Биоактивни съединения на ядливи плодове с техните свойства против стареене: цялостен преглед за удължаване на човешкия живот

Моля свържете сеoscar.xiao@wecistanche.comза повече информация

Резюме:Стареенето е сложен биологичен процес, при който във времето настъпват функционални и структурни промени в живия организъм. Реактивните кислородни видове са един от основните фактори, отговорни за стареенето и се свързват с няколко хронични патологии. Връзката между стареенето и диетата е доста интересна и привлече световно внимание. Здравословната храна, в допълнение към хранителните антиоксиданти, е необходима за забавяне на процеса на стареене и подобряване на качеството на живот. Много здравословни храни като плодовете са добър източник на диетични хранителни вещества и естествени биоактивни съединения, които имат антиоксидантни свойства и участват в предотвратяването на стареенето и други свързани с възрастта нарушения. Ползите за здравето, свързани със здравословната консумация на плодове, предизвикаха повишен интерес. Значителен брой проучвания са документирали предимствата на приема на плодове, тъй като той потиска развитието на свободните радикали, което допълнително намалява оксидативния стрес, създаден в тялото и предпазва от няколко вида заболявания като рак, диабет тип 2 и възпалителни заболявания, и други сърдечно-съдови заболявания, които в крайна сметка предотвратяват стареенето. В допълнение, плодовете имат множество други свойства като противовъзпалителни, противоракови, антидиабетни, невропротективни и имат благоприятни за здравето ефекти. Описани са и механизмите на различни биоактивни съединения, които помагат за предотвратяване на различни заболявания и увеличават дълголетието. Този ръкопис предоставя обобщение на различни биоактивни компоненти, присъстващи в плодовете, заедно с техните укрепващи здравето свойства и свойства против стареене.

Ключови думи:биоактивни съединения; против стареене;ядливи плодове;удължаване на живота; антиоксиданти;свободни радикали;ползи за здравето

1. Въведение

Стареенето е бавен процес на физиологично влошаване, който всеки жив организъм изпитва с времето. Всъщност стареенето е основен рисков фактор, свързан със значително повишени случаи на няколко дегенеративни заболявания, особено диабет тип 2, рак, болест на Алцхаймер и сърдечно-съдови заболявания (ССЗ), и тези хронични заболявания са причина за смъртните случаи сред хората [1]. Стареенето на биологично ниво се отличава с натрупване на клетъчно и молекулярно увреждане, което води до функционални и структурни промени в тъканите и клетките, като нарушен междуклетъчен контакт, стареене, загуба на митохондриална хомеостаза и намалена регенеративна способност [2]. Приблизително 150 000 души по света умират всеки ден от стареене и около две трети умират от свързани с възрастта заболявания [3]. Сред няколко агента, за които се смята, че играят значителна роля в свързания с възрастта спад на функциите, са свободните радикали, които включват реактивни азотни видове (RNS) и реактивни кислородни видове (ROS) и играят жизненоважна роля [4,5].

Моля, щракнете тук, за да научите повече

Свободните радикали и реактивните видове са естествени странични продукти, които се генерират в организмите чрез физиологични и екологични процеси [6]. Свободните радикали обикновено се генерират в резултат на производството на АТФ (аденозин трифосфат) в митохондриите, когато клетките използват кислород (основен елемент за живота), за да произвеждат енергия. По този начин дисбалансът между свръхпроизводството или натрупването на свободни радикали в тялото и потенциала на биологичната система да детоксикира реактивните вещества води до оксидативен стрес, който е водещ фактор в развитието на няколко дегенеративни и свързани с възрастта хронични заболявания [7]. ,8]. Множество доказателства предполагат, че оксидативният стрес, произведен в митохондриите като страничен продукт от клетъчното дишане, е основната причина за стареенето [9]. Забавянето или инхибирането на патогенезата на такива заболявания от растенията също е привлекателна стратегия за насърчаване на остаряването в добро здраве [3]. Така че правилната хранителна диета е призната в борбата с тези заболявания, тъй като има значително влияние върху стареенето и здравето без никакви странични ефекти [10]. Освен това, оптимистичната връзка между стареенето и диетата ескалира интереса на потребителите към получаване на повече знания за функционална диета, богата на антиоксиданти, като зеленчуци, плодове и свързаните с тях продукти [11-14]Антиоксидантите са присъстващите естествени вещества в плодовете и зеленчуците, които предпазват клетката от увреждане на свободните радикали, като ги неутрализират и изчистват. Сред тях плодовете са от голямо значение и са привлекли вниманието на изследователите в световен мащаб поради своята хранителна стойност, приятен вкус, витамини, минерали и съдържание на фибри. Няколко открития от изследвания също съобщават, че здравословният прием на плодове е свързан с по-ниско разпространение на хронични заболявания [15-19].

