Bioaktivna jedinjenja jestivog voća sa svojstvima protiv starenja: sveobuhvatan pregled za produženje ljudskog života

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

sažetak:Starenje je složen biološki proces u kojem se tijekom vremena događaju funkcionalne i strukturne promjene u živom organizmu. Reaktivne vrste kiseonika su jedan od glavnih faktora odgovornih za starenje i povezan je sa nekoliko hroničnih patologija. Veza između starenja i prehrane je prilično zanimljiva i privukla je pažnju širom svijeta. Zdrava hrana, pored dijetetskih antioksidansa, neophodna je za odlaganje procesa starenja i poboljšanje kvaliteta života. Mnoge zdrave namirnice, poput voća, dobar su izvor prehrambenih nutrijenata i prirodnih bioaktivnih spojeva koji imaju antioksidativna svojstva i uključeni su u prevenciju starenja i drugih poremećaja povezanih sa starenjem. Zdravstvene prednosti povezane sa zdravom konzumacijom voća izazvale su povećano interesovanje. Značajan broj studija je dokumentirao prednosti unosa voća, jer ono potiskuje razvoj slobodnih radikala koji dodatno smanjuju oksidativni stres koji se stvara u tijelu i štiti od nekoliko vrsta bolesti kao što su rak, dijabetes tipa 2, upalni poremećaji i druge kardiovaskularne bolesti koje u konačnici sprječavaju starenje. Osim toga, voće ima i brojna druga svojstva kao što su protuupalna, antikancerogena, antidijabetička, neuroprotektivna i djeluju na zdravlje. Opisani su i mehanizmi raznih bioaktivnih spojeva koji pomažu u prevenciji raznih bolesti i produžuju životni vijek. Ovaj rukopis daje sažetak različitih bioaktivnih komponenti prisutnih u voću, zajedno sa njihovim svojstvima koja pospješuju zdravlje i usporavaju starenje.

Ključne riječi:bioaktivna jedinjenja; protiv starenja;jestivo voće;produženje života; antioksidansi;slobodni radikali;zdravstvene koristi

1. Uvod

Starenje je spor proces fiziološkog propadanja koji svaki živi organizam doživljava s vremenom. Zapravo, starenje je primarni faktor rizika povezan sa značajno povećanom incidencom nekoliko degenerativnih bolesti, posebno dijabetesa tipa 2, raka, Alchajmerove bolesti i kardiovaskularnih bolesti (KVB), a ove kronične bolesti uzrokuju smrt među ljudima [1]. Starenje na biološkom nivou odlikuje se akumulacijom ćelijskih i molekularnih oštećenja koja rezultiraju funkcionalnim i strukturnim promjenama u tkivima i stanicama, kao što su poremećeni međućelijski kontakt, starenje, gubitak mitohondrijalne homeostaze i smanjena regenerativna sposobnost [2]. Otprilike 150,000 ljudi širom svijeta umire svaki dan od starenja, a oko dvije trećine umire od bolesti povezanih sa starenjem [3]. Među nekoliko agenasa za koje se vjeruje da igraju značajnu ulogu u opadanju funkcija povezanih sa starenjem, su slobodni radikali koji uključuju reaktivne vrste dušika (RNS) i reaktivne vrste kisika (ROS) i igraju vitalnu ulogu [4,5].

Molimo kliknite ovdje da saznate više

Slobodni radikali i reaktivne vrste su prirodni nusproizvodi koji se stvaraju u organizmima kroz fiziološke i ekološke procese [6]. Slobodni radikali se normalno stvaraju kao rezultat proizvodnje ATP-a (adenozin trifosfata) u mitohondrijima kada stanice koriste kisik (esencijalni element za život) za proizvodnju energije. Dakle, neravnoteža između prekomjerne proizvodnje ili nakupljanja slobodnih radikala u tijelu i potencijala biološkog sistema da detoksificira reaktivne tvari rezultira oksidativnim stresom, koji je vodeći faktor u razvoju nekoliko degenerativnih i kroničnih poremećaja povezanih sa starenjem [7 ,8]. Brojni dokazi sugeriraju da je oksidativni stres proizveden u mitohondrijima kao nusprodukt ćelijskog disanja glavni razlog starenja [9]. Odlaganje ili inhibicija patogeneze takvih bolesti od strane biljaka je također atraktivna strategija za poticanje zdravog starenja [3]. Dakle, pravilna ishrana je prepoznata u borbi protiv ovih bolesti jer ima značajan uticaj na starenje i zdravlje bez ikakvih nuspojava [10]. Nadalje, optimistična veza između starenja i prehrane eskalirala je interes potrošača za stjecanjem više znanja o funkcionalnoj prehrani, bogatoj antioksidansima, kao što su povrće, voće i srodni proizvodi [11-14]Antioksidansi su prirodne supstance prisutne u voću i povrću koji štite ćeliju od oštećenja slobodnih radikala tako što ih neutrališu i čiste. Među njima, voće je od velikog značaja i privuklo je pažnju istraživača širom sveta zbog svoje nutritivne vrednosti, ukusnog ukusa, vitamina, minerala i sadržaja vlakana. Nekoliko nalaza istraživanja također je izvijestilo da je zdrav unos voća povezan s nižom prevalencijom hroničnih bolesti [15-19].

Cistanche može protiv starenja

Poznato je da različito voće i njihovi derivati ​​imaju povišen nivo polifenolnih jedinjenja koja se nalaze u prirodi [18,20-22]. Polifenoli su biljni sekundarni metaboliti sa antioksidativnim svojstvima koji funkcionišu kao inhibitori slobodnih radikala i igraju vitalnu ulogu u smanjenju oksidativnog stresa koji na kraju sprečava starenje i bolesti povezane sa njima [23,24]. Štaviše, nekoliko bioaktivnih jedinjenja kao što su katehini, antocijanini i izoflavoni imaju snažno antioksidativno delovanje protiv ROS. Često konzumirano voće, posebno jabuke, grožđe, bobičasto voće, narandže i trešnje sadrže različite polifenolne spojeve koji blagotvorno utiču na zdravlje ljudi [25,26]. Prisustvo visokog bioaktivnog sadržaja u ovom voću pomaže u odlaganju procesa starenja i ublažava rizik od različitih kroničnih poremećaja povezanih sa starenjem poput KVB i raka. Polifenoli, međutim, sadrže široku raznolikost jedinjenja i kategorizirani su u različite grupe kao što su stilbeni, tanini, flavonoidi (flavanoni, flavonoli, flavoni, flavonoli, izoflavoni, proantocijanidini, antocijanini), fenolne kiseline27-29] . Dokumentovano je da se veliki broj antioksidativnih aktivnosti i fitokemijskih nivoa javlja unutar i između rodova voća [22,30].

Pterostilben, resveratrol i kvercetin su prirodne fitokemikalije ili polifenolni antioksidansi prisutni u raznim vrstama voća kao što su brusnice, borovnice i borovnice (Vaccinium sp.)[31]. Nedavna otkrića su pokazala da oni imaju pozitivne učinke kao što su anti-aging i sklonost produžavanju životnog vijeka kontroliranjem znakova starenja, upale, starenja stanica, oksidativnog oštećenja i telomernog trošenja [32,33]. Glavna svrha ovog rukopisa je da razvije pregled različitih nutricionističkih i bioaktivnih jedinjenja prisutnih u voću, kao i njihova svojstva protiv starenja i druga svojstva koja promovišu zdravlje i koja produžavaju životni vijek ljudi.

2. Slobodni radikali i starenje

Starenje se odnosi na univerzalne, progresivne i štetne promjene u organizmima koje se javljaju s vremenom i koje pojačavaju vjerovatnoću nekoliko bolesti i ponekad dovode do smrti [34]. Zanimljivo je da su kronične bolesti i starenje visoko povezani s mutacijama DNK, upalom niskog stupnja i povećanim metaboličkim i oksidativnim stresom, uključujući eskalirani nivo oštećenja [3].

Ljudsko tijelo je u stalnoj borbi da se izbjegne starenje. Jedna od dobro proučavanih i najistaknutijih teorija o starenju je teorija starenja slobodnih radikala [5].

Slobodni radikali su nestabilni, visoko reaktivni i samopostojeći molekuli, koji se sastoje od jednog ili više nesparenih elektrona u nuklearnoj orbiti. Oni mogu ili prihvatiti elektron ili donirati elektron drugim molekulima i na taj način služiti kao reduktori ili oksidanti [35]. Slobodni radikali su općenito prisutni u tijelu kao prirodni nusprodukt hemijskih procesa poput metabolizma koji mogu povećati šanse za razne bolesti i ubrzati proces starenja. ROS kao što su superoksidni radikal (O2), peroksilni radikal (ROO"), alkoksilni radikal (RO), hidroksilni radikal (OH) i RNS kao što su dušikov oksid (NO) i dušikov dioksid (NO2) su među najčešćim slobodnim radikalima koji potiču iz egzogenih i endogenih izvora [6].Egzogeni izvori ROS/RNS uključuju zagađivače okoliša, radijaciju, industrijske kemikalije, lijekove, ksenobiotike i dim [35-37]. Endogeni izvori uključuju fagocitozu, upalne odgovore i ćelijski metabolički procesi kao što je mitohondrijski transport elektrona [38,39].

