Molecular mechanisms for pharmacological effects of drugs based on Cimicifuga racemosa extracts

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

An estrogen-like activity is considered to be the main mechanism of action for Cimicifuga extract. At the same time, results of modern studies of molecular composition together with modern fundamental data indicate such critical mechanisms of action as activation of serotoninergic and GABA-ergic ways of neurotransmission, as well as anti-inflammatory and antidiabetic effects. The use of drugs based on C. racemosa extracts is perspective for accompanying replacement hormonal therapy with estrogens due to antineoplastic and osteoprotective effects of standardized C. racemosa extracts.

About the authors

O A Gromova

Federal Research Centre "Information and Management" of the Russian Academy of Sciences; Ivanovo State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: unesco.gromova@gmail.com
д-р мед. наук, проф., вед. науч. сотр., зав. лаб. фармакоинформатики, проф. каф. фармакологии 119333, Russian Federation, Moscow, ul. Vavilova, d. 44, кorp. 2

I Yu Torshin

Federal Research Centre "Information and Management" of the Russian Academy of Sciences

Email: unesco.gromova@gmail.com

канд. хим. наук, доц., ст. науч. сотр. лаб. фармакоинформатики

119333, Russian Federation, Moscow, ul. Vavilova, d. 44, кorp. 2

N K Tetruashvili

V.I.Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: unesco.gromova@gmail.com

д-р мед. наук, проф., зав. отд-нием патологии беременности

117997, Russian Federation, Moscow, ul. Akademika Oparina, d. 4

L E Fedotova

Ivanovo State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: unesco.gromova@gmail.com

канд. мед. наук, доц. каф. фармакологии

153462, Russian Federation, Ivanovo, pr. Sheremetevskii, d. 8

N P Lapochkina

Ivanovo State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: unesco.gromova@gmail.com

