Nutraceutical agents with anti-inflammatory properties prevent dietary saturated-fat induced disturbances in blood-brain barrier function in wild-type mice

Background: Emerging evidence suggests that disturbances in the blood–brain barrier (BBB) may be pivotal to the pathogenesis and pathology of vascular-based neurodegenerative disorders. Studies suggest that heightened systemic and central inflammations are associated with BBB dysfunction. This study investigated the effect of the anti-inflammatory nutraceuticals garlic extract-aged (GEA), alpha lipoic acid (ALA), niacin, and nicotinamide (NA) in a murine dietary-induced model of BBB dysfunction. Methods: C57BL/6 mice were fed a diet enriched in saturated fatty acids (SFA, 40% fat of total energy) for nine months to induce systemic inflammation and BBB disturbances. Nutraceutical treatment groups included the provision of either GEA, ALA, niacin or NA in the positive control SFA-group and in low-fat fed controls. Brain parenchymal extravasation of plasma derived immunoglobulin G (IgG) and large macromolecules (apolipoprotein (apo) B lipoproteins) measured by quantitative immunofluorescent microscopy, were used as markers of disturbed BBB integrity. Parenchymal glial fibrillar acidic protein (GFAP) and cyclooxygenase-2 (COX-2) were considered in the context of surrogate markers of neurovascular inflammation and oxidative stress. Total anti-oxidant status and glutathione reductase activity were determined in plasma.Results: Brain parenchymal abundance of IgG and apoB lipoproteins was markedly exaggerated in mice maintained on the SFA diet concomitant with significantly increased GFAP and COX-2, and reduced systemic antioxidative status. The nutraceutical GEA, ALA, niacin, and NA completely prevented the SFA-induced disturbances of BBB and normalized the measures of neurovascular inflammation and oxidative stress. Conclusions: The anti-inflammatory nutraceutical agents GEA, ALA, niacin, or NA are potent inhibitors of dietary fat-induced disturbances of BBB induced by systemic inflammations

Iron Behaving Badly: Inappropriate Iron Chelation as a Major Contributor to the Aetiology of Vascular and Other Progressive Inflammatory and Degenerative Diseases

The production of peroxide and superoxide is an inevitable consequence of aerobic metabolism, and while these particular "reactive oxygen species" (ROSs) can exhibit a number of biological effects, they are not of themselves excessively reactive and thus they are not especially damaging at physiological concentrations. However, their reactions with poorly liganded iron species can lead to the catalytic production of the very reactive and dangerous hydroxyl radical, which is exceptionally damaging, and a major cause of chronic inflammation. We review the considerable and wide-ranging evidence for the involvement of this combination of (su)peroxide and poorly liganded iron in a large number of physiological and indeed pathological processes and inflammatory disorders, especially those involving the progressive degradation of cellular and organismal performance. These diseases share a great many similarities and thus might be considered to have a common cause (i.e. iron-catalysed free radical and especially hydroxyl radical generation). The studies reviewed include those focused on a series of cardiovascular, metabolic and neurological diseases, where iron can be found at the sites of plaques and lesions, as well as studies showing the significance of iron to aging and longevity. The effective chelation of iron by natural or synthetic ligands is thus of major physiological (and potentially therapeutic) importance. As systems properties, we need to recognise that physiological observables have multiple molecular causes, and studying them in isolation leads to inconsistent patterns of apparent causality when it is the simultaneous combination of multiple factors that is responsible. This explains, for instance, the decidedly mixed effects of antioxidants that have been observed, etc...Comment: 159 pages, including 9 Figs and 2184 reference

Possibilities of application of modified carbon powders into pharmaceutical and cosmetic industries

