Φυτοχημική μελέτη και έλεγχος βιολογικής δράσης του είδους Staehelina uniflosculosa Sibth. & Sm. της οικογένειας Asteraceae

Abstract

The purpose of the present study is the isolation and identification of secondary metabolites of the plant Staehelina uniflosculosa of the family Asteraceae, mainly sesquiterpene and phenolics substances with bioactivity. After an extensive literature research on the genus Staehelina, found that for the genus Staehelina few publications have been made, and more specifically the species S. uniflosculosa had not been studied previously. Since the plant belongs to the family Asteraceae is expected to be present sesquiterpene lactones (95% of this class of natural products isolated from plants of family Asteraceae), and therefore followed the appropriate methods for the isolation, according to the literature. The products of this type are important chemotaxonomic indicators and contribute to the systematic classification of plants. Also, they represent pharmacological interest. Sesquiterpene lactones, which in their molecule have the structure of α-methylene-γ-lactone, have been studied about their antibacterial, cytostatic and antitumor activities. Some of them affect the germination of seeds of other plants (allelopathy), or represent antitrophical activities against insects. The choice of the plant was based on the strong antioxidant activity, that its extracts were showed after testing twenty-five fractions from five plants of the Olympus’s flora. So far we identified twenty two (22) natural products: eleven sesquiterpene lactones: (1) Artemorin, (2) Tamirin, (3) 1-Epitatridin B or Deacetylodihydrochrysanolide or Tanachin and (4) 11(13)-eudesmadien-12,6a-olide or Reynosin, (5) Baynol C, (6) Desacetyl-β-cyclopyrethrosin (7) 1β-hydroxy-4α-methoxy-5α,7α,6β-eudesm-11(13)-en-6,12-olide, (8) 1β,4α,6α-trihydroxyeudesm-11-en-8α,12-olide, (9) 1β,4α-dihydroxy-14,15-dimethyl-5α,7α,6β-eudesm-11(13)-en-6,12-olide or 1β-hydroxy-arbusculin A, (10) Methyl-1β,4α,6α-trihydroxy-5α,7αH-eudesm-11(13)-en-12-oate and (11) Methyl-1β,6α,8α-trihydroxy-5α,7αH-eudesma-4(15),11(13)-dien-12-oate, one lignan: (12) 2,6-dis(4-hydroxy-3-methoxyphenylo)-3,7-dioxadicyclo(3,3,0)-octanio or Pinoresinol, one norisoprenoid: (13) Loliolide, six flavonoids (four genins and two glycosides): (14) 5,7,4΄-trihydroxy,6-methoxy-flavone (6-methoxy-apigenin) or Hispidulin, (15) 5,7,3΄,4΄-tetrahydroxy,6-methoxy-flavone (6-methoxy-luteolin) or Nepetin, (16) 5,7,4΄-trihydroxy-6,3΄-dimethoxyflavone (6-methoxy,3΄-methylo-luteolin) or Jaceosidin, (17) 5,7,3΄,4΄-tetrahydroxyflavavone or Eriodictyol, (18) Eriodictyol-3΄-O-β-D-glucoside and (19) Eriodictyol-7-O-β-D-glucuronide and three phenolic derivatives (one phenolic acid and two phenolic glucosides): (20) 3,4-dihydroxybenzoic acid or Protocatechuic acid, (21) 4-hydroxy-phenolic-1-O-β-D-glucoside or Arbutin, and (22) Nebrodenside A. All above substances are isolated for first time in the present study so from the species S.uniflosculosa as from the genus Staehelina, generally. It should be noted that according to the minimum literature concerning the genus Staehelina, the two studied species, S. fruticosa and S. dubia, have given eight different substances (four from each one) and all of them belong only to the category of sesquiterpene lactones-specifically to the type of germacranolides. In this study, from the species S.uniflosculosa isolated eight eudesmanolides, one norisoprenoid and different categories of phenolic derivatives (flavonoids, lignan, phenolic acid, phenolic glucosides). As we can understand this species is rich in substances which belong to four different categories, that of the phenolic derivatives, of the sesquiterpene lactones, of the norisoprenoids and the lignans. Furthermore, some of these substances were tested for the inhibition of lipoxygenase and acetylocholinesterase but also for the antioxidant activity through DPPH method or/and inhibition of lipid hyperoxide. All of them seemed to act as antioxidants, some of them in large amount and the others in smaller amounts, while the effectiveness of these compounds in inhibition of acetylocholinesterase is limited.

