Szałwia czerwonokorzeniowa – wartościowa roślina lecznicza

Szałwia czerwonokorzeniowa (Salvia miltiorrhiza Bunge) z rodziny Lamiaceae jest azjatycką rośliną leczniczą, która znana jest na całym świecie pod nazwą Danshen. Należy ona do najstarszych i najcenniejszych ziół używanych w chińskiej medycynie ludowej.

Szałwia czerwonokorzeniowa występuje naturalnie w Chinach, Korei, Wietnamie i Japonii. Dzięki wieloletnim badaniom biologicznym i agrotechnicznym w Instytucie Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich gatunek ten został z powodzeniem aklimatyzowany do warunków Polski, podobnie jak pokrewny gatunek – szałwia Przewalskiego (Salvia przewalskii Maxim).

Obecnie w Instytucie prowadzona jest hodowla zachowawcza tych gatunków, poprzedzona licznymi doświadczeniami, opublikowanymi na łamach instytutowego czasopisma naukowego Herba Polonica. Badania hodowlane zainicjował i prowadził przez kilka dziesięcioleci Ś.P. prof. IWNIRZ Waldemar Buchwald.

Szałwia czerwonokorzeniowa wykształca rozgałęziające się pędy osiągające 30-60 cm wysokości. Jej liście są rzadko rozstawione, proste lub złożone z wielu blaszek, natomiast kwiatostany osiągają długość nawet 30 cm, a kwiaty mają barwę od jasnoróżowej do ciemnopurpurowej. Z kolei organy podziemne mają zabarwienie czerwonobrunatne – stąd nazwa surowca.

Korzenie są cennym surowcem zielarskim, któremu poświęcono wiele badań w aspekcie oceny działania ekstraktów i pojedynczych związków czynnych w chorobach układu sercowo-naczyniowego i układu nerwowego. Przetwory z korzeni wykazują działanie przeciwzapalne, antyoksydacyjne, cytoprotekcyjne oraz przeciwdrobnoustrojowe. Szałwia czerwonokorzeniowa posiada nie tylko monografię w Farmakopei Chińskiej, ale także w Farmakopei Europejskiej. W Polsce ciągle brakuje standaryzowanych preparatów na bazie ekstraktów z tej cennej rośliny.

Realizacja w Instytucie interdyscyplinarnych badań, dotyczących tego gatunku, możliwa była dzięki projektom badawczym finansowanym przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, w tym granty, pt. 1) „Porównawcze badania aktywności przeciwalkoholowej wyciągów otrzymanych z szałwii czerwonokorzeniowej (Salvia miltiorrhiza) oraz szałwii Przewalskiego (Salvia przewalskii) z surowców pochodzących z upraw polowych i hodowli in vitro”, N405 678040 (kierownik prof. Przemysław Mikołajczak), 2) „Rośliny lecznicze z rodziny Lamiaceae w chorobie Alzheimera – badania modelowe”, N405 417836 (kierownik dr Marcin Ożarowski), a także dzięki finansowaniu badań statutowych Instytutu.

BADANIA SKŁADU FITOCHEMICZNEGO

Ze względu na złożony skład ekstraktów roślinnych, który uzależniony jest od wielu czynników środowiskowych oraz technologicznych, w Instytucie zawsze wykonuje się oznaczanie związków biologicznie czynnych w ekstraktach, zanim będą one przeznaczone do dalszych etapów badań biologiczno-farmakologicznych. Analizy fitochemiczne wykonane w IWNiRZ we współpracy z Instytutem Genetyki Roślin PAN w Poznaniu miały na celu identyfikację związków chemicznych oraz porównanie składu wodno-etanolowych ekstraktów z korzeni szałwii czerwonokorzeniowej oraz z szałwii Przewalskiego, które pochodziły z kontrolowanych upraw Instytutu.

Do realizacji badań zastosowano komplementarne zaawansowane metody chromatografii cieczowej (LC-MS). Zbiorcze analizy wykazały, że ekstrakty z dwóch gatunków zawierały tanszinony, kwasy salwionolowe, kwas litospermowy oraz kwas rozmarynowy, przy czym ekstrakt z szałwii Przewalskiego zawierał dodatkowo kwas przewalskinowy (i jego pochodne) – różnił się 9 związkami chemicznymi. W ekstraktach z korzeni dwóch gatunków oznaczono łącznie 39 metabolitów, w tym 23 związki były wspólne. Wyniki omówiono w publikacji: Ożarowski M, Piasecka A. i wsp., Determination of pfenolic compounds and diterpenes in roots of Salvia miltiorrhiza and Salvia przewalskii by two LC-MS tools: multi-stage and high resolution tandem mass spectrometry with assessment of antioxidant capacity. Phytochemistry Letters 2017;20:331–338.

