FRASSINO SPINOSO COMUNE

Zanthoxylum americanum Mill.

FAMIGLIA: Rutaceae

GENERE: Zanthoxylum

NOMI LOCALI: frassino spinoso comune, frassino spinoso settentrionale, albero del mal di denti, legno giallo. In inglese: common prickly-ash, common pricklyash, common prickly ash, northern prickly-ash, toothache tree, yellow wood, suterberry.

PERCHÉ SI CHIAMA COSÌ: il nome del genere Zanthoxylum deriva dal greco ξανθός xanthós giallo e ξυλον xylon legno: legno giallo. Il nome della specie invece indica l’origine della specie che è originaria delle parti centrali e orientali degli Stati Uniti e del Canada.
Viene invece chiamato “albero del mal di denti” perché le tribù indigene del Nord America ne masticavano la corteccia o i frutti, ottenendo un effetto anestetizzante. Invece il nome “frassino”, che è improprio perché il frassino appartiene a tutt’altra famiglia (Oleaceae), è legato solo all’aspetto delle foglie.

DESCRIZIONE: originariamente descritto dal botanico scozzese Philip Miller e dal botanico statunitense John Bartram nel 1768, Zanthoxylum americanum è una pianta arborea che può arrivare ai 10 m di altezza. Le foglie sono composte con 5-11 ellittiche e coriacee. I fiori sono riuniti in grappoli terminali o ascellari. Sono dotati di lunghi peduncoli; 4-5 petali, da ellittici a ovato-oblunghi, lunghi 1,6-1,9 mm; 5 stami; ovario con 2-5 carpelli. Il frutto è un follicolo , con 2 semi per carpello. Il frutto schizocarpico è un coccario subsferico solitamente rosso porpora con Ø di 4-5 mm, con ghiandole sebacee sporgenti. I semi sono neri, lucidi, con Ø di 3-4 mm.

UTILIZZO CULINARIO: tutta la pianta è commestibile. Il frutto e i semi della pianta sono usati come spezia, similmente al più conosciuto pepe di Sichuan.

PRINCIPI ATTIVI: contiene diversi composti appartenenti ad alcaloidi, flavonoidi, terpenoidi e lignani.

PROPRIETÀ: antinfiammatorie, analgesiche, antitumorali, ipoglicemizzanti, ipolipidemizzanti, antiossidanti e antinfettive (antibatteriche, antimicotiche, antivirali, antitripanosomiali, antimalariche e anti-falciformi).

Le specie di Zanthoxylum, note anche come specie di Fagara, hanno una lunga storia di utilizzo come fonte di cibo e medicinali da parte delle popolazioni locali in diverse parti di Asia, America e Africa. Nella medicina tradizionale, sono utilizzate per il trattamento dell’anemia falciforme, della tripanosomiasi, della malaria e delle infezioni microbiche, tra cui tubercolosi ed enterite. Ad esempio, i frutti di Z. lepreurii Guill. e Perr. e Z. zanthoxyloides Lam sono utilizzati per gestire febbre, malaria, tumori e anemia falciforme (Tamdem 2019), mentre la corteccia del fusto, le foglie e le radici vengono applicate per sopprimere il dolore e per curare artrite, lebbra, mal di stomaco e malattie veneree in Camerun (Burkill 1998 ; Ngoumfo et al., 2010). Inoltre, diverse parti di Z. lepreurii vengono utilizzate per trattare o gestire tubercolosi, malaria, virus dell’immunodeficienza umana (HIV) e diversi tipi di infezioni batteriche in Uganda e in altre parti dell’Africa (Lamorde et al., 2010 ; Tabuti et al., 2010 ; Bunalema et al., 2014 ). In Cina e in altre parti dell’Asia orientale, Z. bungeanum Maxim. (Syn. Z. piperitum Benn.) è ampiamente utilizzato come condimento alimentare e per i suoi benefici per la salute (Hwang et al. 2008) e come cosmetici per il mantenimento della qualità della pelle (Hwang et al., 2020). Nella medicina cinese, Z. bungeanum è usato come spezia e per il trattamento di infezioni e malattie ossee (Lee e Lim 2008 ; Kim et al., 2017). Le foglie, i frutti e le cortecce sono usati nel trattamento di infezioni batteriche e fungine, come spezie e per la conservazione degli alimenti in Giappone (Hatano et al., 2004). Allo stesso modo, diverse parti di Z.schinifolium Siebold e Zucc. sono usate come condimenti alimentari e per il trattamento di mal di stomaco, diarrea, ittero e raffreddore nell’Asia orientale (Cui et al., 2009). Inoltre, la preparazione erboristica da diverse parti di Z. americanum Mill. è tradizionalmente usata per il trattamento di tumori, infezioni fungine della pelle, malattie respiratorie, urinarie, genitali e gastrointestinali (GIT) dagli erboristi in Canada e negli Stati Uniti ( Moerman 1998 ). Nella comunità di Kanayatn Dayak, nel Kalimantan occidentale, in Indonesia, il gambo e la radice di Z. bungeanum vengono consumati crudi o dopo essere stati bolliti in acqua per prevenire l’intossicazione da alcol e curare le malattie respiratorie (Sepsamli e Prihastanti 2019).

