Preview

Гербариум

Расширенный поиск

Нейротропная активность группы стероидных сапонинов корней и корневищ диоскореи ниппонской (Dioscorea nipponica Makino) (обзор)

https://doi.org/10.33380/3034-3925-2026-3-4-96

Аннотация

Введение. Цель — обобщение информации о механизмах нейротропной активности группы стероидных сапонинов корней и корневищ диоскореи ниппонской.

Текст. Нейротропные эффекты стероидных сапонинов диоскореи ниппонской (диосгенина, диосцина, протодиосцина, метилпротодиосцина) включают как неспецифическую нейропротекцию путем снижения нейровоспаления, окислительного стресса и апоптоза, повышения аутофагии и нейрогенеза, так и специфические механизмы, выявленные на моделях отдельных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, рассеянного склероза и ишемического инсульта. Также отмечено ноотропное и антидепрессивное действие на некоторых моделях психических расстройств.

Заключение. В настоящем обзоре представлены биохимические и молекулярные механизмы, лежащие в основе развития нейротропных эффектов стероидных сапонинов диоскореи ниппонской, широта которых позволяет рассматривать стероидные сапонины как потенциальные объекты для разработки лекарственных препаратов.

Об авторах

В. Д. Горелкина
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)
Россия

197022, г. Санкт-Петербург, вн. тер. г. муниципальный округ Аптекарский остров, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А



М. В. Мироненко
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)
Россия

197022, г. Санкт-Петербург, вн. тер. г. муниципальный округ Аптекарский остров, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А



В. Ц. Болотова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)
Россия

197022, г. Санкт-Петербург, вн. тер. г. муниципальный округ Аптекарский остров, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А



Список литературы

1. Steinmetz J. D., Seeher K. M., Schiess N., Nichols E., Cao B., Servili C., Cavallera V., et al. Global, regional, and national burden of disorders affecting the nervous system, 1990–2021: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021. The Lancet Neurology. 2024;23(4):344–381.

2. Porte S., Joshi V., Shah K., Chauhan N. S. Plants’ steroidal saponins – a review on its pharmacology properties and analytical techniques. World Journal of Traditional Chinese Medicine. 2022;8(3):350–385. https://doi.org/10.4103/2311-8571.353503

3. Li Y., Yang H., Li Z., Li S., Li J. Advances in the biosynthesis and molecular evolution of steroidal saponins in plants. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(3):2620. https://doi.org/10.3390/ijms24032620

4. Yang X., Nomoto K., Tohda C. Diosgenin content is a novel criterion to assess memory enhancement effect of yam extracts. Journal of Natural Medicines. 2021;75(1):207–216. https://doi.org/10.1007/s11418-020-01451-4

5. Ou-Yang S.-H., Jiang T., Zhu L., Yi T. Dioscorea nipponica Makino: a systematic review on its ethnobotany, phytochemical and pharmacological profiles. Chemistry Central Journal. 2018;12(1):57. https://doi.org/10.1186/s13065-018-0423-4

6. Manda V. K., Avula B., Ali Z., Wong Y.-H., Smillie T. J., Khan I. A., Khan S. I. Characterization of in vitro ADME properties of diosgenin and dioscin from Dioscorea villosa. Planta Medica. 2013;79(15):1421–1428. https://doi.org/10.1055/s-0033-1350699

7. Feng J.-F., Tang Y.-N., Ji H., Xiao Z.-G., Zhu L., Yi T. Biotransformation of Dioscorea nipponica by rat intestinal microflora and cardioprotective effects of diosgenin. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017:4176518. https://doi.org/10.1155/2017/4176518

8. Tang Y.-N., Pang Y.-X., He X.-C., Zhang Y.-Z., Zhang J.-Y., Zhao Z.-Z., Yi T., Chen H.-B. UPLC-QTOF-MS identification of metabolites in rat biosamples after oral administration of Dioscorea saponins: a comparative study. Journal of Ethnopharmacology. 2015;165:127–140. https://doi.org/10.1016/j.jep.2015.02.017

9. Tohda C., Yang X., Matsui M., Inada Y., Kadomoto E., Nakada S., Watari H., Shibahara N. Diosgenin-rich yam extract enhances cognitive function: a placebo-controlled, randomized, double-blind, crossover study of healthy adults. Nutrients. 2017;9(10):1160. https://doi.org/10.3390/nu9101160

