Veselību veicinošas aktivitātes un ar tiem saistītie poligonati rizomas polisaharīdu mehānismi

Abstract:

Polygonati Rhizoma, tipiska medicīnas un pārtikas homoloģija, piemīt ievērojama pretnoguruma, pretnovecošanās, vielmaiņu regulējoša, imūnmodulējoša, pretiekaisuma, neiroprotektīva, pretdiabēta un pretvēža iedarbība. No Polygonati Rhizoma bioaktīvajām fitoķīmiskajām vielām polisaharīdiem ir svarīga loma veselību veicinošās darbībās, izmantojot iepriekš minētos mehānismus un iespējamo sinerģisko ietekmi ar citiem bioaktīviem līdzekļiem. Šajā pārskatā mēs īsi iepazīstinām ar atjaunināto polisaharīdu biosintēzi, attīrīšanas metodi, struktūras raksturojumu un pārtikas pielietojumiem, kā arī detalizēti apspriežam Polygonati Rhizoma polisaharīdu bioloģiskās aktivitātes un saistītos mehānismus, lai paplašinātu Polygonati Rhizoma kā funkcionālas izmantošanas iespējas. pārtika un zāles.

Atslēgvārdi:Polygonati Rhizoma; zāļu un pārtikas homoloģija;polisaharīdi;veselību veicinošs īpašums; sinerģijas mehānisms

KLIKŠĶINIET ŠEIT, LAI UZZINĀTU CISTNACHEVESELĪBU VEICINĀŠANAS ĪPAŠUMS

1. Ievads

Polygonati Rhizoma (ķīniešu valodā "Huangjing") ir labi ierakstīta Ķīniešu medicīnas vārdnīcas komisijā un Ķīnas farmakopejas komisijā, un tai ir ievērojamas veselību veicinošas aktivitātes, tostarp Qi atjaunošana, Iņ barošana, plaušu mitrināšana, liesas stiprināšana, nieres tonizēšana, , un imunitātes stiprināšana [1,2]. Tradicionālajā ķīniešu medicīnā plaši izmantoto Polygonati Rhizoma lieto gripas, mastīta, reiboņa, klepus, noguruma, nespēka, cukura diabēta, seksuālās disfunkcijas, gremošanas traucējumu, apetītes trūkuma, muguras sāpju, stipru sāpju un plaušu slimību ārstēšanai [3– 5]. Kā tipiska zāļu un pārtikas homoloģija, ikgadējais pieprasījums pēc Polygonati Rhizoma turpina pieaugt [6].

Jo īpaši Polygonati Rhizoma ir sagatavota no Polygonatum sibiricum Redoute, P. kingianum Coll.et Hemsl un P. cyrtonema Hua sakneņiem [7–9]. No trim neapstrādātiem tradicionālajiem augiem P. cystoma ir optimāla gan kvalitātes, gan ražas ziņā, tā ir endēmiska Ķīnai (centrālajā un austrumu daļā) un plaši kultivēta zem meža [10]. Tikmēr P. sibiricum galvenokārt ir izplatīts Ķīnas ziemeļos, Ziemeļkorejā un Mongolijā [11]. Turklāt P. kingianum, kura dzimtene ir arī Ķīnas dienvidos, galvenokārt ir izplatīta Junaņas, Sičuaņas, Guidžou un Guandsi provincēs, cita starpā [12]. Līdz šim ir pieejami 365 komerciālu pārtikas produktu veidi un vairāk nekā 500 patentu, kas saistīti ar Polygonati Rhizome [13].

Nobriedušie P. sibiricum, P. kingianum un P. cyrtonema sakneņi ir dzelteni un sazaroti, un tie ir jāapstrādā, izmantojot deviņu tvaicēšanas un žāvēšanas ciklu stratēģiju [14]. Apstrādātie Polygonati sakneņi ar uzlabotu funkciju ir melni, mīksti un saldi, neizraisot rīkles kairinājumu (1. attēls) [15]. Atkārtota apstrāde ar tvaicēšanu varētu ietekmēt Polygonati Rhizoma aktīvo vielu fizikāli ķīmiskās īpašības un bioaktivitāti, jo ievērojami palielinājās polisaharīdu molekulmasa, UV absorbcija un antioksidanta aktivitāte [16]. Ja par galvenajiem kvalitātes rādītājiem uzskata kopējos saharīdus, fruktozi (Fru) un fosfolipīdus, četri tvaicēšanas-žāvēšanas cikli ir ideāla metode, lai iegūtu labāku garšu, garšu un funkcionalitāti [14]. Ja apsveriet antioksidantu un imunopotencējošo darbību, labākā izvēle būtu divi nepārtrauktas tvaicēšanas un žāvēšanas cikli [17].

