Šafranas (krocinai) optinėje neuroprotekcijoje: tinklainės duomenų pritaikymas glaukomai

Šafranas (džiovintos Crocus sativus L. purkos) gausus karotinoidinių junginių, ypač krocinų (glikozidų) ir jų aglikono krocetino. Šios biologiškai aktyvios medžiagos pasižymi stipriu antioksidaciniu, priešuždegiminiu ir bioenergetiniu poveikiu tinklainės ląstelėms. Gyvūnų ir ląstelių modeliuose šafrano ekstraktai ir išgrynintas krocinas/krocetinas apsaugo fotoreceptorius, tinklainės pigmentinį epitelį (TPE) ir tinklainės ganglijų ląsteles (TGL) nuo oksidacinio pažeidimo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.spandidos-publications.com). Kliniškai, dauguma šafrano tyrimų buvo sutelkti į su amžiumi susijusią geltonosios dėmės degeneraciją (GDD) ir diabetinę retinopatiją, parodant pagerėjusią regos funkciją vartojant apie 20–30 mg/dieną dozes (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Atsirandantys duomenys rodo, kad šis teigiamas poveikis gali apimti ir glaukomą. Viename nedideliame pirminės atviro kampo glaukomos (PAKG) tyrime 30 mg/dieną šafrano žymiai sumažino akispūdį (AKS) maždaug 3 mmHg, be šalutinio poveikio (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com). Mechanistiškai šafrano priešuždegiminės ir mitochondrijas palaikančios savybės – tokios kaip pro-uždegiminių citokinų slopinimas ir ląstelių ATP išsaugojimas – greičiausiai lemia šį poveikį. Naujausi ilgaamžiškumo tyrimai netgi rodo, kad krocetinas gali sustiprinti audinių energijos apykaitą ir pailginti vidutinę senų pelių gyvenimo trukmę (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Toliau apžvelgiame ikiklinikinius duomenis apie šafrano tinklainės neuroprotekciją ir perfuzijos poveikį, aptariame, kaip tai gali būti pritaikyta glaukomai (įskaitant galimą poveikį TNSL plonėjimui ir regos laukams), ir apžvelgiame dozavimo bei saugumo aspektus.

Ikiklinikiniai duomenys tinklainės modeliuose

Antioksidacinė neuroprotekcija. In vitro ir gyvūnų tyrimai nuosekliai rodo, kad krocinas ir krocetinas saugo tinklainės ląsteles nuo oksidacinio streso. Pavyzdžiui, in vitro krocinas (0,1–1 µM) užkirto kelią H₂O₂ sukeltai RGC-5 ląstelių mirčiai, sumažindamas ROS, išsaugodamas mitochondrijų membranos potencialą (ΔΨm) ir aktyvuodamas NF-κB (www.spandidos-publications.com). Krocinas padidino anti-apoptotinio Bcl-2 kiekį ir sumažino pro-apoptotinio Bax ir citochromo c kiekį, blokuodamas mitochondrijų apoptozės kaskadą (www.spandidos-publications.com). Panašiai, in vitro krocetinas apsaugojo kultivuotas žmogaus TPE ląsteles nuo tret-butilhidroperoksido pažeidimo, užkirsdamas kelią ATP praradimui, palaikydamas branduolio vientisumą ir suaktyvindamas greitą ERK1/2 išgyvenimo signalą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tiesą sakant, krocetinas išsaugojo ląstelių energijos gamybos kelius (mitochondrijų kvėpavimą ir glikolizę) esant oksidaciniam stresui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie duomenys rodo, kad šafrano metabolitai tiesiogiai stiprina tinklainės ląstelių bioenergetinę sveikatą.

- Gyvūnų tyrimai patvirtina šį poveikį. Tinklainės išemijos-reperfuzijos pažeidimo žiurkių modelyje krocino papildai sumažino oksidacinius žymenis ir kaspazės-3 lygius, išsaugodami tinklainės storį (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pelėms, paveiktoms intensyvia šviesa (fotoreceptorių „šviesos pažeidimo“ modelis), geriamasis šafranas arba krocetinas taip pat užkirto kelią fotoreceptorių apoptozei ir išsaugojo regos reakcijas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Be to, šafranu maitintos gyvūnų tinklainės pasižymėjo mažesne lipidų peroksidacija ir didesniu antioksidantinių fermentų aktyvumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), atspindinčiu jo laisvųjų radikalų šalinimo savybes. Pastebėtina, kad kai kurie tyrimai rodo, jog krocinas padidina tinklainės kraujotaką po išemijos (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov), o tai galėtų pagerinti deguonies ir maistinių medžiagų tiekimą (nors kraujotakos duomenys daugiausia gauti iš gyvūnų modelių). Kartu šie duomenys rodo, kad šafrano neuroprotekcinis poveikis tinklainėje apima tiek tiesioginį antioksidacinį veikimą, tiek mitochondrijų ATP gamybos išsaugojimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.spandidos-publications.com).

