Związki biologicznie aktywne porostów

Związki biologicznie aktywne porostów
79
Związki biologicznie aktywne porostów
ELŻBIETA STUDZIŃSKA, EWA WITKOWSKA-BANASZCZAK, WIESŁAWA BYLKA*
Katedra i Zakład Farmakognozji
Uniwersytet Medyczny
ul. Święcickiego 4,
60-781 Poznań
*autor, do którego należy kierować korespondencję: tel./fax: +4861 8546701,
faks: +4861 8546702, e-mail: [email protected]
Streszczenie
Porosty są organizmami symbiotycznymi złożonymi z komórek glonów i grzybów. Porosty
mają zdolność do wytwarzania związków charakterystycznych dla świata glonów czy grzybów, natomiast niespotykanych w świecie roślin wyższych. Wyróżnia się około 800 alifatycznych i aromatycznych substancji porostowych o charakterze metabolitów wtórnych.
Porosty są bioindykatorami i mogą być wykorzystywane do oceny stopnia zanieczyszczenia środowiska.
Porosty znalazły zastosowanie w medycynie ludowej Europy, Azji i obu Ameryk, w leczeniu
stanów zapalnych w obrębie górnych dróg oddechowych oraz żołądka i dwunastnicy.
Badania biologiczne związków porostowych wskazują na ich aktywność przeciwbakteryjną,
przeciwgrzybiczą, przeciwwirusową, a także antyoksydacyjną, przeciwzapalną i przeciwnowotworową oraz fotoprotekcyjną.
Uzyskane wyniki zachęcają do dalszych badań nad aktywnością związków izolowanych
z tych symbiotycznych organizmów.
Słowa kluczowe: porosty, metabolity wtórne, działanie biologiczne, zastosowanie
WPROWADZENIE
Liczne badania fitochemiczne wskazują na bogactwo i ciekawe właściwości substancji pochodzenia naturalnego. Przeprowadzane testy aktywności biologicznej
potwierdzają istnienie znanych od dawna w medycynie tradycyjnej leczniczych
właściwości wielu roślin.
Vol. 54 No 1 2008
E. Studzińska, E. Witkowska-Banaszczak, W. Bylka
80
Interesującą i mało poznaną grupą organizmów roślinnych są porosty. Terminu
lichenes (gr. leichen – porosty) użył po raz pierwszy Teofrast, uczeń Arystotelesa,
w IV w. p. Chr. Nauka o porostach, zwana lichenologią, rozwinęła się znacznie
później. Zapoczątkował ją w XVIII w. szwedzki badacz Erik Acharius, którego prace pozwoliły oddzielić porosty od innych roślin zarodnikowych.
Dokładniejsze badania budowy porostów wykazały, że są to organizmy symbiotyczne, złożone z komórek glonów (gonidiów) i grzybów (strzępek). Składnikiem
autotroficznym zdolnym do fotosyntezy i odpowiedzialnym za dostarczanie pożywienia są glony. Heterotrofem zapewniającym dostarczanie wody, soli mineralnych i mechaniczną podporę dla plechy są komórki grzybów. Wyróżniono kilka
rodzajów plech porostowych, wśród których trzy główne to plecha skorupiasta,
listkowata i krzaczkowata [1, 2]. Typ plechy ma duże znaczenie dla identyfikacji rodzaju i gatunku. Innymi ważnymi kryteriami są środowisko życia (różnorodne w zależności od gatunku), rodzaje organów rozmnażania wytwarzanych
przez plechę (wegetatywnego i płciowego) oraz wyniki reakcji identyfikacyjnych
przeprowadzanych bezpośrednio na powierzchni plechy z użyciem odczynników
chemicznych [2].
SUBSTANCJE POROSTOWE
Pierwsze próby izolacji związków wytwarzanych przez porosty (lichen substances) sięgają początków XIX w. Badania prowadzone od tamtego momentu doprowadziły do odkrycia w porostach ponad 800 metabolitów wtórnych [3].
