Hipolipidemijski efekat gljive Hericium erinaceus

Hipolipidemijski efekat gljive Hericium erinaceus

Biosci. Biotechnol. Biochem., 67 (6), 1292-1298, 2003

Byung-KeunYang, Jun-Bo Park, and Chi-Hyun Song.

Hipolipidemijski efekat egzo-biopolimera proizvedenog iz potopljene kulture micelijuma Hericium erinaceus bio je ispitivan kod dijetetski indukovanih hiperlipidemijskih pacova. Hipolipidemijski efekti su bili proporcionalno povećavani sa povećavanjem koncentracije egzo-biopolimera za oralnu primenu. Egzo-biopolimer, u dozi od 200 mg/kg telesne mase, značajno je smanjio ukupan plazma holesterol (32.9%), LDL holesterol (45.4%), trigliceride (34.3%), fosfolipide (18.9%), aterogeni indeks (58.7%) i aktivnost hepatičke HMG-CoA reduktaze (20.2%). Povećao je nivo plazma HDL holesterola (31.1%) u poređenju sa kontrolnom grupom. Molekularna masa ovog egzo-biopolimera, mereno sa HPLC je bila ispod 40 kDa. Ukupan sadržaj šećera i proteina je bio 91.2 i 8.8%, respektivno. Detaljno su bile analizirane smeše šećera i aminokiselina kod egzo-biopolimera.

Jestive gljive su bile dobro poznate kao idealni materijali za dijetetsku prevenciju ateroskleroze, zbog svog visokog sadržaja vlakana, proteina, i makroelemenata i niskog sadržaja masti.(1,2) Hipoholesterolski efekat nekoliko gljiva je već bio proučavan. Zabeleženo je da Auricularia auricularjudae,(3) Poliporus confluens,(4) i Ganoderma lucidum(5) smanjuju koncentraciju holesterola u serumu kod hiperlipidemičnih pacova. Međutim, raniji izveštaji o hipolipidemijskom efektu gljiva su uglavnom bili ograničeni na jedinjenja ekstrahovana ili iz plodonosnog tela ili iz micelijuma. Bio je napravljen vrlo mali napor da se istraži hipolipidemijski potencijal jedinjenja oslobođenih iz uzgajanih micelijuma u kulturu medijuma, za koja je međutim, javljeno da imaju različita bioaktivna svojstva.(6) Bioaktivni ekstracelularni polisaharidi proizvedeni iz potopljene kulture micelijuma gljiva su takođe bili nedavno  proučavani jer je proces proizvodnje iz rastvora ove kulture zahtevao samo relativno jednostavne korake prečišćavanja.(7) Hericium erinaceus je dobro poznata jestiva i lekovita gljiva u orijentalnim zemljama. Ova pečurka se zove ,,yamabushitake” i ,,houtou” u Japanu i Kini, respektivno. Pokazano je da H. erinaceus sadrži brojna biološki aktivna jedinjenja, koja su pokazala interesantne biološke aktivnosti kao što su unapređenje sinteze faktora razvoja nerava,(8) citotoksični efekat,(9) anti-mikrobni efekat,(10) i antitumorske aktivnosti.(11)

U ovoj studiji, dozno zavisan hipolipidemijski efekat egzo-biopolimera proizvedenog iz potopljene kulture micelijuma H. erinaceus je ispitivan oralnom primenom kod hiperlipidemijskih pacova. Hemijske smeše i molekulska masa egzo-biopolimera su takođe bile merene.

Rezultati i diskusija

Reakcija razvoja

Egzo-biopolimer proizveden iz potopljene kulture micelijuma H. erinaceus je bio korišćen u dozno-zavisnoj studiji za potvrdu njegovog hipolipidemijskog efekta. Tokom četvoronedeljnog perioda, pacovi iz svih eksperimentalnih grupa su bili zdravi i pokazali su normalno povećanje telesne mase. U 4 eksperimentalne grupe, povećanje telesne mase i unos hrane se nisu značajno razlikovali od kontrolne grupe. Osim toga, oralna primena egzobiopolimera nije izazvala nikakve promene u ukupnom ponašanju i nijedna životinja nije uginula. Stoga, nije bilo štetnih efekata kod pacova nakon oralne primene egzo-biopolimera H. erinaceus.