Un olio estratto dalla corteccia e dai frutti e è usato “per reumatismi cronici, tifo e malattie della pelle e impurità del sangue…” così come per disturbi digestivi. Grieve afferma: “Le bacche sono considerate ancora più attive della corteccia, essendo carminative e antispasmodiche , e sono usate come aperitivo e per la dispepsia e l’indigestione; un estratto fluido delle bacche viene somministrato in dosi da 10 a 30 gocce.” La ​​corteccia è stata masticata per il mal di denti e un tè dai follicoli è stato usato per il mal di gola e come diuretico.

RISCONTRI SCIENTIFICI: gli idrossialcammidi lipofili idrossi α- e β-sanshool (1a,b) sono stati identificati come i principi anestetizzanti di queste piante, e diversi studi hanno convalidato un estratto lipofilo ricco di sanshool dalle bucce del frutto (Zanthalene®), questi fitocomplessi sono utilizzati soprattutto in ambito cosmetico per ottenere un effetto lifting e per ridurre il prurito.
Sempre in ambito dermatologico i componenti polifenolici hanno mostrato notevoli potenzialità per la cura della psoriasi oltre che in malattie infiammatorie umane come colite ulcerosa, artrite, asma, broncopneumopatia cronica ostruttiva, malattie cardiovascolari e condizioni neurodegenerative. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire appieno i loro meccanismi d’azione e sviluppare applicazioni terapeutiche sicure ed efficaci.

Nel loro insieme, le specie Z. contengono un repertorio di sostanze fitochimiche con promettenti applicazioni nel trattamento del cancro. Tuttavia, gli studi esaminati sono stati condotti su colture cellulari in vitro, senza validazione degli effetti antitumorali fisiologici degli estratti o dei composti isolati utilizzando organismi modello o nell’uomo.