Rodzaj substancji produkowanych przez porosty zależy od typu współtworzących go komponentów. Wyjaśnia to zdolność porostów do wytwarzania związków
charakterystycznych dla świata glonów czy grzybów, natomiast niespotykanych
w świecie roślin wyższych. Wyróżnia się dwie główne klasy wtórnych metabolitów
porostowych: związki alifatyczne (jedno-, dwu-, trzyzasadowe kwasy laktonowe,
triterpeny, alkohole cukrowe) oraz aromatyczne substancje porostowe (pochodne kwasu pulwinowego, depsydy, depsydony, chinony i ich pochodne ksantony,
pochodne dibenzofuranu i diketopiperazyny). Używany do dziś termin: kwasy porostowe związany jest z chemicznym charakterem niektórych związków zawierających jedną lub więcej grup kwasowych [4, 5]. Ustalono, że związki porostowe
tworzone są z wykorzystaniem trzech dróg metabolicznych, z których najczęściej
wykorzystywany jest szlak acetylopolimalonianu (ryc. 1) [5, 6]. Ważną grupą metabolitów pierwotnych występujących w porostach są polisacharydy [7].
Istniejące hipotezy wskazują na fakt, że oprócz budulcowych i zapasowych
funkcji ważnych z punktu widzenia przetrwania porostów produkowane przez
nie związki pełnią rolę ochronną przed zwierzętami (gorzki smak), mikroorganizmami (właściwości antybiotyczne), niesprzyjającymi warunkami atmosferycznymi, takimi jak susza czy silne nasłonecznienie (substancje o właściwościach fotoochronnych) oraz toksycznością niektórych metali znajdujących się w otaczającym
je środowisku [8].
Związki biologicznie aktywne porostów
81
ZNACZENIE POROSTÓW
Człowiek od dawna wykorzystywał porosty w różnych dziedzinach. Już w czasach starożytnych zauważono ich właściwości lecznicze. W okresach głodu lub
wojen stanowiły one źródło pożywienia nie tylko dla zwierząt, ale i ludzi w bardzo biednych regionach.
Porosty źródłem pożywienia
Do diety człowieka została włączona bardzo mała liczba gatunków porostów.
Wiadomo o ich lokalnym użyciu w Laponii, Ameryce Północnej przez kanadyjskich Indian, w Islandii (mąka porostowa wytwarzana z porostu Cetraria islandica
– tarczownicy islandzkiej) oraz w Japonii (rodzaj regionalnego pieczywa przygotowany z Lecanora esculenta – misecznicy jadalnej). Porosty stanowią pokarm dzikich
zwierząt, zwłaszcza tych żyjących za kołem podbiegunowym, np. gatunki Cladonia
(chrobotki), dla reniferów [9, 10].
Zastosowanie w przemyśle
Porosty wykorzystywano jako źródło substancji zapachowych. Gatunek Pseudevernia furfuracea (mąklik otrębiasty), wchodził w skład mazideł używanych do
balsamowania zwłok w starożytnym Egipcie. Gatunki Errvernia prunastri (mąkla
tarninowa) i Pseuderrvernia furfuracea, wykorzystywane były do wytwarzania perfum i mydeł od XVI w. Stosuje się je też we współczesnym przemyśle perfumeryjnym. Użycie związków porostowych na szeroką skalę ograniczyły ich właściwości
alergizujące [9, 10].
Porosty służyły również do produkcji różnych barwników w odcieniach niebieskiego, czerwonego, purpurowego (z Ochrolechia spp., Rocella spp.), brązowego
(z Parmelia saxatilis – tarczownicy skalnej), pomarańczowego (Usnea barbata – brodaczki właściwej) czy żółtego (z Alectoria jubata – włostki grzywiastej) [9, 10].