10. Salunkhe R., Gadgoli C., Naik A., Patil N. Pharmacokinetic profile and oral bioavailability of diosgenin, charantin, and hydroxychalcone from a polyherbal formulation. Frontiers in Pharmacology. 2021;12:629272. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.629272

11. Guan L., Mao Z., Yang S., Wu G., Chen Y., Yin L., Qi Y., Han L., Xu L. Dioscin alleviates Alzheimer’s disease through regulating RAGE/NOX4 mediated oxidative stress and inflammation. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2022;152:113248. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2026.119454

12. Tohda C., Urano T., Umezaki M., Nemere I., Kuboyama T. Diosgenin is an exogenous activator of 1,25D<sub>3</sub>-MARRS/Pdia3/ERp57 and improves Alzheimer’s disease pathologies in 5XFAD mice. Scientific Reports. 2012;2:535. https://doi.org/10.1038/srep00535

13. Tohda C., Lee Y.-A., Goto Y., Nemere I. Diosgenin-induced cognitive enhancement in normal mice is mediated by 1,25D<sub>3</sub>-MARRS. Scientific Reports. 2015;5:12660. https://doi.org/10.1038/srep12660

14. Yang X., Tohda C. Diosgenin restores Aβ-induced axonal degeneration by reducing the expression of heat shock cognate 70 (HSC70). Scientific Reports. 2018;8(1):11707. https://doi.org/10.1038/s41598-018-30102-8

15. Yang X., Tohda C. Diosgenin upregulates axonal guidance partner molecules, galectin-1 and secernin-1. Neuroscience Letters. 2024;842:137954. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2024.137954

16. Zhang Z., Han K., Wang C., Sun C., Jia N. Dioscin protects against Aβ1-42 oligomers-induced neurotoxicity via the function of SIRT3 and autophagy. Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 2020;68(8):717–725. https://doi.org/10.1248/cpb.c20-00046

17. Yang X., Tohda C. Diosgenin restores memory function via SPARC-driven axonal growth from the hippocampus to the PFC in Alzheimer’s disease model mice. Molecular Psychiatry. 2023;28:2398–2411. https://doi.org/10.1038/s41380-023-02052-9

18. Koh E.-K., Yun W.-B., Kim J.-E., Song S.-H., Sung J.-E., Lee H.-A., Seo E.-J., Jee S.-W., Bae C.-J., Hwang D.-Y. Beneficial effect of diosgenin as a stimulator of NGF on the brain with neuronal damage induced by Aβ-42 accumulation and neurotoxicant injection. Laboratory Animal Research. 2016;32(2):105–115. https://doi.org/10.5625/lar.2016.32.2.105

19. Liu X., Zhou Q., Zhang J.-H., Wang K.-Y., Saito T., Saido T. C., Wang X., Gao X., Azuma K. Microglia-based sex-biased neuropathology in early-stage Alzheimer’s disease model mice and the potential pharmacologic efficacy of dioscin. Cells. 2021;10(11):3261. https://doi.org/10.3390/cells10113261

20. Guan H., Yu M., Zhou Y., Yao X. Steroidal saponin dioscin attenuated aluminum chloride-induced Alzheimer’s-like pathology in rat model via modulation of oxidative and inflammatory markers. Pharmacognosy Magazine. 2022;18(80):903–910.

21. Li B., Xu P., Wu S., Jiang Z., Huang Z., Li Q., Chen D. Diosgenin attenuates lipopolysaccharide-induced Parkinson’s disease by inhibiting the TLR/NF-κB pathway. Journal of Alzheimer’s Disease. 2018;64(3):943–955. https://doi.org/10.3233/jad-180330

22. Lee S.-L., Tu S.-C., Hsu M.-Y., Chin T.-Y. Diosgenin prevents microglial activation and protects dopaminergic neurons from lipopolysaccharide-induced neural damage in vitro and in vivo. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(19):10361. https://doi.org/10.3390/ijms221910361

23. Wu J., Zhao Y.-M., Deng Z.-K. Neuroprotective action and mechanistic evaluation of protodioscin against rat model of Parkinson’s disease. Pharmacological Reports. 2018;70(1):139–145. https://doi.org/10.1016/j.pharep.2017.08.013

