Potensi Antioksidan Dan Anti-Penuaan Kulit Tanaman Thailand Terpilih: Evaluasi In Vitro Dan Prediksi Target In Silico Bagian 1

Abstrak: Kulit adalah organ terbesar yang melakukan berbagai fungsi penting tubuh. Kerusakan struktur dan fungsi kulit selama proses penuaan dapat berdampak buruk pada kesehatan dan kesejahteraan kita. Bukti luas menunjukkan bahwa spesies oksigen reaktif memainkan peran mendasar dalam penuaan kulit melalui aktivasi enzim degradatif terkait. Di sini, 16 spesies tanaman obat Thailand disaring untuk sifat anti-penuaan kulit potensial mereka. Semua ekstrak diteliti kandungan total fenolik dan flavonoid, aktivitas antioksidan, anti-elastase, dan antitirosinase, serta kemampuan pengikatan senyawa dengan enzim target melalui docking molekuler. Di antara semua tanaman yang disaring, daun A. occidentale dan G. zeylanicum menunjukkan antioksidan kuat dan penghambatan terhadap elastase dan tirosinase. Tanaman potensial lainnya termasuk daun S. alata dan buah A. catechu, masing-masing dengan aktivitas anti-elastase dan anti-tyrosinase yang relatif tinggi. Hasil ini juga konsisten dengan studi docking terhadap senyawa yang berasal dari tumbuhan tersebut. Tindakan penghambatan ditemukan berkorelasi lebih positif dengan fenolik daripada flavonoid. Secara bersama-sama, temuan kami mengungkapkan beberapa tanaman Thailand, bersama dengan senyawa kandidat sebagai sumber antioksidan alami dan inhibitor kuat elastase dan tirosinase, dapat dikembangkan sebagai agen yang menjanjikan dan efektif untuk terapi penuaan kulit.

Glikosida cistanche juga dapat meningkatkan aktivitas SOD di jaringan jantung dan hati, dan secara signifikan mengurangi kandungan lipofuscin dan MDA di setiap jaringan, secara efektif mengais berbagai radikal oksigen reaktif (OH-, H₂O₂, dll.) dan melindungi dari kerusakan DNA yang disebabkan oleh radikal OH. Cistanche phenylethanoid glycosides memiliki kemampuan pemulungan radikal bebas yang kuat, kemampuan mereduksi yang lebih tinggi daripada vitamin C, meningkatkan aktivitas SOD dalam suspensi sperma, mengurangi kandungan MDA, dan memiliki efek perlindungan tertentu pada fungsi membran sperma. Polisakarida Cistanche dapat meningkatkan aktivitas SOD dan GSH-Px dalam eritrosit dan jaringan paru-paru tikus tua yang disebabkan oleh D-galaktosa, serta mengurangi kandungan MDA dan kolagen di paru-paru dan plasma, dan meningkatkan kandungan elastin, memiliki efek pemulungan yang baik pada DPPH, memperpanjang waktu hipoksia pada tikus tua, meningkatkan aktivitas SOD dalam serum, dan menunda degenerasi fisiologis paru-paru pada tikus tua eksperimental Dengan degenerasi morfologi seluler, percobaan telah menunjukkan bahwa Cistanche memiliki kemampuan antioksidan yang baik dan berpotensi menjadi obat untuk mencegah dan mengobati penyakit penuaan kulit. Pada saat yang sama, echinacoside di Cistanche memiliki kemampuan yang signifikan untuk mengais radikal bebas DPPH dan memiliki kemampuan untuk mengais spesies oksigen reaktif dan mencegah degradasi kolagen yang diinduksi radikal bebas, dan juga memiliki efek perbaikan yang baik pada kerusakan anion radikal bebas timin.

Klik pada manfaat rou cong rong

【Untuk info lebih lanjut:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Kata kunci: pengobatan herbal; anti penuaan; antioksidan; anti-elastase; anti-tirosinase; proantosianidin; Areca catechu; Anacardium occidental; Glochidion zeylanicum; Senna alata