Porosty jako bioindykatory
Porosty są niezwykle wrażliwe na zmiany zachodzące w środowisku naturalnym. Wykazano, że obecność pewnych gatunków informuje o takich parametrach
jak wilgotność, temperatura czy stopień zanieczyszczenia powietrza. W tym
ostatnim przypadku ważna jest wrażliwość porostów na emitowane do atmosfery
gazy toksyczne, zwłaszcza dwutlenek siarki (S02), a także niektóre metale ciężkie
i pierwiastki radioaktywne. W latach 70. ubiegłego wieku brytyjscy uczeni stworzyli skalę porostową (skala Hawksworth’a i Rose’a). Ocena składu gatunkowego
niektórych porostów epifitycznych (rosnących na pniach drzew) i częstości ich występowania pozwala oszacować stężenie dwutlenku siarki w powietrzu. Wskazuje
to na stopień zanieczyszczenia środowiska [9, 11].
Vol. 54 No 1 2008
E. Studzińska, E. Witkowska-Banaszczak, W. Bylka
82
ZASTOSOWANIE W LECZNICTWIE
Porosty są źródłem związków aktywnych biologicznie. Już w czasach starożytnych przypisywano im działanie uzdrawiające. Panował wówczas pogląd, że podstawą efektu leczniczego jest analogia pomiędzy wyglądem zewnętrznym rośliny
(porostu) a chorym organem. Przykładem może być Lobaria pulmonaria (granicznik
płucnik), której listkowata plecha przywoływała na myśl płaty płucne i stosowana
była w przypadku schorzeń układu oddechowego [9].
Porosty znalazły zastosowanie w medycynie ludowej Europy, Azji i obu Ameryk.
Specyfikami przygotowanymi z wykorzystaniem porostów leczono stany zapalne
gardła, kaszel, nawet astmę i gruźlicę, a także wrzody trawienne żołądka i dwunastnicy. Obecnie porosty nie mają dużego znaczenia w farmacji, chociaż wyniki badań
wskazują na obiecujące właściwości biologiczne wielu substancji porostowych [9].
Kwas (+)-usninowy, ze względu na aktywność wobec bakterii Gram (+), stosowany jest w preparatach dermatologicznych, np. maści z wyciągiem z brodaczki
włosowatej zawierające 10% kwasu usninowego, a także w kosmetykach: dezodorantach czy pastach do zębów [12]. Prowadzone są też prace nad zastosowaniem
wyciągu z Usnea barbata w schorzeniach stomatologicznych, takich jak stany zapalne śluzówki jamy ustnej z obrzękami czy nadkażeniami bakteryjnymi związanymi np. ze stosowaniem protez [13].
Wyciąg wodno-etanolowy z porostu islandzkiego (Cetraria islandia) jest składnikiem preparatu o działaniu wykrztuśnym (krople Pectosol), wyciągi wodne wchodzą w skład pastylek do ssania (Isla) o działaniu powlekającym i przeciwzapalnym
na błonę śluzową gardła. Stosowane są też maści zawierające 0,25 g porostu islandzkiego w 10 g [12].
Homeopatia wykorzystuje lecznicze właściwości porostu Sticta pulmonaria [5].
BADANIA BIOLOGICZNE
Badania biologiczne związków porostowych dotyczą aktywności przeciwbakteryjnej, przeciwgrzybicznej, przeciwnowotworowej, przeciwwirusowej i hamującej działanie enzymów.
Właściwości przeciwbakteryjne i przeciwgrzybiczne
Naukowcy zaczęli interesować się antybiotycznymi właściwościami porostów w latach 50. ubiegłego stulecia. Wyniki badań wykazały, że pewne substancje porostowe
mają aktywność wobec bakterii Gram (+). Szeroko przebadanym związkiem jest kwas
usninowy. Stwierdzono jego aktywność wobec bakterii, głównie prątków (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium aurum), paciorkowców (Enterococcus), gronkowców
(Staphylococcus) i bakterii beztlenowych (Bacteroides i Clostridium) [12, 14]. Kwas (–)
usninowy wykazuje aktywność przeciwpierwotniakową (Trichomonas vaginalis) [12].
