Prace przeglądowe review papers

Borgis Post Fitoter 2020; 21(1): 19-27 DOI: https://doi.org/10.25121/PF.2020.21.1.19 Paweł Kubica, Agnieszka Kulig, Agnieszka Szopa, Karolina Turcza, *Halina Ekiert Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 6. Paullinia cupana (P. ) – źródło nowego surowca alkaloidowego

The new raw materials in the European Pharmacopoeia. Part 6. Paullinia cupana (P. guarana) – the source of new alkaloid raw material

SUMMARY One of the most recent pharmacopoeial documents, the European Pharmacopoeia Supplement 9.4, inventories five new raw materials long known in Traditional Chinese Medicine (TCM). Part 1 and 2 present species providing new saponin raw materials: Bupleurum sp. and Platycodon grandiflorus. Part 3 describes Ligusticum chuanxiong which is a source of a new volatile oil-containing material. Part 4 is focused on Houttuynia cordata and Part 5 on Paeonia x suffruticosa (sources of a new flavonoid and terpenoid-phenolic raw material, respectively). Moreover, Supplement 9.4 describes two South American raw materials: guarana seed and mate leaf and an East Asian raw material – green tea leaf. Part 6 of the series of articles deals with botanical, ecological, chemical and phar- macological characterization of Paullinia cupana (guarana) which is a source of new alkaloid raw material – Guaranae semen. This material has long been known and used not only in South American countries but also in Europe as a psychostimulant due to a high content of caffeine. Currently, it advanced to be included in the list of pharmacopoeial raw materials in the European Union countries. The aim of the article is to provide the pharmaceutical and medical community with professional knowledge on Paullinia cupana, indispensable in contacts with patients.

Keywords: guarana, new alkaloid raw material, botanical, ecological and chemical characterization, biological activity

STRESZCZENIE W jednym z najnowszych dokumentów farmakopealnych – w Suplemencie 9.4 do Farmakopei Europejskiej – figuruje pięć nowych surowców znanych od dawna w tradycyjnej medycynie chińskiej (TCM). W częściach 1 i 2 serii artykułów przedstawiono gatunki dostarczające nowych surowców saponinowych – Bupleurum sp. i Platycodon grandiflorus. W części 3 zaprezentowano Ligusticum chuanxiong – źródło nowego surowca olejkowego. Część 4 poświęcono Houttuynia cordata, a część 5 – Paeonia x suffrutico- sa (źródła odpowiednio nowego surowca flawonoidowego i terpenoidowo-fenolowego). W Suplemencie 9.4. figurują ponadto dwa surowce południowo-amerykańskie: nasienie guarany i liść mate oraz surowiec wschodnio-azjatycki – liść zielonej herbaty. Część 6 serii artykułów zdecydowano poświęcić charakterystyce botaniczno-ekologiczno-chemiczno-farmakologicznej Paullinia cupana (Paulinia guarana), gatunkowi będącemu źródłem nowego surowca alkaloidowego – Guaranae semen. Surowiec ten od dawna znany był i wykorzystywany nie tylko w krajach Ameryki Południowej, lecz również w Europie, jako psychostymulujący ze względu na dużą zawartość kofeiny. Aktualnie awansował na listę surowców farmakopealnych w krajach Unii Europejskiej. Celem artykułu jest przybliżenie profesjonalnej wiedzy dotyczącej Paullinia cupana, niezbędnej dla środowiska farmaceutyczno- -medycznego w kontaktach z pacjentami.

Słowa kluczowe: guarana, nowy surowiec alkaloidowy, charakterystyka botaniczno-ekologiczno-chemiczna, aktywność biologiczna

Postępy Fitoterapii 1/2020 19 Paweł Kubica i wsp.