Cistanche може да спре стареенето

Известно е, че различните плодове и техните производни съдържат повишено ниво на естествено срещащи се полифенолни съединения [18, 20-22]. Полифенолите са растителни вторични метаболити с антиоксидантни свойства, които функционират като инхибитори на свободните радикали и играят жизненоважна роля за намаляване на оксидативния стрес, който в крайна сметка предотвратява стареенето и свързаните с тях заболявания [23,24]. Освен това, няколко биоактивни съединения като катехини, антоцианини и изофлавони имат мощна антиоксидантна активност срещу ROS. Често консумираните плодове, особено ябълки, грозде, горски плодове, портокали и череши, съдържат различни полифенолни съединения, които имат благоприятно въздействие върху човешкото здраве [25,26]. Наличието на високо биоактивно съдържание в тези плодове помага за забавяне на процесите на стареене и намалява риска от различни свързани с възрастта хронични заболявания като ССЗ и рак. Полифенолите обаче съдържат голямо разнообразие от съединения и се категоризират в различни групи като стилбени, танини, флавоноиди (флаванони, флавоноли, флавони, флавоноли, изофлавони, проантоцианидини, антоцианини), фенолни киселини и лигнани [27-29] . Документирано е, че голямо разнообразие от антиоксидантни активности и фитохимични нива се срещат във и между плодовите родове [22,30].

Птеростилбен, ресвератрол и кверцетин са естествено срещащи се фитохимикали или полифенолни антиоксиданти, присъстващи в различни плодове като боровинки, черни боровинки и боровинки (Vaccinium sp.)[31]. Последните открития показват, че те имат положителни ефекти като анти-стареене и тенденция за удължаване на продължителността на живота чрез контролиране на признаците на стареене, възпаление, клетъчно стареене, оксидативно увреждане и теломерно изтриване [32,33]. Основната цел на този ръкопис е да се разработи схема на различни хранителни добавки и биоактивни съединения, присъстващи в плодовете, и техните свойства против стареене и други благоприятни за здравето свойства, които увеличават продължителността на живота при хората.

2. Свободни радикали и стареене

Стареенето се отнася до универсалните, прогресивни и вредни промени в организмите, които настъпват с времето и които засилват вероятността от няколко заболявания и понякога водят до смърт [34]. Интересно е, че хроничните заболявания и стареенето са силно свързани с ДНК мутации, нискостепенно възпаление и повишен метаболитен и оксидативен стрес, включително ескалирани нива на увреждане [3].

Човешкото тяло е в непрекъсната битка, за да стои далеч от стареенето. Една от добре проучените и най-известни теории за стареенето е теорията за стареенето на свободните радикали [5].

Свободните радикали са нестабилни, силно реактивни и самостоятелно съществуващи молекули, включващи един или повече несдвоени електрони в ядрена орбита. Те могат или да приемат електрон, или да дарят електрон на други молекули и по този начин да служат като редуктори или окислители [35]. Свободните радикали обикновено присъстват в тялото като естествен страничен продукт от химични процеси като метаболизъм, който може да повиши шансовете за различни заболявания и да ускори процеса на стареене. ROS като супероксиден радикал (O2), пероксилен радикал (ROO"), алкоксилен радикал (RO), хидроксилен радикал (OH) и RNS като азотен оксид (NO) и азотен диоксид (NO2) са сред най-често срещаните свободни радикали произхождащи както от екзогенни, така и от ендогенни източници [6]. Екзогенните източници на ROS/RNS включват замърсители на околната среда, радиация, индустриални химикали, лекарства, ксенобиотици и дим [35-37]. Ендогенните източници включват фагоцитоза, възпалителни реакции и клетъчни метаболитни процеси като митохондриален електронен транспорт [38,39].

