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動物の健康におけるアルテミシア アンヌア、アルテミシニン、その他の化合物の有益な使用
レビュー論文
『動物の健康におけるアルテミシア アンヌア、アルテミシニン、その他の化合物の有益な使用』
の紹介です。
論文の要旨
現代世界では、いくつかの病気に対処するための効果的な治療法の欠如、薬剤耐性の進展、および漢方薬への関心の高まりにより、古代の自然療法の研究と復活につながっています。
アルテミシア アンヌアとその生理活性化合物は、過去10年間で、抗腫瘍、抗菌、抗寄生虫、代謝、免疫調節効果など、植物の幅広い治療の可能性を示す証拠が増えていて、獣医学応用を探求することにも関心が高まっています。
このレビューは、動物の健康におけるアルテミシア アンヌア、アルテミシニン、およびその他の化合物の有益な効果に関する現在の知識を要約することを目的としています。
また、治療の信頼性と有効性を確保するために、アルテミシア アンヌア代謝産物を標準化する必要性を強調し、アルテミシニンがアルテミシア アンヌアに存在する他の分子とどのように相乗的に作用するかを探ります。
この論文のセクション
1. 序論
2.材料と方法
3.アルテミシア・アンヌアと腸の健康を支える役割
4.アルテミシア・アンヌアの抗寄生虫の可能性
4.1.コクシジウム症
4.2.リーシュマニア症
4.3.その他の寄生虫
5.アルテミシア・アンヌア:癌との戦いにおける緑の希望
6.効果を高める:アルテミシニンが他の分子との相乗効果でどのように働くか
7.品質の鍵:アルテミシア・アンヌアのような薬用植物における標準化の役割
8.将来の展望
9.結論
(自動翻訳のまま使用しています、おかしなところはご容赦ください、ゆっくり修正していきます)
1.序論
A. annuaは、2000年以上にわたって伝統的な中国医学で認められています。
その使用は、古代のテキスト「Shennong Bencao Jing」に文書化されています。
マラリアと闘うために1967年に開始された中国のプロジェクト523で、研究者は合成薬と伝統的な治療法の両方を探求しました。
後者から大きなブレークスルーが起こり、A. annuaの抗マラリア特性が発見されました。
20世紀の最も重要な医療のブレークスルーの1つで何百万人もの命を救い、公衆衛生に大きな影響を与えました。
A. annuaとその活性化合物、アルテミシニンは、主に植物の葉の腺毛状突起でのみ生成されます。
アルテミシニンに加え、フラボノイド、フェノール酸、多糖類などのA. annuaの葉に存在する他の生物活性化合物との相乗効果への関心が高まっています。
これらの二次代謝産物は、アルテミシニンのバイオアベイラビリティを高めたり、活性を延長したり、異なる細胞経路を調節したりすることで、アルテミシニンの薬力学的有効性を高める可能性があります。
さらに、これらの他の二次代謝産物は、抗炎症作用、抗酸化作用、抗菌作用など、独立した薬理学的特性も示しており、A. annuaは有望なポリ薬理学的治療候補となっています。
研究者は現在、アルテミシニンだけに焦点を当てるのではなく、植物全体のより広範な薬効の可能性を探求し、マラリア、癌、ウイルス感染症、自己免疫疾患を対象とした併用療法の新しい道を開きつつあります。
2.材料と方法
PubMed、ResearchGate、ScienceDirect、Google Scholar、SpringerLinkなどオンライン学術データベースとプラットフォームを使用して包括的な文献検索を実行しました。
検索キーワードには、動物の健康、抗酸化物質、アルテミシニン、アルテミシア・アニュア、コクシジウム症、腸内細菌叢、リーシュマニア症、癌、および薬力学的相乗効果が含まれます。
合計208の記事が特定されました。
3.アルテミシア・アンヌアと腸の健康を支える役割
腸内微生物叢は、バクテリア、真菌、ウイルスを含む10の14乗個以上の微生物で構成される非常に多様でダイナミックなコミュニティであり、安定した腸内環境を維持するために共同で働いています。
この微生物の生態系は、遺伝学、エピジェネティクス、年齢、免疫系機能、腸の生理学、ホルモン調節などの内部要因や、食事、薬、環境曝露などの外部要因の影響を受け、時間の経過とともに進化します。
腸内細菌叢は、栄養吸収、代謝、消化、免疫系調節、腸関門の維持に重要な役割を果たします。
微生物以外にも、構造微生物成分、代謝物、環境要因、宿主と微生物の相互作用で構成されており、これらはすべて腸の健康と全体的な幸福の維持に貢献しています。
バランスの取れたマイクロバイオームは胃腸の健康を維持するために不可欠であり、その生物多様性は代謝プロセス、免疫機能、および病気耐性の基本です。
微生物の多様性と機能の破壊は、ディスバイオーシスとして知られており、下痢、炎症性腸疾患(IBD)、大腸炎、または全身感染症などの障害につながる可能性があります。
さらに、dysbiosisは、心血管疾患、腎臓疾患、神経疾患、および行動障害を含むさまざまな健康状態に関連しています。
動物の腸疾患の治療と予防には、いくつかの戦略が採用されています。
プロバイオティクス(腸の健康をサポートする生きた有益な微生物)とプレバイオティクス(有益な細菌に栄養を与える化合物)は、病原菌に対する耐性を高め、粘膜の免疫を強化し、それによって全体的な健康を改善する上で重要な役割を果たします。
外因性酵素は、特に家禽では、飼料の効率と栄養吸収を高めるために一般的に使用されています。
大腸炎、下痢、コクシジウム症などの特定の状態の治療には、抗生物質、抗炎症薬、水分補給、抗寄生虫薬などがあります。
さらに、生産性を高め、腸疾患を治療または予防するための薬用植物の使用への関心が高まっています。
特に関心のある植物の1つは、A. annuaとその活性化合物であるアルテミシニンであり、腸内細菌叢を調節し、さまざまな種にわたって腸の健康を増強する有望な効果を示しています。
A. annuaは、有益な細菌を強化し、病原体を減らすことで腸の健康をサポートします。
