Dracocephalum moldavica L. and Melissa officinalis L. : Chemistry and Bioactivities Relevant in Alzheimer’s Disease Therapy

Oksidatiivisen stressin eli liiallisen reaktiivisten happiyhdisteiden määrän soluissa on jo pitkään arveltu olevan tärkeä Alzheimerin taudin kehittymiseen ja etenemiseen vaikuttava tekijä. Tämän vuoksi kiinnostus erilaisten antioksidanttien (yhdisteitä, jotka neutraloivat näitä happiradikaaleja soluissa) mahdollisia terapeuttisia ominaisuuksia Alzheimerin taudin hoidossa on tutkittu laajalti. Tähän mennessä ei kuitenkaan ole viel�� onnistuttu l��ytämään antioksidanttia, joka olisi hyödyksi Alzheimerin taudin hoidossa. Tämän vuoksi on tärkeää pyrkiä l��ytämään uusia antioksidanttien l��hteitä sekä tutkia niistä l��ytyviä aktiivisia yhdisteitä. Kiinnostus luonnon antioksidantteja kohtaan on kasvanut voimakkaasti viime aikoina. Huomio on kiinnittynyt erityisesti aromaattisista sekä l��äkekasveista l��ytyviin antioksidantteihin. Lamiaceae- perheeseen kuuluvia tuoksuampiaisyrttiä (Dracocephalum moldavica L.) ja sitruunamelissaa (Melissa officinalis L.) on käytetty Iranissa pitkään sekä ruoanlaitossa että l��äkinnässä, minkä vuoksi näiden kasvien uutteiden antioksidanttisisältöä päätettiin analysoida käyttäen useaa erilaista in vitro- menetelmää. Näissä kokeissa ilmeni, että uutteilla oli useita antioksidanttisia vaikutuksia. Näistä antioksidanttisista vaikutuksista vastaavia yhdisteitä pyrittiin tunnistamaan käyttäen HPLC-PDA- tekniikkaa, minkä seurauksena niiden havaittiin sisältävän erilaisia polyfenoleita, kuten hydroksyloituneita bentsoeeni- ja cinnamamidihapon johdannaisia sekä flavonoideja. Kummankin kasvin uutteissa runsaimmin esiintynyt yhdiste oli rosmariinihappo. Sitruunamelissaa (M. officinalis) on käytetty antiikin ajoista alkaen kognitiivisten toimintojen häiriöiden hoidossa. Perustuen tietoon kasvin käytöstä perinteisessä l��äkinnässä, sen tehoa Alzheimerin taudin hoidossa on tutkittu viime aikoina kliinisin kokein. Sitruunamelissan todettiinkin olevan hyödyksi lievää ja keskivaikeaa Alzheimeimerin tautia sairastavien potilaiden hoidossa. Väitöskirjan osanan olevasta kooste-artikkelista käy ilmi, että tutkimalla l��äkekasvien ominaisuuksia voidaan saada arvokkaita suuntaa-antavia vihjeitä Alzheimerin taudin l��äkehoidon kehittämiseen. Tämän perusteella päätettiinkin testatata myös sitruunamelissauutteen kykyä estää asetyylikoliiniesteraasin (AChE) toimintaa, koska tämän entsyymin toiminna estämisen tiedetään olevan hyödyksi Alzheimerin taudin hoidossa. Uute kykeni estämään AChE:n toimintaa, minkä vuoksi uutteen sisältämiä komponentteja päätettiin tutkia terkemmin. Uute jaettiin erilaisiin fraktioihin käyttäen HPLC-menetelmää, minkä jälkeen testattiin jokaisen fraktion kykyä inhiboida AchE. Suurin osa fraktioista kykeni inhiboimaan AChE:n toimintaa selkeästi tehokkaammin, kuin raakauute. Kaikista tehokkainta fraktiota analysoitiin tarkemmin sen aktiivisten yhdisteiden tunnistamiseksi, minkä seurauksena sen sisältämät yhdisteet tunnistettiin cis ja trans-rosmariinihapoiksi. Tässä tutkimuksessa tunnistettujen yhdisteiden hyödyllisyyttä Alzheimerin taudin hoidossa tulisi seuraavaksi tutkia erilaisissa in vivo-malleissa. Lisäksi jäljellä olevien fraktioiden kemiallinen koostumus tulisi selvittää sekä antioksidanttiaktiivisuuden ja AChE:n toiminnan inhiboinnin välistä mahdollista yhteyttä tulisi tutkia tarkemmin. Tämä tutkimus osoittaa tuoksuampiasyrtin (D. moldavica) sekä sitruunamelissan (M. officinalis) sisältävän monenlaisia aktiivisia antioksidantteja. Lisäksi sitruunamelissan sisältämät yhdisteet kykenivät estämään asetyylikoliiniesteraasin (AchE) toimintaa. Nämä tulokset tukevat osaltaan väitöskirjan osana olevan kooste-artikkelin johtopäätöksiä, joiden mukaan etnofarmakologinen kasvitutkimus voi osoittautua erittäin hyödylliseksi kehitettäessä uutta l��äkehoitoa Alzheimerin tautiin. Lisäksi tässä väitöskirjassa kuvattu tutkimus osoittaakin, että perinteisesti l��äkekasvina käytettyä sitruunamelissaa voidaan mahdollisesti hyödyntää uusien Alzheimerin taudin hoitoon käytettävien l��äkkeiden kehityksessä.

