Anti-oksidativna svojstva sirovih polisaharida gljive Chaga

Anti-oksidativna svojstva sirovih polisaharida gljive Chaga

Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 9194-9206; doi:10.3390/ijms13079194

Izvodi iz studije

1. Uvod

Inonotus obliquus (I. obliquus), gljiva koja pripada porodici Hymenochaetaceae Basidiomycetes je crna parazitska gljiva koja raste na živim stablima zrele breze i uglavnom se nalazi u širinama 45° N - 50° N [1,2 ]. Već u XVI veku, I. obliquus je bila korišćena kao efikasni narodni lek u Rusiji i severnoj Evropi za lečenje nekoliko malignih tumora kod ljudi, kao što su karcinom dojke, karcinom jetre, karcinom materice i karcinom želuca i drugih bolesti kao što su hipertenzija i dijabetes [3], sa malim toksičnim nus-pojavama [4]. Nedavno, su mnoga polifenolna jedinjenja, triterpenoidi [5], i steroidi, kao što je lanosterol, inotodiol [6], trametenolske kiseline i ergosterol peroksid [7] su identifikovana iz ove gljive, a prikazane su i njene biološke aktivnosti, uključujući hipoglikemijska [1] i hepatoprotektivna [8]. Polisaharidi su jedna od glavnih komponenti I. obliquus i oni su pokazali da mogu da ispoljavaju mnoge biološke aktivnosti, uključujući anti-tumorske [9], anti-oksidantne, hipoglikemijske i imuno-stimulativne efekte [10,11].

Reaktivne vrste kiseonika (ROS) su definisane kao hemijski aktivni produkti generisani parcijalnom redukcijom kiseonika, uključujući slobodne radikale poput hidroksila i superoksida, kao i ne-slobodnih radikala kao što je vodonik-peroksid. U živim organizmima, produženi povišeni nivoi ROS mogu izazvati jak oksidativni stres, za koji se smatra da igra veoma važnu ulogu u patogenezi nekoliko degenerativnih bolesti [12] i patoloških efekata kao što su: izazivanje oštećenja DNK, kancerogeneze i ćelijske degeneracije u vezi sa starenjem [13]. Za pomoć u odbraniti oksidativnih oštećenja, najčešće se koriste sintetički antioksidansi kao što su: butilovani hidroksitoluen (BHT), butilovani hidroksianizol (BHA) i terc-butilovani hidroksikuinon (TBHQ). Međutim, došlo je do rasta zabrinutosti zbog njihove bezbednosti  i toksičnosti [14,15]. Tako, prirodni antioksidanti, na primer, fukoidan [16], hitosan [17], čaj polisaharida [18], Licium barbarum polisaharid [19], koji može da sakuplja ROS in vitro i in vivo, privlače više pažnje.

Ovde smo prijavili anti-oksidativne efekte kod vodo-rastvorljivih i alkalnorastvorljivih sirovih polisaharida iz I. obliquus protiv hemikalija indukovanih od strane ROS, kao i zaštitne efekte na ćelijske smrti PC12 izazvane posredstvom vodonik-peroksida (H2O2).

2. Rezultati i diskusija

2.1 Glavni hemijski sadržaj

Kao što je prikazano u tabeli 1, vodo-rastvorni i alkalno-rastvorni sirovi polisaharidi IOW i IOA iz gljive I. obliquus sadrže i neutralne ugljene hidrate i proteine sa malom količinom uronske kiseline (<5%). Nakon procedura deproteinizacije i de-pigmentacije, kako se očekuje, kako IOW-1 tako i IOA-1 su bili pretežno sastavljeni od neutralnih ugljenih hidrata (>50%). Rigorozan proces de-proteinizacije metodom sevag nije doveo do oslobađanja od proteina u IOW i IOA potpuno, podrazumevajući da bi neki proteini u IOW-1 i IOA-1 mogli postojati kao konjugati polisaharid-protein.

Tabela 1. Glavni hemijski sadržaj alkalnih i vodenih ekstrakata

                                                                  IOA                       IOA-1                    IOW                    IOW-1

Sadržaj ugljenih hidrata (mas.%)         22.28 ± 0.31         50.13 ± 0.47         21.23 ± 0.42         61.21 ± 0.29

Sadržaj proteina (mas.%)                    10.60 ± 0.92            6.28 ± 0.84         14.07 ± 1.05          7.69 ± 0.81

Sadržaj uronske kiseline (mas.%)         3.79 ± 0.43            4.12 ± 0.51           4.60 ± 0.36          4.51 ± 0.20

2.2 Anti-oksidativni efekti na ROS indukovane hemikalijama

Anti-oksidativne aktivnosti antioksidanata su bile pripisane različitim mehanizmima, uključujući sprečavanje lančane reakcije, povezivanje katalizatora jona prelaznih metala, raspadanje peroksida, sprečavanje kontinualne protonske apstrakcije, redukciju kapaciteta i skupljanje otpadaka radikala [20]. Zbog složenosti procesa oksidacije-antioksidacije, jedan test obično nije dovoljan da se precizno proceni antioksidativna aktivnost potencijalnog antioksidanta [21]. Stoga su sledeća četiri testa primenjena za procenu antioksidantnog kapaciteta sirovih polisaharida iz I. obliquus.

