Потенциално приложение на растителни функционални храни при разработването на имуностимулатори
Коментар от Orange Pear
Тази статия е с много съкращения, поради факта, че е написана на високо професионален академичен език. Извадили сме най-важното от оригинала и сме се постарали да Ви предадем информацията на по-разбираем език. В края на статията има линк към оригиналната публикация, която е от Националната Медицинска Библиотека на САЩ.
СЪКРАЩЕНИЯ В СТАТИЯТА:
Пеперуденото Грахово Цвете – антоцианинов екстракт (CTAE)
Стабилност на екстракта от Пеперуденото Грахово Цвете (CTAEs)
Измерител за киселинността или алкалността (pH)
Резюме
Имунната дисфункция, която е отговорна за развитието на човешки заболявания, включително рак се причинява от различни фактори. Следователно регулирането на факторите, влияещи върху имунния отговор е потенциално ефективна стратегия за противодействие на болестите. Понастоящем няколко имунни адюванта се използват в клиничната практика за подобряване на имунния отговор и защитната способност на гостоприемника, а синтетичните лекарства могат да имат отрицателни странични ефекти. По този начин търсенето на естествени продукти от растителен произход като нови източници за разработването на мощни и безопасни имуностимулатори придобива значителен изследователски интерес.
Доказано е, че функционалните храни на растителна основа упражняват няколко имуномодулиращи ефекта при хората. Следователно прилагането на нови агенти за подобряване на имунологичните и специфичните защити на гостоприемника е обещаващ подход. В този изчерпателен преглед, предоставихме актуален доклад за употребата, както и за известните и потенциални механизми на биоактивни съединения, получени от растителни функционални храни като естествени имуностимулатори. Биоактивните съединения на растителна основа насърчават имунитета чрез множество механизми, включително влияние върху имунните органи, клетъчния имунитет, хуморалния имунитет, неспецифичния имунитет и имуно-свързаните пътища на сигнална трансдукция.
Повишаването на имунния отговор по естествен начин представлява отлична перспектива за превенция и лечение на заболявания и заслужава по-нататъшни изследвания и разработки, като се използват подходи на съвременната наука и технологии.
Биоактивните съединения на растителна основа насърчават имунитета чрез множество механизми, включително влияние върху имунните органи, клетъчния имунитет, хуморалния имунитет, неспецифичния имунитет и имуно-свързаните пътища на сигнална трансдукция. Повишаването на имунния отговор по естествен начин представлява отлична перспектива за превенция и лечение на заболявания и заслужава по-нататъшни изследвания и разработки, като се използват подходи на съвременната наука и технологии.
Въведение
Имунната система е една от най-сложните биологични системи в тялото. Това е многостранна и сложна мрежа от специализирани органи, клетки, протеини и химикали и играе съществена роля в осигуряването на защита срещу различни патогени (като бактерии, вируси и гъбички) и ракови клетки ( Carr and Maggini, 2017 ). . Добре известно е, че имунитетът на гостоприемника се състои от вроден (неспецифичен) и адаптивен (специфичен) имунитет ( Орловски и Краус, 2015 ; Никълсън, 2016 ).
Дисфункцията на имунната система прави организма чувствителен към патогени, което може да доведе до развитие на заболявания, като алергични заболявания, ревматоиден артрит и възпалителни заболявания на червата ( Williams et al., 2017b ; Ding et al., 2018 ; García et al. , 2020 г. ). Тъй като имунитетът е основен за здравето на гостоприемника и играе важна роля в предотвратяването на заболявания, бяха положени повече изследователски усилия за подобряване на имунната функция.
Понастоящем клиничното приложение на имуномодулаторите включва главно имунни адюванти, като алуминиев хидроксид, адювант на Freund и адюванти на албумин ( Yu et al., 2016 ;Cronkite и Strutt, 2018 г. ). Въпреки това се съобщава, че тези адюванти причиняват локална стимулация, увреждане на тъканите и карциногенеза. Освен това, нито алуминиевият хидроксид, нито адювантът на Freund могат да индуцират силен клетъчен имунен отговор ( Chen et al., 2019 ).