BADANIA FARMAKOLOGICZNE

Działanie poprawiające pamięć w modelu choroby Alzheimera

Standaryzowany ekstrakt wodno-etanolowy z korzeni Salvia miltiorrhiza był także przedmiotem badan farmakologicznych w skopolaminowym modelu choroby Alzheimera, które przeprowadzono we współpracy z uniwersytetem Medycznym w Poznaniu w ramach grantu IWNiRZ. W tym celu ekstrakt (200 mg/kg masy ciała) podawano szczurom przez 28 dni przed podaniem skopolaminy. Następnie oceniano aktywność behawioralną i różne rodzaje pamięci, aktywność acetylocholinoesterazy mózgowej, biorącej udział w procesach pamięciowych (AChE) oraz wpływ na poziomy ekspresji genów kodujących ten enzym, a także beta-sekretazy, biorącej udział w biosyntezie szkodliwego beta-amyloidu.

Materiałem biologicznym były próbki hipokampa i kory czołowej zwierząt. Wyniki pokazały, że podawanie ekstraktu doprowadziło do znaczącej poprawy pamięci długotrwałej u szczurów. Zaobserwowano także silne zahamowanie ekspresji genów AChE w korze czołowej szczurów. Oprócz tego poziom transkryptu beta-sekretazy był znacznie obniżony. Aktywność AChE była znacząco zahamowana zarówno w korze czołowej (o 47%), jak i w hipokampie (o 55%). Badanie dostarczyło dowodów in vivo, że standaryzowane ekstrakt z korzeni szałwii czerwonokorzeniowej może być przyszłościowym źródłem leków roślinnych, stosowanych w profilaktyce i leczeniu choroby Alzheimera. Wszystkie wyniki przedyskutowano w publikacji: Ożarowski M, Mikołajczak PŁ i wsp., Effect of Salvia miltiorrhiza root extract on brain acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase activities, their mRNA levels and memory evaluation in rats. Physiology & Behavior 2017;173:223–230.

Działanie przeciwalkoholowe

Oczywiste jest, że zgodnie z rosnącą potrzebą społeczną i aktualnym stanem wiedzy, istnieje konieczność prowadzenia szeroko zakrojonych interdyscyplinarnych badań z pogranicza nauk podstawowych i stosowanych w aspekcie poszukiwań nowych leków pochodzących z surowców naturalnych, np. ekstraktów roślinnych, do stosowania w prewencji, jak i w farmakoterapii nie tylko zespołów otępiennych, ale także uzależnienia od alkoholu, które jest chorobą społeczną.

Badania farmakologiczne przeprowadzono we współpracy z Uniwersytetem Medycznym w Poznaniu i z Instytutem Psychiatrii i Neurologii w Warszawie w ramach grantu IWNiRZ. Standaryzowane wodno-etanolowe ekstrakty z korzeni Salvia miltiorrhiza oraz Salvia przewalskii podawano szczurom preferującym wysoki poziom alkoholu (WHP) oraz niski poziom alkoholu (WLP) w dawce po 150 mg/kg masy ciała przez 28 kolejnych dni.

Po przeprowadzeniu odpowiednich testów oceniających spontaniczną aktywność szczurów, ich koordynację ruchową oraz pamięć krótko- i długotrwałą, stwierdzono, że zarówno ekstrakt z szałwii czerwonokorzeniowej, jak i szałwii Przewalskiego, obniżyły spożycie alkoholu (odpowiednio o 23% i 25%) w grupie szczurów, które preferowały wysoki poziom alkoholu, bez wpływu w grupie WLP. Oprócz tego ekstrakty nie powodowały osłabienia ani wzmocnienia funkcji behawioralnych i poznawczych w tym modelu. Planowane są dalsze badania w tym zakresie mające wyjaśnić mechanizm działania związków czynnych szałwii czerwonokorzeniowej.