Priešuždegiminis poveikis. Lėtinis uždegimas siejamas su glaukoma ir kitomis tinklainės ligomis. Pelės glaukomos modelyje (lazeriu sukelta akies hipertenzija) šafrano ekstraktas, standartizuotas iki 3% krocino, visiškai nuslopino įprastą AKS sukeliamą pro-uždegiminių citokinų padidėjimą tinklainėje (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Konkrečiai, šafranu gydytose akyse po akies hipertenzijos nepastebėta žymaus IL-1β, IFN-γ, TNF-α, IL-17, IL-4, IL-10, VEGF ar fraktalkino padidėjimo, o negydytos kontrolinės grupės turėjo keletą šių veiksnių šuolių (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Gydytoje grupėje tik IL-6 šiek tiek padidėjo. Praktiškai tai reiškia, kad šafranas „normalizavo“ tinklainės citokinų profilį, nepaisant didelio AKS, apsaugodamas neuronus nuo uždegimo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis priešuždegiminis poveikis dera su kitais stebėjimais: šafrano komponentai gali slopinti mikroglijos aktyvaciją ir NF-κB signalizavimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Apibendrinant, ikiklinikiniuose glaukomos modeliuose šafrano krocinas/krocetinas sumažina neurouždegiminį stresą TGL ir jų palaikomosiose ląstelėse (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

TGL ir regos nervo apsauga. Keletas tyrimų sutelkia dėmesį į tinklainės ganglijų ląsteles (TGL) – neuronus, kurie žūsta sergant glaukoma. Kaip minėta, krocinas apsaugojo RGC-5 ląsteles nuo oksidacinės apoptozės (www.spandidos-publications.com). In vivo, didelės krocino dozės (20 mg/kg) slopino TGL apoptozę ir regos nervo degeneraciją žiurkėms, sergančioms lėtiniu AKS padidėjimu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Krocetinas taip pat užkirto kelią TGL mirčiai pelių išemijos modeliuose, blokuodamas kaspazės-3/9 aktyvaciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie neuroprotekciniai rezultatai rodo, kad, pritaikius žmonėms, šafranas galėtų sulėtinti TNSL plonėjimą (kadangi TNSL sudaro TGL aksonai) ir išsaugoti regos lauko funkciją. Tačiau kol kas atliktuose klinikiniuose šafrano tyrimuose nebuvo matuojami TNSL ar regos laukai.

Ankstyvieji klinikiniai duomenys apie tinklainės funkciją

GDD ir kitos retinopatijos. Šafrano (arba krocino) tyrimai su žmonėmis daugiausia buvo skirti geltonosios dėmės ligoms. Orientaciniame atsitiktinių imčių ankstyvosios GDD tyrime pacientams, vartojusiems 20 mg/dieną šafrano, po 3 mėnesių nustatytas žymus makulos mirgėjimo jautrumo ir geriausios koreguotos regos aštrumo (RA) pagerėjimas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šiame tyrime vidutinis fERG (fokalinės elektroretinogramos) jautrumas padidėjo ~0,3 logaritminiais vienetais, o vidutinis Snellen regos aštrumas pagerėjo nuo 0,75 iki 0,90 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis pagerėjimas išliko per metus gydymo. Panašiai, šešių mėnesių tyrimas, kuriame buvo naudojama 30 mg/dieną šafrano mišrios (sausos/šlapios) GDD atveju, parodė reikšmingą vidutinės trukmės tinklainės funkcijos pagerėjimą, nustatytą elektroretinografija (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Trumpai tariant, kontroliuojami tyrimai pakartotinai parodė, kad 20–30 mg/dieną geriamojo šafrano gali pagerinti arba stabilizuoti tinklainės funkciją ankstyvojoje GDD (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Be GDD, placebu kontroliuojamas tyrimas diabetinės makulopatijos atveju nustatė, kad 15 mg/dieną išgryninto krocino žymiai pagerino regos aštrumą ir sumažino centrinės makulos storį per 12 savaičių (be šalutinio poveikio) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie klinikiniai pagerėjimai atspindi ikiklinikinius antioksidacinius ir anti-apoptotinius veiksmus fotoreceptoriams ir TPE.

