Estragol w ziołowych produktach leczniczych

Czym jest estragol?

Estragol to lotny fenylopropanoid należący do grupy alkenylobenzenów, takich jak eugenol, izoeugenol, metyloeugenol, safrol, izosafrol, anetol, elemycyna, mirystycyna, apiol. Estragole jest głównym lub drugorzędnym składnikiem dużej liczby roślin lub części roślin stosowanych w ziołowych produktach leczniczych, środkach roślinnych i aromatach.

Komitet Naukowy ds. Żywności (SCF, 2001) stwierdził, że estragol jest zarówno genotoksyczny, jak i rakotwórczy i na tej podstawie zalecił zmniejszenie poziomów narażenia i ograniczenia stosowania. Mechaniczne zrozumienie tych skutków i ich implikacji zagrożeń dla ludzi nie zostało jeszcze w pełni zbadane i będzie miało znaczący wpływ na ocenę zagrożeń dla zdrowia związanych z alkenylobenzenami w stężeniach, w jakich występują one w żywności. Potrzebne są dalsze badania w celu oceny potencjalnego ryzyka dla zdrowia ludzkiego wynikającego z niewielkiej ekspozycji z dietą na alkenylobenzeny obecne w żywności i olejkach eterycznych oraz stosowane jako substancje zapachowe (aromaty).

Estragol jest związkiem obecnym w wielu olejkach eterycznych, w szczególności w olejku eterycznym estragonu, którego 60-75% stanowi. Występuje również w olejku eterycznym z bazylii (23–88%), olejku eterycznym z sosny, terpentynie, olejkach z kopru włoskiego, anyżu, z ziela angielskiego, z gałki muszkatołowej, z trawy cytrynowej, a ponadto występuje również w liściach herbaty. Przykłady roślin oraz ich olejki eteryczne o przeznaczeniu farmaceutycznym, w których można się spodziewać obecności estragolu zostały przedstawione w poniższej tabeli (Tab.1).

Metabolizm i toksyczność

Główne szlaki metaboliczne estragolu zostały dobrze scharakteryzowane u szczurów i myszy in vitro i in vivo. Ponadto, publikowano badania dotyczące metabolizmu estragolu in vitro w preparatach ludzkiej wątroby. Ustalono trzy główne szlaki metaboliczne:

1. O-demetylacja prowadząca do 4-allilofenolu i bardziej dystalnych metabolitów (i ostatecznego tworzenia CO2). O-demetylacja reprezentuje szlak detoksykacji;

2. 1’-hydroksylacja, która jest proksymalnym aktywnym metabolitem ulegającym sulfokoniugacji z 1’-sulfooksyestragolem zdolnym do wiązania się z DNA i białkiem. 1’-hydroksyestragol ulega również dalszemu utlenianiu do 1’oksoestragolu i glukuronidacji do 1’-O-glukuronidu. Głównymi enzymami w szlaku bioaktywacji są CYP1A2;

3. Epoksydacja allilowego łańcucha bocznego prowadząca do 2',3'-epoksydu estragolu, który jest szybko metabolizowany przez hydrolazę epoksydową i transferazę glutationową do detoksykowanych metabolitów. Ten szlak jest również uważany za drogę detoksykacji.

W wyniku analizy biosyntezy zaproponowano, że proporcje poszczególnych metabolitów różnych szlaków zmieniają się w zależności od dawki. Przy niskich dawkach (w zakresie od 0,05 do 50 mg/kg m.c.) przeważa O-demetylacja, podczas gdy przy wyższych dawkach (500 i 1000 mg/kg m.c.) 1’-hydroksyestragol w moczu względnie wzrasta. Jednak stężenia w moczu dowolnego pojedynczego metabolitu, takiego jak 1’-hydroksyestragol, zależą zarówno od powstawania, jak i dalszych biotransformacji i niekoniecznie odzwierciedlają stężenie metabolitu dostępnego np. w przypadku tworzenie adduktów. Tak więc bardziej dystalny znacznik aktywacji, np. addukty w cząsteczkach docelowych są bardziej wiarygodnymi dowodami na potencjalne zmiany zależne od dawki.

W 2000 roku Komitet Ekspertów ds. Substancji Aromatycznych Rady Europy ocenił estragol i zarekomendował limit wynoszący 0,05 mg/kg masy ciała pacjenta. Nie określono, czy limit ten ma związek ze spożyciem, czy z zawartością substancji ziołowej. Komitet Naukowy ds. Żywności (SCF, 2001) stwierdził, że estragol jest zarówno genotoksyczny, jak i rakotwórczy i na tej podstawie zalecił zmniejszenie poziomów narażenia i ograniczenia stosowania.

