Pau d’Arco

De Pau d’Arco (Tabebuia impetiginosa) of roze trompetboom is een grote, altijd groene boom die oorspronkelijk afkomstig is uit het Amazoneregenwoud en andere tropische regio’s in Midden- en Zuid-Amerika. De boom kan wel meer dan 30 meter hoog worden, met een diameter van 2-3 meter, en bloeit tussen juli en september met buisvormige bloemen die roze, paars of magenta van kleur zijn. Pau d’Arco hout heeft een bijzonder hoge dichtheid en is zeer rotbestendig. De naam Pau d’Arco is Portugees voor ‘boogstok’ en refereert aan het gebruik van het hout voor het maken van jachtbogen door de oorspronkelijke bewoners van het tropisch regenwoud. De lokale indianenstammen waren ervan overtuigd dat de eigenschappen van het hout die hun bogen kracht en veerkracht gaven ook gunstig zouden zijn voor henzelf. Ze gebruikten Pau d’Arco om diverse aandoeningen, zoals malaria, slechte doorbloeding, schimmelinfecties, verkoudheid, koorts, syfilis, kanker en slangenbeten, te behandelen. In de traditionele kruidengeneeskunde van Noord- en Zuid-Amerika wordt Pau d’Arco toegepast vanwege de pijnstillende, vocht afdrijvende, antibiotische en antidepressieve eigenschappen. Daarnaast worden aftreksels van de binnenste schors van de boom (Lapacho) ingezet bij diverse huidontstekingen.
De belangrijkste actieve bestanddelen zijn chinonen, met name naftachinonen en antrachinonen, en in mindere mate flavonoïden (o.a. quercetine), benzoëzuurderivaten en coumarines. De schors bevat verder vetzuren, waaronder linolzuur, oliezuur en palmitinezuur, alfa- en gamma-tocoferol en oxaalzuur.

Anticarcinogene eigenschappen
Chinonen komen veelvuldig voor in de natuur en beschikken over eigenschappen die onder andere in staat zijn om antiallergische, antibacteriële en anticarcinogene effecten te bevorderen. Sommige van deze stoffen worden al toegepast in antitumormedicatie, zoals doxorubicine, mitomycine C en mitoxantron.
Vooral door de aanwezigheid van de naftachinonen lapachol en alfa- en bèta-lapachon en hun anticarcinogene eigenschappen raakten wetenschappers geïnteresseerd in Pau d’Arco. In eerste instantie ging de belangstelling vooral uit naar lapachol, maar ontdaan van de natuurlijke matrix van andere Pau d’Arco-bestanddelen bleek de geïsoleerde stof te veel bijwerkingen te geven om van therapeutisch nut te kunnen zijn. In meer recente studies is gebleken dat bèta-lapachon over vergelijkbare eigenschappen beschikt maar met veel minder bijwerkingen.
Uit diverse in-vitro studies is gebleken dat Pau d’Arco de groei van menselijke borst-, long-, lever- en baarmoederhalskanker-cellijnen kan remmen. In meerdere dieronderzoeken is gebleken dat zowel het hele extract van Pau d’Arco als de bestanddelen lapachol en bèta-lapachon de overleving verlengden.
Het belangrijkste werkingsmechanisme van bèta-lapachon lijkt het genereren van zuurstofradicalen (ROS; Reactive Oxygen Species) via activering van het enzym NAD(P)H chinon oxidoreductase 1 (NQO1). De overmaat aan ROS die dit enzym produceert leidt onder andere tot depolarisatie van de binnenmembraan van mitochondria waardoor de ATP-productie vermindert, met apoptose tot gevolg.
Heat shock proteins (HSPs) behoren tot de zgn. chaperonne-eiwitten, die de vouwing van eiwitten begeleiden en slecht gevouwen eiwitten hervouwen en zo de stabiliteit van deze eiwitten vergroten. HSP90 stabiliseert ook een aantal eiwitten die tumorgroei stimuleren. Daarom worden middelen die HSP90 kunnen blokkeren onderzocht als mogelijke nieuwe kankermedicatie. Bèta-lapachon bevordert het klieven van HSP90 als gevolg van de vorming van ROS, waardoor de werking van dit chaperon wordt geremd.
Bèta-lapachon werkt dus als pro-oxidant in kankercellen, maar in gezonde cellen en weefsels zorgt het Pau d’Arco-bestanddeel juist voor vermindering van oxidatieve stress.
Cardiotoxiciteit is een ernstige bijwerking van de behandeling met doxorubicine. Bij 10-30% van de patiënten die worden behandeld met dit cytostaticum kunnen beschadiging van de hartspier, hartfalen en ernstige hartritmestoornissen optreden. In een Iraanse studie kreeg een groep muizen 2 weken lang dagelijks bèta-lapachon (5 mg/kg lichaamsgewicht). Op dag 3 kreeg een deel van de muizen een injectie met doxorubicine (15 mg/kg lichaamsgewicht). Bèta-lapachon verminderde de serumwaarden van de hartmarkers lactaat dehydrogenase (LDH), creatine kinase-MB (CK-MB) en cardiaal troponine I (cTnI) en verbeterde ongunstige veranderingen aan het hartweefsel als gevolg van de cardiotoxiciteit. Bovendien verlaagde bèta-lapachon de concentraties malondialdehyde (MDA; biomarker voor oxidatieve stress) en bevorderde de werking van de antioxidant enzymen superoxide dismutase, catalase en glutathion peroxidase in het hartweefsel. Bij de muizen die doxorubicine hadden gekregen kon bèta-lapachon de hartfunctie verbeteren dankzij een toegenomen celoverleving.