Związki biologicznie aktywne porostów
83
Aktywność kilku związków porostowych przeciwko Mycobacterium aurum i M.
tuberculosis badano in vitro. Najwyższą aktywność wśród badanych wykazywała
pochodna dibenzofuranu: kwas usinowy 32 µg/ml (dla porównania rifampicyna,
streptomycyna, izoniazyd mają znacznie niższe wartości: odpowiednio 2; 0,25;
0,03 µg/ml), depsyd: atranoryna, depsydony: kwas salzynowy, kwas lobarowy oraz
alifatyczny α-metyleno-γ-lakton: kwas protolichesterynowy (≥125 µg/ml) [15].
Kwas protolichesterynowy, oprócz właściwości przeciwbakteryjnych działających na Mycobacterium tuberculosis, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus,
wykazuje również działanie (w warunkach in vitro) na bakterie Helicobacter pylori,
odpowiedzialne za powstawanie wrzodów przewodu pokarmowego [16].
Innym przykładem jest diploicyna – depsydon zawierający w cząsteczce atomy
chloru (co czyni ją związkiem rzadkim w świecie roślin), który wykazuje aktywność wobec Corynebacterium diphteriae, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium
smegmatis oraz innych bakterii Gram (+). Właściwości antybiotyczne mają także
kwas lichesterynowy, kwas dihydrolichesterynowy, kwas wulpinowy, kwas ewernowy i kwas fisodowy [16].
Niektóre substancje porostowe wykazują aktywność przeciwgrzybiczą. Jedną
z nich jest chloratranoryna – depsyd podstawiony atomem chloru, wykazujący
aktywność wobec niektórych grzybów strzępkowych [17].
Działanie przeciwwirusowe
Substancje porostowe mają właściwości przeciwwirusowe. Związki typu antrachinonów (np. w Heterodermia obscurata), mają zdolność inhibicji HSV1. Wśród
przebadanych do tej pory depsydów i depsydonów silne działanie hamujące integrazę HIV wykazuje kwas salazynowy. Kwas protolichesterynowy blokuje odwrotną transkryptazę HIV-1, natomiast kwas (+)–usninowy oraz niektóre depsydony
hamują proces nowotworowy wywołany przez wirus Ebsteina-Barra [14].
Badania kliniczne prowadzone we Włoszech na 100 kobietach z infekcją narządów płciowych wywołaną wirusem brodawczaka, u których przez 6 miesięcy
stosowano zewnętrznie preparat zawierający kwas usninowy z siarczanem cynku,
wskazywały na korzystne efekty tej terapii. Preparat był na ogół dobrze tolerowany – tylko u 8% pacjentek obserwowano miejscowe zaczerwienienia [12].
Właściwości przeciwnowotworowe i antymutagenne
Potencjalne działanie przeciwnowotworowe związków porostowych oraz właściwości chroniące organizm przed niepożądanymi mutacjami wzbudziły szczególne zainteresowanie uczonych.
Stwierdzono, że kwas usninowy i protolichesterynowy wykazują aktywność
wobec różnych typów doświadczalnych nowotworów zwierzęcych. Pierwszy
z nich wywiera działanie na komórki raka płuc Lewisa [14] i białaczki P388 [5,
12], a także na linie komórkowe raka endometrium [12], natomiast drugi związek
Vol. 54 No 1 2008
E. Studzińska, E. Witkowska-Banaszczak, W. Bylka
84
działa na linie komórkowe guza puchlinowego Ehrlicha [5, 15]. Inną aktywną substancją jest pochodna ditiopiperazynodionu wyizolowana z Xanthoparmelia scabrosa, która w badaniach in vitro wykazuje silne działanie cytotoksyczne. Podobne
właściwości ma hybokarpon (Lecanora hybocarpa) oraz naftochinon – naftazaryna
(Cetraria islandia) [14], wykazująca aktywność cytotoksyczną wobec ludzkich komórek epidermalnych podstawno-komórkowego raka skóry. Cytotoksyczne właściwości wykazywały również kwasy sekalonowe A i B (Diploicia canescens) [badania
własne]. Przeprowadzone testy in vitro pozwoliły stwierdzić, że kierunek i siła
działania cytotoksycznego zależy od odmiany izomerycznej kwasu sekalonowego
(w przyrodzie istnieją kwasy sekalonowe A–G) [18].