1. attēls. Tradicionālā ķīniešu medicīna Polygonati Rhizoma: (A) sakneņi; (B) Polygonati Rh

Polygonati Rhizoma satur daudzas bioaktīvas vielas, piemēram, purīna nukleozīdu [18], ogļhidrātus [19,20], bioflavonoīdus [21], alkaloīdus [22], saponīnus [23,24], lignīnus, aminoskābes, peptīdus, antrahinonus, sirds glikozīdus. , vitamīni un dažādas skābes [25,26]. Polisaharīdi ir galvenie bioaktīvie komponenti un Polygonati Rhizoma saldās garšas veicinātāji, kas galvenokārt iedarbojas uz vielmaiņas regulēšanu, imūnmodulējošu, pretnoguruma, pretnovecošanās, pretvīrusu, pretiekaisuma, antioksidantu, pretaterosklerozes, aknu aizsardzības, hipolipidēmisku, pretsāpju līdzekli. - Osteoporozes, pretvēža, pretdiabēta un antiaterosklerozes aktivitātes [27–29]. Polisaharīdi kalpo arī kā novērtējuma marķieri Polygonati Rhizoma un "Yuzhu" (P. odoratum) kvalitātes kontrolē [30,31]. Polygonati Rhizoma bieži ir izmantota kā sastāvdaļa vai papildinājums pārtikas rūpniecībā, pateicoties tās tonizējošajai iedarbībai un garšas īpašībām, kuras galvenokārt iedarbojas uz polisaharīdiem [11,32]. Tomēr uzmanība Polygonati Rhizome polisaharīdiem joprojām ir nepietiekama. Šī pārskata mērķis bija sniegt atjauninātu un visaptverošu informāciju par Polygonati Rhizoma polisaharīdiem, cerot paplašināt tā izmantošanu kā funkcionālu pārtiku.

2. Polisaharīdu fotosintēze

Izpratne par polisaharīdu biosintēzes molekulāro mehānismu molekulārā līmenī būs noderīga, lai modulētu Polygonati Rhizoma polisaharīdu ražu un īpašības liela mēroga ražošanā. Polygonati Rhizoma polisaharīdus bieži dēvē par P. sibiricum polisaharīdu (PSP), P. cyrtonema polisaharīdu (PCP) un P. kingianum polisaharīdu (PKP) [33]. PSP saturs pozitīvi korelēja ar fruktofuranozidāzes, fruktokināzes, mannozes-1-fosfāta guanililtransferāzes un UDP-glikozes 6-dehidrogenāzes ekspresijas modeļiem, bet negatīvi korelēja ar heksokināzes ekspresiju [34]. Lielākā daļa atšķirīgās gēnu ekspresijas dažādās P. sibiricum sakneņu daļās tika attiecināta uz "cietes un saharozes metabolisma" ceļu [35].

PSP biosintēzes procesā saharoze tika pārveidota par D-Glu-6-fosfātu (D-Glu-6P), D-Fru un D-Glu; pēc tam D-Glu-6P tika pārveidots par -D-Glu-1P ar fosfoglukomutazi vai D-Fru-6P ar Glu-6P izomerāzes izomerizāciju [35]. Turklāt UDP-glikozes-6-dehidrogenāze un UDP-glikuronskābes (GlcA) 4-epimerāze panāca UDP-Glu, UDP-GlcA un UDP-galakturonskābes (GalA) konversiju. Visbeidzot, šīs aktivētā cukura vienības tika saliktas augošās polisaharīdu ķēdēs, izmantojot atbilstošās glikoziltransferāzes [35].

PKP saturs bija negatīvi korelēts ar šķiedru sakņu skaitu, stumbra diametru, lapas platumu, lapas garumu un virszemes daļu svaigo svaru [36]. Jāatzīmē, ka polisaharīdu uzkrāšanos lielā mērā ietekmēja augšanas vecums. Starp 2–5 gadus veciem P. kingianum polisaharīdu saturs bija visaugstākais 4 gadus vecos augos pēc sēklu reprodukcijas [36].

