W badaniach przedklinicznych wykazano też, że 1,8-cyneol z Artemisia vulgaris L. zapobiega hepatotoksyczności po paracetamolu, przyspieszając nietoksyczny metabolizm leku w wyniku dwóch mechanizmów:

• ograniczenia ekspresji izoenzymu CYP2E1, co zmniejsza osoczowe stężenie toksycznego metabolitu paracetamolu – N-acetylo-p-benzochinonoiminy (NAPQI)
• zwiększenia aktywności czynnika jądrowego Nrf2-Keap1, co z kolei nasila ekspresję enzymów szlaku detoksykacji (dysmutazy ponadtlenkowej [SOD], glutationu [GSH], katalazy [CAT] i peroksydazy glutationowej [GPx]) oraz enzymów fazy II (sulfotransferazy [SULT] i UDP-glukuronylotransferazy [UGT])³³.

Mimo że 1,8-cyneol został sprawdzony pod kątem działania ochronnego na układ pokarmowy w licznych badaniach podstawowych, nadal nie dysponujemy dowodami z badań klinicznych⁸.

W przeciwieństwie do olejków eukaliptusowych, znanych z właściwości pobudzających na komórki, 1,8-cyneol wykazuje niewielkie ryzyko drażniącego działania na układ oddechowy³⁴. Olejki częściej powodują negatywne efekty u pacjentów z astmą, zwłaszcza u osób z nadreaktywnością oskrzeli na zapachy (www.naturalstandard.com). Ponadto mogą powodować alergię kontaktową i reakcję skórną, a także dysfunkcję strun głosowych. Uczulający potencjał zgłaszano na przykład dla jednego z monoterpenów olejku eukaliptusowego – α-pinenu, który wzmacniał skurcz oskrzeli i działał drażniąco na tkanki³⁵. Niepożądane reakcje na olejek eukaliptusowy są prawdopodobnie związane z podwójnymi wiązaniami nienasyconych składników takiej mieszaniny^35,36. Takie składniki mają tendencję do wiązania tlenu i tworzenia nadtlenków wodoru. Podczas enzymatycznej redukcji tych substancji powstają wolne rodniki tlenowe, które mogą uszkadzać tkanki oraz aktywować mediatory prozapalne, prowadząc do zwiększonego wydzielania śluzu w drogach oddechowych u osób z astmą³⁷. Nie należy zatem zestawiać profili bezpieczeństwa czystego 1,8-cyneolu z olejkami eukaliptusowymi. Czysty monoterpen – 1,8-cyneol, jak wynika z wielu badań klinicznych, ze względu na swoją nasyconą strukturę jest bardzo dobrze tolerowany i wypada korzystniej pod kątem bezpieczeństwa niż olejek eukaliptusowy^34,37-43. W związku z powyższym stosowanie czystego 1,8-cyneolu powinno być preferowane w stosunku do olejków eukaliptusowych^44,45. Zapobiegawczo warto jednak wcześniej przeprowadzić wywiad i zachować szczególną ostrożność u pacjentów z nadwrażliwością dróg oddechowych.

Mimo dobrej tolerancji nie należy przyjmować 1,8-cyneolu w sposób nieograniczony. Brakuje szczegółowych danych na temat objawów jego przedawkowania. Dysponujemy wyłącznie danymi dotyczącymi zatrucia wysokimi dawkami olejku eukaliptusowego o nieokreślonym stopniu czystości i zawartości cyneolu. Średnia dawka śmiertelna po doustnym podaniu 20 g powoduje zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego, takie jak zaburzenia świadomości, zmęczenie, osłabienie kończyn, zwężenie źrenic i w poważniejszych przypadkach śpiączkę oraz zaburzenia oddychania. Można się spodziewać szybkiego ustąpienia objawów i powrotu do zdrowia ze względu na szybką eliminację substancji z organizmu⁶. W badaniach toksyczności u szczurów i myszy trwających 4 tygodnie, w których stosowano 1,8-cyneol w dawce doustnej 1200 mg/kg/24 h, nie wykryto żadnego organu o skumulowanym stopniu zatrucia, w tym nie wykazano toksycznego wpływu na wątrobę. Nie ma również dowodów na istnienie potencjału mutagennego 1,8-cyneolu. Krótkoterminowe badania karcynogenności dały wynik negatywny⁶.

Działanie 1,8-cyneolu w drogach oddechowych

W ciągu ostatnich 15 lat pojawia się coraz więcej dowodów wskazujących na działanie przeciwzapalne, przeciwutleniające (antyoksydacyjne) oraz sekretolityczne 1,8-cyneolu, a według opinii niektórych autorów jest to związek, który może działać nie tylko objawowo, lecz także przyczynowo⁴⁶.

