Резюме

Куркума longa ( C. longa ), популярно известна като куркума, принадлежи към семейство Zingiberaceae и има дълга история на лечебни свойства срещу много заболявания. В унани и аюрведа медицината, 

C. longa се използва за чернодробна обструкция и жълтеница, както и външно за язви и възпаления. Освен това, тя се използва при няколко други заболявания като кашлица, настинка, зъбни проблеми, лошо храносмилане, кожни инфекции, пречистване на кръвта, астма, хемороиди, бронхит, тумори, рани и чернодробни заболявания, и се използва като антисептик.

Куркуминът, основна съставка на C. longa , е добре известен с терапевтичния си потенциал при множество заболявания. Въпреки това, липсва литература за терапевтичния потенциал на C. longa в сравнение с куркумина. Следователно, настоящият преглед има за цел да предостави задълбочена информация, като подчертае пропуските в знанията в традиционните и научни доказателства за C. longa във връзка с куркумина.

Връзката помежду им по отношение на биологичното действие включва техните антиоксидантни, противовъзпалителни, невропротективни, противоракови, хепатопротективни, кардиопротективни, имуномодулиращи, антифертилитетни, антимикробни, антиалергични, антидерматофитни и антидепресантни свойства.

Освен това е необходимо задълбочено обсъждане на C. longa относно неговата таксономична категоризация, традиционни приложения, ботаническо описание, фитохимични съставки, фармакология, токсичност и аспекти на безопасността във връзка с основното му съединение куркумин, за да се проучат тенденциите и перспективите за бъдещи изследвания.

Като се имат предвид всички обещаващи доказателства до момента, все още липсват подкрепящи доказателства, особено от клинични изпитвания за допълнителната употреба на C. longa и куркумин. Това подтиква към по-нататъшни предклинични и клинични изследвания на куркумин.

Въведение

Билките и природните продукти отдавна се използват от хората за борба с множество заболявания от зората на времето. Индийският субконтинент се гордее с разнообразна флора, включваща както ароматни, така и терапевтични видове. В крайна сметка, трябва да се направи принос за анализ, стандартизиране и потвърждаване на Унани и аюрведичните лекарства за потенциал, безопасност и ефективност, преди реално да бъдат въведени на пазара като лекарства от първа линия. Растителните терапии се използват във всички цивилизации.

Растителните лекарства вече се използват широко и няколко страни инвестират 40%-50% от общия си бюджет за здравеопазване в производството на нови лекарства. Смята се, че билковите лекарства имат благоприятен ефект върху здравето без никакви странични ефекти.

Родът Куркума се използва от много години поради лечебните си приложения; той е съставен от приблизително 133 вида по целия свят. C. longa (Haridra), C. aromatica Salisb (Vana Haridra), C. angustifolia Roxb., C. zanthorrhiza Roxb., C. amada Roxb (Amaragandhi Haridra), C. caesia Roxb (Kali Haridra) и C. zedoaria Rosc (Zedoary) са често срещани видове от рода Куркума , срещани в няколко региона на земното кълбо.

Curcuma longa Linn. ( C. longa ) е често срещана висока билка, която вирее както в тропическите, така и в други индийски региони и е наричана „индийски шафран или Златната подправка на Индия“ заради употребата ѝ при широк спектър от заболявания в индийските домове като подправка, консервант за храна и източник на оцветители . C. longa, принадлежаща към семейство Zingiberaceae (джинджифил), е многогодишно растение, често засаждано в азиатските страни. Тя е сред най-старите подправки на Индия, използвани в западните и южните части от векове, и е важна част от аюрведичната медицина.

В Аюрведа терапевтичните ефекти на C. longa са добре установени и са обсъдени в текстове „Дашемани Лекания“ (измършавяваща), „Куштагна“ (противодерматоза) и „Висагна“ (противоотровна). Известна е с много различни имена, като например „Харидра“ на санскрит, „Халди“ на хинди, „Джиангхуанг“ (жълт джинджифил на китайски), „манджал“ в Южна Индия и „Кьоо“ или „Укон“ на японски, което означава ефективно лекарство за жълтеница ( Sharma, 2000 ).

C. longa е описана подробно и в индийската медицинска литература (Dravyaguna Shastra) и се използва в режима за красота на индуистките момичета, където се нанася ежедневно върху челото им. Булката се намазва с паста от C. longa , което е ключов аспект от индуистката традиция ( Paranjpe and Pranjpe, 2001 ). Той е добре познат от китайските, японските и корейските фармакопеи и приложението му обхваща широк спектър от медицински състояния. В Китай се използва за облекчаване на уртикария, дерматит, хепатитна инфекция, възпалителни стави, болки в гърлото и рани. Споменава се в ръкописи от индуистката митология като ароматен стимулант и газогонно средство.

Куркумата на прах, комбинирана с калциев хидроксид, е наистина популярно домашно средство за лечение на навяхвания и подуване, причинени от рани, или може да се прилага директно върху мястото на нараняване. Традиционната медицина е използвала сух куркумин на прах за лечение на заболявания в историята. Твърди се, че C. longa има антитоксични, противоракови, антибактериални, противовъзпалителни и антиоксидантни ефекти ( Ghotaslou et al., 2017).).

Грудестото коренище, от което се образува C. longa, има груба и сегментирана кора. В почвата коренищата узряват под листата. Зрелите коренища имат жълтеникаво-кафяв цвят с матово оранжев отвътре. От основното коренище поникват малки, заострени или конусовидни грудки с дължина 2,5–7,0 см (1–3 инча) и диаметър 2,5 см (1 инч) ( Prasad and Aggarwal, 2011 ).

Сухото коренище се смила на жълт прах с горчив, но сладък вкус. Жълто вещество, получено от коренището, е куркумин (1,7-бис[4-хидрокси-3-метоксифенил]-1,6-хептадиен-3,5-дион), комбинирана форма на смола и масло. Прахът от коренище се предполага, че овкусява различни кухни и лекува множество заболявания, включително възпаление, газове, жълтеница, менструални проблеми, хематурия и кръвоизлив. Също така е полезен мехлем за лечение на няколко кожни заболявания. Куркумин или диферулоилметан и множество летливи масла.

C. longa от Индия е особено популярен в сравнение с тези от други страни поради високата си концентрация на куркумин, който е най-важната и активна биологична съставка, отговорна за терапевтичния му потенциал ( Verma et al., 2018 ). Куркуминът е флавоноид с липофилен афинитет, който е практически неразтворим във вода ( Dave et al., 2017 ), но е доста стабилен при киселинното pH на стомаха. C. longa и куркуминът показват антиоксидантни свойства, близки до витамини C и E, както във водни, така и в мастноразтворими екстракти.

Поради недостатъци в публикуваните по-рано обзорни статии, като например липсата на информация за терапевтичния потенциал на C. longa във връзка с основното му съединение куркумин, ние се опитахме да предоставим задълбочена информация, като подчертаем пропуските в знанията в традиционните и научни доказателства за C. longa във връзка с терапевтичния потенциал на куркумина срещу множество заболявания.

Този преглед се фокусира основно върху разпространението, култивирането, ботаниката, хранителния състав, фитохимията, токсикологията, традиционните и лечебни свойства и аспектите на безопасността, включително фармакологичната активност на C. longa във връзка с основното му съединение куркумин. Този преглед ще обсъди по-нататъшните постижения в C. longa и куркумина, като например използването на наноносители за повишаване на бионаличността на куркумина и преодоляване на всички недостатъци, свързани с доставянето на лекарства.

Традиционни и лечебни свойства на C. longa

Коренното растение C. longa се консумира и като билкова настойка с конвенционално произведен джин, наречен „огогоро“, от местните жители на щата Делта, Нигерия, с идеята, че лекува различни заболявания. Използва се за консервиране и овкусяване на храна, а също и като подправка в Нигерия. Използва се за заздравяване на рани и пъпки в Пакистан и се консумира широко като народно лекарство ( Wahono et al., 2017 ). В традиционната бутанска медицина се нарича Yung-ba и се използва като тоник, антидот, антисептик, противовъзпалително средство и консервант ( Ayati et al., 2019 ).

C. longa е разработена и в Тайланд, Филипините, Шри Ланка и Малайзия и се счита за важно етномедицинско растение в Индонезия и Малайзия. Лапата от нея, когато се втрие в перинеума, осигурява заздравяването на всякакви лезии в родилния канал. C. longa се използва и за облекчаване на зъбни проблеми и храносмилателни проблеми като дискомфорт или болка в горната част на корема и киселинност, лошо храносмилане, газове и язви, както и за смекчаване на халюциногенните ефекти на хашиша и други психоактивни вещества.

Племената Джхалда, област Парулия в Западна Бенгалия, прилагат паста от коренища върху тялото, за да облекчат физическата болка. Жените от асамските племена прилагат паста от прясно коренища при кожни инфекции, а също и за подобряване на тена си. Коренището, в допълнение към други съставки, лекува разхлабени изпражнения при говеда.

Смята се за източник на различни проблеми като пречистване на кръвта, тоник за мозъка и сърцето, астма, левкодерма, хемороиди, бронхит, уголемяване на далака, тумор, жлъчни нарушения, анорексия, кашлица, ревматизъм, синузит, туберкулозни жлези на врата, диабетни рани, чернодробни нарушения, левкорея и гонорейна секреция. Той помага за понижаване на съсирването на кръвта и нивото на кръвната захар ( Zhang et al., 2013 ).

Куркуминът сега се разглежда като обещаващо „ново лекарство“, което се използва като добавка в редица страни, а именно Индия, Япония, Тайланд, Корея, Китай, Малайзия и Пакистан; добавя се към къри, чай, козметика и напитки, и се използва като оцветител, антисептик и противовъзпалително средство за лечение на стомашно-чревен дискомфорт. Използва се и като компонент в сирене, масло, горчичен сос и чипс, както и като консервант и оцветител в Съединените щати. Куркуминът се предлага в търговската мрежа в множество форми, включително капсули, енергийни напитки, сапуни, таблетки, мехлеми и козметика. Goud et al. (1993) установяват, че C. longa е най-добрият източник на ω-3 мастна киселина и α-линоленова киселина (2,5%).

Коренища се добавят към други растения, за да се разработят традиционни средства за редица инфекции, като тонзилит, ухапвания и ужилвания от змии, главоболие, рани, навяхвания и фрактури на костите. Куркумата се прилага като домашен лек за заздравяване на рани, а също така улеснява лечението на храносмилателна дисфункция, чернодробни проблеми, левкемия, атеросклероза, остеоартрит, менструални проблеми, бактериални инфекции и проблеми с очите. Куркумата играе роля в предотвратяването на възпаление в лигавиците, които покриват гърлото, стомаха, червата и белите дробове.

Общи ползи за здравето

Доказателствата сочат ползите от куркумата за облекчаване на акне, възпаления, болки в ставите, астма, екзема, както и тонизиращи и остри алергии; за заздравяване на рани; за поддържане на балансирано настроение и нива на кръвната захар; и за имуномодулация ( Ammon and Wahl, 1991 ; Reddy and Rao, 2002 ).

Фитохимия на C. longa

C. longa съдържа въглехидрати, фибри, някои протеини и липиди (без холестерол), витамин C, пиридоксин, магнезий, фосфор, калий и калций, което го прави богата на хранителни вещества естествена хранителна съставка. Хранителният профил на C. longa е показан на Фигура 2 ( Pradeep et al., 1993 ).

Към днешна дата са изолирани и разпознати 719 съставки от 32 вида куркума , включително терпеноиди, флавоноиди, фенилпропенови производни, алкалоиди, дифениалканоиди, стероиди и други съединения ( Sun et al., 2017 ). Установено е, че коренището съдържа над 235 фитокомпонента, по-голямата част от които са полифеноли и терпеноиди.

Куркуминоидите са съставени от 80% куркумин и са най-разпространените полифеноли. Съдържа 109 сескитерпена, 68 монотерпена, 22 диарилхептаноида и диарилпентаноида, осем фенола, пет дитерпена, четири стерола, три тритерпеноида, два алкалоида и 14 останали съставки. В стандартна форма, C. longa се състои от влага (>9%), куркумин (5–6,6%), външни вещества (<0,5%), плесен (<3%) и летливи масла (<3,5%). Монотерпените доминират в етеричните масла на цветовете и листата, докато сескитерпените доминират в маслата на корените и коренищата. Съставките на маслото съдържат 25% турмерон, 11,5% курдин и 8,55% ар-турмерон ( Nisar et al., 2015 ).

Маслото от C. longa притежава антимутагенни качества и е способно да предотвратява развитието и отделянето на мутагени в урината при пушачи. Според последния анализ, съдържанието на етерично масло в коренището е приблизително 3,97%, като ар-турмерон (40%), α-турмерон (10%) и курлон (23%) са основните компоненти, анализирани чрез газова хроматография ( Guimarães et al., 2020 ).

Ар-турмеронът се използва като репелент за насекоми, а неговата комароцидна способност е разкрита в екстракта от листа. C. longa е богат източник на полифенолни куркуминоиди като куркумин (около 80%), деметоксикуркумин (около 12%) и бисдеметоксикуркумин ( Ashraf, 2018 ), както и протеини, летливи масла (тумерон, атлантон и зингиберон), захари и смоли.

Куркуминът, който съставлява 0,3%–5,4% от суровия C. longa , е добре проучената активна съставка. Таблица 1 илюстрира основните продукти на C. longa , техния външен вид, химичен състав и употреба. C. longa.

Известно е, че растението притежава киселинни полизахариди (които включват уконан A, B, C и D), 4,2% летливи масла (които включват турмерон, ар-турмерон, куркумен, гермакрон и ар-куркумен като основни съставки) и 5,8% етерични масла (които включват 0,6% сабинен, 0,5% борнеол, 1% α-феландрен, 1% цинеол, 53% сесквитерпини, 25% зингиберен и 3%–4% куркумин) ( Chattopadhyay et al., 2004 ). Фенолният дикетон куркумин осигурява жълт цвят и се състои от куркумин I (94%), куркумин II (6%) и куркумин III (0,3%). Протеини (6,3%), мазнини (5,1%), минерали (3,5%), въглехидрати (69,4%) и влага (13,1%) са докладвани от Liao et al. (2011 г. ).

Основни продукти от Curcuma longa, техният външен вид, химичен състав и употреба

Продукт	Външен вид	Химичен състав	Употреба
Цял корен (сух)	Оранжево-кафяв, червено-жълт или бледожълт	3 %–15 % куркуминоиди, 1.5 %–5 % етерични масла	Лечебни цели
Смлян C. longa	Жълт или червено-жълт	Куркуминоидите и етеричните масла намаляват при обработка и светлина; съхранява се в UV-устойчив съд	Подправка, багрило, лекарство, хранителна добавка
Масло от C. longa	Жълто до кафяво масло	Монотерпени (листа) и сесквитерпени (коренища) преобладават	Подправка, лекарство, хранителна добавка
Олеорезини от C. longa	Тъмножълт / червеникаво-кафяв вискозен флуид	≈25 % етерично масло, 37 %–55 % куркуминоиди	Хранително багрило, лекарство, добавка
Куркумин	Жълт до оранжево-червен кристален прах	Куркумин + би- и деметоксипроизводни (до 90 % от общите куркуминоиди) ; малко масла и смоли	Лекарство, хранителна добавка

Легенда: „↑“ – повишение; „↓“ – понижение (не се използват в тази таблица).

Имуномодулираща активност на куркумин (C. longa) и механизми на действие

Главен компонент	Обект / модел	Тип изследване	Имуномодулираща активност	Промяна в параметри / медиатори	Позоваване
Куркумин	Здрави албиносни мишки	In vivo	Производство на БКК и тегло на лимфоидни органи	Стимулира лимфоидните органи и белите кръвни клетки	Afolayan et al., 2018
	Дендритни клетки	In vitro	Експресия на повърхностни молекули	Потиска CD80, CD86, MHC II и IL-1	Kim et al., 2005
	Дендритни клетки	In vitro	Продукция на цитокини	Намалява IL-6, IL-12, TNF-α	Kim et al., 2005
	Дендритни клетки	In vitro	MAPK / NF-κB p65	Инхибира LPS-индуцираната активация на MAPK и ядрената транслокация на NF-κB p65	Kim et al., 2005
	Бронхоалвеоларни клетки на Balb/c мишки	In vivo	Алергичен отговор	Намалява броя на еозинофилите	Ravikumar & Kavitha, 2020
	Бронхоалвеоларни клетки на Balb/c мишки	In vivo	Продукция на цитокини	Намалява IL-4	Ravikumar & Kavitha, 2020
	PBMCs	In vitro	Пролиферация на Т-клетки	Инхибира пролиферацията на лимфоцити	Yadav et al., 2005
	PBMCs	In vitro	Продукция на цитокини	Инхибира IL-2 и TNF-α	Yadav et al., 2005
	PBMCs	In vitro	NF-κB	Потиска LPS-индуцирания NF-κB	Yadav et al., 2005
	Клетъчна линия K562	In vitro	Цитотоксичност	Повишава цитотоксичността на NK клетки	Yadav et al., 2005
	Мишки BALB/c (лупус)	In vivo	Адаптивен имунен отговор	Намалява Th1, Th2 и Th17	Kalim et al., 2017
	Мишки BALB/c (лупус)	In vivo	Нива на ANA	Намалява ANA	Kalim et al., 2017
	Моноцити и чернодробни макрофаги	In vivo	Продукция на ROS	Повишава ROS	Inzaugarat et al., 2017
	Моноцити и CD4+ клетки	In vivo	TNF-α / IFN-γ	Повишава TNF-α (моноцити) и IFN-γ (CD4+)	Inzaugarat et al., 2017
	Риби	In vivo	Имунен отговор	Повишава експресията на антимикробни пептиди	Alambra et al., 2012

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение.

Легенда: „↑“ – значимо повишение; „↓“ – значимо понижение.

Резюме

Азиатската Центела известна също като Centella asiatica или Gotu kola е традиционно китайско лекарство с богата медицинска стойност, което се използва широко в страните от Югоизточна Азия. Това проучване има за цел да обобщи ефектите на Азиатската Центела и основните му компоненти върху неврологични заболявания, ендокринни заболявания, кожни заболявания, сърдечно-съдови заболявания, стомашно-чревни заболявания, имунни заболявания и гинекологични заболявания, както и потенциалните молекулярни механизми, за да проучи патологичния механизъм на тези заболявания въз основа на промените на молекулярно ниво.

Резултатите показват, че Gotu Kola и нейните тритерпеноиди имат обширни благоприятни ефекти върху неврологични и кожни заболявания, което е потвърдено чрез клинични проучвания. Те проявяват противовъзпалителни, антиоксидантни, антиапоптотични ефекти и подобрение на митохондриалната функция. Необходими са обаче спешни допълнителни клинични проучвания поради ниското ниво на доказателства и липсата на пациенти.

Въведение

Азиатската Центела е билка, използвана в традиционната китайска медицина в Китай и страните от Югоизточна Азия за лечение на различни заболявания. Най-ранните сведения за C. asiatica в Китай могат да бъдат проследени до „ su wen shi “ и „ zheng lei ben cao “ по време на династията Сун. Описана е по следния начин: „ Centella asiatica , горчива, студена, нетоксична. Подходяща за употреба при треска и кожни заболявания.“

Друг източник, „ ming jia fang xuan “, посочва билката за употреба при лечение на синдрома на Жил де ла Турет при деца. Проведени са голям брой експерименти с за нейните активни компоненти.. Центелата съдържа няколко пентациклични тритерпеноида, включително азиатикозид, брахмозид и мадекасова киселина, заедно с други съставки като центелоза, центелозид и мадекасозид ( Murray and Pizzorno, 2012 ; Singh and Rastogi, 1968 ; Singh and Rastogi, 1969 ). Основните химични компоненти, отговорни за нейната фармакологична активност, са тритерпени, най-вече азиатикозид, азиатикова киселина, мадекасозид и мадекасова киселина.