Najnowsze badania dotyczące nanomateriałów węglowych dla zastosowań w medycynie ujawniły, że modyfikowane nanoproszki węglowe są o wiele bardziej biozgodne niż wiele innych nanomateriałów. Ich nietoksyczny charakter oraz właściwości przeciwzapalne czynią je atrakcyjnymi dla różnych zastosowań zarówno w farmacji, jak i w kosmetologii. W naszej pracy przedstawiliśmy jedną z ważniejszych właściwości proszków węglowych otrzymywanych metodami: MW/ RFPACVD, RFPACVD oraz detonacyjną, mianowicie: sposób rozproszenia w przygotowanych podłożach do podania na skórę oraz doustnie. Sprawdziliśmy, czy istnieje możliwość zastosowania ich nie tylko w preparatach mających wpływ na płaszcz hydro-lipidowy skóry, ale również w preparatach do podania doustnego jako nośniki leków. Przygotowano odpowiednie rodzaje podłoża, w których umieszczono poszczególne proszki węglowe. Uzyskane wyniki badań właściwości proszków węglowych otrzymanych różnymi metodami świadczą o ich szerokich możliwościach aplikacyjnych. Właściwości te w głównej mierze kształtowane są poprzez metodę syntezy. Hydrofobowe proszki wytwarzane metodami CVDi hydrofilowyproszek wytwarzany metodą detonacyjną mogą w różny sposób wpływać na płaszcz hydro-lipidowy skóry. Hydrofilowy proszek osiada na dno w badanym podłożu, a hydrofobowy występuje na powierzchni podłoża. W podłożu z 1 % roztworem metylocelulozy przeznaczonym do podania doustnego, proszek tworzy jednolitą zawiesinę. Istnieje zatem możliwość szerszego zastosowania proszków węglowych w przemyśle farmaceutyczno - kosmetycznym w preparatach mogących oddziaływać na płaszcz hydro-lipidowy skóry i do podawania doustnego jako nośniki leków.Recent studies on carbon nanomaterials for biomedical applications revealed that modification carbon powders are much more biocompatible than most other carbon nanomaterials. Noncytotoxic nature of carbon powders and their anti - inflammatory properties makes carbon powders attractive for various pharmaceutical and cosmetic applications. In the study we present one of the most important properties of carbon powders produced by detonation, RF PACVD and MW/RF PACVD methods, namely: a distraction in the prepared surfaces to give "per os" and on the skin. We checked whether it is possible to use them not only in the preparations of the skin affecting the functions of the hydro-lipid skin coat, but also in the "per os" preparations as delivery drugs. Prepared the types of substrates, in which each placed carbon powders. On the basis of obtained research results it can be stated that carbon powders obtained by different methods of synthesis show their broad application possibilities. Different properties of carbon powders are mainly shaped by the method of synthesis and process parameters. The hydrophobic powders produced by CVD methods and the hydrophilic powder produced by detonation method may differently affect the hydro-lipid skin coat. The hydrophilic powder settles to the bottom in the test substrate, and the hydrophobic surface of the substrate occurs. In the substrate with 1% methylcellulose solution intended for oral administration, the powder forms a uniform suspension. Therefore there is a possibility of wider application of carbon powders in the pharmaceutical- cosmetic industry in the new group of preparations affecting the hydro-lipid skin coat properly matched to the particular skin type and condition and in the "per os" preparations as delivery drugs

Influence of the low frequency magnetic field on the parameters of oxidative stress in rat's muscles