Diversi studi hanno isolato i fitochimici di Z. specie che potrebbero essere responsabili delle loro proprietà antitumorali in vitro, ad esempio [1-8-NαC]-zanriorb A1 che è un orbitide, isolato dalle foglie di Z. riedelianum che ha indotto apoptosi nelle cellule T della leucemia Jurkat.
Acido clorogenico, composto fenolico, dallo stelo di Z. ailanthoides, ha indotto apoptosi e arresto del ciclo cellulare nella fase G2/M Tumori del colon umano (Colo 205).
L’jsoflaxidina 4-(isoprenilossi)-3-metossi-3,4-deossimetilenediossifagaramide, che è un alcamide estratto da corteccia e fusto di Z. chalybeum ha determinato la morte delle cellule cancerose CCRF-CEM e CEM/ADR5000.
La collinina, che è una cumarina estratta dallo stelo di Z. schinifolium, ha indotto l’apoptosi e soppresso l’espressione dei geni p-ERK1/2 MAPK, p-AKT e c-myc Cellule PC-3, HL-60 e colorettali (SNUC5).
8-metossianisocumarina, acetossischinifolina e luvangetina, che sono cumarine, estratte dalla corteccia del fusto di Z. ailanthoides ha determinato la morte delle cellule A-549.
La sesamina che è un lignano da Z. parachanthum ha determinato la morte delle cellule CCRF-CEM e CEM/ADR5000.
(-)- xantossilol-3,3-dimetilallil etere che è un lignano estratto dalla corteccia del fusto di Z. nitidum è stato efficace sulle cellule MCF-7.
L’asarinina, lignan estratto dallo stelo di Z. americanum ha agito sulle cellule cancerose HL-60.
Il kobusin un lignano estratto da corteccia di Z. armatum e di Z. rhetsa è stato efficace sulle cellule di melanoma del topo (B16-F10)NR.
Lo skimmianine, un alcaloide estratto dalla radice di Z. bungeanum è stato efficace su cellule MCF-7.
La liriodenina, un alcaloide estratto da radice di Z. zanthoxyloides invece su cellule cancerose MCF-7, NCI-H460 e SF-268.
Il 1-metossi-12-metil-12,13-diidro-[1,3]diossolo [4′,5′:4,5]benzo [1,2-c]fenantridina-2,13-diolo, un alcaloide presente nelle parti aeree di Z. buesgenii è stato efficace su cellule CCRF-CEM, CEM/ADR5000, MDA-MB231, MDA-MB231/BCRP, HCT116 (p53 +/+ ), HCT116 (p53 −/− ), U87MG, U87MG.ΔEGFR e HepG2.
La rutacelina, un alcaloide estteatto dalla corteccia di Z. madagascariense è stato efficace su cellule Caco-2.
La diidrocheleritrina, un alcaloide estratto dalle radici di Z. zanthoxyloides su cellule HCC e BT549.
La nitidina, un alcaloide estratto dallo stelo di Z. bungeanum su cellule di leucemia linfocitaria del topo ha indotto apoptosi e danno al DNA.
La fagaronina, la cheleritridina, il sanguinarino e gli zanthoaustroni A–C, che sono alcaloidi estratti da radice di Z. austrosinense hanno agito su cellule HL-60.
La canthin-6-one, un alcaloide estratto da corteccia di Z. parachanthum su cellule HCC 1395 e DU 145.
L’iperoside, un glicoside flavonolico, estratto dalle foglie di Z. bungeanum su cellule del cancro del colon-retto umano (SW620) ha indotto l’arresto del ciclo cellulare indotto nella fase G2/M e apoptosi.

Per quanto riguarda le ricerche sulle attività antimicrobiche sono per lo più guidate dagli usi tradizionali delle specie vegetali nel trattamento delle malattie infettive. Tra le specie di Zanthoxylum, Z. zanthoxyloides è ben nota per il suo utilizzo nella gestione delle infezioni microbiche in Cina, Corea e altre parti dell’Asia, nonché in Uganda, Nigeria e Ghana (Anokbonggo et al., 1990 ; Ngono-Ngane et al., 2000 ; Imaga 2010 ; Ynalvez et al., 2012 ; Ouédraogo et al., 2019 ; Adeeyo et al., 2020). Inoltre, Z. zanthoxyloides viene utilizzato come bastoncino da masticare e per trattare infezioni orali e mal di denti (Anyanwu e Okoye 2017), suggerendo così che la specie vegetale potrebbe avere attività antimicrobiche contro i patogeni orali. Allo stesso modo, Z. rhetsa è stato utilizzato contro le infezioni microbiche urogenitali e nella disinfezione di superfici contaminate in Bangladesh (Yusuf et al., 1994), mentre Z. lemairei (De Wild) PG Waterman è utilizzato contro la malaria e la diarrea (Adesina et al., 1997), la corteccia di Z. chalybeum contro la malaria in Ruanda e Costa d’Avorio (Kamanzi Atindehou et al., 2002), e Z. schreberi (JFGmel.) Reynel ex C. Nelson nel trattamento di infezioni oculari nei Caraibi, Venezuela, Colombia e Costa Rica (Rodríguez-Guzmán et al., 2011).

La potenza dell’attività antimicrobica, espressa come concentrazione minima inibente (MIC) o diametro della zona di inibizione (IZD), varia a seconda della specie, della parte utilizzata (frutti, foglie, corteccia della radice, corteccia del fusto), del microrganismo testato, del solvente utilizzato per l’estrazione o del tipo di test utilizzato negli studi.

Ad esempio, l’estratto acquoso-metanolo della corteccia della radice di Z. zanthoxyloides ha mostrato attività antibatterica contro Streptococcus mutans, Sarcina lutea e Lactobacillus sp. a IZD rispettivamente di 20, 32 e 56 mm a 100 mg/ml, rispetto all’effetto più forte ma limitato dell’antibiotico amoxicillina, che era attivo (IZD di 22 mm a 10 μg/ml) solo contro Lactobacillus sp. (Okafor et al., 2017). Oltre agli estratti con solvente, sono state segnalate le attività antimicrobiche degli oli essenziali multicomponenti derivati ​​dalle specie. In uno studio, il frazionamento dell’olio essenziale dalle foglie di Z. armatum, guidato dalla bioautofagia, ha portato all’isolamento di β-fencolo e linalolo, che avevano attività antifungine contro A. alternata e C. lunata (Guleria et al., 2013).