Въпреки, че адювантите с албумин наскоро се използват, като основна стратегия за лечение за подобряване на имунната функция на индивидите, тяхното приложение е ограничено от високата им цена и странични ефекти ( Chen and Zhan, 2019 ). Следователно е необходимо да се изследват естествени, по-безопасни и по-ефективни адюванти, които могат да подобрят функцията на имунната система чрез активиране на имунните клетки и чрез модулиране на имунните молекули.
Растителните функционални храни се извличат от естествени или преработени растителни храни, които съдържат известни или неизвестни биоактивни компоненти ( Kumar et al., 2018 ). През последните години те се консумират широко поради високите им биоактивни компоненти и ползи за здравето ( Mohamad et al., 2020 ). По-специално, все повече доказателства от предклинични изследвания показват, че функционалните храни на растителна основа могат да намалят риска от развитие на различни заболявания, като диабет, рак, сърдечно-съдови заболявания, хиперлипидемия и хиперурикемия ( Andrea et al., 2017 ; Gong et al . ., 2019 ; Mehmood et al., 2019 ; Gong et al., 2020 ; Jiang et al., 2020). Поради нарастващата осведоменост за възможностите на растителните функционални храни за борба с болестите, проучванията върху имуностимулаторите, базирани на растителни функционални храни, получиха значително внимание и все по-голям брой хора продължават да избират растителни функционални храни, за да подобрят функции на имунната система ( Davoodvandi et al., 2019 ; Shafabakhsh et al., 2019 ).
Например, предишни проучвания съобщават, че активните полизахариди, получени от гъбата Рейши (Ganoderma) , могат да предизвикат имунен защитен отговор срещу туморен растеж, вируси, бактерии и гъбични патогени чрез модулиране на лимфоцити и миелоидни клетки, като по този начин показват потенциално приложение за модулиране на имунната система на гостоприемника система ( Ren et al., 2020). Освен това се съобщава също, че астрагалът, женшенът и Op hiocordyceps sinensis показват значителни ефекти за подобряване на имунната система ( Chen and Zhan, 2019 ; Huang et al., 2019 ; Kim et al., 2019 ; Chen Z. et al., 2020 ) .
Като цяло, активните съставки на растителните функционални храни, които повишават имунитета, включват главно полизахариди, сапонини, флавоноиди, алкалоиди. Този преглед подчертава биологичните компоненти на растителни функционални храни с имуностимулиращи ефекти и тяхната полезност в приложения за повишаване на имунитета, включително тези при разработването на нови стратегии за лечение на заболявания.
Полизахариди
Полизахаридите са клас естествени макромолекули, състоящи се от гликозидно свързани въглехидратни мономери ( Ferreira et al., 2015 ). Известно е, че полизахаридите, получени от естествени източници, проявяват различни биологични активности, включително имунорегулаторни, противотуморни и противовъзпалителни дейности ( Liu M. et al., 2018 ; Meng et al., 2018 ). Действително имуноукрепващите ефекти на полизахаридите са привлекли значително внимание през последните години поради тяхната ниска токсичност и малко странични ефекти ( Huang et al., 2020 ).
Напоследък беше доказано, че полизахаридите притежават имуностимулиращи ефекти in vitro и in vivoкакто се вижда от насърчаването на развитието на имунните органи и секрецията на свързани с имунитета молекули. Освен това, докато полизахаридите могат да насърчат активирането на антиген-специфичната имунна система, те могат също така да подобрят вродените имунни функции на тялото, което ги прави идеален потенциален адювант ( Sun BN et al., 2018 ).
Например, екстрахираните полизахариди от листата на черница ( Morus alba L.) (MLP) показват забележителен потенциал за подобряване на имунитета. По-конкретно, MLP може значително да подобри скоростта на трансформация на далачните лимфоцити и цитокини и по-специално да повиши тимусния индекс ( Xue et al., 2015 ). Наскоро Chen et al. изследват ефектите на усилване на имунитета на MLP in vitro и демонстрират, че при концентрации от 125 и 250 μg/ml MLP, пролиферацията на В и Т лимфоцитите на далака се стимулира в сравнение с контролните лечения ( р <0,05).