Gotu Kola е традиционно китайско лекарство с широк спектър от функции. Досега обаче терапевтичният ефект на това традиционно китайско лекарство върху множество заболявания не е систематично разглеждан. Поради това, това проучване е събрало литература за C. asiatica и основните му компоненти и е обобщило тяхното въздействие върху различни заболявания, за да се разберат всеобхватно широките фармакологични ефекти.

Ефекти върху неврологични заболявания

Азиатската Центела подобрява функцията на нервната система. Разтваря се в метанол, етанол и вода. Съответната литература за нервната система показва, че C. asiatica и нейните тритерпени могат да се използват за облекчаване на различни неврологични заболявания, но най-изследваните са за облекчаване на болестта на Алцхаймер (БА) ( Song et al., 2018 ) и болестта на Паркинсон ( Nataraj et al., 2017b ) ( Таблица 2 ). Патогенезата на БА и болестта на Паркинсон включва невровъзпалителни дейности ( Gelders et al., 2018 ), оксидативен стрес ( Jiang et al., 2016 ), митохондриална дисфункция ( Morais and De Strooper, 2010 ) и дисфункция на мозъчно-деривирания невротрофичен фактор ( Mohammadi et al., 2018 ). Следователно, това проучване се фокусира върху това как C. asiatica и нейните тритерпени влияят върху неврологичните заболявания от гореспоменатите четири аспекта.

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение; „CA“ – Centella asiatica.

На първо място, възпалителните цитокини, продуцирани от невровъзпаление, са тясно свързани с появата на невродегенеративни лезии, които се проявяват при болестта на Алцхаймер (AD) чрез повлияване на експресията и метаболизма на амилоидния прекурсорен протеин ( Alasmari et al., 2018 ). Основната патологична промяна при AD се характеризира с натрупване на невритни плаки и неврофибриларни сплетения, съдържащи бета-амилоид (Aβ) ( Yuan et al., 2020 ). Невровъзпалението е също ключов патогенезен фактор за болестта на Паркинсон ( Chen Z. et al., 2018 ). Хроничното увеличаване на провъзпалителните медиатори индуцира невротоксичен Aβ, образуване на плаки при AD и индуцира невродегенерация при PD. Тези провъзпалителни медиатори допълнително влошават невровъзпалението, като привличат имунни клетки към мозъка. Невровъзпалението влияе върху пролиферацията и съзряването на клетките чрез провъзпалителни цитокини, което води до синаптична дисфункция и невронална смърт; по този начин, са отговорни за осъществяването на болезнена болест (AD) и болест на Паркинсон (PD) ( Kempuraj et al., 2017 ; Martinez-Cue and Rueda, 2020 ).

Второ, оксидативният стрес се отнася до състояние на дисбаланс между оксидативните и антиоксидантните ефекти в организма; той се счита за важен фактор, водещ до стареене. Повишеното производство на реактивни кислородни видове (ROS) може директно да повлияе на невронната синаптична активност и невротрансмисията, което води до когнитивна дисфункция. При нормални условия, супероксид дисмутазата (SOD), глутатион пероксидазата (GPX) и каталазата могат да действат като уловители на свободни радикали, влияейки върху нивото на ROS. Активирането на фактор 2, свързан с ядрен фактор еритроид-2 (Nrf2), предотвратява оксидативния стрес ( Tönnies and Trushina, 2017 ). Предишни проучвания установиха, че C. asiatica и неговите тритерпеноиди могат ефективно да увеличат активността на SOD и GPX, да активират фактор 2, свързан с ядрен фактор еритроид-2, да подобрят когнитивните нарушения при животните и след това да облекчат симптомите на свързани заболявания ( Gray et al., 2017a ; Chintapanti et al., 2018 ; Welbat et al., 2018 ).

Трето, митохондриите са основното място, където клетките осъществяват аеробно дишане. Митохондриалната дисфункция е тясно свързана с появата на болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон. Сигналният път на клетъчната смърт може да бъде активиран от митохондриални реактивни форми на кислород (ROS). Следователно, възстановяването на митохондриалната дисфункция може да възстанови невронната функция при болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон ( Onyango et al., 2017 ). Резултатите показват, че C. asiatica и нейните тритерпеноиди могат да намалят производството на ROS ( Gray et al., 2017a ; Nataraj et al., 2017a ).

Не на последно място, мозъчно-производният невротрофичен фактор е тясно свързан с поддържането на невроните, оцеляването на невроните и регулацията на невротрансмитерите. Концентрацията на този фактор е намалена в мозъка на пациенти с невродегенеративни заболявания ( Lima Giacobbo et al., 2019 ). Екстрактът от C. asiatica , азиатиковата киселина и азиатикозидът биха могли ефективно да увеличат съдържанието на мозъчно-производен невротрофичен фактор (BDNF) ( Gopi and Arambakkam Janardhanam, 2017 ; Nataraj et al., 2017b ; Chintapanti et al., 2018 ; Boondam et al., 2019 ).

C. asiatica и нейните тритерпеноиди влияят на неврологичните заболявания вероятно чрез сигналния път на митоген-активираната протеин киназа (MAPK), сигналния път на фосфотидилинозитол 3 киназа/протеин киназа B/бозайникова мишена на рапамицин (PI3K/Akt/mTOR) и сигналния път на усилвателя на ядрения фактор капа-лека верига на активираните В клетки (NF-kB) ( Таблица 2 ). Сигналният път на MAPK се активира от различни извънклетъчни стимули, включително растежни фактори, митогени, хормони, цитокини и различни клетъчни стрес фактори (като оксидативен стрес). Също така, сигналният път на p38 MAPK може да модулира различни събития, свързани с болестта на Алцхаймер (AD), като тау фосфорилиране, невротоксичност, невровъзпаление и синаптична дисфункция ( Lee and Kim, 2017 ). Пътят PI3K/Akt/mTOR е основен вътреклетъчен сигнален път, който регулира клетъчния цикъл. Той е пряко свързан с клетъчното покой, пролиферация и дълголетие. In vivo проучване установи, че инхибирането на сигналния път PI3K/Akt/mTOR води до намаляване на експресията на c-Jun N-терминалната киназа-p53-Bax 3 (JNK3), като по този начин защитава допаминергичните неврони и подобрява болестта на Паркинсон ( Chen Y. et al., 2018 ). Освен това, ROS могат да медиират сигналния път PI3K/Akt/mTOR, за да упражняват свързани ефекти ( Chen et al., 2017 ). NF-κB е протеинов комплекс, който контролира производството на цитокини, клетъчното оцеляване и транскрипцията на ДНК. Този сигнален път е замесен в процеса на много мозъчни заболявания ( Saggu et al., 2016 ; Caviedes et al., 2017 ).

В заключение, C. asiatica и нейните екстракти имат положителен ефект върху заболяванията на нервната система. По-важното е, че C. asiatica и нейните екстракти подобряват неврологичните заболявания чрез намаляване на възпалителните фактори, балансиране на оксидативния стрес, възстановяване на анормалната експресия на митохондриално-свързани протеини и подобряване на съдържанието на BDNF. Освен това, те намаляват свързаната апоптоза на нервните клетки, увеличават синаптичната плътност и подобряват процента на оцеляване на невронните клетки ( Chaisawang et al., 2017 ; Gray et al., 2018a ; Rather et al., 2018b ).

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Според обобщения доклад на Комитета за ветеринарномедицински продукти от 1998 г., трансдермалната абсорбция на активните съставки в C. asiatica при плъхове показва, че мадекасовата киселина може бързо да проникне през кожната бариера, но дозата, измерена в точката на приложение на лекарството върху кожата след 24 часа, е само 0,06% концентрирана в сравнение с първоначалната доза. Резултатите от азиатовата киселина са подобни на тези на мадекасовата киселина. Високата концентрация на азиатикозид, приложен трансдермално, не причинява системна токсичност, но може да причини прекомерна кератинизация на кожата на мястото на приложение. Някои доклади също така предполагат алергичен дерматит при външна употреба на C. asiatica , но нито един от тях не посочва точната доза. C. asiatica и нейните тритерпеноиди се приготвят в различни формулировки, за да се изследват възможностите за лечение на кожни заболявания, и е установено, че те имат потенциална роля в заздравяването на рани и възпалението на кожата.

Първо, за заздравяване на рани, настоящото проучване установи, че C. asiatica и нейните тритерпеноиди имат директна функция за заздравяване на рани. C. asiatica, екстрахирана с метанол, съдържа 0,12% азиатикова киселина, 0,54% мадекасова киселина, 0,25% азиатикозид и 1,02% мадекасозид и е приготвена като спрей с хидроксипропил-β-циклодекстрин (HP-β-CD), Eudragit E100, глицерин, PEG 400 и др., а съдържанието на тритерпени в спрея е близо 100% в сравнение с екстрахираната от C. asiatica , разбира се. Раната е заздравяла напълно без никакво кожно дразнене ( Sawatdee et al., 2016 ). В сравнение с обикновената марля, електропредените желатинови мембрани, съдържащи C. asiatica, могат да насърчат процеса на заздравяване на рани, като повлияват пролиферацията на фибробласти и синтеза на колаген, а също така са антибактериални ( Yao et al., 2017 ). Богатата на азиатикозид хидрогелна формула показва 40% бързо заздравяване на рани без никакво кожно дразнене в сравнение с нетретираната група. Може да се открие дебел епителен слой и образуване на кератин, докато гранулационна тъкан, фибробласти и колаген се образуват умерено ( Sh Ahmed et al., 2019 ). Клетъчни изследвания установяват, че стандартният екстракт от C. asiatica (ECa 233) може да повлияе образуването на филоподии и да насърчи заздравяването на рани чрез активиране на сигналните пътища FAK, Akt и MAPK ( Singkhorn et al., 2018 ). В горните изследвания, въпреки че носителите са различни, експерименти с животни и клетки установяват, че C. asiatica и нейните тритерпеноиди подобряват степента на реепителизация, увеличават синтеза на колаген, намаляват възпалението около раните и не причиняват видимо кожно дразнене.

Второ, за лечение на атопичен дерматит, C. asiatica значително намалява възпалителния отговор (TNF-α ↓, IL-1β ↓, IL-8 ↓, IL-4 ↓ и IL-13 ↓), както и локалния имунен отговор (IgE ↓). Независимо дали титруван екстракт от C. asiatica (TECA) или етанолов екстракт от C. asiatica , и двата изглежда инхибират хиперкератозата, инфилтрацията на мастоцитите и възпалителните клетки. И двата вида могат да инхибират експресията на iNOS и COX-2 и NF-κB активността, което потвърждава, че екстрактът от C. asiatica може да бъде обещаваща терапевтична традиционна кинезиологична медицина (TCM) за лечение на атопичен дерматит ( Park et al., 2017 ; Ju Ho et al., 2018 ). Ефектът на мадекасозид при лечението на дерматит се отразява в намаляването на провъзпалителните цитокини (IL-1β, TLR2), освен това, той може да стимулира секрецията на AQP3, LOR, IVL в HaCaT кератиноцитите и секрецията на HA в човешките кожни фибробласти, като по този начин може значително да подобри хидратацията на кожата ( Shen et al., 2019 ).

Трето, мадекасозидът, специфичен компонент на C. asiatica , има известен подобрен ефект върху витилигото, а възможният механизъм на действие е да намали реакцията на оксидативен стрес и да отслаби увреждането на митохондриите от оксидативен стрес [матрична металопротеиназа (MMP) ↑ и [Ca2 ⁺ ]i ↓]. Освен това беше установено, че съотношението LC3-II/LC3-I на меланоцитите, третирани с мадекасозид, се е увеличило значително, което предполага, че той засилва активирането на автофагията на клетките, като по този начин предпазва кожните клетки от физиологични и патологични увреждания от стареене. ( Ling et al., 2017 ). Накрая, C. asiatica също демонстрира положителен активиращ ефект върху дермалните папили, подобрява жизнеспособността на клетките на дермалните папили и увеличава експресията на характерни гени, свързани с растежа на косата в клетките, като по този начин осигурява добри перспективи за приложение при плешивост ( Choi et al., 2017 ).

Въпреки че C. asiatica и нейните тритерпеноиди имат ниска степен на трансдермална абсорбция, настоящи експерименти с животни и клетки са установили, че те могат ефективно да стимулират заздравяването на рани, да намалят възпалителните заболявания на кожата и изглежда имат известен ефект върху витилиго и плешивост. Механизмът на действие на C. asiatica и нейните съставки при лечението на кожни заболявания е главно противовъзпалително, антиоксидативно и отслабващо увреждане на митохондриите от оксидативен стрес, което е в съответствие с патогенезата на тези заболявания.

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Легенда: „↑“ – значимо повишение; „↓“ – значимо понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Ракът на дебелото черво и първичният рак на черния дроб са често срещани видове рак в храносмилателната система ( Grandhi et al., 2016 ; Chen et al., 2020 ). Експресията на E-cadherin и vimentin се счита за високо референтна стойност в прогнозата на рак на дебелото черво. Митохондриалната морфология и цитозолното ниво на калций [Ca2 ⁺ ] са показатели за патологичното развитие на хепатоцелуларен карцином ( Zhang et al., 2011 ; Huang et al., 2017 ). Азиатската киселина може също да повлияе на експресията на епително-мезенхимни преходни маркерни протеини в раковите клетки на дебелото черво (E cadherin↑, vimentin ↓, N-cadherin↓), постигайки този противораков потенциал чрез регулиране на сигналния път PI3K/Akt/mTOR/p70S6K. Освен това, азиатската киселина може да индуцира разсейване на потенциала на митохондриалната мембрана (MMP), изчерпване на АТФ, освобождаване на цитохром с от митохондриите в цитозола на HepG2 клетките, което може да индуцира смъртта на раковите клетки на черния дроб, като директно повлиява митохондриалната функция, и може да бъде потенциално терапевтично лекарство за рак на черния дроб и рак на дебелото черво ( Lu et al., 2016 ; Hao et al., 2018 ).

Въз основа на гореспоменатите доказателства беше заключено, че C. asiatica може би може да подобри храносмилателните разстройства, свързани с черния дроб, дебелото черво и стомаха, чрез намаляване на възпалението, облекчаване на оксидативния стрес и подобряване на митохондриалната функция.

Легенда: „↑“ – значимо повишение; „↓“ – значимо понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Таблица 8 показва, че азиатичната киселина може ефикасно да лекува възпаление на таза. Тя има потенциални терапевтични ефекти върху ендометриозата и рак на яйчниците ( Ren et al., 2016 ; Cao et al., 2018 ; Kong et al., 2019 ). Основният механизъм е намаляване на производството на възпалителен телесен NLRP3 и възпалителни фактори (IL−1 β, IL−6, TNF−α), инхибиране на NF−κB сигналния път, който регулира производството на възпалителни фактори, и по този начин облекчаване на възпалението на таза. Клетъчни експерименти потвърдиха, че азиатичната киселина може ефективно да подобри симптомите на ендометриоза. Основният механизъм е инхибиране на NF-κB пътя, за да се намали производството на възпалителни фактори (TNF-α ↓, IL-1β ↓, p-IκBα ↓, p-p65 ↓) ( Cao et al., 2018 ). Потенциалната терапевтична стойност на азиатската киселина за рак на яйчниците се отразява главно в това, че тя може да стимулира апоптозата на раковите клетки на яйчниците и да инхибира растежа на тези клетки, като повлиява прогресията на клетъчния цикъл ( Ren et al., 2016 ). Освен това, проучвания установяват, че азиатската киселина подобрява способността за развитие на ранните ембриони при прасета; основният механизъм е облекчаване на оксидативния стрес и понижаване на експресията на гени, свързани с апоптозата ( Qi et al., 2020 ). Потенциалната терапевтична стойност на C. asiatica за рак на гърдата се отразява главно в насърчаването на апоптозата на раковите клетки на гърдата ( Fard et al., 2018 ).

Следователно, това проучване заключи, че терапевтичният ефект на C. asiatica върху гинекологичните заболявания се отразява главно в подобряването на възпалението. Основният компонент на изследването е азиатичната киселина, която действа чрез повлияване на апоптозата, намаляване на производството на възпалителни фактори и влияние върху прогресията на клетъчния цикъл. Следователно, азиатичната киселина може да бъде потенциален агент при лечението на гинекологични заболявания и са необходими допълнителни клинични изпитвания, за да се потвърди нейната ефикасност.

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Легенда: „↑“ – значително повишение; „↓“ – значително понижение; „CA“ – Centella asiatica.

Мадекасовата киселина може да облекчи исхемичната ретинопатия. Клетъчен експеримент показа, че мадекасовата киселина намалява апоптозата и ендоплазмения ретикулум при индуцираните от хипоксия човешки ретинални микроваскуларни ендотелни клетки (hRMEC). Тя също така обръща клетъчната дисфункция чрез повлияване на оксидативния стрес на клетките при хипоксични условия ( Yang et al., 2016 ).

Интересно е, че in vitro експерименти установяват, че азиатикозидът ефективно насърчава остеогенната диференциация на човешкия пародонтален лигамент и инхибира образуването на остеокласти, индуцирано от лиганд на рецепторния активатор на ядрен фактор капа B (RANKL), което показва неговия терапевтичен потенциал за регенерация на пародонталната тъкан и остеолитични заболявания ( Fitri et al., 2018 ; He et al., 2019 ).

В обобщение, C. asiatica и нейните тритерпеноиди имат широк терапевтичен потенциал. Специфичният механизъм включва главно следните четири аспекта: (1) противовъзпалително; (2) антиоксидантно; (3) антиапоптозно; и (4) антифиброзно.

Легенда: „↑“ – статистически значимо повишение; „↓“ – статистически значимо понижение; „TTFCA“ – обща тритерпенова фракция.

Безопасност и токсичност на C. asiatica

Що се отнася до безопасността на екстракта от C. asiatica , клиничните проучвания показват, че 250 mg и 500 mg стандартен екстракт се понасят добре при единични и многократни перорални дози. Съвременните фармакологични тестове показват, че потенциалът за взаимодействие на биологично активните съединения на C. asiatica с CYP изоензимите е незначителен, а съдържанието на тежки метали в екстракта е в допустимите граници ( Kar et al., 2017 ). Експерименти с животни са установили, че екстрактът от C. asiatica има антиспермогенни и антифертилитетни ефекти върху репродуктивната система на мъжки плъхове ( Yunianto et al., 2010 ). Хематологичните параметри и хистопатологията в проучване за остра орална токсичност, проучване за субхронична токсичност и проучване за мутагенност потвърждават, че екстрактът от C. asiatica е безопасен при плъхове. Също така, екстрактът от C. asiatica не показва никакви дозозависими нежелани реакции в теста на Ames ( Deshpande et al., 2015 ). Има обаче съобщения за случаи, при които три жени са развили жълтеница след прием на C. asiatica в продължение на 30, 20 и 60 дни, като са били клинично диагностицирани с грануломатозен хепатит и симптомите им са се подобрили след спиране на приема на лекарството ( Jorge and Jorge, 2005 ). Относно тритерпеноидите на C. asiatica , предишни клинични проучвания показват, че емулсиите и капсулите, които съдържат няколко основни тритерпеноида, имат различна степен на странични ефекти за пациентите, но всички те облекчават симптомите без медицински интервенции. Въпреки че предклиничните проучвания на C. asiatica са установили, че има широк спектър от фармакологични ефекти и са демонстрирали безопасността му, като се имат предвид лошите доклади в малкото клинични случаи, се препоръчват щателни изследвания за проучване на клинични дози с най-висока безопасност.