Cistanche удължаване на живота

Свръхпроизводството на ROS в човешкото тяло уврежда различни биомолекули чрез редокс реакции и води до клетъчно увреждане, мутация, клетъчна смърт и стареене [40-43]. ROS също е замесен в няколко хронични заболявания и други свързани с възрастта разстройства. Обикновено две групи антиоксиданти, т.е. ензимни и неензимни антиоксиданти, регулират реакциите на свободните радикали. Човешкото тяло използва ензимни антиоксидантни защитни механизми, за да поддържа баланса между свободните радикали и антиоксидантите чрез елиминиране на излишните ROS. Антиоксидантните ензими минимизират нивото на H и O, тъй като е от съществено значение за предотвратяването на липидната пероксидация и запазването на структурата и функцията на клетъчните мембрани. Различни ензимни антиоксидантни ензими, които участват в активността на улавяне на свободните радикали, са супероксид дисмутаза (SOD), каталаза (CAT) и глутатион пероксидаза (GSHPx), както е показано в следващите реакции.

SOD се намира в митохондриите и цитозола на клетката, като каталитично превръща супероксидния радикал (O,") във водороден пероксид (H, O) и кислород (O2) в присъствието на метални йонни кофактори като цинк (Zn) и мед (Cu )[44].Ензимът CAT, разположен в пероксизома, използва желязото като кофактор и катализира редуцирането или разграждането на водороден прекис (HO2) до образуване на вода (H2O) и молекулярен кислород (O2), като по този начин завършва процеса на детоксикация, започнат от SOD [45] GSHPxi е вътреклетъчен ензим, присъстващ главно в митохондриите и цитозола, разгражда водородния пероксид (H2O) на две водни молекули (H2O) и окислява GSH (глутатион).Активността на GSHPx обикновено зависи от селена [46].

По подобен начин RNS като азотен оксид (NO*) се произвежда в човешкото тяло от аминокиселина L-аргинин в присъствието на ензима азотен оксид синтаза (NOS), както е показано в уравнението:

Генерирането на свободни радикали става с абсорбцията на кислород, активирането на NADPH оксидазата и производството на супероксидни анионни радикали е показано в уравнението:

Индуцируемата синтаза на азотен оксид (iNOS) участва в синтеза на NO·и реагира с кислородни радикали (O2) степен. Степента на NO и O2*-реагират заедно (радикално-радикално свързване), за да се получи пероксинитрит (ONOO-), който е мощен окислител, който може да атакува голям набор от биологични цели [47].

Недостатъчните антиоксидантни защитни системи и голямото количество ROS/RNS причиняват натрупването на свободни радикали в клетките, което причинява оксидативно увреждане [48]. Клетъчният оксидативен стрес причинява протеинова дисфункция, загуба на структурна цялост и вредно увреждане на клетъчната мембрана, ДНК и митохондриалната ДНК, допринася значително за хроничните заболявания, свързани с възрастта, главно сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2, рак, хипертония и атеросклероза, както е показано на фигурата 1 [39, 49-52].

3. Хранителни добавки и биоактивни съединения в плодовете: източник на антиоксиданти

