Miód a choroba zwyrodnieniowa stawów

Do poszukiwania dowodów łagodzenie objawów choroby zwyrodnieniowej stawów czy też reumatoidalnego zapalenia stawów skłoniło mnie ewidetnie pozytywne działanie miodu gryczanego który spożywam codziennie w ilościach, hmmm… dużych. Chociaż w poniższym badaniu nie ma mowy o miodzie gryczanym lecz o miodzie manuka, to wiadomo, że miód gryczany ogólnie co najmniej nie ustępuje miodowi manuka: Miód gryczany a miód manuka – porównanie zdrowotnych właściwości.

Ze względu na tę złożoną sytuację patofizjologiczną, apiterapia w chorobie zwyrodnieniowej stawów wyłoniła się niedawno jako nowa, niefarmakologiczna strategia mająca na celu redukcję zdarzeń molekularnych, które powodują strukturalne i funkcjonalne uszkodzenia tkanek stawowych, wywołane stanem zapalnym, stresem nitrozacyjnym i oksydacyjnym w zaburzeniach stawu kolanowego.

Miód to naturalny, słodki i aromatyczny roztwór spożywany ze względu na wysoką wartość odżywczą i pozytywny wpływ na zdrowie człowieka. W miodzie znajduje się około 200 różnych związków chemicznych, w tym szeroka gama związków fenolowych, które mają właściwości przeciwutleniające, bakteriostatyczne, przeciwdrobnoustrojowe i przeciwzapalne ( Alvarez-Suarez i in., 2013 ). Efekty biologiczne wytwarzane przez miód przypisuje się jego wysokiemu stężeniu związków polifenolowych (flawonoidów), które determinują jego właściwości przeciwutleniające i przeciwzapalne ( Shen i in., 2019 ; Goslinski i in., 2020 ). Miód zawiera różne bioaktywne cząsteczki, w tym kwas p -kumarowy, eugenol, kwas ferulowy, kwas kawowy, pinobanksynę, pinocembrynę, chryzynę, kwercetynę, apigeninę, galanginę, izoramnetynę, kwas galusowy, kemferol, kwas syryngowy, luteolinę i naringinę; niemniej jednak ich stężenia różnią się w zależności od rodzaju miodu ( Ciulu i in., 2016 ; da Silva i in., 2016 ; Shen i in., 2019 ). Ponadto nowe badanie niedawno zidentyfikowało pęcherzykowate nanocząsteczki (VLN) jako nowy środek bioaktywny w miodzie ( Chen i in., 2021 ).

Miód był stosowany od czasów starożytnych jako środek terapeutyczny w szerokiej gamie schorzeń klinicznych. Jego najbardziej niezwykła skuteczność polega na gojeniu ran ( Frydman i in., 2020 ; Smaropoulos i Cremers, 2020 ) i leczeniu chorób przewodu pokarmowego ( Bilsel i in., 2002 ; Miguel i in., 2017 ). Ponadto w kilku badaniach oceniono wpływ miodu na raka ( Afrin i in., 2018b ; Mohammed i in., 2020 ), cukrzycę ( Sahlan i in., 2020 ) i dyslipidemie ( Ramli i in., 2019 ), wykazując znaczące efekty łagodzące. Podobnie, zgłaszano efekty przeciwdrobnoustrojowe przy stosowaniu miodu ( Rosli i in., 2020 ).

Rola miodu w procesie zapalnym została opisana przez Al-Waili i Boni (2003); wykazali oni, że spożywanie rozcieńczonego naturalnego miodu powodowało zmniejszenie stężenia prostaglandyny E2, prostaglandyny F2α i tromboksanu B2 w osoczu zdrowych osób ( Al-Waili i Boni, 2003 ). Inne niedawne badanie wykazało biologiczną rolę VLN pochodzących z miodu, które wywierają silne działanie przeciwzapalne poprzez hamowanie aktywacji inflamasomu NLRP3 i sygnalizacji NF-κB. Ponadto zidentyfikowano małe RNA jako cząsteczki, które znacząco poprawiają aktywność inflamasomu NLRP3, w szczególności miR-4057 chronił myszy przed ostrymi stanami zapalnymi w wątrobie ( Chen i in., 2021 ). Z drugiej strony, różne badania badały wpływ spożycia miodu na poziom malondialdehydu i ROS u sportowców i modeli mysich, gdzie osoby były poddawane programom ćwiczeń o dużym wpływie. Autorzy doszli do wniosku, że spożycie miodu prowadzi do wyraźnej redukcji biomarkerów uszkodzeń oksydacyjnych generowanych przez wysoką aktywność fizyczną ( Ahmad i in., 2017 ; Jurcău i Jurcău, 2017 ; Hills i in., 2019 ).

W oparciu o wyniki badań przedklinicznych można stwierdzić, że miód jest nowym obiecującym środkiem w leczeniu postępu choroby zwyrodnieniowej stawów, poprzez hamowanie katabolizmu w tkankach stawów i przywracanie homeostazy stawowej.

Ochronne działanie miodu w OA zostało ocenione w różnych modelach zwierzęcych i badaniach in vitro. Wcześniejsze badania miały na celu zidentyfikowanie przeciwzapalnych efektów miodu Manuka na makrofagi stymulowane LPS. Wyniki wskazały, że miód Manuka zwiększa żywotność komórek poprzez zmniejszenie apoptozy, hamowanie produkcji wolnych rodników i osłabianie stanu zapalnego. Efekty te były regulowane przez zmniejszenie białek kaspazy-3, p-p38 i p -Erk1/2 na poziomie molekularnym. Ponadto wykazano również wzrost oddychania mitochondrialnego i aktywności glikolitycznej, co doprowadziło do ekspresji i stymulacji p -AMPK, SIRT1 i PGC1alpha ( Afrin i in., 2018a ; Gasparrini i in., 2018 ). Biologiczny potencjał miodu Manuka przypisuje się związkom kwercetyny i kwasu galusowego, które w dużych stężeniach występują również w innych rodzajach miodów dostępnych na świecie ( Tomás-Barberán i in., 1993 ; Samarghandian i in., 2017 ).

Z drugiej strony badanie in vivo wykazało pojawiające się właściwości przeciwzapalne i antyoksydacyjne nigeryjskiego miodu w zapaleniu stawów wywołanym formaldehydem u szczurów rasy Wistar. Badanie to wykazało, że spożycie miodu znacząco zmniejszyło stan zapalny, podobnie jak leczenie indometacyną podczas dziesięciodniowej interwencji ( Owoyele i in., 2011 ). Ponadto opisano również korzystny wpływ miodu i jego pochodnych związków bioaktywnych na zdrowie kości ( Kamaruzzaman i in., 2019 ).

Flawanoidy zawarte w miodzie wychwytują wolne rodniki tlenowe, zmniejszając stan zapalny i minimalizując uszkodzenia tkanek ( Candiraccii i in., 2012 ). W poprzedniej pracy Alvarez-Suarez i in. przeanalizowano zawartość fenoli w miodzie Manuka za pomocą HPLC-MS i wysunięto teorię, że składniki te poprawiają wewnątrzkomórkową odpowiedź antyoksydacyjną i przeciwzapalną ( Alvarez-Suarez i in., 2016 ). Skuteczność składników miodu została niedawno zbadana w zakresie żywotności chondrocytów, stanu zapalnego i sygnalizacji stresu oksydacyjnego.