Заключения и перспективи

C. asiatica е билка, използвана в традиционната китайска медицина. Основните ѝ ефективни компоненти са азиатикозид, азиатикова киселина, мадекасозид и мадекасова киселина. Както бе споменато по-рано, C. asiatica и нейните тритерпеноиди имат широк спектър от лечебни свойства. In vivo и in vitro проучвания показват, че C. asiatica и нейните тритерпеноиди имат терапевтичен и облекчаващ ефект върху мултисистемни заболявания. Екстрактът от C. asiatica ефективно облекчава лишаването от сън, болестта на Алцхаймер, захарен диабет тип 2 (T2DM), хиперлипидемия, гестационен диабет, плешивост, атопичен дерматит, рани, лекарствено-индуцирана чернодробна токсичност, увреждане на черния дроб, увреждане на стомашната лигавица, стомашни язви, рак на гърдата, левкемия, орална субмукозна фиброза, мигрена и др. Азиатската киселина ефективно облекчава когнитивни нарушения, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон, затлъстяване, реноваскуларна хипертония, напречна аортна констрикция, увреждане на миокардна исхемия/реперфузия (MI/R), атеросклероза, чернодробна фиброза, остър панкреатит, карциногенеза на дебелото черво, хепатоцелуларен карцином, белодробна фиброза, рак на белия дроб, тазово възпаление, рак на яйчниците, ендометриоза, сепсис, пародонтит и др. Предклиничните проучвания върху азиатикозид установяват, че той има терапевтичен потенциал за следните заболявания: хемипаркинсонизъм, болест на Алцхаймер, церебрална исхемия, кожни рани, белодробна хипертония, атерогенеза, ALI, остеолитични костни заболявания и др. Фармакологичните проучвания установяват, че мадекасозидът има потенциален терапевтичен ефект срещу остеопороза, акне, витилиго, ревматоиден артрит и др. Мадекасовата киселина има положителен терапевтичен ефект върху исхемичните ретинопатии. Предклиничното проучване върху Centella asiatica се фокусира главно върху екстракта от C. asiatica и азиатската киселина. От заболявания се изследват предимно неврологични и кожни заболявания. Въпреки това, въздействието върху други заболявания също се нуждае от по-задълбочено проучване.

Появата на възпалителен отговор, оксидативен стрес, апоптоза и митохондриална дисфункция е тясно свързана с различни заболявания. C. asiatica и нейните тритерпеноиди могат да се използват в много медицински ситуации, тъй като имат противовъзпалителни и антиапоптотични ефекти, облекчават оксидативния стрес и подобряват митохондриалната функция ( Фигура 3 ). Следователно, C. asiatica може да се прилага и при заболявания, които не са споменати в това проучване, чрез същия патологичен механизъм, и тази хипотеза се нуждае от задълбочено проучване за проверка.

Резюме

    Свещен лотос (Nelumbo nucifera) се използва като важна съставка в традиционните лекарства от древни времена, особено в азиатските страни. В днешно време все още се откриват много нови или неизвестни фитохимични съединения от Свещения лотос (Nelumbo nucifera).

Повечето от настоящите изследвания върху фармакологичната активност се фокусират върху нуциферин, много други алкалоиди, фенолни съединения и др. Въпреки това, няма текущ преглед, който да се фокусира върху флавоноидите, които са един от мощните вторични метаболити на този вид, и неговата фармакологична активност. Следователно, следвайки таксономично описание, ние се стремим да илюстрираме и актуализираме разнообразието от флавоноидни фитохимични съединения от Свещен лотос (Nelumbo nucifera), сравнителния анализ на състава и съдържанието на флавоноидите в различни органи.

В тази работа са илюстрирани и употребата на този вид в традиционната медицина и основните му фармакологични активности, като антиоксидантна, противовъзпалителна, антидиабетна, анти-затлъстяваща, антиангиогенна и противоракова активност.

Въведение

      Свещен лотос (Nelumbo nucifera) е водно цъфтящо растение, принадлежащо към семейство Nelumbonaceae. Това многогодишно растение е добре познато с различни общи имена, например Свещен лотос, Индийски лотос, Водна лилия и Китайска водна лилия. Този вид може да се намери главно в азиатски страни като Тайланд, Китай, Шри Ланка, Индия, Непал, Нова Гвинея или Япония [ 1 , 2 , 3 ]. Освен това, Свещения лотос (Nelumbo nucifera) е разпространен и в Австралия и Русия и е бил въведен в Западна Европа и Америка отдавна [ 4 ].

Това растение е широко разпознаваемо заради красотата на цветовете си и се смята за духовен символ от будисти, индуси и египтяни от древни времена. Цветовете са много големи и ефектни и се считат за свещени от индусите, докато цялото растение е свято според будистите. Поради красотата на цветовете си, то е и националното цвете на Индия и Виетнам.

Освен тези съображения, този растителен вид има и много предимства, като например, че е съставка за приготвяне на различни ястия (като ядливия околоцветник, коренища и семена), а също и важен компонент за традиционните лекарства или билкови лекарства [ 2 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 ], като последната точка е обект на много изследвания върху фитохимичната характеристика и/или тяхната биоактивност върху този лечебен вид, особено върху листата [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6, 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 ] . , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 , 41 , 42 , 43 , 44].

Настоящата работа акцентира и актуализира сравнителния анализ на флавоноидите и съставите им в различни органи на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) с преглед на основната фармакологична активност на неговите флавоноидни съединения. Обсъжда се и предложена биосинтетична последователност на флавоноидни О- гликозиди (FOGs), както и флавоноиди C -гликозиди (FCGs), производни на флавоноиди от това растение. Освен това са илюстрирани таксономичното описание и употребата им в традиционната медицина.

Флавоноиди от Свещен лотос (Nelumbo nucifera) и тяхната фармакологична активност

Антиоксидантна активност

Общоприето е, че много дегенеративни заболявания са следствие от оксидативен стрес и са причинени от реактивни кислородни видове (ROS) и реактивни азотни видове (RNS). Тези ROS и RNS могат да увредят много важни органели и молекули, като ДНК, липиди и протеини в клетките [ 6 , 7 , 48 ]. Jung et al. съобщават за антиоксидантния потенциал на метанолов екстракт от тичинки на растението Свещен лотос (Nelumbo nucifera), събран от Корея, изследвайки основните фитохимични съединения от този екстракт [ 8 ]. Те доказват, че флавоноидът Kae е основният фактор за антиоксидантния потенциал на тези екстракти. За целта те използват както in vitro DPPH анализ, така и in vivo животински модел, показвайки инхибирането на генерирането на ROS от бъбречни хомогенати.

Интересно е, че Chen et al. [ 49 ] са изследвали антиоксидантния потенциал на семенния епикарп на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), богата на флавоноиди тъкан, считана за страничен продукт, която показва силна in vitro антиоксидантна активност, както е установено чрез ABTS, DPPH и FRAP анализи [ 49].]. Следователно, този страничен продукт може да се разглежда като потенциален източник за функционалната хранителна индустрия в бъдеще.

В допълнение, Jiang et al. идентифицират четири нови FCGs (наречени nelumbosides A-D) от лотосов ембрион и оценяват тяхната относителна антиоксидантна активност, използвайки ABTS и DPPH анализи [ 50].]. Те откриха, че нелумбозидите B проявяват най-обещаваща активност за улавяне на свободни радикали [ 50 ].

Противовъзпалителни действия

Възпалението е част от сложен биологичен отговор на имунната система към дразнители, патогени, увредени клетки или други вредни стимули. Тези сложни процеси се занимават с различни биологични пътища. Ким и др. изследват свързаните с възрастта ефекти на Kae, флавоноид от Свещен лотос (Nelumbo nucifera), върху оксидативния статус на ROS и GSH в in vivo модел [ 39 ]. Резултатите им показват намаляване на производството на ROS и повишаване на нивата на GSH след прилагане на Kae по дозозависим начин.

     Авторите също така изследват хипотезата, че противовъзпалителните ефекти на Kae се медиират чрез модулация на нивата на глутатион и NF-κB. Като цяло, резултатите им показват Kae като мощно противовъзпалително съединение [ 39 ].

Дейности против диабет и затлъстяване

Алдозната редуктаза (AR) е ключовият ензим в полиолния път и е идентифицирана като удобна лекарствена мишена за лечение на диабет тип II. Lim et al. показват, че флавоноидите, изолирани от метанолов екстракт от тичинки на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), могат да инхибират AR активността.

Ohkoshi et al. демонстрират, че флавоноиден екстракт от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) стимулира липолизата в бялата мастна тъкан на in vivo модел на мишки [ 38 ]. В допълнение, богати на флавоноиди екстракти от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) също са способни да регулират секрецията на инсулин, както и нивото на кръвната захар [ 43 ] както в in vitro, така и в in vivo модели.

Авторите предполагат възможно усилване на секрецията на инсулин от β-клетките чрез Ca2 ⁺ -активиран PKC-регулиран ERK1/2 сигнален път. Те посочват катехина като активно съединение от този екстракт, способно да усилва секрецията на инсулин по дозозависим начин. Всъщност, пероралното приложение на катехин в доза от 100 mg/kg при гладуващи нормални мишки 2 часа преди натоварване с нишесте показва, че приложението на катехин води до хипогликемичен ефект върху гладуващите мишки. Освен това, същата перорална доза катехин е способна да обърне глюкозната непоносимост при животински модел на диабет, индуциран от диета с високо съдържание на мазнини.

Тези резултати, получени както от in vitro, така и от животински модели, показват, че както екстрактът от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera), така и катехинът регулират нивото на глюкозата в кръвта и могат да подобрят постпрандиалната хипергликемия при диабетни състояния. Тези резултати категорично показват, че екстрактът от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) и катехинът са от особен интерес за контрол на хипергликемията при неинсулинозависим захарен диабет [ 43 ]. Точният механизъм на действие на катехина върху β-клетките и глюкозния метаболизъм обаче трябва да бъде допълнително изследван и потвърден.

Затлъстяването се счита за важен рисков фактор за много хронични заболявания, включително диабет тип 2. Има много опити да се намерят природни съединения, които имат способности против затлъстяване.

Ahn et al. също потвърдиха, че богатите на флавоноиди листа от Свещен лотос (Nelumbo nucifera) показват потенциал против затлъстяване да инхибират панкреатичната липаза, но също така и диференциацията на адипоцитите [ 35 ]. В същата насока Liu et al. са оценили инхибиторните ефекти на общия екстракт от флавоноиди от листата на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) върху активността на α-глюкозидазата, α-амилазата, панкреатичната липаза и хиполипидемията [ 31 ].

Техните резултати показват, че екстракт от листа на N. nucifera , съдържащ флавоноиди (главно FOGs), може да подобри хиперлипидемията чрез инхибиране на тези ключови ензими, свързани с диабет тип 2. You et al. предложиха екстрактите от коренища от Свещен лотос (Nelumbo nucifera) като нутрацевтичен компонент срещу заболявания, свързани със затлъстяването, включително захарен диабет, благодарение на мощния им антиадипогенен ефект в човешки преадипоцити в in vivo експеримент и при плъхове, хранени с диета с високо съдържание на мазнини [ 41 ].

Антиангиогенна и противоракова активност

Един важен подход за лечение на рак е инхибирането на ангиогенезата. Lee et al. са първите, които съобщават за потенциала на екстракт от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) да инхибира ангиогенезата, индуцирана от съдов ендотелен растежен фактор, използвайки както in vitro, така и in vivo модели [ 5 ].

Yang et al. също така оценяват противораковия ефект на флавоноидите от екстракти от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) (т.е. главно FOG), използвайки човешка клетъчна линия MCF-7 и in vivo проучване, използвайки ксенотрансплантатен модел на голи мишки [ 44 ]. Техните резултати доказват антипролиферативното действие на флавоноидите от екстракти от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) върху рак на гърдата както в in vitro, така и в in vivo модели [ 44 ].

В допълнение, Wu et al. изследват потенциала на екстракт от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) върху метастази на рак на гърдата, използвайки както in vitro MDA-MB-231, така и 4T-1 клетки на рак на гърдата, така и in vivo модел на мишки чрез PKCα таргетиране [ 17 ]. Техният резултат илюстрира ефективността на екстрактите за разработване на потенциални химиопрофилактични средства за намаляване на метастазите на рак на гърдата.

Авторите също така показаха способността на екстрактите от листа на Свещен лотос (Nelumbo nucifera) да инхибират ангиогенезата и метастазите на тези ракови клетки на гърдата чрез понижаване на растежния фактор на съединителната тъкан, медииран от сигналния път PI3K/AKT/ERK. Въпреки това, всеки вид рак, произтичащ от много фактори, като генетични или епигенетични фактори, химиопрофилактичните агенти или противораковите молекули, показани тук, може да играе различна роля и да регулира повече от един път. Следователно, противораковите действия на флавоноидите от екстракти от листа на N. nucifera трябва да бъдат изследвани по-конкретно с различни видове рак, за да се получи по-пълна информация.

Резюме

Индия има една от най-развитите медицински традиции от растителен произход в света. Изследователи са оценили молекули, получени от растения, за лечение на различни заболявания.

Прегледът на литературата показва, че основни части на растението се използват за лечение на различни заболявания. Свързаните данни са извлечени от Google Scholar, PubMed, Science Direct и Scopus. Ключовите думи включват Bael, A. marmelos , Vilvam и Marmelosin. Обширни проучвания показват, че Баела има антидиарийни, антимикробни, антивирусни, противоракови, химиопрофилактични, антипиретични, заздравяващи язви, антигенотоксични, диуретични, антифертилистични и противовъзпалителни свойства.

В тази работа е представен актуализиран преглед на литературата, за да се изясни текущото състояние на изследванията върху Баел (Aegle marmelos), като се изясняват неговите съставки и техните най-значими биологични активности.

Обобщение на разбираем език

Индия има една от най-развитите медицински традиции от растителен произход в света. A. marmelos Linn, известен още като Баел (Aegle marmelos), принадлежи към семейство Rutaceae и се отглежда широко по целия свят. A. marmelos е плод с различни лечебни ползи.

Търсихме в различни бази данни, проучихме подробно и разбрахме значението на този плод. Търсенето се извършваше в Google Scholar, PubMed, Science Direct и Web of Science. Базите данни са събрани по следните ключови думи: Bael, A. marmelos , Vilvam и Marmelosin. По този начин, неговите съставки могат да помогнат за облекчаване на различни заболявания.

Лечебното растение играе съществена роля в живота на населението в неравностойно положение по целия свят [ 1 ], както и за първичната медицинска помощ. Приблизително 80 процента от страните по света разчитат на тези конвенционални лечения, които често включват растителни екстракти [ 2 ].

Индия има една от най-развитите медицински традиции от растителен произход в света. В Индия селските общности познават около 25 000 мощни растителни лекарства, използвани в традиционната медицина. Растенията, особено тези с етнофармакологични приложения, са били основните източници на лекарства за ранното откриване на лекарства [ 3 ]. В древността повечето лекарства са били разработвани чрез естествени съставки или съставки, получени от естествени съединения [ 4 , 5 ].

Въпреки това, за валидиране и използване на растенията във фитофармацевтичната химия са необходими значителни фундаментални и приложни изследвания, а потенциалното използване на висшите растения като източник на нови лекарства все още е недостатъчно използвано, като този ресурс се нарежда наравно с конвенционалните фармацевтични продукти по отношение на важността [ 6 ].

Само малка част от приблизително 250 000–500 000 растителни рода са задълбочено проучени по отношение на техните фармакологични качества и само малка част са изследвани фитохимично [ 7 ]. Чрез подкрепа на съзнателното изследване на биоразнообразието като източник на биоактивни молекули и тяхното приложение в производството на нови терапевтични лекарства, се цели и насърчаване на разработването и разпространението на това растително лекарство.

Основната цел на този преглед е да се запознаят с фитохимичните параметри, традиционните употреби и иновативните приложения на Баел (Aegle marmelos).

     Съобщава се, че A. marmelos съдържа химически съставки като алкалоиди (егелин, фрагрин, егеленин), кумарини (мармин, мармелид, псорален, императонин) и терпеноиди (цинеол, кариофилен) и др. [ 29–36 ].

Докладвано фитохимикало и неговата активност

Според проучвания, пулпът на плода Баел е богат на биоактивни вещества като каротеноиди, феноли, алкалоиди, пектини, танини, кумарини, флавоноиди и терпеноиди. Метанолът и водата са най-добрите разтворители за екстрахиране на метаболитите на това растение, следвани от етанола [ 37–40 ]. Фитохимията на A. marmelos е обстойно проучена и е установено, че растението съдържа разнообразни биологично активни съединения.

Някои от ключовите фитохимикали, открити в Баел (Aegle marmelos), включват: Алкалоидите са азотсъдържащи съединения, които се срещат в много растения и са известни със своята фармакологична активност. Няколко алкалоида са идентифицирани в листата и корените на A. marmelos , включително мармезин, мармелозин и егелин [ 25 ].

Танините са група съединения, които са широко разпространени в растителното царство и са известни със своите стягащи и антиоксидантни свойства. Плодът съдържа високи нива на танини, за които е доказано, че имат силна антиоксидантна и противовъзпалителна активност. Флавоноидите са група съединения, които са широко разпространени в растителното царство и са известни със своята противовъзпалителна, противоракова и антиоксидантна активност.

Флавоноиди са идентифицирани в листата и корените на A. marmelos , като е доказано, че някои от тези съединения имат антиноцицептивна (обезболяваща) и антипиретична (понижаваща температурата) активност [ 41 ].

Терпеноидите са група съединения, които са широко разпространени в растителното царство и са известни със своите лечебни свойства. Терпеноиди са идентифицирани в A. marmelos и някои от тези съединения са показали, че имат противогъбична и антибактериална активност.

Сапонините са група съединения, които са широко разпространени в растителното царство и са известни със своите пенообразуващи и емулгиращи свойства. Сапонини са идентифицирани в плодовете и листата на A. marmelos и някои от тези съединения са показали, че имат антиноцицептивна и противовъзпалителна активност [ 33 ].

Гликозидите са група съединения, които са широко разпространени в растителното царство и са известни със своите лечебни свойства. Гликозиди са идентифицирани в плодовете и листата на A. marmelos , като някои от тези съединения са показали, че имат антиноцицептивна и противовъзпалителна активност [ 42 ]. Най-широко изследваните съединения от A. marmelos са определени чрез преглед и оценка на елементите от получените библиографски данни. Изолираните фитохимикали от различни части на A. marmelos са обсъдени в Таблица 2 , а химическата структура на съединенията е показана в Таблица 3 [ 43 ].

(Прочетете повече в нашите статии за Флавоноидите и Сапонините)

Резюме

     Кордицепсът е рядка естествено срещаща се ентомопатогенна гъба, обикновено срещана на голяма надморска височина в Хималайското плато и добре позната лечебна гъба в традиционната китайска медицина. Кордицепсът съдържа различни биоактивни компоненти, от които кордицепинът се счита за най-жизнено важен, поради изключителния си терапевтичен, както и нутрацевтичен потенциал.

Освен това, структурното сходство на кордицепина с аденозина го прави важен биоактивен компонент, с разлика единствено по хидроксилната група, липсваща в 3′ позиция на рибозната му част. Кордицепинът е известен с различни нутрацевтични и терапевтични свойства, като например антидиабетно, антихиперлипидемично, противогъбично, противовъзпалително, имуномодулиращо, антиоксидантно, антиейджинг, противораково, антивирусно, хепатопротективно, хипосексуално, сърдечно-съдово, антималарийно, антиостеопоротично, антиартритно, козметично и др., което го прави изключително ценна лечебна гъба за подпомагане на поддържането на добро здраве.