(Antimicrobiële) afweer
In meerdere in-vitro en in-vivo studies zijn uiteenlopende farmacologische effecten van de diverse Pau d’Arco-bestanddelen vastgesteld. Pau d’Arco heeft naast de eerder genoemde effecten ook een antioxidant, antidiabetische, pijnstillende, ontstekingsremmende, antischimmel, immuunmodulerende en anti-oedeem werking, afhankelijk van de concentratie en de dosering van de verschillende bestanddelen.
Pau d’Arco kan de expressie veranderen van signaalmoleculen die een rol spelen bij ontstekingsprocessen, zoals stikstofoxide (NO), prostaglandine E2 (PGE2) en leukotrieen B4 (LTB4). Bovendien remt het de ontstekingsbevorderende cytokinen IL-1β en IL-6 en de ontstekingsmediatoren induceerbaar stikstof oxide synthase (iNOS) en cyclo-oxygenase 2 (COX-2).
In een Braziliaanse studie met muizen temperde vooraf toegediende bèta-lapachon de ontstekingsreactie na kunstmatig opgewekt oedeem en remde de vochtophoping significant. Bij muizen met buikvliesontsteking verminderde bèta-lapachon de concentraties van NO en de ontstekingsbevorderende cytokinen TNF-α en IL-6. Het ontstekingsremmende effect bleek ook uit een significante vermindering van de migratie van polymorfonucleaire leukocyten. Daarbij scoorde bèta-lapachon (60 mg/kg lichaamsgewicht) zelfs beter dan de ontstekingsremmer indometacine.
Recentelijk hebben Iraanse wetenschappers in een onderzoek met muizen vastgesteld dat bèta-lapachon zinvol kan zijn bij diabetische nefropathie. Bij muizen met diabetische nefropathie verminderde bèta-lapachon suppletie (dagelijks 5 mg/kg lichaamsgewicht) significant de uitscheiding via de urine van nefrine en NGAL (Neutrofiele Gelatinase Geassocieerde Lipocalcine), twee biomarkers voor nierschade. Verder zorgde bèta-lapachon voor een verlaging in de nieren van MDA en TNF-α, alsmede voor een verhoging van de activiteit van het antioxidant enzym glutathion peroxidase. Bovendien verbeterde de nierfunctie, wat bleek uit een toegenomen creatinineklaring (indicator van de filtratiesnelheid van de nieren).
Bij sepsis of bloedvergiftiging is sprake van een ontregelde immuunreactie op een ontsteking die vaak wordt veroorzaakt door virussen, bacteriën, schimmels, parasieten of hun toxinen. Na een eerste heftige ontstekings- en oxidatieve reactie volgt een fase van immunosuppressie. Het is een ernstig ziektebeeld met soms zelfs de dood tot gevolg. Bij muizen met kunstmatig opgewekte sepsis (door perforatie van de blindedarm) die vooraf bèta-lapachon hadden gekregen was de systemische ontstekingsreactie minder heftig en waren de bacteriële klaring en overlevingskansen beter. Bovendien verminderde bèta-lapachon de lipide peroxidatie en vergrootte de totale antioxidant capaciteit in het serum en in de buikholte. Behandeling met bèta-lapachon bij muizen met ernstige sepsis zorgde voor minder sterfte en behoud van de antioxidatieve verdediging.
Candida albicans is de belangrijkste veroorzaker van schimmelinfecties bij de mens. Daarom wordt er doorlopend gezocht naar nieuwe middelen die van belang kunnen zijn voor de behandeling. In een Braziliaanse in-vitro studie is onderzocht of alfa- en bèta-lapachon en enkele van hun derivaten van therapeutische waarde zouden kunnen zijn. Daarbij werd bekeken in hoeverre de naftachinonen invloed hadden op de groei en morfogenese van C. albicans-isolaten die resistent waren tegen het antischimmelmiddel fluconazol en op de vorming van biofilms. Alle geteste stoffen remden de groei van de gist volledig, maar bèta-lapachon en alfa-nor-lapachon waren het minst cytotoxisch voor de cellen van de gastheer, in dit geval muizen. Bèta-lapachon remde de morfogenese met 92% en de vorming van biofilms met 84%. Voor alfa-nor-lapachon bedroegen de percentages respectievelijk 42 en 64. In een andere in-vitro studie met candida-stammen die resistent waren tegen azolen (antischimmelmiddelen, bijvoorbeeld fluconazol) bleek bèta-lapachon in staat om de vorming van biofilms te voorkomen en de levensvatbaarheid van volgroeide biofilms te kunnen verminderen. Ook azolen-resistente stammen van biergist (Saccharomyces cerevisiae) worden in-vitro in hun groei geremd door alfa-nor-lapachon en bèta-lapachon, zo is vastgesteld. Bovendien versterkt bèta-lapachon de werking van fluconazol tegen biergist.
Verder blijkt bèta-lapachon effectief tegen meerdere MRSA (Multidrug Resistant Staphylococcus Aureus)-stammen en synergistisch te werken met diverse antibiotica. Lapachol en andere Pau d’Arco-chinonen blijken in-vitro in meer of mindere mate ook effectief tegen Helicobacter pylori.

