ฤทธิ์ทางชีวภาพของน้ำมันและสารสกัดจากดอกกานพลูในการบรรเทา อาการปวดไมเกรนและอาการข้างเคียงในสัตว์ทดลอง

Abstract

ไมเกรน (Migraine) เป็นโรคปวดศีรษะชนิดหนึ่งที่เกิดจากความผิดปกติของระบบประสาทที่หลอดเลือดแดงบริเวณศีรษะโดยมีกลุ่มเซลล์ประสาทจ้าเพาะเจาะจงเรียกว่า Trigeminal nucleus ซึ่งเป็นศูนย์กลางของการปวดไมเกรนจะปล่อยสารกลุ่ม Neuropeptide ได้แก่ Serotonin มีผลทำให้หลอดเลือดขยายตัวและอักเสบจึงทำให้เกิดอาการปวดไมเกรน ดังนั้นการศึกษาครั้งนี้ จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพของน้ำมันและสารสกัดจากดอกกานพลูในการบรรเทาอาการปวดและอาการข้างเคียงที่เกิดจากไมเกรนได้แก่ การผ่อนคลาย นอนหลับ ต้านการอักเสบ รวมถึงศึกษาระดับของสารสื่อประสาท Serotonin ในเซรั่มและสมองของสัตว์ทดลอง ในการศึกษาครั้งนี้ ทำการกลั่นน้ำมันกานพลูจากดอกกานพลูแห้งด้วยเครื่องกลั่นด้วยน้าส่วนสารสกัดดอกกานพลูทำการสกัดด้วยเอทานอล จากนั้นนำไปทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพในสัตว์ทดลองได้แก่ ทดสอบฤทธิ์บรรเทาอาการปวดด้วยวิธี Tail flick test และ Hot plate test ทดสอบฤทธิ์ในการนอนหลับและผ่อนคลายด้วยวิธี Sleeping time และ Muscle relaxant activity ทดสอบฤทธิ์ต้านการอักเสบด้วยวิธี EPP-induced rat ear edema และ Carrageenan-induced rat paw edema ทดสอบฤทธิ์ต่อระดับของสารสื่อประสาท Serotonin ด้วยวิธี Reserpine-induced low serotonin levelรวมถึงการวิเคราะห์หาระดับของสารสื่อประสาท Serotonin ด้วยวิธี Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) และติดตามโปรตีน Serotonin ชนิด 1B receptor (5-HT[subscript1B]R) ด้วยวิธี Western blotting technique ผลการทดลองพบว่าน้ำมันดอกกานพลู 5% น้ำหนัก/น้ำหนัก ใน Gel base และสารสกัดดอกกานพลูขนาด 500 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว มีฤทธิ์บรรเทาอาการปวดได้ เมื่อทดสอบด้วยวิธี Tail flick test และเมื่อทดสอบด้วยวิธี Hot plate test โดยใช้ Serotonin และ Capsaicin ที่เหนี่ยวนำให้เกิดความเจ็บปวดจากความร้อนที่มากกว่าปกติ พบว่าเมื่อใช้ Serotonin ความเข้มข้น 0.1 นาโนโมล/ ไมโครลิตร ในการเหนี่ยวนำ สารสกัดดอกกานพลูขนาด 500 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว มีฤทธิ์บรรเทาอาการปวดได้เช่นเดียวกับยา Sumatriptan ขนาด 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว และเมื่อนำเซรั่มของสัตว์ทดลองมาวิเคราะห์หาระดับของสารสื่อประสาท Serotonin โดยวิธี ELISA พบว่าสารสกัดดอกกานพลูขนาด 500 และ 750 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว สามารถลดระดับของสารสื่อประสาท Serotonin ที่บริเวณระบบประสาทส่วนปลายได้ เช่นเดียวกับยา Sumatriptan ส่วนการใช้ Capsaicin ในการเหนี่ยวนำ สารสกัดดอกกานพลูขนาด 500 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว สามารถออกฤทธิ์บรรเทาอาการปวดได้เช่นเดียวกับยา Ibuprofen ขนาด 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว โดยที่ยา Sumatriptan ไม่สามารถออกฤทธิ์บรรเทาอาการปวดที่เกิดจาก Capsaicin ได้ แสดงให้เห็นว่ากลไกของ Sumatriptan และ Capsaicin อาจจะไม่มีความเกี่ยวข้องกัน ส่วนการศึกษาหาระดับของสารสื่อประสาท Serotonin ในสมองของหนูทดลองที่ได้รับ Reserpine ขนาด 0.25 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว เป็นเวลา 9 วัน เพื่อเหนี่ยวนำให้ระดับของ Serotonin ลดลง พบว่าสารสกัดดอกกานพลูขนาด 500 และ 750 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว สามารถช่วยเพิ่มระดับของสารสื่อประสาท Serotonin ได้เช่นเดียวกับยา Sumatriptan และเมื่อตรวจหาโปรตีน 5-HT[subscript1B]R ที่มีขนาด 47 กิโลดาลตัน ด้วยวิธี Western blotting technique ยังพบว่าสารสกัดดอกกานพลูขนาด 500 และ 750 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว มีขนาดความเข้มและความหนาของ band มากกว่ากลุ่มควบคุม อีกทั้งยังพบว่าน้ำมันดอกกานพลูทุกความเข้มข้น (1%, 7.5% และ 15% ปริมาตร/ปริมาตร ในอะซีโตน) มีฤทธิ์ต้านการอักเสบโดยสามารถลดการบวมของใบหูหนูทดลองได้ เมื่อทดสอบด้วยวิธี EPP-induced rat ear edema ในขณะที่สารสกัดจากดอกกานพลูขนาด 250, 500 และ 750 มิลลิกรัม/กิโลกรัมต่อน้ำหนักตัว แสดงฤทธิ์ต้านการอักเสบโดยสามารถลดการบวมของอุ้งเท้าหนูได้ เมื่อทดสอบด้วยวิธี Carrageenan-induced rat paw edema นอกจากนี้ ยังมีฤทธิ์ทำให้เกิดอาการง่วง หลับ และคลายกล้ามเนื้อ เมื่อทำการทดสอบด้วยวิธี Sleeping time และ Muscle relaxant activity ดังนั้น ผลการศึกษาวิจัยครั้งนี้ ทำให้ทราบถึงประสิทธิภาพและกลไกการออกฤทธิ์ของน้ำมันและสารสกัดจากดอกกานพลูที่เกี่ยวข้องกับอาการปวดไมเกรนและอาการข้างเคียง ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้ เช่น ฤทธิ์ในการนอนหลับและผ่อนคลาย