Glaukoma ir akies hipertenzija. Nors duomenų apie šafraną glaukomos atveju yra nedaug, esami tyrimai rodo naudą. Kaip minėta, vienas pilotinis tyrimas, kuriame buvo vartojama 30 mg/dieną šafrano mediciniškai kontroliuojamos PAKG atveju, pranešė apie papildomą 2–3 mmHg AKS sumažėjimą po 3–4 savaičių, palyginti su placebu (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com). Visi pacientai toliau vartojo glaukomos lašus; šafrano grupėje vidutinis AKS sumažėjo nuo ~12,9 iki 10,6 mmHg (palyginti su 14,0 iki 13,8 mmHg kontrolinėje grupėje) (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com). Nepasireiškė jokių nepageidaujamų reiškinių (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com). Nors AKS sumažinimas pats savaime yra neuroprotekcinis, neaišku, ar šis poveikis buvo farmakologinis, ar dėl pagerėjusio nutekėjimo. Nėra paskelbtų šafrano tyrimų glaukomos atveju, kuriuose būtų matuojami TGL ar regos lauko rezultatai, tačiau tame pačiame tyrime (ir kituose retinopatijos tyrimuose) nenuostatyta toksinio poveikio 20–30 mg dozės diapazone (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Hidrostatinė tinklainės perfuzija nebuvo tiesiogiai vertinama, tačiau gyvūnų duomenys rodo, kad šafranas gali pagerinti akies kraujotaką (žr. Mechanizmus žemiau), o tai galėtų būti naudinga regos nervo disko perfuzijai.

Mechanistiniai aspektai: priešuždegiminis ir mitochondrijų poveikis

Uždegimo mažinimas. Šafrano priešuždegiminis poveikis tikriausiai prisideda prie jo neuroprotekcinio profilio. Be minėto glaukomos modelio, šafrano junginiai, kaip parodyta, slopina pagrindinius uždegiminius kelius tinklainės ląstelėse. Krocetinas ir krocinas gali moduliuoti mikroglijos citokinų, tokių kaip IL-6, IL-1β ir TNF-α, išsiskyrimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), ir blokuoti NF-κB kelio, skatinančio uždegimą, aktyvaciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jie taip pat reguliuoja adhezijos molekules ir indukuojamus fermentus (iNOS, COX-2), kurie tarpininkauja neurouždegimui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Slopindamas glijos perteklinį aktyvavimą, šafranas gali padėti išlaikyti neuroprotekcinę mikroaplinką regos nervo diske. Iš tiesų, pelės OHT modelyje šafranas užkirto kelią tipiniam IL-1β, IFN-γ, TNF-α, IL-17 ir angiogeninių faktorių, kurie lydi TGL pažeidimą, padidėjimui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis dvigubas priešuždegiminis ir antioksidacinis poveikis reiškia, kad mažiau TGL patiria lėtinį stresą, o tai galėtų sulėtinti TNSL praradimą.

Mitochondrijų bioenergetika. Atsirandantys duomenys pabrėžia gilų krocetino poveikį ląstelių energijos apykaitai. Neseniai atliktas tyrimas parodė, kad lėtinis krocetino gydymas senoms pelėms atkūrė mitochondrijų oksidacinio fosforilinimo (OXPHOS) genus iki jaunatviško lygio ir padidino audinių ATP bei NAD⁺ koncentracijas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šios pelės pasižymėjo geresne atmintimi, koordinacija ir ilgesne vidutine gyvenimo trukme palyginti su kontrolinėmis, o tai reiškia, kad krocetinas pagerino deguonies panaudojimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tinklainės ląstelėse nustatyta, kad krocetinas išsaugo ATP ir mitochondrijų membranos potencialą esant stresui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šafrano karotinoidai taip pat gali reguliuoti endogenines antioksidacines apsaugos priemones (per Nrf2 susijusius genus) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Apibendrinant, šie duomenys rodo, kad šafranas ne tik neutralizuoja laisvuosius radikalus, bet ir aktyviai palaiko mitochondrijų funkciją. Glaukomos atveju – ligos, susijusios su ankstyva mitochondrijų disfunkcija TGL, – toks palaikymas galėtų tiesiogiai neutralizuoti pagrindinį patogeninį mechanizmą. Pavyzdžiui, padidindamas tinklainės ATP ir sumažindamas reaktyviąsias deguonies rūšis, krocetinas galėtų sulėtinti su amžiumi ir spaudimu susijusį energijos trūkumą regos nerve.

