Melidava

Produse apicole: studii preclinice si clinice ale proprietatilor lor antiinflamatorii si imunomodulatoare

Romanilor le plac concluziile, deci le dam de la inceput:

„Studii clinice: Proprietățile anti-inflammatoare și antioxidante ale mierii, propolisului, Royal Jelly (laptisor de matca) și Bee Pollen (polen de albine) pot explica impactul produselor apicole împotriva diferitelor tipuri de cancer”

Honey bee products: preclinical and clinical studies of their anti-inflammatory and immunomodulatory properties

Hesham Fl. El-Seedi, N. Eid

Frontiers in Nutrition 2022  doi10.3389/inut 2021 761267

Graphical Abstract: Mecanisme de acțiune posibile ale  acțiunilor anti-inflamatoare și imunomodulatoare ale produselor apicole sugerate în studii preclinice și clinice

Inflamația este un proces de apărare care se declanșează atunci când organismul face față agresiunilor exercitate de patogeni, substanțe toxice, infecții microbiene, sau atunci când țesutul este distrus. Afecțiunile imune și inflamatoare sunt căi patogenice obișnuite ce determină avansarea unor boli cronice precum cancerele și diabetul. Supraproducția de citokine (IL-1β, IL-6, TNF-α) constituie un parametru esențial în diagnosticarea clinică a bolilor auto-inflamatorii. Produsele apicole (miere, propolis, lăptișor de matcă, venin  de albine, polen de albine, păstură, sau componentele lor chimice precum polifenolii demonstrează un potențial terapeutic interesant în reglarea producerii de mediatori ai inflamației (TNF-α, IL-6, IL-2, IL-7) și scăderea producerii de ROS. A fost comunicată îmbunătățirea funcționării sistemului imun prin activarea limfocitelor T și B, in vitro, in vivo și în testele clinice. Din aceste motive, proprietățile biologice ale produselor apicole ca anti-inflamatoare, imunoprotective, anti-oxidante, apoptotice și antimicrobiene au promovat efectuarea de investigații clinice detaliate.

Introducere

Inflamația este un mecanism de apărare pe care sistemul imun îl utilizează că răspuns la stimuli străini precum patogeni, substanțe toxice, infecții bacteriene și iradieri, pentru a reface distrugerile de țesuturi și revenirea la starea de homeostazie. Roșeața, umflarea, căldura și durerea sunt procese inflamatorii caracteristice care implică diferite celule imune, precum limfocitele B și T, macrofagii, monocitele, bazofilele și neutrofilele, celulele mast și cele dendritice. Răspunsurile inflamatoare sunt în mare măsură dependente de natura stimulilor, dar acționează prin mecanisme comune, precum recunoașterea receptorilor de pe suprafața celulelor, denumiți receptori de recunoaștere a modelului, care se găsesc pe patogenii străini, sau în semnalarea intracelulară care se produce în celulele sau țesuturile distruse. Inițierea procesului inflamator activează diferite tipuri de semnalări, precum căile protein kinazei activate de mitogen (MAPK), transductorului de semnal, activatorului transcripției (STAT), NF-kB și kinazei Janus (JAK), determinând punerea în libertate de mediatori inflamatori, de ex. de citokine și chemokine, și recrutarea de celule inflamatorii și imune. Calea NF-kB de semnalare inițiază reglarea producerii de citokine inflamatoare și migrația celulelor inflamatoare către țesuturile distruse. Similar, calea MAPK induce un răspuns celular la patogeni prin cascadele de protein kinaze care ajută la reglarea proliferării celulare. De asemenea, calea JAK-STAT promovează punerea în libertate a diferitelor citokine inflamatoare, factori de creștere și interferoni. Citokinele sunt proteine cu greutăți moleculare mai mici de 40kDa, puse în libertate de către celulele imune (macrofagi, monocite, limfocite), implicate în inflamația acută sau cronică. Inflamația acută necontrolată, suprapusă peste activarea căilor de semnalare intracelulară, împreună cu punerea în libertate aa mediatorilor inflamatori, determină apariția bolilor inflamatorii cronice precum diabetul sau cancerele, ulcerele peptice, bolile cardiovasculare și periodontale.