Wstęp Paullinia cupana (Paullinia guarana) – informacje ogólne Jeden z najnowszych europejskich dokumentów farmakopealnych – Suplement 9.4 do Farmakopei Paullinia cupana Kunth – Paullinia guarana należy Europejskiej (1) oraz jego tłumaczenie wraz do rodzaju Paullinia – Paulinia, rodziny – z Suplementami 9.3 i 9.5 na język polski (Suplement Mydleńcowate. Prawie wszystkie rośliny z rodzaju 2018 do XI wydania Farmakopei Polskiej) (2) wpro- Paullinia, do którego należy około 200 gatunków, wy- wadził do oficjalnego lecznictwa europejskiego kilka stępują naturalnie na obszarach Ameryki Południowej nowych surowców roślinnych od dawna znanych w strefie tropikalnej i subtropikalnej (8). i wykorzystywanych w tradycyjnej medycynie chiń- Nazwy synonimowe to Paullinia cupana var. sorbi- skiej (TCM). Charakterystyka botaniczno-chemicz- lis (Mart.) Ducke i Paullinia sorbilis Mart. (9). Roślina no-farmakologiczna gatunków roślin dostarczających ta znana jest pod nazwą zwyczajową jako guarana, wy- tych surowców została przedstawiona w serii artyku- wodzącą się od nazwy plemienia Guarani – Indian po- łów 1-5. Były to dwa gatunki z rodzaju Bupleurum chodzących z Ameryki Południowej (Paragwaj), którzy sp. – przewiercień i Platycodon grandiflorus – roz- od wieków zajmowali się uprawą tej rośliny. Jej nazwy war wielkokwiatowy (źródło surowców saponino- obcojęzyczne to: guarana, brazilian cocoa (ang.), la wych) (3, 4), Ligusticum chuanxiong – podagrycznik guarana (fr.), guarana, Guarana-Strauch (niem.), chiński (źródło surowca olejkowego) (5), Houttuynia cupana (hiszp.), guarana, guarana-uvo, guaranazeiro, cordata – pstrolistka sercowata (źródło surowca cipo-guarana (portug.) (9, 10). flawonoidowego) (6) oraz Paeonia x suffruticosa – Na przełomie XVII i XVIII wieku odkrył i opi- piwonia drzewiasta (źródło surowca terpenoidowo- sał guaranę niemiecki przyrodnik Christian Franz -fenolowego) (7). Paullini i od jego nazwiska pochodzi łacińska nazwa. Suplement 9.4 do Farmakopei Europejskiej wpro- Do Europy guarana dotarła za sprawą jezuickiego wadził ponadto dwa nowe surowce alkaloidowe misjonarza João Felipe Bettendorfa. Liczne źródła pochodzenia południowo-amerykańskiego, których wskazują jednak na to, że guarana uprawiana była źródłem są: Paullinia cupana (guarana) i Ilex para- na plantacjach przez Indian, jeszcze zanim Krzysztof guariensis (mate) oraz jeden surowiec wschodnio- Kolumb odkrył Amerykę. Pierwszą analizę che- azjatycki, bogaty w katechiny – niefermentowany miczną rośliny przeprowadził już w 1700 roku nie- liść zielonej herbaty, którego źródłem jest Camellia miecki entomolog i botanik Theodor von Martius. sinensis – herbata chińska. Wyizolował on z guarany białą, krystaliczną sub- Trzy wymienione powyżej surowce są od dawna stancję o gorzkim smaku i nazwał ją guaraniną. znane i wykorzystywane w celach leczniczych, pro- Kolejnym badaczem, który sklasyfikował i opisał zdrowotnych i kulinarnych w Europie, w tym w Polsce. roślinę w 1821 roku, był niemiecki botanik Carl Zgodnie z Suplementem 9.4 awansowały one na listę Sigismund Kunth. Do 1897 roku guarana posia - najważniejszych surowców pochodzenia roślinnego dała więc dwie odrębne klasyfikacje botaniczne. dopuszczonych do wykorzystania w oficjalnej fitote- Od tego czasu zachowano nazwę Paullinia cupana rapii w Europie. jako główną nazwę naukową, ponieważ została ona W części 6 serii artykułów zdecydowano się zarejestrowana jako pierwsza. na przedstawienie charakterystyki Paullinia cupana – W 1937 roku Adolpho Ducke – włoski entomolog, guarany. Gatunek ten od dawna wykorzystywany jest botanik i etnograf, specjalizujący się we florze i fau- w tradycyjnej medycynie południowo-amerykańskiej, nie Amazonii, opisał dokładnie cechy morfologiczne głównie brazylijskiej i wenezuelskiej. W artykule za- P. cupana, pozwalające odróżnić populacje znale- prezentowano charakterystykę botaniczno-ekologicz- zione w górnym biegu rzeki Rio Negro (Kolumbia) ną tego gatunku, informacje o jego uprawach oraz od tych znalezionych w Maués (Brazylia). Ducke skład chemiczny surowca – Guaranae semen – nasienia uzupełnił w ten sposób opis Paullinia sorbilis sporzą- guarany. Największą uwagę skupiono na przeglądzie dzony przez Martiusa, klasyfikując ją jako odmianę możliwych aplikacji terapeutycznych surowca potwier- Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke. Ducke dzonych badaniami naukowymi. sklasyfikował Paullinia cupana var. sorbilis jako tzw. Celem artykułu jest przybliżenie podstawowej wie- guaranę brazylijską, a Paullinia cupana var. typica jako dzy dotyczącej Paullinia cupana – guarany, niezbędnej tzw. guaranę wenezuelską. Ta pierwsza jest obecnie dla lekarzy, fitoterapeutów i farmaceutów w profesjo- wykorzystywana komercyjnie i została najdokładniej nalnych kontaktach z pacjentami. przebadana (8, 10, 11).

20 Postępy Fitoterapii 1/2020 Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 6. Paullinia cupana (P. guarana) – źródło nowego surowca...