В този преглед е положено усилие да се обедини широкият спектър от нутрацевтичния потенциал на кордицепин, заедно с неговите фармакологични действия и възможен механизъм на действие. Освен това, той обобщава и подробности за нутрацевтиците на базата на кордицепин, предимно предлагани на пазара с очаквана глобална стойност. Нещо повече, този преглед ще привлече вниманието на хранителните учени, диетолозите, фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост, за да се подобри употребата на биоактивната молекула кордицепин за нутрацевтични цели с комерсиализация за подпомагане и насърчаване на здравословен начин на живот, уелнес и благополучие.

Въведение

     Кордицепс, произлизащ от две латински думи „cord“ и „ceps“, представляващи съответно „топ“ и „глава“, описващи го като топчата гъба. Това е ентомопатогенна гъба, при която разширенията на стромата и плодното тяло възникват от трупове на ларви на насекоми [ 1 ].

     Кордицепсът живее предимно върху главата на ларвите на определен вид молци, Hepialus armoricanus Oberthur (Lepidoptera). Той принадлежи към семейство Ascomycetes и е много добре позната гъба в традиционната китайска медицина през последните 300 години.

     Кордицепсът е известен още като „Dong Chong Xia Cao“, което означава „Червей през зимата и трева през лятото“ в Китай [ 2 , 3 , 4 ]. Според предишни доклади са известни около 1200 вида ентомопатогенни гъби, от които Кордицепс се счита за един от най-големите родове, съдържащ приблизително 500 вида.

Няколко вида кордицепс са култивирани заради техните терапевтични свойства, като например Cordyceps sinensis, Cordyceps sobolifera, Cordyceps cicadicola, Cordyceps liangshanesis, Cordyceps ophioglossoides и Cordyceps militaris [ 5 ]. От друга страна, като се има предвид терапевтичната му стойност, основното му разпространение на приблизително 14 000 фута надморска височина в хималайските региони на Китай, Непал, Тибет и Индия го прави много скъп, около 12 000 щатски долара (USD) по кг ⁻¹ [ 3 , 6 , 7 ].

Освен това, въпреки трудностите при събирането и разпространението, той все още се счита за високо ценена гъба поради изобилните си естествени биоактивни компоненти с различни мощни биологични активности и нутрицевтично значение [ 2 ]. В продължение на стотици години кордицепсът се използва като народна тонизираща храна, но едва напоследък е проучено неговото потенциално фармацевтично, както и нутрицевтично приложение, което привлича учени в областта на храните от цял ​​свят [ 8 ].

В момента се наблюдава, че по-голямата част от населението както от развитите, така и от развиващите се страни страда от хронични заболявания, а основните причини се смятат за бърза урбанизация и промени в храненето и начина на живот. Сред различните основни причини, хранителните навици се считат за един от основните рискови фактори за хронични заболявания, като затлъстяване, диабет, хипертония, хиперлипидемия и много други, засягащи както здравето, така и благосъстоянието на човечеството [ 9 , 10 ]. Поради това научната общност работи неуморно за разработване на естествено срещащи се или естествено получени продукти, като например хранителни добавки, които биха могли да помогнат за подобряване на човешкото здраве, без да имат вредни ефекти.

     Кордицепсът е сред хилядите налични гъби, съдържащи различни биоактивни компоненти с безброй ползи за здравето [ 11 ]. Той се използва заради терапевтичните си стойности от дълго време, а новите обещаващи характеристики на хранителните добавки на базата на кордицепин са предимство за съвременното население. Има много известен цитат от Хипократ, който гласи: „Нека храната бъде твоето лекарство, а лекарството – твоята храна“, описващ значението на храненето за превенцията, лечението и управлението на заболяванията. Следователно, Кордицепс, като ядлива гъба, може да бъде идеален нутрацевтик, съдържащ както хранително биоактивни компоненти, така и източник на различни физиологични ползи [ 12 , 13 ].

Освен това, въз основа на нашето литературно проучване, установихме, че изследователите са обсъждали основно кордицепин заради неговия противораков потенциал, но други терапевтични приложения и потенциални нутрацевтични подходи или не са били обсъждани подробно, или са били игнорирани.

Основната цел на този преглед е да се съсредоточи върху нутрацевтичния потенциал на кордицепин (основният биоактивен компонент на Кордицепс ), използвайки механистичен подход за изучаване на неговите фармакологични функции, както и за демонстриране на ползата от търговската наличност на нутрацевтици на базата на кордицепин.

Резюме

Въведение

     Ракът на стомашно-чревния тракт (GI) е вид доброкачествен и злокачествен тумор, произхождащ от човешкия храносмилателен тракт, включително рак на стомаха (GC), рак на хранопровода (EC), колоректален рак (CRC), рак на панкреаса, рак на черния дроб и др.

     В Китай, Ракът на стомашно-чревния тракт представлява 45% от всички смъртни случаи, свързани с рак, с изключение на рак на белия дроб [ 1 ].

     Ракът на черния дроб се е увеличил до третата най-висока смъртност от рак през 2018 г. до втората най-висока през 2020 г. [ 1 ]. Хепатоцелуларен карцином (HCC) и холангиокарцином (CCA) са основните подтипове на рак на черния дроб, HCC представлява 85% до 90%. Хирургията остава предпочитаното лечение за рак на черния дроб. Освен това, прицелната терапия, имунотерапията, течната биопсия и робот- асистираната хирургия постепенно се прилагат към клиничното лечение на рак на черния дроб [ 2 ].

     Рак на стомаха е шестият най-често срещан рак и третата водеща причина за смъртност, свързана с рака. По-голямата част (около 90%) от рак на стомаха са аденокарциноми, които се появяват в повърхностната жлеза или лигавицата на стомаха. Хирургичните лечения обикновено се използват за операбилен рак на стомаха в ранен и неранен стадий, а химиотерапията с цисплатин се използва за напреднал рак на стомаха [ 3 ].

    Колоректален (на дебелото черво) рак е петият най-често срещан рак в света, с десета смъртност сред всички видове рак. Модалностите на лечение включват локална терапия (хирургия, лъчетерапия, аблативни интервенции) и системна терапия (химиотерапия, таргетна терапия, имунотерапия) [ 4 ].

     Ракът на панкреаса има ниска честота сред всички видове рак, но все още е седмата водеща причина за смърт от рак. Повече от 90% от раковите заболявания на панкреаса са панкреатичен дуктален аденокарцином (PDAC). Други видове включват ацинокарцином, аденсквамозен карцином и невроендокринни тумори. Хирургичната резекция е единственият ефективен начин за пациентите с рак на панкреаса да получат шанс за излекуване и дългосрочно оцеляване, други средства като лъчетерапия, химиотерапия, интервенционална терапия и оптимална поддържаща терапия също са важни начини за забавяне на заболяването от рак на панкреаса [ 5 ].

    Рак на хранопровода е десетият най-разпространен рак и шестата водеща причина за смърт от рак в света, включващ главно плоскоклетъчен карцином, аденокарцином, дребноклетъчен карцином, като първият включва по-голямата част от случаите. Хирургичното лечение е един от основните радикални методи за рак на хранопровода, като след операцията обикновено се приемат цялостни средства като лъчетерапия, системна лекарствена терапия и ендоскопска терапия [ 6 ].

     Прегледът на стомашно-чревния рак е показан на фиг. 1. Въпреки че традиционната персонализирана терапия на рака е постигнала напредък, все още има значителен брой пациенти с далечни метастази и лекарствена резистентност. Следователно е спешен научен проблем активно да се изследват ефективни терапевтични цели и да се търсят ефективни целеви лекарства за стомашно-чревния рак.

     Разработването на лекарства на базата на естествени продукти винаги е било важно направление за откриване и изследване на противо-туморни лекарства. Ганодерма луцидум (G. lucidum) е безопасно, нетоксично и универсално природно лекарство, което се използва повече от 2400 години.

     Според изданието от 2020 г. на Фармакопеята на Китайската народна република, G. lucidum е изсушеното плодно тяло на Ganoderma lucidum (Leyss. ex Fr.) Karst. или Ganoderma sinense Zhao, Xu et Zhang, вид гъба от семейство poraceae. В съвременната медицина G. lucidum се използва за профилактика и лечение на различни заболявания, като астма [ 7 ], мастен черен дроб [ 8 ], болест на Алцхаймер (AD) [ 9 ], нарушения на съня [ 10 ] и рак [ 11 ].

Безспорно, анти-туморната активност на G. lucidum е привлякла голямо внимание от страна на изследователите. Основни и предклинични проучвания разкриват, че G. lucidum, самостоятелно или в комбинация с лекарства, може да:

• инхибира пролиферацията на туморни клетки
• индуцира апоптоза на туморни клетки [ 12 ]
• да инхибира метастазите на туморни клетки [ 13 ]
• регулира автофагията на туморни клетки [ 14 ] и т.н.

Клинично, анти-туморната активност на G. lucidum е потвърдена при рак на белия дроб [ 15 ], колоректален рак [ 16 ], рак на гърдата [ 17 ] и други тумори.

Следователно, въз основа на съществуваща изследователска литература, прегледът обсъжда ролята и механизма на G. lucidum при стомашно-чревния рак от четири аспекта от гледна точка на китайската и западната медицина:

• първо, основните характеристики на G. lucidum ;
• второ, напредък в анти-стомашно-чревните раковите ефекти на G. lucidum; 
• трето, клинично приложение на G.lucidum ;
• четвърто, перспективата за G. lucidum , така че да предостави идеи и теоретична основа за по-нататъшно развитие и клинично приложение на G. lucidum при стомашно-чревния рак.

Основните характеристики на гъбите Рейши

     G. lucidum е сладък и гладък на вкус, връща се към енергийните меридиани на сърцето, белите дробове, черния дроб и бъбреците. Регистриран е в китайската фармакопея за ефикасността на ободряване на Чи, успокояване на ума и облекчаване на кашлица и астма. Това е пример за древно лекарство и е известно като гъба на безсмъртието и е широко разпространена по целия свят, особено в Китай, Япония и Корея [ 18 , 19 ].

     Билковата класика на Sheng Nong, най-ранната фармацевтична монография в Китай, изброява G. lucidum, като най-високо качество и описва ефикасността, която има функцията на разсейване на свързванията и разделена на зелено, червено, жълто, бяло, черно, лилаво според цвят на G. lucidum .

     Освен това Компендиумът на Materia Medica, смятан за най-изчерпателната медицинска литература в историята на традиционната медицина в Китай, ясно изтъква, че G. lucidum има ефект на ободряване на далака и стомаха и попълване на Чи, защита на черния дроб, и така нататък, той се използва широко при заболявания на храносмилателния тракт. Тези ефекти на G. lucidum са цитирани, като класически от следващите поколения лекари и продължават и до днес. Досега Държавната администрация по храните и лекарствата на Китай ( https://www.nmpa.gov.cn/datasearch/search-result.html ) е одобрила различни лекарства на базата на G. lucidum за клинична употреба, като капсули и таблетки от G. lucidum, които имат ефект на успокояване на сърцето, успокояване на ума и укрепване на далака и стомаха;

    Инжекцията Shuganning, която съдържа активната съставка на G. lucidum , има добър ефект за редуциращ ензим, облекчаване на жълтеницата и противовъзпалително действие при лечението на вирусен хепатит и други чернодробни заболявания; „G. sinense polysaccharide tablets” са одобрени като съпътстващи терапевтични средства за левкопения и хемопоетични увреждания, причинени от химиотерапия/лъчетерапия по време на лечение на рак през 2010 г. [ 20 , 21 ].

     G. lucidum съдържа различни биоактивни съединения, като тритерпеноиди, полизахариди, протеини, ензими, витамини, аминокиселини, флавоноиди, стероиди, алкалоиди и минерали [ 19 , 22 ].

     Тритерпеноидите и полизахаридите на G. lucidum са обект на основно внимание на проучванията поради техните съществени фармакологични характеристики. Тритерпеноидите на G. lucidum (GLT), вторични метаболити на G. lucidum , са силно окислени производни на ланостан [ 23 ], които включват главно ганодерови киселини (GA), луциденови киселини (LA), ганодериол, ганодермантриол, луциалдехид и ланостаноид.

По-специално, ганодеровата киселина привлече широко внимание поради значителната си антитуморна активност. Структурна формула на обикновена ганодерова киселина, показана на фиг. 2.

Методите за екстракция на Тритерпеноидите на G. lucidum включват традиционни методи за екстракция, като екстракция с органичен разтворител, ултразвукова екстракция и екстракция чрез ензимолиза, както и съвременни методи за екстракция като суперкритична флуидна екстракция и екстракция с импулсно електрическо поле с високо напрежение [24 ] . Повечето Тритерпеноиди на G. lucidum имат горчив вкус и колкото по-силен е горчивият вкус, толкова по-високо е съдържанието на Тритерпеноиди.

     Полизахаридите на G. lucidum (GLP) са мулти-въглехидратна молекула, състояща се от дълги вериги от най-малко десет монозахаридни единици, свързани заедно с гликозидни връзки, α-D-глюкани, β -D-глюкани и полизахарид-протеинов комплекс са основните активни съставки [ 25 ]. Сред методите за разделяне на Полизахаридите на G. lucidum екстракцията с гореща вода е най-често срещаната, следвана от утаяване с метанол или етанол. Освен това се използват и ултразвукови, микровълнови и ензимни методи [ 26 ]. Разликата в структурата на основната верига и страничната верига на Полизахаридите на G. lucidum доведе до разнообразието във физиологичната активност. Колкото по-дълга е структурата на основната верига, толкова по-голяма е биомасата, толкова по-висока е биологичната активност.

     Тук антитуморните свойства на биоактивните съединения и екстракти от G. lucidum чрез инхибиране на пролиферацията, индуциране на апоптоза, инхибиране на метастази и регулиране на автофагията са рекомбинирани в ​Таблици 1, 2, 3, 4 и 5 за справка въз основа на данни от изследвания, публикувани през последните 20 години.

     Понастоящем изследванията на G. lucidum са склонни да бъдат една единствена активна съставка. Проучванията показват, че Полизахаридите на G. lucidumможе да инхибира затлъстяването, хиперлипидемията, възпалението и натрупването на мазнини при C57BL/6 J мишки, предизвикани от диета с високо съдържание на мазнини (HFD) и механизмът е свързан с повишената регулация на toll-like рецептор 4 (TLR4) /фактор на миелоидна диференциация 88 (MyD88)/неканоничен ядрен фактор-κB (NF-κB) сигнален път [ 90 ].

     Тритерпеноидите на G. lucidum облекчава когнитивното увреждане и намалява броя на заплитанията на нервните влакна в APP/PS1 трансгенни AD моделни мишки чрез инхибиране на апоптозата и инактивиране на rho-асоциираната навита киназа (ROCK) сигнален път. In vitro експерименти, Тритерпеноидите на G. lucidum насърчава пролиферацията на хипокампалните неврони и има антиоксидантни ефекти [ 9 ].

     GA-A, като един от най-разпространените тритерпеноиди в G. lucidum , може да подобри алкохолното чернодробно увреждане чрез регулиране на състава на чревната флора (повишаване на съдържанието на Aerococcus, Bilophila и Bifidobacterium) и спектъра на чернодробния метаболизъм, както и нивата на иРНК на гените свързани с липидния метаболизъм и възпалителния отговор в черния дроб [ 91 ].

      В допълнение, биоактивните съединения на G. lucidum , независимо дали се използват самостоятелно или заедно с лекарства, са доказали своята ефективност при превенцията и лечението на множество заболявания. Li et al. демонстрира ефектите против стареене на препарат от G. lucidum , съдържащ тритерпени и полизахариди. Може да подобри структурата и функцията на тестисите при мъжки мишки на средна възраст чрез намаляване на оксидативния стрес, поддържане на митохондриалната хомеостаза и инхибиране на клетъчната апоптоза [ 92 ].

     El-Khashab и др. разкриха, че аторвастатин и G. lucidum могат да имат антитуморна, проапоптозна и антиангиогенна активност чрез потискане на туморния растеж в солиден тумор на Ehrlich. По-специално, комбинацията от двете лекарства подобрява антитуморната активност [ 93 ].

     Юан и др. показаха, че комбинираният препарат от G. lucidum и Rhodiola Rosea може значително да облекчи когнитивното увреждане, да подобри реакцията на оксидативен стрес, да предизвика имуноусилващ ефект и да намали секрецията на възпалителни фактори при плъхове със стареещ модел, индуцирани от D-галактоза. Възможният механизъм е да се блокира NF-κB сигнализиращият път чрез намаляване на съдържанието на протеин MyD88 при плъхове [ 94 ]. Като цяло G. lucidum си сътрудничи с други лекарства, за да произведе широк спектър от фармакологични ефекти.

Напредък в анти-раковите ефекти на гъбите Рейши в стомашно-чревния тракт

     Стомашно-чревния рак е най-честият в света и една от основните причини за смърт. G. lucidum е широко използван натурален продукт с хомология на лекарството и храната има предимствата на по-малко нежелани реакции и многоцелева регулация и често се използва при лечението на стомашно-чревен рак. За да се разработи ефектът на G. lucidum върху стомашно-чревния рак проучването събра данни от статии, публикувани през последните 20 години, като се позовава на четиринадесет маркера на рак [ 95 ]. G. lucidum проявява анти-туморна активност главно чрез инхибиране на пролиферацията, индуциране на апоптоза, инхибиране на метастази и регулиране на автофагията (фиг. 3, ​Таблица 6).

В Таблицата:

ESCC Езофагеален плоскоклетъчен карцином; GLE G. lucidum плодно тяло; QCT кверцетин; GLSP, полизахарид от спори на G. lucidum ; EGLP G. lucidum полизахарид ензимен хидролизат; MGL метанолов екстракт от G.lucidum ; GLR G. lucidum рибонуклеаза; EGL етанолов екстракт от G.lucidum ; WGL водни екстракти от G. lucidum

Ролята на Рейши в клетъчната пролиферация

    Клетъчната пролиферация, жизненоважен компонент на клетъчния растеж и диференциация, също е важна жизнена характеристика на организмите. При рака обаче анормалната клетъчна пролиферация е ключова връзка за насърчаване на неговото развитие [ 115 ]. Следователно, инхибирането на пролиферацията на клетките е ефективен начин за борба с рака.

     WGL инхибира HCT116 CRC клетъчна пролиферация, индуцирана от клетъчна агрегация във фаза G2/M, вероятно чрез регулиране надолу на циклин А и В1 и регулиране нагоре на р21 и р27. Изследвания върху туморогенезата при голи мишки показват, че WGL причинява свиване на тумора [ 70 ].

     Освен това, Liu et al. установи, че плодно тяло на Рейши индуцира апоптоза, аутофагия и G0/G1 фаза спиране на клетъчния цикъл, следователно инхибира клетъчната пролиферация в HCT116 клетки [ 112 ]. Като такъв, G. lucidum може да бъде проспективен, надежден терапевтичен метод за колоректаления рак.

В друго проучване прахът от спори на G. lucidum може да инхибира пролиферацията, миграцията и инвазията на Езофагеален плоскоклетъчен карцином клетки чрез фосфоинозитид 3-киназа (PI3K)/протеин киназа B (AKT)/мишена на рапамицин при бозайници (mTOR) и извънклетъчна сигнал-регулирана киназа (ERK) път [ 96 ].

Супер критичният течен екстракт от G. lucidum (общ компонент, TC), неговият киселинен компонент (AC) и неутрален компонент (NC) показаха анти хепатомна активност. NC или TC инхибират клетъчния растеж чрез спиране на клетъчния цикъл в G2/M фаза, докато AC инхибира клетъчния растеж чрез предотвратяване на трансформацията от G1 към S фаза [ 103 ].