 Valoarea nutritivă, în menținerea sănătății și medicinală a produselor apicole au fost demonstrate de către egiptenii, grecii și chinezii antici. Ele au fost folosite ca aditivi alimentari de promovare a sănătății, datorită proprietăților lor  biologice – activități antimicrobiene, anti-inflamatoare, anticanceroase și antioxidante. Proteinele, peptidele, sărurile minerale, flavonoizii, terpenele, acizii grași și compușii fenolici sunt componente active fiziologic care se găsesc în produsele apicole. Propolisul este un produs apicol vâscos, lipofil, rezinic, denumit și ”cleiul albinelor” sau penicilină rusească”. Este o substanță adezivă obținută de albine prin amestecarea cerurilor proprii cu seva rășinoasă obținută din plante, fiind utilizat în stup. Din punct de vedere chimic este compus din 50% rășini din plante, 30% ceruri, 10% uleiuri esențiale și aromatice, 5% polen și 5% alte substanțe organice, și prezintă efecte antibacteriene, antivirale, anticanceroase și anti-inflamatoare. Este cel mai puternic antioxidant dintre produsele apicole. Extractul etanolic din propolis (EEP) și componentele sale fenolice induc apoptoza mediată de TRAIL în celulele de cancer. Veninul de albine și melittina, un component important al acestui venin, prezintă activități anti-inflamatoare și imunomodulatoare. El este o toxină secretată de glandele de venin și cele accesorii ale albinelor lucrătoare, localizate în cavitatea abdominală, iar apoi depozitat în rezervorul pentru venin, cu un rol semnificativ în strategia de apărare a coloniilor de albine. Are efecte anti-inflamatoare, radioprotectoare și puternic antibacteriene și și-a demonstrat eficiența în tratamentul reumatismelor și cancerelor, întrucât poate ucide celulele  de cancer. Veninul de albine conține componente biologic active precum melittina, apamina, adolapina, secapina, tertiapina, fosfolipaza A2 de degranulare a celulelor mast și hialuronidaza. Dintre componentele bioactive mai trebuie menționate histamina, epinefrina și macromolecule precum lipidele, carbohidrații și aminoacizii liberi. Melittina combinată cu oxid de nanografen prezintă activitate anticanceroasă împotriva celulelor MCF-7 și MDA-MB-231 de cancer mamar în comparație cu meliittina singulară și de asemenea ajută la micșorarea citotoxicității neselective față de celulele normale. BP este un amestec de polen și nectar floral pe care albinele îl colectează și prepară ca hrană pentru stup. El conține proteine, aminoacizi, zaharide, vitamine și săruri minerale, fiind considerat un superaliment încărcat cu nutrienți, fiind accesibil comercial ca suplement alimentar. Albinele folosesc RJ în principal pentru a hrăni albina regină și larvele tinere. Este un produs apicol funcțional, obținut în scopuri comerciale pentru alimente deosebite și pentru fabricarea de produse cosmetice. RJ este o emulsie acidă compusă din grăsimi, proteine și carbohidrați, suspendate în 60 – 70% apă. Glucoza și fructoza constituie 90 % din conținutul total de zaharuri al RJ. Conținutul de lipide constă în principal din acizi grași cu catene scurte, în principal hidroxiacizi și acizi carboxilici, diferiți de acizii organici care se găsesc de obicei în animale și plante. RJ are proprietăți antimicrobiene, anti-inflamatoare, imunomodulatoare și antidiabetice, care îl fac un material valoros comercial și medicinal. Au fost publicate doar puține studii clinice asupra produselor apicole datorită incidenței astmului și anafilaxiei apărute la consumarea lor, ceea ce limitează folosirea de către unele persoane în pofida beneficiilor medicinale și pentru sănătate.

Proprietăți imunomodulatoare și anti-inflamatoare ale produselor apicole

Inflamația este o cauză des întâlnită a unor boli grave, întrucât declanșează o cascadă patogenică de eșecuri ale căilor metabolice, distrugeri de țesuturi și chiar necroză și apoptoză. Bolile inflamatorii sunt diagnosticate după creșteri ale IL-1β, IL-6, TNF-α și citokinelor. Investigațiile au arătat că produsele apicole și componentele lor active au proprietăți anti-inflamatoare și anti-autoimune. Acizii grași liberi cu 8 – 12 atomi de carbon din RJ, precum acidul 10-hidroxidecenoic (10-HDA), au modulat răspunsul imunologic în modul dependent de concentrație. În doze de 500mM, 10-HDA a inhibat maturarea celulelor dendritice derivate din monocite umane stimulate de LPS (Mo-DC) și producerea citokinelor IL-8, IL-12 și TNF și au downreglat răspunsurile imune Th1 și Th2 micșorând numărul celulelor helper T (Th1 și Th2) și MoDC. La concentrații mari ale 10-HDA, de peste 750 – 1000 µM este indusă apoptoza celulelor Mo-CD. Veninul de albine și melittina prezintă o posibilitate de a opri răspunsurile imune hiperactive și afecțiunile inflamatoare; trebuie totuși avut în vedere efectul citotoxic al melittinei. Porphyromonas gingivalis și lipopolizaharidele sale (PgLPS) sunt patogeni cunoscuți implicați în boala periodontală. BV prezintă un efect de inhibiție asupra citokinelor pro-inflamatoare IFN-γ, IL-1β, IL-6, IL-8 și TNF-α prin supresarea căilor NF-kB și AP1 induse de PgLPS în linia de celule keratinocite umane HaCaT, in vitro. O polizaharidă din polenul de albine de goji din China a prezentat un răspuns imunomodulator asupra celulelor RAW264.7 prin micșorarea secretării de IL-1, IL-6, TNF-α și NO. Aplicarea topică de propolis a îmbunătățit procesul de vindecare a rănilor într- rană indusă cu streptozotocină (STZ), într-un model pe șoareci de diabet zaharat, fapt atribuit unei scăderi a ciotokinelor pro-inflamatoare IL-6, IL-1β și TNF-α, precum și unei creșteri a formării de colagen prin transferarea căilor de semnalare Smad2 și Smad3. Efectele anti-inflamatoare și imunomodulatoare ale produselor apicole, în special ale BV, RJ și propolis, sunt legate de secretarea citokinelor pro-inflamatoare IFN, IL-1, IL-6, IL-8 și TNF-α, precum și de reglarea căilor de intra-semnalare și de modularea funcției limfocitelor B și T.