Quality oriented drying of Lemon Balm (Melissa officinalis L.)

Heilkräuter sind während des Trocknungsprozesses zahlreichen Einfl��ssen ausgesetzt, welche die Qualität des Endproduktes entscheidend beeinflussen. Diese Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Trocknung von Zitronenmelisse (Melissa officinalis .L) zu einem qualitativ hochwertigen Endprodukt. Es werden Strategien zur Trocknung vorgeschlagen, die experimentelle und mathematische Aspekte mit einbeziehen, um bei einer adäquaten Produktivität die erforderlichen Qualitätsmerkmale im Hinblick auf Farbeänderung und Gehalt an ätherischen Ölen zu erzielen. Getrocknete Zitronenmelisse kann zurzeit, auf Grund verschiedener Probleme beim Trocknungsvorgang, den hohen Qualitätsanforderungen des Marktes nicht immer genügen. Es gibt keine standardisierten Informationen zu den einzelnen und komplexen Trocknungsparametern. In der Praxis beruht die Trocknung auf Erfahrungswerten, bzw. werden Vorgehensweisen bei der Trocknung anderer Pflanzen kopiert, und oftmals ist die Trocknung nicht reproduzierbar, oder beruht auf subjektiven Annäherungen. Als Folge dieser nicht angepassten Wahl der Trocknungsparameter entstehen oftmals Probleme wie eine Übertrocknung, was zu erhöhten Bruchverlusten der Blattmasse führt, oder eine zu geringe Trocknung, was wiederum einen zu hohen Endfeuchtegehalt im Produkt zur Folge hat. Dies wiederum mündet zwangsl��ufig in einer nicht vertretbaren Farbänderung und einen übermäßigen Verlust an ätherischen Ölen. Auf Grund der unterschiedlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften von Bl��ttern und Stängel, ist eine ungleichmäßige Trocknung die Regel. Es wird außerdem eine unnötig lange Trocknungsdauer beobachtet, die zu einem erhöhten Energieverbrauch führt. Das Trocknen in solaren Tunneln Trocknern bringt folgendes Problem mit sich: wegen des ungeregelten Strahlungseinfalles ist es schwierig die Trocknungstemperatur zu regulieren. Ebenso beeinflusst die Strahlung die Farbe des Produktes auf Grund von photochemischen Reaktionen. Zusätzlich erzeugen die hohen Schwankungen der Strahlung, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit instabile Bedingungen für eine gleichmäßige und kontrollierbare Trocknung. In Anbetracht der erwähnten Probleme werden folgende Forschungsschwerpunkte in dieser Arbeit gesetzt: neue Strategien zur Verbesserung der Qualität werden entwickelt, mit dem Ziel die Trocknungszeit und den Energieverbrauch zu verringern. Um eine Methodik vorzuschlagen, die auf optimalen Trocknungsparameter beruht, wurden Temperatur und Luftfeuchtigkeit als Variable in Abhängigkeit der Trocknungszeit, des ätherischer Ölgehaltes, der Farbänderung und der erforderliche Energie betrachtet. Außerdem wurden die genannten Parametern und deren Auswirkungen auf die Qualitätsmerkmale in solaren Tunnel Trocknern analysiert. Um diese Ziele zu erreichen, wurden unterschiedliche Ansätze verfolgt. Die Sorption-Isothermen und die Trocknungskinetik von Zitronenmelisse und deren entsprechende Anpassung an verschiedene mathematische Modelle wurden erarbeitet. Ebenso wurde eine alternative gestaffelte Trocknung in gestufte Schritte vorgenommen, um die Qualität des Endproduktes zu erhöhen und gleichzeitig den Gesamtenergieverbrauch zu senken. Zusätzlich wurde ein statistischer Versuchsplan nach der CCD-Methode (Central Composite Design) und der RSM-Methode (Response Surface Methodology) vorgeschlagen, um die gewünschten Qualitätsmerkmalen und den notwendigen Energieeinsatz in Abhängigkeit von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit zu erzielen. Anhand der gewonnenen Daten wurden Regressionsmodelle erzeugt, und das Verhalten des Trocknungsverfahrens wurde beschrieben. Schließlich wurde eine statistische DOE-Versuchsplanung (design of experiments) angewandt, um den Einfluss der Parameter auf die zu erzielende Produktqualität in einem solaren Tunnel Trockner zu bewerten. Die Wirkungen der Beschattung, der Lage im Tunnel, des Befüllungsgrades und der Luftgeschwindigkeit auf Trocknungszeit, Farbänderung und dem Gehalt an ätherischem Öl, wurde analysiert. Ebenso wurden entsprechende Regressionsmodelle bei der Anwendung in solaren Tunneltrocknern erarbeitet. Die wesentlichen Ergebnisse werden in Bezug auf optimale Trocknungsparameter in Bezug auf Qualität und Energieverbrauch analysiert.

