Hinokitiol

Hinokitiol (β-thujaplicín) je prírodná látka, ktorú možno nájsť v stromoch čeľade cyprusovité (Cupressaceae). Ide o derivát tropolónu a jeden z thujaplicínov.β-Thujaplicin at Sigma-Aldrich Hinokitiol je bežne používaný v oblasti orálnej hygieny a ošetrujúcich prípravkov pre jeho široké spektrum antivírusových, antimikrobiálnych a protizápalových účinkov. Hinokitiol je ionofor zinku a železa, dodatočne odsúhlasený ako doplnok stravy.

Názov hinokitiol pochádza z faktu, že bol pôvodne izolovaný z taiwanského stromu hinoki v roku 1936. V skutočnosti ho možno nájsť v japonskom hinoki iba v nepatrných množstvách, na druhej strane vysokú koncentráciu (približne 0,04 % objemu jadra) možno nájsť v druhu Juniperus cedrus, dreve tujovky japonskej (Thujopsis dolabrata) a v tuji riasnatej (Thuja plicata). Je možné ho extrahovať z cédrového dreva pomocou rozpúšťadla a ultrasonikácie.

Hinokitiol je štruktúrou príbuzný tropolónu, u ktorého absentuje izopropylový substituent. Tropolóny sú známymi chelatačnými činidlami. Hinokitiol štruktúrne súvisí s tropolom, ktorému chýba izopropylová náhrada. Tropolóny sú zložky, ktoré sa používajú na ošetrenie otravy kovmi tlmením kovov v dobre známom krvnom obehu.

 Antimikrobiálne účinky 
Hinokitiol má širokú škálu biologických účinkov, z ktorých mnohé boli preskúmané a opísané v literatúre. Prvým a najznámejším z nich je silný antimikrobiálny účinok, pôsobiaci na mnohé baktérie a huby, nezávisle od ich odolnosti voči antibiotikám. Špecificky sa ukázal hinokitiol byť efektívnym voči baktériám Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans a Staphylococcus Aureus, bežným ľudským patogénom. Okrem toho má hinokitiol inhibičné účinky voči Chlamydia trachomatis a môže byť klinicky využívaný ako topické liečivo.

 Antivírusové účinky 
Novšie štúdie preukázali, že u hinokitiolu možno pozorovať aj antivírusové účinky pri jeho skombinovaní so zlúčeninami zinku proti viacerým ľudským vírusom, vrátane rhinovírusov, coxsackievírusov a mengovírusov. Liečenie virálnych infekcií z neho robí potenciál pre značný ekonomický zisk a stal sa do značnej miery dôležitým aj pre globálne inštitúcie ako napríklad Svetová zdravotnícka organizácia (WHO). Oslabením spracovávania virálnych polyproteínov znemožňuje hinokitiol virálnu replikáciu – táto schopnosť je však do značnej miery závislá od dostupnosti iónov dvojmocných kovov, nakoľko je hinokitiol sám o sebe chelátor. Prítomnosť zinku v kombinácií s hinokitiolom podporuje tieto schopnosti, ako je rozvinuté nižšie.

 Iné účinky 
Okrem širokého spektra antimikrobiálnych účinkov má hinokitiol aj protizápalové a protitumorové účinky, opísané v množstve in vitro štúdiách na bunkách a in vivo pokusoch na zvieratách. Hinokitiol potláča hlavné ohniská a cesty šírenia zápalov ako napríklad TNF-a alebo NF-kB a jeho potenciál pre liečenie chronických zápalov alebo autoimunitných stavov je stále predmetom výskumu. Hinokitiol preukázateľné uvoľňuje cytotoxicitu do viacerých výrazných rakovinových bunkových línií podporou autofagických procesov.

 Výskum v súvislosti s koronavírusom 
Potenciálne antivírusové účinky hinokitiolu pochádzajú z jeho pôsobenia ako ionoforu zinku. Hinokitiol umožňuje prienik iónov zinku do buniek, čo zabraňuje funkcií replikačného mechanizmu RNA vírusov a následne inhibuje replikáciu vírusu. Z RNA vírusov stojí za zmienku vírus ľudskej chrípky a SARS. Ióny zinku sú schopné znateľne inhibovať replikáciu vírusov v bunkách a je preukázané, že tento účinok je závislý od prítoku zinku. Táto štúdia bola prevedená s ionoforom pyritiónu zinočnatého, ktorý sa správa veľmi podobne ako hinokitiol.

V bunkových kultúrach potláča hinokitiol delenie ľudského rhinovírusu, coxsackievírusu a mengovírusu. Hinokitiol bráni spracovávaniu virálnych polyproteínov a zabraňuje replikácií picornavírusu. Hinokitiol zabraňuje replikácií picornavírusov prostredníctvom poškodenia spracovávania virálnych polyproteínov, jeho účinok je ale závislý od dostupnosti iónov zinku.

 Ionofor železa 
Hinokitiol preukázane obnovuje produkciu hemoglobínu u hlodavcov. Hinokitiol účinkuje ako ionofor železa pre presmerovávanie železa do buniek, čím zvyšuje úroveň intracelulárneho obsahu železa. Zhruba 70% železa v ľudskom tele sa nachádza v červených krvinkách, presnejšie v proteíne hemoglobín. Železo je životne dôležité pre takmer všetky živé organizmy a je kritickým prvkom pre viacero anatomických funkcií, ako napríklad systém transportu kyslíku, syntéza kyseliny deoxyribonukleovej (DNA) a transport elektrónov, nedostatok železa preto môže viesť k ochoreniam krvi ako napríklad anémií, ktorá môže mať značný negatívny vplyv na fyzickú aj mentálnu výkonnosť.

 Synergizmus so zinkom 
Hinokitiol je ionofór zinku a táto schopnosť údajne inhibuje replikáciu vírusov. V skratke, ako ionofór zinku pomáha hinokitiol transportovať molekuly do buniek cez plazmovú membránu alebo intracelulárnu membránu, čím zvyšuje intracelulárnu koncentráciu špecifickej molekuly (napr. zinku). Preto s pomocou antivírusových vlastností zinku v kombinácií s hinokitiolom môže byť príjem zinku zvýšený."Ionophores - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Retrieved 2020-06-25.

 Výskum v súvislosti s rakovinou 
V bunkových kultúrach a štúdiách pokusov na zvieratách bol hinokitiol preukázateľne schopný inhibovať metastázu a mal antiproliferačné účinky na rakovinové bunky."Hinokitiol reduces tumor metastasis by inhibiting heparanase via extracellular signal-regulated kinase and protein kinase B pathway". www.medsci.org. Retrieved 2020-06-17.

 Nedostatok zinku  
Nedostatok zinku bol preukázaný v niektorých rakovinových bunkách a obnovenie optimálnej úrovne intracelulárneho zinku môže viesť k zastaveniu rastu tumorov. Hinokitiol je zdokumentovaný ako ionofor zinku, pre zistenie efektívnych koncentrácií spôsobov spôsobu podávania hinokitiolu a zinku je však stále potrebný ďalší výskum.

 Dôsledky zaradenia zinku do diéty na rast melanóm a experimentálnu metastázu...
 Nedostatku zinku v diéte podporuje vznik esofagiálnej rakoviny podporou zreteľnej zápalovej aktivity...
 Prepojenie medzi úrovňami zinku a rakovinou pľúc, meta-analýza observačných štúdií...
 Pokrok vo výskume vzťahu medzi nedostatkom zinku, mikroRNA a esofagiálnych karcinómoch...

  Produkty obsahujúce hinokitiol 
náhľad|Skóre na stupnici EWG
Hinokitiol je používaný v celej škále spotrebiteľských produktov zahŕňajúcej: kozmetiku, zubné pasty, orálne spreje, opaľovacie krémy a krémy pre podporu rastu vlasov. Jednou z hlavných značiek ponúkajúcich produkty s hinokitiolom je Hinoki Clinical. Hinoki Clinical (zal. 1956) bola založená krátko po tom, čo začala prvá „priemyselná operácia pre extrakciu Hinokitiolu“ v roku 1955. Hinoki v súčasnosti vlastní 18 rôznych línií produktov s obsahom Hinokitiolu. Ďalšia značka, konkrétne „Relief Life“, sa môže pochváliť miliónom predajov s ich zubnou pastou „Dental Series“"Dental Series Product Page". Rakuten. Retrieved 19 May2020. s obsahom Hinokitiolu. Iní známi producenti produktov s obsahom Hinokitiolu sú Otsuka Pharmaceuticals, Kobayashi Pharmaceuticals, Taisho Pharmaceuticals, SS Pharmaceuticals. Mimo Ázie začína spoločnosť Swanson Vitamins® používať Hinokitiol v spotrebiteľských produktoch na trhoch ako USA"Antioxidant Serum". Swanson Vitamins US. Retrieved 19 May 2020. a Austrália"Antioxidant Serum AU". Swanson Vitamins Australia. Retrieved 19 May 2020 v podobe antioxidačného séra a iných produktov.

V roku 2006 bol hinokitiol kategorizovaný na zozname domestických látok v Kanade ako rozložiteľný, nebioakumulatívny a netoxický pre vodné organizmy.Secretariat, Treasury Board of Canada; Secretariat, Treasury Board of Canada. "Detailed categorization results of the Domestic Substances List - Open Government Portal". open.canada.ca. Retrieved 2020-06-17. The Environmental Working Group (EWG), americká aktivistická skupina venovala stránku Hinokitiolu na ktorej indikuje, že je „málo nebezpečný“ v oblastiach ako „Alergie a imunotoxicita“, „Rakovina“ a „Vývojová a reprodukčná toxicita“,"EWG Skin Deep® | What is HINOKITIOL". EWG. Retrieved 2020-06-17. pričom Hinokitiol bol ohodnotený skóre 1-2.

Na rozdiel s hodnotením hinokitiolu bol napríklad propylparabén, zložka predávaná v rôznych zubných pastách, vyhodnotený ako predmet rozsiahlych podozrení z toxicity a nebezpečenstva. Propylparabén bol vyhodnotený Európskou komisiou pre narušenie hormonálnej rovnováhy ako endokrinný disruptor u ľudí, okrem iných obáv."EWG Skin Deep® | What is PROPYLPARABEN". EWG. Retrieved 2020-06-26. Vďaka tomu dostal na stránke EWG skóre 4-6.

 Dr. ZinX 
2. apríla 2020 zadala spoločnosť Advance Nanotek, austrálsky producent oxidu zinočnatého, žiadosť o spoločný patent so spoločnosťou AstiVita Limited,"Health And Beauty | AstiVita". Health And Beauty | AstiVita. Retrieved 2020-05-20, vzťahujúci sa na antivírusovú zlúčeninu, obsahujúcu viaceré produkty pre orálnu starostlivosť"IP Australia: AusPat". Australian Government - IP Australia. Retrieved 2020-05-20. obsahujúce hinokitiol ako jeden z hlavných komponentov. Značka teraz zahŕňa nový vynález s názvom Dr ZinX a pravdepodobne v roku 2020 vypustí na trh kombináciu zinok + Hinokitiol."Patent Update AstiVita" (PDF). Australian Stock Exchange. 20 May 20201. "Zinc + Hinokitiol". Dr ZinX. Retrieved 2020-05-20. 18. mája 2020 publikovali Dr.Zinx výsledky testov pre „Kvantitatívny suspenzný test na vyhodnotenie virucidnej aktivity v medicínskej oblasti“,Barrett M (18 May 2020). "AstiVita - Testing Results for Dr Zinx Zinc + Hinokitiol Combination" (PDF). ASX (Australian Stock Exchange). Retrieved 20 May 2020.Barrett M (18 May 2020). "Dr ZinX Test Results". Dr Zinx Oral Spray. Retrieved 20 May 2020. ktorý preukázall „3.25 log“ redukciu (99.9% redukciu) v čistej koncentrácií za 5 minút voči náhrade COVID-u 19, mačaciemu koronavírusu. Zinok je esenciálny doplnok stravy a stopový prvok v tele. Globálne sa predpokladá, že 17,3% populárne má nedostatočný prísun zinku.Wessells KR, Brown KH (2012-11-29). "Estimating the global prevalence of zinc deficiency: results based on zinc availability in national food supplies and the prevalence of stunting". PloS One. 7 (11): Ervin RB, Kennedy-Stephenson J (November 2002). "Mineral intakes of elderly adult supplement and non-supplement users in the third national health and nutrition examination survey". The Journal of Nutrition. 132 (11): 3422–7. doi:10.1093/jn/132.11.3422. PMID 12421862.

 Sľubná budúcnosť 
Počínajúc okolo roku 2000 začali vedci vnímať hodnotu, ktorú by hinokitiol mohol mať pre farmaceutický priemysel, hlavne z hľadiska inhibície baktérií Chlamydia trachomatis.

Chemik Martin Burke, spolu s kolegami z University of Illinois v Urbana–Champaign a iných inštitúcií objavili značný rozsah medicínskeho využitia hinokitiolu. Burkeovým cieľom bolo vyliečiť problémy s nepravidelným transportom železa u zvierat. Nedostatky viacerých proteínov môžu viesť k nedostatku železa v bunkách (anémia) alebo opačnému efektu, hemochromatóze.1. "Hinokitiol". American Chemical Society. Retrieved 2020-05-20. Za použitia geneticky ochudobnených kvasinkových kultúr ako náhrady skúmali vedci malú vzorku drobných biomolekúl pre stopy transportu železa spôsobujúceho rast buniek. Hinokitiol sa ukázal ako prvok, ktorý obnovil funkciu bunky. Ďalším skúmaním objavil tím mechanizmus, pomocou ktorého dodáva alebo odstraňuje hinokitiol železo do a z buniek.Grillo AS, SantaMaria AM, Kafina MD, Cioffi AG, Huston NC, Han M, et al. (May 2017). "Restored iron transport by a small molecule promotes absorption and hemoglobinization in animals". Science. 356 (6338): 608–616. Bibcode:2017Sci...356..608G. doi:10.1126/science.aah3862. PMC 5470741. PMID 28495746. Následne svoju štúdiu preniesli na cicavce a zistili, že hlodavce, ktoré boli geneticky naprogramované pre absenciu „proteínov železa“ získali pri kŕmení hinokitiolom znovu schopnosť prijímať železo cez žalúdok.Service RF (May 2017). "Iron Man molecule restores balance to cells". Science Magazine. AAAS. Retrieved 2020-05-20. V podobnej štúdií obnovila molekula tvorbu hemoglobínu v  papuľovcoch priečnopruhých (zebrafish).Krenn BM, Gaudernak E, Holzer B, Lanke K, Van Kuppeveld FJ, Seipelt J (January 2009). "Antiviral activity of the zinc ionophores pyrithione and hinokitiol against picornavirus infections". Journal of Virology. 83 (1): 58–64. doi:10.1128/JVI.01543-08. PMID 18922875 Komentár na prácu Burkeho a spol. pomenoval hinokitiol „Iron Man molekula“. Toto je do istej miery trefné, pretože krstné meno Burka možno do angličtiny voľne preložiť ako „muž zo železa“.

Rozsiahly výskum bol vykonaný aj v oblasti orálnej aplikácie hinokitiolu, na základe zvýšeného dopytu po orálnych produktoch s obsahom hinokitiolu. Jedna štúdia, spojená s 8 rôznymi inštitúciami v Japonsku s názvom „Antibakteriálne účinky hinokitiolu proti patogénnym baktériám rezistentným na antibiotiká a patogénom, ktoré prevládajú v ústnej dutine a horných dýchacích cestách dospela k záveru, že „Hinokitiol preukazuje antibakteriálne účinky proti širokému spektru baktérií a má nízku cytotoxicitu voči ľudským epitelovým bunkám“.

 Referencie 

Kategória:Chemické zlúčeniny
Kategória:Chelačné činidlá
Kategória:Ústna hygiena
Kategória:Potravinárske aditíva
Kategória:Konzervanty