1. Perkenalan

Kulit adalah organ terbesar dan paling kompleks dalam tubuh manusia. Kulit berfungsi sebagai penghalang antara tubuh dan lingkungan luar, dan memiliki berbagai fungsi [1]. Ini memiliki peran kosmetik yang signifikan selain melindungi tubuh dari kehilangan air dan infeksi mikroba [2]. Selain itu, berfungsi untuk mendukung bagian tubuh lainnya, seperti sistem kekebalan, saraf, dan endokrin [1]. Tampilan awet muda dan kecantikan dapat memberikan dampak positif pada perilaku sosial masyarakat dan kehidupan manusia [1,2]. Oleh karena itu, kerusakan struktur dan fungsi kulit yang terjadi seiring bertambahnya usia kita mungkin berdampak parah pada kesehatan dan kesejahteraan kita [2,3]. Ketipisan, kekeringan, kurangnya elastisitas, tekstur kasar, kerutan, dan pigmen gelap adalah karakteristik umum dari kulit yang lebih tua [4]. Banyak peneliti saat ini bekerja untuk menghasilkan obat atau bahan kimia anti penuaan yang potensial, terutama yang berasal dari sumber alami untuk perawatan penuaan kulit.

Secara umum, kulit manusia menua dalam dua cara: secara internal (sebagai akibat dari penuaan kronologis) dan secara ekstrinsik (sebagai akibat dari variabel lingkungan yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan) [5]. Bukti luas menunjukkan bahwa stres oksidatif, melalui pembentukan spesies oksigen reaktif (ROS), memainkan peran mendasar dalam penuaan kulit intrinsik dan ekstrinsik [6]. ROS menyebabkan kerusakan oksidatif pada sel kulit dengan merusak makromolekul esensial seperti asam nukleat, protein enzimatik, dan lipid membran, yang mengakibatkan kerusakan sel dan kematian sel [7]. Stres oksidatif juga berkontribusi terhadap degradasi matriks ekstraseluler (ECM) dengan menekan sintesis komponen ECM (misalnya elastin) dan mengaktifkan enzim pendegradasi ECM (misalnya elastase), yang mengakibatkan hilangnya elastisitas kulit [2,8,9]. Selain itu, ROS dapat menyebabkan warna tidak teratur atau gelap pada kulit dengan menginduksi produksi hormon perangsang -melanosit (-MSH) pada keratinosit, sehingga memicu aktivasi enzim tirosinase dan mendorong sintesis melanin pada melanosit [10,11]. Oleh karena itu, menghilangkan ROS dan menghambat aktivitas elastase dan tirosinase dapat bermanfaat dalam pengobatan atau bahkan pencegahan penuaan kulit.

Produk alami saat ini menerima banyak minat sebagai obat alternatif potensial untuk mengobati beberapa penyakit serta penuaan dan penurunan terkait usia [8,12,13]. Tumbuhan tropis mungkin menarik untuk dieksplorasi potensinya dalam perawatan penuaan kulit. Seperti diberitakan sebelumnya, beberapa tumbuhan Andean dan Himalaya telah dianggap sebagai sumber senyawa yang berpotensi digunakan sebagai bahan anti penuaan [14,15]. Thailand adalah tempat yang dikenal untuk membudidayakan berbagai macam tanaman tropis, banyak di antaranya belum dipelajari secara ekstensif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menemukan sumber alami potensial untuk mengembangkan perawatan baru melawan penuaan kulit. Ekstrak dari 16 spesies tanaman obat Thailand dipelajari secara in vitro untuk sifat-sifatnya yang berkaitan dengan anti-penuaan kulit, termasuk kandungan total fenolik dan flavonoid, pembersihan radikal bebas, anti-elastase, dan aktivitas anti-tirosinase. Kami juga melakukan analisis korelasi lebih lanjut dan pendekatan docking molekuler in silico untuk mengungkap senyawa fitokimia yang menjanjikan dalam tiga tanaman paling efektif dengan penghambatan kuat terhadap enzim elastase atau tirosinase.

2. Hasil

2.1. Hasil Ekstraksi

Tabel 1 menunjukkan nama ilmiah, bagian yang digunakan, sumber, metode ekstraksi/pelarut, dan persen rendemen tanaman Thailand yang digunakan dalam penelitian ini. Hasil persen dari ekstrak berkisar dari 2.0 persen menjadi 36,3 persen (Tabel 1). C. calendars memiliki hasil ekstraksi tertinggi (36,3 persen ), diikuti oleh M. caldera (18,2 persen ) dan A. occidentale (16.0 persen ), sedangkan H. undatus memiliki hasil terendah (2.{{ 13}} persen ).

2.2. Kandungan Fenolik Total Tumbuhan Thailand

Ekstrak tanaman menunjukkan variasi kandungan fenolik total berkisar antara 14,06 ± 1,55 hingga 320,14 ± 7,95 mg setara asam galat (GAE) per g ekstrak berat kering (Tabel 2). G. zeylanicum (320,14 ± 7,95 mg GAE per g ekstrak berat kering) memiliki kandungan fenolik tertinggi pada semua ekstrak, diikuti oleh A. catechu (295,79 ± 11,97 mg GAE per g ekstrak berat kering) dan M. caldera (210,99 ± 10,40 mg GAE per g ekstrak berat kering), masing-masing. Kadar terendah ditemukan pada C. kalender sebesar 14,06 ± 1,55 mg GAE per g ekstrak berat kering.

2.3. Kandungan Flavonoid Total Tumbuhan Thailand

Kandungan total flavonoid ekstrak tanaman bervariasi antar spesies tanaman, mulai dari 2,61 ± 0,42 hingga 84,48 ± 18,32 mg setara kuersetin (QE) per g ekstrak berat kering (Tabel 2). Dari semua ekstrak, kandungan flavonoid tertinggi terdapat pada M. caldera (84,48 ± 18,32 mg QE per g ekstrak berat kering), diikuti oleh G. zeylanicum (52,54 ± 7,25 mg QE per g ekstrak berat kering) dan P. dulce (28.01 ± 4,39 mg QE per g ekstrak berat kering), masing-masing. Sebaliknya, kadar terendah ditemukan pada E. Americana sebesar 2,61 ± 0,42 mg QE per g ekstrak berat kering.

2.4. Aktivitas Pemulungan Radikal DPPH Tumbuhan Thailand

Uji DPPH didasarkan pada kapasitas pendonor hidrogen dari senyawa untuk mengais radikal DPPH yang stabil [16]. Kapasitas antioksidan ekstrak tumbuhan dinyatakan sebagai persen aktivitas pemulungan radikal DPPH, mg kapasitas antioksidan setara vitamin C (VCEAC) per g ekstrak berat kering, dan konsentrasi penghambatan setengah maksimal (IC50) (Tabel 3). Pada 0,1 mg/mL ekstrak, persentase aktivitas scavenging DPPH berkisar antara 6,40 hingga 93,18 persen. Empat ekstrak tumbuhan: G. zeylanicum (93,18 persen ), M. caldera (90,61 persen ), A. occidentale (89,01 persen ), dan A. catechu (88,12 persen ), menunjukkan aktivitas pemulungan DPPH lebih besar dari 80 persen . Sebaliknya, C. ternatea menunjukkan aktivitas pemulungan terendah sebesar 6,40 persen. Urutan peringkat ini sama jika dibandingkan berdasarkan nilai VCEAC relatif. Namun, menurut nilai IC50, kapasitas antioksidan dari empat ekstrak tumbuhan teratas diubah dengan urutan sebagai berikut: G. zeylanicum > A. catechu > A. occidentale > M. caldera. Hasil pengujian DPPH yang diperoleh menunjukkan bahwa G. zeylanicum menunjukkan potensi antioksidan terkuat dengan persentase aktivitas pemulungan tertinggi dan nilai IC50 terendah.

2.5. Aktivitas Pemulungan Radikal ABTS Tanaman Thailand

Uji ABTS didasarkan pada kemampuan senyawa untuk mentransfer atom hidrogen untuk menetralkan kation radikal ABTS yang stabil. Kapasitas antioksidan ekstrak tumbuhan dinyatakan sebagai persen aktivitas pemulungan radikal ABTS, mg VCEAC per g ekstrak berat kering, dan IC50 (Tabel 4). Pada 0,1 mg/mL ekstrak, persentase aktivitas pemulungan ABTS berkisar antara 13,93 persen hingga 99,37 persen. Delapan ekstrak tumbuhan: G. zeylanicum (99,37 persen), A. catechu (99,31 persen), A. occidentale (99,23 persen), M. caldera (98,88 persen), E. Americana (95,62 persen), Z. officinale (94,07 persen) ), P. dulce (83,99 persen), dan H. undatus (82,16 persen) menunjukkan aktivitas memulung ABTS lebih besar dari 80 persen. Sebaliknya, C. kalender menunjukkan aktivitas pemulungan terendah sebesar 13,93 persen. Kapasitas antioksidan dari empat ekstrak tumbuhan teratas, menurut VCEAC, dan nilai IC50 ditemukan dalam urutan peringkat yang sama sebagai berikut: G. zeylanicum > A. catechu > A. occidentale > M. caldera. Hebatnya, hasil uji ABTS juga menunjukkan bahwa ekstrak dengan aktivitas antioksidan terkuat adalah daun G. zeylanicum, yang ditunjukkan dengan persentase aktivitas scavenging tertinggi dan nilai IC50 terendah.