Pamatojoties uz transkripta sekvencēšanu, P. cyrtonema tika atrasti 89 unigēni, kas kodē enzīmus, kas saistīti ar polisaharīdu biosintēzi [37]. PCP saturs bija pozitīvi saistīts ar mannozes-6-fosfāta izomerāzes, mevalonāta kināzes, 4-hidroksi-3-metilbut-2-enildifosfāta reduktāzes, UDP-apiozes/ksilozes sintāzes, GDP-L-fukozes sintāzes ekspresijas līmeņiem. , hidroksimetilglutaril CoA sintāze, (E)-4-hidroksi-3-metilbut-2-enildifosfāta sintāze, 2-C-metil-D-eritritola 2,4-ciklodifosfāta sintāze un farnezildifosfāta sintāze [37]. Tika identificētas arī polisaharīdu biosintēzē iesaistītās UDP glikoziltransferāzes un transkripcijas faktori [38].

3. Polygonati Rhizoma polisaharīdu ķīmija

3.1. Ekstrakcijas un attīrīšanas kopsavilkums

Tradicionāli Polygonati Rhizoma iepriekš apstrādā ar karstu ūdeni, lai iegūtu neapstrādātus polisaharīdus, pēc tam pakļauj etanola nogulsnēšanai, lai noņemtu neaktīvās vielas un olbaltumvielas [39]. Ekstrakcijas efektivitāti var ietekmēt vairāki faktori, tostarp temperatūra, laiks, ekstrakcijas biežums un šķīdinātājs. Temperatūras, laika un šķidruma/cietās vielas attiecības diapazons ir attiecīgi 80–100 ◦C, 2–3 h un 1:(10–30) g/ml [30]. Tikmēr Polygonati Rhizoma polisaharīdi bieži tiek attīrīti, izmantojot DEAE-Cellulose52, DEAE-Sepharose Fast Flow jonu apmaiņas hromatogrāfiju, Sephadex G-75 gēla filtrācijas hromatogrāfiju un Sephacryl G-150 kolonnu hromatogrāfiju [40,41]. Turklāt Polygonati Rhizoma polisaharīdu ekstrakcijai tiek izmantota arī fermentatīvā hidrolīzes ekstrakcija, ultraskaņas drupināšana un ekstrakcija, kā arī ekstrakcija ar mikroviļņu palīdzību [36]. Atšķaidīts sārms var uzlabot ražu, iznīcinot šūnu sieniņu un atvieglojot Polygonati Rhizoma polisaharīdu izdalīšanos no šūnām [36].

Dažādos pētījumos tika ziņots par lielu esošo MPS daudzveidību, kas varētu būt saistīts ar briedumu, ģeogrāfisko atrašanās vietu, vides apstākļiem, ieguves metodēm un analītiskajām procedūrām [30]. PSP tika ekstrahēts arī ar CO2 iedarbināmiem pārslēdzamiem hidrofilitātes šķīdinātājiem, kas satur amīnus un ūdeni, un tika iegūta 399,2 mg/g iznākums cietā un šķidruma attiecībā 1:20, ekstrakcijas temperatūra 50 ◦C, ultraskaņas jauda 500. W, un ekstrakcijas laiks 60 min [42]. Nav ziņots par Polygonati Rhizoma polisaharīdu liela mēroga vai industrializācijas ekstrakcijas un attīrīšanas metodēm. Tādējādi Polygonati Rhizoma polisaharīdu ekstrahēšanai varētu izmantot uzlabotas ekstrakcijas tehnoloģijas, piemēram, ūdens divfāžu ekstrakciju [43,44], subkritisko ūdens ekstrakciju [45,46], impulsu elektriskā lauka palīdzību [47,48] un membrānu. atdalīšanas tehnoloģija [49].

3.2. Polygonati Rhizoma polisaharīdu struktūra

Polygonati Rhizoma polisaharīdu struktūras bieži tika noteiktas ar skābes hidrolīzi, Furjē transformācijas infrasarkano spektroskopiju, kodolmagnētiskās rezonanses (NMR) spektroskopiskām analīzēm, augstas izšķirtspējas masas spektrometriju, īpaši augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfiju-kvadrupola slazds-tandēmu masas/Hspektrometrijas MS (PLRrometryMS). MS), augstas izšķirtspējas gēla caurlaidības hromatogrāfija, augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfijas (HPLC) fluorescences noteikšana ar pirmskolonnas atvasināšanu, skābes hidrolīze apvienojumā ar augstas veiktspējas anjonu apmaiņas hromatogrāfiju ar impulsa amperometrisko noteikšanu, metilēšanas analīze apvienojumā ar gāzu hromatogrāfiju -masas spektrometrija (GS-MS), kā arī ķīmiskie pierādījumi [50–54].