Związki zawarte w miodzie działają chrzęstnoochronnie. Potencjał chrzęstny związków bioaktywnych zawartych w miodzie obserwowano w różnych badaniach in vitro i in vivo), co sugeruje obiecujące zastosowania miodu jako terapii wspomagającej w naprawie homeostazy chrząstki, szczególnie poprzez hamowanie stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego powszechnie występujących w OA. Chociaż informacje dotyczące mechanizmów działania dotyczących homeostazy stawowej każdego flawonoidu występującego w miodzie są nadal ograniczone, niektóre procesy biologiczne leżące u podstaw zapalenia stawowego, stresu oksydacyjnego, chondroprotekcji i metabolizmu w chrząstce zostały już zbadane.

Potwierdzono, że chryzyna, naturalny flawonoid ekstrahowany z miodu, osłabia sygnalizację inflamasomu NLRP3, zmniejszając zapalenie błony maziowej i zmniejszając uwalnianie IL-1β, IL-18, substancji p i peptydu związanego z genem kalcytoniny w modelu OA kolana wywołanym jodooctanem sodu (MIA) u szczurów ( Liao i in., 2020 ). Drugie badanie wykazało, że chryzyna dramatycznie zablokowała degradację IκB-α stymulowaną przez IL-1β i aktywację NF-κB in vitro przy użyciu ludzkich chondrocytów uszkodzonych przez IL-1β ( Zheng i in., 2017b ).

Aktywność biologiczna luteoliny, innego naturalnego flawonoidu, na sygnalizację stanu zapalnego w chondrocytach została niedawno udokumentowana. Badanie in vitro wykazało, że wstępne leczenie luteoliną odegrało istotną rolę w ukierunkowaniu stanu zapalnego w chondrocytach szczurów poprzez hamowanie indukowanej przez IL-1β produkcji NO, PGE2 i TNF-alfa. Ponadto luteolina zmniejszyła fosforylację NF-kB, która promuje regulację aktywności katabolicznej chondrocytów poprzez zmniejszenie ekspresji białka iNOS, COX-2, MMP-1, MMP-3 i MMP-13 ( Fei i in., 2019 ). Ponadto badania na zwierzętach wykazały, że podawanie przez sondę (10 mg/kg/dzień przez 45 dni) w modelu OA wywołanym przez MIA ma działanie ochronne, osłabiając zniszczenie AC i postęp OA ( Fei i in., 2019 ). W innym badaniu oceniono aktywność biologiczną luteoliny, modulującą aktywność kataboliczną w chondrocytach pochodzących z modelu choroby zwyrodnieniowej stawów u świnki morskiej; wykazano, że luteolina indukuje zmniejszenie ekspresji JNK, p38 i MMP-13 oraz niską produkcję biomarkerów zapalnych, w tym NO, TNF-α i IL-6 ( Xue i in., 2019 ).

Skuteczność kwercetyny jako cząsteczki przeciwzapalnej została niedawno udokumentowana. Hu i in. wykazali, że kwercetyna tłumi stan zapalny poprzez modulację polaryzacji makrofagów błony maziowej do fenotypu M2 i indukowanie ekspresji czynników wzrostu, takich jak TGF-β i IGF, które promują chondrogenezę. Działanie chondroprotekcyjne obserwowano również in vivo , stosując dostawowe podanie kwercetyny ( Hu i in., 2019 ).

Opisano również rolę różnych flawonoidów podtrzymujących syntezę składników ECM. Zastosowanie chryzyny w badaniu in vitro wykazało korzystne efekty, sugerujące, że ten flawonoid reguluje ekspresję MMP-1, MMP-3, MMP-13, ADAMTS-4 i ADAMTS-5, a także degradację ACAN i COL2A1 na uszkodzonych przez IL-1β ludzkich chondrocytach ( Zheng i in., 2017b ). Wyniki te są poparte niedawnymi badaniami, w których chryzyna wywierała działanie ochronne na ludzkie chrondrocyty OA poprzez tłumienie białka chromosomowego o wysokiej ruchliwości (HMGB1). Wykazano, że chryzyna zwiększała ekspresję COL2A1, podczas gdy apoptoza komórek, MMP-13 i IL-6 były hamowane ( Zhang C. i in., 2019 ). Zatem chryzyna może być potencjalnym środkiem w leczeniu OA. Bajkalina to kolejny obiecujący flawonoid występujący w miodzie, który ma działanie chrzęstnoochronne. Huang i współpracownicy niedawno donieśli, że bajkalina obniża poziom IL-1β i hamuje ekspresję kolagenu I, osłabiając degenerację chrząstki i promując proliferację chondrocytów stawowych królika, a także odbudowę ECM poprzez wydzielanie COL2A1 i ACAN poprzez regulację genu SOX9 ( Huang i in., 2017 ).