2.6. Aktivitas Anti-Elastase Tanaman Thailand

Aktivitas penghambatan elastase ekstrak tanaman dievaluasi menggunakan uji penghambatan elastase dengan N-succinyl-trialanyl-paranitroanilide (SANA) sebagai substrat. Epigallocatechin gallate (EGCG) (0.1 mg/mL) yang digunakan sebagai kontrol positif menunjukkan tingkat penghambatan sebesar 45,27 persen . Aktivitas penghambatan elastase dari ekstrak disajikan pada Tabel 5 (lihat juga Tabel S1). Pada 0.5 mg/mL ekstrak, persentase penghambatan elastase berkisar antara 1,33 persen hingga 88,31 persen . A. catechu memiliki daya hambat elastase tertinggi sebesar 88,31 persen, diikuti oleh G. zeylanicum (87,43 persen), A. occidentale (84,78 persen), dan S. alata (73,95 persen), sedangkan S. asper bark memiliki daya hambat elastase terendah sebesar 1,33 persen. Karena absorbansi latar belakang yang tinggi, beberapa ekstrak tumbuhan tanpa aktivitas yang terdeteksi diuji ulang pada 0.1 mg/mL. Ditemukan bahwa M. caldera, P. nigrum, Z. cassumunar, dan daun S. asper, kecuali Z. officinale, menunjukkan aktivitas penghambatan rendah hingga sedang berkisar antara 3,46 persen hingga 35,74 persen. Namun demikian, efek C. calendars, C. asiatica, C. ternatea, E. americana, dan H. undatus tidak teramati bahkan pada konsentrasi yang lebih tinggi.

2.7. Aktivitas Anti-Tirosinase Tanaman Thailand

Aktivitas penghambatan tirosinase dari ekstrak tumbuhan dievaluasi menggunakan metode dopakrom dengan 3,4-dihidroksi-L-fenilalanin (L-DOPA) sebagai substrat. Kojic acid (KA) (0.02 mg/mL), kontrol positif, menunjukkan tingkat penghambatan sebesar 68,35 persen . Aktivitas penghambatan tirosinase dari ekstrak disajikan pada Tabel 6 (lihat juga Tabel S2). Pada 1 mg/mL ekstrak, persentase penghambatan tirosinase berkisar antara 4,80 persen hingga 91,51 persen. G. zeylanicum memiliki efek penghambatan tirosinase tertinggi sebesar 91,51 persen, diikuti oleh A. occidentale (81,01 persen), M. caldera (76,12 persen), dan A. catechu (75,38 persen), sedangkan P. nigrum memiliki efek penghambatan tirosinase terendah. sebesar 4,80 persen. Dua ekstrak tumbuhan dengan aktivitas yang tidak dapat dideteksi karena absorbansi latar belakang yang tinggi diuji ulang pada 0,1 mg/mL, dan aktivitas ditemukan pada 3,98 persen (Z. cassumunar) dan 21,28 persen (Z. officinale). Namun, P. dulce tidak menunjukkan efek apapun, bahkan pada peningkatan konsentrasi.

2.8. Analisis korelasi

Mempertimbangkan beberapa laporan sebelumnya tentang potensi aksi penghambatan elastase dan tirosinase dari ekstrak tumbuhan [8,16,17], kemungkinan bahwa ekstrak tersebut memiliki potensi antioksidan yang tinggi dan cenderung memiliki aksi penghambatan elastase dan tirosinase yang kuat. Jadi untuk memverifikasi hubungan tersebut dalam penelitian ini, kami selanjutnya melakukan analisis korelasi Pearson untuk menyelidiki hubungan antara aktivitas penghambatan kedua enzim dan tingkat kandungan antioksidan serta kapasitas antioksidan di antara ekstrak yang digunakan. Kekuatan korelasi didistribusikan oleh koefisien korelasi (nilai-r) sebagai berikut: r=0.91{{10}} hingga 1.000 menunjukkan korelasi yang sangat kuat, r=0.710 hingga 0.900 menunjukkan korelasi tinggi, r=0.410 hingga 0.700 menunjukkan korelasi sedang, r=0.210 hingga 0,400 menunjukkan korelasi yang kecil, dan r=0.000 hingga 0,200 menunjukkan korelasi yang kecil [18]. Penghambatan elastase memiliki korelasi positif yang tinggi terhadap kandungan fenolik total, DPPH, dan aktivitas pemulungan radikal ABTS, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1a, c, dan d, masing-masing. Demikian pula, penghambatan tirosinase menunjukkan korelasi positif yang sangat kuat dengan kandungan fenolik total dan aktivitas pemulungan radikal ABTS (Gambar 2a, d), sementara itu menunjukkan korelasi positif yang tinggi dengan aktivitas pemulungan radikal DPPH (Gambar 2c). Namun, kandungan flavonoid total berkorelasi cukup positif dengan penghambatan elastase dan tirosinase (Gambar 1b dan 2b). Hasil ini menunjukkan bahwa senyawa fenolik dan aktivitas antioksidan mungkin memiliki kontribusi yang signifikan terhadap penghambatan enzim elastase dan tirosinase.