Oświadczenie EMA/HMPC/137212/2005 przywołuje wyniki badań, w których wykazano, że zarówno sam estragol i jego metabolity indukowały nieplanową syntezę DNA w kilku badaniach na liniach komórek ludzkich i szczurzych lub ex vivo w wątrobach szczurów, którym podawano estragol doustnie. Wyniki sugerują, że estragol, oprócz metabolizowania do genotoksycznych metabolitów, może być również słabą, bezpośrednio działającą genotoksyną, która tworzy addukty DNA.

Najlepszy dowód na mechanizm genotoksyczny pochodzi z badań aktywacji metabolicznej: enzymy CYP, zwłaszcza CYP1A2 (ale także inne) katalizują tworzenie 1'-hydroksyestragolu, który poprzez sulfokoniugację przez SULT1A1 i spontaniczne tworzenie reaktywnej karbokationu, łatwo wiąże się z DNA . Addukty scharakteryzowano zarówno u myszy, jak i szczurów również po ekspozycji in vivo na estragol. Biorąc pod uwagę powyższe rozważania, estragol zaklasyfikowano, jest genotoksyczny hepatokarcynogen, a addukt(y) DNA są pierwszym etapem przedinicjacyjnym.

W badaniu NTP (National Toxicology Program) samcom i samicom szczurów F344/N oraz myszom B6C3F1 podawano estragol (o czystości powyżej 99%) w oleju kukurydzianym przez zgłębnik przez 3 miesiące. Badania podstawowe i specjalne (tylko szczury) grupom 10 samców i 10 samic szczurów i myszy podawano przez zgłębnik 37.5, 75, 150, 300 lub 600 mg estragolu/kg masy ciała w oleju kukurydzianym przez zgłębnik, 5 dni w tygodniu. Podstawowe grupy badawcze otrzymywały estragol przez 3 miesiące, a specjalne grupy badawcze przez 30 dni.

Wszystkie szczury w badaniu podstawowym przeżyły 3-miesięczny okres ekspozycji. Najistotniejsze zmiany toksykologiczne zaobserwowano w surowicy (wzrost ALT, SDH i soli żółciowej) i wątrobie (przerost komórek wątrobowych, przerost dróg żółciowych, przewlekłe zapalenie okołowrotne). Wyniki były na ogół zależne od dawki, a niektóre reakcje zaobserwowano nawet przy najniższej dawce (37,5 mg/kg), gdzie zmiany histologiczne obejmowały przerost przewodu żółciowego i komórek owalnych obserwowany u wszystkich samców i samic oraz przewlekłe zapalenie okołowrotne obserwowane u wszystkich samców i u 5/10 samic, związane z przewlekłym okołowrotnym naciekiem komórkowym (histiocyte) u wszystkich samców, ale nie u samic. Przy dwóch najniższych poziomach dawek zmiany te oceniono jako minimalne, a przy wyższych poziomach ich nasilenie było zwiększone.

Inne istotne toksykologicznie zmiany obserwowano w erytronie (niedokrwistość, zmniejszenie całkowitej zdolności wiązania żelaza, nadpłytkowość reaktywna), szpiku kostnym (hiperplazja), nerkach (wzrost masy ciała, histologia kanalików), nabłonku węchowym (zwyrodnienie przy 2 najwyższych dawkach), podżuchwowym gruczoł ślinowy (zmiany cytoplazmatyczne), gruczoły żołądkowe w żołądku (atrofi a), jądra i najądrza (zwyrodnienie, hipospermia).

W głównym badaniu na myszach samce w dawce 600 mg/kg zmarły w tygodniu 9, a wszystkie samice myszy w dawce 600 mg/ kg zmarły w tygodniu 1; zgony samic przypisywano martwicy wątroby spowodowanej ekspozycją na estragol. U myszy wątroba była głównym narządem docelowym ze względu na zwiększenie masy ciała, przerost komórek wątrobowych i zwyrodnienie komórek wątrobowych, rozrost komórek owalnych i martwicę (wszystkie samice myszy 600 mg/kg). Inne istotne zmiany dotyczyły gruczołów żołądkowych, przedżołądka (rozrost płaskonabłonkowy, mineralizacja i owrzodzenie) oraz nabłonka węchowego (degeneracja). Wyniki te były statystycznie istotne przy jednej z dwóch najwyższych dawek.