Badano również potencjał biologiczny fisetyny i buteiny. Związki te wywierają działanie przeciwzapalne i antyoksydacyjne poprzez przywrócenie ekspresji COL2A1, ACAN i proteoglikanów w monowarstwowych kulturach chondrocytów. Fisetyna i buteina mogą również regulować uszkodzenia prozapalne wywołane przez IL-1β poprzez indukcję niskiej produkcji NO i PGE2, a także znaczące hamowanie ekspresji metaloproteinaz i agrekanaz ( Zheng i in., 2017a ; Zheng i in., 2017c ). Ponadto modele OA in vivo wykazały mniejsze zniszczenie chrząstki i uszkodzenie kości podchrzęstnej, gdy myszy były leczone buteiną i fisetyną odpowiednio dootrzewnowo i doustnie ( Zheng i in., 2017a ; Zheng i in., 2017c ).

Luteolina wykazała potencjalną rolę jako cząsteczka chondroprotekcyjna. Badania in vivo i in vitro udokumentowały, że luteolina hamuje ekspresję genów i syntezę białek MMP-1, MMP-3, MMP-13, ADAMTS-4 i ADAMTS-5 w hodowanych chondrocytach stawowych stymulowanych IL-1β; ponadto, aby przeanalizować bezpośredni wpływ luteoliny na stawy szczurów, zwierzęta te otrzymały dostawową iniekcję luteoliny, wykazując hamowanie produkcji MMP-3 przed stymulacją IL-1β (20 ng/30 μL) ( Kang i in., 2014 ).

Apigenina to kolejny związek miodu, który może odgrywać istotną rolę w homeostazie AC. Badanie wykazało, że apigenina zmniejsza ekspresję MMP-13 w linii komórkowej ludzkich chondrocytów SW1353 leczonych IL-1β poprzez sygnalizację hamowania c-FOS/AP-1 i JAK/STAT ( Lim i in., 2011 ). Ponadto doniesiono, że apigenina może hamować ekspresję HIF-2α, który jest głównym regulatorem czynników katabolicznych, takich jak MMP-3, MMP-13, ADAMTS-4, IL-6 i COX ( Cho i in., 2019 ). Niedawno Park JS i in. opisali działanie przeciwdegeneracyjne apigeniny , którzy donieśli, że ta cząsteczka reguluje ekspresję genów enzymów degradujących macierz, takich jak MMP1, MMP-3, MMP-13, ADAMTS-4 i ADAMTS-5 w chondrocytach królika. Ponadto zaobserwowano, że produkcja MMP-3 została zahamowana u szczurów leczonych apigeniną i IL-1β ( Park i in., 2016 ).

W tym kontekście, dysregulacja nadase CD38 może zaburzyć homeostazę chondrocytów stawowych poprzez promowanie nadmiernego stresu oksydacyjnego połączonego ze znacznym zmniejszeniem ekspresji sirtuiny-1 (SIRT-1). Niemniej jednak, niektóre flawonoidy, takie jak apigenina i kwercetyna, mogą działać jako inhibitory CD38, osłabiając uwalnianie NO i generację ponadtlenku mitochondrialnego poprzez utrzymanie funkcji SIRT-1 i SIRT-3 oraz regulację spadku NAD + w stymulowanych IL-1β ludzkich chondrocytach ( Kellenberger i in., 2011 ; Ansari i in., 2020 ).

