Skład chemiczny rośliny

W skład czarnuszki wchodzą tłuszcze (36-38%) w tym kwas linolowy (50-60%), kwas oleinowy (20-23,4%), kwas dihomolinolowy (10%), kwas palmitynowy (12,5%) oraz kwas eikozadienowy (3%), a także sterole (α-sitosterol, stigmasterol). Poza tym w olejku znajdują się także związki czynne jak tymochinon (30-48%), tymohydrochinon, ditymochinon, p-cymen (7-15%), karwakrol (6-12%), 4-terpineol (2-7%), t-anetol (1-4%), α-pinen i tymol. Nasiona zawierają ponadto alkaloidy izochinolinowe (nigellinę, nigelliminę), alkaloidy diterpenowe (nigellaminę) oraz inidazolowe (nigellidynę, nigellicynę), a także saponiny triperpenowe (α-hederyna), które znane są ze swych właściwości przeciwnowotworowych.

Poza tym nasiona N. sativa stanowią źródło witamin (witamina E – tokoferol) oraz minerałów(Fe, Ca, K, Na, Mg, Zn, P, Cu).

Działanie przeciwbakteryjne

Olej z czarnuszki wykazuje działanie bakteriobójcze, które zostało zbadana za pomocą metody krążkowo-dyfizyjnej, głównie wobec części bakterii Gram-dodatnich - Staphylococcus aureus, S. epidermidis oraz innych gronkowców koagulozo-ujemnych i Streptococcus pyogenes. Natomiast w przypadku bakterii Gram-ujemnych wrażliwość wykazały Pseudomonas aeruginosa i Escherichia coli.

Wyniki badań wskazują także na działanie przeciwbakteryjne oleju z czarnuszki na szczepy Listeria monocytogenes.

W badaniach porównujących leczenie gronkowcowego zakażenia skóry u noworodków leczonego za pomocą mupirocyny oraz olejem czarnuszki zaobserwowano, że wyciąg roślinny wykazuje porównywalną skuteczność do standardowego leczenia.

Zaobserwowano również, że wyciąg z czarnuszki wykazywał działanie synergistyczne ze streptomycyną i gentamycyną, a także wzmacniał działanie przeciwbakteryjne innych antybiotyków.

Niestety mechanizm działania antybakteryjnego nie został do tej pory wyjaśniony.

Poza działaniem przeciwbakteryjnym zaobserwowano także szeroką aktywność przeciwgrzybiczą – prawdopodobnie głównie tymochinonu. Wyniki badań na zwierzętach wskazują na możliwość wykorzystania N. sativa do leczenia zakażeń skóry, a także w celu naturalnej konserwacji żywności.

Jak się okazało N. sativa wywiera także korzystne działanie na zakażenia pasożytnicze, głównie na przywry (Schistosoma) oraz jaja tasiemca.

W przypadku Schistosoma zaobserwowano korzystny wpływ oleju na poprawę funkcji wątroby oraz systemu immunologicznego, co pozwala na zmniejszenie liczby przywr w wątrobie oraz liczby składanych jaj po kuracji zwierząt olejem z czarnuszki. Podobne obserwacje dotyczą zakażeń tasiemcem – obserwowano zmniejszoną liczbę jaj tasiemca w kale.
W przypadku pasożytów prawdopodobnie za skuteczność czarnuszki odpowiada działanie immunomodulujące oraz antyoksydacyjne na organizm gospodarza.

Co ciekawe czarnuszka wspiera także obronę przeciwwirusową. W badaniach na modelu zwierzęcym zakażonym cytomegalowirusem zaobserwowano już w trzecim dniu po podaniu dootrzewnowym oleju zahamowanie rozwoju wirusa w wątrobie i śledzionie. Podobnie w przypadku pacjentów zakażonych wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV) zaobserwowano po trzech miesiącach stosowania oleju z czarnuszki obniżenie miana wirusa, a także poprawę morfologii krwi oraz poziomu białka i obniżenie poziomu glukozy. Podobnie jak w poprzednim przypadku, postulowanym mechanizmem działania jest wpływ immunomodulujący, a także antyoksydacyjny rośliny.