produžetak životnog vijeka cistanche

Prekomjerna proizvodnja ROS-a u ljudskom tijelu oštećuje različite biomolekule putem redoks reakcija i dovodi do oštećenja ćelija, mutacije, smrti ćelije i starenja [40-43]. ROS je također uključen u nekoliko kroničnih bolesti i drugih poremećaja povezanih sa starenjem. Generalno, dvije grupe antioksidanata, tj. enzimski i neenzimski antioksidansi, regulišu reakcije slobodnih radikala. Ljudsko tijelo koristi enzimske antioksidativne odbrambene mehanizme za održavanje ravnoteže između slobodnih radikala i antioksidansa eliminacijom viška ROS. Enzimi antioksidansi minimiziraju nivo H, i O, jer je neophodan u sprečavanju peroksidacije lipida i zadržavanju strukture i funkcije ćelijskih membrana. Različiti enzimski antioksidativni enzimi koji su uključeni u aktivnost uklanjanja slobodnih radikala su superoksid dismutaza (SOD), katalaza (CAT) i glutation peroksidaza (GSHPx) kao što je prikazano u sljedećim reakcijama.

SOD se nalazi u mitohondrijima i citosolu ćelije, katalitički pretvarajući superoksidni radikal (O,") u vodikov peroksid (H, O) i kiseonik (O2) u prisustvu kofaktora metalnih jona kao što su cink (Zn) i bakar (Cu )[44]. CAT enzim koji se nalazi u peroksizomu koristi željezo kao kofaktor i katalizira redukciju ili razgradnju vodikovog peroksida (HO2) da bi se formirala voda (H2O) i molekularni kisik (O2), čime se završava proces detoksikacije koji je započeo SOD. [45] GSHPxi je intracelularni enzim prisutan uglavnom u mitohondrijima i citosolu, razgrađuje vodonik peroksid (H2O) na dva molekula vode (H2O) i oksidira GSH (glutation).Aktivnost GSHPx općenito ovisi o selenu [46].

Slično, RNS kao što je dušikov oksid (NO*) proizvodi se u ljudskom tijelu iz aminokiseline L-arginin u prisustvu enzima sintaze dušikovog oksida (NOS) kao što je prikazano u jednadžbi:

Generiranje slobodnih radikala nastaje apsorpcijom kisika, aktivacijom NADPH oksidaze, a proizvodnja superoksidnih anjonskih radikala prikazana je jednadžbom:

Inducibilna sintaza azot oksida (iNOS) je uključena u sintezu NO· i reaguje sa radikalima kiseonika (O2) stepena . Stepen NO i O2*-reaguju zajedno (radikalno-radikalno spajanje) dajući peroksinitrit(ONOO-), koji je moćan oksidans koji može napasti veliki raspon bioloških ciljeva [47].

Nedovoljni antioksidativni odbrambeni sistemi i velika količina ROS/RNS uzrokuju nakupljanje slobodnih radikala u ćelijama, što uzrokuje oksidativna oštećenja [48]. Stanični oksidativni stres uzrokuje disfunkciju proteina, gubitak strukturnog integriteta i štetno oštećenje ćelijske membrane, DNK i mitohondrijalne DNK značajno doprinosi kroničnim bolestima vezanim za starenje, uglavnom KVB, dijabetesu tipa 2, raku, hipertenziji i aterosklerozi, kao što je prikazano na slici. 1 [39,49-52].