24. Azam S., Haque M. E., Cho D.-Y., Kim J.-S., Jakaria M., Kim I.-S., Choi D.-K. Dioscin-mediated autophagy alleviates MPP<sup>+</sup>-induced neuronal degeneration: an in vitro Parkinson’s disease model. Molecules. 2022;27(9):2827. https://doi.org/10.3390/molecules27092827

25. Liu W., Zhu M., Yu Z., Yin D., Lu F., Pu Y., Zhao C., He C., Cao L. Therapeutic effects of diosgenin in experimental autoimmune encephalomyelitis. Journal of Neuroimmunology. 2017;313:152–160. https://doi.org/10.1016/j.jneuroim.2017.10.018

26. Zeinali H., Baluchnejadmojarad T., Roghani M. Diosgenin ameliorates cellular and molecular changes in multiple sclerosis in C57BL/6 mice. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 2021;55:103211. https://doi.org/10.1016/j.msard.2021.103211

27. Xiao L., Guo D., Hu C., Shen W., Shan L., Li C., Liu X., Yang W., Zhang W., He C. Diosgenin promotes oligodendrocyte progenitor cell differentiation through estrogen receptor-mediated ERK1/2 activation to accelerate remyelination. Glia. 2012;60(7):1037–1052. https://doi.org/10.1002/glia.22333

28. Zhang X., Xue X., Zhao J., Qian C., Guo Z., Ito Y., Sun W. Diosgenin attenuates the brain injury induced by transient focal cerebral ischemia-reperfusion in rats. Steroids. 2016;113:103–112. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2016.07.006

29. Tao X., Sun X., Yin L., Han X., Xu L., Qi Y., Xu Y., Li H., Lin Y., Liu K., Peng J. Dioscin ameliorates cerebral ischemia/reperfusion injury through the downregulation of TLR4 signaling via HMGB-1 inhibition. Free Radical Biology and Medicine. 2015;84:103–115. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2015.03.003

30. Malik H., Usman M., Arif M., Ahmed Z., Ali G., Rauf K., Sewell R. D. E. Diosgenin normalization of disrupted behavioral and central neurochemical activity after single prolonged stress. Frontiers in Pharmacology. 2023;14:1232088. https://doi.org/10.3389/fphar.2023.1232088

31. Guo S., Zhang Y.-Y., Peng J.-J., Li Y.-Q., Liu W.-N., Tang M.-X., Zhang X.-J., Yang J., Peng J., Luo X.-J. Natural compound methyl protodioscin protects rat brain from ischemia/reperfusion injury through regulation of Mul1/SOD2 pathway. European Journal of Pharmacology. 2019;849:50–58. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2019.01.057

32. Song S., Fajol A., Chen Y., Ren B., Shi S. Anticonvulsive effects of protodioscin against pilocarpine-induced epilepsy. European Journal of Pharmacology. 2018;833:237–246. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2018.06.006

33. Zhang X., Xue X., Xian L., Guo Z., Ito Y., Sun W. Potential neuroprotection of protodioscin against cerebral ischemia-reperfusion injury in rats through intervening inflammation and apoptosis. Steroids. 2016;113:52–63. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2016.06.008

34. Qi Y., Li R., Xu L., Yin L., Xu Y., Han X., Peng J. Neuroprotective effect of dioscin on the aging brain. Molecules. 2019;24(7):1247. https://doi.org/10.3390/molecules24071247

35. Chiu C.-S., Chiu Y.-J., Wu L.-Y., Lu T.-C., Huang T.-H., Hsieh M.-T., Lu C.-Y., Peng W.-H. Diosgenin ameliorates cognition deficit and attenuates oxidative damage in senescent mice induced by D-galactose. The American Journal of Chinese Medicine. 2011;39(3):551–563. https://doi.org/10.1142/s0192415x11009020

36. Azam S., Kim Y.-S., Jakaria M., Yu Y.-J., Ahn J.-Y., Kim I.-S., Choi D.-K. Dioscorea nipponica Makino rhizome extract and its active compound dioscin protect against neuroinflammation and scopolamine-induced memory deficits. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(17):9923. https://doi.org/10.3390/ijms23179923

