Ебрахим М. Йимер

1 Катедра по фармакология и токсикология, Колеж по здравни науки, Университет Mekelle, Етиопия

Nigella sativa

Калд Бешир Туем

1 Катедра по фармакология и токсикология, Колеж по здравни науки, Университет Mekelle, Етиопия

Аман Карим

2 Катедра по фармакогнозия, Колеж по здравни науки, Университет Mekelle, Етиопия

Наджиб Ур-Рехман

3 Катедра по фармакология, Фармацевтичен колеж, Университет "Принц Сатам Бин Абдулазиз", Ал-Хардж, Саудитска Арабия

Farooq Anwar

4 Катедра по химия, Университет в Саргода, Саргода, Пакистан

Резюме

1. Въведение

Растенията отдавна се използват като основа на традиционните лекарства в историята на човечеството, а също така действат като източници на съвременни лекарства. Според Световната здравна организация (СЗО) повече от три четвърти от общностите в страните с ограничени ресурси разчитат на лечебни растения за своите първични здравни грижи, тъй като над 60% от обществата не могат да имат достъп и/или да си позволят алопатични лекарства [1, 2]. В съответствие с новия напредък в областта на оптималното хранене, в днешно време се възражда интересът към използването на растенията като източник на храна и лекарства [3, 4]. Напоследък употребата на фитомедицина се засили драстично за множество заболявания, поради не само лесната им достъпност и ниска цена, но и убеждението, че природните лекарства имат по-малко вредни ефекти в сравнение със синтетичните лекарства [5].

Насърчава се и разработването на нови продукти от естествени източници, тъй като се изчислява, че от 300 000 билкови вида, които съществуват в световен мащаб, само 15% са проучени за техния фармакологичен потенциал [6]. Сред няколко лечебни растения, Nigella sativa L. (Ranunculaceae) се счита за една от най-ценните богата на хранителни вещества билка в историята по света и в ход са многобройни научни изследвания за потвърждаване на традиционно заявените употреби на дребни семена от този вид [7, 8].

Максималната хранителна стойност на черния кимион може да бъде свързана с наличието на значително количество растителни протеини, фибри и минерали и витамини. Хранителният състав, докладван от различни източници, разкрива 20-85% протеини, 38,20% мазнини, 7-94% фибри и 31,94% от общите въглехидрати. Сред различните идентифицирани аминокиселини глутаматът, аргининът и аспартатът, докато цистеинът и метионинът са съответно основните и второстепенните аминокиселини. Семената на черния кимион също съдържат значителни нива на желязо, мед, цинк, фосфор, калций, тиамин, ниацин, пиридоксин и фолиева киселина [7, 8]. В допълнение, фитохимичните анализи на N. sativa показват наличието на над стотици фитоконституенти, които включват главно алкалоиди, сапонини, стероли и етерично масло, но съставът на много от тях не е химически признат, нито е биологично проверен. Семената на N. sativa съдържат 26-34% фиксирано масло, от които основните мастни киселини са линолова киселина (64,6%) и палмитинова киселина (20,4%). Маслото от семена се състои от 0,4% –2,5% етерично масло [9, 10]. Сред различните активни съставки, съобщени досега, тимохинонът, открит като основен компонент на етеричното масло, е най-биоактивното съединение и показва широки терапевтични ползи [11].

2. Биоактивни съединения с висока стойност (фитохимикали) в семената на Nigella sativa

В литературата са докладвани няколко биоактивни съединения от семената на N. sativa; сред тях най-важните биоактивни са тимохиноните. Други основни фитохимикали, съобщени от различни сортове N. sativa, включват стероли и сапонини, фенолни съединения, алкалоиди, нови липидни съставки и мастни киселини и летливи масла с различен състав [12]. Съставът на етеричното масло (0,4-0,45%), докладван в различни проучвания, представлява около четиридесет различни съединения, сред изобилно идентифицираните съставки са транс-анетол, р-цимен лимонен, карвон, α-туен, тимохинон (TQ), тимохидрохинон (THQ), дитимохинон, карвакрол и β-пинен с различна концентрация [13–15].

Количеството на най-важната биоактивна съставка, тимохинон, присъстващо в летливото масло, изолирано чрез различни методи за екстракция от семената на N. sativa, варира в широк диапазон: с използване на SC-CO2 (1,06, 4,07 mg/g) [16] и от Екстракция на Сокслет (2940,43 mg/kg) [17] и (8,8 mg/g) масло [18].

Съобщава се, че съставът на мастните киселини в семената (32-40%) съдържа предимно линолова, линоленова, олеинова, палмитолеинова, палмитинова киселини заедно с арахидонова, ейкозадиенова, стеаринова и миристинова киселина [15, 16, 19] . Нов диеноат и два известни моноестера, заедно с нови липиди са изолирани от неомиления екстракт от семената, а именно метилнонадека-15,17-диеноат, пентил хексадек-12-еноат и пентил пентадек-11-еноат [20].