Charakterystyka botaniczno-ekologiczna ją rosnącą wzdłuż brzegów rzek. Do pełnego rozwoju gatunek potrzebuje wysokiej temperatury oraz śred- Gatunek Paullinia cupana ma postać pnącego nich rocznych opadów od 1500 do 2000 mm. Istnieją krzewu lub zdrewniałych lian, które w obecności kontrowersje dotyczące pochodzenia P. cupana var. odpowiednio wysokich drzew stanowiących podporę, sorbilis. Naturalne stanowiska rośliny wydają się mogą osiągać do 10 m długości. Łodyga tego gatunku być ograniczone do regionu Maués (dorzecze rzeki jest prążkowana i ma żółtawobrązowe zabarwienie Açu), natomiast według Ducka obszarem natural- na etapie zdrewnienia (12). nego pochodzenia guarany jest bieg górny rzeki Rio Liście są nieparzyste, złożone z 5 listków, ułożone Negro (ryc. 1) (8). naprzemianlegle. Dobrze rozwinięte pochwy liściowe mają około 1,5 cm długości. Główne ogonki liściowe Uprawy mają od 8 do 19 cm długości, a ogonki listków są Uprawę guarany rozpoczęli Indianie z plemienia bardzo krótkie. Listki mają owalny kształt, ząbko- Sateré-Mawé żyjący w rejonie rzeki Açu i jej dopły- wany wierzchołek i wyraźne unerwienie od spodu. wów. W komercyjnych uprawach na otwartym terenie Listki osiągają wymiary od 10 do 14 cm szerokości gatunek traci formę morfologiczną liany i rozwija i od 27 do 33 cm długości. Liście są ciemnozielone się jako krzew niezrzucający liści, o wysokości od 2 z połyskującą górną powierzchnią. U podstawy każ- do 3 m. dego liścia znajduje się pączek wegetatywny i repro- Do lat 80. XX wieku miasto Maués w Amazonii dukcyjny (12). było niekwestionowanym liderem w produkcji gu- Guarana jest rośliną jednopienną. Kwiaty męskie arany w Brazylii. Zwiększające się wykorzystanie i żeńskie mają kolor żółty, zebrane są w groniaste nasion związane z komercyjnym użytkowaniem, kwiatostany. Kwiaty mają 5 płatków korony (z których głównie w produkcji napojów bezalkoholowych dwa są mniejsze), 8 pręcików oraz słupek z trójko- morową zalążnią. W przeważającej części stosunek kwiatów męskich do żeńskich wynosi 4,5:1 i może się różnić w każdym z kwiatostanów. Różnice te uwarun- kowane są głównie czynnikami genetycznymi i środo- wiskowymi (8). Owocem jest torebka o barwie ciemnozielonej, która po dojrzeniu przyjmuje kolor od żółtopomarań- czowego do jasnoczerwonego, następnie pęka, odsła- niając od 1 do 4 ciemnobrązowych nasion. Nasiona u nasady pokryte są białą osnówką, która chroni je przed utratą wilgoci. Czerwonawa torebka z ciemnym nasieniem w środku i białą osnówką przypomina wy- glądem ludzkie oko, co jest charakterystyczną cechą, przydatną w identyfikacji guarany (8). Roślina jest zapylana przez pszczoły z rodzajów Melipona i Apis. Nasiona w sposób naturalny są rozsiewane przez ptaki. Odległości, na które mogą je rozprzestrzenić, nie są znane. Do takiego roz- siewu przyczynia się rozmieszczenie alkaloidów w nasionach. Osnówka praktycznie nie zawiera kofeiny, teobrominy czy teofiliny. Ptaki, aby wyko- rzystać cukry obecne w osnówce, spożywają nasiona guarany, ale bez ich kruszenia i miażdżenia, więc ilość uwolnionej kofeiny jest minimalna i ptaki unikają intoksykacji. Następnie nasiona są wydalane i rozsiewane (8). Naturalne stanowiska P. cupana znajdują się na te- renie Ameryki Południowej, głównie w Brazylii w do- Ryc. 1. Mapa Ameryki Południowej – na terenie Brazylii rzeczu Amazonki. Roślina najlepiej czuje się na te- zaznaczono stany z największymi obszarami upraw guara- renach podmokłych, dlatego najczęściej spotykamy ny (Amazonas, Acre, Pará, Mato Grosso i Bahia)

Postępy Fitoterapii 1/2020 21 Paweł Kubica i wsp.

oraz w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym, nasion, zależnie od zastosowanej obróbki, zawartość skłoniło tysiące rolników na południu stanu Bahii, kofeiny można zwiększyć przez zatężenie. W eks- w obszarze upraw kakaowca, do podjęcia również trakcie z guarany ilość kofeiny może być podwojona upraw guarany. Gatunek ten szybko rozprzestrzenił lub potrojona w porównaniu z nasionami i wynosić się w tym regionie ze względu na korzystne warunki od 9,8 do 11,0%. Forma skoncentrowana ekstraktu glebowe i klimatyczne – podobne do naturalnych sie- jest używana m.in. do produkcji napojów energety- dlisk rośliny, ale w szczególności ze względu na brak zujących na bazie guarany, znanych w Brazylii jako szkodników i chorób oraz zwiększoną żyzność gleby. rebites (8, 13). Uprawa guarany rozszerzyła się także poza rejonem Bahia, do innych stanów Brazylii: Amazonas, Acre, Skład chemiczny surowca Pará, Mato Grosso (ryc. 1). Surowiec farmaceutyczny według European Obecnie guaranę uprawia się na terenie Brazylii, Pharmacopoeia 9.4 stanowią Paulliniae semen, czyli głównie w stanie Amazonas i Bahia. Z tych dwóch wysuszone nasiona Paullinia cupana Kunth, standa- regionów pochodzi 95% całej brazylijskiej guarany. ryzowane na zawartość kofeiny, której nie powinno Roślinę rozmnaża się nie tylko z nasion, ale również być mniej niż 3,5% (1). z sadzonek, co pozwala na zachowanie pożądanych Na uwagę zasługuje również fakt, iż guarana jako cech (odporność na szkodniki i choroby oraz dobra roślina lecznicza figurowała w Farmakopei Polskiej już produktywność) odmian uprawnych. Ponadto rośliny wcześniej, tj. w drugim wydaniu Farmakopei Polskiej rozmnażane przez sadzonki rosną lepiej i szybciej z 1937 roku. wchodzą w okres owocowania. Surowiec ma monografię Europejskiej Agencji Młode sadzonki powinny być uprawiane przez Leków (EMA) oraz figuruje w dokumen- okres od 7 do 9 miesięcy, w zacienieniu. Przycinanie tach Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa jest ważne ze względu na zmniejszanie częstości wy- Żywności (EFSA) (14, 15). Informacje o surowcu stępowania chorób oraz wytworzenie nowych gałęzi, zawarte są również w bazie surowców kosmetycz- które staną się gałęziami produkcyjnymi podczas nych CosIng (Cosmetic Ingredient Database), jako następnego zbioru. Roślina wytwarza owoce każdego sproszkowane nasiona, ekstrakt z nasion oraz całe roku. Pierwsze zbiory mają miejsce po 3. roku życia sproszkowane owoce. rośliny, a począwszy od 6. roku produkcja staje się Kofeina jest głównym, odpowiedzialnym za dzia- bardziej wydajna. łanie farmakologiczne związkiem występującym w P. Zbiór surowca jest kosztowny i przeprowadza cupana (ryc. 2). Zawartość tego związku jest róż- się go najczęściej ręcznie. Dojrzewanie owoców na w zależności od części morfologicznej rośliny, jest nierównoczesne, co sprawia, że zbiory trwają zmienności genetycznej, miejsca zbioru i warunków do 3 miesięcy. W ręcznym przetwarzaniu, nasiona są klimatycznych. Pomimo tych zależności, zawartość odzyskiwane z owoców po 3 dniach fermentacji, nato- kofeiny w nasionach guarany wynosi od 2,5 do 6,0% miast gdy zbiór odbywa się z użyciem maszyn, natych- i jest wysoka w porównaniu z innymi gatunkami boga- miast po zbiorze (8). Nasiona po zebraniu są myte tymi w ten związek, takimi jak: kawa arabska (Coffea w celu usunięcia osnówki, prażone, mielone, miesza- arabica L.), herbata chińska (Camellia sinensis (L.) ne z wodą, a następnie suszone. Uzyskuje się w ten Kuntze) i yerba mate (Ilex paraguariensis A. St.- sposób guaranę (pasta guarana). Po przetworzeniu Hil.). W przypadku nasion P. cupana największa