Polygonati Rhizoma polisaharīdi un oligosaharīdi var tikt sadalīti monosaharīdos atkārtotas tvaicēšanas procesā [55]. Monosaharīdu sastāvs pēc tvaicēšanas atšķīrās: palielinājās Gal un -1,4-mannopiranozes saturs un samazinājās Glu un mannozes (Man) saturs, bet parādījās glikozīdā saite -1,4-galaktopiranozes [17]. FTIR spektri parādīja, ka Polygonati Rhizoma polisaharīdiem bija dažādas esterifikācijas pakāpes [56]. Mikroviļņu vadīta degradācijas pieeja varētu samazināt PSP molekulmasu, bet ievērojami uzlabot bioaktivitāti, piemēram, antioksidantu aktivitāti [57]. PSP, PCP un PKP bija trīskāršas spirāles struktūras ar -D-fruktofuranozilu (Fruf), -D-glikopiranozi (Glcp, -D-galaktopiranozes cukura atlikumiem un O-acetilgrupu [58].

Ir pieci PSP veidi, ti, pektīns [59–61], fruktāns [29], glikogalaktomannāns [30], arabinogalaktāna tipa polisaharīdi [62] un glikomannāni [63]. Neapstrādāts PSP satur ogļhidrātus (85,1–88,3 procenti), olbaltumvielas (4,51–11,9 procenti) un uronskābi (1,79–7,47 procenti) [36]. Pektīna ekstrakcijai varētu izmantot metanolīzi apvienojumā ar TFA hidrolīzes metodi [60,61]. PSP satur dažādu procentuālo sastāvu no cilvēka (62,3–76,3 procenti), Glu (15,2–20,3 procenti), galaktozes (Gal) (4,35–15,3 procenti) un arabinozes (Ara) (4.00–7,65 procenti). , un neliels daudzums Fru, ramnozes (Rha), Xyl, GalA un GlcA, kā arī sazarotu homogalaktānu un galaktomanānu (1. tabula) [36]. Cits ziņojums parādīja, ka neapstrādātā PSP satur daudz Glu (15,1 procenti), Gal (29,6 procenti) un Man (36,1 procenti) [64]. PSP0-PSP9, kas iegūts no katra tvaicēšanas un žāvēšanas cikla, bija atšķirīgs pēc molekulmasas, taču tam bija līdzīgs mugurkauls un ķīmiskās grupas [65]. Tomēr gan PSP bioloģiskā, gan ķīmiskā dispersija atklāja ievērojamu PSP0, PSP1-PSP4 un PSP5-PSP9 segregāciju [65].

1. tabula. PCP, PKP un PSP polisaharīdu struktūras salīdzinājums.

PCP galvenokārt saturēja Glu, Man, Rha, Gal, ribozi (Rib) un Ara [66,67]. PCP veidoja sazarots fruktāna kodols ar (2→6)-saistītiem-D-Fruf atlikumiem ik pēc trim (2→1)-saistītiem-D-Fruf atlikumiem un vidējo polimerizācijas pakāpi 28 [25]. PCP-1 bija (2→1)-saistīts -D-Fruf mugurkauls, kā arī (2→6)-saistīts -D-Fruf sānu ķēdes ar iekšēju -D-Glcp kakla veikalā [68] . PCP0-PCP5 (105–107 Da), kas ekstrahēts konduktīvi un tvaicēts 0–5 reizes, ūdens šķīdumā uzrādīja neregulāru sfērisku konformāciju [17,69]. Tvaicēšanas process izraisīja ievērojamas PCP strukturālas izmaiņas, tostarp molekulāro degradāciju, agregāciju un depolimerizāciju [16]. PCP molekulmasa mainījās atkārtotas tvaicēšanas laikā, vispirms palielinoties ar tvaicēšanu un pēc tam samazinoties, turpinot tvaicēšanu [17]. P. cyrtonema fructan saturēja (2→6) saistītu -D-Fruf atlieku mugurkaulu, kā arī iekšējo -D-Glcp atlikumu un divus (2→1) saistītos -D-Fruf atlieku zarus [70]. P. cyrtonema galactan bija (1→4)-D-galaktāns ar vienu -D-Gal pie C-6 apmēram katrās deviņās galvenās ķēdes atlikumos [70].

PKP galvenokārt saturēja Fru, Glu, Gal, Man, Xyl, Ara, Man un 1,2-link Glu [71]

Atbalsta pakalpojums:

E-pasts:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel: plus 86 15292862950

Veikals:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop