Vse več dokazov podpira možne koristi funkcionalnih živil ali nutricevtikov za zdravje ljudi in bolezni. Črna kumina (Nigella sativa L.), visoko cenjena nutricevtska rastlina s širokim spektrom zdravstvenih koristi, je pritegnila vse večje zanimanje posameznikov, ki se zavedajo zdravja, znanstvene skupnosti in farmacevtske industrije.

Pleiotropni farmakološki učinki črne kumine in njene glavne bioaktivne komponente timokinona (TQ) so se pokazali v njuni sposobnosti zmanjšanja oksidativnega stresa in vnetja ter spodbujanja imunosti, preživetja celic in presnove energije, kar je osnova za različne koristi za zdravje, vključno z zaščito pred presnovnimi, srčno-žilnimi, prebavnimi, jetrnimi, ledvičnimi, respiratornimi, reproduktivnimi in nevrološkimi učinki. motnje, rak itd.

Poleg tega črna kumina deluje kot protistrup, blaži različne toksičnosti in stranske učinke, ki jih povzročajo zdravila. Kljub pomembnemu napredku v farmakoloških koristih so ta čudežna rastlina in njene aktivne sestavine še vedno daleč od klinične uporabe. Ta pregled se začne s poudarjanjem raziskovalnih trendov črne kumine in ponovnim pregledom fitokemičnih profilov. Pozneje so farmakološke lastnosti in zdravstvene koristi črne kumine in TQ kritično pregledane. Pregledamo molekularno farmakologijo, da bi dobili vpogled v temeljni mehanizem koristi za zdravje.

Obravnavana so tudi vprašanja v zvezi s farmakokinetičnimi interakcijami zelišč in zdravil, dostavo zdravil in varnostjo. Z odkrivanjem vrzeli v znanju bodo naša trenutna prizadevanja usmerila prihodnje raziskave v napredek potencialne uporabe črne kumine in TQ pri zdravju in boleznih.

Uvod

Rastlinsko kraljestvo ima poleg ohranjanja ravnovesja okolja in zagotavljanja kisika, ki je potreben za življenje, bistveno vlogo v prehrani ljudi in deluje kot neizogiben vir sodobnih zdravil. Živila rastlinskega izvora izpolnjujejo osnovne prehranske potrebe, ohranjajo telo zdravo in ščitijo pred številnimi boleznimi s krepitvijo imunskega sistema. 

V zadnjih desetletjih so koncepti "nutracevtikov" ali "funkcionalnih živil" postali priljubljeni med zdravstveno ozaveščenimi posamezniki, saj obstaja tesna povezava med zdravo prehrano in povprečno pričakovano življenjsko dobo [1]. Ti koncepti so pritegnili tudi pozornost dietetikov, nutricionistov, živilskih znanstvenikov, zdravnikov, pa tudi živilske in farmacevtske industrije. Medtem ko se svetovni trg funkcionalnih živil širi, potekajo obsežne raziskave za raziskovanje običajnih živil z obetavnimi koristmi za zdravje. 

Med pestrostjo funkcionalnih živilskih materialov manjše, a nepogrešljive sestavine, kot so zelišča in začimbe, ki se večinoma uporabljajo kot arome in konzervansi, vsebujejo obilico biofunkcionalnih molekul [2]. Večina teh kulinaričnih zelišč in začimb, čeprav se uporabljajo predvsem pri kuhanju, je znana tudi po svojih prehranskih vrednostih, saj imajo ogromen potencial za krepitev zdravja.

Ena začimbna, zdravilna rastlina je Nigella sativa L. (Ranunculaceae), imenovana tudi črna kumina ali črna semena, ki je znana po svoji kulinarični uporabi in je zgodovinsko dragocena v tradicionalni medicini. Črna kumina izvira iz obsežnega območja vzhodnega Sredozemlja, severne Afrike, indijske podceline in jugozahodne Azije, gojijo pa jo v številnih državah, vključno z Egiptom, Iranom, Grčijo, Sirijo, Albanijo, Turčijo, Savdsko Arabijo, Indijo in Pakistanom. Črna kumina je zdravilo v obliki eteričnega olja, paste, prahu in izvlečka indicirana v tradicionalni medicini za številne bolezni/stanja, kot so astma, bronhitis, revmatizem, glavobol, bolečine v hrbtu, anoreksija, amenoreja, paraliza, vnetje, duševna šibkost, ekcem in hipertenzija, če naštejemo le nekatere. 