Kiti mechanizmai. Šafrano komponentai sąveikauja su papildomais keliais. Pavyzdžiui, pranešta, kad krocetinas moduliuoja apoptozės reguliatorius (slopindamas kaspazes-3/9), taip užkirsdamas kelią programuotai ląstelių mirčiai (www.spandidos-publications.com). Taip pat yra įrodymų, kad šafranas veikia neurotransmiterių sistemas (pvz., GABA, kanabinoidus) tinklainės streso modeliuose (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), o tai gali netiesiogiai paveikti neuroprotekciją. Nors šie mechanizmai vis dar tiriami, bendras vaizdas yra toks, kad šafrano karotinoidai veikia daugelį neurodegeneracinių procesų: oksidacinį stresą, uždegimą, ekscitotoksiškumą ir metabolinį nuosmukį.

Pritaikomumas glaukomai: TNSL ir regos lauko išsaugojimas

Dauguma šafrano tyrimų buvo sutelkti į geltonosios dėmės sutrikimus, tačiau pagrindinis biologinis poveikis aiškiai sutampa su glaukomos patologija. Apsaugodamas TGL nuo oksidacinio-uždegiminio pažeidimo, šafranas galėtų sulėtinti TNSL plonėjimą. Lėtesnis TGL praradimas savo ruožtu išsaugotų regos lauko jautrumą. Nors joks tyrimas nematuoja šių glaukomai būdingų rezultatų, ikiklinikiniai neuroprotekciniai (TGL išsaugojimo) duomenys yra daug žadantys (www.spandidos-publications.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Praktiškai būtų galima daryti prielaidą, kad pacientams, vartojantiems šafraną, regos nervo pažeidimo progresavimas per daugelį metų sulėtėtų.

Be to, nedidelis šafrano AKS mažinantis poveikis (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com) suteikia įprastinę naudą sergant glaukoma. Net ir kelių mmHg sumažėjimas (kaip pastebėta PAKG pilotiniame tyrime) gali žymiai sumažinti TGL stresą. Ateities glaukomos tyrimai galėtų derinti standartinius lašus su šafranu, siekiant patikrinti, ar sulėtėja regos lauko pablogėjimas. Šiuo metu šafranas gali būti vertinamas kaip papildoma neuroprotekcinė strategija – papildanti spaudimo kontrolę. Dar per anksti teigti, kad jis pagerins regos laukus ar TNSL storį, tačiau mechanistinė sinergija (antioksidacinė, priešuždegiminė, metabolinė) daro jį perspektyviu kandidatu. Bent jau duomenys pagrindžia tolesnius šafrano tyrimus glaukomos atveju, įskaitant oficialius TNSL ir perimetrijos matavimus laikui bėgant.

Dozavimas, šafrano šaltiniai ir saugumas

Šaltiniai ir formulės. Dietinis šafranas gaunamas iš džiovintų Crocus sativus purkų. Komerciniai papildai naudoja įvairius ekstraktus arba išgrynintus komponentus. Krocinas (ypač trans-krocinas-4) yra pagrindinis aktyvus komponentas; absorbcijos metu jis hidrolizuojasi į krocetiną (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kai kurie produktai standartizuoti pagal krocino kiekį, o kiti yra viso prieskonio ekstraktai (turintys krocino, krocetino, safranalo ir kt.). Tyrimuose įprastos dozės buvo 20–30 mg šafrano per dieną (maždaug 1–3 mg krocino) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pats krocinas tyrimuose buvo skiriamas po 15–20 mg/dieną (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Palyginimui, net viename grame šafrano siūlelių yra tik keli miligramai krocino, todėl papilduose aktyvūs komponentai yra koncentruoti. Šafrano auginimas yra darbo jėgos reikalaujantis procesas (Iranas ir Viduržemio jūros šalys pagamina didžiąją dalį pasaulio atsargų), todėl kokybė ir grynumas gali skirtis. Svarbu naudoti patikimus standartizuotus ekstraktus, siekiant užtikrinti pastovų krocino kiekį.