Ryc. 2. Budowa chemiczna alkaloidów purynowych obecnych w owocach guarany: kofeina (K), teofilina (TF) i teobromina (TB)

22 Postępy Fitoterapii 1/2020 Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 6. Paullinia cupana (P. guarana) – źródło nowego surowca... ilość kofeiny występuje w zarodkach z liścieniami moczopędne i działa przeciw bólowi głowy, gorączce i w ochronnej warstwie zewnętrznej nasion (odpo- i skurczom (8). wiednio 4,28 i 1,64%), natomiast w osnówce związek Guarana jest znana przede wszystkim z działania ten właściwie nie występuje. Oprócz kofeiny w roślinie stymulującego. Indianie z Maués używali jej podczas stwierdzono obecność innych alkaloidów purynowych: długich polowań, co z pewnością wiązało się z ocze- teofiliny i teobrominy (ryc. 2), lecz w dużo mniejszych kiwanym pobudzeniem wywoływanym przez kofeinę. ilościach (poniżej 0,3%). Wysoka zawartość kofeiny Guarana była używana jako środek do wspomagania była ważną cechą w procesie selekcji odmian w celu wysiłku fizycznego i stresu psychicznego, a także jako wprowadzenia tzw. klonów wysoko produkcyjnych diuretyk, a nawet afrodyzjak. Po dotarciu do dużych do upraw komercyjnych (8). ośrodków miejskich popularność guarany jako rośliny Informacje na temat innych związków chemicznych leczniczej opierała się właśnie na fizycznym i psy- obecnych w surowcu są nieliczne. W surowcu poza chicznym działaniu pobudzającym oraz ułatwiającym alkaloidami purynowymi występują również garbniki, odchudzanie. Obecnie produkty z guarany ceni się proantocyjanidyny i saponiny. Związki o szczególnie za właściwości adaptogenne, stymulujące ośrodkowy cennych właściwościach biologicznych, których obec- układ nerwowy oraz poprawiające pamięć i kon- ność stwierdzono w nasionach guarany, to: katechina, centrację. Guarana jest wciąż używana jako środek epikatechina, proantocyjanidyny A2 i B2 (ryc. 3) oraz przeciwbólowy, przeciwgorączkowy oraz stosowana garbniki. Całkowita zawartość garbników dochodzi w leczeniu migren i neuralgii (8, 16, 18-21). do 12% suchej masy surowca. W surowcu występują również kwasy fenolowe – kwas kawowy i kwas galu- sowy (11, 16-18) (ryc. 4).

Tradycyjne i współczesne wykorzystywanie guarany

Pierwsze doniesienie o stosowaniu guarany jako napoju pochodzi z 1669 roku, kiedy to podczas jezu- ickiej ekspedycji do Amazonii misjonarz João Felipe Bettendorf zaobserwował, że Indianie Sateré-Mawé Ryc. 4. Budowa chemiczna kwasów fenolowych obecnych spożywają napój stymulujący, który ma właściwości w owocach guarany: kwas kawowy (KK), kwas galusowy (KG)

Ryc. 3. Budowa chemiczna proantocyjanidyn obecnych w owocach guarany: proantocyjanidyna A2 (P-A2), proantocyjani- dyna B2 (P-B2)

Postępy Fitoterapii 1/2020 23 Paweł Kubica i wsp.