2.9. Docking Molekuler

Kami selanjutnya mengevaluasi kemampuan senyawa fitokimia dalam tiga tanaman paling efektif dengan penghambatan kuat terhadap enzim elastase atau tirosinase. Molecular docking umumnya digunakan untuk memprediksi afinitas ikatan senyawa dengan reseptor protein atau enzim dibandingkan dengan inhibitor yang diketahui. Menurut hasil tes skrining in vitro kami, kami menemukan bahwa A. occidentale adalah penghambat elastase yang paling kuat, diikuti oleh G. zeylanicum dan S. alata, dalam urutan peringkat nilai IC50. Dengan demikian, kami memilih senyawa fitokimia yang berasal dari ketiga tanaman ini untuk mengevaluasi kemampuannya dalam menghambat elastase. Hasil interaksi antara elastase (3HGP) dan senyawa disajikan pada Tabel S4 sebagai energi ikat, konstanta penghambatan, jumlah ikatan hidrogen, interaksi asam amino, dan panjang ikatan. Energi ikat antara 3HGP dan senyawa menunjukkan skor mulai dari −2,26 hingga −11,95 kkal/mol (Tabel S4). EGCG, kontrol positif, menunjukkan energi pengikatan sebesar −9,69 kkal/mol. Berdasarkan hasil docking, kelima senyawa tersebut menunjukkan energi ikat yang lebih rendah dibandingkan dengan kontrol positif. Tetramer proanthocyanidin menunjukkan energi ikat terendah (−11,95 kkal/mol), yang menunjukkan bahwa ia memiliki afinitas terbaik dibandingkan dengan senyawa lain dalam penghambatan elastase, diikuti oleh amentoflavon, rutin, agathisflavone, dan kaempferol 3-O-gentiobioside , dengan energi pengikat masing-masing pada −11.81, −10.12, −9.92, dan −9.73.

Selain itu, urutan peringkat nilai IC50 ekstrak tanaman dengan penghambatan tirosinase sangat mirip dengan penghambatan elastase. Kami menemukan bahwa G. zeylanicum memiliki efek penghambatan tertinggi, diikuti oleh A. catechu, dan A. occidentale. Oleh karena itu, senyawa yang berasal dari ketiga tanaman ini dipilih untuk mengetahui kemampuannya dalam menghambat tirosinase. Hasil interaksi antara tirosinase (2Y9X) dan senyawa disajikan pada Tabel S5 sebagai energi ikat, konstanta penghambatan, jumlah ikatan hidrogen, interaksi asam amino, dan panjang ikatan. Energi ikat antara 2Y9X dan senyawa menunjukkan skor mulai dari −4,56 hingga −10,42 kkal/mol (Tabel S5). KA, penghambat tirosinase yang terkenal, menunjukkan energi ikat pada −4,59 kkal/mol. Berdasarkan hasil docking, asam o-coumaric (−10,42 kkal/mol) dan tetramer proantosianidin (−10,42 kkal/mol) memiliki energi ikat terendah terhadap elastase jika dibandingkan dengan senyawa lain, diikuti oleh asam caffeic, asam ferulic, dan pinang tanin A1 dengan energi ikat masing-masing pada −10.10, −10.00, dan −9.94. Gambar 3 dan 4 mewakili diagram 2D ​​interaksi ligan-protein untuk elastase dan tirosinase, untuk kontrol positif, dan lima senyawa dengan energi ikat terendah.

【Untuk info lebih lanjut:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】