Ганодерова киселина, произведена от потопена във вода G. lucidum, при 500 mg/mL, причинява почти 70% инхибиране на растежа на човешка хепатомна клетъчна линия BEL7402, но не и на нормална човешка чернодробна клетъчна линия L02 [ 27 ].

GA-Me, чист ланостан тритерпен, изолиран от G. lucidum , потиска пролиферацията, причинява фрагментация на ДНК и значително активира каспаза-9 и каспаза-3 в клетки HCT116. Освен това бяха проведени изследвания за секвениране на целия транскриптом и биоинформатика върху клетки HCT116 със или без GA-Me, резултатите предполагат, че GA-Me е ново мултицелево съединение с екстензивни фармакологични ефекти и молекулярни механизми. Това проучване предостави нова перспектива за задълбочен анализ на GA-Me [ 41 ].

    Полизахаридите на G. lucidum (GLP), комбиниран с гинзенозид Rg3, и оридонин може едновременно да се насочи към множество сигнални пътища за ефективно инхибиране на прогресията на Хепатоцелуларен карцином, включително регулиране на имунната функция, намаляване на ангиогенезата и забавяне на пролиферацията [ 104 ].

     AGA е комбинация от традиционната китайска медицина екстракт от еленов рог (A), G. lucidum (G) и Antrodia camphorata (A). Peng и др. демонстрира, че екстрактът от AGA има потенциал да инхибира пролиферацията, метастазите чрез индуциране на апоптоза при рак на дебелото черво. Основният механизъм на тези ефекти може да бъде медииран чрез p53-независим/независим път. Очаква се, че AGA екстрактът е ново билково противораково лекарство за лечение на рак на дебелото черво [ 110 ].

Ролята на Рейши в клетъчната апоптоза

     Апоптозата е спонтанен програмиран процес на смърт в тялото, който е рутинен физиологичен феномен в многоклетъчните организми [ 116 ]. Понастоящем има два основни пътя на клетъчна апоптоза: екзогенен (апоптоза, индуцирана от рецептор на смъртта) сигнален път, ендогенен (медиирана от митохондриите апоптоза) сигнален път. В допълнение, ендоплазменият ретикулум (ER) също участва в клетъчната апоптоза [ 117 ].

     Каспазите и В-клетъчният лимфом-2 (Bcl-2) са ключовите части на клетъчната апоптоза [ 118 , 119 ]. Полизахарид ензимен хидролизат от Рейши може да активира апоптоза в HCT-116 клетка чрез регулиране нагоре на експресията на Bcl-2 свързан X протеин (Bax), фосфо-ERK (p-ERK) и разцепена каспаза-3, понижаване на експресията на Bcl-2 , фосфо-серин/треонин киназа 1 (p-AKT1) и циклооксигеназа-2 (COX-2) [ 75 ].

     Полизахаридите на G. lucidum инхибира растежа и метастазите на HCT 116 клетки чрез регулиране на експресията на каспаза-8, синтаза на мастни киселини (Fas) и каспаза-3 чрез вътреклетъчно освобождаване на калций и рецепторни пътища за смърт [ 73 ].

Jang и др. демонстрира, че етанолов екстракт от G.lucidum задейства апоптоза чрез активиране на вътрешния каспазен път заедно с медиирания от рецептора на смъртта (DR) външен път, като по този начин инхибира растежа на AGS клетки [ 100 ]. Анормалното активиране на сигналния път на PI3K/AKT може да насърчи пролиферацията и да инхибира апоптозата на раковите клетки [ 120 ].

Шен и др. демонстрира, че полизахаридите на G. lucidum може да потисне пролиферацията и миграцията на SK-HEP-1 и Huh-7 клетки чрез регулиране на PI3K/AKT сигналния път и да индуцира спиране на G1 клетъчния цикъл и апоптоза [ 105 ].

По подобен начин, полизахарид от спори на G. lucidum може да промени полярността на макрофагите и да индуцира апоптоза на хепатоцелуларен карцином клетки чрез задействане на PI3K/AKT сигнален път [ 106 ].

Ras/Raf/митоген-активирани протеин кинази (MAPK)/екстрацелуларен сигнал-регулирана киназа (MEK)/ERK сигнализиращ път е един от жизненоважните регулаторни пътища на апоптозата на туморните клетки. Zhu и др. установено, че G85, богат на тритерпеноиди екстракт със супер критичен CO ₂ под високо налягане от G. lucidum , може значително да инхибира пролиферацията и да индуцира апоптоза на чернодробни ракови клетки чрез потискане на Ras/Raf/MEK/ERK сигнален път [ 121 ].

Освен това Zhong et al. демонстрира, че полизахаридите на G. lucidum може да индуцира апоптоза на човешки GC клетки чрез намеса в потока на автофагията и потвърди, че прахът от спори на G. lucidum има силен потенциал да инхибира пролиферацията на ракови клетки в MKN28, NCI, N87 и AGS клетка [ 14 ]. Освен това авторът изследва молекулярния механизъм на G. lucidum срещу GC въз основа на технологията за молекулярно докинг на мрежова фармакология и клетъчни експерименти и резултатите показват, че G. lucidum играе синергична роля срещу GC чрез многокомпонентни, многоцелеви, и многосигнални канали, сред които апоптозата несъмнено е най-важният сигнален път [ 122 ].

     Съвместното третиране на екстракт от G. lucidum и кверцетин при ниска концентрация синергично намалява клетъчната жизнеспособност и индуцира апоптоза, показвайки антитуморна и антивирусна активност срещу GC клетки, свързани с SNU719 epstein-barr virus (EBV). Забележително е, че добавянето на ганодерова киселина A може да доведе до биологична активност, подобна на тази на екстракта от G. lucidum [ 97 ].

Ролята на Рейши в клетъчните метастази

     Клетъчните метастази играят незаменима роля при появата и прогресията на рака. Метастазите на злокачествения тумор включват цитоскелетно ремоделиране [ 123 ], епителна-мезенхимна трансформация [ 124 ], повишена способност за миграция и инвазия [ 125 ], промяна на микросредата [ 126 ], имунно избягване [ 126 ] и други процеси, което е една от водещите причини на смърт при пациенти с рак и важен фактор, влияещ върху прогнозата на пациентите. Следователно, инхибирането на метастазите на раковите клетки е проспективна терапевтична стратегия за рак.

     Матриксните металопротеинази (ММР), включително желатиназите ММР-2 и ММР-9, са семейство от секретирани или трансмембранни протеини, които могат да разграждат протеините на извънклетъчния матрикс (ЕСМ). MMPs са замесени в много анормални физиологични състояния, включително инвазия на рак и метастази [ 47 ].

     Скорошни изследвания са документирали, че етанолов екстракт от G.lucidum значително инхибира образуването и растежа на ксенотрансплантати в голи мишки и миграцията на HCT116 клетка. Този ефект е свързан със значителното повишено регулиране на E-cadherin и пониженото регулиране на MMP-1 и MMP-2 [ 113 ].

     Публикувано по-рано изследване документира, че плодното тяло на G. lucidum  значително потиска броя на мишките с метастатичен тумор, броя на засегнатите органи и броя на туморните огнища, както и активността на MMP-2 и -9 в серума на мишки [ 109 ].

     In vitro, Weng et al. демонстрира, че антиинвазивният ефект на LAB върху форбол-12-миристат-13-ацетат (PMA)-индуцирани HepG2 клетки може да бъде чрез инхибиране на фосфорилирането на ERK1/2 и намаляване на активиращия протеин-1 (AP-1) и NF-κB ДНК-свързващи дейности, водещи до понижаване на експресията на MMP-9 [ 54 ]. Вероятно MMPs служат като решаваща цел на индуцирана от EGL антиинвазивност в AGS клетки, което може да инхибира експресията на mRNA и протеин на MMP-2 и MMP-9 по дозозависим начин [ 101 ].

     Допълнителен анализ показа, че суперкритичен CO ₂ екстракт от спори на G. lucidum потиска индуцираната от трансформиращия растежен фактор бета1 (TGF-β1) миграция на TFK-1 чрез инхибиране на епителен-мезенхимален преход (EMT) [ 102 ]. Освен това беше наблюдавано в експеримента за надраскване на клетките LoVo, че миграцията е значително инхибирана след инкубиране с 0,625–10 mg/mL GLP, което може да е свързано с повишена регулация на експресията на Fas и каспаза-3 протеин и понижена регулация на поли ( Експресия на ADP-рибоза) полимераза (PARP) протеин [ 114 ],

    Полизахаридите на G. lucidum (GLP) може също да възпрепятстват миграцията на HepG2 чрез понижаване на експресията на протеин на васкуларен ендотелен растежен фактор (VEGF) [ 108 ]. Хуанг и др. откри, че GL-PP може значително да инхибира миграцията на HCC (Huh7). След повишаване на концентрацията на GL-PP, инхибирането на миграцията става все по-очевидно, показвайки връзка доза-ефект. Въпреки това, специфичният механизъм на GL-PP, инхибиращ миграцията на Huh7, остава да бъде проучен допълнително [ 107] .].

     В друго проучване HepG2 и SMMC7721 човешки HCC клетъчни линии са третирани с GA-A при различни концентрации за 24, 48 и 72 часа. Експериментът Transwell беше приет за тестване на клетъчната миграция и инвазия и резултатите разкриха, че в сравнение с контролната група, броят на клетките, мигрирали към долната камера през мембраната, и броят на инвазивните клетки бяха видимо намалени при лечението с ганодерова киселина A група ( P  <0.01) [ 29 ].

Ролята на гъбите Рейши в клетъчната автофагия

     Автофагията е основен процес за поддържане на стабилността на вътреклетъчната среда. При регулацията на гените, свързани с автофагията, дефектните органели и макромолекули се елиминират от лизозомите [ 127 ]. Автофагията играе роля с две остриета в туморите, може да подобри или блокира оцеляването на туморите в зависимост от етапите на туморите и различните туморни тъкани [ 128 ]. Това предполага, че регулирането на автофагията може да бъде ефективна стратегия за интервенция за лечение на рак.

    G. lucidum рибонуклеаза (GLR) е протеин, изолиран от G. lucidum , който инхибира активността на колоректалния рак. Дан и др. съобщава, че инхибира активирането на аутофагията на клетки HT29 и HCT116, с натрупване на P62, регулиране нагоре на лека верига 3-I (LC3-I) и регулиране надолу на LC3-II [ 77 ]. Също така, ефектът на ганодерова киселина-D върху клетки на езофагеален плоскоклетъчен карцином  разкри, че може да активира аутофагията и да насърчи образуването на автофагозоми, заедно с блокиране на сливането на аутофагия и лизозома, за да предизвика клетъчна смърт на автофагия [ 38 ].

     Reis и др. наблюдава, че MGL насърчава образуването на автофагозоми (типични автофагични вакуоли) в човешки GC клетки и експресията на p62 и LC3-II протеини се повишава, когато клетките се стимулират с MGL и лизозомни протеазни инхибитори в сравнение само с MGL. Тези резултати потвърждават, че екстрактът от G. lucidum е индуктор на автофагия [ 98 ].

     Всъщност, някои изследователи по-рано съобщаваха, че метанолов екстракт от G.lucidum има ефект на намеса в автофагията и клетъчния цикъл върху растежа на AGS клетка [ 99 ].

     Пан и др. проведе някои интересни експерименти, за да демонстрира, че полизахаридите на G. lucidum могат да индуцират автофагия и апоптоза на CRC HT-29 и HCT116 клетки чрез активиране на MAPK/ERK пътя. In vivo, полизахаридите на G. lucidum може да инхибира растежа и автофагичния поток на туморни клетки. Тези резултати предполагат, че полизахаридите на G. lucidum може да се използва като индуктор за започване на автофагия, а също и като иновативен инхибитор на автофагичния поток чрез блокиране на сливането на автофагозома-лизозома [ 71 ].

     Thyagarajan и др. показват, че тритерпеноидите на G. lucidum потискат растежа на НТ-29 клетки чрез спиране на клетъчния цикъл във фазата G0/G1 и чрез индуциране на програмираната клетъчна смърт тип II, аутофагия. Освен това, тритерпеноидите на G. lucidum също инхибират растежа на тумори в ксенотрансплантатен модел на рак на дебелото черво [ 111 ].

Клинично приложение на гъбите Рейши

     Клинично, анти-туморният ефект на G. lucidum се постига предимно чрез засилване на имунната система. Има няколко клинични проучвания, които са проведени изключително върху G. lucidum, докато повечето от клиничните проучвания са направени в комбинирана терапия с химиотерапия, лъчетерапия и други лекарства за лечение на рак [ 129 – 131 ]. Нещо повече, резистентността към множество лекарства (MDR) е основна пречка за успешната туморна терапия, водеща до генериране на нечувствителни ракови клетки към прилаганата терапия [ 132 ]. Съответно, ролята на G. lucidum в обръщането на резистентността също предизвика интереса на някои изследователи и съответните клинични проучвания постепенно се провеждат.

Заключение и бъдеща перспектива

     Ракът на стомашно-чревния тракт е сериозно заболяване, застрашаващо живота и здравето на хората. Гъбите Рейши, традиционен природен продукт, имат несравними предимства при лечението на стомашно-чревен рак поради широкия си спектър от фармакологични дейности и пътища на приложение. Този преглед обобщава основните характеристики на G. lucidum , противо-туморните свойства на неговите съединения и екстракти и напредъка на изследванията на G. lucidum при лечението на рак на стомашно-чревния тракт през последните 20 години, като се фокусира върху механизма на анти-GI рак и клинично приложение.

     Настоящите проучвания потвърждават, че фармакологично активните съединения и екстракти от гъба Рейши имат ясни анти-стомашно-чревни ракови ефекти. Сред тях ганодерова киселина, като ганодерова киселина-A, ганодерова киселина-B, ланостан тритерпен и ганодерова киселина-D, са показали изключителни предимства при анти-GI рак, особено при обръщане на мулти-лекарствената резистентност и се очаква да бъде потенциален лидер на анти-стомашно-чревни лекарства за тумори.

В допълнение, няколко проучвания показват, че G. lucidum може да проявява синергични ефекти или превъзходни анти-туморни действия в комбинация с други агенти/лекарства, което може да бъде привлекателна алтернатива в бъдещото клинично проучване на G. lucidum [ 93 , 97 , 153 ] .

Все още обаче има някои проблеми:

• първо, въпреки че изследването на анти-туморния ефект на G. lucidum е достигнало молекулярно ниво, неговата директна цел и специфичен молекулен механизъм все още са неясни и са необходими по-задълбочени изследвания
• второ, изследванията върху фармакологичното действие на G. lucidum са предимно ограничени до основни изследвания като клетки, животни и са докладвани малко клинични проучвания. Поради това са необходими допълнителни клинични изпитвания и медицина, основана на доказателства, за да се оцени безопасността и ефективността на G. lucidum при лечението на човешки рак
• трето, тенденцията за комбинирана терапия на G. lucidum не е достатъчно зряла и съответните изследователски данни трябва да бъдат допълнително подобрени.

     Комбинацията от Рейши с химиотерапия, лъчетерапия и други лекарства може да бъде ефективен начин за постигане на допълнителни предимства, намаляване на токсичността, повишаване на ефективността и по този начин контролиране на пролиферацията и метастазите на туморни клетки.

     В заключение, този преглед предлага изчерпателен преглед на текущия напредък в изследванията върху G. lucidum , като същевременно обмисля бъдещи насоки в изследването на неговите потенциални анти-туморни ефекти. Това служи като ценна справка за последващи изследвания, свързани с G. lucidum .

     Въпреки факта, че съществуващите изследвания върху G. lucidum все още не са достигнали точката да се превърнат в основен клиничен метод за противо-туморно лечение, той има потенциал. Непрестанното, задълбочено изследване на патогенезата на рака и свойствата на G. lucidum може да проправи пътя за потенциалното му приложение в антитуморна терапия. Това непрекъснато изследване допринася значително за по-широката сфера на анти-туморни изследвания, особено тези, включващи естествени фармацевтични съставки на гъбата Рейши.

Резюме

Въведение

     Йерба Мате, Ilex paraguariensis A.St.-Hil., от семейство Aquifoliaceae, е дърво, чиито листа ( Mate folium ), след като са изсушени и изпечени, се използват за приготвяне на парагвайския чай, известен като „Yerba Mate“. Родът Ilex включва около 450 вида, растящи в тропическите райони на Южна Америка и Азия. Дърветата Ilex се намират изключително в Южна Америка: в Северна Аржентина, Южна Бразилия, Уругвай и Парагвай, където покриват площ от приблизително 540 000 km 2 ^[ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ] . Листа от падуба на I. paraguariensisима монографии на ЕМА, а отскоро и фармакопейна монография (в допълнение 9.4 към Европейската фармакопея) [ 6 , 7 , 8 ].

     I. paraguariensisе субтропично, двудомно, вечнозелено дърво, което расте от 8 до 15 m. Твърдите многогодишни листа са с дължина 8 см, маслиненозелени на цвят, по-тъмни отгоре. Имат яйцевидна форма с клиновидна основа, назъбен ръб и тъп връх. Парагвайският падуб цъфти от октомври до ноември. Има малки, бели, копринени цветове (обикновено четирилистни), събрани в съцветия по върховете на клоните. Плододава от март до юни. Плодовете са червени или червеникавокафяви зърна с диаметър 5–8 mm, съдържащи 4–5 жълти семена с твърда обвивка, които се разпръскват от птиците. В много очевидно узрели семена има остатъчен зародиш, така че периодът от сеитбата до покълването може да бъде дълъг. Дървото изисква висока влажност през цялата година, валежите не трябва да са по-малко от 1200 mm, докато е по-малко чувствително към температурни колебания и може да издържи дори -6 °C [1 , 9 , 10 ].

     Думите „Йерба мате” произлизат от два езика (испански и кетчуа) и буквално означават „билки от калебаш”, тъй като листата на мате се варят в специални съдове, направени от изсушени плодове от калебаш. Първите, които са използвали Yerba Mate в естествената му среда, са индианците гуарани. През 16 век в тази област идват йезуитите, които не само оценяват предимствата на напитката, но скоро (около 1670 г.) започват професионално да култивират и търгуват с листата на парагвайския падуб, откъдето идва и напитката, приготвена от листата става известен като парагвайски, мисионерски или йезуитски чай. След разпускането на ордена през 1775 г. насажденията, управлявани от монасите, са унищожени и диви. Трудното изкуство за култивиране на това растение е възобновено едва в средата на 20 век [ 1 , 9 ,11 ].

     Производството на чай Yerba Mate в трите основни страни (Аржентина – най-големият производител, Бразилия и Парагвай) се оценява на около 1,4 милиона тона годишно, от които само по-малко от 5% се изнасят, докато по-голямата част, като национален продукт, е предназначен за вътрешно потребление, например около 80% в Бразилия [ 3 ].

Обработка на Yerba Mate

     Отглеждането и прибирането на Йерба Мате се извършват по различни начини в зависимост от региона. Суровината се получава от дървета, растящи в естествени условия, както и от насаждения или дървета, засадени в дивата природа. Производственият процес на чай Yerba Mate протича в няколко етапа, които в зависимост от производителя и желания вкус на чая се различават по времетраене, температура и вид дървесина, използвана за изпичане и сушене на продукта.

Производственият процес на чай Yerba Mate включва:

     Начинът, по който се консумира Yerba Mate е различен във всяка южноамериканска страна поради разликата в обичаите между местните южноамериканци и европейските колонизатори на тези страни. Традиционният Yerba Mate се приготвя в съдове, наречени matero , направени от калабаш, дърво или порцелан. Сухият чай се изсипва в матерото в количество 1/4 или малко повече от обема му, залива се с вода с температура 65–80 °C до около 2/3 от обема на съда и се оставя за 3– 5 минути. Напитката се приема през тръба, наречена бомбила.