Te tradicionalne uporabe semen N. sativa v veliki meri pripisujejo njihovi široki paleti zdravilnih lastnosti, vključno z naslednji i lastnostmi:

  • Antioksidativno;
  • Protivnetnimi;
  • Imunomodulatorno;
  • Antikancerogeno;
  • Nevroprotektivno;
  • Protimikrobno;
  • Antihipertenzivno;
  • Kardioprotektivno;
  • Antidiabetično;
  • Gastroprotektivno;
  • Nefroprotektivno in
  • Hepatoprotektivno.

Seme črne kumine, zlasti njeno eterično olje, vsebuje timokinon (TQ), timohidrokinon, timol, karvakrol, nigellidin, nigellicin in α-hederin, ki so večinoma odgovorni za njegove farmakološke učinke in terapevtske koristi. Prehranska vrednost črne kumine, čeprav je v znanstveni literaturi manj poudarjena, nikakor ni nizka, saj vsebuje zadostno količino beljakovin in maščob ter precejšnjo količino esencialnih maščobnih kislin, aminokislin, vitaminov in mineralov. Tako aktivne fitokemikalije kot vitalna hranila črne kumine enako prispevajo k imunosti in dobremu počutju človeškega telesa, zaradi česar je to kulinarično zelišče dragocen vir nutricevtikov.

Tukaj kritično pregledamo obstoječo literaturo o farmakoloških lastnostih in zdravstvenih koristih črne kumine in TQ ter razpravljamo o poročanih osnovnih molekularnih mehanizmih. Ker je klinična uporaba TQ omejena zaradi njegove slabe biološke uporabnosti, posodabljamo nedavni razvoj dostave TQ, ki temelji na nanotehnologiji, da presežemo to omejitev. Poudarjamo tudi farmakokinetične interakcije med zelišči in zdravili ter obravnavamo varnostna vprašanja, povezana z medicinsko uporabo črne kumine.

Metodologija

Iskanje na podlagi literature, ki je zajemalo raziskovalna poročila, ki so bila objavljena v zadnjih petih letih, je bilo izvedeno za pridobitev informacij o kemiji, učinkih na zdravje, molekularni farmakologiji, medsebojnem delovanju zelišč in zdravil, dostavi zdravil na podlagi nanotehnologije ter varnosti črne kumine in TQ iz dostopnih spletnih podatkovnih zbirk, kot so PubMed, Web of Science, Scopus in Google Scholar, z uporabo ključnih iskalnih izrazov "črna kumina" in kemičnih sestavin, antioksidant, protivnetno, imunomodulatorno, nevroprotektivno, nefroprotektivno, proti debelosti, kardioprotektivno, hepatoprotektivno, protirakavo, nanotehnološko ali toksično itd. Ta pregled zajema tiste članke, ki prikazujejo zdravstvene koristi črne kumine same ali njenih spojin ali obojega.

Sklepne opombe

Obstoječi dokazi potrjujejo farmakološke koristi črne kumine in TQ, ki pokrivajo skoraj vse fiziološke sisteme. Vendar terapevtski potencial črne kumine proti različnim boleznim ni raziskan z enakim poudarkom, saj imajo nekatere kronične bolezni, kot so rak, nevrološke motnje in presnovni sindromi, prednost pred drugimi boleznimi. 

Antioksidativne, protivnetne, antiapoptotične in imunomodulatorne lastnosti so glavne farmakološke lastnosti črne kumine in TQ, ki prispevajo k njunim potencialnim zdravstvenim koristim proti številnim boleznim. Kot je razvidno iz več študij, lahko črna kumina in TQ delujeta tudi kot učinkovita naravna protistrupa, ki ščitita pred toksičnostjo v različnih organih, vključno z možgani, ledvicami, pljuči, jetri, srcem, prebavili in reproduktivnim sistemom. Zaradi svoje močne kelacijske sposobnosti lahko črna kumina in njene sestavine odstranijo različne toksine, ki so običajno onesnaženi ali ponarejeni v hrani. Poleg tega bi lahko črna kumina in TQ potencialno ublažila stranske učinke več obstoječih zdravil, ki se uporabljajo za raka in druge človeške bolezni.

V mnogih primerih se TQ pogosto pripisuje farmakološkim učinkom črne kumine, ne glede na raziskave, ki so se osredotočale na njene zdravstvene koristi. Vendar so nekatere študije predstavile pomembne ugotovitve o pomembnih koristih za zdravje, ki jih povzročajo druge fitokemikalije, kot so timohidrokinon , timol in karvakrol , kar kaže, da si poleg TQ zaslužijo pozornost tudi spojine.