3. Nutraceutika i bioaktivna jedinjenja u voću: izvor antioksidansa

Biljke sintetiziraju različite fenolne spojeve koji su prisutni u različitim dijelovima biljke, a posebno u plodovima, listovima i sjemenkama, gdje se uglavnom koriste za zaštitu od patogena i UV zračenja[54,55]. Mnoge namirnice (na biljnoj bazi) u zdravoj prehrani, poput voća i povrća, sadrže većinu polifenola koji se nalaze u prirodi [24]. Voće nije samo izvor nenutritivnih jedinjenja koja sadrže fenole, već i veliki izvor velikog broja nutritivnih jedinjenja koja sadrže minerale (gvožđe, bakar, cink, mangan i selen), vitamine (C, A, E) i dijetetske vlakna [15,17,56,57]. Ovi minerali i vitamini služe kao antioksidansi koji pomažu u smanjenju nekoliko kroničnih bolesti i bolesti povezanih sa starenjem, uglavnom dijabetesa, raka, koronarne bolesti srca i KVB-a, te pružaju korisne zdravstvene prednosti i potiču zdravo starenje [55]. Antioksidansi također pomažu u smanjenju upale [58]. Budući da jedinjenja iz ishrane prisutna u voću aktiviraju nuklearni eritroidni-2 faktor sličan-2(Nrf2), ključni regulator antioksidanata koji inhibira aktivaciju NF-kB (nuklearni faktor-kapa B) puta koji je uključeni u razvoj upale. Nrf2 povećava antioksidativnu odbranu, koja efikasno neutrališe ROS regulacijom aktivacije NF-kB posredovane receptorima sličnim toll-u [59,60].

3.1. Nutraceutici

Nutraceutici su prirodna hrana, uključujući vitamine i minerale, i imaju fiziološke prednosti koje štite različite kronične patologije. Nutraceutici pomažu u odlaganju procesa starenja, poboljšavaju zdravlje, podržavaju strukturu i funkciju tijela i produžuju životni vijek.

3.1.1.Vitamini

Vitamini su glavni mikronutrijenti koji su tijelu potrebni za pravilno funkcioniranje njegovog metabolizma. Ljudi ne mogu prirodno sintetizirati ove hranjive tvari u svojim tijelima i pokušavaju zadovoljiti svoje potrebe putem izvora hrane koji su bogati vitaminima[11]. Razno voće kao što su pomorandže, bobice, grejp, trešnje, jabuke itd. sadrže značajne količine vitamina C, E i A. Ovi vitamini pomažu u jačanju imunološkog sistema i smanjenju upale [22]. Također imaju moćna redukcijska svojstva koja ih čine boljim antioksidansom i pomažu u ublažavanju efekata oksidativnog stresa i doprinose starenju i povezanim bolestima. Vitamin C (askorbinska kiselina), rastvorljiv je u vodi i deluje kao prva odbrana od slobodnih radikala, a prisutan je u relativno velikom sadržaju u voću kao što su jagode, pomorandže i crne ribizle (58,8,53,2 i 41 mg na 100g voća odnosno)[61,62].

cistanche nz

Vitamin Ci je moćan antioksidans i čistač radikala koji sprečava slobodne radikale da oštete DNK, tkiva i ćelijske membrane [63,64] i regeneriše vitamin E, vitamin rastvorljiv u lipidima u lipoproteinima i membranama. Vitamin C (askorbinska kiselina) mijenja askorbatni radikal dajući elektron lipidnom radikalu kako bi zaustavio lančane reakcije peroksidacije lipida opisane na slici 2.

Parovi askorbatnih radikala tada reaguju i formiraju molekul dehidroaskorbata i askorbata. Dehidroaskorbat ne posjeduje nikakav antioksidativni potencijal pa se vraća nazad dodatkom dva elektrona u askorbat [63,65]. Tokom peroksidacije lipida, vitamin E djeluje kao prekidač lanca u nekoliko lipidnih čestica kao što su lipoprotein niske gustine (LDL) i u ćelijskim membranama. Funkcioniše da presreće lipidne peroksilne radikale i da prekine lančane reakcije peroksidacije lipida[65]. Kombinacija askorbinske kiseline sa -tokoferolom (vitamin E) je uglavnom efikasna u prevenciji oksidacije [66]. Vitamin A je također vitamin topiv u lipidima koji djeluje kao antioksidans i pomaže u uklanjanju slobodnih radikala kako bi se spriječile razne kronične patologije opisane su na slici 3. Monaghan i Schmitt [67] su prvi identificirali antioksidativni potencijal vitamina A i izjavili da ovaj vitamin može zaštititi lipide od užeglosti. Vitamin A također ima veliki antioksidativni učinak u zaštiti ljudskog LDL-a od oksidacije stimulirane bakrom [65,68].