Overige
– Alzheimer. Mede dankzij de krachtige antioxidant en ontstekingsremmende werking zou bèta-lapachon ook gunstig kunnen zijn bij de ziekte van Alzheimer. Oxidatieve stress en ontstekingsprocessen in de hersenen spelen een belangrijke rol bij de door bèta-amyloïde plaques in gang gezette cognitieve achteruitgang. In een studie met muizen werd het effect van bèta-lapachon onderzocht op verminderd geheugen, oxidatieve stress, neuro-inflammatie en apoptose in de hippocampus. Bèta-lapachon remde de achteruitgang van het geheugen, verminderde de aanmaak van zuurstofradicalen en temperde de verhoogde aanmaak van het NLRP3-inflammasoom en de waarden van caspase-1 en IL-1β. Inflammasomen zijn intracellulaire eiwitcomplexen die deel uitmaken van het aangeboren immuunsysteem en die zorgen voor het in gang zetten van ontstekingsreacties. Door de vorming en activering van het NLRP3-inflammasoom komt het enzym caspase-1 in actie. Dit resulteert in het vrijkomen van de pro-inflammatoire cytokinen IL-1β en IL-18, waardoor weer andere immuuncellen worden gemobiliseerd. Bèta-lapachon remde dus al deze processen. Daarnaast resulteerde de behandeling met bèta-lapachon in minder atrofie in de hippocampus en minder verlies van zenuwweefsel in de gyrus dentatus, een onderdeel van de hippocampus.
– Spieratrofie. Verzwakking en afbraak van spieren komt veel voor bij patiënten met chronische aandoeningen en vermindert niet alleen hun kwaliteit van leven maar vergroot ook de morbiditeit en mortaliteit. Oxidatieve stress speelt een sleutelrol bij spieratrofie doordat het ingrijpt in de opbouw- en afbraakprocessen van eiwitten. Vanwege de krachtige antioxidant eigenschappen van bèta-lapachon hebben Koreaanse wetenschappers onderzocht of dit Pau d’Arco-bestanddeel ook van pas zou kunnen komen bij spieratrofie. Bij een groep muizen werd de linker achterpoot gedurende 2 weken gefixeerd om zo kunstmatig spieratrofie op te wekken. Bij de muizen die tegelijkertijd bèta-lapachon (100 mg/kg lichaamsgewicht) kregen nam de spiermassa in de linker achterpoot maar weinig af en bleef de spierfunctie goed. Verhoogde waarden van waterstofperoxide als gevolg van de fixatie bleven uit bij gebruik van bèta-lapachon en ook andere markers van oxidatieve stress werden genormaliseerd. Verder bleef de eiwitsynthese onaangetast dankzij suppletie met bèta-lapachon.
– Wondgenezing. Bèta-lapachon kan mogelijk ook een rol spelen bij het bevorderen van de wondgenezing. In-vitro neemt de groei en verspreiding van keratinocyten (cellen waaruit de opperhuid is opgebouwd), fiboblasten (bindweefselcellen die zorgen voor de structurele integriteit van weefsels) en endotheelcellen toe door bèta-lapachon en verloopt het helen van een schaafwond sneller. In een onderzoek met muizen versnelde uitwendige toediening van een zalf met bèta-lapachon de wondgenezing.