Полизахаридите могат да упражняват своята имунна активност чрез активиране на имунните клетки. Поради сложната структура на полизахаридите, те са по-малко разтворими във вода, което се отразява на тяхната биологична активност. Структурната модификация на полизахаридите може да подобри тяхната биологична активност и да помогне при определяне на връзката между тяхната структура и имунната функция.
Сапонини
Сапонините са вид агликон, съдържащ тритерпеноиди или стероиди. Установено е, че те притежават благоприятни за здравето свойства във функционалните храни ( He et al., 2019 ). Екстрахираните растителни сапонини са показали добро представяне в различни биологични изследвания, демонстрирайки антитуморни и имуноусилващи регулаторни свойства ( Gong et al., 2020 ). Фармакологичните изследвания на различни сапонинови съединения също показват, че те упражняват имуноусилващи ефекти ( Rajput et al., 2007 ).
Като пример, имунологичното усилване на гипенозидите, които са разпространени главно в Джиаогулан (Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Makino ( Pang et al., 2017), е изследван за имуносупресия при мишки. Преди това проучванията показват, че гипенозидите могат да насърчат развитието на имунни органи на плъхове, както и да подобрят специфичните и неспецифичните имунни функции ( Ning et al., 2016 ). В скорошно проучване Dan et al. (2020) установяват миши модел на имунодефицит чрез индукция с циклофосфамид (80 mg/kg). Впоследствие гипенозидите (60, 120 и 180 mg/kg) се дават перорално в продължение на 30 дни. В сравнение с моделната група, броят на белите кръвни клетки в периферната кръв, индексът на органите и нивата на CD4 + /CD8 + са значително повишени ( p< 0,01). Ефектът е по-очевиден в групата с висока доза гипенозид. Освен това е установено, че гипенозидите значително повишават нивата на експресия на TNF-α, IFN-γ, IL-10, IL-6 и IL-2 в серума и тяхната иРНК експресия в лимфоцитите на далака. По този начин, гипенозидите могат да подобрят имунната функция при мишки с имуносупресия, предизвикана от лечение с циклофосфамид.
В обобщение, сапонините могат забележително да подобрят имунната функция по различни начини. Сапонините обаче проявяват хемолитичен ефект, следователно дозировката за приложение трябва да се определи по подходящ начин. Освен това, механизмът на действие на сапонините по отношение на сигналния път на имунната регулаторна система изисква изясняване. Допълнителни изследвания могат да помогнат за изясняване на значението на сапонините в разработването на храни и лекарства, което може да осигури потенциален адювант за приложение в бъдеще.
Флавоноиди
Флавоноидите са важна група от биоактивни вторични метаболити, които се срещат широко в растенията ( Liu J. et al., 2018 ). Те също са важни естествени биоактивни съставки в няколко функционални храни на растителна основа ( Jiang et al., 2020 ).
През последните години имуностимулиращите ефекти на флавоноидите привлякоха значително внимание. Например, соевият флавон, флавонът от морски зърнастец и кверцетинът са известни с това, че упражняват добри имунорегулаторни ефекти и са високоефективни естествени подобрители на имунната система, които могат да подобрят цитотоксичните Т клетки и убиващите активности на NK клетките, да насърчат освобождаването на цитокини, да подобрят индекса на имунните органи, подобряват имунната функция и насърчават имунната система на тялото ( Rasouli and Jahanianet, 2015 ; Kamboh et al., 2016). Освен това флавоноидите могат да инхибират производството на провъзпалителни цитокини чрез регулиране на експресията на NF-κB ( Huang et al., 2018 ).