Cytotoksycznymi właściwościami cechują się też niektóre depsydy i depsydony,
szczególne pannaryna, 1-chloropannaryna i atranoryna [19]. Wykazano również,
że pochodne emodyny i chryzofanolu (Asashinea chrysantha), są aktywne wobec
komórek białaczkowych [14].
Hamowanie enzymów
Właściwości hamowania enzymów przez substancje porostowe dotyczą szlaku
metabolicznego poliamin oraz syntezy prostaglandyn i leukotrienów B4.
Zdolność do selektywnego hamowania MAO-B wykazuje depsyd typu orcynolu (kwas konfluentowy), co może mieć znaczenie w terapii choroby Parkinsona,
w której wykorzystuje się inhibitory monoaminooksydazy typu B, takie jak slegilina, lazabemid i rasagilina [14].
Przeprowadzane badania świadczą też o zdolności depsydów do hamowania 5lipooksygenazy, enzymu umożliwiającego przemiany kwasu arachidonowego do
leukotrienów. Według danych z piśmiennictwa właściwościami hamującymi 5-LOX
charakteryzują się m.in. kwas lobarowy, atranoryna, kwas diffraktaowy i kwas barbatowy [3, 14], a także kwas protolichesterynowy [19]. Wpływ na kaskadę kwasu
arachidonowego pozwala przypuszczać, że niektóre substancje porostowe mogą
działać przeciwbólowo, przeciwgorączkowo czy miejscowo znieczulająco [14].
Wodny wyciąg z Cetraria islandica ma silne właściwości antyoksydacyjne: redukuje rodnik DPPH, ma zdolność zmiatania anionu ponadtlenkowego i wolnych
rodników (w badaniach prowadzonych w porównaniu z BHA, BHT, kwercetyną
i α–tokoferolem) [20].
Przeciwzapalna aktywność kwasu (+)-usninowego badana na szczurach, polegająca na inhibicji syntezy prostaglandyn (podobnie do niesteroidowych leków
przeciwzapalnych), okazała się porównywalna z działaniem ibuprofenu. Aktywność przeciwzapalna skutkuje działaniem przeciwgorączkowym i przeciwbólowym [12, 21].
Kwas usninowy w dawkach 25–200 mg/kg masy ciała działa ochronnie na śluzówkę żołądka u szczurów, u których indukowano zmiany zapalne indometacyną.
Mechanizm działania związany jest z redukcją zmian oksydacyjnych i infiltracji
neutrofili w tkankach [22].
Związki biologicznie aktywne porostów
85
Inne właściwości biologiczne
Wyniki badań wskazują też na możliwość zastosowania niektórych substancji
porostowych w leczeniu schorzeń dermatologicznych. Niektóre substancje porostowe (pochodne antrachinonów i antronów, (+)-kwas usninowy czy związek
o charakterze tridepsydu – kwas gyroforowy) są inhibitorami wzrostu keratynocytów ludzkich, co może okazać się przydatne w leczeniu łuszczycy [3, 12, 14].
Aktywność przeciwzakrzepowa metanolowego wyciągu z jadalnego porostu
występującego na terenie Japonii – kruszownicy jadalnej (Umbilicaria esculenta)
była badana in vitro (wpływ na agregację płytek) i in vivo (w zakrzepicy płucnej
u myszy). Wykazano, że działanie przeciwzakrzepowe porostu było głównie wynikiem aktywności przeciwpłytkowej, a mniej antykoagulacyjnej [23].
