Антиоксиданти при свързани с възрастта заболявания и стратегии против стареене

Стареенето е сложен процес и важен рисков фактор за развитието и напредването на много заболявания. Със застаряването на световното население хроничните заболявания, свързани с възрастта, ще стават все по-често срещани със силно въздействие върху качеството на живот. Патогенезата на различни заболявания, включително кардиометаболитни нарушения, невродегенеративни заболявания и рак, се състои от натрупване на реактивни кислородни видове, което води до оксидативен стрес и възпаление, които са основни фактори за клетъчното стареене.

Гликозидът на цистанхе може също така да повиши активността на SOD в сърдечните и чернодробните тъкани и значително да намали съдържанието на липофусцин и MDA във всяка тъкан, като ефективно улавя различни реактивни кислородни радикали (OH-, H₂O₂ и др.) и предпазва от увреждане на ДНК, причинено от ОН-радикали. Cistanche phenylethanoid гликозидите имат силна способност за изчистване на свободните радикали, по-висока редуцираща способност от витамин С, подобряват активността на SOD в сперматозоидната суспензия, намаляват съдържанието на MDA и имат известен защитен ефект върху функцията на мембраната на спермата. Полизахаридите Cistanche могат да повишат активността на SOD и GSH-Px в еритроцитите и белодробните тъкани на експериментално стареещи мишки, причинени от D-галактоза, както и да намалят съдържанието на MDA и колаген в белите дробове и плазмата и да увеличат съдържанието на еластин, имат добър очистващ ефект върху DPPH, удължава времето на хипоксия при стареещи мишки, подобрява активността на SOD в серума и забавя физиологичната дегенерация на белия дроб при експериментално стареещи мишки. С клетъчна морфологична дегенерация експериментите показват, че Cistanche има добра антиоксидантна способност и има потенциала да бъде лекарство за предотвратяване и лечение на заболявания, свързани със стареенето на кожата. В същото време, ехинакозидът в Cistanche има значителна способност да пречиства DPPH свободните радикали и има способността да пречиства реактивните кислородни видове и да предотвратява индуцираното от свободните радикали разграждане на колагена, а също така има добър възстановителен ефект върху увреждането на анионите от свободните радикали на тимина.

Кликнете върху Desert Cistanche Benefits

【За повече информация:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Предложени са различни стратегии за здравословно стареене и за отлагане или забавяне на стареенето. Разкрито е, че растителни матрици, богати на антиоксидантни молекули, като полифеноли, фитостероли, витамини и минерали, намаляват риска от синдроми, свързани с възрастта, в множество in vitro проучвания [1,2]. Въз основа на факта, че in vitro благоприятните резултати от всяко съединение или екстракт трябва да бъдат потвърдени чрез in vivo токсикологични изследвания [3], антиоксидантните и противовъзпалителните ефекти бяха възпроизведени в интервенции на животински модели, разкриващи по-ниски нива на реактивни кислородни видове (ROS), напреднали крайни продукти на гликиране или възпалителни биомаркери [4,5]. Освен това клиничните доказателства подкрепят потенциала на биоактивните съединения за намаляване на много рискови фактори, свързани със стареенето и вероятната превенция на свързаните с възрастта заболявания [6].

Този специален брой „Антиоксиданти при заболявания, свързани с възрастта и стратегии против стареене“, който включва пет научни статии, четири доклада за преглед и един систематичен преглед и мета-анализ, добавя нови приноси, които описват механизмите, чрез които оксидативният стрес и възпалителните фактори причиняват появата или прогресирането на свързани с възрастта хронични заболявания, както и нови стратегии за лечение или предотвратяване на тези патологични състояния.

Проучването на Ghzaiel et al. [7] анализират химичния състав на маслото от семена на Pistacia lentiscus L. (PLSO) по отношение на полифеноли, флавоноиди, фитостероли, -токоферол, -каротин и мастни киселини и неговата антиоксидантна активност. Това беше последвано от in vitro оценка на потенциала на това растение да неутрализира цитотоксичните ефекти, предизвикани от 7 -хидроксихолестерол (7 -OHC) в миобласти C2C12 на мишки. 7 -OHC е оксистерол, който може да активира оксидативен стрес и възпаление и да допринесе за заболявания, свързани с възрастта, като саркопения. Резултатите показват, че PLSO съдържа комбинация от молекули, способни да намалят 7 -OHC-индуцираните цитотоксични ефекти и да активират цитопротективни свойства, включително предотвратяване на клетъчна смърт и дисфункция на органели, отслабване на оксидативния стрес и нормализиране на активността на глутатион пероксидазата ( GPx) и супероксид дисмутаза (SOD), които са ключови антиоксидантни ензими. По този начин PLSO може да предотврати заболявания, свързани с възрастта, като саркопения, свързано с възрастта постепенно влошаване на скелетната мускулна маса, сила и функция.

