Arbutin mot pigmenteringssjukdomar, urinvägsinfektioner, magsår och cancer i urinblåsan!

Arbutin mot pigmenteringssjukdomar, urinvägsinfektioner, magsår och cancer i urinblåsan! Av Doaa Hassan Biologiskt aktiva naturprodukter 7,5 hp VT14 Uppsala universitet 1

Sammanfattning I Japan har mjölonblad används traditionellt mot olika pigmenterings problem och den aktiva komponenten i dessa blad är arbutin. Bladen har även använts traditionellt mot urinvägsinfektioner och som urindrivandemedel. Arbutin som är den aktiva komponenten har visat flera olika farmakologiska aktiviteter bland annat mot urinvägsinfektioner, pigmenteringssjukdomar och har en skyddande effekt mot magsår. Arbutin har fått ökad uppmärksamhet som ett säkrare alternativ till hydrokinon, som är den mest använda hudtonande substans, som har visat flera oönskade bieffekter. Dock kan arbutin i sig omvandlas av kroppens normalflora till glukos och hydrokinon. Detta tros vara orsaken till arbutins effekt vid urinvägsinfektioner. Då de fria hydrokinon glukoniseras i levern och därefter utsöndras i urinen. I den alkaliska urinen frigörs hydrokinonen och kan verka lokalt antiseptiskt. Studier har visat att den hudtonande effekten av arbutin erhålls genom inhibition av melanosomal tyrosinas som är ett viktigt enzym vid pigmentering. Det har även visats att arbutin har en anticancer effekt på cellinjer för cancer i urinblåsan. 2

Innehållsförteckning Historisk bakgrund och orsak till att forskning på arbutin startade Traditionell användning Metodbeskrivning för t ex extraktion och syntes av substansen Mekanism bakom den hudtonanade effekten Mekanism bakom det magsår skyddande effekt Arbutins in vitro anticancer effekt Mekanism bakom den antiseptiska effekten vid urinvägsinfektion Klinisk effekt och användning Diskussion Referenslista 4 4 5 5 7 7 3

Historisk bakgrund och orsak till att forskning på arbutin startade Människor har länge använt sig av hudvårdsprodukter av både mediciniskt och kosmetiskt syfte. Hudtonande produkter är alltid efterfrågade och den mest förskrivna substans är hydrokinon dock har den visat risk för bl.a. ochronosis och cancer, därför är andra substanser med naturligt ursprung och mindre farliga eftertraktade(ref: Survey and Mechanism of Skin Depigmenting and Lightening Agents) Ska referensen verkligen skrivas så?. Arbutin är den aktiva substansen i den traditionellt använda medicinen i Japan Uvae Ursi Folium mot olika pigmenterings problem(chakraborty, 1998). Uvae Ursi Folium har även traditionellt använts i Europa och USA som urindrivande och mot urinvägsinfektioner (CHEM, 2012). Arbutin har även andra användnings områden, då Damiana busken (Turnera diffusa) är en arbutin innehållande växt som har använts i Amerika och Afrika mot olika sjukdomar såsom urin retention, malaria, diarréer, alkoholism och magsår (Tahaa et. el. 2012). Användningen av arbutin innehållande ämnen är stort och emot olika indikationer, däremot är kunskapen om ämnet väldigt snäv varför närmare undersökning behövdes (NTP, 200). Traditionell användning Uvae Ursi Folium, är blad av Arctostaphylos uva-ursi som innehåller minst 7 % arbutin, och har traditionellt intagits i olika former: 1: pulveriserade blad i fasta doser så som tabletter och kapslar. I Tyskland finns registrerade coatade tabletter som innehåller 500 mg pulver med doseringen tabletter 4 gånger om dagen högst en vecka mot urinvägsinfektioner. I Spanien däremot finns det kapslar med 270 mg och doseringen 1 kapsel 3 gånger om dagen och ska användas som diuretika. Mot samma indikation finns i Frankrike 350 mg kapslar med doseringen 2 kapslar 2 gånger om dagen. 2: finfördelade blad bryggs som té och detta är registrerad i flera europiska länder, däribland Tyskland och Spanien där det använts i mer än 30 år. Teet är bryggt på 1,5-3 g av finfördelade blad i 150 ml kokande vatten och är registrerad som urindrivande och mot urinvägsinfektion. 3: Tabletter innehållande torrt extrakt, där extraktions lösning är antigen vatten eller etanol. I Belgien finns det tabletter innehållande 500 mg torrt extrakt, extraherad med etanol 50 % (V/V), med doseringen 2 tabletter 4 gånger per dag högst fem dagar mot indikationen urinvägsinfektion. Å andra sidan, I Frankrike finns det kaplsar med 200 mg torrt extrakt med vatten som extraktionsmedel. Doseringen är 1 kapsel 2 gånger dagligen och indikationen är urindrivande. 4: extrakt i vätskeform finns i Tyskland där extraktionsvätskan är vatten: kaliumoxid (44:1) och doseringen 1,8-3, ml 4 gånger dagligen i högst en vecka. Indikationen för detta preparat är inflammationssjukdomar i urinvägarna (HMPC, 2012). 4