ガチョウでは、その包含はバクテリド、フェカリバクテリウム、パラプレボテラを増加させ、栄養吸収を促進し、炎症を軽減し、腸の恒常性のためのIgAの完全性を維持した。
ブロイラーでは、この植物を補給すると、クロストリジウム・ペルフリンゲンス、大腸菌、ブドウ球菌が減少し、ラクトバチルス、バクテロイデス、およびフィルミキュトを増加させる。
乳酸菌は、病原体耐性を助ける短鎖脂肪酸(SCFA)を生成するため、これは腸の健康における保護的役割を示唆しています。
さらに、A. annuaエッセンシャルオイルは腸内物質のエンテロバクテリアを減少させる。
離乳した子豚では、A. annuaはバクテロイドータの豊富さを増加させ、炎症を防ぎ、病原体を抑制する代謝物である酢酸と酪酸のレベルを上昇させた。
これらの知見は、腸内微生物のバランスと腸の健康の自然なプロモーターとしてのA. annuaを強調しています。
A. annuaは、微生物叢への影響を超えて、腸関門を強化することも示されています。
これは、腸の完全性を維持するために重要なClaudin-2とZonula Occludens-1を含むタイト接合タンパク質のアップレギュレーションによって達成されます。
A. annua抽出物を投与されたブロイラーでは、特に壊死性腸炎に苦しむ動物で、これらのタンパク質の発現が有意に増加しました。
同様に、離乳した子豚では、アルテミシニンの工業抽出の副産物であるA. annua残基が、タイト接合タンパク質の発現を高めた。
A. annuaは、腸の構造を支えることに加えて、強力な抗炎症特性を示します。
これは、IL-1β、IL-6、TNF-αなどの炎症誘発性サイトカインの減少によって証明されています。
鶏と離乳豚にA. annuaエキスを補給したところ、腸内腸液中のIL-1β、IL-6、TNF-αのレベルが有意に低下しました。
さらに、この植物は細胞と体液の両方の免疫を強化し、感染症に対するより良い保護を提供します。
その補給は、分泌IgA(sIgA)、IgG、IL-10などの鶏の免疫マーカーのレベルの増加に関連しており、免疫応答の強化を示しています[44,45]。
さらに、A. annua残渣を投与された離乳豚は、より高いレベルの血清C3とIgAを示し、免疫保護の強化と炎症の減少を示唆しています。
免疫系の重要なタンパク質であるC3は、破壊のために微生物をマークし、免疫応答を調節することで、病原体防御に重要な役割を果たします。
研究によると、A. annuaは家禽の成長性能を向上させる。
ブロイラーでは、A. annua水抽出物を投与すると、最終的な体重が増加し、飼料効率が向上しました。
42日目までに、サプリメントは乾物、粗タンパク質、エーテル抽出物の代謝率を改善し、十二指腸キモトリプシン、トリプシン、ジェジュナルリパーゼを含む消化酵素活性を高めました。
もう一つの注目すべき効果は、現代の家禽システムにおける大気汚染の主な原因である糞便ガスの排出、特にアンモニア(NH3)と硫化水素(H2S)の削減でした。
興味深いことに、A. annuaはストレスや重要な時期の下での回復力を高めることも示されています。
そのサプリメントは、豚のひき出し後の適応をサポートし、ニワトリのストレス耐性を向上させます。
A. annuaを30日間与えた豚は、下痢の減少、栄養素の消化率の改善、およびより大きな体重増加を示しました。
熱ストレス下にあるブロイラーでは、A. annuaパウダーとオイルは1日の飼料摂取量と体重増加を増加させました。
さらに、妊娠中や授乳中のサプリメントは子孫に有益です。
A. annua抽出物投与雌豚は、血清内毒素、熱ショックタンパク質70(HSP-70)、および炎症性サイトカインが低かったが、血清トリヨードチロニン(T3)レベルと飼料摂取量が高くなりました。
最後に、最近の研究では、A. annuaの利点がルーメンの健康にも及ぶことを示しています。
子羊では、植物の水抽出物は、sIgA、IL-4、IL-2、および炎症調節と組織修復に関連する遺伝子を増やすことによって免疫機能を強化し、また、総スーパーオキシドジスムターゼ(T-SOD)とグルタチオンペルオキシダーゼ(GSH-Px)を増加させ、酸化ストレスのマーカーであるマロンジアルデヒド(MDA)を減少させることで抗酸化状態を改善しました。
乳牛では、サプリメントはプロピオン酸産生に関連する細菌を増やし、エネルギー損失とアシドーシスに関連する細菌を減らすことによってルーメン発酵を改善しました。
また、乳量、乳糖率、免疫力(↑IgM、↓IL-1β)、抗酸化能力(↑SOD、GSH-Px、↓MDA)も向上しました。
この進化する風景の中で、A. annuaとその活性化合物であるアルテミシニンは、胃腸とルーメンの健康をサポートし、マイクロバイオームを調節し、炎症を軽減する大きな可能性を示しています。
マクロファージの分極を調節し、炎症誘発性サイトカインを抑制し、上皮の完全性を回復する能力は、IBDやその他の炎症性腸疾患の治療薬としての有望です。
前述したように、A. annuaの補給は、腸内細菌叢の多様性を高め、免疫応答を改善し、複数の種にわたる細菌感染を軽減することが示されています。
腸内細菌叢の複雑さと個性を考えると、コンパニオン動物などの他の動物種におけるA. annuaとアルテミシニンの有効性、安全性、適切な投与量を最適化するには、さらなる研究が必要です。
これらの発見は、胃腸療法の進歩の可能性を強調し、微生物叢のバランスと全体的な健康を促進しながら、腸疾患を管理するための新しい解決策を提供します。図1は、A. annuaの主な特性と腸の健康に対する治療の可能性を示しています。
A. annuaとアルテミシニンが動物に及ぼす影響(動物の年齢、抽出物特性、および投与用量を含む)に関するこのセクションで引用された科学出版物に関連するすべての技術的詳細は、補足表S1に示されています。
4.アルテミシア・アンヌアの抗寄生虫の可能性
マラリア治療におけるその役割で広く認められているA. annuaは、動物でも有望な抗寄生特性を示しています。