Produção de mudas e rendimento de biomassa de melissa (Melissa officinalis L.) sob diferentes espaçamentos de plantas e coberturas de solo

Os objetivos gerais do presente trabalho foram: fomentar o cultivo de melissa como uma opção para os agricultores familiares, através da produção de matéria-prima de alta qualidade; oportunizar a produção de fitoterápicos; reduzir a importação de matéria-prima; e levantar subsídios que possam fortalecer a cadeia produtiva de plantas medicinais, com ênfase na Melissa officinalis L.

Anatomia foliar com ênfase nos tricomas secretores e análise cromatográfica do óleo essencial de Melissa officinalis L. (Lamiaceae)

Adult leaves of Melissa officinalis L. (Lamiaceae) harvested during the time of budding had been used in the study of the leaf anatomy in the identification of the secretory structures. The material was fixed in FAA 50%, dehydrated in alcoholic series (ethyl), infiltrated in paraffin, sectioned at 13 mm, staining and later analyzed through optic microscopy. Also it was carried through a study in gaseous chromatography for attainment of the rude essential oil. Analyses of transversal sections of the leaf of Melissa officinalis, has identified the presence of two types of trichomes secretory: peltate and capitate, beyond the presence of trichome tector. Trichome capitate, identified in literature as (type I), presents variations in its morphology in relation to the cells number stalk and the head secretory cells number. The chromatographic analysis of the essential oil identified the presence of monoterpenes, in two major components, responsible for more than 87.8% of the relative composition in the rude oil, beyond sesquiterpenes in smaller proportions.

Superação de dormência em sementes de messlina (Melissa officinalis L.)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnol��gico (CNPq)

Quantitative micrograph, HPLC and FTIR profiles of Melissa officinalis and Nepeta cataria (Lamiaceae) from Argentina

Melissa officinalis L., so called "Melissa" or "Toronjil", is a perennial aromatic herb, whose leaves are used in traditional medicine as a carminative, digestive and sedative, both in simple as in mixtures. Meanwhile, Nepeta cataria L., commonly called "Cat mint" or "Toronjil", with some similar properties, often replacing M. officinalis in the market, although their chemical composition is not completely matched, and contains an iridoid potentially toxic (nepetalactone). It is therefore necessary to establish diacritic parameters to differentiate these species, both at crude drug level, mixtures and extracts. Samples from various sources in Argentina were studied and documental specimens are preserved in the Herbarium UNSL. Anatomical sections were analyzed, and quantitative micrographic parameters were obtained, together with HPLC and FTIR spectra from methanolic and aqueous lyophilized extracts. Significant differences were detected in the prevailing smell foliage, morphology of leaves and inflorescences, trichomata type, palisade ratio, veinlet termination number, rosmarinic acid concentration (with distinctive HPLC profiles), and the CO/CH relationships obtained by FTIR from the extracts, that together allow adequate differentiation of both drugs, even when they were ground or powdered.