Badania z wykorzystaniem in vitro ludzkich chondrocytów uszkodzonych przez IL-1β również potwierdzają biologiczną rolę chryzyny hamującej stres oksydacyjny. Zheng i in. zaobserwowali, że chryzyna znacząco hamuje produkcję NO i PGE2 indukowaną przez IL-1β na ludzkich chondrocytach, które zostały wstępnie potraktowane, a następnie stymulowane środkiem prozapalnym. Ponadto ten flawonoid zmniejszył ekspresję COX-2 i iNOS ( Zheng i in., 2017b ).

Biorąc pod uwagę liczne korzyści zdrowotne i ogólne dobre samopoczucie związane z miodem i jego składnikami, coraz powszechniejsze stosowanie tych produktów jako uzupełniającej strategii regulacji mechanizmów molekularnych leżących u podstaw homeostazy stawowej prowadzi do dalszych badań nad zastosowaniem inżynierii tkankowej w naprawie chrząstki.

Zdolność chrząstki do samoregeneracji jest niska, nawet gdy jest ona zastępowana konstrukcjami inżynierii tkankowej. Jednak wiele obiecujących strategii nadal próbuje promować naprawę i regenerację AC. W związku z tym ostatnie badania skupiły się na opracowaniu rusztowań na bazie biomateriału miodowego, takich jak hydrożele, w celu przyspieszenia naprawy chrząstki, ze względu na wewnętrzne właściwości antybakteryjne miodu i jego wyjątkową lepkość, które wzmacniają właściwości mechaniczne hydrożeli ( Abd El-Malek i in., 2017 ; Hixon i in., 2019 ; Bonifacio i in., 2020b ). Innowacyjne włączenie miodu Manuka do hydrożelu promuje chondrogenezę ludzkich komórek macierzystych mezenchymalnych in vitro poprzez zwiększenie ekspresji COL2A1, a także syntezę GAG i proteoglikanów; ponadto nie zaobserwowano żadnego efektu cytotoksycznego ( Bonifacio i in., 2018 ; Bonifacio i in., 2020a ). Do tej pory badania in vivo aktywności hydrożeli zawierających miód wykazały znaczące wyniki hamowania infekcji i łagodnych reakcji immunologicznych ( Bonifacio i in., 2020a ), co stanowi obiecujące narzędzie do regeneracji chrząstki.

Rosnące zainteresowanie miodem do celów medycznych prowadzi do ścisłych regulacji jego jakości i bezpieczeństwa. Miód może również zawierać toksyczne związki, w tym pestycydy ( Chiesa i in., 2018 ; El Agrebi i in., 2020 ), metale ciężkie ( Bartha i in., 2020 ; Bosancic i in., 2020 ) i antybiotyki ( Barrasso i in., 2018 ) z powodu zanieczyszczenia środowiska na obszarach zbioru miodu. Zanieczyszczenie bakteryjne to kolejny istotny czynnik, który należy wziąć pod uwagę, aby upewnić się, że miód nadaje się do celów terapeutycznych; na przykład obecność zarodników Clostridium botulinum została wcześniej zidentyfikowana w próbkach miodu ( Nevas i in., 2002 ; Rosli i in., 2020 ). W tym kontekście stosowanie miodu o jakości medycznej (MGH) gwarantuje jego bezpieczeństwo w zastosowaniach klinicznych ( Hermanns i in., 2019 ). Udowodniono, że takie właściwości biologiczne miodu jak właściwości przeciwdrobnoustrojowe, gojące rany, przeciwutleniające i przeciwzapalne utrzymują się po sterylizacji promieniowaniem gamma, a warunki przechowywania ulegają wydłużeniu ( Postmes i in., 1995 ; Molan i Allen, 1996 ; Hussein i in., 2014 ).