Hipolipidemijski efekat

Efekti egzo-biopolimera H. erinaceus na ukupni plazma holesterol i LDL holesterol kod hiperlipidemijskih pacova su prikazani u Tabeli 2. Nivoi ukupnog holesterola i LDL holesterola u plazmi su bili značajno smanjeni u svim eksperimentalnim grupama, a smanjenje se dodatno nastavilo sa rastućim dozama. U svetlu aktuelnog znanja, najjači odnos je pronađen između plazma LDL holesterola i ateroskleroze, a ne kod ukupnog holesterola.(23) U ovoj studiji, egzo-biopolimer, u dozi od 200 mg/kg telesne mase, spustio je nivoe ukupnog plazma holesterola i LDL holesterola za čitavih 32.9 i 45.4%, respektivno, u poređenju sa kontrolnom grupom. Hipolipidemijski efekat egzo-biopolimera H. erinaceus može poticati od viskozne prirode egzo-biopolimera.(24) Hipolipidemijski efekat je bio stalno povećavan sa povećanjem koncentracije egzo-biopolimera. Ovo je u skladu sa povećanom viskoznošću usled povećanja doze egzo-biopolimera. Možda  bi se ovim svojstvom mogla da smanji apsorpcija ukupnog holesterola i LDL holesterola inhibiranjem formiranja micela u tankom crevu i menjanjem fizičkih karakteristika crevne mukoze pacova.(25) Cheung(6) je takođe izložio sličnu činjenicu proučavajući hipoholesterolske efekte Volvariella volvacea egzo-polisaharida. Međutim, Evans et al. (26) su pokazali da hipoholesterolski efekat galaktomanana nije bio regulisan svojom viskoznom prirodom već sopstvenim sastavom i strukturom. Stoga mogućnost bilo kakvog strukturnog uticaja egzo-biopolimera H. erinaceus u vezi posedovanja hipolipidemijskog efekta ne može biti isključena. Štaviše, kao kod ukupnog holesterola i nivo LDL holesterola je konstantno opadao sa povećanjem dnevne doze egzobiopolimera. Dakle, može se konstatovati da je glavni razlog za smanjenje nivoa plazma ukupnog holesterola sposobnost egzo-biopolimera da smanji nivoe LDL holesterola. Suštinsko smanjenje LDL i ukupnog holesterola u plazmi može nastati zbog smanjene proizvodnje holesterola od strane tkiva jetre (inhibiranjem HMG Co-A reduktaze) i/ili efikasnim uklanjanjem LDL holesterola putem različitih tkiva bez naknadnog obnavljanja. Vrednosti plazma LDL holesterola su pod uticajem izmena u VLDL metabolizmu, uključujući stopu konverzije VLDL u LDL. U osnovi, VLDL koji se rađa se konvertuje u zreli VLDL i u LDL kroz gubitak ukupnog holesterola delovanjem LPL. Shen et al(27) su sugerisali da je efekat snižavanja LDL holesterola iz Psyllium-a nastao zbog spore konverzije VLDL u LDL.

Tabela 2 Efekti egzo-biopolimera iz Hericium erinaceus na ukupan plazma holesterol i LDL holesterol kod dijetetski-indukovanih hiperlipidemijskih pacova za 4 nedelje

 Grupa (Egzo-biopolimer mg/kg/dan)           Ukupni holesterol (mg/dl)                 LDL holesterol(mg/dl)

Kontrolna1                                                                110.6±2.8c                                       74.5±4.4c

    50                                                                            8.0±3.3b                                        56.8±3.7b

  100                                                                         74.1±3.8ab                                      47.9±4.4ab

  150                                                                         73.1±2.7ab                                      46.8±5.2ab

  200                                                                          67.5±4.1a                                       40.7±6.9a

 1) Davanje fiziološkog rastvora.

2) Ukupni holesterol - HDL-holesterol - trigliceridi/5).