Wolne rodniki (WR) to atomy lub cząsteczki, posiadające wolne niesparowane elektrony. Ich nadmiar prowadzi do rozwoju stresu oksydacyjnego - przyczyny wielu chorób nowotworowych, neurodegeneracyjnych, zapalnych oraz starzenia się organizmu. Głównymi egzogennymi źródłami wolnych rodników są m.in.: zanieczyszczenia przemysłowe, dym tytoniowy, promieniowanie jonizujące oraz pola magnetyczne. Cel. Celem pracy jest ocena działania pola magnetycznego niskiej częstotliwości na proces peroksydacji lipidów w tkance mięśniowej zwierząt doświadczalnych. Materiał i metody. Materiał badawczy stanowiły dorosłe szczury, samce rasy Sprague-Dawley w wieku 3-4 miesięcy. Zwierzęta podzielono na 3 grupy badawcze: I - grupa kontrolna; II grupa poddana działaniu pola magnetycznego o następujących parametrach: 7 mT, 40 Hz, 30 min/dzień, 2 tyg.; III grupa - poddana działaniu pola magnetycznego o parametrach: 7 mT, 40 Hz, 60 min/dzień, 2 tyg. U badanych zwierząt wykonano pomiar stężenia produktów peroksydacji lipidów (TBARS[h1]) w homogenatach tkanki mięśniowej po zakończeniu ekspozycji na działanie pola magnetycznego. Wyniki. Po działaniu zmiennego pola magnetycznego o częstotliwości 40 Hz, indukcji 7 mT, w czasie 30, 60 min/dzień przez 2 tygodnie zaobserwowano wzrost stężenia TBARS w tkance mięśniowej szczura. Wnioski. Pole magnetyczne niskiej częstotliwości (Low Frequency Magnetic Field - LFMF) o parametrach stosowanych w magnetoterapii wywołuje istotne zmiany w procesie generacji reaktywnych form tlenu.Free radicals (FR) are atoms or molecules with unpaired electrons. They may lead to the development of the oxidative stress, which is a cause of many neoplastic, neurodegenerative, inflammatory diseases and aging of the organism. The main exogenous sources of free radicals are among others: industrial pollution, tobacco smoke, ionizing radiation, and magnetic field. Goal: The aim of this study was to evaluate the influence of the low magnetic field on the parameters of the oxidative stress (TBARS[h2]) in rat's muscles. Materials and methods. Thirty male rats, weight of 280-300 g were randomly divided into three experimental groups: control I and treatment II i III (Low Frequency Magnetic Field LFMF). Animals in the group II were exposed to the LFMF of the following parameters: frequency 40 Hz, induction 7 mT for 0.5 h/day for 14 days (this kind of the ELFMF is mostly used in magnetotherapy), while the group III was subjected to the field: 40 Hz, 7 mT for 1h/day for 14 days. Control rats were kept in the separate room and were not exposed to the to ELFMF. Immediately, after the last exposure, the part of muscles was taken under pentobarbital anaesthesia. The effects of the exposure to the LFMF on the oxidative states were assessed by the measurements of concentration of TBARS in muscles homogenates. Results. Exposure to the LFMF with the following parameters: 40 Hz, 7 mT, 30 and 60min/day for 2 weeks caused significant increase in TBARS concentration in the muscles homogenates. Conclusion. Low magnetic field used in magnetotherapy causes the significant changes of the process of generation of the reactive forms of oxygen in the muscles