Med signalnimi potmi, na katere ciljata črna kumina in TQ, so najpomembnejše poti, ki so povezane z antioksidativnim obrambnim sistemom, proti vnetjem in imunskim sistemom, proti apoptozi in sistemom celičnega preživetja, avtofagijo in energetskim metabolizmom. Čeprav so osnovni mehanizmi številnih sistemskih učinkov dobro prikazani, so nekateri učinki še v povojih in jih je zato treba dodatno razjasniti. Ker črna kumina in njene sestavine ciljajo na številne celične signalne sisteme, ki proizvajajo farmakološke učinke v skoraj vseh organih/sistemih, je lahko v skladu s konceptom več zdravil – več ciljev. Integrirano sistemsko farmakologijo in računalniški pristop je zato mogoče uporabiti za pridobitev poglobljenega vpogleda v farmakološke učinke črne kumine in TQ, zlasti proti tistim boleznim, ki so medsebojno povezane, kot so kronične presnovne bolezni, rak in nevrodegenerativne motnje.

Poleg posameznih učinkov črna kumina ali TQ ob uporabi v kombinaciji z drugimi spojinami ali naravnimi izdelki potencira njihovo biološko aktivnost, pa tudi sinergizira učinke, zmanjša velikost odmerka sočasno uporabljenih zdravil in minimizira verjetnost toksičnosti. Vendar so bile poudarjene farmakološke interakcije, do katerih pride pri sočasni uporabi z drugimi spojinami, tako da nadaljnje raziskave v prihodnosti ne spregledajo tega kritičnega vprašanja na poti do razvoja uspešnega zdravila.

Čeprav je bil dosežen pomemben napredek v smislu farmakoloških koristi črne kumine in TQ, je to starodavno zdravilo še daleč od klinične uporabe. Ker je terapevtska uporaba TQ omejena zaradi njegove slabe biološke uporabnosti, lahko strategije, kot je namensko spreminjanje njegove strukture brez oviranja biološke aktivnosti, izboljšajo njegovo biološko uporabnost. Več nedavnih študij je uporabilo sintezo nanodelcev črne kumine in TQ za izboljšanje njune biološke uporabnosti in farmakoloških učinkov. Vendar pa je bila večina raziskav opravljena na predklinični ravni, zato je nujno, da se izvede preskušanje na ljudeh, da se ugotovitve prenesejo v klinično uporabo. Čeprav črna kumina in TQ kažeta omejeno/brez toksičnosti, so te informacije večinoma temeljile na predkliničnih študijah. Zato je za potrditev farmakoloških in toksikoloških profilov za prihodnjo klinično uporabo upravičeno obsežno preskušanje na ljudeh.
Predvidevamo, da bodo informacije iz tega kritičnega pregleda izkoriščene za prihodnji razvoj možnih terapevtskih sredstev na osnovi črne kumine, ki se bodo uporabljala za različne bolezni, in za pripravo priljubljenih funkcionalnih živil za spodbujanje optimalnega zdravja in zmanjšanje tveganja za kronične bolezni.

Ugotavljanje toksičnosti črne kumine

Več študij je bilo namenjenih oceni toksikoloških učinkov črne kumine in TQ [325,326,327,328]. Poleg tega so poleg bioloških učinkov v nekaterih študijah ocenili tudi toksičnost črne kumine in TQ [329]. Pred kratkim so Mashayekhi-Sardoo in sodelavci pregledali tudi in vivo toksikološki profil TQ [330]. Vzorec in stopnja toksičnosti TQ sta odvisna od velikosti odmerka, poti dajanja, trajanja izpostavljenosti in modelne živali. Na splošno so bili netoksični in toksični odmerki TQ, aplicirani intraperitonealno, veliko nižji od tistih pri oralni poti (slika 7a, b).

Da bi ocenili akutno toksičnost, so miši, ki so jim peroralno dajali TQ (2 in 3 g/kg, raztopljenega v koruznem olju), pokazale hipoaktivnost in težave z dihanjem pred smrtjo v prvih 3 urah po dajanju skupaj z izrazitim upadom teže vitalnih organov (jeter, ledvic in srca) ter vsebnosti GSH v jetrih in ledvicah pri preživelih živalih. Miši so bile pod temi toksičnimi odmerki precej normalne [328]. V drugi študiji, ki je preučevala učinke TQ na profile lipidov v krvi, so bili nizki odmerki (manj kot 6 mg/kg/dan za 1–14 dni dolgo časovno obdobje) sprejemljivi, kar ni razvidno iz znakov toksičnosti; vendar je pri visokem odmerku (8 mg/kg/dan) večina živali umrla do konca prvega tedna zdravljenja, druge, ki so preživele, pa so imele znake peritonitisa [329].