Растенията синтезират различни фенолни съединения, които присъстват в различни части на растението, но особено в плодовете, листата и семената, където се използват главно за защита срещу патогени и UV лъчения [54,55]. Много храни (на растителна основа) в здравословната диета, като плодове и зеленчуци, съдържат повечето от естествено срещащите се полифеноли [24]. Плодовете не са просто източник на нехранителни съединения, съдържащи феноли, но чудесен източник на голямо разнообразие от хранителни съединения, съдържащи минерали (желязо, мед, цинк, манган и селен), витамини (C, A, E) и диетични влакна [15,17,56,57]. Тези минерали и витамини служат като антиоксиданти, които помагат за намаляване на няколко хронични и свързани с възрастта заболявания, главно диабет, рак, коронарна болест на сърцето и ССЗ, и осигуряват полезни ползи за здравето и насърчават здравословното стареене [55]. Антиоксидантите също помагат за намаляване на възпалението [58]. Тъй като диетичните съединения, присъстващи в плодовете, активират ядрения еритроиден-2 подобен фактор-2(Nrf2), ключов регулатор на антиоксидантите, който инхибира активирането на пътя на NF-kB (ядрен фактор-kappa B), който е участват в развитието на възпаление. Nrf2 повишава антиоксидантната защита, която ефективно неутрализира ROS чрез регулиране на подобно на таксата рецепторно 4-медиирано NF-kB активиране [59,60].

3.1.Хранителни добавки

Хранителните добавки са естествени храни, включително витамини и минерали, и имат физиологични ползи, които предпазват от различни хронични патологии. Хранителните добавки помагат за забавяне на процеса на стареене, подобряват здравето, поддържат структурата и функцията на тялото и увеличават продължителността на живота.

3.1.1.Витамини

Витамините са основни микроелементи, от които тялото се нуждае за правилното функциониране на своя метаболизъм. Хората не могат естествено да синтезират тези хранителни вещества в телата си и се опитват да задоволят нуждите си чрез хранителни източници, които са богати на витамини[11]. Различни плодове като портокали, горски плодове, грейпфрут, череши, ябълки и др. съдържат значителни количества витамини С, Е и А. Тези витамини спомагат за стимулиране на имунната система и намаляване на възпалението [22]. Те също имат мощни редуциращи свойства, които ги правят по-добър антиоксидант и помагат за смекчаване на ефектите от оксидативния стрес и допринасят за стареенето и свързаните с него заболявания. Витамин C (аскорбинова киселина) е водоразтворим, който действа като първа защита срещу свободните радикали и присъства в относително високо съдържание в плодове като ягоди, портокали и касис (58,8, 53,2 и 41 mg на 100 g плодове). съответно)[61,62].

цистанче нз

Витамин Cis е мощен антиоксидант и улавяне на радикали, който предпазва свободните радикали от увреждане на ДНК, тъканите и клетъчните мембрани [63,64] и регенерира витамин Е, липидоразтворим витамин в липопротеините и мембраните. Витамин С (аскорбинова киселина) променя аскорбатния радикал, като дава електрон на липидния радикал, за да спре верижните реакции на липидната пероксидация, описани на фигура 2.

След това двойките аскорбатни радикали реагират и образуват молекула дехидроаскорбат и аскорбат. Дехидроаскорбатът не притежава никакъв антиоксидантен потенциал, така че се трансформира обратно чрез добавяне на два електрона в аскорбата [63,65]. По време на липидната пероксидация витамин Е действа като прекъсвач на веригата в няколко липидни частици като липопротеин с ниска плътност (LDL) и в клетъчните мембрани. Той функционира за прихващане на липидните пероксилни радикали и за прекъсване на верижните реакции на липидната пероксидация [65]. Комбинацията от аскорбинова киселина с -токоферол (витамин Е) е най-вече ефективна за предотвратяване на окисляването [66]. Витамин А също е липидоразтворим витамин, който действа като антиоксидант и помага при улавянето на свободните радикали, за да се предотвратят различни хронични патологии, описани на фигура 3. Monaghan и Schmitt [67] първи идентифицират антиоксидантния потенциал на витамин А и заявяват, че този витамин може да предпази липидите от гранясване. Витамин А също има голямо антиоксидантно въздействие при защитата на човешки LDL срещу стимулирано от мед окисление [65,68].