Studii preclinice și clinice asupra produselor apicole

Diabet

Studii preclinice

Diabetul (DM) este o boală cronică produsă de inflamație gravă și care se manifestă printr-o creștere a citokinelor pro-inflamatoare și a chemotaxiei mediată de limfocitele B și T, precum IL-1β și TNF-α, care determină rezistență la insulină. Într-un model pe șoareci, activitatea imunomodulatoare a propolisului a îmbunătățit răspunsul imun înnăscut. El a indus up-reglarea receptorilor 2 de tip Toll (TLR-2) și TLR-4, determinând activarea limfocitelor și chemotaxia mediată de CCl21 și CXCL-12 de către limfocitele B și T. Propolisul a ajutat refacerea concentrațiilor IL-1β, IL-6, IL-2, IL-7 și TNF-α. Într-un model cu șobolani masculi diabetici, propolisul a micșorat imunoglobulinele din ser (IgG, IgA și IgE) care controlează proliferarea limfocitelor B și T. Polizaharidele peptice (?) din BP de Rosa rugosa (RBP-P) prezintă un efect de reglare asupra unor citokine pro-inflamatoare care măresc rezistența la insulină (TNF-α și IL-6). Tratamentul cu RBP-P micșorează concentrațiile de TNF-α și IL-6, micșorând rezistența la insulină observată în țesuturile șoarecilor hrăniți cu hrană bogată în grăsimi.

DM este caracterizat prin hiperglicemie, glicozurie și dislipidemie. Dislipidemia și hiperglicemia induc propagarea ROS, determinând disfuncții celulare și distrugeri oxidative, în special în țesuturile inimii, rinichilor și ficatului. Propolisul, RJ și BP acționează împotriva stresului oxidativ care apare în diferite boli, ca de ex. DM. Propolisul are proprietăți anti-hiperglicemice, dislipidemice și antioxidante, care pot fi atribuite conținutului său în enzime și polifenoli, de ex. α-amilază, α-glucozidază și CAPE. El poate îmbunătăți profilul lipidic și metabolismul lipidelor, micșorând concentrațiile ROS în sânge, ficat și nodulii limfatici. Administrarea intraperitoneală a derivaților hidrosolubili din propolis (WSDP) sau a galatului de (-)-epigalocatechină (EGCG) (50mg/kg.zi) la șoareci cu diabet indus cu aloxan, timp de 7 zile, determină micșorarea peroxidării lipidelor în țesuturile ficatului, rinichilor și creierului și micșorarea distrugerilor de ADN din limfocitele periferice ale șoarecilor diabetici. WDSP și extractul etanolic din propolis au mărit greutatea corporală a animalelor și durata de viață a șoarecilor tratați, față de cei netratați. În plus, propolisul controlează semnificativ greutatea corporală și homeostazia oaselor. Un extract etanolic din propolis a micșorat hiperglicemia și a protejat țesuturile pancreatic și renal al șobolanilor cu diabet indus cu STZ care au primit extract din propolis 30 sau 15% în doze de 50mL/kg timp de 4 săptămâni. Concentrațiile de zahăr din sânge au scăzut de la 386 ± 141,1 la 331,5 ± 123,74 mg/dL la grupurile cu diabet, tratate cu 30 și respectiv 15% propolis. La ambele grupe tratate cu propolis s-a observat o îmbunătățire a concentrațiilor din țesuturile pancreatice, hepatice și renale, în comparație cu grupul martor. Rezultatele IC50 pentru α-amilază (0,62 ± 0,00µg/mL) și α-glucozidază (40,40 ± 0,09 µg/mL), iar componentele fenolice predominante au fost CAPE și chrysina. Administrarea de suspensii de BP sau polen de curmal (100mg/kg) timp de 4 săptămâni a micșorat greutățile corporale, ale testiculelor și pancreasului precum și rezistența la insulină la șobolani Wistar masculi cu diabet indus cu STZ. Efectul de protecție al BP a fost asociat cu scăderea NO și LPx, biomarkeri ai stresului oxidativ și cu creșterea GSH, GSH-S-transferazei, GSH peroxidazei și SOD, markeri ai apărării antioxidante.

Studii clinice

Administrat în diferite doze (300 și 400 mg) (Tabelul 1) propolisul a ajutat modularea mediatorilor glicemici glucoza din ser a jeun (FSG) și hemoglobina A1C glicozilată (HbA1C) la subiecți cu DM de tip 2 (T2DM). Administrarea orală de propolis encapsulat a stimulat funcțiile ficatului și rinichilor precum și profilele lipidice prin creșterea concentrațiilor de HDL și a metabolismului glucozei și micșorarea concentrațiilor de HbA1C cu 8% , la 2 ore post-prandial (2hpp), stabilirea modelului homeostaziei funcției celulelor β (HOMA-β) și TNF-α (Tabelul 1). Administrarea orală de RJ encapsulat (1000mg) de 3 ori pe zi, timp de 8 săptămâni, a determinat o creștere a apolipoproteinei A-1 din ser (Apo-A1) (34,4 ± 53,3 mg/dL față de -1,08 ± 32,6 mg/dL în grupul  placebo) micșorând riscul de boli cardiovasculare (CVD) la pacienții cu T2DM.

Exista potențial terapeutic al produselor apicole în studii preclinice și clinice ale diabetului, influența diferiților factori asupra acestora și asocierile cu patogeneza.

Tabelul 1. Produse apicole în tratamentul clinic al diabetului

Cancere

Studii preclinice

În sec. al 19-lea, detectarea de leucocite în celulele tumorale era prima indicație a legăturii dintre cancere și inflamație, întrucât 20 % din cancere pot fi atribuite inflamației, care este implicată în diferite etape ale dezvoltării tumorale (inițiere, promoție, malignanță, invazie și metastază). Termenul chemoprevenție descrie inhibiția proceselor de mutageneză, carcinogeneză, proliferare și progresie a celulelor tumorale folosind compuși naturali sau de sinteză.