Evaluación del crecimiento y producción de turiones de espárrago verde (Asparagus officinalis L.) producidos bajo dos sistemas de inicio, arañas y plantines, en Azul, Buenos Aires

En dos plantaciones de espárrago verde (Asparagus officinalis L.) en el centro de la Pcia. de Buenos Aires, del cultivar UC 157 F2, iniciadas con arañas y plantines, durante su primer año de cosecha, se determinó la tasa de elongación diaria y total hasta el momento de la ramificación de los turiones, el número de días hasta alcanzar el largo exportable (22.5 cm) y los días hasta el momento de la ramificación con el objetivo de estudiar su comportamiento en la zona centro de la provincia de Buenos Aires. Las mediciones se efectuaron durante seis semanas, desde el 26 de septiembre hasta el 4 de noviembre de 2005, desde la emergencia del turión hasta el día de su ramificación (rama de 5 mm sobre su bráctea). La elongación máxima hasta el día de ramificación en promedio y para ambos sistemas de inicio, varió 2 desde 35.3 cm al principio de la cosecha hasta 22.8 cm al final de la misma. Las tasas de elongación relativas variaron en promedio para ambos sistemas de inicio, entre 0.11 cm cm-1 d-1 y 0.38 cm cm-1 d-1 dependiendo de la temperatura del aire. Al mismo tiempo las parcelas constituyentes del ensayo fueron sometidas a una cosecha comercial durante las seis semanas de evaluación. Los espárragos cosechados constituyeron el rendimiento total (kg ha-1) para cada sistema de inicio entre los cuales no se encontraron diferencias estadísticamente significativas. Este estudio permitiría explicar las diferencias de rendimiento comercial para un mismo cultivar en diferentes zonas de producción. Se concluye que para una zona dada, la elongación y sobre todo la ramificación, son variables prioritarias para la determinación del potencial productivo de un cultivar, debiendo tener en cuenta las condiciones de temperatura en las cual se pretende producir este cultivo y el mercado de destino de la producción debido a las mercadas preferencias entre sus consumidores.

迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）精油和抗氧化剂的研究

本文应用植物引种驯化，栽培学及植物化学的理论方法对引入我国的迷迭香（Rosmarinus officinalisL���）精油和抗氧化剂进行了研究．主要结果如下; 1、昆明地区的生态气候条件最适宜迷迭香生长。南京地区局部良好环境也能满足迷迭香正常生长需要。北京地区在保护栽培的情况下,迷迭香才能够安全越冬。 2、用GC-MS和GC-IR鉴定了迷迭香精油的23种成分。不同采收期精油成分含量变化有3种类型，即似单峰曲线，似8曲线和w曲线。一年生与二年生苗在精油成分含量上略有差异。与主要栽培国相比，我国不同引种地精油成分化学类型各具特点，北京地区α—蒎稀（31.58%）含量很高，南京地区富含樟脑（14.86%）乙酸龙脑酯（7.97%）和龙脑（6.90%）含量也相对较高，昆明地区则是α—蒎稀（24.32%）和1.8—桉叶油素（24.43%）含量并重。 乙酸龙脑酯含量的高低对精油香气质量优劣起关键作用。北京地区雨季来临收获（7月初）精油香气质量最好。南京地区，11月初精油香气质量也属优质。本实验未能得到高质量的昆明地区精油。 3、从迷迭香蒸油残渣中分离得到三种抗氧化成分，迷迭香酚( Rosrmanol)、鼠尾草酚(Carnosol)和迷迭香双醛（R0smadial���，并用质谱，核磁做了鉴定．硫氰铁酸法、TBA法、AOM法检测了三种成分的抗氧化效能．Rosmanol���多双键不饱和脂肪酸抗氧化效果显著,Carnosol���BHT在不同双键脂肪酸中抗氧化效果稳定，Rosmadial���抗氧化效果则随不饱和双键数目的增加而降低。在猪油中，抗氧化效能的强度顺序为Rosmanol >carnosol>BR>Rosmadial��� 抗氧化物质在植株体内是不断积累的。不同引种地迷选香抗氧化效能的强弱差异表现为昆明>北京>南京。 迷迭香的正己烷，两酮提取物抗氧化效能都是随着添加量的增加而增强、丙酮提取物的抗氧化效能优于正己烷提取物。 对迷迭香抗氧化剂提取工艺做了探讨，得到R-1，R—2，R-3三种小试样品，R-2，R-3的抗氧化效果优于BHT．B—l���近于BET。