д-р мед. наук, зав. каф. онкологии

153462, Russian Federation, Ivanovo, pr. Sheremetevskii, d. 8

References

  1. Громова О.А, Торшин И.Ю., Лиманова О.А., Лапочкина Н.П. Систематический анализ фармакологии стандартизированных природных экстрактов цимицифуги для поддержки женского здоровья. 2017.]
  2. Lee J.H, Cuong T.D, Kwack S.J et al. Cycloartane-type Triterpene Glycosides from the Rhizomes of Cimicifuga heracleifolia and Their Anticomplementary Activity. Planta Med 2012; 78 (12): 1391-4.
  3. Liu W.H, Wang Y.G, Yang J. Black Cohosh (Cimicifuga Species) for Menopausal Symptoms. Clin Nurse Spec 2013; 27 (6): 289-90.
  4. Gai Y.Y, Liu W.H, Sha C.J et al. Pharmacokinetics and bioavailability of cimicifugosides after oral administration of Cimicifuga foetida L. extract to rats. J Ethnopharmacol 2012; 143 (1): 249-55.
  5. Chen J.Y, Li P.L, Tang X.L. et al. Cycloartane Triterpenoids and Their Glycosides from the Rhizomes of Cimicifuga foetida. J Nat Prod 2014; 77 (9): 1997-2005.
  6. Disch L, Forsch K, Siewert B. et al. In Vitro and In Situ Characterization of Triterpene Glycosides From Cimicifuga racemosa Extract. J Pharm Sci 2017. pii: S0022-3549(17)3055.
  7. Guo Y, Yin T, Wang X. et al. Traditional uses, phytochemistry, pharmacology and toxicology of the genus Cimicifuga: A review. J Ethnopharmacol 2017; 209: 264-82.
  8. Ruhlen R.L, Sun G.Y, Sauter E.R. Black Cohosh: Insights into its Mechanism(s) of Action. Integr Med Insights 2008; 3: 21-32.
  9. Жидкова Е.В., Лесиовская Е.Е., Линде В.А. Эффективность фитоэстрогенов в коррекции климактерических расстройств. Проблемы репродукции. 2012; 5: 115-9
  10. Татарчук Т.Ф., Ефименко О.А. Фитотерапия ранних менопаузальных расстройств. Репродуктивная эндокринол. 2012; 3: 41-4.
  11. Балан В.Е. Применение фитоэстрогенов для лечения гипоэстрогенных состояний. Рус. мед. журн. 2000; 8 (3): 56-61.
  12. Никитин А.И. Фитоэстрогены (лекция). Проблемы репродукии. 2000; 3
  13. Powers C.N, Setzer W.N. A molecular docking study of phytochemical estrogen mimics from dietary herbal supplements. In Silico Pharmacol 2015; 3: 4.
  14. Park J, Shim M, Rhyu M.R, Lee Y. Estrogen receptor mediated effects of Cimicifuga extracts on human breast cancer cells. Pharmazie 2012; 67 (11): 947-50.
  15. Zierau O, Bodinet C, Kolba S et al. Antiestrogenic activities of Cimicifuga racemosa extracts. J Steroid Biochem Mol Biol 2002; 80 (1): 125-30.
  16. Nikolic D, Li J, van Breemen R.B. Metabolism of Nomega -methylserotonin, a serotonergic constituent of black cohosh (Cimicifuga racemosa, L. (Nutt.)), by human liver microsomes. Biomed Chromatogr 2014; 28 (12): 1647-51.
  17. Burdette J.E, Liu J, Chen S.N et al. Black cohosh acts as a mixed competitive ligand and partial agonist of the serotonin receptor. J Agric Food Chem 2003; 51 (19): 5661-70.
  18. Cicek S.S, Khom S, Taferner B. et al. Bioactivity-guided isolation of GABA(A) receptor modulating constituents from the rhizomes of Actaea racemosa. J Nat Prod 2010; 73 (12): 2024-8.
  19. Strommer B, Khom S, Kastenberger I et al. A cycloartane glycoside derived from Actaea racemosa L. modulates GABAA receptors and induces pronounced sedation in mice. J Pharmacol Exp Ther 2014; 351 (2): 234-42.
  20. Oktem M, Eroglu D, Karahan H.B et al. Black cohosh and fluoxetine in the treatment of postmenopausal symptoms: a prospective, randomized trial. Adv Ther 2007; 24 (2): 448-61.
  21. Woo K.C, Park Y.S, Jun D.J et al. Phytoestrogen cimicifugoside-mediated inhibition of catecholamine secretion by blocking nicotinic acetylcholine receptor in bovine adrenal chromaffin cells. J Pharmacol Exp Ther 2004; 309 (2): 641-9.
  22. Reame N.E., Lukacs J.L, Padmanabhan V.et al. Black cohosh has central opioid activity in postmenopausal women: evidence from naloxone blockade and positron emission tomography neuroimaging. Menopause 2008; 15 (5): 832-40.
  23. Yang C.L, Chik S.C, Li J.C et al. Identification of the bioactive constituent and its mechanisms of action in mediating the anti-inflammatory effects of black cohosh and related Cimicifuga species on human primary blood macrophages. J Med Chem 2009; 52 (21): 6707-15.