Mierea și componentele sale polifenolice (pinobanksină, pinocembrină, luteoină, galangină, chrysină și quercetină) prezintă proprietăți anti-inflamatoare, imunomodulatoare, antiproliferative și antimetastatice. Induc apoptoza și prezintă activitate antioxidantă împotriva mai multor tipuri de cancer. Transductorul de semnal tirozină fosforilată și activator 3 al transcripției (p-STAT3) este un factor important în cancerele pulmonare și mamare. Mierea manuka (MH) prezintă efecte de inhibiție asupra p-STAT3 în linia celulară de cancer mamar MDA-MB-231 și linia celulară de cancer pulmonar al celulelor non-mici A549. MH targetează lanțul α al receptorului IL-6 (IL-6Rα) împiedicând legarea sa la IL-6 cu aprox. 60 %, deci micșorând concentrația glicoproteinei (gp130) și a tirozin-fosforilatei JAK2, care sunt componente importante ale IL-6Rα. Galangina, chrysina, quercetina și luteolina sunt flavonoizi, componente importante ale MH, care pot inhiba legarea IL-6Rα cu 34,3, 31,8 29,2 și respectiv 22,4 % la o concentrație de 50µM.

Propolisul, care conține componente polifenolice, a prezentat capacități de chemoprevenție și de inhibiție a dezvoltării tumorale precum și proprietăți antioxidante, pro-oxidante și imunoprotectoare. Aceste componente induc apoptoza, inhibă metaloproteinazele de matrice, reglează proliferarea celulară prin promovarea citotoxicității, modulează metilarea genelor și prezintă activități anti-inflamatoare și anti-angiogenice în cancerele uroteliale și de vezică. WDSP și componentele sale polifenolice acid cafeic (CA) și CAPE prezintă proprietăți imunomodulatoare și controlează creșterea și dispersarea tumorilor. Administrarea de WDSP, CA și CAPE în doze de 50 sau 150mg/kg prin injectare intravenoasă la șoareci cu carcinoame mamare, micșorează numărul de colonii. Prin contrast, administrarea subcutanată a inhibat dezvoltarea tumorală și a mărit supraviețuirea șoarecilor. În mecanismele propuse, compușii fenolici inițiază activitatea antitumorală a macrofagilor, ceea ce ajută la blocarea procesului metastatic și mărește producerea de peroxid de hidrogen, care modulează funcția limfocitelor. Acestea confirmă răspunsul prin inhibiție al celulelor splinei față de administrarea de mitogeni policlonali (fitohemaglutinină (PHA), concavalină A (ConA), mitogen phytolacca (PWM) și LPS la șoarecii tratați cu CA. WSDP inhibă IL-1, asociat cu proliferarea celulelor B și T.

10-HDA din RJ prezintă proprietăți anti-inflamatoare față de celulele de adenocarcinom uman de colon. 10-HDA inhibă producerea citokinelor inflamatorii TNF-α, IL-1β, și IL-8 în celulele BCRC 60157 de adenocarcinom uman WiDR. Producerea citokinei antagoniste (IL-1ra) indusă de 10-HDA în doze de 0,1 – 3mM, ajută la micșorarea dezvoltării tumorale și oprește producerea de IL-8 și IL-1, care sunt factori cauzativi în dezvoltarea unor cancere, inclusiv cancerul pancreatic și carcinomul de colon. CAPE cauzează modificări ale celulelor stem de cancer mamar (bCSC) întrucât oprește generarea de celule maligne prin supresarea auto-generării și expansiunii clonale CD44. În plus, rezultatele sugerează că bCSC derivate din MDA-231, tratate cu CAPE, sunt mai puțin susceptibile la infecții maligne. TRAIL este un agent anticanceros endogen care promovează apoptoza, în special cea a celulelor tumorale. Un extract etanolic din propolis verde promovează apoptoza mediată de TRAIL în celulele LNCaP de cancer de prostată prin modularea căilor apoptotice intriseci și extrinseci și modificarea activității NF-kB. Propolisul verde brazilian este capabil să stimuleze apoptoza mediată de TRAIL, ceea ce ar putea constitui unul dintre mecanismele proprietăților sale de prevenire a cancerelor. Componentele principale ale propolisului verde brazilian au fost determinate folosind HPLC și includ: quercetină, artepillină C, kaempferol (KAE) și acid p-cumaric. EEP brazilian în doza de 50µg/mL și componentele sale prezintă activitate de captare a radicalilor liberi superioară altor componente ale extractului din propolis (50µg/mL). Quercetina a fost cea mai activă componentă, care induce moartea celulară și apoptoza LNCAP. Galangina, chrysina, CA, CAPE și 10-HDA sunt componentele produselor apicole care induc activitatea anticanceroasă.

În pofida activității anticanceroase potențiale, studiile clinice/testările legate de propolis sunt limitate din cauza proprietăților sale fizico-chimice și bioaccesibilității orale limitate. A fost sugerată encapsularea extractelor din propolis în sisteme cu nanoparticule (NIM) care măresc bioaccesibilitatea, eficiența terapeutică și eliberarea controlată. Uscarea în nanospray este o metodă de obținere a nanoparticulelor de polimeri, microparticulelor și NIM ce conțin componente bioactive. Au fost administrate oral ca suplemente NIM cu extract din propolis în tratamentul cancerelor de colon și ficat și acestea au promovat citotoxicitate față de liniiile celulare de carcinoame hepatice umane (HepG2) și de colon (HCT-116).