Actual solubility (S |real.|

Using the general Hildebrand-Scatchard-Fedors theory of solubility, the mole fraction (x2) of solubility of phytochemicals contained in the dry green tea leaves was calculated which determines the profile of pharmacological activity.The applicative purpose of the study was to estimate the actual solubility of phytochemicals – S|real.| [mol/dm3] in water and in water-ethanol solutions of diversified polarity (εM) for their selective extraction and optimal formulation of oral solid dosage form.The basic physico-chemical and structural quantities of phytochemicals and corresponding mathematical equations of general Hildebrand-Scatchard-Fedors theory of solubility were used to calculate the actual solubility – S|real.| and the level of hydrophilic-lipophilic balance (HLB).The calculated actual solubility values – S|real.| [mol/dm3] collated with correlation equations enabled the assessment of phytochemical capability for the process of mass exchange on phase boundary. Correlation equations for the dependence log P = f (– log S|real.|) point to the structural preferences of phytochemicals in the kinetics of the mass exchange (diffusion) through the natural phase boundary.Calculations and correlations between the values characterizing the actual solubility – S|real.|, media polarity (water, ethanol and their solutions) and the partition coefficient (log P) including the level of hydrophilic-lipophilic balance (HLB) show that basing on thermodynamic components of the general Hildebrand-Scatchard-Fedors theory of solubility, the diffusion profile of phytochemicals contained in the green tea extract (Ext. Camellia sinensis L. aqu. siccum) through the biological phase boundary as well as optimal choice of the extraction medium for selective extraction of the class of phytochemicals can be estimated.Wykorzystując ogólną teorię rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa wyliczono ułamek molowy (x2) rozpuszczalności fitozwiązków zawartych w suchym ekstrakcie z liści zielonej herbaty, które decydują o profilu działania farmakologicznego.Aplikacyjnym celem prowadzonych badań było oszacowanie rzeczywistej rozpuszczalności fitozwiązków – S|rz.| (mol/dm3) w wodzie i roztworach wodno-etanolowych o zmiennej polarności (εM) w celu selektywnej ich ekstrakcji i optymalnej formulacji stałej doustnej postaci leku.Do wyliczenia rozpuszczalności rzeczywistej – S|rz.| i poziomu równowagi hydrofilo-lipofilowej (HLB) wykorzystano podstawowe wielkości fizyko-chemiczne i strukturalne fitozwiązków oraz stosowne równania matematyczne z ogólnej teorii rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa. Wyliczone wielkości rozpuszczalności rzeczywistej – S|rz.| (mol/dm3) zestawione w równaniach korelacyjnych umożliwiły ocenę zdolności fitozwiązków do procesu wymiany masy na granicy faz. Równania korelacyjne dla zależności log P = f (-log S|rz.|) wskazują preferencje strukturalne fitozwiązków w kinetyce procesu wymiany masy (dyfuzji) przez naturalną granicę faz..Z przeprowadzonych obliczeń i korelacji między wielkościami, które charakteryzują rozpuszczalność rzeczywistą – S|rz.|, polarność mediów (woda, etanol i ich roztwory) oraz współczynnik podziału (log P), a w tym również poziom równowagi hydrofilo-lipofilowej (HLB) wynika, że w oparciu o składowe termodynamiczne ogólnej teorii rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa można oszacować profil dyfuzji fitozwiązków zawartych w ekstrakcie z zielonej herbaty (Ext. Camellia sinensis L. aqu. Siccum) przez biologiczną granicę faz, a także optymalnie dobrać medium ekstrakcyjne w celu selektywnego pozyskiwania klasy fitozwiązków

Rozpuszczalność rzeczywista (S|rz.|), poziom równowagi hydrofilo-lipofilowej (HLBRequ., HLBD, HLBG) oraz współczynnik podziału (log P) fitozwiązków wchodzących w skład Ext. Camellia sinensis L. aqu. siccum w świetle ogólnej teorii rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa

Using the general Hildebrand-Scatchard-Fedors theory of solubility, the mole fraction (x2) of solubility of phytochemicals contained in the dry green tea leaves was calculated which determines the profile of pharmacological activity.The applicative purpose of the study was to estimate the actual solubility of phytochemicals – S|real.| [mol/dm3] in water and in water-ethanol solutions of diversified polarity (εM) for their selective extraction and optimal formulation of oral solid dosage form.The basic physico-chemical and structural quantities of phytochemicals and corresponding mathematical equations of general Hildebrand-Scatchard-Fedors theory of solubility were used to calculate the actual solubility – S|real.| and the level of hydrophilic-lipophilic balance (HLB).The calculated actual solubility values – S|real.| [mol/dm3] collated with correlation equations enabled the assessment of phytochemical capability for the process of mass exchange on phase boundary. Correlation equations for the dependence log P = f (– log S|real.|) point to the structural preferences of phytochemicals in the kinetics of the mass exchange (diffusion) through the natural phase boundary.Calculations and correlations between the values characterizing the actual solubility – S|real.|, media polarity (water, ethanol and their solutions) and the partition coefficient (log P) including the level of hydrophilic-lipophilic balance (HLB) show that basing on thermodynamic components of the general Hildebrand-Scatchard-Fedors theory of solubility, the diffusion profile of phytochemicals contained in the green tea extract (Ext. Camellia sinensis L. aqu. siccum) through the biological phase boundary as well as optimal choice of the extraction medium for selective extraction of the class of phytochemicals can be estimated.Wykorzystując ogólną teorię rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa wyliczono ułamek molowy (x2) rozpuszczalności fitozwiązków zawartych w suchym ekstrakcie z liści zielonej herbaty, które decydują o profilu działania farmakologicznego.Aplikacyjnym celem prowadzonych badań było oszacowanie rzeczywistej rozpuszczalności fitozwiązków – S|rz.| (mol/dm3) w wodzie i roztworach wodno-etanolowych o zmiennej polarności (εM) w celu selektywnej ich ekstrakcji i optymalnej formulacji stałej doustnej postaci leku.Do wyliczenia rozpuszczalności rzeczywistej – S|rz.| i poziomu równowagi hydrofilo-lipofilowej (HLB) wykorzystano podstawowe wielkości fizyko-chemiczne i strukturalne fitozwiązków oraz stosowne równania matematyczne z ogólnej teorii rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa. Wyliczone wielkości rozpuszczalności rzeczywistej – S|rz.| (mol/dm3) zestawione w równaniach korelacyjnych umożliwiły ocenę zdolności fitozwiązków do procesu wymiany masy na granicy faz. Równania korelacyjne dla zależności log P = f (-log S|rz.|) wskazują preferencje strukturalne fitozwiązków w kinetyce procesu wymiany masy (dyfuzji) przez naturalną granicę faz..Z przeprowadzonych obliczeń i korelacji między wielkościami, które charakteryzują rozpuszczalność rzeczywistą – S|rz.|, polarność mediów (woda, etanol i ich roztwory) oraz współczynnik podziału (log P), a w tym również poziom równowagi hydrofilo-lipofilowej (HLB) wynika, że w oparciu o składowe termodynamiczne ogólnej teorii rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda-Fedorsa można oszacować profil dyfuzji fitozwiązków zawartych w ekstrakcie z zielonej herbaty (Ext. Camellia sinensis L. aqu. Siccum) przez biologiczną granicę faz, a także optymalnie dobrać medium ekstrakcyjne w celu selektywnego pozyskiwania klasy fitozwiązków

Litogenolitic and solubility properties of products obtained from common ivy extract ( Hederae helicis e folium

Introduction: Common ivy (Hedera helix) is a plant used successfully in the treatment of various ailments. This is possible owing to the unique set of substances contained in it such as large amount of saponins, flavonoids, phenolic acids and phytosterols as well as polyacetylenes and coumarins. All these substances have been used in the production of cosmetic and medicinal preparations. Clinical trials on the efficacy and safety of dry ivy leaf extract have shown its high efficacy, comparable to synthetic medications, and better tolerance of herbal drugs. Objective: Investigations were performed on model ivy leaf (Hedera helix) extracts which were created using a medium of diversified polarity (ԐM). Measurements of viscosity and surface activity on phase boundary were performed. During preformulation studies attention was drawn to the possibility of micellar solubilization of cholesterol and selected structures of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) – ketoprofen. Methods: Viscosity measurements of Extractum Hederae helicis e folium aqueous solutions and in 0.1 mol HCl were performed according to the Polish Standard with Ubbelohde dilution viscometer. The surface tension of aqueous solutions – Δγ25 of Hederae helicis e folium extracts was determined according to the Polish Standard with stalagmometric method . Critical micellar concentration (cmc) was calculated. This enabled to evaluate the dependence ΔG0 =2.303 RT× log cmc of the thermodynamic potential of micelle formation (ΔG0 ). Results: It has been confirmed in the conducted comparative studies that aqueous solutions of Extr. Hederae helicis e folium created with maltodextrin as well as with SiO2 – maltodextrin result in micellar solubilization. The increase of granulometric size of cholesterol particle to Ø 1.60 mm decreased the amount of solubilized cholesterol but solubility preferences of the extracts were maintained. Conclusions: Model extracts produced from Hederae helicis e folium with diversified polarity of the extraction medium (water – ethanol) are characterized by appropriate solubility of the components which results not only from the presence of chlorophyll and its derivatives in the extract but also from the technique used for spray drying of the extract