3.1.2. Minerali

Minerali su oni elementi prisutni na zemlji iu hrani koji su neophodni kao esencijalni nutrijenti za rast organizama i obavljanje različitih funkcija neophodnih za život. Voće kao što su jabuke, bobice, trešnje i grožđe obiluje i mikro i makronutrijentima koji sadrže minerale. Ključni minerali prisutni u ovom voću su kalijum, magnezijum, kalcijum, fosfor, gvožđe, natrijum, bakar, cink, selen i mangan. Bobičasto voće akumulira veliku količinu minerala fosfora, kalcija, natrijuma i željeza iz okoliša i ima primat nad svim drugim voćem [22]. Nekoliko mikroelemenata kao što su željezo, selen, cink, bakar i mangan djeluju kao kofaktori za različite antioksidativne enzime i učestvuju u redoks metabolizmu što dodatno pomaže u usporavanju procesa starenja jer smanjuju ROS u stanicama, čime se produžava životni vijek organizama [ 11, A46]. Mineralni nutrijenti su klinički priznati kao neophodni elementi za zdravlje potrošača jer daju snagu mišićima i igraju ključnu ulogu u razvoju zuba i kostiju. Ovi glavni mineralni elementi su uključeni u više esencijalnih biohemijskih i fizioloških procesa koji se dešavaju kod ljudi. Sadržaj minerala u nekoliko plodova prikazan je u tabeli 1.

3.2.Bioactioe Conmp{2}}unds

Bioaktivna jedinjenja su važni kompleksi koji se nalaze u hrani i efikasni su u regulisanju različitih metaboličkih aktivnosti i rezultiraju boljim zdravljem [69,70]. Nadalje, nekoliko plodova čini široku raznolikost i veliki sadržaj bioaktivnih spojeva, posebno tanina, stilbena, flavonoida i fenolnih kiselina [14,56,71]. Polifenoli igraju vitalnu ulogu u voću i koriste se kao antioksidansi i boje [72]. Unos antioksidansa iz hrane pomaže u održavanju adekvatnog antioksidativnog statusa u ljudskom tijelu. Značajna količina istraživanja polifenola naglašava njihova antioksidativna svojstva nakon što se vjeruje da imaju optimističan učinak na kronične patologije povezane sa starenjem. Razne studije su također objavile da prehrana bogata polifenolima može spriječiti oksidativna oštećenja koja dovode do starenja [73]. Voće poput bobičastog voća, trešanja, jabuka i grožđa sadrži približno 200-300 mg polifenola na 100 g svježe mase [24,74]. Proizvodi dobijeni od ovog voća, čine veliki udio polifenola. Nekoliko polifenola uključujući katehin, epikatehin, rutin, proantocijanidin B2, floretin glikozide, kvercetin glikozide i hlorogensku kiselinu uglavnom se nalaze u jabukama koje imaju snažno antioksidativno svojstvo [1]. Različiti polifenoli sa antioksidativnim svojstvima koji se nalaze u različitim plodovima prikazani su u tabeli 2.

veličina penisa cistanche

Ove molekule mogu djelovati kao antioksidans (in-vivo) na različite načine: (i) uklanjanjem reaktivnih vrsta zbog povišene reaktivnosti (mjerene kao konstanta brzine) koja im omogućava da ukloni oksidanse prije nego što mogu utjecati na druge biološke mete kao što su nukleinske kiseline i proteine; (ii) izazivanjem endogenih antioksidativnih odgovora putem ekspresije gena zavisne od Nrf2- za moduliranje patofizioloških i fizioloških ishoda izloženosti oksidansima [96]; (i) inhibiranjem proizvodnje ROS/RNS bilo putem inhibiranje ekspresije ili aktivnosti enzima kao što su NADPH oksidaze ili ksantin oksidaze, inhibiranje upale ili smanjenjem curenja mitohondrijalnih elektrona [97]. Studija objavljena 2008. godine istraživala je učinak dijetetskih suplemenata sokom od crvenog grožđa (izvor vitamina E i polifenola) na aktivnost neutrofilne NADPH oksidaze i kardiovaskularne faktore rizika kod 32 pacijenta na hemodijalizi. Nalazi sugeriraju da i sok od crvenog grožđa i vitamin E smanjuju aktivnost ex-vivo neutrofilne NADPH oksidaze i koncentraciju oksidiranog LDL-a u plazmi. Sok od crvenog grožđa također uzrokuje smanjenje kardiovaskularnih faktora rizika [98]. Dakle, nalazi ukazuju da su prirodni antioksidansi mogući inhibitori NADPH oksidaze.

Ovaj članak je preuzet iz Antioxidants 2020, 9, 1123; doi:10.3390/antiox9111123 www.mdpi.com/journal/antioxidants