Na podstawie przytoczonych badań dowiedziono, że wątroba jest narządem docelowym zarówno u szczurów, jak i myszy.

Określenie dopuszczalnego limitu spożycia

Ze względu na ogólnie przyjęte dowody na genotoksyczne działanie rakotwórcze, ekspozycja na estragol powinna być utrzymywana na najniższym możliwym poziomie. Przy ocenie ziołowych produktów leczniczych zawierających estragol powinny zostać podjęte kroki w celu zapewnienia ochrony ludzi przed narażeniem na ten czynnik.

W przypadku estragolu badania pochodzące z laboratorium Millers’a stanowią najbardziej przekonujący dowód genotoksycznego działania rakotwórczego estragolu. Dla rakotwórczego działania estragolu u samic myszy TD50 50-100 mg/kg masy ciała wynikało z powyższych badań. W bazie danych o potencji rakotwórczej TD50 estragolu podaje się w dawce 51,8 mg/kg dziennie, w oparciu o badanie Miller z 1983 roku. Według ICH M7 dopuszczalne spożycie byłoby obliczone w następujący sposób: TD50 podzielone przez 50 000 i dostosowanie do masy ciała człowieka. Generalnie dla dorosłych obliczenia wykonuje się przy masie ciała 50 kg. Zatem: 51,8 mg/kg dziennie ÷ 50 000×50 kg masy ciała = 0,052 mg/osobę dziennie.

Rośliny zawierające estragol

Tak jak to było wspomniane wcześniej, do kilku najpowszechniejszych surowców roślinnych wykorzystywanych ze względu na swoje właściwości lecznicze w przemyśle farmaceutycznym są m.in.: koper włoski (Fenkuł włoski), anyż, melisa, czy bazylia.

Koper zawiera około 2-6% olejku eterycznego, który zawiera transanetol i estragol – jest stosowany w żywności, perfumach oraz w domu do łagodzenia objawów żołądkowo-jelitowych, wzdęć, kolki i objawów ze strony układu oddechowego. Owoce kopru włoskiego stosowane są w celu pobudzenia trawienia, przy zaburzeniach trawiennych, którym towarzyszą wzdęcia, bóle brzucha, brak apetytu oraz odbijanie i nudności. Dodatkowo, zioło to wykorzystywane jest w chorobach dróg oddechowych jako środek wykrztuśny, szczególnie dla dzieci. W pediatrii powszechne jest stosowanie herbatki z kopru włoskiego, zapobiegającej kolkom u niemowląt, zmorze nocnej wszystkich rodziców świata. Bogate w intensywne i charakterystyczne olejki eteryczne melisa i bazylia znalazły swoje zastosowanie w naszym życiu codziennym, w gastronomii i ziołolecznictwie także nie bez powodu. Melisa lekarska jest źródłem fenolokwasów, które przyczyniają się do łagodzenia stanów zapalnych, a ponadto wspomaga układ pokarmowy w przypadku problemów trawiennych.

Posiadając aktualną wiedzę, producenci produktów leczniczych są w stanie oszacować ryzyko związane z występowaniem estragolu w produktach końcowych zawierających w swoim składzie surowce pochodzenia roślinnego – przede wszystkim tych, u których obecność tej substancji została potwierdzona. Nie ma aktualnie żadnego wymogu prawnego, który zobowiązuje podmioty odpowiedzialne do podejmowania takich czynności. Podmioty odpowiedzialne posiadające pozwolenie na dopuszczenie do obrotu oraz posiadacze wpisu do rejestru (MAH/RH) dla tradycyjnych produktów leczniczych roślinnych lub preparatów, które zawierają estragol, zarówno jako substancję czynną, jak i substancję pomocniczą, powinny sprawdzić, czy ich produkty lecznicze są zgodne z tą wartością orientacyjną. W razie konieczności, w ciągu dwóch lat należy podjąć odpowiednie działania regulacyjne. Nie mniej jednak, w ramach kompleksowego zapewnienia jakości produktów leczniczych obecnych na rynku, a tym samym gwarancji bezpieczeństwa ich stosowania, zalecane jest zwrócenie uwagi na problem, jakim mogą być zanieczyszczenia estragolem.

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Farmaceutycznego" 4/2022