Aplicațiile nanoparticulelor cu propolis și extract cu licopen sunt sigure și au prezentat efecte de protecție importante pentru celulele pieliii împotriva iradierii UV, care induce diferite cancere de piele prin eritem și pigmentare. Nanoemulsiile au fost folosite pentru eliberarea de medicamente greu solubile, și au mărit solubilitatea și stabilitatea cinetică, micșorând activitatea colagenazică. Entraparea componentelor veninului de albine (BV) în nanoparticule a micșorat toxicitatea lor neselectivă și i-a îmbunătățit perspectivele de utilizare ca agent terapeutic anticanceros.

Studii clinice

Proprietățile anti-inflammatoare și antioxidante ale mierii, propolisului, RJ și BP pot explica impactul produselor apicole împotriva diferitelor tipuri de cancer. După cum arată Tabelul 2, mierea și propolisul sunt folosite în tratamentul mucozitei orale, leucemiei limfoblastice și a malignanțelor capului și gâtului, iar BP este folosit în tratamentul carcinoamelor celulelor renale. Propolisul și mierea au micșorat riscul mucozitei orale induse de tratamentele prin radioterapie. Au fost studiate activitățile antioxidante și anti-inflamatoare ale RJ encapsulat (400mg) și au demonstrat protecție împotriva oboselii și anorexiei induse de inhibitorii de tirozin kinază (TKI) la pacienții cu carcinoame ale celulelor renale (RCC).

Hipertensiune

Studii preclinice

Inflamația este un factor care predispune la ateroscleroză și hipertensiune, iar în consecință la CVD. Hipertensiunea este o problemă globală și una dintre cauzele principale ale CVD, de ex. atacul cerebral, infarctul miocardic acut și stopul cardiac. Sistemul renină-angiotensină (RAAS) este esențial pentru reglarea presiunii sanguine și menținerea proceselor inflamatoriiîn CVD. Utilizarea de inhibitori ai enzimei de conversie a angiotensinei (ACEI), de blocante ale receptorilor angiotensinei și de inhibitori ai reninei pentru a inhiba acțiunea farmacologică a RAAS este eficientă în tratamentul hipertensiunii.

Tabelul 2. Potența clinică a unor produse apicole împotriva cancerelor 

Proprietățile antioxidante ale polifenolilor din BP dețin un rol important în inhibiția enzimei de conversie a angiotensinei. Suplementarea cu extract din BP (0,1 și 1g/kg, timp de 16 săptămâni) micșorează concentrațiile ridicate de ACEI și angiotensină II induse de hrana bogată în grăsimi la șoarecii C57BL6, determinând o stimulare a funcției endoteliale  datorită efectului modulator pe care îl exercită asupra RAAS (Fig. 4). A fost stabilit că RJ tratat cu proteaza N (Pro-RJ) prezintă activitate de inhibiție față de ACEI. Administrarea orală de Pro-RJ (IY, VY, sau IVY) timp de 28 de zile produce un efect hipotensiv. Activitatea hipotensivă de lungă durată a proteinei din RJ (RJPH) a fost atribuită conținutului în peptide cu greutăți moleculare mici  și digestiei rapide. MRJP1 este o altă componentă bioactivă a RJ cu activitate anti-hipertensivă. MRJP1 exercită un efect de reglare asupra presiunii sanguine prin acțiunea sa asupra celulelor mușchiului neted vascular (VSMC). MRJP1 exercită un efect de protecție împotriva contracției, migrației anormale și proliferării VSMC prin micșorarea mișcărilor și a aportului de energie. VSMC reglează presiunea sanguină având un rol important în contracția și relaxarea vaselor de sânge. De asemenea, proliferarea VSMC și creșterea numărului lor determină micșorarea diametrului vaselor de sânge ceea ce afectează fluxul sanguin.

Condiția patologică a hipertensiunii se manifestă prin micșorarea producerii de NO, prostaciclină și factor hiperpolarizant derivat din endoteliu, care sunt factori de relaxare pentru celulele endoteliale vasculare. RJ are un efect agonist asupra receptorului muscarinic, care este similar cu cel al acetilcolinei, care mărește formarea de NO și vaazorelaxarea prin calea NO/cGMP și canalele de calciu. Creșterea formării NO promovează vazodilatarea și hipotensiunea. O suplementare totală cu 200mg/kg propolis a micșorat stresul oxidativ la șobolanii hipertensivi tratați cu inhibitor al sintazei NO esterului metilic al NO-nitro-1-argininei (Fig. 4). ROS cauzează pierderi de NO prin conversia sa la un peroxinitril oxidant. Efectul antioxidant al propolisului micșorează ROS, mărește nivelul sintezei de NO și stimulează funcția sa endotelială.

Studii clinice

În studiile clinice s-a comunicat că folosirea de apă de gură cu propolis produce o micșorare a efectelor nocive ale bacteriilor orale, întrerupând formarea de NO și determinând scăderi ale presiunii sanguine.

Periodontită

Studii preclinice

Periodontita este fenomenul în care țesutul periodontal acumulează placă bacteriană, urmat de un răspuns imun și inflamator secundar. Proprietățile anti-inflamatoare, antioxidante, antibacteriene, anti-carii și anti-placă ale propolisului susțin folosirea sa în prevenirea și tratamentul unor afecțiuni orale, incluzând placa dentară, gingivita, cariile dentare și cancerul oral. Fomarea cariilor dentare este un proces cronic, în care se produce o interacțiune chimică între bacteriile aderente la dinți, producătoare de acizi, și produsele fermentației carbohidraților, cu producerea degradării dinților. Factorul patogenic cel mai frecvent este consumul ridicat de zaharuri, întrucât un număr mare de microorganisme, în special S. mutans, care este factorul carcinogenic predominant al cariilor. Au fost testate activitățile anti-carii și anti-placă ale extractelor brute sau ale fracției hexanice din propolis brazilian. Mecanismul sugerat al acțiunii anti-carii a propolisului este legat de acțiunea sa antibacteriană împotriva S. sobrinus și S. mutans, și de inhibiția glucoziltransferazei (GTF). Efectele cariostatice ale extractelor din propolis sunt legate de inhibiția GTF în mai mare măsură decât de activitatea antibacteriană. Timp de 4 săptămâni, li s-a administrat topic, de câte două ori pe zi, șobolanilor fracția hexanică din propolis. Fracția a micșorat incidența cariilor pe suprafața netedă a cariilor, fără a menține proporția de biofilme de S. sobrinus în placa animalelor. Conținutul ridicat de acizi grași (palmitic, oleic și stearic) al propolisului brazilian îl face să prezintă o puternică activitate anti-carii la incorporarea în hrana șobolanilor.

Tabelul 3. Acțiunea propolisului împotriva bolilor periodontale în teste clinice

Tabelul 4. Testări clinice ale unor produse apicole în vindecarea rănilor

Celelalte componente ale propolisului, de ex. CAPE și quercetina, prezintă proprietăți anti-carie. CAPE are un efect antibacterian asupra bacteriilor prevalente oral (S. mutans, S. sobrinus, Actinomyces viscosus, Lactobacillus acidophilus) și contribuie la micșorarea formării de biofilme, micșorându-le în același timp și grosimea. Efectul antibacterian al CAPE a fost în principal observat asupra S. mutans. S-a sugerat că CAPE penetrează matricea extracelulară groasă a biofilmului și distruge celulele, mărind numărul de bacterii moarte. Administrat la jumătate din MIC, CAPE a micșorat aciditatea S. mutans la pH 5, producând moartea celulelor. Quercetina din Ardabil EEP, cu o valoare MIC de 3,12 – 100µg/mL, a inhibat dezvoltarea streptococilor orali și a micșorat formarea de biofilme. Tratamentul topic cu propolis roșu (800µg/mL), sub forma de neovestitol/vestitol, previne formarea biofilmului și micșorează matricea bogată în exopolizaharide (EPS) derivată din bacterii. Mecanismul propus al acțiunii este prin inhibiția activității enzimatice EPS derivate din GTF, care contribuie la creșterea EPS prin producerea de glucani solubili sau supresarea unor gene legate de stres și supraviețuire a S. mutans. Aplicarea topică a  unui lac pe bază de EEP (15% propolis) sau a fracției sale bioactive de două ori pe zi, timp de 4-5 săptămâni pe dinții șobolanilor a produs o activitate anti-carii comparabilă cu cea a medicamentului GS/Duraphat®. Nu au fost observate efecte toxice asupra celulelor de fibroblaste sau osteoblaste.

Studii clinice

Studiile clinice privind efectele și tratamentele anti-carie cu propolis sunt date în Tabelul 3. Propolisul sau EEP micșorează biofilmul dentar, măresc pH-ul salivei, micșorează formarea plăcii și protejează cavitatea bucală împotriva infecțiilor bacteriene.

Boli de piele

Studii preclinice

Melanogeneză

Pigmentarea cu melanină determină culoarea pielii animalelor și oamenilor. Melanina protejează pielea împotriva radiațiilor UV, dar acumularea excesivă de melanină poate produce boli ale pielii, precum decolorare, nevus, melasmă și îmbătrânirea pielii. În linia celulară B16F1 de melanocite de șoareci, RJ a prezentat activitate anti-melanogeneză, micșorând transcripția mARN-ului și astfel expresia tirozinazei, ceea ce determină scăderea conținutului de melanină. 10-HDA a prezentat activitate anti-pigmentare in vivo în modele pe animale. 10-HDA micșorează tirozinaza, proteina 1 legată de tirozinază (TRP-1) și transcripția mARN-ului TRP-2 prin supresarea factorului de transcripție asociat microftalmiei în celulele B16F10 de melanom.

Vindecarea rănilor

Pielea este principala barieră fizică a organismului, care îl protejează împotriva agenților nocivi din mediu. Produsele apicole au fost folosite de mult timp pentru îngrijirea pielii și sunt utilizate în numeroase preparate dermatologice destinate împrospătării pielii, albirii ei, în tratamentul arsurilor și pentru vindecarea rănilor. RJ prezintă activitate antimicrobiană și accelerează vindecarea țesuturilor distruse. RJPH hidrosolubile, precum MRJP2, MRJP3 și MRJP7, induc proliferarea, diferențierea și migrația keratinocitelor epidermale umane, promovând închiderea rănilor. RJ mărește formarea de colagen și are proprietăți anti-inflamatoare. 10-HDA, defensina 1 și MRJP3, componente ale RJ, inhibă citokinele pro-inflamatoare precum IL-1 și IL-6, fără a dăuna macrofagilor. MRJP induc proliferarea și migrația unor celule specifice, precum fibroblastele.