その活性化合物であるアルテミシニンは、マラリアの原因となる原生動物であるプラスモジウム属に対するアルテミシニンベースの併用療法(ACT)の主要成分です。
ヒト寄生虫(寄生虫細胞に損傷を与える活性酸素種(ROS)の生成)におけるその有効性の根底にあるのと同じメカニズムは、さまざまな動物寄生虫(リーシュマニア種、トリパノソマ属、アイメリア属)にも適用されます。
この作用における類似性は、動物における寄生感染症を管理するための潜在的な自然な代替手段として、A. annuaを強調しています。次のセクションでは、その抗寄生の可能性をサポートする主要な研究について詳しく説明します。
4.1.コクシジウム症
コクシジウム症は、家畜、家禽、犬、猫、ウサギなどのコンパニオン動物など、幅広い動物に影響を与える主要な健康問題です。
それは世界的に重大な経済的負担をもたらし、治療費、二次感染に対する脆弱性の増加、死亡率、生産性の低下につながります。
例えば、家禽のコクシジウム症による世界的な年間損失は145億米ドルを超えると推定されています。
コクシジウム症は、主に脊椎動物に感染する細胞内原生動物によって引き起こされ、主に腸上皮細胞内で発達します。
感染症の症状には、下痢、体重減少、脱水症、さらには極端な場合には死亡が含まれます。この病気は非常に伝染性が高く、衛生状態が悪く、過密な空間で急速に広がります。
コクシジウムのライフサイクルには、環境段階と宿主に関連する段階の両方が含まれます。それは、感染した宿主が寄生虫の外部形態であるオーシストを排泄するときに始まります。
空気、湿気、暖かさの適切な条件下では、これらの卵胞子は胞子形成を受け、感染します。各卵胞には4つの胞子嚢胞があり、それぞれに2つの胞子胞子があります。
宿主に摂取されると、胞子星が出現し、腸細胞に侵入し、無性生殖を通じてメロゾイトを生成する分裂動物に成長します。
これらのメロゾイトは新しい細胞に感染し、寄生虫を拡散させる。いくつかの無性周期の後、有性生殖が起こり、マクロ配偶子とミクロ配偶子を形成します。
それらの受精は接合部を作り、それが新しい卵胞に成熟し、周期を継続します。
主にアイメリア種によって引き起こされるコクシジウム症は、家禽と反芻動物に大きな影響を与えます。
家禽では、E. acervulinaが商業群れで最も普及しており、E. tenellaとE. maxima がそれに続きます。
この病気は、下痢、貧血、脱水、無気力、低成長、飼料効率の低下、および生産の減少(例えば、卵または乳の収量)を引き起こします。
罹患した動物はまた、羽のフリル(家禽)、体重減少、および一般的な衰弱を示す可能性があります。
重症の場合、この病気は、特に若い動物で高い死亡率につながる可能性があります。
重症度は種、曝露、免疫状態に依存します。
反芻動物では、免疫は通常最初の1年以内に発達しますが、成人は貯水池として機能することができます。
家禽と反芻動物の両方におけるコクシジウム症の治療と予防は、抗球菌薬、主に抗生物質に依存しています。
しかし、誤用は薬剤耐性につながり、代替の解決策の探求を促しました。
ハーブエキスなどの植物ベースの選択肢は、免疫力を高め、食物連鎖の薬物残留物を減らすための飼料添加物として人気を集めています。
例えば、ヨーロッパでは、抗生物質の成長促進剤の禁止により、天然飼料添加物への移行が加速しました。
したがって、持続可能で安全な動物製品に対する世界的な需要の高まりは、植物ベースのソリューションの採用をさらに推進しています。
植物ベースの代替品の中で、A. annuaとその主要な活性化合物であるアルテミシニンは、動物におけるコシジウムに対する潜在性で注目を集めています。
鶏はコクシジウム症の影響を最も受けているため、いくつかの研究でその影響が調査されており、大部分は家禽に焦点を当てています。
天然の抗酸剤としてのA. annuaの可能性は広範囲に研究されています。
ブロイラーのA. annuaの0.5%から5%の範囲の多様な用量は、腸病変の重症度を減少させ、E. acervulinaとE. tenella oocystの脱落を減少させ、特に空腸と回腸における体重増加、絨毛の高さ、および地下室の深さを改善しました。
さらに、IFN-γとIL-10の発現を調節し、免疫応答に対する調節効果を示しました。
最後に、飼料効率と生産性能の重要な尺度である飼料変換比(FCR)は、E.テネラ菌の高感染率および低感染率の鶏で改善され、植物で処理されました。
A. annuaは、その治療効果に加えて、コクシジウム症の制御において重要な予防効果も示しています。
A. annuaを与えられた鶏は、病変スコアが80%減少し、卵胞数が減少し、E. tennellaとE. acervulinaが主な種でした。
同様に、放し飼いのブロイラーでは、E. acervulinaのオーシスト排出が60~70%減少しました。
寄生虫を完全に排除する可能性は低いですが、A. annuaは感染レベルを低下させ、免疫応答を強化し、コクシジウム症に対する群れの抵抗性を向上させます。
これらの知見は、病気管理のための有望な自然代替手段としてA. annuaを位置づけています。
A. annuaの抗邪特性は、自然形態と発酵形態の両方で、子羊やウサギを含む他の種でも評価されています。
子羊の研究では、植物で治療されたすべてのグループが強力な抗悪性効果を示し、胞の減少と体重増加を示しました。
この種の発酵A. annuaはまた、抗炎症性IL-10を増加させながら、炎症誘発性サイトカイン(IFN-γ、IL-1β、IL-17)を減少させ、コクシジウム症に対するより広範な保護効果を示唆しています。
Eimeria spp.に感染したウサギでは、A. annua抽出物の投与により、体重が有意に増加し、糞便の排出が減少しました。
さらに、この用量を投与されたウサギは、糞便含有量の総細菌数が最も低く、総揮発性脂肪酸(VFA)レベルが最も高くなりました。
VFAは、エネルギー代謝、腸内微生物叢バランス、pH調節、および全体的な成長パフォーマンスをサポートすることにより、ウサギの消化器生理学と全体的な健康に重要な役割を果たします。