Migraine is a neurovascular disorder. Trigeminal nucleus in trigeminal nerve release neuropeptide such as serotonin. An increase in serotonin levels causes vasodilation and neurogenic inflammation leading to migraine. Therefore, the objectives of this research were to determine the bioactivity of clove flower bud oil and its extract on relieving migraine and related symptoms such as relaxation, hypnosis, anti-inflammation, and to evaluate serotonin levels in serum and brain of laboratory animals. In this study, clove oil obtained from dry of clove flower buds by hydro-distillation. Clove flower bud extract was extracted with ethanol. The bioactivities of clove flower bud oil and its extract was tested in laboratory animals such as analgesic effect were treated with tail flick test and hot plate test. Hypnotic and muscle relaxant effect were treated with sleeping time and muscle relaxant activity methods. Anti-inflammatory effects were treated with EPP-induced rat ear edema and carrageenan-induced rat paw edema methods. Reserpine-induced low serotonin level method was used for determination of serotonin levels. An examination of 5-HT[subscript1B]R expression used western blotting technique. The results showed that 5% w/w clove flower bud oil in gel base and 500 mg/kg/ body weight (bw) clove flower bud extract had high potency in analgesic activity evaluated by tail flick test. In serotonin and capsaicin-evoked thermal hyperalgesia experiments using hot plate test, it was found that 500 mg/kg/bw clove flower bud extract showed analgesic activity as well as 100 mg/kg/bw sumatriptan when animal were injected with 0.1 nmol/μl of serotonin. Serotonin levels were determined in the serum with ELISA technique. 500 and 750 mg/kg/bw clove flower bud extract decreased the levels of serotonin in peripheral nervous system, as well as sumatriptan. While inducing thermal hyperalgesia with capsaicin, 500 mg/kg/bw clove flower bud extract and 100 mg/kg/bw ibuprofen exhibited analgesic effect, but sumatriptan did not. In addition, it was found that the mechanism of sumatriptan may not be related to capsaicin. In order to induce low serotonin level, rats were treated with 0.25 mg/kg/bw reserpine for 9 days. 500 and 750 mg/kg/bw of clove flower bud extract increased serotonin level, as well as sumatriptan did. The examination of 5-HT[subscript1B]R expression at 47 kDa using western blotting technique revealed darker and thicker band from 500 and 750 mg/kg/bw clove flower bud extract than the control group. All concentrations of clove flower bud oil (1%, 7.5%, and 15% v/v in acetone) showed that it activated an anti-inflammatory effect in ear thickness tested on EPP-induced rat ear edema method was decreased. In addition, 250, 500, and 750 mg/kg/bw clove flower bud extract showed the anti-inflammatory effect by decreased in paw volume tested on carrageenan-induced rat paw edema method. Moreover, all doses of the extracts revealed the effects of sedation, hypnotic, and muscle relaxation tested by sleeping time and muscle relaxant activity methods. Therefore, these results suggest that the bioactivities and mechanisms of action of clove flower bud oil and its extract related to migraine and associated symptoms. This plant can be useful to treat in a variety of disease such as hypnotic and relaxant effects.