Investigating the Biological Effects of Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) Extract on Skeletal Muscle Glucose Uptake

Skeletal muscle (SKM) is the most important tissue in maintaining glucose homeostasis and impairments in this tissue leads to insulin resistance (IR). Activation of 5’ AMP-activated kinase (AMPK) is viewed as a targeted approach to counteract IR. Rosemary extract (RE) has been reported to decrease blood glucose levels but its effects on SKM are not known. We hypothesized that RE acts directly on SKM to increase glucose uptake (GU). We found an increase in GU (184±5.07% of control, p<0.001) in L6 myotubes by RE to levels similar to insulin and metformin. Carnosic acid (CA) and rosmarinic acid (RA), major polyphenols found in RE, increased GU. RE, CA, and RA significantly increased AMPK phosphorylation and their effects on GU was reduced by an AMPK inhibitor. Our study is the first to show a direct effect of RE, CA and RA on SKM GU by a mechanism that involves AMPK activation.

Investigation of the Biological Effects of Rosemary (Rosmarinus Officinalis L.) Extract in Human Lung Cancer Cells

Cancer cells display enhanced growth rates and a resistance to apoptosis. Lung cancer accounts for the most cancer related deaths and non-small cell lung cancer (NSCLC) represents an aggressive form of lung cancer, accounting for almost 80% of all lung cancer cases. The phytochemical rosemary extract (RE) has been reported to have anticancer effects in vitro and in vivo however, limited evidence exists regarding the effects of RE and its polyphenolic constituents carnosic acid (CA) and rosmarinic acid (RA) in lung cancer. The present study shows RE, CA and RA inhibit lung cancer cell proliferation and survival in various NSCLC cell lines and that CA and RA interact synergistically to inhibit cell proliferation. Moreover RE, CA and RA are capable of altering activation and/or expression of Akt, ERK and AMPK, signaling molecules which regulate cell proliferation and survival. RE shows potential as an anticancer agent and should be further investigated.

Does fertilizer type and method of application cause significant differences in essential oil yield and composition in rosemary (Rosmarinus officinalis L.)?

Organic fertilizers based on seaweed extract potentially have beneficial effects on many crop plants. Herewe investigate the impact of organic fertilizer on Rosmarinus officinalis measured by both yield and oilquality. Plants grown in a temperature-controlled greenhouse with a natural photoperiod and a controlledirrigation system were treated with seaweed fertilizer and an inorganic fertilizer of matching mineralcomposition but with no organic content. Treatments were either by spraying on to the foliage or wateringdirect to the compost. The essential oil was extracted by hydro-distillation with a Clevenger apparatusand analysed by gas-chromatography mass-spectrometry (GC–MS) and NMR. The chemical composi-tions of the plants were compared, and qualitative differences were found between fertilizer treatmentsand application methods. Thus sprayed seaweed fertilizer showed a significantly higher percentage of�-pinene, �-phellandrene, �-terpinene (monoterpenes) and 3-methylenecycloheptene than other treat-ments. Italicene, �-bisabolol (sesquiterpenes), �-thujene, and E-isocitral (monoterpenes) occurred insignificantly higher percentages for plants watered with the seaweed extract. Each was significantly dif-ferent to the inorganic fertilizer and to controls. The seaweed treatments caused a significant increasein oil amount and leaf area as compared with both inorganic treatments and the control regardless ofapplication method.