さらに、A. annuaパウダーを食事に取り入れると、成長性能が向上し、コクシジウム症の予防が効果的になりました。
コクシジウムに対するA. annuaの作用様式が解明され始めており、アルテミシニンは、オーシストを標的とし、オーシスト壁の発達を妨害することによってその形成を混乱させる重要な活性化合物として特定されています。
これは卵胞の死と胞子形成率の低下につながります。
卵胞胞形成は、動物が主に胞子化された卵胞を摂取することによって感染するため、コクシジウム症の疫学において重要な役割を果たします。
アイメリア感染の間、NF-kBタンパク質複合体が活性化され、寄生した細胞をアポトーシスから保護し、メロゾイトが成熟します。
その後、EimeriaはNF-kBを阻害して宿主細胞のアポトーシスを促進し、メロゾイトの脱出を促進します。
アルテミシニンは、アポトーシス実行の重要な酵素であるカスパーゼ-3活性を増加させ、アポトーシスを阻害するタンパク質であるBcl-2レベルを低下させることにより、寄生虫に感染した珪胞のアポトーシスを促進することによって、このプロセスに対抗することが示されています。
A. annuaの全植物または乾燥葉抽出物を使用した研究では、卵胞胞子の胞子形成の抑制、卵胞子の形態学的変化、およびNF-kB発現の抑制が実証されています。
分離されたアルテミシニンは、コシジウムに対しても研究されています。
研究によると、アルテミシニンは、E. acervulinaに感染したブロイラーの体重増加と飼料変換率を改善し、混合Eimeria種(E. acervulina、E. tenella、およびE. maxima)に感染した動物のオシスト産生を有意に減少させました。
アルテミシニンはコクシジウム症との闘う主な生理活性化合物のようですが、樟脳や1,8-シネロールなどのA. annuaの他の成分も抗悪性活性を示しています。
A. annuaは、その直接的な抗悪性特性に加えて、コクシジウムに対する保護を高める追加の利点も提供します。
A. annuaを補給したブロイラーは、従来の食事で供給されたブロイラーと比較して、飼料変換効率が向上し、より大きな体重増加を示しました。
これらの影響は、植物の豊富な粗タンパク質、必須アミノ酸、ミネラル、ビタミン、抗酸化物質、フラボノイドの豊富な組成によるものと思われます。これらはすべて成長と全体的な健康をサポートします。
さらに、A. annuaのサプリメントを摂取した動物は、産卵の増加や卵のサイズの拡大など、生殖能力の改善を示しました。
結論として、A. annuaとその活性化合物であるアルテミシニンは、特に家禽のコクシジウム症の管理に大きな可能性を示しています。
この植物は、オーシストの排出量を減少させ、飼料変換効率を改善し、免疫機能を高め、成長と腸の健康を促進することが示されています。
しかし、その長期的な影響、最適な投与量、異なる種にわたる正確な作用機序、およびいくつかの種への適用性を完全に理解するには、さらなる研究が必要です。
図2は、A. annuaの主要な特性と治療の可能性を強調し、抗酸化剤と免疫増強剤としての二重の役割を強調しています。
前述したように、動物に対するA. annuaとアルテミシニンの影響(動物の年齢、抽出物特性、および投与量を含む)に関するこのセクションで引用された科学出版物に関連するすべての技術的詳細は、補足表S1にリストされています。
4.2.リーシュマニア症
(日本では発生がないため大幅に省略致します。)
A. annua薬用植物の潜在的な役割が探求され始めているもう1つの重要な寄生虫は、リーシュマニア属です。
リーシュマニアはさまざまな動物種に感染しますが、特に犬が最も頻繁にそして猫も影響を受けます。
90カ国以上で流行しており、ヨーロッパでは250万件の感染例を含む推定7億匹の犬が感染しています。
感染は主にサシバエを介して発生しますが、非ベクター感染(例:性的、垂直、および輸血経路)も報告されています。
(日本に存在するサシバエはリーシュマニアを媒介しないことが知られています)
リーシュマニア症の予防と管理は、殺虫用首輪、スプレーによるサシバエへの曝露を最小限に抑えることです。
ワクチン接種は、効果的は不完全ですが、感染率を68.4%から80%低下させます。
注意しなくてはならない点として血清学的診断を妨げる可能性があります。
治療は、抗寄生虫療法、免疫調節療法、および支持療法を通じて、感染を制御し、症状を軽減することに重点を置いています。
しかし、完全な治癒は困難で、5~12か月以内に再発します。
標準的な治療法は結果を改善しますが、特にアロプリノールに対して、腎毒性、炎症、薬剤耐性などのリスクももたらします。
最近の研究では、アルテミシニンがリーシュマニアでアポトーシス様細胞死を誘発します。
アルテミシニンの有効性は、フリーラジカルの生成を増加させることにあります。
In vitroとin vivoの両方の研究は、複数のリーシュマニア種に対するその広域スペクトル活性を示し、その治療の可能性と安全性を強調しています。
A. annuaで治療されたマウスは、純粋なアルテミシニンまたはアンホテリシンB治療より効果的でありました。
臨床的には、A. annuaは、特に従来の治療が失敗したり、副作用を引き起こしたりした場合、コンパニオンアニマルで有望であることを示しています。
皮膚リーシュマニア・メキシカナ病変の猫は、A. annuaカプセルによる治療後に有意に改善し、病変は安定し、8ヶ月間投与後にも副作用は報告されませんでした。
同様に、A. annua抽出物とアロプリノールと組み合わせて治療されたCanLの犬は、ヘマトクリットレベルの上昇、アルファ-1、アルファ-2、ガンマグロブリンレベルの低下、リーシュマニアに対するIgGレベルの低下など、著しい臨床および検査の改善を示した。
A. annuaとアルテミシニンは、リーシュマニア寄生虫に対し一定の効果が認められました。
4.3.その他の寄生虫