Фитостеролите са важна част от човешката диета и придобиват по-голям интерес поради техните нутрицевтични и лекарствени ползи за понижаване на липопротеините с ниска плътност и общия холестерол [21]. Фитостеролите също са важни като характерни съединения за оценка на качеството на растителните масла и етикетирането на храните. Установено е, че общото съдържание на стерили в маслото от черен кимион, оценено от различни изследователи, е между 18 и 42% от неосапуненото вещество. Основните идентифицирани стероли са β-ситостерол, кампестерол, стигмастерол и 5-авенастерол [19, 22]. Токоферолите проявяват атрактивен потенциал за почистване на свободните радикали, за които се смята, че прекратяват пероксидацията на липидите [23]. Общото съдържание на токоферол в маслото от черни семена, отчетено в различни количества от различни източници, варира от 9,15 до 27,92 mg/100 g. Сред най-изявените токофероли, разпознати в семената на черен кимион, а- и γ-токоферолът и β-токотриенолът са добре разпознати [19].

От семената на N. sativa са изолирани стероидни гликозиди с нови и известни структури, които включват 3-O- [β-D-ксилопиранозил- (1 → 2) -α-L-рамнопиранозил- (1 → 2) -β-D- глюкопиранозил] -11-метокси-16, 23-дихидрокси-28-метилолеан-12-еноат, стигма-5,22-диен-3-β-D-глюкопиранозид [24] и 3-О- [β-D- ксилопиранозил- (1 → 3) -α-L-рамнопиранозил- (1 → 4) -β-D-глюкопи-ранозил] -11-метокси-16-хидрокси-17-ацетокси хедерагенин [25]. Освен това от семената на черния кимион са изолирани алкалоиди от различен тип, които включват нови дитерпенови алкалоиди от типа Долабелан: нигеламини А1, А2, В1 и В2 и нигеламини А3, А4, А5 и С [26, 27], притежаващи липидно метаболизиращо свойство и индазолов клас алкалоиди: нигелидин, нигелицин [28, 29] и нигелидин-4-О-сулфит [30].

3. Традиционни употреби на Nigella sativa при народни средства

Nigella sativa е широко използвана като подправка и овкусител в различни хранителни препарати като хляб, кисело мляко, кисели краставички, сосове и салати. Черно семе или черен кимион (английски), Habbatul Barakah (арабски), Tikur azmud (амхарски), отдавна се използва в традиционните лекарства в арабските страни, Далечна Източна Азия, Европа и Африка [31]. Nigella sativa също е описана като чудодейното растение и се счита от най-ранните билкови специалисти като „Билката от небето“ [32]. Пророкът Мохамед (PBUH) беше описал лечебните сили на черното семе като „Дръжте се да използвате това черно семе, тъй като то има лек за всяка болест, освен смъртта“ [33]. Авицена, известен лекар от 10-ти век, известен с книгата си "Канонът на медицината", препоръчва използването на семена от нигела за подобряване на енергията на тялото и също така подпомага възстановяването от умора и обезсърчение. Nigella sativa се споменава и заради лечебните си свойства в Светата Библия и също е етикетиран като Melanthion от Хипократ и Диоскорид [34, 35].

Лекарствената употреба на семена от черен кимион в различни традиционни билкови системи е известна с широк спектър от заболявания, които включват различни нарушения на дихателните пътища, за болка като хронично главоболие и болки в гърба, диабет, парализа, инфекция, възпаление, хипертония и свързани с храносмилателния тракт проблеми, прилагани при различни видове препарати. Той се използва и локално, когато се прилага директно върху мехурите, абсцесите в носа, орхит, екзема и подути стави [33].

Имайки предвид многобройните традиционни лекарствени приложения на семената на N. sativa и нейния активен компонент, тимохинон, тази ценна билка може да бъде изследвана като ефективно народно лекарство с множество фармакологични действия.

4. Фармакологични дейности на Nigella sativa

Nigella sativa е широко изследвана през последните няколко десетилетия и проучванията сочат, че притежава редица лечебни свойства и фармакологични действия. За да извлечем съответните литератури със съответните подтеми, използвахме PubMed, Science Direct, Scopus Google Scholar и сиви литератури, използвайки различни термини за търсене като „Nigella sativa“ или „Черен кимион“ или „Черно семе“ и съответните заболявания . В случай на търсене в PubMed, ние използвахме съответните термини „Mesh“ и текстови думи „tw“, за да извлечем всички съответни статии, независимо от границите на времето.