Wodny wyciąg z Cetraria islandica, zawierający polisacharydy i wtórne metabolity, badano na działanie immunomodulujace na niedojrzałych komórkach ludzkich
dendrytów. Badaniom in vitro poddano wyciąg o oznaczonej ilości licheniny i izolicheniny (80%) oraz kwasów: protolichesterynowych i fumaroprotocetrarowych
(nie mniej niż 0,042%), a także czyste, wyizolowane związki. Wyciąg wodny powoduje sekrecję cytokin, szczególnie IL-10, a za to działanie odpowiedzialna jest
lichenina, podczas gdy izolichenina i kwasy: protolichesterynowy i fumaroprotocetrarowy okazały się nieaktywne [23]. Potwierdzono aktywność immunomodulującą frakcji polisacharydowych izolowanych z różnych porostów [5, 25].
OCHRONA PRZED PROMIENIOWANIEM UV
Fotoprotekcyjne właściwości związków wynikają ze zdolności absorpcji promieniowania w zakresie UV-A i UV-B. Równoczesne antyoksydacyjne właściwości
związków naturalnych powodują ochronę żywego organizmu przed szkodliwymi
skutkami promieniowania. Fakt, że porosty mogą przetrwać duże nasłonecznienie,
pozwolił wysunąć hipotezę, że potrafią wytworzyć substancje o cechach filtrów
przeciwsłonecznych. Przeprowadzone badania in vitro świadczą o tym, że potencjalne właściwości fotoochronne dotyczą pannaryny, 1-chloropannaryny (chlorowane
depsydony), atranoryny (związek o strukturze depsydu) i kwasu usninowego (pochodna dibenzofuranu). W wymienionych związkach ze zdolnością fotoprotekcji
wiąże się również możliwość eliminacji wolnych rodników [14, 26, 27].
TOKSYCZNOŚĆ
Badania toksyczności wskazują na możliwość alergii kontaktowej i zapalenia spojówek po stosowaniu kwasu usninowego. Wrażliwość może ujawniać
się przy stosowaniu porostów w kosmetykach (perfumy, dezodoranty, kremy
antyseptyczne).
Vol. 54 No 1 2008
E. Studzińska, E. Witkowska-Banaszczak, W. Bylka
86
Kwas (+) -usninowy okazał się toksyczny po dożylnym podaniu zwierzętom laboratoryjnym w dużych dawkach. LD 50 dla myszy wynosi 25 mg/kg; dla szczurów
i królików 30 mg/kg, a dla psów 40 mg/kg [12].
Działanie hepatotoksyczne dużych dawek kwasu (+)-usinowego (z Usnea siamensis), wykazano w badaniach in vivo i in vitro. Podawany zwierzętom laboratoryjnym
(szczury) w dawce 200 mg/kg w ciągu 5 dni wprawdzie nie powodował zmian aktywności transaminaz wątrobowych (AspAT, AlAT), jednak w obrazie mikroskopowym wątroby ujawniały się zamiany morfologiczne w mitochondrium i siateczce
śródplazmatycznej. W innym zastosowanym modelu badano hepatotoksyczność
kwasu (+)-usninowego na izolowanych hepatocytach. Stosowany w wysokich
dawkach 1 mM, podobnie do czterochlorku węgla, powodował zmniejszenie integralności membrany (wzrost wypływu AspAT, AlAT), wzrost peroksydacji lipidów,
obniżenie puli glutationu GSH i wzrost aktywności hydroksylazy aniliny (CYP2E1).
Na izolowanych mitochondriach, w dawce 0,15–6 µM stymulował oddychanie komórkowe, a po zwiększeniu stężenia >6 µM powodował zaburzenie oddychania komórkowego i syntezy ATP. Z pracy wynika, że hepatotoksyczność kwasu
(+)-usninowego w dużych dawkach może być spowodowana przez jego reaktywne metabolity powodujące utratę integralności błony komórkowej i zaburzenia
w oddychaniu komórkowym i fosforylacji oksydacyjnej [28].
Kwas usninowy stanowił składnik stosowanego w odchudzaniu suplementu
diety Lipokinexitin. Zwrócono wówczas uwagę na przypadki występowania toksycznych uszkodzeń wątroby i ostrej niewydolności wątroby po stosowaniu kuracji tym preparatem, szczególnie u pacjentów ze stanami zapalnymi i niewydolnością wątroby [29].
PODSUMOWANIE
Z dokonanego przeglądu wynika, że substancje porostowe należące do metabolitów wtórnych (poznano dotąd około 800 z nich) oraz metabolity pierwotne
porostów, głównie polisacharydy, wykazują działanie biologiczne. Szczególnie interesujące jest ich działanie przeciwdrobnoustrojowe, przeciwzapalne, immunostymulujące i przeciwnowotworowe. Niektóre związki mają właściwości fotoprotekcyjne. Uzyskane wyniki zachęcają do podjęcia dalszych badań nad aktywnością
związków izolowanych z tych dotąd mało poznanych organizmów symbiotycznych.
PIŚMIENNICTWO
1.
2.
3.
4.
Haluwyn Ch, Lerond M. Guide des lichens. Paris 1993.
Podbiałkowski Z, Rejment-Grochowska I, Skirgiełło A. Rośliny zarodnikowe. Warszawa 1986.
Huneck S. The Significance of Lichens and Their Metabolites. Naturwissenschaften 1999; 86:559-70.
Asahina Y, Shibata S. Chemistry of lichen substances. Tokyo 1954.
Związki biologicznie aktywne porostów
87
5. Boustie J, Grube M. Lichens, a promising source of bioactive secondary metabolites. Plant Gen Res
2005; 3:273-87.
6. Nash T, Elix AJ. Lichen Biology. Biochemistry and secondary metabolites. Cambridge 1996.
7. Paulsen BS, Olafsdottir ES, Ingolfsdottir K. Chromatography and electrophoresis in separation and
characterization of polysaccharides from lichens. J Chromatogr 2002; 967:163-71.
8. Purvis W. Lichens. London 2000.
9. Tiévant P. Guide des lichens. Paris 2001.
10. Ozenda P, Clauzade G. Les Lichens – étude biologique et flore illustrée. Masson et Cie 1970.
11. Conti ME, Cecchetti G. Biological monitoring: Lichens as bioindicators of air pollution assessment – a
review. Environmental Pollution 2001; 114:471-92.
12. Ingólfsdóttir K. Usnic acid. Phytochemistry 2002; 61:729-736.
13. Wójcik P, Otta H, Wójcik J, Kędzia B. Brodaczka włosowata (Usnea barbata L.) – surowiec do preparatu
o działaniu przeciwzapalnym i przeciwbakteryjnym. Herba Polonica 2005; Supl. 1:51.
14. Müller K. Pharmaceutically relevant metabolites from lichens. Apel Microbiol Biotechnol 2001; 56:9-16.
15. Ingólfsdóttir K, Chung GAC., Skúlason VG, Gissurarson SR, Vilhelmsdóttir M. Antimycobacterial activity
of lichen metabolites in vitro. Eur J Pharm Sci 1998; 6:141-4.
16. Ahmadijian, VH, Hale ME. The Lichens. New York–San Francisco–London 1977.
17. Türk H, Yilmaz M, Tay T, Türk A, Kivanc M. Antimicrobial activity of extracts of chemical races of the
lichen Pseudevernia furfuracea and their physodic acid, chloroatranorin, atranorin and olivetoric acid
constituents. Z Naturfosch. 2006; 61c:499-507.
18. Kurobane I, Iwahashi S, Fukuda A. Cytostatic activity of naturally isolated isomers of secalonic acids and
their chemically rearranged dimers. Drugs Exptl Clin Res 1987; 13:339-44.
19. Correche E, Carrasco M, Giannini F, Piovano M, Garbario J, Enriz D. Cytotoxic screening activity of
secondary metabolites. Acta Farm Bonaerense 2002; 21:273-8.