A. annuaとアルテミシニンはまた、Toxoplasma gondii、Echinococcus multilocularis、Trichinella spiralis、Trypanosoma cruzi、Cytauxzoon felis、Neospora caninumなど、動物の健康に影響を与えるさまざまな病原体に対して有望な抗寄生虫効果を示しています。
研究によると、A. annuaは、免疫応答を刺激すると同時に、in vitroでToxoplasma gondiiの細胞内複製を阻害することができます。
さらに、植物で治療されたマウスは、対照群よりも遅れて症状を発症した。
アルテミシニンとその誘導体はまた、カルシウムダイナミクスを変化させることによって寄生虫の発生を妨害することが示されています。
さらに、A. annuaとアルテミシニンは、トリパノソーマ・クルジ、Cytauxzoon felis 、およびNeospora caninumの体外成長を抑制します。
他の化合物と組み合わせると、アルテミシニンはエチノコッカス・マルチロキュラリスとトリキネラ・スパイラリスに対しても抗寄生効果を示しました。
これらすべての発見は、植物とその活性化合物の両方が幅広い抗寄生の可能性を持っていることを示唆しています。
単独で使用しても組み合わせても、それらの有効性は、獣医寄生虫学への応用への期待を強調しています。
5.アルテミシア・アンヌア:癌との戦いにおける緑の希望
アルテミシニンおよびポリフェノールなどのA. annua中の他の成分が重要な抗癌特性を示します。
これらの化合物は癌治療の補助剤として機能し、特定の化学療法剤の有効性を高めます。
犬の骨肉腫(OSA)細胞株に対する純粋なアルテミシニンとA. annuaのハイドロアルコール抽出物の細胞毒性効果を調査した研究で、A. annua抽出物の方が単剤としてのアルテミシニンより強い効果を示し、両方が細胞の生存能力を低下させることがわかりました。
がん細胞を破壊する効果は、純粋なアルテミシニンと比べて、A. annua抽出物中のアルテミシニンが8分の1ですむことが示されましたが、それはA. annuaに含まれるその他の成分に相乗効果をがあることを示しています。
興味深いことに、抽出物はサブG1集団を誘発し、アポトーシスではなく壊死細胞死を示すと同時に、細胞内鉄濃度の低下を示し、ヒトやマウスなどの動物モデルで起こることと同様に、他の動物種におけるアルテミシニン誘発細胞死は、脂質過酸化および酸化ストレスに関連するプログラムされた細胞死メカニズムであるフェロプトーシスを介して発生する可能性があることを示唆しています。
癌細胞はしばしば高い細胞内鉄濃度を示すため、フェロプトーシスの影響を受けやすいです。
アルテミシニンのエンドペルオキシド構造は、Fe2+との相互作用を通じて活性酸素種(ROS)の生成を高め、フェロプトティックメカニズムを強化します。
これらの知見は、動物におけるA. annuaの抗がん効果は、少なくとも部分的には、フェロプトーシスによって媒介されている可能性があることを示唆しています。
犬骨肉腫(OSA)細胞株(OSCA-8およびOSCA-40)に対するA. annua抽出物の効果を評価しました。
抽出物は、純粋なアルテミシニンよりも大幅に低いIC50値で、用量依存性の細胞毒性を示し、植物中の他の生理活性化合物が相乗的に作用するという考えを強化しました。
さらに、抽出物で処理された細胞で細胞内の鉄含有量と脂質過酸化の増加が観察され、細胞死の主要なメカニズムとしてフェロプトーシスをさらに支持しました。
乳腺腫瘍を持つマウスで実施された、コンパニオンアニマルモデル細胞に焦点を当てていないものの、in vivo研究を強調する必要があります。
この研究では、アルテミシニンが血管新生を阻害することで腫瘍の増殖を著しく低下させることが示されました。
その抗癌特性は、乳がんおよび卵巣がん異種移植における血管密度の低下と細胞増殖に関連しています。
特に、アルテミシニン油懸濁液は、VEGFおよびHIF-1血清レベルの用量依存性低下につながり、腫瘍の進行、特に血管新生において重要な役割を果たし、高用量はより顕著な効果を示します。
さらに、乳がんの悪性腫瘍と転移に関連するNotch1の発現は、中~高用量で治療された腫瘍でダウンレギュレートされました。
コンパニオン動物(3匹の犬と1匹の猫)の線維肉腫の補助治療として、粉砕されたA. annuaと鉄を組み合わせた使用を調査しています。
腫瘍の外科的切除に続いて、従来の治療はA. annuaサプリメントで補完されました。
すべての症例で、A. annuaは手術の補助として肯定的な効果を示し、追跡期間中に腫瘍の再発や新しい腫瘍の発生は観察されませんでした。
これらの予備的な知見は、獣医腫瘍学における線維肉腫の管理における支持的治療薬としてのA. annuaの潜在的な有用性を示唆しています。
この研究に続いて、さまざまな腫瘍を持つ16匹の犬と4匹の猫を対象に、標準的な治療とともに補助療法として鉄を含むA. annuaをテストしました。
この研究では、A. annuaが生存率を有意に改善したことが示され、治療を受けた動物20匹のうち13匹が18ヶ月を超えて生存したのに対し、対照群は誰も生存しませんでした。
この研究では、鉄吸収の重要なタンパク質であるトランスフェリン受容体(TfR)と細胞増殖のマーカーであるKi-67を測定することにより、腫瘍の特徴と治療反応を評価しました。
結果は、TfRとKi-67の高い発現がより良い治療反応と相関する攻撃性腫瘍において、A. annuaがより効果的であることを示唆しました。
重要なのは、治療を受けた動物に有意な副作用は観察されなかったことです。
6.効果を高める:アルテミシニンが他の分子との相乗効果でどのように働くか
A. annuaでは、アルテミシニンとフラボノイドや他のテルペンなどの他の生体分子との相乗効果が重要な研究の焦点となっています。
植物に豊富に含まれているこれらの化合物は、一緒になって治療効果を高め、さまざまな病気に対する有効性を高める可能性があります。
A. annuaに存在する生体分子の中で、顕著な例としては、テルペン、エッセンシャルオイル、フェノール化合物、多糖類があります。