In generale, gli studi sugli estratti grezzi e sugli oli essenziali della specie Z. hanno riportato un’attività antimicrobica come IZD o MIC. In uno studio, l’estratto di n-esano dei frutti di Z. acanthopodium , attivo contro M. smegmatis, ha indotto una perdita di concentrazione intracellulare di ioni sodio e potassio, suggerendo che l’estratto agisse danneggiando la parete cellulare batterica (Julistiono et al., 2018). Hong et al. (2017) hanno anche riportato che l’olio essenziale dei frutti di Z. bungeanum , contenente estere metilico dell’acido 6,9,12,15-esadeca-tetraenoico, 4-terpinenilacetato, D-limonene, eucaliptolo, α-terpineolo, β-linalolo, δ-cadinene e β-pinene, ha causato la lisi della membrana di E. coli in coltura .

Sono stati compiuti sforzi per isolare i composti responsabili delle segnalate attività antimicrobiche degli estratti di Z. specie. La maggior parte dei composti sono alcaloidi e alcuni possiedono attività antimicrobica contro specie farmaco-sensibili e farmaco-resistenti di importanza per la salute pubblica. Ad esempio, gli alcaloidi (6-acetonildiidronitidina, 6-acetonildiidroavicina e 6-acetonildiidrocheleritrina) dalla corteccia del fusto di Z. rhoifolium hanno fortemente inibito la crescita di S. aureus, S. epidermidis, K. pneumonie, S. Setubal ed E. coli con rispettivi valori MIC di 1,06, 1,06, 3,12, 3,12 e 1,06 μg/ml (6-acetonildiidronitidina), 1,06, 3,12, 1,06, 3,12 e 3,12 μg/ml (6-acetonildiidroavicina) e 12,5, 6,25, 6,25, 6,25 e 12,5 μg/ml (6-acetonildiidrocheleritrina) (Gonzaga et al., 2003 ). Altri alcaloidi antimicrobici isolati dalle specie Z. includono diidrocheleritrina dalle radici e dal fusto di Z. rhetsa (Tantapakul et al., 2012 ); bis- [6-(5,6-diidro-cheleritrinil)] etere, 6-etossi-cheleritrina e 4-metossi-N-metil-2-chinolone dalle foglie e dalla corteccia di Z. schreberi (Rodríguez-Guzmán et al., 2011); alcaloidi β-carbolinici (10-metossicanthin-6-one e canthin-6-one) e alcaloidi fenantridinici (8-acetonildiidrocheleritrina e 8-ossocheleritrina) dalla corteccia delle radici di Z. paracanthum (Kaigongi et al., 2020 ); N-metilcanadina dalle radici di Z. tingoassuiba A. St.-Hil. (Costa et al., 2017 ); e alcaloidi acridonici (idrossi-1,3-dimetossi-10-metil-9-acridone e 3-idrossi-1,5,6-trimetossi-9-acridone) dalla corteccia del fusto di Z. leprieurii (Bunalema et al., 2017). Analogamente alla sua attività antitumorale ad ampio spettro, il canthin-6-one è risultato fortemente attivo contro diversi batteri (S. aureus, E. coli, Proteus vulgaris e Klebsiella aerogenes) e funghi (A. niger e C. albicans), con valori MIC corrispondenti rispettivamente di 0,227, 0,114, 0,114, 0,227 e 0,114 µM. Inoltre, gli alcaloidi dell’acridone hanno inibito fortemente i ceppi di M. tuberculosis resistenti ai farmaci di prima linea (H37rv), resistenti alla rifampicina (TMC 331) e resistenti all’isoniazide (TMC 301) con valori MIC di 1,5–8,3 μg/ml ( Bunalema et al., 2017 ), che posizionano Z. leprieurii come potenziale fonte di agenti antitubercolari. Sono necessari studi sulla relazione struttura-attività per identificare i farmacofori degli alcaloidi contro specifici microrganismi o i loro bersagli molecolari. Allo stesso modo, i meccanismi antimicrobici degli alcaloidi sono in gran parte sconosciuti, sebbene Wouatsa et al. (2013) abbiano riportato che gli alcaloidi dell’acridone, 3-idrossi-1,5,6-trimetossi-9-acridone e 2,4′-idrossizantacridone ossido, dall’estratto del frutto di Z. leprieurii, agivano inibendo l’aromatasi e la glicosiltransferasi, che sono coinvolte nella biosintesi dei lipopolisaccaridi batterici e della parete cellulare.
Oltre agli alcaloidi, altri composti antimicrobici isolati da diverse specie di Z. includono lignani (ad esempio, sesamina e siringaresinolo) (Rahman et al., 2008 ), tetraflavonoidi (ad esempio, lemaironi A e B) (Bitchagno et al., 2015 ) e fitosteroli (ad esempio, stigmasterolo) (Kaigongi et al., 2020).