20. Gülcin, M. Oktay M, Küfrevioğlu ÖI, Aslan A. Determination of antioxidant activity of lichen Cetraria
islandica (L) Ach. J Ethnopharmacol 2002; 79:325-9.
21. Odabasoglu F, Cakir A, Suleyman H, Aslan A, Bayir Y, Halici M, Kazaz C. Gastroprotective and antioxidant
effects of usnic acid on indomethacin-induced gastric ulcer in rats. J Ethnopharmacol 2006; 103:59-65.
22. Vijayakumar CS, Viswanathan S, Kannappa Reddy M, Parvathavarthini S, Kundu AB, Sukumar E. Antiinflammatory activity of (+)- usnic acid. Fitoterapia 2000; 71:564-6.
23. Kim MS, Lee K-A. Antithrombotic activity of methanolic extract of Umbilicaria esculenta. J Ethnopharmacol
2006; 105:342-5.
24. Freysdottir J, Omarsdottir S, Ingólfsdóttir K, Vikingsson A, Olafsdottir E.S. In vitro and in vivo
immunomodulating effects of traditionally prepared extract and purified compounds from Cetraria
islandica. Intern Immunopharmacol 2008; 8:423-30.
25. Omarsdottir S, Olafsdottir ES, Freysdottir J. Immunomodulating effects of lichen-derived polysaccharides
on monocyte-derived dendritic cells. Intern Immunopharmacol 2006; 6:1642-50.
26. Rancan F, Rosan S, Boehm K, Fernández E, Hidalgo M. E, Quihot W, Rubio C, Boehm F, Piazena H,
Oltmanns U. Protection against UVB irradiation by natural filtres extracted from lichens. J Photochem
Photobiol: Biology 2002; 68:133-9.
27. Fernnández E, Reyes A, Hidalgo, M. E, Quilhot W. Photoprotector capacity of lichen metabolites assassed
trough the inhibition of the 8-methoxypsoralen photobinding to protein. J Photochem Photobiol B:
Biology 1998; 42:195-201.
28. Pramyothin P, Janthasoot W, Pongnimitprasert N, Phrukudom S, Ruangrungsi N. Hepatotoxic effect
of (+) usnic acid from Usnea siamensis Wainio in rats, isolated rat hepatocytes and isolated rat liver
mitochondria. J Ethnopharmacol 2004; 90:381-7.
29. Villaverde AF, Benlloch S, Berenguer M, Rayon JM, Pina R, Berenguer J. Severe hepatotoxicity associated
with use of weight loss diet supplements containing ma huang or usnic acid. J Hepatol 2004; 41:1061-7.
Vol. 54 No 1 2008
E. Studzińska, E. Witkowska-Banaszczak, W. Bylka
88
BIOACTIVE COMPOUNDS OF LICHEN
ELŻBIETA STUDZIŃSKA, EWA WITKOWSKA-BANASZCZAK, WIESŁAWA BYLKA*
Chair and Department of Pharmacognosy
Medical University
Święcickiego 4
60-781 Poznań, Poland
*corresponding author: tel./fax: +4861 8546701, fax: +4861 8546702,
e-mail: [email protected]
Summary
Lichens are symbiotic organisms composed of the cells typical for algae and fungi. They
have an unique ability to produce compounds characteristic for algae or fungi but not noticed in higher plants. The number of identified aliphatic and aromatic substances being
of secondary metabolite character and present in lichens has reached about 800. Lichens
are bioindicators and can be used in evaluation of the state of natural environment. They
have been applied in folk medicine in Europe, Asia and both Americas for the treatment
of the inflammations of the upper respiratory track, stomach and duodenum. Results of
biological studies of the compounds occurring in lichens have proved their antibacterial,
antifungal, antiviral, antioxidative, antiinflammatory and antitumor activity as well as fotoprotective properties.
The results obtained have indicated the prospective worth of further studies of the compounds isolated from these symbiotic organisms.
Key words: lichens, secondary metabolites, biological activity, applications