Svaka vrednost je srednja ± SE (n = 8)

a, b, c - Vrednosti sa različitim Superscript slovima u istom redu se značajno razlikuju (p < 0,05).

Tabela 3, prikazuje efekte egzo-biopolimera H. erinaceus na plazma HDL holesterol i aterogeni indeks. U poređenju sa kontrolnom grupom, egzobiopolimer, u dozi od 200 mg/kg telesne mase, povećava nivo plazma HDL holesterola za čak 31.1% i smanjuje aterogeni indeks za čak 58,7%. Plazma HDL holesterol, indikator anti-ateroskleroze, je uključen u transport viška  holesterola za preradu u jetri. Zabeleženo je da su neka dijetetska vlakna povisila nivo HDL holesterola u plazmi,(28) a Kim et al.(3) su objavili da je plodonosno telo L. edodes povećalo nivo plazma HDL holesterola kod pacova. Kako je ranije navedeno, povećana vrednost HDL-a u ovom istraživanju može biti zbog niže konverzije HDL u LDL ili na neki drugi način.

Tabela 3 Efekti egzo-biopolimera Hericium erinaceus na plazma HDL holesterol i aterogeni indeks kod dijetetski-indukovanih hiperlipidemijskih pacova za 4 nedelje

 Grupa (Egzo-biopolimer mg/kg/dan)                   HDL holesterol (mg/dl)              Aterogeni indeks2)

Kontrolna1)                                                                        16.7±1.7a                               5.03±0.69c

    50                                                                                  18.1±1.3ab                             3.42±0.23b

  100                                                                                  19.6±0.7bc                             2.79±0.21ab

  150                                                                                  21.4±2.0c                               2.42±0.32a

  200                                                                                 21.9±3.1c                                2.08±0.28a

 1) Davanje fiziološkog rastvora.

2) Ukupni holesterol - HDL-holesterol/ HDL-holesterol).

Svaka vrednost je srednja ± SE (n = 8)

a, b, c - Vrednosti sa različitim Superscript slovima u istom redu se značajno razlikuju (p < 0,05).

Pored toga, egzo-biopolimer, u dozi od 200 mg/kg telesne mase, takođe je smanjio plazma ukupni holesterol i nivoe fosfolipida za čak 34.3 i 18.9%, respektivno, u poređenju sa istim u kontrolnoj grupi (Tabela 4). Kinnunen et al.,(29) su pokazali da je efekat snižavanja ukupnog holesterola u plazmi bio usled povećane LPL aktivnosti i Sugiyama et al.(30) su objavili da je eritadenin pokazao hipoholesterolemičnu aktivnost modifikacijom metabolizma fosfolipida kod pacova.

Tabela 4 Efekti egzo-biopolimera Hericium erinaceus na plazma trigliceride i fosfolipide kod dijetetski-indukovanih hiperlipidemijskih pacova za 4 nedelje

 Grupa (Egzo-biopolimer mg/kg/dan)             Triglicerid (mg/dl)              Fosfolipidid (mg/dl)

Kontrolna1)                                                               37.3±1.7b                            99.1±1.8b

    50                                                                        25.5±1.7a                             83.7±1.7a

  100                                                                        25.4±1.6a                             83.3±2.8a

  150                                                                        24.7±1.2a                            82.8±4.3a

  200                                                                        24.5±1.1a                            80.4±4.9a

 1) Davanje fiziološkog rastvora.

Svaka vrednost je srednja ± SE (n = 8)

a, b, c - Vrednosti sa različitim Superscript slovima u istom redu se značajno razlikuju (p < 0,05).