Proprietățile anti-inflamatoare, antioxidante și antibacteriene ale propolisului ar putea contribui la eficiența sa în vindecarea rănilor. Propolisul micșorează concentrația proteinelor pro-inflamatoare COX-1 și COX-2, proteinazei și prostaglandinei E, datorită componentelor sale fenolice și flavonoizilor, precum CAPE. Aplicarea topică de propolis pe rănile diabetice a micșorat/scăzut concentrațiile IL-1β, IL-6, TNF-α și MMP-9 la șoarecii cu diabet de tip 1 indus cu STZ. Propolisul a accelerat vindecarea rănilor la șobolani și a micșorat timpul de închidere prin stimularea formării de colagen și migrației keratinocitelor. Efectul antibacterian al amestecului format din două tipuri diferite de propolis colectate din regiuni diferite ale Iraqului a fost testat pe Escherichia coli, Staphylococcus aureus și Candida albicans. Combinația a îmbunătățit proprietățile antioxidante, anti-inflamatoare și de re-epitelizare ale materialelor, în comparație cu folosirea lor singulară, producând o accelerare a procesului de vindecare a rănilor.

Ingineria țesuturilor este o tehnică focusată asupra remodelării țesuturilor distruse. Această tehnică folosește diferite membrane funcționale din polimeri (alcool polivinilic – PVA – , acetat de celuloză) pentru a fabrica suporturi pe bază de nanostructuri în vederea utilizării în dressinguri pentru răni. Studii in vivo și in vitro au arătat că aceste dressinguri promovează procesele de vindecare a rănilor. Încărcarea cu propolis a dressingurilor pentru răni pe bază de nanofibre de PVA a produs închiderea rănii cu peste 68% după 7 zile de tratament într-un model de vindecare a rănilor provocate de diabet. Tratamentul șobolanilor masculi suferind arsuri de gradul 2 cu propolis asociat în membrane de cauciuc natural a produs regenerarea, re-epitelizarea, depunerea de colagen și micșorarea numărului de celule inflamatorii la animale. Au fost preparate dressinguri pentru răni formate din două straturi, folosind un schelet din policaprolactamă/gelatină (sub-strat) care a fost acoperite prin electrodepunere cu o membrană densă din EEP (stratul exterior). Distratul a indus vindecarea rănii și a micșorat timpul necesar pentru închidere. Tehnica cu distraturi a îmbunătățit biocompatibilitatea, biodegradabilitatea și proprietățile mecanice ale dressingurilor. Prezența propolisului în primul strat a determinat protejarea rănilor împotriva infecțiilor datorită proprietăților sale antibacteriene și antifungice.

Studii clinice asupra folosirii de produse apicole în tratamentul rănilor

Activitatea antibacteriană a mierii, capacitățile sale de modulare și biocompatibilitatea sa contribuie împreună la utilitatea sa ca agent de vindecare a rănilor. În combinație cu alte terapii, mierea prezintă acțiune antibacteriană superioară, putând fi folosită în tratamentul rănilor maligne, ulcerelor piciorului diabetic, ulcerelor piciorului, rănilor sau arsurilor (Tabelul 4). PedyPhar® constă din RJ și panthenol și mărește rata de vindecare a pacienților cu ulcere ale piciorului diabetic. Aplicarea zilnică de gel cu miere de Leptospermum pe ulcerele picioarelor sau pe răni promovează proliferarea țesuturilor și micșorează acumularea de țesut necrotic în rănii (Tabelul 4).

Ulcere peptice

Studii preclinice

Simptome tipice asociate ulcerului peptic sunt vomismentele, durerile abdominale post-prandiale și scăderile în greutate. Termenul ”ulcer peptic” se referă la iritarea tractului digestiv, în principal a pereților stomacului sau a duodenului proximal datorită hipersecreției de acid peptic. Utilizarea de medicamente anti-inflamatoare non-steroidale (NSAID) sau de aspirină și infecțiile cu Helicobacter pylori pot conduce la ulcere peptice. H. pylori sunt bacterii Gram negative care infectează mucoasele umane. H. pylori ca factor cauzant al inflamațiilor gastrice, ulcerelor și cancerelor stimulează expresia proteinelor din membranele exterioare legate de celulele epiteliale gastrice. Bacillus subtilis este o sursă de diferiți levani. Levanul din Bacillus sp. (200mg/kg) acționează ca agent probiotic împotriva ulcerelor gastrice induse cu etanol la șobolani Sprague-Dawley masculi adulți. Activitatea probiotică a levanului îi permite să acopere celulele epiteliale ale stomacului împiedicând adeziunea H. pylori. Mecanismul sugerat pentru efectele gastro-protectoare ale propolisului și metaboliților săi izolați – drupanină, artepillină C, kaempferidă și 4-O-metileterul aromadendrinei este asociat cu proprietățile lor antioxidante, anti-inflamatoare și de inhibiție a secreției gastrice.

Mecanisme de acțiune ce explică efectele împotriva ulcerelor peptice ale produselor apicole

Antioxidant – reface SOD și GSH la nivelele normale; inhibă apoptoza prin concentrația de X(BAX) și caspază-3

Efect profilactic – inhibiția infecției cu H. pylori

Anti-inflamator – Citokinele IL-1, IL-8, IL-1β prin inhibiția TN kB și MAPK

Administrarea de extracte hidroalcoolice din propolis roșu (HERP, 250 și 300 mg/kg) sau a izoflavonoidului formonetină (10mg/kg) a protejat împotriva formării de ulcere, a micșorat cantitatea de secreții gastrice și a contribuit la vindecarea zonelor distruse ale mucoasei în modul dependent de doze. A fost demonstrat că HERP inhibă infecția cu H. pylori și micșorează diametrul zonei afectate cu 13,0 ± 2,0 mm la 100mg/mL. Căile MAPK și NF-kB promovează acțiunea patologică a H. pylori. Un extract etanolic din propolis coreean a micșorat concentrațiile interleukinelor pro-inflamatoare IL-12, IL-8, IL-1β și COX-2 prin inhibiția căilor MAPK și NF-kB. KAE (160mg/kg) a produs o scădere cu 48% a TNF-α și cu 37% a IL-1β în ulcerul gastric și a scăzut concentrația factorului vazodilatator NO mărind fluxul de sânge către mucoasa gastrică.

Veninul de albine (BV) are proprietăți anti-inflamatoare și anti-apoptotice, exercitând efecte de protecție împotriva ulcerelor gastrice induse de NSAID. Injectarea intraperitoneală a 2mg/kg de BV a șobolanilor Sprague-Dawley cu ulcere peptice induse cu ASA a micșorat concentrațiile de citokine pro-inflamatoare (TNF-α) și a menținut concentrații normale de enzime antioxidante (SOD și GSH). În plus, a micșorat expresia caspazei-3 și X asociate limfomului celulelor B, stimulând refacerea distrugerilor mucosale și inhibând apoptoza în celulele gastrice. Propolisul, mierea și BV au prezentat efecte de protecție și vindecare asupra ulcerelor peptice datorită proprietăților lor anti-inflamatoare, antioxidante și antimicrobiene (Fig. 5).

Siguranța produselor apicole

La folosirea de produse apicole poate apărea o reacție alergică, însă rareori, reacțiile de hipersensibilitate la miere variind de la tuse la anafilaxie. Această reacție alergică ar putea fi atribuită mai multor cauze, precum conținutul în polen de albine, sporilor de mucegai, algelor sau unor proteine provenite de la albine. Consumul de RJ poate fi asociat cu diferite reacții adverse, precum dermatite de contact, astm acut, anafilaxie sau chiar moarte pentru unii indivizi. În țările în care se folosește mult RJ, se folosesc teste prin înțeparea pielii pentru diagnosticarea reacțiilor atopice. Studiile clinice au arătat că la subiecții cu sensibilitate clinică se găsesc în ser anticorpi IgE împotriva unor componente ale RJ. Aceste proteine anti-legare IgE sunt derivate din proteinele majore ale RJ, în special MRJP1 și MRJP2. Proteinele de legare a anticorpilor cu greutăți moleculare de 25 – 55 kDa au fost identificate în serul subiecților care prezentau reacții adverse la RJ, iar două proteine cu greutăți moleculare de 47 și 55 kDa ar putea fi biomarkeri de diagnostic. Proteinele care leagă IgE nu sunt specifice pentru RJ și pot fi prezente și în alte cazuri de alergii. Aceasta se poate explica prin contaminarea și reactivitatea încrucișată a RJPH cu alergeni inhalați, precum polenul.

Polenul din aer este o cauză cunoscută a alergiilor respiratorii care pot progresa până la reacții alergice periculoase. Deși BP este alcătuit în principal din polenul plantelor entomofile care atrag insectele pentru polenizare, el poate conține cantități semnificative de polen de la arborii polenizați de vânt sau de la plante anemofile, care pot induce reacții de hipersensibilitate după ingestia de polen de albine. În plus, polenul de albine poate fi contaminat cu diferite tipuri de fungi, precum Aspergillus, Cladosporium și Alternaria care pot induce reacții alergice.

Întrucât bacteria Gram pozitivă Clostridium botulinum, care constituie un factor de risc de botulism infantil, se poate găsi în miere și BP, FAO a interzis folosirea mierii pentru nou-născuți până la vârsta de un an. C. botulinum poate produce 8 toxine diferite (A, B, C1, C2, D, E, F, G). Au fost observate și reacții alergice la venin de albine. Ca rezultat al acestei hipersensibilități se poate produce anafilaxie și șoc fatal. În comparație cu alergenii din aer, precum polen sau acarieni, alergenii din BV sunt injectați direct în piele și ajung cu ușurință în fluxul sanguin, promovând un răspuns imun care se manifestă sub formă de edeme, eriteme și prurit, cu diametrul de 10 cm sau mai mult. Inflamația pielii care se produce ca răspuns la alergenii din venin necesită 1-2 zile pentru a apare și 3-10 zile pentru vindecare.

Diagnoza corectă a unei alergii la venin de insecte este importantă și se bazează pe istoric, teste de piele și determinarea anticorpilor specifici BV. Reticularea cu IgE legată de celulele mast ale alergenilor determină punerea în libertate de histamină, mediatori lipidici, enzime, citokine și chemokine care determină un răspuns acut la alergen. Reactivitatea încrucișată se poate produce datorită similarităților dintre componentele BV și structurile alergenilor singulari. Pot fi găsite similarități între diferite specii de albine și chiar între albine  și viespi. Carbohidrații care determină reactivitatea încrucișată acționează ca antigeni împotriva IgE din serul pacienților cu alergii la BV, ceea ce ar putea constitui cauza alergiilor la BV.

Opțiunile terapeutice în cazul alergiilor la BV sunt medicamentele de urgență care includ antihistaminice, injectare de epinefrină (adrenalină) și corticosteroizi. Au fost elaborate imunoterapii specifice BV prin injectare repetată de de doze crescătoare de BV care se recomandă pacienților pe timp de câțiva ani pentru a micșora simptomele alergiei.

Etaminys – Melidava