37. Cui J.-J., Huang Z.-Y., Xie Y.-H., Wu J.-B., Xu G.-H., Li C.-F., Zhang M.-M., Yi L.-T. Gut microbiota mediated inflammation, neuroendocrine and neurotrophic functions involved in the antidepressant-like effects of diosgenin in chronic restraint stress. Journal of Affective Disorders. 2023;321:242–252. https://doi.org/10.1016/j.jad.2022.10.045

38. Ben-Azu B., Moke E. G., Chris-Ozoko L. E., Jaiyeoba-Ojigho E. J., Adebayo O. G., Ajayi A. M., Oyovwi M. O., Odjugo G., Omozojie V. I., Ejomafuwe G., Onike N., Eneni A.-E. O., Ichipi-Ifukor C. P., Achuba I. F. Diosgenin alleviates alcohol-mediated escalation of social defeat stress and the neurobiological sequelae. Psychopharmacology. 2024;241:785–803. https://doi.org/10.1007/s00213-023-06509-1

39. Ben-Azu B., Adebayo O. G., Fokoua A. R., Oritsemuelebi B., Chidebe E. O., Nwogueze C. B., Kumanwee L., Uyere G. E., Emuakpeje M. T. Antipsychotic effect of diosgenin in ketamine-induced murine model of schizophrenia: involvement of oxidative stress and cholinergic transmission. IBRO Neuroscience Reports. 2024;16:86–97. https://doi.org/10.1016/j.ibneur.2023.12.008

40. Khushboo M., Sanjeev S., Murthy M. K., Sunitadevi M., Dinata R., Bhanushree B., Bidanchi R. M., Nisa N., Lalrinzuali S., Manikandan B., Saeed A.-L., Abinash G., Pori B., Arati C., Roy V. K., Gurusubramanian G. Dietary phytoestrogen diosgenin interrupts metabolism, physiology, and reproduction of Swiss albino mice: possible mode of action as an emerging environmental contaminant, endocrine disruptor and reproductive toxicant. Food and Chemical Toxicology. 2023;176:113798. https://doi.org/10.1016/j.fct.2023.113798

41. Ben-Azu B., Chidebe E. O., Toloyai P.-E. Y., Annafi O. S., Oritsemuelebi B., Asiwe J., Moke G. E., Ajayi A. M., Chukwuebuka N. B., Onuelu J. E., Utomi C. W., Iregbeyen U. F., Raheem D. O. Adaptogenic action of diosgenin against chronic unpredictable mild stress-induced neuroimmune dysfunction of HPA axis reverses psychiatric behavior in mice. Clinical Traditional Medicine and Pharmacology. 2024;5(2):200148. https://doi.org/10.1016/j.ctmp.2024.200148

42. Zhang Y.-X., Wang Y.-G., Ma Z.-C., Tang X.-L., Liang Q.-D., Tan H.-L., Xiao C.-R., Zhao Y.-H., Gao Y. Preliminary study on hepatotoxicity induced by dioscin and its possible mechanism. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi. 2015;40(14):2748–2752. (in Chinese)

43. Yoo Y., Baek S. Y., Lee H., Lee J., Lee H., Lee H., Ma H., Kim Y., Choi H.-S., Lee J. T., Lee J. Y., Nam M.-H., Lee S., Jeon B. Discovery of a neuroprotective diosgenin derivative as a novel antidepressant candidate targeting LPS-TLR4 signaling. Journal of Medicinal Chemistry. 2026;69(3):3062–3076. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c02981

44. Amini S. M. Diosgenin-based nanomedicine: advances in formulation strategies, biomedical applications, and translational challenges. Nano-Structures & Nano-Objects. 2025;44:101556. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2025.101556


Дополнительные файлы

1. Графический абстракт
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Метаданные ▾

Рецензия

Для цитирования:


Горелкина В.Д., Мироненко М.В., Болотова В.Ц. Нейротропная активность группы стероидных сапонинов корней и корневищ диоскореи ниппонской (Dioscorea nipponica Makino) (обзор). Гербариум. https://doi.org/10.33380/3034-3925-2026-3-4-96

For citation:


Gorelkina V.D., Mironenko M.V., Bolotova V.Ts. Neurotropic activity of the steroid saponin group from roots and rhizomes of Dioscorea nipponica Makino (review). Herbarium. (In Russ.) https://doi.org/10.33380/3034-3925-2026-3-4-96

Просмотров: 19

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 3034-3925 (Online)