Кожата е бариера между тялото и околната среда, предпазвайки тялото от замърсители на околната среда и патогени. Едно проучване [8] беше проведено за откриване на естествен продукт, който ефективно смекчава цитотоксичността и оксидативния стрес, предизвикани от частици във въздуха с размер 10 µm или по-малко (PM10) в кожата. Данните показват, че екстрактът от Siegesbeckiae Herba (SHE), екстракт от гореща вода, приготвен от изсушени листа на Siegesbeckia pubescent Makino, има потенциала да облекчи цитотоксичността, предизвикана от PM10-, и да увеличи клетъчния антиоксидантен капацитет в HaCaT клетките, обезсмъртен човешки кератиноцит клетъчна линия. SHE смекчава клетъчната смърт, предизвикана от PM10-, освобождаването на лактат дехидрогеназа (LDH), липидната пероксидация и намалява производството на ROS. Освен това, SHE активира NRF2 системата в клетките чрез намаляване на експресията на KEAP1, отрицателен регулатор на NRF2, и увеличаване на експресията на HMOX1 и NQO1, два основни целеви гена на NRF2. Хлорогеновата киселина може да бъде активен фитохимикал за активиране на пътя на NRF2. Освен това, SHE селективно индуцира ензимите, участващи в синтеза и регенерацията на редуциран глутатион (GSH) и повишава клетъчното съдържание на GSH, предотвратявайки окисляването на GSH до GSSG, предизвикано от експозицията на PM10. Резултатите от този експеримент трябва да бъдат проверени с помощта на нормални човешки епидермални кератиноцити и животински модели.

Друго проучване [9] анализира растителни съединения, които могат да смекчат образуването на бръчки по кожата, възпалението, пигментацията и дехидратацията, причинени от хронично облъчване с ултравиолетова B (UVB) светлина. UVB може да активира сигнални пътища, водещи до регулиране на гени, включително матрични металопротеинази (MMP), особено MMP-1, участващи в разграждането на колагена и образуването на бръчки, и циклооксигеназа 2 (COX-2), участваща в кожни възпаления и фотостареене. Rosa gallica, един от най-често използваните видове Rosa за кулинарни, медицински и козметични цели, който показа in vitro потенциал за предотвратяване на биомаркери за стареене на кожата, беше използван в това in vivo проучване. Прилагането чрез сонда на екстракт от Rosa gallica предотвратява UVB-медиирано развитие на кожни бръчки и разграждане на колаген в дорзалната кожа на женски мишки чрез понижаване на UVB-индуцираната COX-2 и MMP-1 експресия. Галовата киселина е основната молекула, допринасяща за ефекта срещу стареенето на кожата чрез селективно инхибиране на c-Raf/MEK/ERK/c-Fos сигналната ос. Тъй като молекулите, насочени към пътя на c-Raf, упражняват химиопревантивни и химиотерапевтични ефекти срещу различни видове рак, галовата киселина може потенциално да потисне канцерогенезата. Изследването заключава, че Rosa gallica и галовата киселина могат да защитят клетките на кожата срещу свободни радикали и възпалителни реакции, което води до намаляване на стареенето на кожата.

Третото проучване [10], изследващо здравето на кожата, изследва полезните действия на цианидин и малвидин-3-О-глюкозиди, молекули, принадлежащи към семейството на антоцианините, и някои от техните структурно свързани пигменти. Установено е, че повечето от изследваните съединения намаляват производството на биофилм от Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa, показват капацитет на UV-филтри и също така намаляват производството на ROS в епидермалните кератиноцити на човешката кожа и дермалните фибробласти. Освен това, молекулите разкриха инхибиторна активност на разграждащите кожата ензими, хиалуронидаза, колагеназа и еластаза, трите основни ензима, отговорни за регулирането на структурната цялост на слоевете на кожата, като не показват значителна цитотоксичност. Проблемът със стабилността на съединенията от семейството на антоцианините може да бъде преодолян чрез използването на структурни производни на антоцианина, като карбоксипираноцианидин-3-оглюкозид, молекула с голяма структурна стабилност, която може да бъде включена в локални формулировки за козмецевтични цели.

In their study, Muraleva et al. [11] investigated the effects of mitochondria-targeted antioxidant plastoquinone-decyl triphenylphosphonium (SkQ1) in MEK1/2-ERK pathway alterations as a therapeutic target in Alzheimer's disease (AD). MEK1 and MEK2 are tyrosine/threonine protein kinases found in the Ras/Raf/MEK/ERK mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway. The study included senescence-accelerated OXYS rats that develop neurodegenerative changes almost similar (>90 процента от случаите) към признаците на спорадична AD при хора. Резултатите показват, че в сравнение с нетретираните контролни (Wistar) плъхове, SkQ1 елиминира разликите в експресията на осем от девет гена, участващи в сигналните пътища на хипокампалните извънклетъчни регулирани кинази (ERK1 и -2). Освен това, SkQ1 намалява хиперфосфорилирането на тау протеина, който присъства в патологичните агрегати при AD. По този начин, SkQ1 облекчава патологията на AD в хипокампуса на плъх OXYS чрез намаляване на фосфорилирането на MEK1/2-ERK1/2 и може да бъде обещаващо лекарство за човешки AD.

Collins et al. [12] представят задълбочена ревизия на антиоксидантната терапия при AD. Силни доказателства подкрепят ролята на оксидативния стрес в патогенезата и прогресията на AD и стареенето. Оксидативният стрес се появява, когато има дисбаланс между антиоксидантите и производството и натрупването на ROS, свързан с недостатъчна или нефункционираща антиоксидантна защитна система с увреждащи ефекти върху важни клетъчни структури, включително протеини, липиди и нуклеинови киселини. Адекватната клетъчна хомеостаза, балансът между производството и изчерпването на ROS, се осъществява чрез защитните механизми на естествените и синтетичните антиоксиданти. Естествените антиоксиданти могат допълнително да бъдат разделени на ензимни антиоксиданти, ензими, произведени в тялото със способности за пречистване на свободните радикали, като SOD, каталаза (CAT), GPx, глутатион редуктаза (GR) и глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа ( G6PDH) и неензимни антиоксиданти, включително полифеноли, каротеноиди, витамини и минерали.

Въпреки че наличните лекарства помагат при управлението на симптомите на AD, няма лечения за предотвратяване или излекуване на заболяването и нито едно от съществуващите в момента лечения не се отнася до оксидативния стрес. По този начин последните проучвания се фокусираха върху употребата на антиоксиданти за намаляване на ефектите от оксидативния стрес върху централната нервна система. В предклинични in vitro и in vivo експерименти, комбинация от антиоксидантни съединения подобрява цялостния антиоксидантен капацитет на лекарствената терапия, повишава бионаличността на различни клетъчни места и повишава функционалността на антиоксидантните молекули. Терапевтичният потенциал на естествените антиоксиданти за предотвратяване и/или лечение на невродегенеративни състояния в момента се оценява в клинични изпитвания при хора.

Биологичните активности и козмецевтичните свойства на никотинамида бяха обсъдени в интересен преглед [13]. Никотинамид (ниацинамид) се използва най-вече като хранителна добавка за витамин B3 (никотинова киселина, ниацин), а витамин B3 се използва допълнително в синтеза на NAD плюс фамилията коензими, свързани с клетъчния енергиен метаболизъм и защитните системи. Добавянето на никотинамид възстановява митохондриалната енергетика и клетъчния NAD плюс пул, предотвратява процеса на пигментация на кожата и намалява оксидативния стрес и възпалителния отговор. Тази молекула има потенциала да поддържа хомеостазата на кожата чрез регулиране на клетъчния редокс статус. При клинични проучвания локално прилаганият никотинамид се понася добре от кожата и намалява хиперпигментацията и прогресията на стареенето на кожата. Поради това може да бъде полезно като козмецевтична съставка за намаляване на стареенето на кожата, особено при възрастни хора или при пациенти с намален NAD плюс пул в кожата.

Друг преглед [14] изследва витамин К и неговата роля като жизненоважен кофактор в активирането на няколко протеина, които действат срещу свързаните с възрастта заболявания. Показано е, че витамин К карбоксилира остеокалцин, протеин, отговорен за транспортирането и фиксирането на калций в костите, активира матриксния Gla протеин, инхибитор на съдовата калцификация и сърдечно-съдовите инциденти; карбоксилати Gas6 протеин, който участва във физиологията на мозъка и може да инхибира когнитивния спад и невродегенеративните заболявания; и подобрява инсулиновата чувствителност, като по този начин намалява риска от диабет. Освен това витамин К има антипролиферативни, проапоптотични и автофагични ефекти и е свързан с намален риск от рак. Скорошни доказателства показват, че протеин S, друг зависим от витамин К протеин, може да предотврати цитокиновата буря, забелязана при случаи на COVID-19. Най-новите научни документи подчертават ролята на витамин К за предотвратяване на заболявания, свързани с възрастта, и подобряване на ефективността на медицинското лечение при възрастни хора.

В наративен преглед Barbalho et al. [15] анализира Ginkgo biloba (GB), лечебно растение от семейство Ginkgoaceae, считано за най-старото живо дърво в света. Екстрактите от GB отчитат някои ползи за здравето за паметта и когнитивните способности, AD, болестта на Паркинсон (PD) и деменцията, които се приписват на тяхната антиоксидантна, противовъзпалителна и антиапоптотична активност. В допълнение, GB може да има ползи при сърдечно-съдови заболявания, хипертония, инсулинова резистентност, серумна глюкоза на гладно, гликиран хемоглобин и дислипидемия. Освен това може да подобри кръвоснабдяването на мозъка, изпълнителната функция, вниманието/концентрацията и невербалната памет и да намали стреса. В много европейски държави екстрактът от GB е единствената лекарствена терапия за лечение на леки когнитивни увреждания. Биоактивните съединения, главно полифеноли, флавоноиди, терпеноиди и органични киселини, са отговорни за полезните ефекти. Този преглед разкри, че GB може да се има предвид в терапевтичните и превантивни методи за състояния, свързани със стареенето и процеса на стареене. Необходими са обаче повече изследвания, за да се определят дозите, фармацевтичната форма и времето за лечение, необходимо при условия на стареене.

Систематичен преглед и мета-анализ [16] изследва биомаркери на метаболитен синдром и възпаление като патофизиологични предиктори на стареене и свързани с възрастта заболявания. Скорошни доказателства потвърдиха, че определени диети, богати на антиоксидантни биоактивни съединения и балансиран липиден профил, като орехите, могат да имат благоприятни резултати върху човешкото здраве. Извършено е систематично търсене в няколко бази данни, за да се намерят рандомизирани контролирани проучвания, докладващи за резултатите от консумацията на орехи върху метаболитния синдром и възпалителните маркери при хора на средна възраст и по-възрастни. Разследването извади 17 проучвания, включително 11 кръстосани и 6 паралелни изпитвания. Анализът разкри, че диетите, обогатени с орехи, имат значително намаляване на триглицеридите, общия холестерол, нивата на LDL холестерола и някои възпалителни маркери, без неблагоприятни ефекти върху антропометричните и гликемичните параметри. Въпреки че са необходими допълнителни и по-добре проектирани доклади, резултатите подчертават ползите от включването на орехи в диетичните планове на хора на средна възраст и по-възрастни.

Бихме искали да благодарим на всички автори, които са допринесли за този специален брой и са предоставили по-добро разбиране на значението на антиоксидантите за забавяне на стареенето и превенцията на заболявания, свързани със стареенето, както и необходимостта от разработване на бъдещи терапевтични стратегии, насочени към тези заболявания .

Финансиране: Това изследване не е получило външно финансиране.

Конфликти на интереси:Авторите декларират липса на конфликт на интереси.

Препратки

1. Русу, ME; Fizesan, I.; Поп, А.; Мокан, А.; Gheldiu, AM; Бабота, М.; Воднар, DC; Юрж, А.; Бериндан-Неагое, И.; Власе, Л.; et al. Орех (Juglans regia L.) Septum: Оценка на биоактивни молекули и in vitro биологични ефекти. Молекули 2020, 25, 2187. [CrossRef] [PubMed]

2. Поп, А.; Fizesan, I.; Власе, Л.; Русу, ME; Черфан, Дж.; Бабота, М.; Gheldiu, A.-M.; Томута, И.; Попа, Д.-С. Подобрено възстановяване на фенолни и токоферолни съединения от мъжки цветя на орех (Juglans Regia L.) въз основа на оптимизиране на процеса на ултразвукова асистирана екстракция: фитохимичен профил и биологични активности. Антиоксиданти 2021, 10, 607. [CrossRef] [PubMed]

3. Ведяну, Н.; Voica, C.; Магдас, DA; Кис, Б.; Стефан, М.Г.; Simedrea, R.; Георгиу, С.; Berce, C.; Востинару, О.; Борос, Р.; et al. Подострата съвместна експозиция на ниски дози рутений (III) променя разпределението, екскрецията и биологичните ефекти на сребърните йони при плъхове. Environ. Chem. 2020, 17, 163–172. [CrossRef]