  24. Loser B, Kruse S.O, Melzig M.F, Nahrstedt A. Inhibition of neutrophil elastase activity by cinnamic acid derivatives from Cimicifuga racemosa. Planta Med 2000; 66 (8): 751-3.
  25. Wuttke W, Jarry H, Haunschild J. et al. The non-estrogenic alternative for the treatment of climacteric complaints: Black cohosh (Cimicifuga or Actaea racemosa). J Steroid Biochem Mol Biol 2014; 139: 302-10.
  26. Торшин И.Ю., Громова О.А., Лиманова О.А. «Быстрый эффект» бета-аланина при приливах: сравнительное исследование взаимодействий бета-аланина, таурина и глицина с глициновыми рецепторами. Гинекология. 2012; 14 (2): 65-9.
  27. Suh K.S, Choi E.M, Jung W.W et al. Deoxyactein protects pancreatic beta-cells against methylglyoxal-induced oxidative cell damage by the upregulation of mitochondrial biogenesis. Int J Mol Med 2017; 40 (2): 539-48.
  28. Meeprom A, Sompong W, Suantawee T et al. Isoferulic acid prevents methylglyoxal-induced protein glycation and DNA damage by free radical scavenging activity. BMC Complement Altern Med 2015; 15: 346.
  29. Gaikwad A.B, Viswanad B, Ramarao P. PPAR gamma agonists partially restores hyperglycemia induced aggravation of vascular dysfunction to angiotensin II in thoracic aorta isolated from rats with insulin resistance. Pharmacol Res 2007; 55 (5): 400-7.
  30. Kato H, Tanaka G, Masuda S. et al. Melatonin promotes adipogenesis and mitochondrial biogenesis in 3T3-L1 preadipocytes. J Pineal Res 2015; 59 (2): 267-75. doi: 10.1111/jpi.12259
  31. Lee Y.S, Choi E.M. Actein isolated from black cohosh promotes the function of osteoblastic MC3T3-E1 cells. J Med Food 2014; 17 (4): 414-23.
  32. Choi E.M, Suh K.S, Jung W.W. et al. Actein alleviates 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin-mediated cellular dysfunction in osteoblastic MC3T3-E1 cells. Environ Toxicol 2017; 101002/tox22459.
  33. Suh K.S, Chon S, Choi E.M. Actein protects against methylglyoxal-induced oxidative damage in osteoblastic MC3T3-E1 cells. J Sci Food Agric 2017; 97 (1): 207-14.
  34. Cui G, Leng H, Wang K.et al. Effects of remifemin treatment on bone integrity and remodeling in rats with ovariectomy-induced osteoporosis. PLoS One 2013; 8 (12): e82815.
  35. Min L, Wang F, Liang S. et al. Menopausal status and the risk of lung cancer in women: A PRISMA-compliant meta-analysis. Medicine (Baltimore) 2017; 96 (26): e7065. doi: 10.1097/MD.0000000000007065.
  36. Beral V, Gaitskell K, Hermon C. et al; Collaborative Group On Epidemiological Studies Of Ovarian Cancer. Menopausal hormone use and ovarian cancer risk: individual participant meta-analysis of 52 epidemiological studies. Lancet 2015; 385 (9980): 1835-42. doi: 10.1016/S0140-6736(14)61687-1
  37. Einbond L.S, Shimizu M, Nuntanakorn P.et al. Actein and a fraction of black cohosh potentiate antiproliferative effects of chemotherapy agents on human breast cancer cells. Planta Med 2006; 72 (13): 1200-6.
  38. Dai X, Liu J, Nian Y. et al. A novel cycloartane triterpenoid from Cimicifuga induces apoptotic and autophagic cell death in human colon cancer HT-29 cells. Oncol Rep 2017; 37 (4): 2079-86.
  39. Дубовик Б.В., Кострова Л.Н., Молофей В.П. и др. Влияние меланина на мутагенное действие хронического облучения и адаптивный ответ у мышей. Химико-фармацевтический журн. 2017; 4: 45-7
  40. Дубовик Б.В., Кострова Л.Н., Молофей В.П. и др. Влияние меланина на мутагенное действие хронического облучения и адаптивный ответ у мышей. Радиационная биология. Радиоэкология. 1999; 2: 329-33.
  41. Skoczyńska A, Budzisz E, Trznadel-Grodzka E, Rotsztejn H. Melanin and lipofuscin as hallmarks of skin aging. Postepy Dermatol Alergol 2017; 34 (2): 97-103. doi: 10.5114/ada.2017.67070
  42. Godowski K.C. Antimicrobial action of sanguinarine. J Clin Dent 1989; 1 (4): 96-101.
  43. Southard G.L, Boulware R.T, Walborn D.R. et al. Sanguinarine, a new antiplaque agent: Retention and plaque specificity. J Am Dent Assoc 1984, 108 (3): 338-41.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».