     На чая може да му се долива с водата много пъти, около шест-седем пъти, докато загуби вкуса си. Традиционните продукти, консумирани в Аржентина, Уругвай и Бразилия, приготвени чрез заливане с гореща вода върху листата, се наричат ​​„мате“, „мате „ кочидо “ или „ чимарао “. В Парагвай и югозападна Бразилия популярна напитка е „ tereré “, приготвена чрез заливане със студена вода върху листата и често сервирана с лимон или друг цитрусов плод [ 1 , 2 , 3 , 5 , 15 ].

     В страните, където Yerba Mate се среща в естествено състояние, средната консумация на сушени листа се оценява на 12–23 g/ден (=1 л. напитка). Най-високото потребление на глава от населението на Yerba Mate се отбелязва в Уругвай с 8-10 кг./година, в Аржентина около 6-5 kg/година и в Южна Бразилия 3-5 kg/година [1 , 3 , 9 , 16 ].

     В допълнение към традиционните напитки Yerba Mate, концентрираните екстракти се използват във фармацевтичната, козметичната и хранително-вкусовата промишленост. Нарастващият интерес се дължи на разработването на по-здравословни храни, особено тези, които са естествено богати на биоактивни фенолни съединения със защитен ефект срещу развитието на хронични заболявания.

     Въз основа на базата данни на Derwent Innovations Index, броят на заявките за патенти за продукти, базирани на Yerba Mate, непрекъснато се увеличава от 2008 г. [ 17 ], включително добавки за намаляване на нивата на глюкоза или холестерол, лечение на метаболитен синдром и затлъстяване, както и срещу оксидативен стрес и неговите последствия. 

     Един такъв патентован препарат за контролиране на загубата на тегло при хора е “YGD”, съдържащ 112 мг. Yerba Mate, 95 мг. Guarana (семена отPaullinia cupana ) и 36 мг. Damiana (листа от Turnera diffusa var. Aphrodisiaca ) [ 18 ]. В допълнение, листата на мате се използват за производство на студени безалкохолни напитки, като съставки на енергийни напитки и продукти, насърчаващи разграждането на алкохола и ацеталдехида.

     Интересното е, че обещаващата роля на Yerba Mate е потвърдена от скорошни проучвания на биоразградими и функционални опаковки за храни. Добавянето на екстракт от Yerba Mate към хидролизирани нишестени мембрани, поради неговата антиоксидантна активност и промяна на цвета при различно рН, значително увеличава пластификацията и ускорява разграждането на опаковката [ 19 ].

Химични съединения

     Yerba Mate съдържа множество химични съединения, включително хранителни вещества: въглехидрати (80,71%), протеини (4,09%) и мазнини (0,90%). В допълнение, той съдържа множество вторични метаболити, особено пуринови алкалоиди (кофеин, теобромин), полифеноли (фенолни киселини, флавоноиди) и терпени (сапонини, каротеноиди), както и минерали и витамини [1 , 2 ] .

Фармакологична активност

     Листата на Yerba Mate са използвани от векове за приготвяне на обикновени напитки за консумация и едва в края на 20-ти век научните изследвания започват да тестват химичния му състав и ефектите му върху човешкото тяло. В днешно време дори се предполага, че парагвайският чай е по-добра алтернатива на кафето, а интересът към консумацията му е свързан главно със стимулиращия му ефект върху централната нервна система, предизвикан от консумацията на кофеин.

     Ефектът на напитките от I. paraguariensis върху човешкото тяло се дължи и на наличието на полифеноли с антиоксидантни свойства и сапонини, както е потвърдено от множество in vitro, in vivo и дори клинични изследвания. 

     Yerba Mate, като мощен антиоксидант, понижава холестерола, предотвратява пероксидацията и понижава липидите в кръвта и тъканите, така че може да се използва за намаляване на затлъстяването, хипертонията и диабета. Освен това има противовъзпалително и антибактериално действие и дори предотвратява някои видове рак. Поради своите термогенни свойства, консумацията на Yerba Mate също стана много популярна сред спортистите [ 1 , 9 ].

Yerba Mate, като функционална хранителна съставка

     Редовната консумация на напитки Yerba Mate се категоризира, като прием на функционална храна поради неговите антиоксидантни, противовъзпалителни, кардиопротективни, предпазващи от дислипидемия и инсулинорезистентни свойства. Редица статии съобщават за резултати от предклинични и клинични проучвания, които предполагат, че консумацията на Yerba Mate може да бъде интересен хранителен източник за хората за минимизиране на някои сърдечно-съдови рискови фактори [ 3 ].

     Комбинирането на физическа активност с функционални храни подобрява метаболитните и сърдечно-съдовите защитни ползи и осигурява основа за превенция на диабет тип 2, свързан с начина на живот.

     В проучване с различни групи мъже и жени са установени положителни ефекти върху метаболизма, ситостта и състоянието на настроението (фокус, енергия и концентрация) при различни интензитети на упражнения и след консумация на 1-2 г. Yerba Mate, както и повишено окисление на мастни киселини и разход на енергия от окисление на мастни киселини с приблизително 23%. Комбинираните ефекти от упражненията и консумацията на Мате върху резултатите от метаболитния, психомоторния и контрола на апетита са от съществено значение за проектирането на оптимизиран начин на живот за хора със затлъстяване и тези с диабет тип 2 [59 , 84 ] .

     Като богат естествен източник на хлорогенна киселина, наред с други, Yerba Mate може да се добавя към хранителни продукти, за да се увеличи тяхната хранителна стойност. Герке и др. определя най-добрите условия за екстракция на суровината, за да осигури максимален добив и качество на водния екстракт (30 минути, 80 °C, разбъркване 400 оборота в минута). Напитките, получени при тези условия, се характеризират с високи концентрации на хлорогенна киселина, кофеин и теобромин, съответно 591,81, 814,90 и 122,56 mg/L [85] .]. 

     По подобен начин проучването на Fenoglio et al. демонстрира, че изсушаването чрез пулверизиране на екстракта от Yerba Mate осигурява по-ниско съдържание на влага, както и най-високо съдържание на полифенол (135,4 mg GAE/g екстракт) и окислителна стабилност в сравнение с лиофилизирани проби. Отбелязано е, че изсушеният чрез пулверизиране прах Yerba Mate може да се използва в хранително-вкусовата промишленост, като антиоксидантна хранителна добавка, например, тъй като повишава окислителната стабилност на майонезата [86 ] .

Коментар от Orange Pear:

Молим да обърнете особено внимание на следващите редове!

В следваща статия ще обърнем повече внимание на потенциалната токсичност на Yerba Mate!

Потенциална токсичност на Yerba Mate

     Освен благоприятните за здравето ефекти на Yerba Mate, има и доклади за неговата токсичност. В проучвания, проведени в страни с много по-висока от средната консумация на Yerba Mate, пиенето на тази напитка е статистически свързано с повишена честота на рак, главно на хранопровода, но също и на устната кухина, фаринкса и ларинкса, и дори на белите дробове, стомаха, дебелото черво, ректума, бъбреците и пикочния мехур.

     Традиционния начин за приготвяне на напитката включва изливане на вода върху едни и същи листа няколко пъти и изпиване на всички получени части от напитката. Проучванията показват, че само такава консумация увеличава риска от заболяване поради поглъщането на токсични полициклични ароматни въглеводороди (PAHs), докато случайната чаша Yerba Mate, направена от една порция листа, не осигурява повече PAHs от обичайната диета [9 , 14 , 39 , 55 , 87 , 88 , 89 ].

     Доказано е, че PAHs могат да се натрупват в Yerba Mate в резултат на замърсяване на почвата и атмосферата, както и в резултат на тяхното освобождаване в пещта от изгорели дърва за огрев по време на печене на суровината при много високи температури [39 ] . 

     Многобройни проучвания показват значителни разлики в общото съдържание на PAHs, вариращо от 194 ng/g до 9001 ng/g в изсушените листа на Yerba Mate. От друга страна, концентрацията на benzo[α]pyrene се счита за основния човешки канцероген, вариращ от 0–603 ng/g сух материал (известните допустими нива на това съединение в храната са 0,001–0,01 mg/kg прясно тегло ), докато за водните екстракти от Yerba Mate са извлечени най-много 10% от това съединение [ 90]. Различното съдържание на benzo[α]pyrene в инфузиите на Yerba Mate може да е резултат от разликите в съдържанието на PAH в изсушената суровина и в процедурите, използвани за приготвяне на инфузии, като съотношението на сухи листа към вода, температура на водата и/ или продължителност на инфузията [ 91 ].

     Не може да се изключи, че пиенето на горещи инфузии Yerba Mate причинява термично увреждане на лигавицата на хранопровода или ускоряване на метаболитните реакции, включително образуването на канцерогенни вещества, което увеличава риска от рак на хранопровода. Има съобщения от различни региони на света, включително Иран, за повишена честота на рак на хранопровода при консумация на различни много горещи напитки (кафе, чай) и храни [ 14 , 88 , 92]. 

     Контролен случай на 131 индивида с рак на хранопровода и 381 здрави субекта, които декларират анамнеза за консумация на студени, топли, горещи или много горещи напитки Yerba Mate, е проведено в болница в Парагвай. В изследваната популация се наблюдава, че температурата на напитката е важен рисков фактор за рак на хранопровода, а не количеството или продължителността на консумация, докато пиенето на студена напитка не повишава този риск.

     Комбинирано контролно проучване от Аржентина, Бразилия, Парагвай и Уругвай (1986–1992 и 1988–2005), включващо 1400 случая на езофагеален плоскоклетъчен карцином, показва, че честотата на този рак не само нараства с кумулативния прием, но и с увеличаването на температура на изпитата напитка Yerba Mate [ 93]. 

     Цитираните заключения се допълват от многостранно клинично проучване, проведено в Уругвай между 1990 и 2004 г., което включва 13 201 участници от четирите най-големи болници в Монтевидео. Целта е да се проучи връзката между консумацията на Yerba Mate и риска от 13 вида рак. Проучването установи, че пиенето на горещи напитки Yerba Mate е силно свързано с рак на хранопровода, белия дроб и пикочния мехур и значително с рак на шийката на матката, простатата и бъбреците. Раковите заболявания на горните дихателни пътища (уста, фаринкс и ларинкс) са слабо свързани с консумацията на Yerba Mate, докато не се наблюдава такъв ефект при рак на стомаха, дебелото черво, ректума и гърдата [94 ] .

     Резултатите от цитираните проучвания подкрепят хипотезата, че канцерогенността на Yerba Mate е свързана със съдържанието на PAHs, особено в напитките, които са много горещи. Промяната на производствения процес на Yerba Mate може да намали този потенциален риск [ 95 ].

Обобщение

     Листата на Ilex paraguariensis , известни още като Йерба Мате, Yerba Mate, са основната суровина, използвана за производството на традиционните южноамерикански напитки – сушени и печени Yerba Mate, които се консумират топли или студени от векове.

     Ефектите на инфузиите и екстрактите от Yerba Mate върху човешкото здраве са пряко свързани с наличието на основни химични съединения, като полифеноли, метилксантини и сапонини. Известно е също, че някои токсични съединения, отделяни от горящата дървесина по време на печенето на суровината при висока температура, ограничават консумацията на прекомерни количества напитки, особено приготвени горещи.

     Проучванията, цитирани в тази статия, предоставят информация за потенциалните ползи за здравето от консумацията на Yerba Mate. Те включват антиоксидант (in vitro и in vivo), хипохолестеролемичен, загуба на тегло, кардиопротективен, антидиабетен (при диабет тип 2), противовъзпалителен и противораков ефект. Пиенето на напитки Yerba Mate изглежда оправдано, особено като компонент на функционални храни за хронични заболявания с нарушения на липидния метаболизъм и повишени нива на кръвната захар, затлъстяване и дори възпаление.

Резюме

Въведение

     От началото на 21 век са проведени много изследвания, свързани с окислителния произход на свободните радикали и общата роля на антиоксидантите. Този интерес е генериран, защото свободните радикали са силно реактивни и нестабилни молекули със значително въздействие върху човешката биологична система, въпреки че са неутрални.

     Всъщност някои важни съединения, получени от липиди, като алдехиди, могат да предизвикат отрицателни ефекти върху човешкото здраве, въпреки че тези съединения могат естествено да се образуват по време на обработката на храната, главно свързана с термична обработка [1.1 ] . Значителната активност на радикалите е резултат от атом, който носи несдвоен електрон. Поради тази липса на електрони от външната обвивка, те непрекъснато търсят да се свържат с друг атом или молекула, за да се стабилизират [ 1.2].

     Въпреки антиоксидантните защитни механизми, увреждането на човешките клетки ускорява стареенето и може да играе критична роля в развитието на други заболявания [ 1.3 , 1.4 ]. Допълнителна окислителна модификация на биологични макромолекули (напр. липиди, протеини и ДНК) може да доведе до увреждане на тъканите [ 1.5 ]. При разбирането на тези явления и предотвратяването им може да се постигне по-високо качество на живот.

     Напоследък обширни изследвания са класифицирани в различни видове свободни радикали. Трите основни категории са: реактивни кислородни видове (ROS), реактивни азотни видове (RNS) и реактивни серни видове (RSS), които се образуват съответно от кислородни, азотни и серни атоми [1.6 ] .

Примери за ROS, RNS и RSS включват водороден оксид, водороден пероксид, синглетен кислород, алко-ксирадикал, пероксил-радикал, азотен моноксид, супероксиден анион на азотен оксид, хидроксилни аниони, алкилтиол и др. [ 1.2 , 1.6 , 1.7].

По-конкретно, ROS групата включва продукти на липидна пероксидация и протеинови карбонилни видове, докато RNS групата включва азотен оксид и пероксинитрити.

 Азотният оксид играе ключова роля при увреждане на ДНК, възпаление, растеж на ракови клетки и апоптотична неизправност, въпреки че има продължителност на живота само за част от секундата. В допълнение, пероксинитритите имат потенциал да причинят липидна пероксидация, увреждане на ДНК и дълготрайно увреждане на всички биомолекули.

По същия начин серните видове (RSS) могат да действат в унисон, за да повредят биомолекулите и следователно обширното увреждане на гените в ДНК може да доведе до гени, които произвеждат неефективни протеини [ 1.4 , 1.8 ].].

Произходът на радикалите все още не е добре дефиниран, но собственото ни тяло често произвежда свободни радикали в процеса на разграждане на хранителните вещества, за да създаде енергия, която позволява на тялото ни да функционира.

Ендогенните източници са множество в митохондриите, пероксизомите, ендоплазмения ретикулум, фагоцитните клетки и т.н., докато някои екзогенни източници могат да бъдат замърсяването на въздуха, ултравиолетовата радиация, алкохола, тютюнопушенето, контакта с тежки метали, пестициди и някои лекарства, като халотан и парацетамол [1.9] . ].

За щастие, антиоксидантите могат да неутрализират свободните радикали и да намалят риска от увреждане [ 1.10 ]. Антиоксидантите бързо станаха известни със своите способности за насърчаване на здравето.

По дефиниция терминът „антиоксидант“ се отнася до клас съединения със синтетична или естествена ориентация, които могат да действат, като прекъсващи веригата антиоксидантни инхибитори, спирайки верижната реакция на свободните радикали чрез комплексиране с тях [ 1.11 ] .

Освен спиране на механизма на образуване, едно антиоксидантно съединение трябва да може да улавя радикалите и да образува нови, които са стабилни [ 1.12 ]. Естествени съединения като тези могат да бъдат намерени в плодове, корени, зеленчуци и растения [ 1.13 , 1.14 , 1.15 , 1.16]. В допълнение към това, проучване, проведено от Yashin et al. [ 1.17 ] предполага, че най-много биологично активни съединения се съдържат в различни подправки и билки.

     Основните представители на антиоксидантите са витамините А, С и Е; бета каротин; антоцианидини; феноли; флавоноиди; фенолни киселини и др [ 1.17 ]. Разбира се, естествените антиоксиданти, които се консумират ежедневно в нашата диета, могат да защитят телата ни и да действат като антиканцерогенни агенти. По-високи антиоксидантни и противоракови активности също се демонстрират в случаите, когато има синергичен ефект между различни антиоксидантни естествени молекули [ 1.18 , 1.19 , 1.20 ].

     Ендогенната защита при хората постепенно се подобрява с течение на времето, което води до баланс между свободните радикали и оксидативния стрес. Ензимните антиоксиданти и неензимните оксиданти са двата основни вида антиоксиданти, които се срещат при хората [ 1.6].

     Антиоксидантните защитни механизми се опитват да почистят реактивните кислородни видове и да предотвратят образуването им, въпреки че не винаги са успешни.

     Антиоксидантната мрежа е сложна и съдържа вещества, които са както ендогенни (вътрешни), така и погълнати (екзогенни). Ензимите, наречени супероксид дисмутаза (SOD), превръщат O ₂ в H ₂ O ₂ и го елиминират от тялото [ 1.21 ]. Въпреки това, поради кръвно-мозъчната бариера, антиоксидантите понякога не успяват да осигурят адекватна защита [ 1.22].

     По дефиниция антиоксидантите предотвратяват/инхибират/намаляват окислителните процеси [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 ]. В исторически план индустрията е използвала антиоксиданти за предотвратяване на корозия на метали и вулканизация на каучук [ 2 ]. Съвсем наскоро антиоксидантите се използват, като хранителни консерванти, лубриканти и стабилизатори [ 2]. Пазарните проучвания показват, че стойността на световния промишлен пазар за естествени и синтетични антиоксиданти през 2015 г. е била 2,9 милиарда щатски долара и се прогнозира над 50% общ ръст до над 4,5 милиарда щатски долара до 2022 г.

     В друго проучване Grand View Research прогнозира, че световният пазар за естествени антиоксиданти се очаква да бъде 4,1 милиарда щатски долара до 2022 г. [ 12 ]. Във всеки случай функциите на тези антиоксиданти отговарят на строгата химична дефиниция и не са свързани с телесни функции.

     През последните години има значителен интерес към въздействието на естествено срещащите се фитохимикали в храните, които могат да действат като антиоксиданти в човешкото тяло. Този интерес е възникнал от популярната литература, която определя оксидантите като вредни, а антиоксидантите като антитеза и следователно като здравословни. Има много прегледи на всички аспекти на антиоксидантните анализи и връзката на антиоксидантите със здравето, включително тяхната активност, класификация и приложения [ 2 , 3 , 5 , 10 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ].

Апак и др. [ 15 , 16 ,17 ] публикува прегледи на различни антиоксидантни анализи, техните механизми, предимства и ограничения. Наскоро Gulcin et al. [ 18 ] публикува подробен преглед на in vitro антиоксидантни методи, използвани за определяне на антиоксидантния капацитет на хранителните съставки. По подобен начин Shahidi et al. [ 3 ] и Alam et al. [ 13 ] публикува статии за преглед на in vitro и in vivo антиоксидантни анализи и техните експериментални процедури.

Има също така множество статии, поставящи под съмнение ползите за здравето от много съединения, които са in vitro антиоксиданти и дали те проявяват подобна in vivo активност [ 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ]. Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) и Европейският орган за безопасност на храните (EFSA) разрешават здравни претенции за витаминни антиоксиданти (т.е. витамини A, C и E, тези с препоръчителен дневен прием (RDI) [ 25 , 26 ] . Въпреки това, дори и за тези съединения, има някои противоречия по отношение на тяхната ефективност, като антиоксиданти in vivo [ 22 ].