Guarana jako składnik preparatów złożonych wspo- Korzystne efekty psychoaktywne ekstraktu z guara- maga leczenie depresji i otyłości; działanie to potwier- ny potwierdziły również badania na ludziach. W po- dzone zostało badaniami naukowymi (22-25). dwójnie ślepej próbie porównywano efekt podawa- nia suchego ekstraktu z guarany (75 mg), żeń-sze- Guarana na rynku polskim nia (200 mg), obu ekstraktów razem (75 mg/200 mg) W Polsce guaranę można znaleźć na półkach skle- oraz placebo. We wszystkich przypadkach nastąpiło powych w aptekach, sklepach zielarskich, w dziale ze przyspieszenie wykonywania zadań. Guarana zwięk- zdrową żywnością oraz w sklepach internetowych. szała szybkość wykonywania zadań wymagających Dostępna jest w formie herbatek ziołowych, suple- uwagi. Podawanie obu ekstraktów równocześnie po- mentów diety (proszek, kapsułki, tabletki), a także prawiało wydajność wykonywania zadań pamięcio- w napojach energetyzujących. wych. Wyniki potwierdziły korzystny wpływ zarówno guarany, jak i żeń-szenia na aktywność umysłową Działania terapeutyczne potwierdzone u ludzi (28). W kolejnym badaniu, również prze- badaniami naukowymi prowadzonym na ludziach, analizowano właściwo- ści psychoaktywne suplementu diety zawierającego Działanie psychostymulujące i uspokajające guaranę, witaminy i biopierwiastki. Wykazano, że Guaranie przypisuje się przede wszystkim działanie w porównaniu z placebo, pojedyncza dawka suple- stymulujące na ośrodkowy układ nerwowy, ze względu mentu (zawierającego 222,2 mg guarany) może ko- na obecność kofeiny. Ponadto obserwuje się inne efek- rzystnie regulować zarówno wydajność poznawczą, jak ty, tj. wzmożoną czujność, szybszy czas reakcji i prze- i subiektywne odczucie zmęczenia (29). twarzania informacji, polepszenie pamięci i nastroju, Celem innego badania była ocena skuteczności zwiększenie wydajności w ćwiczeniach fizycznych oraz standaryzowanego suchego ekstraktu z guarany efekt termogeniczny powiązany z utratą masy ciała na przewlekłe zmęczenie, jakość snu, lęk, objawy de- i wydzielaniem kwasu żołądkowego (8). presji i menopauzy w grupie pacjentek z nowotworem Zbadano zachowania kognitywne szczurów (zdol- piersi, poddanych chemioterapii układowej. Rezultaty ność uczenia się i pamięci przestrzennej stosując test oceniano na podstawie kwestionariuszy. Pacjentki labiryntu Morrisa), którym podawano ekstrakty z gu- podzielono na dwie grupy: jednej z nich podawano arany. Do badań wykorzystano surowy liofilizowany placebo, a drugiej 50 mg ekstraktu z guarany 2 razy ekstrakt z nasion guarany i jego częściowo oczyszczone dziennie przez 21 dni. Wyniki wykazały, że guarana frakcje A lub B (sposób uzyskania ekstraktów objęty jest skuteczną, niedrogą i nietoksyczną alternatywą postępowaniem patentowym). Ekstrakty były poda- dla krótkotrwałego usuwania zmęczenia u pacjentek wane szczurom raz dziennie przez 40 dni. Szczury, poddawanych chemioterapii raka piersi (30). Guarana które otrzymywały ekstrakt i frakcję A, wykazywały może być obiecującą propozycją w leczeniu zmęczenia poprawę zachowań poznawczych. Ponadto ich długo- psychicznego i fizycznego spowodowanego chorobą terminowe podawanie chroniło szczury przed efektem nowotworową, ponieważ jej stosowanie nie ma zna- zaniku pamięci wywołanym skopolaminą. Wyniki te czących skutków ubocznych i jest tańsze w porównaniu sugerują, że badane ekstrakty mogą poprawiać funkcje z tradycyjną terapią lekową. poznawcze u normalnych szczurów, a także u zwierząt z wywołaną amnezją (26). Działanie przeciwutleniające W innych badaniach prowadzonych na szczurach Przeprowadzono eksperyment, w którym zbadano i myszach również wykazano, że podawanie wodnej wpływ ekstraktów etanolowych z guarany (w stęże- zawiesiny, zawierającej sproszkowane nasiona gu- niach od 0,5 do 2,0 μg/ml) na poziom dialdehydu arany, jest w stanie częściowo odwrócić efekt zaniku malonowego (MDA) w komórkach mysich 3T3-L1, pamięci wywołany skopolaminą (20). uszkodzonych na skutek działania cytrynianu że- Również na szczurach wykazano efekt uspokajający. lazowo-amonowego. Efekt przeciwutleniający był Długoterminowe podawanie częściowo oczyszczonego zależny od dawki. Przy najwyższym stężeniu – 2 μg/ ekstraktu z nasion guarany (zawierającego głównie ml – peroksydacja lipidów osiągnęła 65,2%, co świad- kofeinę, epikatechinę i katechinę) wywoływało efekt czy o właściwościach przeciwutleniających ekstraktu uspokajający w teście podniesionego T-labiryntu. z guarany (11). W badaniu wykazano, że za to działanie odpowie- W innym badaniu również wykazano wyraźny efekt dzialne są układy neurotransmisji dopaminergicznej przeciwutleniający. Badania homogenatów uzyskanych i serotoninergicznej (27). z mózgów szczurów wykazały, że wodno-alkoholowe