A seguito dell’uso folkloristico nel trattamento di patogeni orali e sintomi correlati all’infezione da picornaviridae, Choi (2016) ha scoperto che l’estratto di metanolo delle foglie di Z. piperitum era citotossico per i rinovirus umani – HRV (HRV2 e HRV3) e gli enterovirus (virus coxsackie A16, B3 e B4 ed enterovirus umano 71) della famiglia dei virus picornaviridae con valori di IC50 rispettivamente di 59, 39, 45, 68, 93 e 4,4 μg/ml.
Le foglie di Z. bungeanum sono utilizzate in Corea e Giappone per il trattamento delle malattie respiratorie. A supporto di questo utilizzo, Ha et al. (2014) hanno riportato gli effetti anti-virus dell’influenza A/NWS/33 (H1N1) dei glicosidi flavonolici, quercetina-3-O-β-D-galattopiranoside, quercetina-3-O-α-L-ramnopiranoside e kaempferolo-3-O-α-L-ramnopiranoside isolati dalle foglie di Z. bungeanum ; i glicosidi flavonolici hanno anche inibito l’attività neuraminidasica del virus dell’influenza A con valori di IC50 rispettivamente di 434, 211 e 273 μg/ml.

Oltre al virus dell’influenza, sono stati segnalati potenziali antivirali di fitochimici derivati ​​dalla specie Z. anche contro il virus dell’epatite B. Una cumarina, la collinina, ricavata dall’estratto di cloroformio della corteccia di Z. schionifolium ha mostrato attività anti-virus dell’epatite B (ED 50 di 68,3 μg/ml) e ha anche inibito la replicazione del DNA dell’HBV (IC 50 di 17,1 μg/ml) (Chang et al., 1997).

Infine estratti di diverse parti di Zanthoxylum hanno agito sulla tripanosomiasi e la malaria.
La tripanosomiasi africana umana (malattia del sonno), è una malattia parassitaria causata da specie di Trypanosoma, endemica nell’Africa subsahariana, dove la maggior parte delle vittime sono poveri abitanti delle zone rurali.
Oltre alla tripanosomiasi, la malaria è un’altra malattia parassitaria presa di mira da alcune specie di Z. La malaria è causata da specie di Plasmodium ed è trasmessa da specie di Anopheles attraverso il sangue di un essere umano infetto. Si stima che oltre 200 milioni di persone muoiano a causa di eventi correlati alla malaria e la stragrande maggioranza di questi decessi si verifica nell’Africa subsahariana, con la Nigeria che ne detiene il tasso più elevato ( OMS, 2019 ).

INDICAZIONI: pur essendoci studi veramente promettenti e un uso storicamente accertato nella medicina popolare di diversi paesi, è necessario testare l’efficacia clinica di questi composti isolati per chiarire se le loro attività in vitro possano tradursi in effetti in vivo clinicamente rilevanti. Questo perché alcuni agenti terapeutici attivi negli studi in coltura non sono biostabili nel tratto gastrointestinale o possono incontrare barriere di trasporto durante il trasporto transepiteliale quando ingeriti per via orale.

ATTENZIONE: sapendo che non tutto ciò che è naturale è sicuro, è necessario essere cauti nell’uso di prodotti naturali per alimenti e farmaci, gli Zanthoxylum hanno una dose tossica, la DL50 dei frutti è stata registrata pari a 5 g/kg (Ogwal-Okeng et al., 2003), che significa 300 g di pianta per una persona di 60 kg.
Invece per quanto riguarda la corteccia dosi superiori a 6 g/kg hanno provocato tossicità e danni agli organi nei ratti (Ntchapda et al., 2015).

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