Efektyvios dozės diapazonai. Gyvūnų tyrimuose šafrano ekstraktai dažnai buvo skiriami dešimtimis ar šimtais mg/kg. Pavyzdžiui, pelės glaukomos modelyje buvo naudojama 60 mg/kg (apie 1,8 mg krocino) peroraliai (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Žiurkėms krocino dozės svyravo iki 50 mg/kg (0,25–5 mg/kg) priklausomai nuo tyrimo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Žmonių tyrimuose buvo saugiai naudojama 20–30 mg/dieną šafrano arba 15–20 mg/dieną krocino. Tai atitinka maždaug 0,3–0,5 mg/kg suaugusiems. Optimali neuroprotekcinė dozė glaukomos atveju nežinoma, tačiau esami akių ligų tyrimai rodo, kad šie kiekiai yra bent minimaliai veiksmingi ir netoksiški.

Saugumas. Esant tirtoms dozėms, šafranas atrodo gerai toleruojamas. GDD ir makulopatijos tyrimuose nebuvo pranešta apie jokius reikšmingus šalutinius poveikius (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Glaukomos pilotinis tyrimas taip pat nenustatė jokių nepageidaujamų reiškinių vartojant 30 mg/dieną vieną mėnesį (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com). Lengvi virškinimo trakto sutrikimai (pykinimas, burnos džiūvimas) gali pasireikšti didelėmis dozėmis (gramais) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) tačiau yra reti vartojant ~20 mg. Toksiškumas priklauso nuo dozės: istoriškai, daugiau nei 5 g/dieną gali sukelti galvos svaigimą arba aborto riziką, o ≥20 g yra potencialiai mirtina dozė (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie kraštutinumai yra gerokai didesni už bet kokį terapinį naudojimą. Nepaisant to, taikomos standartinės atsargumo priemonės: nėščioms moterims paprastai patariama vengti didelių šafrano dozių, o vartojantiesiems kraujospūdį ar antikoaguliantus reikėtų pasikonsultuoti su gydytoju. Kadangi šafranas yra prieskonis, jis apskritai pripažįstamas saugiu (GRAS) kulinarijos lygmenyje. Naudojant kaip papildą, protinga laikytis tyrimų patvirtintų dozių (dešimčių miligramų per dieną).

Apibendrinant, šafranas ir krocinas pasižymi palankiu saugumo profiliu esant dozėms, kurios rodo naudą akims. Kokybės kontrolė yra svarbi: ieškokite standartizuoto krocino kiekio ir venkite suklastotų produktų. Kaip ir vartojant bet kokį papildą, gydytojo priežiūra (dėl alergijų ar sąveikos) yra patariama, tačiau tyrimuose nepastebėta rimtų oftalmologinių šalutinių reiškinių.

Išvada

Dabartiniai duomenys – iš ląstelių kultūrų, gyvūnų tinklainės ir ankstyvųjų tyrimų su žmonėmis – rodo, kad aktyvūs šafrano karotinoidai (krocinas, krocetinas) suteikia stiprų antioksidacinį, priešuždegiminį ir mitochondrijų palaikymą tinklainės audiniui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.spandidos-publications.com). Pacientams, sergantiems GDD ir diabetine retinopatija, šafrano papildai pagerino tinklainės funkciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis duomenų rinkinys, kartu su naujais atradimais, kad krocetinas gali pagerinti smegenų energijos apykaitą ir gyvenimo trukmę (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), rodo didelį neuroprotekcinį potencialą. Ekstrapoliuojant į glaukomą, šafranas gali padėti išsaugoti tinklainės nervinio audinio sluoksnį ir regos laukus, apsaugodamas TGL. Ankstyvosios klinikinės užuominos (AKS sumažėjimas (bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com) ir stabilus regėjimas) skatina tolesnius tyrimus. Būsimuose glaukomos tyrimuose turėtų būti matuojamas TNSL storis ir perimetrija ilgesniu laikotarpiu, siekiant patvirtinti naudą.

Praktiškai, šafrano papildo (20–30 mg/dieną) pridėjimas yra mažos rizikos ir galėtų suteikti sisteminį antioksidacinį palaikymą – nors gydytojai turėtų pabrėžti, kad tai yra papildoma, o ne pakaitalas, patvirtintoms glaukomos terapijoms. Atsižvelgiant į jo saugumo profilį ir stiprų mechanistinį pagrindimą, šafranas/krocinas galėtų tapti neuroprotekcinės strategijos dalimi akių priežiūroje. Tuo tarpu pacientai ir praktikai turi pasitikėti aukštos kokybės produktais ir laikytis tyrimuose veiksmingomis parodytų nedidelių dozių. Tolesni tyrimai paaiškins, ar šafrano nauda tinklainei gali virsti išsaugotu regėjimu sergant glaukoma.