Działanie immunomodulujące, przeciwzapalne oraz antyoksydacyjne opisane na przykładach jednostek chorobowych:

Choroby układu oddechowego

Badania na modelach zwierzęcych wykazały, że za działanie przeciwalergiczne i przeciwzapalne łagodzące m.in. objawy zapalenia płuc odpowiada wpływ hamujący oleju czarnuszki na enzymy szlaku przemian kwasu arachidonowego, cyklooksygenazę i lipooksygenazę, co przekłada się na hamowanie wytwarzania tromboksanu B2 oraz leukotrienu B4.

W innych badaniach zaobserwowano, że ekstrakt N. sativa wywiera podobny efekt do deksametazonu w modelu mysim astmy alergicznej – w obu przypadkach zaobserwowano znaczne obniżenie liczby eozynofilów we krwi obwodowej oraz komórek zapalnych w tkance płucnej.

Sprawdzano również wpływ ekstraktu na odpowiedź tchawicy przy użyciu modeli zwierzęcych immunizowanych owoalbuminą, którym podawano metacholinę. Uzyskane wyniki wskazują jednoznacznie, że badany ekstrakt poprawia odpowiedź tchawicy na alergeny.

Zaobserwowano również obniżenie patologicznych zmian w płucach m.in. naciekania eozynofilów i limfocytów, martwicy nabłonka, zgrubienia błony podstawnej czy przerostu mięśni gładkich u uczulonych zwierząt leczonych ekstraktem czarnuszki.

Prawdopodobnie działanie to wywiera głównie tymochinon, stanowiący główny składnik N. sativa. Badania na mysim modelu astmy potwierdziły, że hamuje zmiany zapalne wywołane próbą prowokacyjną z owoalbuminą, takie jak zwiększenie ilości leukotrienu B4, C4 oraz cytokin produkowanych przez limfocyty Th2 i eozynofilów. Potwierdzono także znaczne obniżenie reaktywności tchawicy w porównaniu z zastosowaniem deksametazonu.

Działanie przeciwzapalne zostało także potwierdzone dla innej substancji czynnej, zawartej w nasionach czarnuszki – karwakrolu. Podobnie jak poprzednio zaobserwowano, zależny od dawki efekt na białe krwinki, w tym eozynofile i neutrofile oraz na reaktywność tchawicy.

Poza astmą alergiczną badano także wpływ substancji czynnej – karwakrolu, na rozwój przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP). W tym celu podawano karwakrol myszom narażonym na dym tytoniowy przez 3 miesiące. Wyniki badań wykazały pozytywny wpływ na stężenie w surowicy IL-8, dialdehydu malonowego (MDA) oraz ilości białych krwinek. Wyniki także potwierdziły działanie przeciwzapalne, które wpływało na zapobieganie rozwojowi POChP.

Wyciąg z czarnuszki posiada także działanie immunomodulujące. Podawanie ekstraktu uczulonym zwierzętom chroniło przez wzrostem stężenia IL-4 oraz IFN-γ, a także wpływało na obniżenie stężenia endoteliny. Co ciekawe sam tymochinon nie chronił przez wzrostem IFN-γ. Porównując efekt leczenia deksametazonem ze stosowanym ekstraktem rośliny, zaobserwowano znaczne obniżenie stężenia IgG1, IgG2a oraz cytokin (IL-2, IL-12, IL-10, IFN-γ) w drugim przypadku. Deksametazon wykazywał podobne działanie, jednak nie powodował obniżenia poziomu IFN-γ. Natomiast inna substancja czynna zawarta w N. sativa – karwakrol – powodowała obniżenie stężenia IL-4 oraz endoteliny, ale podobnie jak deksametazon nie obniżała poziomu IFN-γ.

U myszy wrażliwych na owoalbuminę, po podaniu tymochinonu oraz próby prowokacyjnej antygenem, uwidoczniono obniżenie poziomu cytokin wydzielanych prze limfocyty Th2 (IL-4, IL-5, IL-13) IFN-γ oraz immunoglogulin IgE oraz IgG1.