24 Postępy Fitoterapii 1/2020 Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 6. Paullinia cupana (P. guarana) – źródło nowego surowca... ekstrakty z guarany hamują peroksydację lipidów bezruchu w teście wymuszonego pływania u myszy, co w sposób zależny od dawki (31). sugeruje, że wykazują one właściwości podobne do le- Przeprowadzono także badania z użyciem różnych ków przeciwdepresyjnych. Dawki te nie miały wpływu ekstraktów z nasion guarany: wodnego, metanolowego, na poruszanie się w teście otwartego pola, dopiero acetonowego (35%) i etanolowego (60%). Ekstrakty wyższe dawki guarany (100 mg/kg) i kofeiny (30 mg/kg) przygotowywano dwiema metodami: w temperaturze zwiększyły aktywność lokomotoryczną w tym teście (32). wrzenia i w temperaturze pokojowej. Wykazano, że w układzie emulsyjnym kwas linolowy-β -karoten, Działanie przeciwdrobnoustrojowe utlenianie β-karotenu było hamowane przez wszyst- Stwierdzono, że etanolowy ekstrakt z nasion gu- kie ekstrakty. Najsilniejszy efekt wykazywał ekstrakt arany w stężeniach od 16 do 128 µg/ml wykazuje wła- metanolowy przygotowany w temperaturze pokojo- ściwości hamujące wzrost bakterii Gram-dodatnich: wej – hamował on utlenianie β-karotenu w 87,8% Staphylococcus epidermidis i Staphylococcus aureus oraz w 85,9% przygotowany w temperaturze wrzenia. oraz Gram-ujemnych: Escherichia coli, Salmonella Najsłabiej działał ekstrakt wodny (70,9% dla tempe- typhi, Enterobacter cloacae, Proteus mirabilis, Proteus ratury pokojowej i 67,8% dla temperatury wrzenia). vulgaris i Pseudomonas aeruginosa. Efekt ten był naj- Również analizy z użyciem DPPH (2,2-difenylo-1-pi- silniejszy dla P. aeruginosa – MIC (minimalne stężenie krylohydrazyl) potwierdziły działanie przeciwutle- hamujące) = 16 µg/ml, niższy dla Proteus vulgaris, niające. W metodzie tej udowodniono, że najwyższy Proteus mirabilis i Escherichia coli – MIC = 32 µg/ potencjał przeciwutleniający wykazywały ekstrakty ml, jeszcze niższy dla Salmonella typhi, Enterobacter acetonowy i etanolowy, przygotowane w temperaturze cloacae i Staphylococcus aureus – MIC = 64 µg/ml, pokojowej (21). a najniższy dla Staphylococcus epidermidis – MIC = 128 µg/ml. Rozwój Bacillus subtilis i Streptococcus Działanie wspomagające utratę masy ciała faecalis nie był hamowany w tych stężeniach (11). W Stanach Zjednoczonych sprzedawany jest su- W innym eksperymencie zbadano aktywność ha- plement wspomagający odchudzanie, zawierający mującą różnych ekstraktów – wodnego, metanolowe- w swoim składzie: Ma Huang (Ephedra sinica) – źró- go, etanolowego i acetonowego, przygotowywanych dło efedryny oraz guaranę (P. cupana) – źródło kofe- w temperaturze wrzenia i w temperaturze pokojo- iny. Przeprowadzono eksperyment, w którym zbadano wej, na grzyby: Aspergillus niger, Trichoderma viride wpływ suplementu zawierającego 12 mg Ma Huang i Penicillium cyclopium oraz na bakterie: Escherichia i 40 mg guarany na utratę masy ciała i zawartość tłusz- coli, Pseudomonas fluorescens i Bacillus cereus. Wyniki czu. Pacjentom podawano 6 dawek suplementu dzien- wykazały, że rodzaj rozpuszczalnika ekstrakcyjnego nie przez 8 tygodni. W grupie otrzymującej preparat miał duży wpływ na właściwości przeciwdrobnoustro- wykazano istotny spadek masy ciała oraz zmniejszenie jowe uzyskanych ekstraktów, podczas gdy tempera- poziomu tłuszczu w porównaniu z grupą kontrolną. tura ekstrakcji nie miała na nie znaczącego wpływu. Zaobserwowano ponadto zmniejszenie obwodu bioder Najsilniejszą aktywność przeciwdrobnoustrojową i obniżenie poziomu trójglicerydów w surowicy krwi (25). stwierdzono dla ekstraktów alkoholowych i acetono- Przeprowadzono również inne badania, których wych, natomiast dla ekstraktów wodnych niewielką głównym celem było porównanie wpływu mieszaniny lub żadną (21). zielonej herbaty i ekstraktu z guarany, zawierającej zmienne dawki EGCG (galusan epigallokatechiny) Działanie przeciwwrzodowe i stałą dawkę kofeiny, na 24-godzinne zużycie energii Działanie przeciwwrzodowe ekstraktów z nasion gu- i utlenianie tłuszczów u badanych osób. Stwierdzono, arany zostało potwierdzone badaniami na gryzoniach. że dobowy wydatek energetyczny wzrósł o około Ekstrakt suchy z nasion (w dawkach 50 i 100 mg/ 750 kJ dla każdej mieszaniny kofeiny i EGCG. Wzrost kg) i kofeina (w dawkach 20 i 30 mg/kg) wykazywały ten był podobny dla wszystkich testowanych dawek działanie ochronne u gryzoni z uszkodzeniem żołądka EGCG (17). wywołanym indometacyną lub etanolem. Zarówno guarana, jak i kofeina w testowanych dawkach zna- Działanie przeciwdepresyjne cząco hamowały powstawanie uszkodzeń błony ślu- Przeprowadzono eksperyment mający na celu ocenę zowej żołądka wywołanych etanolem. W przypadku efektu, jaki wywiera guarana na zachowanie myszy uszkodzeń wywołanych przez indometacynę guarana w testach wymuszonego pływania i otwartego pola. znacząco je zmniejszała jedynie w dawce 100 mg/kg. Wykazano, że zarówno guarana (25 i 50 mg/kg), jak Kofeina w zastosowanych dawkach nie wykazywała i kofeina (10 i 20 mg/kg) znacząco zmniejszyły czas wpływu na uszkodzenia wywołane indometacyną (33).

Postępy Fitoterapii 1/2020 25 Paweł Kubica i wsp.