4.1. Антиоксидантна активност

Оксидативният стрес и засилването на нивата на свободните радикали са сред основните централни маркери, свързани с няколко прогресиращи патологични състояния, включително неврологично разстройство, рак, стареене и ендокринни заболявания [36]. Към днешна дата нараства значението на терапевтичните възможности на лечебните растения като естествени антиоксиданти. Сред различните естествено срещащи се лечебни растения, N. sativa е докладвана за ефективните си антиоксидантни дейности при in vivo и in vitro проучвания [37].

Едновременната употреба на семена Allium sativum и N. sativa при тридесет жени в менопауза след два месеца консумация разкрива значително намаляване на плазмените нива на малондиалдехид (MDA) с повишена активност в еритроцитната глутатионпероксидаза (GSH-Px) и супероксиддисмутазата [38]. По същия начин фиксираното и етерично масло от семена от черен кимион разкрива значително нарастване на глутатион-S-трансфераза (GST), глутатион редуктаза и GSH-Px срещу оксидативен стрес, причинен от калиев бромат в модела на плъхове [39].

Отделното приложение на N. sativa и наноразмерен клиноптилолит на плъхове Wistar също показва значително подобрение на антиоксидантните параметри в сравнение с едновременната употреба както на екстракти, така и на диабетични групи [40]. Рандомизирано контролирано клинично проучване при петдесет доброволци със затлъстяване също демонстрира, че маслото от семена на N. sativa заедно с по-малко калорична диета значително намалява нивото на супероксиддисмутаза (SOD) и телесното тегло в сравнение с плацебо групата в осемседмично проучване [41] . Освен това метанолният екстракт и етерично масло, фракционирани от семената на N. sativa в подхранвани с атерогенна суспензия плъхове, ефективно попълват плазмената обща антиоксидантна сила с осемдесет и осем процента срещу свободните радикали [42]. По същия начин маслото от N. sativa и приложението на тимохинон значително подобрява индуцираната от цисплатин промяна в биотрансформацията на въглехидратите и ензимната и неензимна антиоксидантна защитна система в стомашната лигавица [43]. Следователно, подчертаната антиоксидантна активност на N. sativa и тимохинон може да бъде потенциален по-нов антиоксидантен агент и да се използва като основни хранителни вещества за живота за промоция на здравето и превенция на болестите.

4.2. Антидиабетна активност

Освен това, експериментално рандомизирано контролирано проучване на 99 пациенти с диабет получи плацебо, а две лечебни групи получиха орално масло от черни семена. Прилагането на 1,5 и 3 ml/ден масло от черни семена в продължение на 20 дни показва значимо намаляване на гликирания хемоглобин А1с и произволни нива на кръвната захар [48]. Ефектът от семената на N. sativa върху гликемичния контрол на пациенти с диабет тип 2 (DM-2) също се използва като допълнително лечение, добавено към техните орални хипогликемични агенти. N. sativa в доза от два g/ден също повлиява значително намаляване на плазмената глюкоза на гладно и гликирания хемоглобин (HbA1c) без значителни промени в телесното тегло [49]. Маслото от N. sativa (NSO) при 2 ml/kg също показва, че намалява плазмената глюкоза на гладно и засилва нивата на инсулин при плъхове с диабет в сравнение с контрола. Диабетичните плъхове, които са получавали NSO, показват значително подобрение в липидния профил и експресивно нарастване на панкреатичните и чернодробните антиоксидантни ензими също увеличават хистологичния образ и съдържанието на гликоген, различни от подобренията на средната степен на панкреатичните островчета в сравнение с диабетичните групи [50].

Бяха оценени и различните дози семена от N. sativa (1, 2 и 3 g/ден) при пациенти с DM-2. Приложението от един g/ден повишава нивата на липопротеините с висока плътност (HDL-c) след 3 месеца, докато два и три g/ден на семената на N. sativa значително намаляват серумните нива на общия холестерол (TC) и триглицеридите (TG). като липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL-c) и повишен HDL-c в плазмата [51]. Във връзка с отдадеността на съвременните учени на вероятните ефекти на лечебните билки при лечението на диабет, неотдавнашен метаанализ на антидиабетните ефекти на N. sativa [44] също показа поддържането на глюкозната хомеостаза и серумните липидни профили при хора с диабет [44, 51].

Като цяло възможните антидиабетни механизми на N. sativa могат да бъдат медиирани чрез модулация на окислителния статус (или чрез повишено регулиране на ендогенните антиоксиданти или намаляване на окислителните видове) [45, 47], затихване на възпалението [45], подобряване на липидните профили, повишено добър холестерол (HDL-c), като същевременно намалява лошите холестероли (LDL-c, TC и TG) и телесно тегло [44, 46, 51].

4.3. Антихипертензивна активност

Многобройни антихипертензивни средства са клинично използвани за контрол на хипертонията и за облекчаване на свързаните съпътстващи заболявания. Ефективността на тези средства обаче е само при 40-60% от пациентите с хипертония и обикновено се изисква комбинация от два или повече кръвопонижаващи средства от различни антихипертензивни класове за постигане на желаните резултати [52]. Това в крайна сметка увеличава вероятността от неблагоприятни ефекти и също така повишава цената на терапията. Редица растителни продукти като семената на N. sativa са използвани и се твърди, че имат положителни ефекти срещу повишеното кръвно налягане (BP).

Според нерандомизирани контролирани проучвания, 57 пациенти, на които е било разпределено ежедневно добавяне на 2 g черен кимион за една година, са показали забележимо намаляване на систоличния, диастоличния и средния артериален АД, сърдечната честота, TC, LDL-c, фракциите на TC/HDL-c и LDL-c/HDL-c, докато серумният HDL-c беше повишен в сравнение със съответните изходни стойности и контролната група [53]. Въпреки че се наблюдава тенденция към намаляване на АН след приложението на N. sativa, едно рандомизирано контролирано клинично изпитване не успява да покаже значително намаляване на АН при пациенти в напреднала възраст с хипертония [54]. Това може да се дължи на размера на пробата, дозата (300 mg два пъти дневно в продължение на 4 седмици) на N. sativa, използвана в това проучване, тежестта на хипертонията и използваната популация на изследването. Например, предишни клинични проучвания, проведени от Dehkordi et al. [55] и Qidwai et al. [56], проведено при пациенти с лека хипертония с доза от 200 mg два пъти дневно за 4 седмици и 500 mg два пъти дневно съответно за 6 седмици, показва значително намаляване на SPB.

В допълнение, той е бил използван за определяне на потенциала за понижаване на кръвното налягане и възможните механизми на N. sativa в модела на плъхове и е установено, че маслото от семена и никардипин, получени от групите, разкриват значително намаляване на BP. Намаляващият ефект на АТ е свързан с намаляване на сърдечния продукт на пероксидация на липиди и инхибиторна активност на ангиотензин конвертиращия ензим и в двете групи, но нивото на азотен оксид в плазмата значително се повишава в групата, получена от маслото на N. sativa, отколкото групите, получаващи плацебо и никардипин [57]. Черният кимион и неговият активен компонент, тимохинон, показват намаляване на оксидативния стрес чрез блокада на калциевите канали и увеличаване на активността на отделянето на урина, което може да е свързано с намаляване на кръвното налягане [58]. Въз основа на по-голямата част от тези доклади, различни препарати от N. sativa показват устойчиво намаляване на АН в животински модели и следователно клиничните проучвания могат да бъдат изследвани като обещаваща основа на естествените антихипертензивни лекарства.

4.4. Невропротективни ефекти

Неврологичното разстройство като депресията е сред най-разпространените заболявания в световен мащаб. Той се влияе главно от хипоактивността на невротрансмитерите, особено поради неадекватната активност на серотонина [59]. Стресът е основният задействащ аспект при започване на депресия и тази предпоставка е стабилно подкрепена от различни клинични наблюдения. Изследвания върху експериментални животни показват, че преобладаващият стрес предизвиква неврохимични модификации и поведенчески дефицити [60]. Установено е, че голям брой лечебни билки и техните изолирани съединения имат лечебни ползи и терапевтичен потенциал. Сред обещаващите лечебни растения черният кимион е полезна билка с богата историческа и религиозна основа за справяне с депресията и много други неврологични разстройства.

Интрагастралното добавяне на TQ (20 mg/ml) в алуминиев трихлорид и D-галактоза, индуцирана невротоксичност при плъхове, показва значително подобрение на познанието, SOD и общия антиоксидантен капацитет, като същевременно намалява активността на ацетилхолинестеразата. Той също така демонстрира намаляване на MDA, нивата на азотен оксид и имунореактивността на фактора на туморна некроза-α и усилени невротрофични фактори, получени от мозъка, и нива на Bcl-2 [61]. Докато ефектите от многократното приложение на N. sativa при плъхове показват, че е имало подобрение в състоянието на обучение и изземване [62]. Освен това е доказано, че флавоноидите, изолирани от черен кимион, модулират критичните невронални сигнални пътища, участващи в процесите на паметта и е вероятно да повлияят на синаптичната пластичност и дългогодишните потенциращи механизми [63]. Неврофармакологичните ефекти на семената и маслата от N. sativa и неговия активен компонент, TQ, са описани в Таблица 1. Въз основа на широкообхватните неврофармакологични ефекти, семената на черния кимион, неговото масло и активния принцип тимохинон (TQ) могат да бъдат изследвани като обещаващо природно лекарство за подобряване на множество неврологични разстройства.

маса 1

Ефектите на N. sativa и неговия активен компонент, тимохинон (TQ) върху неврологични и психични разстройства.