3.1.2.Полезни изкопаеми

Минералите са тези елементи, присъстващи на земята и в храната, които са необходими като основни хранителни вещества за организмите, за да растат и да изпълняват различни функции, необходими за живота. Плодове като ябълки, горски плодове, череши и грозде са богати както на микро, така и на макронутриенти, съдържащи минерали. Основните минерали, присъстващи в тези плодове, са калий, магнезий, калций, фосфор, желязо, натрий, мед, цинк, селен и манган. Плодовете натрупват голямо количество фосфор, калций, натрий и железни минерали от околната среда и държат надмощие над всички останали плодове [22]. Няколко микроелемента като желязо, селен, цинк, мед и манган действат като кофактори за различни антиоксидантни ензими и участват в редокс метаболизма, което допълнително помага за забавяне на процеса на стареене, тъй като намаляват ROS в клетките, като по този начин увеличават продължителността на живота на организмите [ 11, A46]. Минералните хранителни вещества са клинично признати като необходими елементи за здравето на потребителите, тъй като те осигуряват сила на мускулите и играят решаваща роля в развитието на зъбите и костите. Тези основни минерални елементи са замесени в множество основни биохимични и физиологични процеси, които се случват при хората. Минералното съдържание на няколко плода е показано в таблица 1.

3.2.Bioactioe Conmp0unds

Биоактивните съединения са важни комплекси, открити в храните и са ефективни при регулиране на различни метаболитни дейности и водят до по-добро здраве [69,70]. Освен това, няколко плода представляват голямо разнообразие и голямо съдържание на биоактивни съединения, особено танини, стилбени, флавоноиди и фенолни киселини [14,56,71]. Полифенолите играят жизненоважна роля в плодовете и се използват като антиоксиданти и оцветители [72]. Приемът на диетични антиоксиданти спомага за поддържането на адекватен антиоксидантен статус в човешкото тяло. Значително количество изследвания върху полифенолите подчертават техните антиоксидантни свойства, след като се смята, че имат оптимистични ефекти върху свързаните с възрастта хронични патологии. Различни проучвания също съобщават, че богатата на полифеноли диета може да предотврати окислителното увреждане, което води до стареене [73]. Плодове като горски плодове, череши, ябълки и грозде съдържат приблизително 200-300 mg полифеноли на 100 g прясно тегло [24,74]. Продуктите, получени от тези плодове, представляват голяма част от полифеноли. Няколко полифенола, включително катехин, епикатехин, рутин, проантоцианидин В2, флоретин гликозиди, кверцетин гликозиди и хлорогенова киселина се намират най-вече в ябълките, които имат силно антиоксидантно свойство [1]. Различни полифеноли с антиоксидантни свойства, които се намират в различни плодове, са показани в таблица 2.

размер на пениса cistanche

Тези молекули могат да действат като антиоксидант (in vivo) по различни начини: (i) чрез пречистване на реактивни видове поради повишена реактивност (измерена като константа на скоростта), която му позволява да пречиства оксиданти, преди те да могат да повлияят на други биологични цели, като напр. нуклеинови киселини и протеини; (ii) чрез индуциране на ендогенни антиоксидантни отговори чрез Nrf2-зависима генна експресия за модулиране на патофизиологичните и физиологичните резултати от експозицията на оксидант [96]; (i) чрез инхибиране на производството на ROS/RNS или чрез инхибиране на експресията или активността на ензими като NADPH оксидази или ксантин оксидаза, инхибиране на възпаление или чрез намаляване на изтичането на митохондриални електрони [97]. Проучване, публикувано през 2008 г., изследва ефекта от хранителните добавки със сок от червено грозде (източник на витамин Е и полифеноли) върху активността на неутрофилната NADPH оксидаза и сърдечно-съдовите рискови фактори при тридесет и двама пациенти на хемодиализа. Констатациите показват, че както сокът от червено грозде, така и витамин Е намаляват екс-виво неутрофилната NADPH оксидазна активност и плазмените концентрации на окисления LDL. Сокът от червено грозде също води до намаляване на сърдечно-съдовите рискови фактори [98]. По този начин откритията показват, че естествените антиоксиданти са възможните инхибитори на NADPH оксидазата.

Тази статия е извлечена от Antioxidants 2020, 9, 1123; doi:10.3390/antiox9111123 www.mdpi.com/journal/antioxidants