テルペンは A. annua の重要な生体分子クラスであり、主な活性化合物はアルテミシニンです。
前述のように、アルテミシニンは、寄生虫を損傷するフリーラジカルを生成したり、癌細胞にフェロトーシスを誘発したりすることで、強力な治療活性を示します。
アルテミシニン以外にも、A. annua には、植物の防御機構に寄与し、薬効を持つさまざまなテルペンが含まれています。
これらのテルペンには、モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペンが含まれます。
モノテルペンのサブカテゴリには、植物に特徴的な香りを与え、抗菌および抗炎症特性を示すリモネン、抗炎症、抗酸化、気管支拡張作用で知られるピネン、抗酸化および抗真菌活性を持つカンフェンが含まれます。
セスキテルペンには、アルテミシニンだけでなく、抗菌・抗酸化作用を持つアルテミシアケトンや、抗炎症・抗不安作用が認められているβ-カリオフィレンも含まれています。
一般的に、A. annuaに含まれるテルペンの多様性は、他の代謝物との相乗効果を高め、幅広い生物学的効果に寄与しています。
上記のように、アルテミシニンは、癌細胞や寄生虫を損傷したり、フェロトーシスを誘発したりするフリーラジカルを生成することで、強力な治療活性を示します。
アルテミシニンに加えて、A. annuaには、植物の防御機構に寄与し、薬効を持つ多種多様なテルペンが含まれています。
これらのテルペンには、モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペンが含まれます。
モノテルペンのサブカテゴリには、植物に特徴的な香りを与え、抗菌および抗炎症作用を示すリモネン、抗炎症作用、抗酸化作用、気管支拡張作用で知られるピネ、抗酸化作用および抗真菌活性を有するカンフェネがあります。
セスキテルペンの中には、アルテミシニンだけでなく、抗菌および抗酸化活性を持つアルテミシアケトン、および抗炎症および抗不安特性で認められたβ-カリオフィレンも発見されています。
一般的に、A. annuaの多種多様なテルペンは、他の代謝産物との相乗効果を高め、幅広い生物学的効果に寄与します。
A. annuaに含まれるもう1つの重要な化合物グループは、植物の治療特性に寄与する揮発性化合物の複雑な混合物であるエッセンシャルオイルです。
これらのエッセンシャルオイルは、抗菌作用と去痰作用を持つ1,8-シネオール(ユーカリプトール)、抗真菌作用と抗酸化作用を示すチモール、抗酸化作用と抗炎症作用で知られるα-ピネンとβ-ピネン、病原体と戦う能力と抗酸化作用を持つリモネン、抗炎症作用を持つβ-カリオフィレンなどのテルペンが豊富に含まれています。
A. annuaに特有のアルテミシアケトンとチャマズレンは、抗酸化作用、抗菌作用、または強力な抗炎症作用に寄与します。
さらに、抗菌特性を持ち、治癒を促進するテルピネン-4-olや、鎮静作用と抗炎症作用で知られる酢酸ボルニルなどの非テルペン化合物も、これらのオイルの生物学的活性を高めます。
A. annuaには、病気やストレスに対する防御機構として植物によって生成されるフェノール化合物も含まれています。
これらの化合物は、植物の治療特性、特に抗酸化作用と抗炎症作用に大きく貢献しています。
フェノール化合物は、フラボノイド、フェノール酸、クマリン誘導体などの二次代謝物であり、フリーラジカルを中和し、炎症プロセスを調節する高い能力で知られています。
これらの二次代謝産物の中で、フラボノイドは特に注目すべきものです。
A. annuaの葉には、抗炎症、抗酸化、抗腫瘍、神経保護、鎮痛作用を持つカスチシン、強力な抗酸化および抗炎症剤であるケルセチン、抗腫瘍、抗炎症、抗炎症、抗菌、心臓保護作用を示すエウパトリン、神経保護、抗酸化、抗腫瘍作用、抗炎症作用を持つフラボノールアルテミンなど、いくつかの重要なフラボノイドが含まれています。
フラボノイドは、植物の生物学的活性に寄与するだけでなく、アルテミシニンの生物活性を高める可能性があります。
例えば、フラボノイドは鉄形態の変換を促進し、フリーラジカルの放出を助け、アルテミシニンの体内でのバイオアベイラビリティと寿命を向上させることができます。
カスチシンとアルテメチンだけでは抗寄生作用はありませんが、アルテミシニンと相乗効果を高めます。
一方、ケルセチンは、アルテミシニンと組み合わせるとさらに強化される固有の抗寄生活性を持っています。
フラボノイドに加えて、A. annuaには、スコポレチンやエスクレチンなどのクマリンが含まれており、肝保護効果と免疫調節効果を提供します。
結論として、免疫調節作用、抗酸化作用、抗腫瘍作用により近年注目されている多糖類の役割を強調することが重要です。
これらの化合物は免疫系と相互作用し、A. annuaの治療活性に大きく貢献します。
この薬用植物の多糖類には、グルコース、マンノース、ガラクトース、キシロース、アラビノースなどのさまざまな単糖類からなるヘテロ多糖類が含まれています。
これらの化合物は、多くの場合、特定の免疫調節および抗酸化特性を与えるβ-グルカン結合と側枝を備えています。
他の種類の多糖類には、抗酸化作用と抗がん作用を示す硫酸化多糖類や、マクロファージを活性化し、サイトカイン分泌を高める免疫刺激作用を持つ分岐グリカンであるアラビノガラクタンなどがあります。
さらに、β-グルカンなどのグルカンは、免疫反応を刺激する能力でよく知られています。
いくつかのA. annua多糖類は、免疫防御の重要なメディエーターである一酸化窒素(NO)の産生を促進することによって免疫応答を調節することがわかっています。
さらに、これらの多糖類はプレバイオティクスとして機能し、腸内微生物叢の組成を改善し、感染症に対する体の抵抗力を高める可能性があります。
これらの多面的な特性は、A. annuaの治療の可能性における多糖類の重要性を強調しています。
A. annuaの葉に含まれるこれらの分子の存在とその治療の可能性を考慮すると、この植物内の薬力学的相乗効果を強調することが重要です。