Nivoi ukupnog holesterola kod jetre u grupama sa davanim egzobiopolimerom nisu bile značajno različite od kontrolne grupe, ali njihovi nivoi imaju tendenciju da budu smanjeni kod eksperimentalnih grupa. Egzobiopolimer, u dozi od 200 mg/kg telesne mase, smanjuje nivoe ukupnog holesterola u jetri za 33.8% u poređenju sa kontrolnom grupom (Tabela 5). Pokazano je da se koncentracija hepatičkog holesterola odnosi na aktivnosti hepatičnih enzima sinteze i esterifikacije holesterola i ekspresija apo B/E receptora, koje predstavljaju glavne odrednice koncentracija plazme LDL. Akumulacija holesterola u jetri može rezultovati povećanom esterifikacijom i skladištenjem, povećanjem lučenja holesterola u hepatičkim lipoproteinima i smanjenom apsorpcijom holesterola u plazmi preko receptora LDL.(31)

Tabela 5 Efekti egzo-biopolimera Hericium erinaceus na masu jetre, ukupni holesterol u jetri i nivoe triglicerida kod dijetetski-indukovanih hiperlipidemijskih pacova za 4 nedelje

 Grupa (Egzo-biopolimer mg/kg/dan)        Masa (g/100 g telesne mase)         Ukupni holesterol (mg/dl)           Triglicerid (mg/dl)

   Kontrolna1)                                                                     5.45±0.22b                                     6.95±0.15NS                            19.8±1.3C

    50                                                                      4.93±0.09a                                      6.77±0.20                                 17.7±1.0b

   100                                                                     4.83±0.12a                                      6.28±0.24                                 16.7±1.4ab

   150                                                                     4.85±0.20a                                     6.23±0.21                                  16.0±0.8ab

   200                                                                     4.82±0.08a                                      6.15±0.37                                 13.1±1.1a

 1) Davanje fiziološkog rastvora.

NS – nije važno

Svaka vrednost je srednja ± SE (n = 8)

a, b, c - Vrednosti sa različitim Superscript slovima u istom redu se značajno razlikuju (p < 0,05).

Aktivnosti hepatičke HMG-CoA reduktaze su bile značajno smanjene oralnom primenom egzo-biopolimera u dozama od 50, 100, 150 i 200 mg/kg telesne mase za 2.5, 13.6, 15.7 i 20.2%, respektivno, u poređenju sa istim kod kontrolne grupe (Tabela 6). Njihovi nivoi su konstantno opadali sa porastom dnevne doze, koja se može pozitivno povezati sa nivoom ukupnog plazma holesterola u eksperimentalnim grupama. Njihov koeficijent korelacije je izgledalo da iznosi 0.886 pri p< 0.05. Evans et al.,(26) su objavili da su galaktomanani pokazali znatno smanjenje stope hepatičke sinteze holesterola, i, štaviše, veličina smanjenja je bila proporcionalna snižavanju plazma holesterola. Cheung(6) je pokazao da je egzo-polisaharid C. volvacea smanjio aktivnost HMG-CoA reduktaze. Zabeleženo je da Pleurotus sp sadrži lovastatin, inhibitor enzima HMG-CoA reduktaze.(32) Lovastatin, koji se takođe naziva mevinolin, se koristi kao hipoholesterolemični agens.(33)

Ovi rezultati su pokazali da je jedan od glavnih razloga za efekat sniženja egzo-biopolimer H. erinaceus predstavlja smanjenje sinteze holesterola inhibicijom hepatičke aktivnosti H<G-CoA reduktaze kod dijetetskiindukovanih hiperlipidemijskih pacova. Stoga se smatra da je smanjenje aktivnosti HMG-CoA reduktaze jedan od glavnih razloga za snižavanje nivoa plazma ukupnog holesterola posredstvom egzo-biopolimera gljive H. erinaceus.

Tabela 6 Efekti egzo-biopolimera Hericium erinaceus na aktivnost HMG-CoA reduktaze u jetri dijetetski-indukovanih hiperlipidemijskih pacova za 4 nedelje

 Grupa (Egzo-biopolimer mg/kg/dan)        Aktivnost HMG-CoA reduktaze u jetri (pmol/min/mg mikrozomalnog proteina)

Kontrolna1)                                                                      1488±58b

    50                                                                    1451±80b

  100                                                                    1286±87ab

  150                                                                    1255±71ab

  200                                                                    1188±58a

 1) Davanje fiziološkog rastvora.

Svaka vrednost je srednja ± SE (n = 8)

a, b, c - Vrednosti sa različitim Superscript slovima u istom redu se značajno razlikuju (p < 0,05).