Jrah Harzallah idr. poročali, da je TQ pri 80 mg/kg, vendar ne ≤40 mg/kg, izrazito povzročil kromosomske aberacije in poškodbe DNA v jetrih in ledvicah miši BALB/c, kar kaže na njegovo genotoksično tveganje pri velikih odmerkih [331]. Pri ocenjevanju, ali TQ-nanostrukturirani lipidni nosilec (TQ-NLC) kaže kakršen koli toksičen učinek, sta Yazan in ekipa opazila, da po dajanju TQ-NLC (25 mg/kg, intravenozno) ni bilo vidnih sprememb v telesni teži, vnosu hrane, razmerju med organom in telesno težo ter hematološkem, biokemičnem in histopatološkem profilu, čeprav je bilo na mestu injiciranja pri podganjih repih označeno vnetje [325]. Tako lahko dobava TQ na osnovi nanonosilcev zmanjša toksičnost, čeprav ni bilo jasno, zakaj je več biološko razpoložljivega TQ povzročilo relativno manj toksičnosti.

Pri ocenjevanju učinka TQ na breje podgane in embrio-fetalni razvoj so breje podgane dobile eno injekcijo (15, 35 in 50 mg/kg, i.p.) TQ na 11. in 14. dan brejosti. Ugotovljeno je bilo, da TQ pri 15 mg/kg ni imel škodljivih učinkov na zdravje matere in razvoj zarodka in ploda. Vendar pa je TQ pri 35 mg/kg 11. dan povzročil toksičnost za mater in zarodek. Poleg tega je po dajanju TQ v odmerku 50 mg/kg prišlo do pomembnega zmanjšanja telesne teže matere in popolne resorpcije ploda na 11. dan nosečnosti. Te ugotovitve kažejo, da je lahko embrionalni razvoj oslabljen, zlasti če so noseče matere izpostavljene TQ v odmerkih 35 in 50 mg/kg v drugem trimesečju nosečnosti [332]. Vendar pa phytovagex (formulacija črne kumine, ki je indicirana za vaginalno glivično okužbo) in olje črne kumine, uporabljena pri brejih podganah kot intravaginalni pesar v prvi polovici brejosti, nista povzročila nobenih škodljivih učinkov na trajanje nosečnosti in zdravstvene parametre potomcev [337,338].

Več toksikoloških študij je poročalo o smrtnem odmerku (LD50) TQ. Tako kot subletalni toksični odmerek se tudi smrtni odmerek TQ razlikuje glede na način dajanja, kjer je bil LD50 intraperitonealnega TQ veliko nižji kot pri peroralni poti (slika 7c). Na primer, pri miših je bilo ugotovljeno, da je LD50 TQ 104,7 mg/kg (89,7–119,7) oziroma 870,9 mg/kg (647,1–1094,8) po intraperitonealnem in peroralnem dajanju. LD50 za TQ se razlikuje tudi glede na uporabljene živalske modele. V nasprotju z mišmi je bil LD50 pri podganah 57,5 mg/kg (45,6–69,4) oziroma 794,3 mg/kg (469,8–1118,8) pri intraperitonealnem in peroralnem dajanju [333]. Poleg tega so bile vrednosti LD50 TQ po intraperitonealnem injiciranju in oralni gavaži 10–15-krat in 100–150-krat večje od njegovih učinkovitih odmerkov za protivnetno, antioksidativno in protirakavo delovanje [333]. Ta opažanja nas vodijo k sklepu, da je terapevtsko okno TQ razmeroma široko in da je peroralni TQ varnejši od tistega, ki se daje intraperitonealno. Peroralni TQ je lahko podvržen biotransformaciji za proizvodnjo manj toksičnih presnovkov v prebavilih ali pa se presnavlja v jetrih in proizvaja dihidrotimokinon. Medtem ko je intraperitonealno dajanje TQ olajšalo njegov transport v sistemski krvni obtok in povečalo njegovo toksičnost [330,334]. 

Minimalna ali ničelna toksičnost in širše terapevtsko okno črne kumine in TQ, kot je razvidno iz prej omenjene literature, potrjujeta njeno dolgoročno tradicionalno uporabo kot živila in zdravila. Čeprav je bila varnost uporabe črne kumine pri ljudeh podprta s konvencionalnim znanjem, so prihodnje študije na ljudeh upravičene, da nedvoumno potrdijo varnostna vprašanja, povezana s terapevtsko uporabo črne kumine in TQ.

Vir in celotna študija: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8225153/