この相乗効果は、体内での比較的短い半減期に対処し、そのバイオアベイラビリティ(すなわち、分子が血流に吸収される能力)を向上させることによって、アルテミシニンの有効性を高めます。
さらなる研究が必要ですが、特にフラボノイドの潜在的な相乗効果を説明する興味深い研究が発表されました。
フラボノイドは、アルテミシニンのバイオアベイラビリティを高めるだけでなく、その有効性を高めることによって極めて重要な役割を果たします。
これらは、異なる生化学的経路を通じて同じ寄生虫を標的にすることでこれを達成し、それによって相乗的メカニズムを通じて治療効果を増幅します。
この相乗効果は、主にフラボノイドや多糖類などの生理活性化合物によって促進され、腸膜の透過性を改善し、その結果として吸収します。
さらに、シトクロムP450などの肝酵素を阻害し、アルテミシニンの分解を減少させ、体内での活性を延長することで代謝に影響を与えます、細胞トランスポーターと相互作用することにより、その作用部位でのアルテミシニンの可用性を高め、治療効果を増幅します。
カスチシンやケルセチンなどのフラボノイドは、薬物の不安定性の原因となる重要なメカニズムであるアルテミシニンを酸化的分解から保護し、治療中の安定性と有効性を高めることもできます。
特に、アルテミシニンとフラボノイドを組み合わせることで、アルテミシニン単独よりも寄生虫負荷を効果的に減らすことができることが研究で示されています。
研究では、アルテミシニン単剤療法よりもポリ療法としてのA. annuaの優位性が確認されています。
乾燥A. annuaの葉を経口投与すると、マウスの同じ用量の純粋なアルテミシニンと比較して、血清アルテミシニンレベルが45倍高く、血流中のアルテミシニン濃度が有意に高くなり、バイオアベイラビリティが向上したことを示しています。
マウスのA. annuaと半合成アルテミシニンの間の肝臓代謝、組織分布、および炎症減衰を比較することにより、アルテミシニンのバイオアベイラビリティを調べました。
研究結果によると、A. annuaの葉からのアルテミシニンは、投与後わずか1時間で、同じアルテミシニン濃度で半合成アルテミシニンよりも優れた抗炎症効力、より大きなバイオアベイラビリティ、およびより広い組織分布(心臓、肺、肝臓、脾臓、筋肉、脳)があったことを示しました。
この有効性の増加は、肝臓P450s酵素(CYP2B6、CYP3A4)を阻害し、アルテミシニンの分解を防ぎ、治療の可能性をさらに最適化する抗炎症効果を発揮することで、アルテミシニンのバイオアベイラビリティを相乗的に高める他のA. annua植物化学物質の存在に起因します。
マラリア以外にも、A. annuaに含まれる化合物は、寄生感染症、癌、細菌、ウイルス性疾患など、さまざまな状態に対するアルテミシニンの活性を高めます。
このエビデンスは、A. annuaの薬理学的相乗効果を活用した統合的な医療アプローチの可能性を強く示唆しています。
継続的な研究は、この相乗効果を最大限に引き出す製剤の改良を目指しており、感染症および慢性疾患の治療に革新的な戦略を提供します。
A. annuaに含まれる主要な化合物と、それらのアルテミシニンとの相乗効果の概要を図5に示します。
7.品質の鍵:アルテミシア・アンヌアのような薬用植物における標準化の役割
すべての薬用植物には、治療効果の原因となるさまざまな生理活性化合物または有効成分が含まれています。
しかし、これらの有効成分が標準化されていない場合、これらの化合物の濃度の変化は予測不可能な結果をもたらし、治療効果を低下させたり、望ましくない副作用を引き起こす可能性があります。
したがって、薬用植物に基づく製品の有効性、安全性、品質を確保するためには、有効成分含有量に関して薬用植物を標準化することが不可欠です。
実際、標準化は、天然物の品質と安全性に関する国際的な規制と基準を遵守するための重要なステップです。
これにより、薬理学や従来の医療行為に薬用植物を含めることができます。
この原則は、アルテミシニンが主要な活性化合物であるA. annuaに直接適用する必要があります。
しかし、植物のアルテミシニン含有量は、植物品種またはケモタイプ(低、中、高アルテミシニン含有量の品種)、生育条件(土壌、気候、光周期など)、収穫時期(花誘導期にアルテミシニン濃度がピークに達するため)、植物の収穫後処理(乾燥方法と貯蔵条件を含む)などに影響を受けます。
これらの要因は、最終製品の品質と一貫性に直接影響し、アルテミシニンレベルと、薬力学的相乗効果に寄与するフラボノイドなどの他の生物活性化合物の存在の両方に影響を与えます。
これらの変化を考えると、アルテミシニン含有量を定義された閾値内で標準化することは、治療効力と臨床効果を確保し、過剰摂取と過剰摂取の両方を防ぐために重要です。
このような標準化がなければ、病気やその他の潜在的なアプリケーションの治療におけるA. annuaの有効性は一貫性がなくなり、臨床信頼性が制限される可能性があります。
さまざまなA. annuaベースの製品に関する研究では、アルテミシニン含有量の有意なばらつきが明らかになりました。
最近発表された小さなケーススタディは、米国で犬向けに販売されている4つの異なるアルテミシニンサプリメントを分析し、どの製品も許容可能な強度範囲を満たしていないことを発見しました。
結果は、ラベルの主張と比較して、アルテミシニン含有量の変動性が高いことを示した。
驚くべきことに、製品の1つに検出可能なアルテミシニンが含まれていないため、その有効性に関する重大な懸念が高まっています。
さらに、安定性試験と不純物分析は実施されなかったため、どの製品も米国薬局方(USP)またはICHの受け入れ基準を満たしていません。
動物健康製品に見られるこのような矛盾は、植物由来の薬用治療における厳格な品質管理の必要性を強調しています。
標準化は、一貫性と品質を確保するだけでなく、活性化合物の毒性レベルを正確に評価するためにも重要です。
A. annuaを特に植物成分として使用した科学的証拠は生成されていませんが、いくつかのラットでの研究では、A. annua抽出物の経口投与は一般的に比較的高いLD50値をもたらし、全体的な毒性が低いことを示唆しています。