Metodbeskrivning för t ex extraktion och syntes av substansen. Parejo och medarbetare har optimerat en extraktions metod för extrahering av arbutin från mjölonblad för att kunna testa halten arbutin i bladen. Det går till genom att pulver från torkade blad sonikeras i lösning (vatten: metanol 95:5) under 30 minuter och därefter centrifugeras i 10 minuter under 700g. därefter testas superantennen i ett HPLC system och samma lösningsmedel kan användas som mobil fas (Parejo et. al., 2001). I dag använder man sig av syntetiskt arbutin i kosmetikaindustrin då den kan syntetiseras från acetobromglukos och hydrokinon eller från reaktionen mellan β- D- glukos pentaacetat och hydrokinon monobenzyl eter i närvaro av fosforoxyklorid. In vitro kan den bildas genom att hydrokinon inkuberas med enzym extrakt från t.ex. veteplantor. Arbutin kan även produceras genom biotransformering av hydrokinon med hjälp av Catharanthus roseus celler (NTP, 200). Mekanismen bakom den hudtonanade effekten Arbutin är ett naturligt b- D- glukopyranosid derivat av hydrokinon som återfinns I torkade bland hos visa växter såsom päron, tranbär, blåbär och mjölon buskar. Arbutin och dess derivater, alfa- arbutin och deoxyarbutin, innehar hudtonande effekter. Den tonande effekten fås genom att hämma aktiviteten av melanosomal tyrosinas och DHICA (5,- dihydroxyindole- 2- carboxylic acid), se figur 1, istället för att supressa dess syntes eller uttryck (Maeda och Fukuda, 199; Zhu och Gao, 2008). Arbutin verkar kompetetivt hämmande på tyrosinas enzymet tack vare dess strukturella likheter med substratet tyrosin. Det har även vistas att alfa- arbutin har starkare hämmande effekt på tyrosinas aktiviteten och den har i stort sett ersätt arbutin i de flesta hudtonande produkter för att den är mer effektiv och mer stabil i att ge den önskade effekten på människohuden (Zhu, W. och Gao, J. 2008). Figur 1 schematisk bild över melanogenesen och var arbutin har sin effekt. 5

Arbutins in vitro anticancer effekt I en studie på TCCSUP humant urinblåsacancerceller visades att arbutin på ett dos- och tids beroende sätt minskade profilering av dessa celler. Western blot analys visade att arbutin inaktiverade extracellulär signal- reglerad kinas (ERK), som är avgörande för reglering av cellprofilering. Det även noterades en markant ökning i uttrycket av 21WAF1/CIP1 (p21), som är känd för att vara involverad i regleringen av cellcykeln (Li et. al., 2011). Mekanismen bakom den magsår skyddande effekt En studie av Tahaa et. al., 2012 gjort på gnagare med magsår orsakad av metanol och acetylsalysyra, visade att Turnera diffusa som innehåller arbutin har anti- magsår aktivitet. Det observerades att arbutin behandlade gnagare hade höjda värden av IL- 10 som tyder på antiinflammatorisk aktivitet mot celldöd, de hade även bibehållen nivå av kväveoxid i magen och hämmad lipid peroxidation. Mekanismen bakom den antiseptiska effekten vid urinvägsinfektion Arbutin hydrolyseras till glukos och hydrokinon av tarmfloran. Hydrokinon glukoniseras i levern och sedan utsöndras i urinen. I basisk urin (ph>7) sönderfaller hydrokinon glukoroniden och den fria hydrokinon kan verka lokalt antimikrobiskt (Yarnell, 2002). Klinisk effekt och användning Arbutin och dess hudtonande effekt Arbutin används inom hudvårdsprodukter och kan inte direkt klassas som läkemedel. Den har även använts i olika blandningar för behandling av hudcancer. I en pilotstudie inhiberades hyperpigmenteringen hos 4/ av de friska vuxna frivilliga som var exponerade av (UV) B strålning och behandlades med arbutin. I en senare studie på 15 koreanska män inhiberades den UV- inducerade pigmenteringen med 43,5% av arbutin. I WHO monografier över mediciniska växter står det beskrivet att extrakt från Arctostaphylos uva-ursi har använts i folkmedicin för att minska hudpigmenteringen(ntp, 200). Arbutin i Arctostaphylos uva-ursi som urindrivande- och antibakteriellt medel Produkter med blad från Arctostaphylos uva-ursi har traditionellt använts mot urinvägsinfektioner och som diuretikum i merparten av världen. I Sverige är den klassad som ett traditionellt använt växtbaserat läkemedel. I USA finns uva-ursi extrakten bland egenvårdsprodukter och säljs som aptitsänkande medel för viktkontroll med även som diuretikum samt vid urinvägsinfektioner. I WHO monografier om mediciniska växter är det beskrivet att uva-ursi extrakt används som ett milt antibakteriellt medel för infektioner i urinblåsan och urinvägarna. Inom