(WD)

Bronnen

  • Taylor L: Pau d’Arco; The Tropical Plant Database, geraadpleegd 09-2021.
  • Zhang J et al.: Tabebuia impetiginosa: A Comprehensive Review on Traditional Uses, Phytochemistry, and Immunopharmacological Properties; Molecules 25(18):4294, 2020.
  • Verhelst G: Groot handboek geneeskrachtige planten (4e druk); 676, Mannavita, 2010. ISBN-13 9789080778467.
  • Ferraz da Costa DC et al.: Anticancer Potential of Resveratrol, β-Lapachone and Their Analogues; Molecules 25(4):893, 2020.
  • Park S et al.: Beta-lapachone attenuates immobilization-induced skeletal muscle atrophy in mice; Experimental Gerontology 126:110711, 2019.
  • Doxorubicine; website Apotheek.nl, geraadpleegd 09-2021.
  • Nazari Soltan Ahmad S et al.: β-LAPachone ameliorates doxorubicin-induced cardiotoxicity via regulating autophagy and Nrf2 signalling pathways in mice; Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology 126(4):364-373, 2020.
  • Sitônio MM et al.: Anti-inflammatory and anti-arthritic activities of 3,4-dihydro-2,2-dimethyl-2H-naphthol[1,2-b]pyran-5,6-dione (β-lapachone); Inflammation Research 62(1):107-113, 2013.
  • Sanajou D, Bahrambeigi S, Aslani S: β-LAPachone is renoprotective in streptozotocin-induced diabetic mice via regulating the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway; Iranian Journal of Basic Medical Sciences 24(5):650-656, 2021.
  • de B Oliveira AL et al.: β-Lapachone Increases Survival of Septic Mice by Regulating Inflammatory and Oxidative Response; Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2020:8820651, 2020.
  • de Moraes DC et al.: β-lapachone and α-nor-lapachone modulate Candida albicans viability and virulence factors; Journal de Mycologie Medicale 28(2):314-319, 2018.
  • da Silva CR et al.: Antifungal activity of β-lapachone against azole-resistant Candida spp. and its aspects upon biofilm formation; Future Microbiology 15:1543-1554, 2020.
  • de Moraes DC et al.: β-Lapachone enhances the antifungal activity of fluconazole against a Pdr5p-mediated resistant Saccharomyces cerevisiae strain; Brazilian Journal of Microbiology 51(3):1051-1060, 2020.
  • Macedo L et al.: β-Lapachone activity in synergy with conventional antimicrobials against methicillin resistant Staphylococcus aureus strains; Phytomedicine 21(1):25-29, 2013.
  • Park BS et al.: Antibacterial activity of Tabebuia impetiginosa Martius ex DC (Taheebo) against Helicobacter pylori; Journal of Ethnopharmacology 105(1-2):255-262, 2006.
  • Mokarizadeh N et al.: β-Lapachone attenuates cognitive impairment and neuroinflammation in beta-amyloid induced mouse model of Alzheimer’s disease; International Immunopharmacology 81:106300, 2020.
  • Kung HN et al.: In vitro and in vivo wound healing-promoting activities of beta-lapachone; American Journal of Physiology. Cell Physiology 295(4):C931-C943, 2008.

< Terug