例えば、マウスでの5000mg/kgの経口投与は副作用を生じず、送達経路としての経口投与の安全性を支持しました。
さらに、A. annuaの毒性レベルは、その一次活性化合物であるアルテミシニンに直接適用する必要があります。
アルテミシニンの経口投与による深刻な副作用は報告されていません。
マウスのLD50値は、経口投与時に4228~5105 mg/kgの間で記録されています。
ヒトでは、1日500mgの経口投与を5日間投与すると、副作用は示されませんでした。
A. annua植物のアルテミシニン含有量が0.01%から1.0%の範囲であることを考えると、植物を植物成分として使用すると、安全で忍容性のある量のアルテミシニンを摂取することができます。
A. annuaの活性化合物、特にアルテミシニンの標準化を確保することは、有効性、安全性、および全体的な製品品質を保証するために不可欠です。
適切な標準化により、バッチ間の一貫性が保証され、各バッチが確立された品質基準を満たしていることを保証します。
これは、信頼できる効果的な治療法を提供し、消費者の信頼と患者の安全の両方を守るために不可欠です。
適切な標準化がなければ、A. annuaの治療の可能性は損なわれ、それに依存する人々の健康を危険にさらす可能性があります。
8.将来の展望
このレビューは、さまざまな動物種に影響を与える幅広い健康状態を治療する上で、A. annuaとその活性化合物、アルテミシニンの有望な治療の可能性を強調しています。
有望な発見にもかかわらず、その治療用途を洗練し、その安全性と有効性を完全に確立するには、さらなる研究が不可欠です。
継続的な調査は、将来の治療プロトコルでの使用を最適化し、標準化し、適切な投与ガイドラインの開発を確実にし、潜在的な悪影響に関する懸念に対処するために必要です。
さらに、潜在的な抗ウイルスおよび抗真菌特性、および多様な動物種におけるその有効性を含む、さまざまな疾患に対するこの化合物の有効性を探求するための追加の研究が緊急に必要です。
研究はまた、アルテミシニンとA. annua 内の他の生物活性化合物との相乗効果の可能性を調査し、そのバイオアベイラビリティを改善し、その作用機序をさらに解明することに焦点を当てるべきです。
このような努力は、動物の健康における飼料添加物としてのA. annuaのような薬用植物の専門的な使用を促進し、それによってこれらの薬用植物とその生理活性成分の獣医学における治療応用を促進するために不可欠です。
さらに、飼料添加物としてのA. annuaの将来の成功は、その品質だけでなく、その入手可能性と手頃な価格にもかかっています。
生産規模、栽培方法、地域の農業条件など、いくつかの要因が両方の側面に影響を与えます。
A. annuaは比較的広く普及しており、気候に適した世界中の多くの地域、特に熱帯および亜熱帯地域で栽培できます。植物の成長は特に難しくありませんが、特定の最適な条件が必要です。
これは、高い葉のバイオマスと治療用生体分子の適切な濃度の両方を達成するために重大な課題をもたらす可能性があります。
近年、A. annuaの栽培は、人間のマラリアを治療するためのアルテミシニン抽出の従来の使用を超えて、人間や獣医学、化粧品などの新しい分野にますます注目されています。
しかしながら、依然として重大な制約が残っています。
それは、動物保健用途、特に家畜への使用における現在の生産コストです。
A. annuaの大規模な商業生産はまだ開発段階にあり、ほとんどの国で費用対効果の高い生産が実現できていません。
しかし、獣医学業界からの需要が高まり、栽培・抽出技術が向上するにつれて、価格は大幅に低下し、近い将来、A. annuaは動物保健用途においてより入手しやすく、現実的な選択肢となることが期待されます。
9.結論
動物では、飼料添加物としての有効性を強調し、腸の健康を促進し、免疫力を高め、寄生および癌関連疾患の治療を支援します。
A. annuaとその生物活性成分は、善玉菌を増やし、悪玉菌を抑制し、腸内の細菌バランスを改善し、感染症リスクを減らすことで、腸の健康と動物の成長をサポートします。
また、特に家禽におけるEimeria spp.やClostridium perfringensなどの感染症に対する強力な予防効果も示しています。
フラボノイドと抗酸化物質の豊富な含有量は、腸の完全性を維持し、免疫機能を高めるのに役立ちます。
サプリメントは、コクシジウム症に感染した鳥の卵の生産、飼料効率、生存率の改善に関連しています。
高用量は、副作用のない体重増加と病気の重症度の軽減を示しています。
コンパニオンアニマルでは、A. annuaはリーシュマニア症の安全で効果的な補助療法であり、全体的な健康を改善し、アポトーシスを促進し、免疫応答を調節するアルテミシニンの作用を通じて寄生虫の負荷を軽減します。
また、動物の腫瘍治療の補助剤としての期待を示しており、植物全体の抽出物は、特に鉄や従来の治療と組み合わせると、生存期間を延ばし、腫瘍の再発を予防します。
この抗がん活性は、ROS誘発性鉄腫症と関連し、相乗的な植物化学物質によって強化される可能性が高いです。
全体として、A. annuaとその生理活性化合物、特にアルテミシニンは、腸の問題、寄生虫感染症、および動物の癌を治療する動物の健康をサポートする飼料添加物として強い可能性を秘めています。
しかし、研究間で一貫性のない抽出物の特性評価は、比較可能性を制限します。
A. annuaの研究は、アルテミシニンを超えて、フラボノイド、フェノール酸、多糖類などの他の生物活性化合物にまで拡大しました。
これらは、アルテミシニンの有効性を高め、独自の治療上の利点を追加するために相乗的に作用します。
これらの相互作用は全植物抽出物の使用をサポートし、A. annuaを、特に獣医学における複雑な疾患治療に理想的な多標的、多剤薬理学的として位置づけます。
しかし、その可能性を最大限に引き出すには、植物組成のばらつきや標準化の欠如などの課題に対処する必要があります。