Hemijska analiza egzo-biopolimera

Egzo-biopolimer proizveden od potopljene kulture micelijuma H. erinaceus daje samo jedan vrhunac kada se postavi kroz Sepharose CL-6B kolonu hromatografije i uz pomoć HPLC bilo je procenjeno da molekularna masa egzo-biopolimera treba da bude oko 40 kDa. Ukupan sadržaj šećera i proteina ovog egzo-biopolimera, utvrđeno je da iznosi 91.2%, i 8.8%, respektivno. Detaljna hemijska analiza egzobiopolimera je sumirana u tabeli 7. Sedamnaest različitih vrsta aminokiselina predstavlja ostatak proteina, od kojih se kao glavne javljaju: asparaginska (10.5%), serin (16.6%), glutaminska (10.5 %) i glicin (10.0%). Glavni ugljeni hidrati iz grupe šećera su: fukoza (20.1%), manoza (35.4%) i galaktoza (34.1%). Ranije studije sa polimerom ekstrahovanim iz plodonosnih tela i micelijuma H. erinaceus su pokazale razna druga bioaktivna svojstva, iako je hemijski sastav tih glikoproteina razlikovao u odnosu na naše sadašnje nalaze. Kawagishi et al(8) su prijavili faktor rasta nerva H. erinaceus i okarakterisali ga kao ,,vezivanje lektina sijalinskom kiselinom”. Mizuno et al(11) i Kim et al(10) su demonstrirali anti-tumorske aktivnosti i anti-mikrobna svojstva H. erinaceus, i predložili hemijsku prirodu kao ,,glukoksilanproteinski kompleks.” Razlika u hemijskim svojstvima polimera H. erinaceus kod različitih istraživača je možda zbog različitih metoda ekstrakcije ili uzgoja. S druge strane, izveštaj o hipolipidemijskim egzo-polimerima iz potopljene kulture micelijuma gljiva je iz rada Yang et al(34), koji je potvrdio da je hipolipidemijski egzo-biopolimer iz Auricularia politricha bio razgranati galaktomanan sastavljen od galaktoze i manoze u sastavu od 51.2 i 32.9%, respektivno. Cheung(6) je predložio da je beta-glukan bio glavni faktor za hipoholesterolemičnu aktivnost micelijalnog ekstracelularnog polisaharida proizvedenog iz potopljene kulture V. volvacea. U ovoj studiji, sadržaj manoze i galaktoze u ukupnom šećerima egzo-biopolimera H.erinaceus zauzima skoro 70%. Smatra se da je egzo-biopolimer H. erinaceus blizu galaktomanana i štaviše, sadrži slične količine galaktoze i manoze. U međuvremenu, hipolipidemijski efekat galaktomanana su već dokazali mnogi istraživači.(26,35) Posebno, Evans et al(26) su objavili da su različiti molarni odnosi galaktoze i manoze uticali na hipoholesterolemijski efekat galaktomanana kod pacova, a najveći efekat se pojavio kod grupe piskavica, koja sadrži najveći procenat galaktoze u galaktomananu. Stoga, smatra se da je hipolipidemijskni efekat egzo-biopolimera H. erinaceus bio pod uticajem samog hemijskog sastava i strukture.

Tabela 7. Smeše šećera i aminokiselina egzo-biopolimera proizvedene kulture micelijuma Hericium erinaceus

 Šećer           Udeo u smeši (%)1)                 Aminokiselina                     Udeo u smeši (%)2)

Fukoza                  20.1                              Asparaginska                             10.5

Riboza                    0.2                                   Treonin                                    8.7

Arabinoza               1.5                                     Serin                                   16.6

Ksiloza                   0.3                               Glutaminska                              10.5

Manoza                35.4                                     Prolin                                    0.3

Galaktoza             34.1                                     Glicin                                 10.0

Glukoza                 8.4                                     Alanin                                   6.7

                                                                        Cistein                                  3.5

                                                                         Valin                                    6.4

                                                                      Metionin                             &am

Nema proizvoda u ovoj kategoriji.

Budizdrav © 2019. UKION SHOPS