     В настоящия преглед описваме накратко оксидативния стрес, видовете антиоксиданти и in vitro анализите. Ние също така сравнихме аналитичните вариации между докладваните методологии и дейности за шест често консумирани хранителни субстрата (плодове, зеленчуци, преработени храни, зърнени храни, бобови растения, мляко и млечни продукти). Важно е потребителите, диетолозите и другите здравни специалисти да разбират ползите за здравето от консумацията на плодове и зеленчуци и да разграничават фактите от рекламните послания относно антиоксидантите.

Оксидативен стрес

     Оксидативният стрес се определя, като дисбаланс между появата на реактивни кислородни/азотни видове (ROS/RNS) и клетъчната антиоксидантна защита [ 1 , 4 ]. Оксидативният стрес е резултат от излишък на ROS/RNS, който възниква поради липса на противодействие от страна на клетъчните антиоксидантни системи [ 1 , 5 ].

     Повишеният оксидативен стрес може да има тежки последици в биологичните системи, включително молекулярни увреждания (като нуклеинови киселини, липиди и протеини), които могат сериозно да засегнат здравето, както е показано в Фигура 1A [ 1 , 5 ]. Увреждането на биомолекулите или индуцирането на няколко вторични реактивни вида поради оксидативен стрес в крайна сметка води до клетъчна смърт (апоптоза или некроза). Потвърдено е, че оксидативният стрес е свързан с повече от 100 заболявания, включително сърдечно-съдови заболявания, рак, хипертония, диабет, неврогенеративни заболявания, стареене и т.н. [1 , 5 ] .

Противно на техните вредни ефекти върху здравето, ROS/RNS могат да имат благоприятни ефекти в зависимост от тяхната функция, местоположение и количество. Например супероксид (O ₂ ^−• ) и азотен оксид ( ^• NO) радикали при ниски или средни концентрации участват в клетъчните реакции и участват в сигналните пътища [ 1 ]. H ₂ O ₂ , образуван от различни ензими оксидаза и действието на супероксид дисмутаза (SOD), позволява използването му, като важна сигнална молекула, също така той е субстрат за генериране на други реактивни видове като HOCl [27 , 28 ] . ROS също участват в имунологични реакции, разграждайки ксенови съединения и организми чрез фагоцитоза.

     ROS са съдържащи кислород молекули, включително радикали (като супероксидния анион) и нерадикали (като H ₂ O ₂ ), които значително варират в своите химични способности, като дифузия в живи клетки и химическа реактивност с биомолекули. Примерите за ROS включват синглетен кислород, супероксид, водороден пероксид и хидроксилни радикали (Фигура 1Б).

     Синглетният кислород е най-високото енергийно спиново състояние на молекулния кислород. За разлика от молекулярния кислород в основно състояние, двата валентни електрона са сдвоени в антисвързваща орбитала. Следователно синглетният кислород се генерира само, когато молекулярният кислород се захранва чрез радиация.

     Важно е и за разлика от други подвидове ROS, че по време на този процес не се извършва трансфер на електрони. Синглетният кислород е много реактивен спрямо органичните съединения и играе вредна роля в биологичните системи, например, като участва в окисляването на LDL холестерола, което може да доведе до сърдечно-съдови заболявания. Освен това повишената ROS може да предизвика мутации на mtDNA, както и да насърчи неконтролирана пролиферация и канцерогенеза [ 29] .].

     Деликатният баланс на вредните и полезните ефекти на свободните радикали е от решаващо значение за жизнените процеси, а антиоксидантите играят съществена роля за постигането на този баланс.

Процес на окисление и радикали

     Както бе споменато по-горе, свободните радикали са химически единици (атоми, молекули или йони), които имат един несдвоен електрон в една от външните си орбити, което ги прави нестабилни и реактивни [1.28] .]. Резултатът е образуването на повече радикали или нежелани странични продукти, тъй като един електрон се опитва да се свърже с друг.

     Повечето имат период на полуразпад, който зависи от околната среда. Например полуживотът на NO• или повечето кислородни видове е няколко минути, докато полуживотът на свободния радикал на серния анион е секунди.

     Инициирането на генерирането на радикали е всеки източник на топлина, ултравиолетово лъчение и замърсяване на въздуха или естествено се среща в митохондриите. При хората малките молекули, пептидите, протеините и ензимите съдържат предимно азот, кислород и сяра, които изпълняват различни функции в живите същества [ 1.29 ].

     Азотът и кислородът обикновено са свързани във „вериги“ от два до три атома (пероксиди, озон, азотен триоксид и др.), докато серните вериги могат да бъдат значително по-дълги (Таблица 1.1).

     Тези атоми имат много степени на окисление и понякога, по време на определени събития и при определени обстоятелства, те освобождават свободни радикали като странични продукти [ 2 , 28 , 29 ]. По време на етапа на разпространение свободните радикали реагират с други молекули до тяхното прекратяване, където свободните радикали се свързват заедно по начин, по който веригата вече не се разпространява.

     Реактивни видове кислород (ROS), азот (RNS) и сяра (RSS) се образуват, както ендогенно, така и екзогенно [ 1.2 ]. Най-разпространените свободни радикали, които причиняват вреда на биологичните системи, са свободните от кислород радикали, известни също като ROS [ 1.30 ]. Те се произвеждат, като страничен продукт от биохимични реакции от неутрофили и макрофаги в митохондриите, пероксизомите и други органели [ 31 ].

Активираните форми на ROS са илюстрирани в Таблица 1.1 и обикновено се разделят, като малки частици, които не съдържат въглеродни атоми, като •OH, за разлика от форми като ROO•. Реактивните видове сяра също са получили внимание за тяхната роля в оксидативния стрес, феномен, причинен от дисбаланс между производството и натрупването на реактивни видове в клетките и тъканите и способността на биологичната система да детоксикира тези реактивни продукти [1.32 ] .

Обикновено серните радикали могат да бъдат произведени чрез донорство на водород, ензимно окисляване и взаимодействие с реактивни кислородни видове, като водороден пероксид, синглетен кислород, пероксинитрит и супероксид [1.29] .].

Когато клетъчните тиоли се окисляват, те образуват видове, които могат да окисляват и инхибират действието на протеини и ензими. Понастоящем известните свободни от сяра радикали включват дисулфиди и моносулфиди, дисулфидни-S-оксиди и агенти на сулфенова киселина (Таблица 1.1). Според Abedinzadeh et al. [ 1.33 ], образуването на силно реактивни серни радикали участва в няколко различни реакции, които водят до дисулфиден радикален анион, тиил пероксилен радикал и други.

От друга страна, реактивните азотни видове (RNS) са клас антимикробни съединения, произведени от азотен оксид и супероксид. Когато се комбинират, те се превръщат в свободен радикал пероксинитрит. Бързото протониране на пероксинитритен анион in vivo дава пероксинитризна киселина (ONOOH), която действа като електрофилно нитриращо средство за страничните вериги на тирозин и триптофан в протеините.

Разграждането на пероксиазотиста киселина може да генерира хидроксилни радикали, които впоследствие могат да увредят човешката ДНК [ 1.34] .]. Съобщава се за допълнително увреждане на ДНК клонове, тъй като наличието на свободен радикал азотен оксид е свързано със зависими от дозата разкъсвания на ДНК вериги и трансформация от цитозин в урацил и 5-метилцитозин в тимин [1.35 ] .

Ендогенната антиоксидантна защитна система може също да бъде претоварена от ROS, RNS и RSS, което води до клетъчно увреждане и дисфункция, което води до различни заболявания. ROS и RNS са ключови регулаторни медиатори в сигналните пътища при ниски концентрации, но те са токсични в умерени и високи количества, като инактивират критични клетъчни компоненти [ 1.36 ].

Азотният оксид (NO•) има две цели за здравето и болестта и неговото ниво влияе и на двете.

Азотният оксид има потенциала да действа, като активен маркер за прогресия на рака по време на физиологични и патологични процеси, като насърчава ангиогенезата или производството на нови кръвоносни съдове [ 1.37] .]. Освен това, чрез регулиране на р53, поли (ADP-рибоза) полимераза и ДНК-зависима протеин киназа, NO• може да повлияе процесите на възстановяване на туморната ДНК (DNA-PK). Използването на NO• в изследванията на рака има значителни терапевтични последици за откриване и лечение на заболявания. В същото време съотношението ROS/RNS участва в редица физиологични дейности, включително имунологична функция (т.е. защита срещу вредни микроорганизми), клетъчни сигнални пътища, митогенен отговор и редокс регулация, и има благоприятни ефекти при умерени или ниски нива.

Въпреки това, при по-високи съотношения на ROS/RNS, може да възникне оксидативен и нитрозативен стрес, който може да унищожи биомолекулите, тъй като нивата на антиоксидант и оксидант са небалансирани [ 1.9 , 1.38 ].]. Все повече свободни радикали се натрупват, причинявайки големи щети на макромолекулите, включително нуклеинови киселини, протеини и липиди.

     Пероксидацията на липидните продукти и протеиновите карбонили е само един от страничните ефекти на ROS, когато азотният оксид и пероксинитритите се произвеждат от азотни радикали [ 1.4 ]. Следователно, всички аномалии, които се появяват в тези важни структурни компоненти, са свързани с появата на различни невродегенеративни заболявания, като болестта на Алцхаймер, Паркинсон и т.н. [1.39 ] .

     Проучване на Porter et al. [ 1.40 ] посочва, че малондиалдехидът (MDA, ROS агент) взаимодейства с липопротеините с ниска плътност и в резултат на това се образува липидна пероксидация, която индиректно причинява атеросклероза.

     Освен това, ONOO ⁻ е друг основен играч на RNS, който действа, като катализатор на липидна пероксидация, което причинява разрушаване на мембраната и липопротеините.

     В растежа на рака, ONOO⁻ и MDA действат, като цитотоксични и мутагенни агенти, насърчавайки увреждане на ДНК чрез мутации, което води до намалена експресия на туморен супресорен ген или повишена експресия на онкоген [ 1.41 ].

     Възможните последици от ефектите на липидите и протеините включват увреждане на тъканите, неврологични заболявания, рак, сърдечно-съдови заболявания, катаракта, ревматоиден артрит, астма, инсулт, инфаркт на миокарда, хронична сърдечна недостатъчност, диабет и много други невродегенеративни заболявания [ 1.4 , 1.22 , 1.34 ].

Биологични резултати от окисление от ROS

     Очаква се всички клетки да бъдат третирани за потенциално вредни ефекти всеки ден в резултат на активността на ROS. Действието на антиоксидантите инхибира източника на ендогенни или екзогенни реактивни кислородни видове при балансирани условия. Организмът работи ефективно, докато те са в баланс.

     Въпреки това, когато има нарастване на свободните кислородни радикали или спад в антиоксидантния потенциал по някаква причина, възниква ситуация, идентифицирана, като оксидативен стрес.

    Много проблеми могат да се развият, като следствие от такова болестно състояние. Голяма част от радикалите могат да засегнат и двете (тъкани и органи). Обратно, свободните радикали влияят на протеините, които са от решаващо значение за ефективното функциониране на нашите клетки, включително мастни киселини, пептиди и захари. В допълнение, ROS причинява мутации в ДНК и генетична нестабилност [ 98 ,99 , 100 ].

Антиоксиданти

     Антиоксидантите могат да бъдат широко категоризирани по много различни начини:

           (i) естествени и синтетични;

           (ii) полярни и неполярни;

           (iii) ензимни и неензимни;

           (iv) ендогенни и екзогенни;

           (v) чрез механизмите, в които участват [ 30 ].

     Антиоксидантите проявяват предимно дейности, базирани на три механизма, пренос на водороден атом, пренос на един електрон и метално хелиране [ 10 ]. Те показват своята активност чрез три различни пътя:

           (i) превантивен: предотвратяване на образуването на свободни радикали и производни;

           (ii) прекъсване: спиране на реакциите на радикално окисляване;

    (iii) инактивация: инактивиране на реакционни продукти на свободен радикал/радикално производно [ 30].

Естествените антиоксиданти

     Антиоксидантите могат да бъдат разделени на две основни категории: синтетични и естествени, които са производни на плодове, билки и растения [ 1.42 , 1.43 , 1.44 ]. Освен това различни странични растителни продукти също са икономически източник на естествени антиоксиданти [ 1.45 ].

     В днешно време използването на синтетични антиоксиданти в храните, като бутилиран хидрокситолуен (BHT) или бутилиран хидроксианизол (BHA), предизвика социална загриженост, тъй като тези съединения са ефективни и сравнително евтини за производство, но могат да генерират алергии и сериозни проблеми за хората здраве в дългосрочен план [ 1.46 , 1.47]. Това е и основната причина, поради която много компании се опитват да заменят съединенията, синтезирани в лабораторията, с естествени антиоксиданти, за да предотвратят окисляването в хранителните продукти и да осигурят по-здравословен начин на живот [1.48 ] .

     Въпреки това, антиоксидантите трябва да отговарят на някои от следните критерии, за да бъдат използвани в тази задача. Първо, те трябва да са ефикасни, а използването им трябва да е рентабилно. Второ, използването в голям мащаб не е практично, ако те са твърде скъпи или сложни за синтезиране или изолиране. И накрая, те трябва да се поддържат в ниски концентрации, тъй като тези вещества могат да бъдат вредни за хората при изключително високи нива.

     Добре известно е, че растенията, плодовете, зеленчуците, билките, семената и други природни източници представляват голям коктейл от антиоксиданти, като фенолни съединения, каротеноиди и витамини [1.16 ] . Поради този факт обикновено се препоръчва диета, богата на плодове и зеленчуци, за да се получат всички ползи. По този начин е възможно да се предотвратят или забавят някои заболявания, като сърдечно-съдови заболявания или диабет [ 1.46 , 1.49 ].

Това разнообразие от фенолни киселини и флавоноиди, заедно с обща класификация на антиоксидантите, е показано в Фигура 4. Освен това, някои странични продукти от хранително-вкусовата и селскостопанската промишленост, като черупки или обелки, са били и продължават да бъдат изследвани за извличане на антиоксиданти.

Също така е важно да се отбележи, че в зависимост от вида на растението и неговите морфологични части, антиоксидантният капацитет може да варира значително, тъй като антиоксидантният капацитет на листата не е същият като този на стъблото [ 1.27 ] . Въз основа на това през годините са изследвани различни процеси като екстракция, разделяне и характеризиране на естествени антиоксиданти.

Ендогенни антиоксиданти

     Ендогенните антиоксиданти са предимно ензими, като супероксид дисмутаза (SOD), каталаза (CAT), глутатион редуктаза (GR) и глутатион пероксидаза (GPx). От друга страна, неензимните ендогенни антиоксиданти, като глутатион и липоева киселина, са продукти на метаболизма на тялото [ 2 , 31 ].

   Защитните антиоксиданти от първа линия (ензимни) превръщат реактивния супероксид и водороден пероксид във вода и кислород.

      Неензимните антиоксиданти могат да действат, като защита от втора линия срещу ROS чрез бързо инактивиране на радикали и оксиданти.

   Ензимните антиоксиданти освен това действат, като защита от трета линия, участваща в детоксикацията и отстраняването. Крайният резултат е, че два потенциално вредни вида, супероксид и водороден пероксид, се превръщат във вода (Фигура 5).

     SOD и CAT не се нуждаят от кофактори („помощни молекули/йони“), за да функционират, докато GPx не само изисква няколко кофактора и протеини, но има и пет изоензима. В глутатионовата система глутатион редуктазата (GR) и глюкозо-6-фосфат дехидрогеназата (G-6-PD) не действат директно върху ROS, но позволяват на GPx да функционира ⁷.

     Има три SOD ензима, които са силно разделени. Съдържащата манган супероксид дисмутаза (MnSOD) е локализирана в митохондриите; съдържаща мед и цинк супероксид дисмутаза (CuZnSOD) се намира в цитоплазмата и ядрото, а извънклетъчната SOD (ECSOD0 се експресира извънклетъчно в някои тъкани.

     Други отделени антиоксидантни ензими включват каталаза (CAT), която се намира в пероксизомите и цитоплазмата, и глутатион пероксидаза (GPx), който може се намират в много субклетъчни отделения, включително митохондриите и ядрото в зависимост от члена на семейството.

     По този начин многото форми на всеки от тези ензими намаляват оксидативния стрес в различните части на клетката.По този начин антиоксидантните протеини с подобна ензимна активност могат да имат различни ефекти след модулация поради различни локализации в клетките.

      CuZnSOD съдържа приблизително 90% от общата активност на SOD в еукариотна клетка ⁷ . Освен първичното му разпределение в цитозола, малка част от този ензим е открита в клетъчни органели като лизозоми, пероксизоми и ядрото ⁸ .

     Наскоро имаше някои доказателства, показващи наличието на CuZnSOD (приблизително 2%) в междумембранното пространство на митохондриите ^9 , 10и тази локализация се предполага, че е важна за осигуряване на допълнителна защита срещу ROS и за предотвратяване на изтичане на супероксидни радикали от митохондриите.

Въпреки че ECSOD също използва мед и цинк като каталитични кофактори по подобен начин като CuZnSOD, ECSOD е единствената изоформа на SOD, която се експресира извънклетъчно и се разпространява в извънклетъчната матрица на много тъкани ^11 , 12 . ECSOD е силно ограничен до специфични типове клетки и тъкани като бял дроб, сърце, бъбрек, плазма, лимфа, асцит и цереброспинална течност ¹² .

За разлика от другите SODs, ECSOD има афинитет към хепарин сулфат протеогликани, разположени върху клетъчните повърхности и в извънклетъчния матрикс поради своя хепарин-свързващ домейн ¹³. Хепарин-свързващият домейн е важен, защото медиира свързването на ECSOD към клетките. Също така, ECSOD е гликозилиран хомотетрамер с високо молекулно тегло (155 kDa), докато CuZnSOD е негликозилиран хомодимер (32 kDa). MnSOD (88 kDa) се намира в митохондриалната матрица и е индуцируем в еукариоти след лечение с паракват, облъчване и хипероксия, което предполага, че индукцията на MnSOD е важна за защита срещу оксидативен стрес ¹⁴ . Освен това е установено, че MnSOD е намален в много типове ракови клетки и повишаването на нивата на MnSOD обръща in vitro и in vivo злокачествения фенотип на много ракови заболявания ^{15 , 16 , 17} .

     Каталазата превръща водородния пероксид във вода и кислород. Каталазната активност е до голяма степен разположена в субклетъчни органели, известни като пероксизоми. Целевата доставка на каталаза в черния дроб чрез галактозилиране потиска чернодробните метастази и намалява активността на матриксната металопротеиназа (ММР), докато намаляването на каталазата корелира с инициираната от карциноген поява на злокачествен фенотип в миши кератиноцити ¹⁸ . Каталазата също намалява, както базалната, така и MnSOD-зависимата експресия на MMPs и отлагането на колаген ¹⁹ .

     Цитозолната глутатион пероксидаза (GPx, GPx1) е селенопротеин, описан за първи път като ензим, който предпазва хемоглобина от окислително разграждане в червените кръвни клетки ²⁰ . Както се вижда в Фигура 5, GPx изисква няколко вторични ензима (глутатион редуктаза и глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа) и кофактори (редуциран глутатион, NADPH и глюкозо 6-фосфат), за да функционира с висока ефективност. Както беше споменато по-рано, има пет GPx изоензима ^21, като GPx1 се счита за основен ензим, отговорен за отстраняването на H ₂ O ₂ . Свръхекспресията на този ензим предпазва клетките от оксидативно увреждане ^22 , 23 , потиска апоптозата, индуцирана от H ₂ O ₂ ^24 , 25 , и обръща злокачествения фенотип при рак на панкреаса ⁷ .

     Наблюдаваните различия между различните проучвания могат да се обяснят с няколко причини. Както бе споменато по-рано, голям брой биологични променливи се намесват в биоактивния състав на плодовете, като зрялост, географски произход или климатични условия [ 26 , 31 , 32 , 36 ].