2.2.1. Mogućnost skupljivanja radikala DPPH

DPPH je dobro poznati radikal koji demonstrira jak apsorpcioni opseg centriran na oko 520 nm, i postaje bezbojan ili bledožut kada se neutralizuje. Radikal DPPH se sakuplja pomoću antioksidanata kroz donaciju protona formiranjem redukovanih DPPH, a najčešće se koristi za procenu kapaciteta antioksidanata za skupljanje radikala [22]. Aktivnosti sakupljanja IOW, IOW-1, IOA i IOA-1 radikala DPPH su prikazane na sl.1. Kao što je uočeno, sva četiri uzorka mogu neutralisati radikal DPPH, i ova aktivnost je zavisna od koncentracije u opsegu 0.1 - 2.0 mg/mL. Nasuprot IOA, postojanje proteina i pigmenta kod IOW značajno je smanjilo aktivnost sakupljanja radikala DPPH pri visokoj koncentraciji (>0,5 mg/mL).

2.2.2. Aktivnost sakupljanja hidroksil radikala

Hidroksil radikal, koji je češće proizveden in vivo, se smatra najreaktivnijim i najotrovnijim slobodnim radikalom u živim organizmima. Ovaj radikal može praktično da ošteti sve vrste makromolekula uključujući: ugljene hidrate, lipide, proteine i nukleinske kiseline [23]. Što se tiče ugljenih hidrata, ovaj radikal može apstrahovati atome vodonika u svim C-H vezama u prstenu aldoza, uronskih kiselina i ostalim lokacijama kod ugljenih hidrata osim kod C-2 N-acetil heksozamina [24]. Hidroksil radikal u ćelijama može lako da prelazi ćelijske membrane na određenim lokacijama i izazivaju oštećenje tkiva i ćelijsku smrt. Tako je uklanjanje hidroksil radikala veoma važno za zaštitu živih sistema [25]. Kao što je prikazano na sl.2, sva četiri uzorka pokazuju očiglednu sakupljačku aktivnost u odnosu na hidroksil radikal u uzorku zavisnom od koncentracije. De-proteinizacija i de-pigmentacija IOW, ali ne i IOA, su umanjili efekte sakupljanja hidroksil radikala u opsegu 4-8 mg/mL.

2.2.3. Kapacitet sakupljanja anjona superoksida

Anjon superoksida (O2-), poznat da se proizvodi in vivo, igra važnu ulogu u formiranju ROS kao što su vodonik-peroksid, hidroksil radikal i singlet kiseonik, koji indukuju oksidativna oštećenja kod lipida, proteina i DNK [26]. Sva četiri uzorka su izazvala O2-skupljačku aktivnost koja je usledila na dozno zavistan način (sl.3). Nadalje, protein i pigment i u IOW i u IOA su povećali ovaj skupljački kapacitet.

2.3 Test ferozne redukcije moći

FRAP (ferozna redukcija antioksidantne moći) test tretira antioksidante koji se nalaze u uzorcima kao reduktante u redoks-povezanoj kolorimetrijskoj reakciji, a vrednost odražava smanjenje moći antioksidanata [27]. Test se takođe uobičajeno koristi za rutinsku analizu pojedinačnih antioksidanata i ukupne antioksidativne aktivnosti biljnih ekstrakata merenjem konverzije Fe3+-Fe2+. Pored toga, alkalno-rastvorljivi sirovi polisaharid IOA je pokazao jaču redukcionu aktivnost nego vodo-rastvorni sirovi polisaharid IOW. Ovaj trend je i dalje ostao nakon postupka de-proteinizacije i de-pigmentacije.

2.4. Zaštitni efekti na smrt ćelija PC12 indukovanu H2O2

H2O2, vodonik-peroksid, je u stanju da prodre kroz biološke membrane i igra ulogu u formiranju radikala kao posrednik u proizvodnji više reaktivnih ROS molekula uključujući formiranje hidroksil radikala preko oksidacije prelaznih metala, i hipohloraste kiseline delovanjem mijeloperoksidaze, enzima prisutnog u fagozomama neutrofila [28], vodonik-peroksid se koristi u mnogim studijama da se pokrene ćelijska apoptoza [29,30].

Antioksidansi mogu sprečiti ćelijsku smrt PC12 kroz suzbijanje formacije ROS indukovane H2O2 [30], regulaciju endogenog oksidacionog-antioksidantnog  bilansa [31] i promene u raznim intracelularnim signalnim putanjama kao što je PI3K/Akt signalna putanja [32], itd.

4. Zaključci

U ovoj studiji, vodo-rastvorljivi i alkalno-rastvorljivi polisaharidi, IOW i IOA, su bili izolovani iz I. obliquus. Posle de-proteinizacije i de-pigmentacije, dobijene su frakcije ugljenih hidrata bogatih IOW-1 i IOA-1. Njihove hemijske smeše su određene pomoću kolorimetrijskih metoda, a njihove antioksidativne osobine su testirane ROS indukovanim hemikalijama uključujući aktivnost skupljanja radikala (DPPH, hidroksil radikala superoksid anjona) i testa ferozne redukcije antioksidantne moći. Pored toga, bili su istraživani njihovi zaštitni efekti na smrt ćelija PC12 indukovanu vodonik-peroksidom. Rezultati ukazuju da I. obliquus polisaharidi poseduju višestruke aktivnosti sakupljanja radikala u zavisnosti od doze i štite ćelije PC12 od smrti indukovane vodonik-peroksidom. Ove antioksidantne aktivnosti mogu se podrazumevati, barem delimično, za farmaceutske efekte I. obliquus.

Nema proizvoda u ovoj kategoriji.

Budizdrav © 2019. UKION SHOPS