniflorynę i peonizyd A. Powszechnie występującymi związkami we wszystkich gatunkach z rodzaju Paeonia są peonifloryna oraz jej analogi mające swoistą budowę ? tzw. cage-like pinnae skeleton (13).
1. European Pharmacopoeia, 9th ed., Suplement 9.4. Council of Europe, Strasbourg 2017.
2. Farmakopea Polska, Wyd. XI, Suplement 2018, Warszawa 2018.
3. Ekiert H, Sondej A, Klimek-Szczykutowicz M i wsp. Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Cz. 1. Gatunki rodzaju Bupleurum (przewiercień) ? źródło nowego surowca saponinowego. Post Fitoter 2018; 19(4):248-56.
4. Ekiert H, Sondej A, Klimek-Szczykutowicz M i wsp. Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Cz. 2. Rozwar wielokwiatowy (Platycodon grandiflorus) ? źródło nowego surowca saponinowego. Post Fitoter 2019; 20(1):41-8.
5. Ekiert H, Sondej A, Jafernik K i wsp. Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Cz. 3. Ligusticum chuanxiong (podagrycznik chiński) ? źródło nowego surowca olejkowego. Post Fitoter 2019; 20(2):102-10.
6. Kwiecień I, Kulig A, Szopa A i wsp. Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 4. Houttuynia cordata Thunb. (pstrolistka sercowata) ? źródło nowego surowca flawonoidowego. Post Fitoter 2019; 20(3):186-93.
7. Farmakopea Polska, Wyd. XI. Warszawa 2017.
8. Qiu ZK, He JL, Liu X i wsp. Anti-PTSD-like effect of albiflorin extracted from Radix paeoniae alba. J Ethnopharmacol 2017; 198:324-30.
9. Tatsumi S, Mabuchi T, Abe T i wsp. Analgesic effect of extracts of chinese medicinal herbs moutan cortex and coicis semen on neuropathic pain in mice. Neurosci Lett 2004; 370:130-4.
10. Chun SC, Jee SY, Lee SG i wsp. Anti-inflammatory activity of the methanol extract of moutan cortex in LPS-activated RAW264. 7 cells. Evid Based Complement Alternat Med 2007; 4:327-33.
11. Koo YK, Kim JM, Koo JY i wsp. Platelet anti-aggregatory and blood anti-coagulant effects of compounds isolated from Paeonia lactiflora and Paeonia suffruticosa. Pharmazie 2010; 65:624-8.
12. Zhou J, Zhou L, Hou D i wsp. Paeonol increases levels of cortical cytochrome oxidase and vascular actin and improves behavior in a rat model of Alzheimer’s disease. Brain Res 2011; 1388:141-7.
13. Wang Z, He C, Peng Y i wsp. Origins, phytochemistry, pharmacology, analytical methods and safety of Cortex Moutan (Paeonia suffruticosa Andrew): A systematic review. Molecules 2017; 22: 946.
14. The Plant List. Paeonia (Online). http://www.theplantlist.org/browse/A/Paeoniaceae/Paeonia/.
15. He C, Peng B, Dan Y i wsp. Chemical taxonomy of tree peony species from China based on root cortex metabolic fingerprinting. Phytochem 2014; 107:69-79.
16. The plant List. Paeonia suffruticosa (Online). http://www.theplantlist.org/tpl1.1/record/kew-2560986.
17. Plant For a Future (Online). http://www.pfaf.org/User/Plant.aspx?LatinName=Paeonia+suffruticosa.
18. U.S. National Plant Germplasm System (Online). https://npgsweb.ars-grin.gov/gringlobal/taxonomydetail.aspx?id=26332.
19. Haw SG. Tree peonies: a review of their history and taxonomy. New Plantsman 2001; 8(3):156-71.
20. Hong DY, Pan KY. Notes on taxonomy of Paeonia sect. Mountan DC. (Paeoniaceae). Acta Phytotax Sin 2005; 43(2):169-77.
21. Hong D, Pan KY, Turland NJ. Caryophyllaceae through Lardizabalaceae. Flora China 2001; 6:128.
22. Yoshikawa M, Harada E, Minematsu T i wsp. Absolute stereostructures of paeonisothujone, a novel skeletal monoterpene ketone, and deoxypaeonisuffrone, and isopaeonisuffral, two new monoterpenes, from moutan cortex. Chem Pharm Bull (Tokyo) 1994; 25:736-8.
23. Yoshikawa M, Ohta T, Kawaguchi A i wsp. Bioactive constituents of chinese natural medicines. V. Radical scavenging effect of moutan cortex. (1): Absolute stereostructures of two monoterpenes, paeonisuffrone and paeonisuffral. Chem Pharm Bull (Tokyo) 2000; 48:1327-31.
24. Ding L, Zhao F, Chen L i wsp. New monoterpene glycosides from Paeonia suffruticosa Andrews and their inhibition on NO production in LPS-induced RAW 264.7 cells. Bioorg Med Chem Lett 2012; 22:7243-7.
25. Ding HY, Wu YC, Lin HC i wsp. Glycosides from Paeonia suffruticosa. Chem Pharm Bull (Tokyo) 1999; 47:652-5.
26. Xiao K, Song QH, Zhang SW i wsp. A pyrrole derivative from Paeonia suffruticosa. Nat Prod Res 2008; 22:1614-9.
27. He CN, Peng Y, Zhang YC i wsp. Phytochemical and biological studies of Paeoniaceae. Chem Biodiv 2010; 7:805-38.
28. Ding L, Zuo Q, Li D i wsp. A new phenone from the roots of Paeonia suffruticosa Andrews. Nat Prod Res 2017; 31:253-60.
29. Satoh K, Nagai F, Ushiyama K i wsp. Inhibition of Na+, K+ -ATPase by 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-d-glucose, a major constituent of both moutan cortex and paeoniae radix. Biochem Pharmacol 1997; 53:611-4.
30. Zhao G, Shen Y, Ma J i wsp. Protection of polysaccharides-2b from moutan cortex of Paeonia suffruticosa and on diabetic cataract in rats. Chung Kuo Chung Yao Tsa Chih 2007; 32:2036-9.
31. Rho S, Chung HS, Kang M i wsp. Inhibition of production of reactive oxygen species and gene expression profile by treatment of ethanol extract of Moutan Cortex Radicis in oxidative stressed PC12 cells. Biol Pharm Bull 2005; 28:661-6.
32. Liu MH, Lin AH, Lee HF i wsp. Paeonol attenuates cigarette smoke-induced lung inflammation by inhibiting ROS-sensitive inflammatory signaling. Mediat Inflamm 2014; 2014. doi: 10.1155/2014/651890.
33. Li H, Xie YH, Yang Q i wsp. Cardioprotective effect of paeonol and danshensu combination on isoproterenol-induced myocardial injury in rats. PLoS ONE 2012; 7(11):e48872.
34. Li CR, Zhou Z, Zhu D i wsp. Protective effect of paeoniflorin on irradiation-induced cell damage involved in modulation of reactive oxygen species and the mitogen-activated protein kinases. Int J Biochem Cell Biol 2007; 39:426-38.
35. Yu J, Zhu X, Qi X i wsp. Paeoniflorin protects human EA.hy926 endothelial cells against gamma-radiation induced oxidative injury by activating the NF-E2-related factor 2/heme oxygenase-1 pathway. Toxicol Lett 2013; 218:224-34.
36. Xie W, Yu W, Zhao M i wsp. Protective effect of paeoniflorin against oxidative stress in human retinal pigment epithelium in vitro. Mol Vis 2011; 17:3512-33.
37. Yao CW, Piao MJ, Kim KC i wsp. 6’-O-galloylpaeoniflorin protects human keratinocytes against oxidative stress-induced cell damage. Biomol Ther (Seoul) 2013; 21:349-57.
38. Yun CS, Choi YG, Jeong MY i wsp. Moutan Cortex Radicis inhibits inflammatory changes of gene expression in lipopolysaccharide-stimulated gingival fibroblasts. J Nat Med 2013; 67:576-89.
39. Li JZ, Wu JH, Yu SY i wsp. Inhibitory effects of paeoniflorin on lysophosphatidylcholine-induced inflammatory factor production in human umbilical vein endothelial cells. Int J Mol Med 2013; 31:493-7.
40. Wu M, Gu Z. Screening of bioactive compounds from moutan cortex and their anti-inflammatory activities in rat synoviocytes. Evid Based Complement Alternat Med 2009; 6:57-63.
41. Oh G, Pae H, Choi B i wsp. Inhibitory effects of the root cortex of Paeonia suffruticosa on interleukin-8 and macrophage chemoattractant protein-1 secretions in U937 cells. J Ethnopharmacol 2003; 8:85-9.
42. Cai J, Chen S, Zhang W i wsp. Paeonol reverses paclitaxel resistance in human breast cancer cells by regulating the expression of transgelin 2. Phytomed 2014; 21:984-91.
43. Zhang L, Tao L, Shi T i wsp. Paeonol inhibits B16F10 melanoma metastasis in vitro and in vivo via disrupting proinflammatory cytokines-mediated NF-κB and STAT3 pathways. IUBMB Life 2015; 67:778-88.
44. Horng CT, Shieh PC, Tan TW i wsp. Paeonol suppresses chondrosarcoma metastasis through Up-Regulation of miR-141 by modulating PKCδ and c-Src signaling pathway. Int J Mol Sci 2014; 15:11760-72.
45. Ou Y, Li Q, Wang J i wsp. Antitumor and apoptosis induction effects of paeonol on mice bearing EMT6 breast carcinoma. Biomol Ther (Seoul) 2014; 22:341-6.
46. Xu SP, Sun GP, Shen YX i wsp. Antiproliferation and apoptosis induction of paeonol in HepG2 cells. World J Gastroenterol 2007; 13:250-6.
47. Sun GP, Wang H, Xu SP i wsp. Anti-tumor effects of paeonol in a HepA-hepatoma bearing mouse model via induction of tumor cell apoptosis and stimulation of IL-2 and TNF-α production. Eur J Pharmacol 2008; 584:246-52.
48. Li N, Fan LL, Sun GP i wsp. Paeonol inhibits tumor growth in gastric cancer in vitro and in vivo. World J Gastroenterol 2010; 16:4483-90.
49. Zhang Q, Yuan Y, Cui J i wsp. Paeoniflorin inhibits proliferation and invasion of breast cancer cells through suppressing Notch-1 signaling pathway. Biomed Pharmacother 2016; 78:197-203.
50. Wu Q, Chen GL, Li YJ i wsp. Paeoniflorin inhibits macrophage-mediated lung cancer metastasis. Chin J Nat Med 2015; 13:925-32.
51. Li, W, Qi Z, Wei Z i wsp. Paeoniflorin inhibits proliferation and induces apoptosis of human glioma cells via microrna-16 upregulation and matrix metalloproteinase-9 downregulation. Mol Med Rep 2015; 12:2735-40.
52. Oh GS, Pae HO, Oh H i wsp. In vitro anti-proliferative effect of 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-d-glucose on human hepatocellular carcinoma cell line, sk-hep-1 cells. Cancer Lett 2001; 174:17-24.
53. Lin MY, Shen CH, Chiang SY i wsp. Cortex Moutan inhibits bladder cancer cell proliferation and expression of angiogenic factors. Pharmacol Pharm 2014; 5:846-58.
54. Dan H, Zhang L, Qin X i wsp. Moutan cortex extract exerts protective effects in a rat model of cardiac ischemia/reperfusion. Can J Physiol Pharmacol 2016; 94:245-50.
55. Chen C, Du P, Wang J. Paeoniflorin ameliorates acute myo-cardial infarction of rats by inhibiting inflammation and inducible nitric oxide synthase signaling pathways. Mol Med Rep 2015; 12:3937-43.
56. Chen T, Guo ZP, Wang L i wsp. Paeoniflorin suppresses vascular damage and the expression of E-selectin and ICAM-1 in a mouse model of cutaneous arthus reaction. Exp Dermatol 2013; 22:453-7.
57. Ye S, Liu X, Mao B i wsp. Paeonol enhances thrombus recanalization by inducing vascular endothelial growth factor 165 via ERK1/2 MAPK signaling pathway. Mol Med Rep 2016; 13:4853-8.
58. Ye S, Mao B, Yang L i wsp. Thrombosis recanalization by paeoniflorin through the upregulation of urokinase-type plasminogen activator via the MAPK signaling pathway. Mol Med Rep 2016; 13:4593-8.
59. Wang YQ, Dai M, Zhong JC i wsp. Paeonol inhibits oxidized low density lipoprotein-induced monocyte adhesion to vascular endothelial cells by inhibiting the mitogen activated protein kinase pathway. Biol Pharm Bull 2012; 35:767-72.
60. Lau C, Chan C, Chan Y i wsp. Pharmacological investigations of the anti-diabetic effect of Cortex Moutan and its active component paeonol. Phytomed 2007; 14(11):778-84.
61. Liu J, Wang S, Feng L i wsp. Hypoglycemic and antioxidant activities of paeonol and its beneficial effect on diabetic encephalopathy in streptozotocin-induced diabetic rats. J Med Food 2013; 16:577-86.
62. Fu J, Li Y, Wang L i wsp. Paeoniflorin prevents diabetic nephropathy in rats. Comp Med 2009; 59:557-66.
63. Ha DT, Tuan DT, Thu NB i wsp. Palbinone and triterpenes from Moutan Cortex (Paeonia suffruticosa, Paeoniaceae) stimulate glucose uptake and glycogen synthesis via activation of AMPK in insulin-resistant human HepG2 cells. Bioorg Med Chem Lett 2009; 19:5556-9.
64. Kim HG, Park G, Piao Y i wsp. Effects of the root bark of Paeonia suffruticosa on mitochondria-mediated neuroprotection in an MPTP-induced model of Parkinson’s disease. Food Chem Toxicol 2014; 65:293-300.
65. Wu JB, Song NN, Wei XB i wsp. Protective effects of paeonol on cultured rat hippocampal neurons against oxygen?glucose deprivation-induced injury. J Neurol Sci 2008; 264:50-5.
66. Himaya S, Ryu B, Qian ZJ i wsp. Paeonol from hippocampus kuda bleeler suppressed the neuro-inflammatory responses in vitro via NF-κB and MAPK signaling pathways. Toxicol In Vitro 2012; 26:878-87.
67. Lin C, Lin HY, Chen JH i wsp. Effects of paeonol on anti-neuroinflammatory responses in microglial cells. Int J Mol Sci 2015; 16:8844-60.
68. Guo RB, Wang GF, Zhao AP i wsp. Paeoniflorin protects against ischemia-induced brain damages in rats via inhibiting MAPKs/NF-κB-mediated inflammatory responses. PLoS ONE 2012; 7 7(11):e49701.
69. Choi BM, Kim HJ, Oh GS i wsp. 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose protects rat neuronal cells (neuro-2a) from hydrogen peroxide-mediated cell death via the induction of heme oxygenase-1. Neurosci Lett 2002; 328:185-9.
70. Zhong SZ, Ge QH, Qu R i wsp. Paeonol attenuates neurotoxicity and ameliorates cognitive impairment induced by D-galactose in ICR mice. J Neurol Sci 2009; 277:58-64.
71. Fujiwara H, Tabuchi M, Yamaguchi T i wsp. A traditio-nal medicinal herb Paeonia suffruticosa and its active constituent 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-beta-D-glucopyranose have potent anti-aggregation effects on Alzheimer’s amyloid beta proteins in vitro and in vivo. J Neurochem 2009; 109:1648-57.
72. Shon YH, Nam KS. Protective effect of Moutan Cortex extract on acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice. J Ethnopharmacol 2004; 90:415-9.
73. Hu S, Shen G, Zhao W i wsp. Paeonol, the main active principles of Paeonia moutan, ameliorates alcoholic steatohepatitis in mice. J Ethnopharmacol 2010; 128:100-6.
74. Wu J, Xue X, Zhang B i wsp. The protective effects of paeonol against epirubicin-induced hepatotoxicity in 4T1-tumor bearing mice via inhibition of the PI3K/Akt/NF-kB pathway. Chem Biol Interact 2016; 244:1-8.
75. Chen M, Cao L, Luo Y i wsp. Paeoniflorin protects against concanavalin A ? induced hepatitis in mice. Int Immunopharmacol 2015; 24:42-9.
76. Zhao Y, Ma X, Wang J i wsp. Paeoniflorin alleviates liver fibrosis by inhibiting HIF-1α through mTOR-dependent pathway. Fitoter 2014; 99:318-27.
77. Jiang S, Nakano Y, Yatsuzuka R i wsp. Inhibitory effects of Moutan Cortex on immediate allergic reactions. Biol Pharm Bull 2007; 30:1707-10.
78. Hong MH, Kim JH, Na SH i wsp. Inhibitory effects of Paeonia suffruticosa on allergic reactions by inhibiting the NF-kappaB/I kappaB-alpha signaling pathway and phosphorylation of ERK in an animal model and human mast cells. Biosci Biotechnol Biochem 2010; 74:1152-6.
79. Zhai T, Sun Y, Li H i wsp. Unique immunomodulatory effect of paeoniflorin on type I and II macrophages activities. J Pharmacol Sci 2016; 130:143-50.
80. Zhao Y, Wang BE, Zhang SW i wsp. Isolation of antifungal compound from Paeonia suffruticosa and its antifungal mechanism. Chin J Integr Med 2015; 21:211-6.
81. Espiritu AG, Doma BT, Wang YF i wsp. Efficacy of methanol extracts of Mentha haplocalyx Briq. and Paeonia suffruticosa Andr. for potential antibacterial activity. Sustain Environ Res 2014; 24:319-24.
82. Ding HY, Chou TH, Lin RJ i wsp. Antioxidant and antimelanogenic behaviors of Paeonia suffruticosa. Plant Foods Hum Nutr 2011; 66:275-84.
83. Lin D, Wang SH, Song TY i wsp. Safety and efficacy of tyrosinase of Paeonia suffruticosa Andrews extracts on human melanoma cells. J Cosmet Dermatol 2019. doi: 10.1111/jocd.12902.
84. Cosmetic Ingredients Database (Online). https://ec.europa.eu.