4. Русу, ME; Георгиу, С.; Поп, А.; Мокан, А.; Кис, Б.; Востинару, О.; Fizesan, I.; Стефан, М.Г.; Gheldiu, AM; Матес, Л.; et al. Антиоксидантни ефекти на ядрото на орех (Juglans Regia L.) и екстракт от преграда на орех в D-галактоза-индуциран модел на стареене и естествено остарели плъхове. Антиоксиданти 2020, 9, 424. [CrossRef] [PubMed]

5. Fizes, an, I.; Русу, ME; Георгиу, С.; Поп, А.; S, тефан, MG; Muntean, DM; Мирел, С.; Востинару, О.; Кис, Б.; Popa, DS Антитусивни, антиоксидантни и противовъзпалителни ефекти на екстракт от преграда от орех (Juglans regia L.), богат на биоактивни съединения. Антиоксиданти 2021, 10, 119. [CrossRef] [PubMed]

6. Русу, ME; Мокан, А.; Ферейра, ICFR; Popa, DS Ползи за здравето от консумацията на ядки при хора на средна възраст и възрастни хора. Антиоксиданти 2019, 8, 302. [CrossRef] [PubMed]

7. Ghzaiel, I.; Zarrouk, A.; Нури, Т.; Либерголи, М.; Флорио, Ф.; Хамуда, С.; Ménétrier, F.; Avoscan, L.; Ямин, А.; Самади, М.; et al. Антиоксидантни свойства и цитопротективен ефект на масло от семена на Pistacia lentiscus L. срещу 7 -индуцирана от хидроксихолестерол токсичност в C2C12 миобласти: Намаляване на оксидативния стрес, митохондриални и пероксизомни дисфункции и отслабване на клетъчната смърт. Антиоксиданти 2021, 10, 1772. [CrossRef] [PubMed]

8. Ха, JW; Boo, екстракт от YC Siegesbeckiae Herba и хлорогенна киселина подобряват смъртта на HaCaT кератиноцитите, изложени на прахови частици във въздуха, чрез смекчаване на оксидативния стрес. Антиоксиданти 2021, 10, 1762. [CrossRef] [PubMed]

9. Джо, С.; Юнг, YS; Чо, YR; Seo, JW; Лим, WC; Nam, TG; Лим, TG; Byun, S. Оралното приложение на Rosa gallica предотвратява индуцираното от UVB стареене на кожата чрез насочване към c-Raf сигнализиращата ос. Антиоксиданти 2021, 10, 1663. [CrossRef] [PubMed]

10. Correia, P.; Араухо, П.; Ribeiro, C.; Оливейра, Х.; Перейра, AR; Матеус, Н.; de Freitas, V.; Брас, NF; Гамейро, П.; Коелю, П.; et al. Пигменти, свързани с антоцианин: естествени съюзници за поддържане и защита на здравето на кожата. Антиоксиданти 2021, 10, 1038. [CrossRef] [PubMed]

11. Муралева, Н.А.; Колосова, Н.Г.; Стефанова, NA MEK1/2-Промени в пътя на ERK като терапевтична цел при спорадична болест на Алцхаймер: Проучване при плъхове OXYS с ускорено стареене. Антиоксиданти 2021, 10, 1058. [CrossRef] [PubMed]

12. Collins, AE; Saleh, ТМ; Kalisch, BE Естествено срещаща се антиоксидантна терапия при болестта на Алцхаймер. Антиоксиданти 2022, 11, 213. [CrossRef] [PubMed]

13. Boo, YC Механистична основа и клинични доказателства за приложенията на никотинамид (ниацинамид) за контрол на стареенето на кожата и пигментацията. Антиоксиданти 2021, 10, 1315. [CrossRef] [PubMed]

14. Попа, Д.С.; Бигман, Г.; Rusu, ME Ролята на витамин К при хората: въздействие върху стареенето и свързаните с възрастта заболявания. Антиоксиданти 2021, 10, 566. [CrossRef] [PubMed]

15. Барбальо, SM; Дирейто, Р.; Лауриндо, LF; Мартън, Л.Т.; Guiguer, EL; de Alvares Goulart, R.; Тофано, RJ; Карвальо, ACA; Flato, UAP; Тофано, VAC; et al. Гинко билоба в процеса на стареене: Наративен преглед. Антиоксиданти 2022, 11, 525. [CrossRef] [PubMed]

16. Матес, Л.; Попа, Д.-С.; Русу, ME; Fizes, an, I.; Leucut, a, D. Интервенции за прием на орех, насочени към биомаркери на метаболитен синдром и възпаление при хора на средна възраст и по-възрастни: систематичен преглед и мета-анализ на рандомизирани контролирани проучвания. Антиоксиданти 2022, 11, 1412. [CrossRef] [PubMed]
    

【За повече информация:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】