Dobroczynne działanie ekstraktu N. sativa zostało potwierdzone także w badaniach na populacji ludzkiej. W różnych badaniach uwidoczniono zmniejszenie objawów związanych z astmą alergiczną m.in. zaobserwowano po podawaniu ekstraktu zmniejszone użycie inhalatora oraz doustnych leków z grup β-agonistów oraz kortykosteroidów. Obserwowano także wzrost wskaźnika płucnego (PI) oraz maksymalnego natężenia przepływu podczas wydechu. Stosowany ekstrakt z nasion wpływał także na obniżenie liczby eozynofilów i IgE.

Działanie przeciwzapalne i immunomodulujące zostało potwierdzone w badaniach na grupie pacjentów z alergicznym nieżytem nosa. Po 14 dniach leczenia olejem roślinnym zaobserwowano zmniejszenie objawów zapalnych śluzówki nosa (przekrwienie, swędzenie, katar, kichanie, przerost małżowin i bladość śluzówki). W innych badaniach porównano grupę pacjentów uczulonych na roztocza kurzu domowego, u których stosowano immunoterapię, z grupą pacjentów, którym podawano immunoterapię oraz nasiona N. sativa – zaobserwowano znaczny wzrost zdolności fagocytarnych oraz wewnątrzkomórkowego zabijania limfocytów wielojądrzastych, a u pacjentów przyjmujących N. sativa odnotowano także znaczny wzrost limfocytów CD8.

Reumatoidalne zapalenie stawów

Tymochinon, jak wykazały badania na modelu zwierzęcym, oddziałuje także podobnie do metotreksatu na zapalenie stawów. Zaobserwowano obniżenie indukowanej przez lipopolisacharyd (LPS) proliferacji synoviocytów podobnych do fibroblastów (FLS) oraz wytwarzania 4-hydroksynonenalu (HNE). Podobnie tymochinon hamował indukowane LPS wytwarzanie IL-1β, TNF-α, mataloproteinazę 13, COX2 i produkcję prostaglandyny E2, a także hamował fosforylację p38 kinazą białkową aktywowaną mitogenami (MAPK), kinazy regulowane zewnątrzkomórkowo (ERK) ½ oraz czynnika jądrowego (NF) κB p65.

W badaniach in vivo z podawaniem doustnym tymochinonu w dawce 5mg/kg/dzień zaobserwowano istotne obniżenie stężenia HNE, IL-1β, TNF-α oraz markerów obrotu kostnego i zmniejszenie resorpcji kości. W innych badaniach także uzyskano obniżenie stężenia markerów zapalenia (np. IL-1β, IL-6, TNF-α, IFN-γ czy PGE2) oraz zwiększone stężenie IL-10.

U pacjentów, którym podawano N. sativa obserwowano zmniejszenie objawów choroby w postaci mniejszego obrzęku stawów oraz skrócenia czasu trwania sztywności porannej w porównaniu z placebo.

Ekstrakt N. sativa wpływał także na wzrost proliferacji splenocytów i zmianę profilu wydzielanych cytokin w kierunku Th2. Poza tym wpływał na obniżenie poziomu IL-6, TNF-α oraz NO wydzielanych przez makrofagi. Natomiast w przypadku szczepu myszy BALB/C, któremu podano pięć dawek ekstraktu obserwacje wykazały wzrost liczby białych krwinek oraz liczby komórek szpiku kostnego i wagi śledziony. Poza tym u zwierząt otrzymujących terapię immunosupresyjną, zaobserwowano poprawienie odporności po zastosowaniu wyciągu z czarnuszki.

W innych badaniach zaobserwowano działanie radioprotekcyjne, zmniejszając skutki uboczne radioterapii , zwłóknienie czy zapalenie płuc.

Działanie na układ pokarmowy

Tymochinon wykazał w badaniach porównywalne efekty przeciwzapalne do sulfazalazyny w przypadku wywołanego kwasem wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Uwidoczniono znaczne łagodzenie objawów, zapobieganie częstym biegunkom oraz utracie masy ciała. W związku z tym wydaje się, że tymochinon może znaleźć zastosowanie jako nowy lek do walki z chorobą.