Działanie normalizujące w niedotlenieniu

Wiadomo, że niedotlenienie (hipoksja) może mieć negatywny wpływ na funkcjonowanie całego organizmu, a szczególnie jest groźna dla osób z niewydolnością układu krążenia. W tym aspekcie przeprowadzono we współpracy z UM w Poznaniu i UM w Gdańsku badanie eksperymentalne, którego celem była ocena ochronnego wpływu etanolowego i wodno-etanolowego ekstraktu z korzeni Salvia miltiorrhiza w modelu 60 minutowej hipoksji hipobarycznej. Doświadczenia przeprowadzono po 7 kolejnych dniach podawania ekstraktów (200 mg/kg masy ciała), które podano dożołądkowo szczurom.

Zwracano szczególną uwagę na bioelektryczną aktywność serca oraz parametry stresu oksydacyjnego we krwi zwierząt. Analiza otrzymanych wyników pozwoliła stwierdzić, że ekstrakt wodno-etanolowy z korzeni szałwii czerwonokorzeniowej zwiększał obniżone skurczowe ciśnienie tętnicze krwi do wartości mierzonej u zwierząt z grupy kontrolnej. Oprócz tego ekstrakty normalizowały częstoskurcz wywołany niedotlenieniem oraz stężenie markerów stresu oksydacyjnego. Badanie i wyniki zaprezentowano w publikacji: Buchwald W, Mikolajczak PL i wsp.. Involvement of the different extracts from roots of Salvia miltiorrhiza Bunge on acute hypobaric hypoxia-induced cardiovascular effects in rats – preliminary report. Polish Journal of Veterinary Sciences 2012;15(4).

Ocena potencjału antyoksydacyjnego

Kolejne badania dotyczące zdefiniowanych fitochemicznie ekstraktów z dwóch gatunków szałwii wykazały, że wodno-etanolowy ekstrakt z szałwii czerwonokorzeniowej wykazywał silniejszy potencjał antyoksydacyjny w porównaniu z ekstraktem z szałwii Przewalskiego przy zastosowaniu dwóch metod FRAP oraz DPPH in vitro. Aktywność ta wzrastała w sposób zależny od stężenia.

Badania mikrobiologiczne

Stwierdzono, że korzenie szałwii czerwonokorzeniowej zawierają najwięcej frakcji z substancjami rozpuszczalnymi w wodzie (frakcja hydrofilnych związków). Natomiast największe ilości tanszinonów odnotowano we frakcjach etylooctanowych (związki lipofilne). Nieco mniejszą zawartością tych związków charakteryzowały się wyciągi heksanowe, a w ekstraktach wodnych nie stwierdzono obecności tanszinonów.

Wyciągi etylooctanowe i heksanowe z korzeni Salvia miltiorrhiza odznaczały się wysoką aktywnością mikrobiologiczną (MIC w granicach 10–75 μg/ml w odniesieniu do standardowego szczepu Staphylococcus aureus FDA 209P), przy czym najaktywniejsze były frakcje pochodzące z upraw krajowych, zawierające najwięcej kryptotanszinonu. Frakcje wodne, niezależnie od pochodzenia, wykazywały stosunkowo niską aktywność mikrobiologiczną (MIC w granicach 500–1000 μg/ml). Badacze stwierdzili, że aktywność mikrobiologiczna wyciągów z korzeni Salvia miltiorrhiza zależy od składu jakościowego i ilościowego tanszinonów.

PODSUMOWANIE

Szałwia czerwonokorzeniowa jest wartościową rośliną leczniczą, której potencjał fitoterapeutyczny czeka na wykorzystanie w Polsce. Badania własne IWNiRZ pokazują, że możliwa jest uprawa tego gatunku, który jest wartościowym źródłem unikatowych tanszinonów o potwierdzonej aktywności farmakologicznej. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie własnej bazy surowcowej. Prace realizowane w IWNiRZ umocniły pozycję tej rośliny i jasno wskazały na cenne źródło leków mogących otworzyć nowe możliwości w profilaktyce i terapii otępienia typu alzheimerowskiego, uzależniania od alkoholu, czy w niedotlenieniu organizmu. Zatem aplikacyjne zastosowanie wyników IWNiRZ do praktyki może poprawić kondycję zdrowotną naszego społeczeństwa.

Tekst: dr hab. n. farm. Marcin Ożarowski, prof. IWNiRZ
Fot. Wiktor Niedzicki

Przeczytaj również: Glistnik jaskółcze ziele – niepozorna roślina o wielkim potencjale medycznym

Owoce róży – nie tylko witamina C