Działanie cytoochronne i przeciwnowotworowe w niebieski formozan pod wpływem mitochondrialnych dehydrogenaz) wykazało właściwości cytoochronne eks- Stwierdzono, że P. cupana wykazuje właści- traktu zależne od dawki. Również kondensacja chroma- wości chemoochronne, potwierdzone badaniami tyny i fragmentacja jądra zostały znacznie zmniejszone na myszach, u których sztucznie wywołano hepato- po dodaniu obu stężeń ekstraktu. Poziom dehydroge- karcynogenezę przez dootrzewnowe podanie roztworu nazy mleczanowej, świadczącej o uszkodzeniu komórek, N-nitrozodimetyloaminy. Myszy otrzymywały przez był znacząco zmniejszony po dodaniu 0,312 mg/ml 25 tygodni trzy różne dawki sproszkowanych nasion guarany. Natomiast nie obserwowano tych zmian przy guarany (0,1; 1,0 i 2,0 mg/g m.c.) wraz z jedzeniem. wyższym stężeniu (16). Zostały przeprowadzone badania mikroskopowe oraz analizy ekspresji białka PCNA (ang. prolifera- Działanie przeciwagregacyjne ting cell nuclear antigen) metodą Western blotting. Działanie przeciwagregacyjne udowodniono, U myszy, którym podawano guaranę, zakres i liczba analizując wpływ wodnego ekstraktu z guara- uszkodzeń wątroby zostały obniżone maksymalnie ny (100 mg/ml) oraz poszczególnych jego frakcji, o 50% (w przypadku zastosowania dawki 2,0 mg/g uzyskanych z wykorzystaniem metod chromatogra- m.c.). Zastosowanie największej dawki P. cupana ficznych (TLC), na agregację płytek krwi i syntezę również powodowało zmniejszenie liczby uszkodzeń tromboksanu u królików. Wykazano, że zmniejszały przednowotworowych i ekspresję białka PCNA (34). one agregację płytek i tworzenie tromboksanu z kwa- W innym badaniu myszom podawano guaranę su arachidonowego (36). w dawce 2,0 mg/g m.c. przez 7 dni, a następnie wstrzy- kiwano zawiesinę komórek czerniaka B16/F10 do żyły Podsumowanie ogonowej. Guaranę podawano myszom przez kolejne W tradycyjnej medycynie południowo-amerykań- 14 dni, po tym czasie badano powierzchnię przerzu- skiej, w tym głównie brazylijskiej, guarana wykorzysty- tów komórek nowotworowych do płuc. Wykazano, że wana jest jako surowiec stymulujący, likwidujący bóle leczenie guaraną zmniejszyło proliferację i zwiększyło głowy, gorączkę oraz jako diuretyk. Ponadto korzysta apoptozę komórek nowotworowych, w konsekwencji się z efektu przeciwskurczowego oraz działania pobu- zmniejszając obszar objęty nowotworem (35). dzającego libido tego surowca. Działanie cytoochronne potwierdzono badaniami Profesjonalne badania naukowe udowodniły, naukowymi prowadzonymi w warunkach in vitro na ludz- oprócz działania psychostymulującego, także inne kiej linii komórkowej neuroblastoma SH-SY5Y (ner- cenne kierunki aktywności guarany – działanie prze- wiak płodowy współczulny), która jest modelem do ba- ciwutleniające, cytoochronne, przeciwnowotworowe, dań nad mechanizmami prowadzącymi do przeżycia lub przeciwagregacyjne, przeciwdrobnoustrojowe oraz śmierci komórek nerwowych, zwłaszcza w badaniach nad wspomagające odchudzanie. Za wymienione efekty chorobą Parkinsona. Zbadano wpływ dodatku ekstraktu terapeutyczne odpowiedzialna jest nie tylko duża z guarany w stężeniach 0,312 i 0,625 mg/ml pożywki. zawartość kofeiny w surowcu, ale również obecność Udowodniono, że dodatek ekstraktu z guarany znacząco różnych związków polifenolowych, znanych przeciw- zwiększył żywotność komórek SH-SY5Y traktowanych utleniaczy. rotenonem (substancją powodującą uszkadzanie ko- Równoczesna obecność w surowcu kofeiny i prze- mórek). Badanie metodą MTT (zmiana barwy żółtego ciwutleniaczy decyduje też o ważnej pozycji guarany bromku 3-(4,5-dimetyltiazol-2-yl)-2,5-difenylotetrazolu w produkcji suplementów diety i kosmetyków.

Piśmiennictwo 1. Pharmacopoeia. 9th ed., Supplement 9.4. Council of Europe, Rozwar wielkokwiatowy (Platycodon grandiflorus) – Strasburg 2017. źródło nowego surowca saponinowego. Post Fitoter 2. Farmakopea Polska, Wyd. XI, Suplement 2018. Urząd 2019; (1):41-8. Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych 5. Ekiert H, Sondej A, Jafernik K i wsp. Nowe surowce roślinne i Produktów Biobójczych, Warszawa 2018. w Farmakopei Europejskiej. Cz. 3. Ligusticum chuanx- 3. Ekiert H, Sondej A, Klimek-Szczykutowicz M i wsp. Nowe iong (podagrycznik chiński) – źródło nowego surowca ole- surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Cz. 1. Gatunki jkowego. Post Fitoter 2019; (2):102-10. rodzaju Bupleurum (przewiercień) – źródło nowego surowca 6. Kwiecień I, Kulig A, Szopa A i wsp. Nowe surowce roślinne saponinowego. Post Fitoter 2018; (4):248-56. w Farmakopei Europejskiej. Część 4. Houttuynia cordata 4. Ekiert H, Sondej A, Klimek-Szczykutowicz M i wsp. No- Thunb. (pstrolistka sercowata) – źródło nowego surowca fla- we surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Cz. 2. wonoidowego. Post Fitoter 2019; (3):186-93.

26 Postępy Fitoterapii 1/2020 Nowe surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część 6. Paullinia cupana (P. guarana) – źródło nowego surowca...

7. Ekiert H, Sondej A, Klimek-Szczykutowicz M i wsp. Nowe 23. Ruxton CHS, Kirkwood L, McMillan B i wsp. Effectiveness surowce roślinne w Farmakopei Europejskiej. Część of a herbal supplement (Zotrim) for weight management. Br 5. Paeonia x suffruticosa (piwonia drzewiasta) – źródło Food J 2007; 109(6):416-28. nowego surowca terpenoidowo-fenolowego. Post Fitoter 24. Campos MM, Fernandes ES, Ferreira J i wsp. Pharmaco- 2019; (4):21-31. logical and neurochemical evidence for antidepressant-like 8. Schimpl FC, da Silva JF, Gonçalves JF i wsp. Guarana: revis- effects of the herbal product Catuama. Pharmacol Biochem iting a highly caffeinated plant from the Amazon. J Ethno- Behav 2004; 78(4):757-64. pharmacol 2013; 150(1):14-31. 25. Boozer CN, Nasser JA, Heymsfield SB i wsp. An herbal supple- 9. U.S. National Plant Germplasm System. – GRIN- ment containing Ma Huang-Guarana for weight loss: a ran- Global Web v 1.10.5.0 2019 (Online); https://npgsweb.ars- domized, double-blind trial. Int J Obes 2001; 25(3):316-24. grin.gov/gringlobal/taxonomydetail.aspx?id=27031. 26. Otobone FJ, Sanches AC, Nagae RL i wsp. Effect of crude 10. Paullinia cupana (Online); http://old.worldagroforestry.org/ extract and its semi purified constituents from guaraná seeds treedb/AFTPDFS/Paullinia_cupana.PDF. Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) lucke on cognitive per- 11. Basile A, Ferrara L, Del Pezzo M i wsp. Antibacterial and formance in morris water maze in rats. Braz Arch Biol Tech- antioxidant activities of ethanol extract from Paullinia cupa- nol 2005; 48(5):723-8. na Mart. J Ethnopharmacol 2005; 102(1):32-6. 27. Roncon CM, Biesdorf de Almeida C, Klein T i wsp. Anxiolytic 12. Lodewijks MP. Aspects of the growth of Guaraná (Paullinia effects of a semipurified constituent of guaraná seeds on rats cupana var. sorbilis), a “relatório” for Agro Brahma and the in the elevated T-maze test. Planta Med 2011; 77(3):236-41. Centro de Pesquisas do Cacau (CEPEC). Dept of Forestry, 28. Kennedy DO, Haskell CF, Wesnes KA i wsp. Improved cog- Agric University Wageningen 1986; 25. nitive performance in human volunteers following adminis- 13. Machado KN, Freitas AA, Cunha LH i wsp. A rapid simul- tration of guarana (Paullinia cupana) extract: Comparison taneous determination of methylxanthines and proanthocy- and interaction with Panax ginseng. Pharmacol Biochem Be- anidins in Brazilian guaraná (Paullinia cupana Kunth). Food hav 2004; 79(3):401-11. Chem 2018; 239:180-8. 29. Kennedy DO, Haskell CF, Robertson B i wsp. Improved 14. EFSA (European Food Safety Authority) Panel on dietetic cognitive performance and mental fatigue following a multi- products, nutrition and allergies 2010; 8:1489. vitamin and mineral supplement with added guaraná (Paul- 15. Products HMPC (Committee on Herbal Medicinal Prod- linia cupana). Appetite 2008; 50(2-3):506-13. ucts). Guarana seed 2013 (Online); https://www.ema.europa. 30. De Oliveira Campos MP, Riechelmann R, Martins LC i wsp. eu/en/documents/herbal-summary/guarana-seed-summary- Guarana (Paullinia cupana) improves fatigue in breast can- public_en.pdf. cer patients undergoing systemic chemotherapy. J Altern 16. Madureirae de Oliveira D, Barreto G, Galeano P i wsp. Complement Med 2011; 17(6):505-12. Paullinia cupana Mart. var. sorbilis protects human do- 31. Mattei R, Dias RF, Espínola EB i wsp. Guarana (Paullinia paminergic neuroblastoma SH-SY5Y cell line against cupana): toxic behavioral effects in laboratory animals and an- rotenone-induced cytotoxicity. Hum Exp Toxicol 2011; tioxidant activity in vitro. J Ethnopharmacol 1998; 60(2):111-6. 30(9):1382-91. 32. Campos AR, Barros AIS, Albuquerque FAA i wsp. Acute 17. Bérubé-Parent S, Pelletier C, Doré J i wsp. Effects of en- effects of Guarana (Paullinia cupana Mart.) on mouse be- capsulated green tea and Guarana extracts containing a mix- haviour in forced swimming and open field tests. Phytother ture of epigallocatechin-3-gallate and caffeine on 24 h en- Res 2005; 19(5):441-3. ergy expenditure and fat oxidation in men. Br J Nutr 2005; 33. Campos AR, Barros AIS, Santos FA i wsp. Guarana (Paul- 94(3):432-6. linia cupana Mart.) offers protection against gastric lesions 18. Marx F. Analysis of guarana seeds II. Studies on the com- induced by ethanol and indomethacin in rats. Phytother Res position of the tannin fraction. Zeitschr Leb Unters Forsch 2003; 17(10):1199-202. 1990; 190:429-31. 34. Fukumasu H, da Silva TC, Avanzo JL i wsp. Chemopre- 19. Tajniki guarany – Nelfarma (Online); https://nelfarma.eu/ ventive effects of Paullinia cupana Mart var. sorbilis, the gu- tajniki-guarany/. araná, on mouse hepatocarcinogenesis. Cancer Lett 2006; 20. Espinola EB, Dias RF, Mattei R i wsp. Pharmacological ac- 233(1):158-64. tivity of Guarana (Paullinia cupana Mart.) in laboratory ani- 35. Fukumasu H, Avanzo JL, Nagamine MK i wsp. Paullinia cu- mals. J Ethnopharmacol 1997; 55(3):223-9. pana Mart var. sorbilis, guaraná, reduces cell proliferation 21. Majhenič L, Škerget M, Želijko K. Antioxidant and antimi- and increases apoptosis of B16/F10 melanoma lung metasta- crobial activity of guarana seed extracts. Food Chem 2007; ses in mice. Braz J Med Biol Res 2008; 41(4):305-10. 104(3):1258-68. 36. Bydlowski SP, D’Amico EA, Chamone DA. An aqueous 22. Andersen T, Fogh J. Weight loss and delayed gastric empty- extract of guaraná (Paullinia cupana) decreases plate- ing following a South American herbal preparation in over- let thromboxane synthesis. Braz J Med Biol Res 1991; weight patients. J Hum Nutr Diet 2001; 14(3):243-50. 24(4):421-4.

Adres/address: Konflikt interesów Conflict of interest *prof. dr hab. n. farm. Halina Ekiert Brak konfliktu interesów Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej None Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum ul. Medyczna 9, 30-688 Kraków otrzymano/received: 16.12.2019 tel. +48 (12) 620-54-30 zaakceptowano/accepted: 20.01.2020 e-mail: [email protected]

Postępy Fitoterapii 1/2020 27