folkmedicin har substansen använts som urindrivande och behandling av bl.a. diabetes och reumatism (NTP, 200). En studie på 57 frivilliga kvinnor med återkommande cystit, noterades att kvinnor behandlade med uva-ursi fick inget cystit underkommande år jämfört med 23 % av de som inte var behandlade Detta visade att uva-ursi hade även en profylaktisk effekt, och detta är inte vad den har traditionellt använts för. Uva- ursi är godkänd bara som medel mot urinvägsinfektioner och inte som profylaxbehandling. Vid utebliven effekt av uva-ursi kan förklaringen vara att patientens urin är för sur vilket hindrar den fria formen av hydrokinon att bildas. Det som rekommenderas då är ett minskat intag av animaliska produkter eller intag av en matsked natrium- eller kalium bikarbonat dagligen för att basgöra urinen (Yarnell, 2002). Diskussion Arbutin verkar ha många användbara effekter vid olika användningsområden. Det finns flera studier som förklarat mekanismen bakom arbutins aktivitet dock saknas in vivo studier som bekräftar dess aktivitet. Mer studier skulle behövas för att bekräfta och säkerställa säkerheten av användandet av arbutin då den traditionellt används mot urinvägsinfektioner och den bryts ner till hydrokinon av tarmflora. Hydrokinin har flera rapporterade biverkningar bl.a. cancerogen, därför är det viktigt att klargöra om levern tar hand om all hydrokinon som bildas eller stannar den i kroppen och kan ge skadlig effekt. Även vid topikal applicering kan omvandlingen av arbutin ske av hudensflora då är det hydrokinonen som absorberas vilket leder till patienten hamnar i samma riskzon som vid användandet av hydrokinon. Arbutins breda aktivitets områden gör den till en speciell substans som kan antigen i sig utvecklas till läkemedel eller inspirera till andra strukturisomerer som är mer potenta eller säkra. Referenslista Chakraborty, A., K., Funasaka, Y., Komoto, M. och Ichihashi, M. (1998). Effect of Arbutin on Melanogenic Proteins in Human Melanocytes. Pigment Cell Research. 11: 20-212 HMPC, Committee on Herbal Medicinal Products. (2012). Assessment report on Arctostaphylos uva- ursi (L.) Spreng., folium. URL:http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Herbal_- _HMPC_assessment_report/2011/07/WC500108750.pdf _ 2014.02.10 Li, H., Jeong, Y., M., Kim., S., Y., Kim, M., K., och Kim, D., S. (2011).Arbutin inhibits TCCSUP human bladder cancer cell proliferation via up- regulation of p21. Pharmazie. : 30 309 Maeda, K. och Fukuda, M. (199) Arbutin mechanism of its depigmenting action in human melanocyte culture. The Journal of Pharmacology and experimental therapeutics. 27: 75-79. 7

NTP (National Toxicology Program). (200). Chemical Information Review Document for Arbutin [CAS No. 497-7- 7] and Extracts from Arctostaphylos uva- ursi Supporting Nomination for Toxicological Evaluation by the National Toxicology Program. U.S Department of Health and Human Services. Parvez, S., Kang, M.,Chung H., S., Cho, C., Hong, M., C., Shin, M., K., och Bae, H. (200) Survey and Mechanism of Skin Depigmenting and Lightening Agents. Phytotherapy research. 20: 921 934. Parejo, I., Viladomat, F., Bastida, J. och Codina, C. (2001). A Single Extraction Step in the Quantitative Analysis of Arbutin in Bearberry (Arctostaphylos uva- ursi) Leaves by High- Performance Liquid Chromatography Phytochemical Analysis. 12: 33 339. Tahaa, M., M., E., Salgaa, M., S., Ali, H., M., Abdullab, M., A., Abdelwahabc, S., I. och Hadia, A., H., A. (2012).Gastroprotective activities of Turnera diffusa Willd. ex Schult. revisited: Role of arbutin. Journal of Ethnopharmacology 141: 273 281. Yarnell, E. (2002). Botanical medicines for the urinary tract. World journal urology. 20: 285 293 Zhu, W. och Gao, J. (2008). The Use of Botanical Extracts as Topical skin- Lightening Agents for the Improvement of Skin Pigmentation Disorders. Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings. 13: 20 24. 8