Η παρούσα μελέτη έχει ως αντικείμενο την απομόνωση και τον προσδιορισμό της δομής των δευτερογενών μεταβολιτών του φυτού Staehelina uniflosculosa της οικογένειας Asteraceae, κυρίως σεσκιτερπενίων και φαινολικών συστατικών καθώς και τον έλεγχο αυτών σε βιολογικές δράσεις. Μετά από εκτενή βιβλιογραφική έρευνα διαπιστώθηκε ότι για το γένος Staehelina ελάχιστες δημοσιεύσεις έχουν γίνει, ενώ το είδος S. uniflosculosa δεν έχει μελετηθεί στο παρελθόν. Δεδομένου ότι το φυτό ανήκει στην οικογένεια Asteraceae αναμένεται σε αυτό η παρουσία σεσκιτερπενικών λακτονών, καθώς το 95% αυτής της κατηγορίας φυσικών προϊόντων έχει απομονωθεί από φυτά αυτής της οικογένειας. Για το λόγο αυτό ακολουθήθηκαν οι ενδεδειγμένες μέθοδοι παραλαβής αυτών των ουσιών, σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. Τα προϊόντα του τύπου αυτού είναι σημαντικοί χημειοταξινομικοί δείκτες, και συμβάλλουν στη συστηματική ταξινόμηση των φυτών. Επίσης, παρουσιάζουν και φαρμακολογικό ενδιαφέρον. Oι σεσκιτερπενικές λακτόνες και κυρίως όσες έχουν στο μόριό τους την δομή α-μεθυλενο-γ-λακτόνης έχουν μελετηθεί ως προς τις αντιβακτηριακές, κυτταροστατικές και αντικαρκινικές ιδιότητές τους. Μερικές από αυτές επηρεάζουν την βλάστηση των σπόρων άλλων φυτών (αλληλοπάθεια), ή παρουσιάζουν αντιτροφικές ιδιότητες έναντι των εντόμων. Η επιλογή του φυτού έγινε με βάση την αυξημένη δράση που παρουσίασαν τα εκχυλίσματά του κατόπιν in vitro ελέγχου της αντιοξειδωτικής δραστικότητας 25 εκχυλισμάτων από πέντε φυτά της ελληνικής χλωρίδας που συλλέχθηκαν στον Όλυμπο. Από την μέχρι τώρα μελέτη απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν είκοσι δύο (22) φυσικά προϊόντα: 11 σεσκιτερπενικές λακτόνες: (1) Αρτεμορίνη, (2) Ταμιρίνη, (3) 1-Eπιτατριντίνη Β ή Δεακετυλοδιυδροχρυσανολίδιο ή Tαναχίνη, (4) 11(13)-ευδεσμαδιεν-12,6α-ολίδιο ή Ρεϋνοσίνη, (5) Μπεϋνολίνη C, (6) Δεσακετυλο-β-κυκλοπυρεθροσίνη, (7) 1β-υδροξυ-4α-μεθοξυ-5α,7α,6β-ευδεσμ-11(13)-εν-6,12-ολίδιο, (8) 1β,4α,6α-τριυδροξυευδεσμ-11-εν-8α,12-ολίδιο, (9) 1β,4α-διυδροξυ-14,15-διμεθυλο-5α,7α,6β-ευδεσμ-11(13)-εν-6,12-ολίδιο ή 1β-υδροξυ-αρβουσκουλίνη