Działanie mukoaktywne, sekretolityczne, spazmolityczne

Nadprodukcja śluzu w drogach oddechowych inicjuje nadmiarowe skurcze mięśni gładkich oskrzeli (nadreaktywność oskrzeli). Dochodzi do zmiany właściwości reologicznych śluzu, który staje się gęsty i lepki, a przy niewydolnym aparacie śluzowo-rzęskowym bardzo trudny do usunięcia. Prowadzi to do wzrostu zapalenia w drogach oddechowych i obturacji dróg oddechowych – powszechnego objawu takich chorób zapalnych, jak: przeziębienie, zapalenie zatok przynosowych, zapalenie oskrzeli, POChP lub astma. Jest to zwykle marker częstych, nawracających zaostrzeń w POChP, które mogą wywoływać progresję choroby oraz indukują steroidooporność, pośrednio prowadząc do wzrostu zachorowalności i śmiertelności^12,47. Leczenie tego typu stanów zapalnych wymaga skutecznego ograniczania nadprodukcji śluzu. Stosowanie 1,8-cyneolu może zmniejszyć indukowaną przez stan zapalny nadprodukcję śluzu i zredukować częstość nawracających zaostrzeń.

W badaniach klinicznych potwierdzono, że 1,8-cyneol poprawia częstotliwość uderzeń rzęsek błony śluzowej (tzw. klirens śluzowo-rzęskowy), usprawnia ewakuację nagromadzonego śluzu i wykazuje działanie sekretolityczne^48-50. Nadprodukcja śluzu jest również wynikiem metaplazji i zwiększenia liczby komórek kubkowych oraz przerostu gruczołów podśluzówkowych. Udowodniono, że 1,8-cyneol wpływa na zmniejszenie liczby komórek kubkowych w zapalnie zmienionym nabłonku⁵¹.

1,8-cyneol wykazuje ponadto efekt spazmolityczny na mięśniówkę gładką oskrzeli. Hamuje skurcze mięśni gładkich prowokowane histaminą uwalnianą z komórek tucznych, co wskazuje, że jest konkurencyjnym antagonistą receptora histaminowego H1⁵². Może dodatkowo ograniczać IgE-zależną reakcję zapalną związaną z wyrzutem histaminy przez mastocyty, co ma miejsce w chorobach o podłożu zapalnym, np. w alergii, astmie⁵². 1,8-cyneol ogranicza również skurcze mięśni gładkich tchawicy indukowane przez jony K⁺ i wpływa na kanały wapniowe typu L bramkowane napięciem (VGCC – voltage-gated Ca⁺ channels) w mięśniu gładkim tchawicy^53,54.

1,8-cyneol ma nieco inny mechanizm działania niż powszechnie stosowane mukolityki, jak NAC czy erdosteina, jest raczej mukoaktywnym związkiem przeciwzapalnym (tab. 1). Można zaryzykować twierdzenie, że łączy w sobie profil działania mukokinetyków (tj. bromheksyna, ambroksol) oraz mukoregulatorów (tj. karbocysteina) (tab. 1), a także leków przeciwzapalnych (NLPZ czy glikokortykosteroidów [GKS])⁴⁶. Takie mukolityki, jak NAC czy erdosteina, depolimeryzują mukopolisacharydy i rozrzedzają zalegający w drogach oddechowych wyprodukowany śluz. 1,8-cyneol normalizuje powstawanie śluzu na bardzo wczesnych etapach jego produkcji, wpływając na ekspresję genów dla wybranych mucyn (MUC2, MUC19, MUC5A). Na skutek tego ich wytwarzanie zostaje zablokowane już na etapie transkrypcji genów, jeszcze zanim nastąpi pełna hipersekrecja śluzu przez komórki kubkowe⁵¹.

Wpływ 1,8-cyneolu na kontrolowanie nadmiernego wydzielania śluzu zbadano, wykorzystując model ex vivo eksperymentalnego zapalenia błony śluzowej nosa. Wykazano spadek liczby komórek kubkowych wypełnionych śluzem oraz zmniejszenie poziomu ekspresji genów mucyn MUC2 i MUC19 w połączeniu ze znacznie obniżonym poziomem jądrowego czynnika transkrypcyjnego κB (NF-κB – nuclear factor κB). Dodatkowo 1,8-cyneol nasilał aktywność antywirusowego czynnika transkrypcyjnego, interferonowego czynnika regulacyjnego 3 (IRF3 – interferon regulatory factor 3), który również ma związek z rozwojem stanu zapalnego, zwłaszcza na podłożu infekcji wirusowej^55,56.

Działanie przeciwzapalne

Reakcja zapalna stanowi z kolei linię obrony układu immunologicznego przed infekcjami i urazami. W przypadku nadmiernej lub niewłaściwej odpowiedzi zapalnej szkody zaczynają jednak przewyższać korzyści, co możemy zaobserwować w przebiegu chorób alergicznych oraz przewlekłych chorób o podłożu zapalnym. W przypadku zakażenia drobnoustrojami nadmierna stymulacja układu odpornościowego może się przyczynić do rozwoju sepsy i wstrząsu septycznego⁵⁷.

Mechanizm przeciwzapalnego działania 1,8-cyneolu jest bardzo szeroki w zestawieniu z NLPZ, dlatego bywa on porównywany nawet do działania GKS. Zarówno 1,8-cyneol, jak i GKS mają strukturę podobną do terpenu, sugerowany jest zatem tzw. steroidopodobny sposób działania 1,8-cyneolu, który obejmuje hamowanie fosfolipazy A2 i COX2⁴⁶. Odnotowano, że 1,8-cyneol (w stężeniu terapeutycznym 10⁻⁸ M) w drogach oddechowych ma potencjał przeciwzapalny porównywalny do budezonidu^44,45. Natomiast w badaniach in vitro na ludzkich monocytach wykazano, że dodanie 1,8-cyneolu do budezonidu potęguje jego aktywność antyoksydacyjną^58,59. Jego potencjał wynika z dwóch kluczowych mechanizmów.

Pierwszy to mechanizm niewybiórczego hamowania obydwu ścieżek: szlaku AA 5-lipooksygenazy (LOX) wraz z syntezą leukotrienów LTB4 oraz szlaku cyklooksygenazy (COX) z syntezą prostaglandyny E2 (PGE2) i tromboksanu B2 (TxB2). 1,8-cyneol działa zarówno jako inhibitor COX1, jak i COX2 z niższym (30%) powinowactwem do enzymu COX2⁴⁶. 1,8-cyneol dwukrotnie silniej hamuje ścieżkę COX niż LOX, przez co mocniej oddziałuje na większość prostanoidów i cytokin niż LTB4. 1,8-cyneol szczególnie silnie ogranicza produkcję czynnika martwicy nowotworu (TNFα – tumor necrosis factor α). Potencjał hamujący przedstawiał się następująco: TNFα (–98,8%) > TxB2 (–91%) > IL1β (–74%) > LTB4 (–47,6%)^44,45,60,61. Warto dodać, że prostanoidy szlaku COX biorą udział w wydzielaniu śluzu w drogach oddechowych, zwężeniu oskrzeli, indukcji mediatorów stanu zapalnego z innych komórek oraz wywołują kaszel⁶². LTB4 natomiast to główny chemoatraktant dla neutrofili/leukocytów, który prowadzi do adhezji tych komórek do śródbłonka naczyniowego, intensyfikując reakcję zapalną, co zwiększa ryzyko zwężenia oskrzeli^63,64. Już w 1998 r. wskazano, że 1,8-cyneol zmniejsza wytwarzanie czynników prozapalnych w monocytach^44,45, a także w limfocytach o ponad 60%⁶⁵. 1,8-cyneol, hamując limfocyty Th2, blokuje również produkcję IL4 i IL5, dlatego może działać prze­ciwalergicznie, kontrolując proces zapalny lub alergiczną odpowiedź ze strony układu immunologicznego w alergicznym zapaleniu IgE-zależnym oraz różne fenotypy astmy i POChP zależne od Th1/2^60,61,66.

Drugim mechanizmem odpowiedzialnym za przeciwzapalne działanie 1,8-cyneolu, poza ingerencją w ścieżki COX i LOX, jest kontrola czynników transkrypcyjnych Egr1 (early growth response factor 1) oraz NF-κB⁶⁷. 1,8-cyneol ingeruje w ścieżkę IκBα, hamując w ten sposób translokację podjednostki NF-κB p65 z cytoplazmy do jądra, i osłabia poziom ekspresji prozapalnych genów. Dodatkowo 1,8-cyneol osłabia aktywację NF-κB p65, co skutkuje zmniejszeniem liczby komórek zapalnych, sekrecji cytokin i stresu oksydacyjnego⁶⁷. Czynnik transkrypcyjny NF-κB został dobrze opisany jako zaangażowany w wiele różnych chorób zapalnych u ludzi, w tym tych ściśle związanych z drogami oddechowymi (np. astma), ale również w infekcje ogólnoustrojowe, a nawet wstrząs septyczny⁶⁷. Dzięki temu 1,8-cyneol bardzo silnie hamuje TNFα uwalniany przez monocyty, a także ogranicza pulę wielu innych mediatorów zapalnych (cytokin, chemokin, cząstek adhezyjnych) oraz ingeruje w ścieżki działania GKS na poziomie ekspresji genów, czyli na wczesnym etapie reakcji zapalnej^67-69.

Działanie przeciwutleniające

Pozytywny wpływ 1,8-cyneolu na choroby zapalne dróg oddechowych jest dodatkowo wspierany przez jego działanie antyoksydacyjne (przeciwutleniające). Dzięki niemu 1,8-cyneol może bezpośrednio kontrolować nadprodukcję śluzu w drogach oddechowych, ograniczać skurcz oskrzeli i zapobiegać zaostrzeniom. 1,8-cyneol hamuje powstawanie reaktywnych form tlenu (ROS – reactive oxygen species), redukuje aktywność SOD i powstawanie jonów O^2– oraz H₂O₂^58,59. Działanie antyoksydacyjne ma szczególne znaczenie w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc i astmie, gdyż ROS odpowiadają za zaostrzenia w POChP oraz powodują transformację astmy kontrolowanej w niekontrolowaną, nierzadko wymagającą leczenia ogólnoustrojowymi GKS^70,71. W badaniach in vitro na ludzkich monocytach wykazano, że dodanie 1,8-cyneolu potęguje aktywność antyoksydacyjną jednego z silniejszych GKS – budezonidu^58,59.