Z kolei w żołądku tymochinon wywierał działanie ochronne poprzez m.in. hamowanie działania pompy protonowej, wydzielanie kwasu żołądkowego, a także poprzez zwiększenie wydzielania mucyny oraz tlenku azotu, a także śluzu przez błonę śluzową żołądka.

Ekstrakt z czarnuszki działa także antyoksydacyjnie - u szczurów leczonych ekstraktem bogatym w tymochinon zaobserwowano wzrost ekspresji genów dla dysmutazy ponadtlenkowej 1 (SOD1), katalazy i peroksydazy glutationowej 2 (GPX) w wątrobie.

Badano również wpływ N. sativa na metabolizm węglowodanów i lipidów u szczurów z cukrzycą wywołaną streptozotocyną. Zarówno w przypadku stosowania oleju, jak i wyciągu z N. sativa oraz tymochinonu zaobserwowano zmniejszenie poziomu glukozy oraz podwyższenie poziomu insuliny i dysmutazy ponadtlenkowej. Prawdopodobnie czarnuszka wywiera działanie ochronne poprzez obniżenie stresu oksydacyjnego w komórkach wysp trzustkowych. Natomiast suplementacja przez trzy miesiące wyciągu z czarnuszki pacjentom z cukrzycom typu 2 spowodowała zależny od dawki spadek hemoglobiny glikowanej, glukozy na czczo, a także po 2 godzinach od spożyciu posiłku.

Prawdopodobnie N. sativa może oddziaływać na metabolizm poprzez zwiększenie aktywności PPAR-γ oraz prawdopodobnie dzięki zmniejszeniu wchłaniania glukozy (oddziaływanie z kotransporterem), hamowanie glukoneogenezy w wątrobie oraz wzrost wychwytu glukozy w mięśniach (wpływ na aktywację kinazy białkowej aktywowanej monofosforanem adenozyny -AMPK). Poza tym N. sativa wpływa na zwiększenie wychwytu cholesterolu LDL na skutek aktywacji receptorów wątobowych, a także obniżenie stężenia trójglicerydów.

Działanie przeciwnowotworowe

Zostały przeprowadzone liczne badania, których wyniki ukazują cenne właściwości przeciwnowotworowe N. sativa. Obserwacje ukazały m.in. wpływ tymochinonu zawartego w roślinie na hamowanie wzrostu i angiogenezy kostniakomięsaka, który jest wynikiem hamowania czynnika NF-κB. Poza tym tymochinon wykazuje zdolność do zwiększenia ekspresji PPAR-γ, a także hamuje ekspresję białek anty-apoptotycznych Bcl-2, Bcl-xl oraz surwiwiny. Obserwacje wykazały także działanie synergistyczne tymochinonu z lekami cytotoksycznymi – doksorubicyną czy 5-fluorouracylem.

Poza tym dzięki właściwościom immunomodulującym, czarnuszka wzmacnia aktywność cytotoksyczną komórek NK, a także wpływa na szlaki sygnalizacyjne m.in. iNOS, p53, a także kaspazy, które mają ogromne znaczenie w hamowaniu rozwoju nowotworów.

W nowotworze trzustki wykazano natomiast obniżenie ekspresji białka MUC4 oraz hamowanie migracji i inwazji komórek nowotworowych po zastosowaniu tymochinonu.

Podsumowując opisane powyżej działania N. sativa można zauważyć ogromny potencjał rośliny w terapii wielu jednostek chorobowych. Czarnuszka zatem trafnie była stosowana w ziołolecznictwie od wielu lat. Potrzeba wciąż wielu badań dotyczących mechanizmów działania, ponieważ jak powyżej opisano, wciąż niewiele jesteśmy wstanie jednoznacznie określić. Mimo to należy podkreślić, że olej z czarnuszki może być stosowany jako leczenie wspomagające w wielu jednostkach chorobowych, a z chwilą zbadania dokładnych mechanizmów oddziaływania na organizm ludzki, prawdopodobnie powstaną nowe leki na bazie związków zawartych w opisywanej roślinie.