Α, (10) Μεθυλο-1β,4α,6α-τριυδροξυ-5α,7α-ευδεσμ–11(13)-εν-12-οϊκός μεθυλεστέρας και (11) Μεθυλο-1β,6α,8α-τριυδροξυ-5α,7α-ευδεσμα–4(15),11(13)-διεν-12-oϊκός μεθυλεστέρας, 1 λιγνάνιο: (12) 2,6-δις(4-υδροξυ-3-μεθοξυφαινυλο)-3,7-διοξαδικυκλο (3,3,0)-οκτάνιο ή Πινορεζινόλη, 1 νορισοπρενοειδές: (13) Λολιολίδιο, 6 φλαβονοειδή (4 γενίνες και 2 γλυκοζίτες): (14) 5,7,4΄-τριυδροξυ,6-μεθοξυ-φλαβόνη (6-μεθοξυ-απιγενίνη) ή Ισπιντουλίνη, (15) 5,7,3΄,4΄-τετραϋδροξυ,6-μεθοξυ-φλαβόνη (6-μεθοξυ-λουτεολίνη) ή Νεπετίνη, (16) 5,7,4΄-τριυδροξυ-6,3΄-διμεθοξυφλαβόνη (6-μεθοξυ,3΄-μεθυλο-λουτεολίνη) ή Zασεοσιδίνη, (17) 5,7,3΄,4΄-τετραϋδροξυφλαβανόνη ή Εριοδικτυόλη, (18) Εριοδικτυολο-3΄-Ο-β-D-γλυκοζίτης και (19) Εριοδικτυολο-7-Ο-β-D-γλουκουρονίδιο και 3 φαινολικές ενώσεις (1 φαινολικό οξύ και 2 φαινολικοί γλυκοζίτες): (20) 3,4-διυδροξυβενζοϊκό οξύ ή Πρωτοκατεχικό οξύ, (21) 4–υδροξυ-φαινυλο-1-Ο-β-D-γλυκοπυρανοζίτης ή Αρβουτίνη και (22) Νευροτενσίνη Α. Όλες οι παραπάνω ουσίες απομονώνονται για πρώτη φορά στην παρούσα διπλωματική εργασία τόσο από το είδος S. uniflosculosa όσο και από το γένος Staehelina γενικότερα. Πρέπει να σημειωθεί ότι σύμφωνα με την ελάχιστη βιβλιογραφία του γένους Staehelina, από τα δύο μελετημένα είδη, S. fruticosa και S. dubia, έχουν απομονωθεί μέχρι στιγμής οκτώ διαφορετικές ουσίες (τέσσερις από το κάθε είδος), που ανήκουν μόνο στην κατηγορία των σεσκιτερπενικών λακτονών, συγκεκριμένα στα γερμακρανολίδια. Όπως φαίνεται από την μέχρι στιγμής επεξεργασία του φυτού, αυτό είναι πλούσιο σε ουσίες οι οποίες ανήκουν σε τέσσερις διαφορετικές κατηγορίες: των φαινολικών παραγώγων, των σεσκιτερπενικών λακτονών, των νορισοπρενοειδών καθώς και των λιγνανίων. Επιπλέον, σε κάποιες από τις ενώσεις αυτές ελέγχθηκε η ανασταλτική δράση της λιποξυγονάσης και της ακετυλοχολινεστεράσης καθώς και η αντιοξειδωτική δράση μέσω της μεθόδου DPPH ή/και της αναστολής της λιπιδικής υπεροξείδωσης. Όλες έδειξαν να έχουν αντιοξειδωτική δράση, άλλες σε μεγάλο ποσοστό κι άλλες σε μικρότερο, ενώ η αναστολή των ουσιών αυτών στην ακετυλοχολινεστεράση βρέθηκε σε περιορισμένο βαθμό.