Chociaż Manuka MGH jest szeroko badana jako nowatorska niefarmakologiczna strategia terapeutyczna na całym świecie, pojawiają się inne rodzaje miodu o podobnej aktywności biologicznej. We wczesnych raportach miód pochodzący od pszczół bezżądłowych, w tym Melipona spp., Trigona spp., Tetragonisca spp. i Scapt o trigona spp, wykazywał właściwości terapeutyczne w leczeniu stanów zapalnych ( Ranneh i in., 2019 ; Biluca i in., 2020 ), gojenia ran ( Abd Jalil i in., 2017 ; Abdul Malik i in., 2020 ) i stresu oksydacyjnego ( Abid i in., 2017 ; Ranneh i in., 2018 ; Biluca i in., 2020 ). Co więcej, biodostępność najbardziej obiecujących związków, takich jak apigenina, chryzyna i kwercetyna, została wcześniej odnotowana w miodzie od pszczół bezżądłowych ( Zulkhairi Amin i in., 2018 ). Mają one zatem potencjał biologiczny do nowoczesnych zastosowań medycznych w innych patologiach związanych z zaburzoną homeostazą stawową.

Od czasów przodków lecznicze działanie miodu było opisywane i powszechnie obserwowane w łagodzeniu przebiegu klinicznego ran, kaszlu, infekcji skóry i stanów zapalnych. Obecnie bada się skuteczność miodu w przeciwdziałaniu uszkodzeniom stawów w celu poprawy jakości życia osób z OA. Wiemy, że związki bioaktywne miodu wywierają działanie chrzęstno-ochronne poprzez przeciwdziałanie homeostatycznej dysregulacji stawu. Dlatego jego stosowanie jako narzędzia terapeutycznego w leczeniu OA jest szeroko popierane, ponieważ może zmienić główne szlaki sygnałowe związane z OA. Ta wspomagająca niefarmakologiczna strategia może łagodzić ból, regulować homeostazę stawów i naprawiać AC, spowalniając postęp OA; w ten sposób zmniejszając ograniczenia fizyczne, niepełnosprawność, stres psychiczny i obciążenie społeczno-ekonomiczne powszechnie obserwowane u osób z tą przewlekłą chorobą.

Istnieją wyraźne dowody na to, że produkty naturalne stanowią doskonałe źródło bioaktywnych cząsteczek o potencjalnych zastosowaniach medycznych. Wprowadziliśmy siedem naturalnych związków pochodzących z miodu jako potencjalnych kandydatów do leczenia OA ze względu na ich działanie chrzęstnoochronne. Istnieje jednak ograniczona liczba raportów in vitro i in vivo pokazujących ścieżki molekularne leżące u podstaw biologicznego działania flawonoidów pochodzących z miodu. Homeostaza stawowa jest dość złożona, a jej całkowite przywrócenie przez pojedynczą cząsteczkę po bodźcu stresu biomechanicznego, zapalnego lub oksydacyjnego może być złożone. Niemniej jednak maksymalny potencjał terapeutyczny można osiągnąć poprzez połączenie tych cząsteczek. Jednak odpowiednie dawkowanie i wynik stanowią trudną kwestię. W tym kontekście konieczne są dalsze badania przedkliniczne w celu walidacji pojawiających się zastosowań miodu jako racjonalnej strategii terapeutycznej w OA, biorąc pod uwagę, że większość bieżących raportów wykazała wpływ biologicznie aktywnych flawonoidów na regulację homeostazy stawowej w badaniach in vitro . Wreszcie niezwykle istotne jest przeprowadzenie badań klinicznych w celu potwierdzenia bezpieczeństwa i skuteczności związków bioaktywnych pochodzących z miodu, co pozwoli lepiej zrozumieć ich działanie na poziomie komórkowym i molekularnym w celu opracowania przyszłych metod terapeutycznych.

źródło: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8097136/