Имуноукрепващият ефект и механизмът на действие на флавоноидите са изследвани широко, обаче тяхното клинично приложение като имунорегулаторни лекарства е ограничено поради лошия им фармакокинетичен профил ( De Ferrars et al., 2014 ). Освен това, големият брой активни центрове, относително бавната ефикасност и липсата на специфичност и селективност към определени заболявания ограничават клиничното приложение на флавоноидите. Смята се, че постепенното изясняване на ефекта за повишаване на имунната система и механизма на действие на флавоноидите ще постави основата за предварителното проучване на клиничните приложения за повишаване на имунната система.
Алкалоиди
Алкалоидите са азотни съединения, различни от протеини, пептиди, аминокиселини и витамин B, които съществуват главно в растителното царство ( Song and Jiang, 2017 ). Благодарение на техните сложни структури и забележителни биологични активности, тяхната роля в укрепването на имунната система не трябва да се пренебрегва ( Jiang et al., 2020 ). Наистина е известно, че алкалоидите играят имуностимулираща роля чрез регулиране на пролиферацията на лимфоцитите на тимуса и далака и секрецията на цитокини ( Zhou et al., 2020 ).
Въпреки че е доказано, че алкалоидите играят имуномодулираща роля чрез насърчаване или чрез потискане на активирането или диференциацията на имунните клетки и чрез регулиране на експресията на цитокини, липсата на клинични данни предполага, че трябва да се проведат допълнителни проучвания в контекста на клинични изпитвания и токсични дози.
Заключение
Имунната дисфункция в организма може да бъде причинена от различни фактори. За да се реши този проблем, функционалните храни на растителна основа са получили повишено внимание поради техните обширни имуностимулиращи свойства. В резултат на това различни проучвания се опитват да изяснят клетъчните и молекулярните регулаторни механизми и сигналните пътища на имуноактивните съставки, за да определят имуноукрепващите ефекти на тези активни съставки.
За разлика от настоящите лекарства, които са скъпи и могат да доведат до различни странични ефекти, функционалните храни на растителна основа водят до по-малко странични ефекти, стабилни са и са склонни да проявяват трайна ефикасност. С откриването и използването на функционални храни, подходящи кандидати сред широката гама от естествени продукти се идентифицират и характеризират в детайли.
Въпреки това, прилагането на биоактивни съединения като имунни фактори има определени ограничения; по този начин тук предлагаме следните точки и препоръки:
1) Въпреки че някои растителни функционални храни са докладвани, че показват благоприятни ефекти за повишаване на имунитета, техните биоактивни компоненти не са напълно изяснени и идентифицирани, следователно това трябва да послужи като основен фокус за по-нататъшни разследвания.
2) Понастоящем е трудно да се свържат структурите и дейностите на сложни биоактивни съставки (напр. полизахариди), следователно е необходимо изследване на връзката между структурите и ефикасността на биоактивните компоненти от функционални храни на растителна основа.
3) Различни активни съставки, извлечени от функционални храни на растителна основа, остават да бъдат тествани в клинични изпитвания. В този контекст, трябва да се отбележи, че ефектите, наблюдавани при животински модели, може да се различават от тези при хора, което прави клиничните изпитвания върху хора изключително важни.
4) The in vivo средата е по-сложна от in vitro средата; по този начин трябва да се извършат допълнителни in vivo проучвания за по-нататъшно изясняване на механизмите, лежащи в основата на имуноповишаващите способности на биоактивните компоненти, получени от растителни функционални храни. Молекулярните механизми, лежащи в основата на действието на такива съединения, трябва да се изучават интензивно.
5) Няколко доклада за ефектите на повишаване на имунната система на биоактивни компоненти от растителни функционални храни произхождат от изследвания с лошо качество, приписвани на неадекватни методи. Следователно, висококачествени изследвания на такива биоактивни компоненти са оправдани, за да се установи тяхната ефикасност и да се осигури по-убедителна теоретична основа за синтеза на нови имуностимулиращи лекарства.
От източника можете да прочетете още:
-
Влияние върху имунната сигнална трансдукция
-
Насърчаване на производството на имунни цитокини
-
Насърчаване на функцията на вродения имунитет
-
Подобрен адаптивен имунитет
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8096308/