     От друга страна, използваните техники за екстракция, използваните разтворители за извличане и използваните техники за количествено определяне могат да доведат до различни резултати [ 9 , 43 ]. Като цяло зрелите плодове се свързват с огромни количества биоактивни съединения със здравословни ефекти.

Естествен антиоксидантен механизъм при отстраняване на радикали

     Антиоксидантите имат различна способност да спират разпространението на свободните радикали. Важните фактори, които влияят върху това, са както структурата на антиоксиданта, така и структурата на съединението, което ще се окислява, наличието на прооксиданти и концентрацията на всички тях. Освен това трябва да се има предвид регионът в организма, където всички тези вещества присъстват и реагират заедно.

     Има различни начини, по които антиоксидантите изпълняват своята работа и има множество променливи, които могат да повлияят на антиоксидантния капацитет [ 26 ]. Този раздел ще покаже някои от известните механизми, използвани от естествените антиоксиданти за справяне с разпространението на свободните радикали. Тъй като броят на естествените антиоксиданти е много голям, ще бъдат обсъдени само някои от най-известните и най-важните.

     Започвайки с фенолните киселини, които са сред най-разпространените екзогенни антиоксиданти, способността им да неутрализират свободните радикали зависи от няколко неща, включително броя на хидроксилните групи, присъстващи в техния ароматен пръстен, позицията им върху него и наличието на други заместители.

Като общо правило, колкото по-голямо е заместването на ароматния пръстен, толкова по-голяма е разликата в антиоксидантната активност на тези съединения. Ароматен пръстен, който е незаместен, не може да действа като донор на водород и следователно има по-нисък антиоксидантен капацитет [ 1.51 , 1.52] .].

Има много различни механизми, чрез които едно антиоксидантно съединение може да изпълнява своята функция. Първият и най-често срещан е известен, като HAT или водородно-електронен трансфер. Този механизъм се използва не само от фенолните киселини, но и от всички антиоксиданти, които имат лабилен водороден атом в структурата си. Тези съединения се отказват от своя водород, за да стабилизират радикала. След като това се извърши, самото антиоксидантно съединение се превръща в радикал, но може да бъде стабилизирано и да достигне състояние, в което е безвредно [ 1.53 ].

Начин за измерване колко лесно водороден атом на антиоксидантно съединение може да реагира със свободен радикал е енергията на дисоциация на връзката. Колкото по-ниска е стойността, толкова по-лесно се пренася водороден атом [ 1.54 ].

     Друг механизъм, широко използван от фенолните киселини, е така нареченият SET или единичен електронен трансфер. В този случай антиоксидантът отдава електрон на свободния радикал, за да го стабилизира в анионна форма [ 1.46 , 1.53 ].

     Третият и четвъртият механизъм, чрез които различните фенолни киселини упражняват своя антиоксидантен капацитет, са известни като хелиране на преходни метали и последователен трансфер на електрони със загуба на протон (SPLET). Механизмът за хелиране на метали е способността на някои антиоксиданти да хелатират преходните метали, като им пречат да катализират реакции, които произвеждат свободни радикали вътре в организма. Някои от тези метали са Fe, Cu и Mn [ 1.53 , 1.55 ].

     От друга страна, SPLET или пренос на електрон с последователна загуба на протон се получава, когато антиоксидантното съединение отдава протон на свободен радикал и се трансформира в анион, който впоследствие отдава електрон, за да се стабилизира [1.53 ] .

     В предишния раздел беше посочено, че антиоксидантите, получени директно от канелена киселина, имат по-висок антиоксидантен капацитет от тези, получени от бензоена киселина. Това се дължи на наличието на двойна връзка на канелената киселина, която може да се конюгира с електронния облак на ароматния пръстен, което му придава по-голям капацитет за стабилизиране на реактивни видове.

     Освен това, тъй като карбонилната група на производните на канелената киселина е отдалечена от ароматния пръстен, тяхната антиоксидантна активност е по-висока от тази на производните на бензоената киселина [ 1.26] .].

Флавоноидите, като фенолни структури, също представят тези механизми. Способността им да неутрализират свободните радикали се влияе, както от вида на катехолния пръстен, присъстващ в структурата им, така и от наличието на хидроксилни групи. Освен това, тяхната двойна връзка играе критична роля, тъй като може да бъде конюгирана и да осигури по-голяма структурна стабилност [ 1.46 ].

     Освен фенолни структури, в екзогенните антиоксиданти има много други съединения. Сред витамините токоферолът или витамин Е е мастноразтворим витамин, присъстващ в клетъчните мембрани. Въпреки че това съединение има фенолна структура, то се класифицира в групата на витамините. От своя страна има различни класове токофероли в зависимост от тяхната структура. α-токоферолът е най-разпространената форма на витамин Е в природата [ 1.46 , 1.49 ]. Това съединение използва механизма SPLET, за да упражни своята антиоксидантна активност.

     В случай на ендогенни естествени антиоксиданти, неензимните, като трансферин и албумин, използват механизма на метално хелиране, за да уловят металните йони, както вече беше споменато. Що се отнася до тези, които са ензимни, като SOD и CAT, те катализират поредица от реакции, които са от съществено значение за правилното функциониране на организма [ 1.56 ]:

H2O2+Catalase−Fe (III)→H2O+Catalase−Fe (IV)

H2O+Catalase−Fe (III)→H2O2+Catalase−Fe (IV)

Антиоксидантни анализи

     Разработени са различни аналитични методи за оценка на антиоксидантните свойства на фитохимикали на растителна основа [ 11 , 13 , 32 , 33 ]. Антиоксидантната активност зависи от химичната им структура; по-специално, това зависи от тяхната способност да даряват водород с електрон, хелатиране на метали и способността им да делокализират несдвоения електрон в ароматната структура. Многобройни аналитични методи за оценка на всеки аспект от тяхното антиоксидантно действие, включително in vitro или in vivo, са докладвани и обсъждани в литературата [ 34 ].

Антиоксидантните анализи могат да бъдат категоризирани в пет механични пътя, както са обобщени в Фигура 3.

(i) Тестове, базирани на електронен трансфер:

При тези анализи се осъществява единичен електронен трансфер между антиоксиданта и субстрата, който се измерва, за да се оцени потенциалът на вторичните метаболити на растението. Анализи като меден йон редуциращ антиоксидантен капацитет (CUPRAC) [ 35 , 36 , 37 ], N,N-диметил-р-фенилендиамин дихидрохлорид (DMPD) [ 38 ], желязо редуцираща антиоксидантна мощност (FRAP) [ 39 , 40 ], Folin -Ciocalteu (FC), метод на еквивалентен антиоксидантен капацитет Trolox (TEAC)/тест за обезцветяване на радикални катиони ABTS [ 41 ] попадат в тази категория.

(ii) Анализи, базирани на пренос на водороден атом:

При тези анализи водороден атом се прехвърля от антиоксиданта към субстрата. Анализи като капацитет за абсорбция на кислородни радикали (ORAC) [ 42 ] и методи за улавяне на антиоксидантни радикали (TRAP) [ 43 ] попадат в тази категория.

(iii) Тестове, базирани на пренос на електрон/водороден атом (смесен):

При тези анализи преносът на водороден атом се осъществява чрез двустепенни механизми (Фигура 3(iii)). Анализи като DPPH очистваща активност [ 39 , 44 , 45 ] и TEAC следват този механизъм.

(iv) Анализи, базирани на хелиране на метали:

В тези анализи антиоксидантите хелатират с преходни метали като Fe(II) и Cu(II). Хелатиращата активност на железни йони и медни йони са примери за тази категория.

(v). Тестове за липидно окисление и ROS/RNS изчистваща активност:

Тези анализи се основават на способността на антиоксидантите да намаляват/предотвратяват липидното окисление и изчистват ROS и RNS. Метод на β-каротин линолова киселина/конюгиран диенов анализ [ 45 ], метод на железен тиоцианат (FTC) [ 39 , 46 ], метод на тиобарбитурова киселина (TBA), анализ на изчистване на водороден пероксид (H ₂ O _{2 ) [} 39 , 47 ], хидроксил метод на капацитет за предотвратяване на радикали (HORAC) [ 42 ], активност на отстраняване на азотен оксид [ 48 ], активност на отстраняване на пероксинитрилни радикали, активност на отстраняване на супероксидни радикали (SRSA/SOD) и методи на ксантиноксидаза попадат в тази категория.

(vi). Ензимни антиоксидантни анализи:

Антиоксидантните ензимни системи, които катализират реакции за противодействие на свободните радикали и реактивните кислородни видове, включват супероксид дисмутаза и каталаза. Каталаза [ 49 , 50 ], желязо-редуцираща способност на плазмата [ 40 , 51 , 52 ], γ-глутамил транспептидаза [ 53 ], оценка на глутатион пероксидаза [ 49 , 54 ], оценка на глутатион (редуциран) GSH [ 55 ], глутатион-S -трансфераза [ 56 , 57 ], LDL анализ [ 58 ], анализ на липидна пероксидация [ 59 ] и метод на супероксид дисмутаза [ 60]] могат да бъдат категоризирани при ензимни антиоксидантни анализи.

В Таблица 1 обобщава различните методи, използвани за измерване на антиоксидантната активност. Представени са също принципите, предимствата и ограниченията, свързани с всеки метод, заедно с последните препратки [ 13 , 14 , 18 , 36 , 46 , 51 , 61 , 62 , 63 , 64 , 65 , 66 , 67 , 68 , 69 , 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75 , 76 , 77, 78 , 79 , 80 , 81 , 82 , 83 , 84 , 85 , 86 , 87 , 88 ]. Предимствата на анализите за пренос на електрони включват по-бързи скорости на реакция, лекота на експериментиране, пропускателна способност на пробите и възпроизводимост.

Основните предимства, свързани с анализите за пренос на водородни атоми, включват близка физиологична прилика, като се вземат предвид инициирането и разпространението и използването на физиологично значими радикали. Освен това, ORAC анализът може да се извърши за антиоксиданти с широк диапазон от полярности, от липофилни до хидрофилни [ 64] .].

По подобен начин анализите за активност на почистване на ROS/RNS/липидно окисляване, смесени ET/HAT, хелиране на метали и анализи за инхибиране на липидна пероксидация имат предимствата, изброени в Таблица 1.

Основното ограничение, свързано с всички тези анализи, е тяхната липса на специфичност. Специфичните ограничения обаче включват разтворимостта на антиоксиданти в екстракционния разтворител, намеси с оцветяващи вещества и други редуциращи фитохимикали, игнориране на кинетиката на реакцията и непредставяне на физиологичните радикали, използвани в тези анализи.

     Второ основно ограничение е липсата на еквивалентност на методите. Не е възможно да се преобразуват ORAC във FRAP стойности с прост фактор на пропорционалност. Както е показано в следващия раздел, някои храни с високи стойности на FRAP може да имат ниски стойности на ORAC и обратното може да е вярно.

     Тази ситуация най-добре се обобщава, като се каже, че FRAP анализът генерира FRAP стойности, ORAC генерира ORAC стойности, DPPH генерира DPPH стойности и т.н. и няма фактори за еквивалентност.

Антиоксидантна активност на избрани известни храни

     Обобщихме (Таблица 2) [89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117 ,118, 119, 120, 121] рецензирани литературни доклади относно данните за антиоксидантната активност/капацитет за шест видни групи храни и свързани продукти, които се консумират в световен мащаб:

     a) плодове (ябълки и горски плодове)

     b) зеленчуци (спанак и маслини)

     c) преработени продукти (вино, кафе и чай )

     d) млечни продукти (мляко и кисело мляко)

     e) бобови растения (соя, боб)

     f) зърнени храни (пшеница и царевица)

документирани от различни изследователи, използващи различни процедури за анализ. Резултатите от всяка група са представени поотделно по-долу. Във всеки случай се използват методи за анализ на антиоксиданти, за да се документират промените в състава и да се подчертае влиянието на генетиката и обработката върху състава.

     Все пак трябва да се помни, че специфична антиоксидантна активност може да бъде постигната буквално по множество начини чрез различни възможни комбинации от компоненти. Без данни за конкретни компоненти е невъзможно да се свържат антиоксидантните стойности със състава или здравните резултати.

Изводи

    Естествените и мощни антиоксиданти са в търсене на хранителни и фармацевтични продукти. Ефективното идентифициране на източници на естествено срещащи се антиоксиданти и проектирането на нови антиоксидантни съединения изискват надеждни методи за оценка на антиоксидантната активност.

     Разбирането на химията на механизмите, предимствата и ограниченията на методите е от решаващо значение за правилния подбор на техники за валидна оценка на антиоксидантната активност в специфични проби или условия. Разработени са редица химични анализи и хранителни и биологични моделни системи за определяне на способността за извличане на радикали, редуцираща сила и други специфични характеристики на антиоксидантите на молекулярно или клетъчно ниво в допълнение към цялостното инхибиране на окислението в по-сложни хранителни и биологични системи .

     Антиоксидантният потенциал може да бъде определен чрез различни анализи със специфични механизми на действие, включително пренос на водородни атоми, пренос на единичен електрон и целенасочени дейности за почистване. Тези методи се различават по отношение на антиоксидантния механизъм, вида на субстрата, инициатора на окисление, получената експресия и лекотата на работа.

     Изборът на подходящ метод или комбинация от анализи е от съществено значение за валидна оценка на антиоксидантната активност и евентуално потенциала на антиоксидантите, като укрепващи здравето агенти или консервиращи хранителни добавки.

Резюме

Въведение

     В днешно време се обръща много внимание на физическото здраве на хората, а здравословното хранене и физическите упражнения са начини за поддържане на общо добро здраве. Междувременно хранителните навици с високо съдържание на захар и мазнини засягат здравето на хората и са свързани със затлъстяване, хипертония, диабет, дислипидемия и други сърдечно-съдови рискови фактори. 

     Сред тези фактори, дислипидемията оказва голямо влияние върху човешкото здраве. Това е основната патогенност на атеросклеротичното сърдечно-съдово заболяване и важен рисков фактор за исхемичен инсулт. И така, как да се предотврати хиперлипидемия чрез ефективен начин на живот се превърна в тема за нарастваща загриженост [ 1 , 2 , 3 ].

      Чаят с листа или пъпки от растението представлява една от напитките, популярно консумирани в различни части на света, като зелен чай, чай oolong или черен чай.

Последните доклади показват, че някои функционални чаени напитки могат да окажат положителен ефект върху понижаването на липидите и холестерола в кръвта. Например, зеленият чай като чай Longjing в Китай има антиоксидантни и понижаващи липидите в кръвта ефекти [ 4 ]. Съставките на този чай, включително полифеноли, флавоноиди и летливо масло и т.н., имат няколко добри биоактивности, като например способността да понижават нивата на липидите в кръвта и кръвното налягане, в допълнение към антиоксидантните защитни свойства и инхибирането на възпалението [ 5 , 6 ].

     Джиаогулан, Jiaogulan (Gynostemma pentaphyllum) е народна медицина и функционален билков чай, който има добра репутация за понижаване на липидите в кръвта и кръвното налягане [ 7 , 8 , 9 , 10 , 11 ].

     Състои се от множество химични компоненти, като сапонини, витамини, полизахариди, флавоноиди и аминокиселини [ 12 , 13 ]. Предишни проучвания показват, че гипенозидът е маркерен компонент в това растение и основните му химични компоненти имат отлична антихиперлипидемична, антиоксидантна, противовъзпалителна, антитуморна и други биологични активности [ 11 , 14 , 15 , 16, 17 ].

     С оглед на добрата му фармакологична активност и хранителна стойност, химичният състав предизвика интереса на нашата изследователска група. Следователно, химическите съставки на  Джиаогулан, Jiaogulan (G. pentaphyllum), особено тритерпеновите сапонини, са систематично изследвани в тази статия.

     Сапонините от това растение са изолирани и идентифицирани чрез колонна хроматография (CC) и препаративни HPLC методи. В резултат на това, въз основа на физикохимичните свойства и спектралните данни, 11 съединения (Фигура 1) бяха получени и техните структури бяха определени. 10-те нови съединения бяха идентифицирани и наименувани като юнангипенозиди A–J ( 1 – 10 ), последвани от известно, 3 β , 20 S -дихидроксидаммар-24-ен-21-карбоксилна киселина 3- O -{[ α – l -рамнопиранозил-(1→2)]-[ β- d -глюкопиранозил-(1→3)]- β – d -глюкопиранозил}-21- O -[ β – d -глюкопиранозил-(1→2)- β – d -глюкопиранозид ( 11 ). Освен това токсичността на съединения 1 –11 бяха открити с помощта на CCK-8 анализ (Cell Counting Kit-8) и също бяха оценени активностите на 11 съединения за понижаване на липидите чрез метода на оцветяване с маслено червено O в HepG-2 клетки. Резултатите показват, че съединения 1 – 11 нямат очевидна цитотоксичност, десет съединения ( 1 , 3 – 11 ) имат значителна липидо-понижаваща активност, с изключение на 2 , а съединение 8 показва най-добра хиполипидемична активност.

Оценка на биоактивността

     Джиаогулан (G. pentaphyllum) е функционален билков чай, който има много биологични ефекти. В нашето изследване беше определена липидопонижаващата активност на 11 компонента върху човешки HepG-2 хепатоцелуларен карцином клетки.

Тест за активност на хиполипидемия

     За да се оценят инхибиторните ефекти на изолатите върху индуцираното от олеинова киселина натрупване на липиди, HepG-2 клетките бяха третирани със съединения 1 – 11 (50 µg/mL) в присъствието на олеинова киселина в продължение на 24 часа. Резултатите бяха показани в Фигура 3, и HepG-2 клетките в контролната група съдържат множество червени липидни капчици, слети една в друга, което показва, че моделът на натрупване на HepG-2 клетъчни липиди е създаден успешно.

     Липидните капки в клетките, третирани със съединения 1 , 3 – 11 , имат светли цветове и по-малки обеми, докато съединение 8 е най-очевидно в сравнение с контролната група. Чрез горните явления можем да заключим, че съединения 1 , 3 – 11 имат силна антилипидемична активност, докато съединение 8 има най-силна антилипидемична активност.

Материали и методи

Изводи

     Джиаогулан, Jiaogulan (Gynostemma pentaphyllum), като вид функционална чаена напитка, често използвана от хората, привлече интереса на нашата изследователска група поради своята понижаваща липидите химическа активност. Доколкото знаем, G. pentaphyllum става все по-популярен като храна и напитка. Поради това беше извършена много работа по химичен анализ за G. pentaphyllum и изследователите откриха голям брой Gynostemma сапонини.

     Въпреки това, не беше открит подробен доклад за химичния състав на растенията, които избрахме в провинция Юнан, и някои неизвестни антилипидемични активни съставки не бяха изяснени. Въз основа на горните причини, ние събрахме някои проби от провинция Юнан, Китай, и извършихме систематично химическо разделяне с етанолов екстракт, използвайки метода за химически анализ на храните. Интересното е, че са получени 10 неописани досега сапонини от типа на dammarane ( 1 – 10 ) и едно известно съединение ( 11 ). За да се изследва антилипидемичната активност на тези съединения, беше извършен тест за оцветяване с маслено червено O, за да се определи тяхната биоактивност.

     Интересното е, че тези изолирани съединения предизвикват хиполипидемична активност в HepG-2 клетки, с изключение на 2, докато съединение 8 показва най-добра хиполипидемична активност чрез теста за оцветяване с маслено червено O.

     Това проучване предоставя някои научни доказателства за хората, които пият чай от Джиаогулан, Jiaogulan (Gynostemma pentaphyllum), за намаляване на нивата на липидите в кръвта, като същевременно осигурява нови съединения, които могат да се използват за обогатяване на химическия състав на този функционален билков чай.