Bioaktywne związki jadalnych owoców o właściwościach przeciwstarzeniowych: kompleksowy przegląd w celu przedłużenia ludzkiego życia

Proszę o kontaktoscar.xiao@wecistanche.compo więcej informacji

Abstrakcyjny:Starzenie się to skomplikowany proces biologiczny, w którym z czasem zachodzą funkcjonalne i strukturalne zmiany w żywym organizmie. Reaktywne formy tlenu są jednym z głównych czynników odpowiedzialnych za starzenie się i wiążą się z kilkoma przewlekłymi patologiami. Związek między starzeniem się a dietą jest dość interesujący i zwrócił na siebie uwagę całego świata. Zdrowa żywność, oprócz antyoksydantów w diecie, jest niezbędna do opóźnienia procesów starzenia i poprawy jakości życia. Wiele zdrowych produktów spożywczych, takich jak owoce, jest dobrym źródłem odżywczych składników odżywczych i naturalnych związków bioaktywnych, które mają właściwości przeciwutleniające i biorą udział w zapobieganiu starzeniu się i innym zaburzeniom związanym z wiekiem. Wzrosło zainteresowanie korzyściami zdrowotnymi związanymi ze zdrową konsumpcją owoców. Znaczna liczba badań udokumentowała zalety spożywania owoców, ponieważ hamuje rozwój wolnych rodników, co dodatkowo zmniejsza stres oksydacyjny wytworzony w organizmie i chroni przed kilkoma rodzajami chorób, takimi jak rak, cukrzyca typu 2 i choroby zapalne oraz inne choroby sercowo-naczyniowe, które ostatecznie zapobiegają starzeniu. Ponadto owoce mają wiele innych właściwości, takich jak działanie przeciwzapalne, przeciwnowotworowe, przeciwcukrzycowe, neuroprotekcyjne i prozdrowotne. Opisano również mechanizmy działania różnych związków bioaktywnych, które pomagają zapobiegać różnym chorobom i wydłużają życie. Ten manuskrypt zawiera zestawienie różnych składników bioaktywnych obecnych w owocach wraz z ich właściwościami prozdrowotnymi i przeciwstarzeniowymi.

Słowa kluczowe:związki bioaktywne; przeciwstarzeniowe; owoce jadalne;przedłużenie życia; przeciwutleniacze;wolne rodniki;Korzyści zdrowotne

1. Wstęp

Starzenie się to powolny proces fizjologicznego pogorszenia, którego z czasem doświadcza każdy żywy organizm. W rzeczywistości starzenie się jest głównym czynnikiem ryzyka związanym ze znacznie zwiększoną częstością występowania kilku chorób zwyrodnieniowych, w szczególności cukrzycy typu 2, raka, choroby Alzheimera i chorób układu krążenia (CVD), a te choroby przewlekłe odpowiadają za zgony wśród ludzi [1]. Starzenie się na poziomie biologicznym wyróżnia się akumulacją uszkodzeń komórkowych i molekularnych powodujących zmiany czynnościowe i strukturalne w tkankach i komórkach, takie jak zaburzenia kontaktu międzykomórkowego, starzenie się, utrata homeostazy mitochondriów oraz zmniejszona zdolność regeneracyjna [2]. Około 150,000 osób na całym świecie umiera każdego dnia z powodu starzenia się, a około dwie trzecie umiera na choroby związane z wiekiem [3]. Wśród kilku czynników, które uważa się za odgrywające istotną rolę w związanym z wiekiem osłabieniu funkcji, ważną rolę odgrywają wolne rodniki, w tym reaktywne formy azotu (RNS) i reaktywne formy tlenu (ROS) [4,5].

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

Wolne rodniki i reaktywne gatunki są naturalnymi produktami ubocznymi, które powstają w organizmach zarówno w procesach fizjologicznych, jak i środowiskowych [6]. Wolne rodniki są zwykle generowane w wyniku produkcji ATP (adenozynotrójfosforanu) w mitochondriach, gdy komórki wykorzystują tlen (pierwiastek niezbędny do życia) do produkcji energii. Tak więc brak równowagi między nadprodukcją lub akrecją wolnych rodników w organizmie a zdolnością układu biologicznego do detoksykacji substancji reaktywnych powoduje stres oksydacyjny, który jest wiodącym czynnikiem w rozwoju wielu chorób zwyrodnieniowych i przewlekłych związanych z wiekiem [7]. ,8]. Mnóstwo dowodów sugeruje, że stres oksydacyjny wytwarzany w mitochondriach jako produkt uboczny oddychania komórkowego jest główną przyczyną starzenia się [9]. Opóźnienie lub zahamowanie patogenezy takich chorób przez rośliny jest również atrakcyjną strategią sprzyjającą zdrowemu starzeniu się [3]. Tak więc odpowiednia dieta żywieniowa jest uznawana w walce z tymi chorobami, ponieważ ma znaczący wpływ na starzenie się i zdrowie bez żadnych skutków ubocznych [10]. Ponadto optymistyczny związek między starzeniem się a dietą zwiększył zainteresowanie konsumentów zdobywaniem większej wiedzy na temat diety funkcjonalnej, bogatej w przeciwutleniacze, takie jak warzywa, owoce i produkty z nimi powiązane [11-14]Antyoksydanty są naturalnymi obecnymi substancjami w owocach i warzywach, które chronią komórkę przed wolnymi rodnikami, neutralizując je i oczyszczając. Wśród nich owoce mają ogromne znaczenie i przyciągnęły uwagę naukowców na całym świecie ze względu na ich wartość odżywczą, pyszny smak, witaminy, minerały i zawartość błonnika. Kilka wyników badań wykazało również, że zdrowe spożywanie owoców wiąże się z mniejszą częstością występowania chorób przewlekłych [15-19].

Cistanche może przeciwdziałać starzeniu

Wiadomo, że różne owoce i ich pochodne mają podwyższony poziom naturalnie występujących związków polifenolowych [18,20-22]. Polifenole są roślinnymi metabolitami wtórnymi o właściwościach przeciwutleniających, które działają jako inhibitory wolnych rodników i odgrywają istotną rolę w zmniejszaniu stresu oksydacyjnego, który ostatecznie zapobiega starzeniu się i związanym z nim chorobom [23,24]. Ponadto kilka związków bioaktywnych, takich jak katechiny, antocyjany i izoflawony, wykazuje silne działanie przeciwutleniające w stosunku do ROS. Często spożywane owoce, zwłaszcza jabłka, winogrona, jagody, pomarańcze i wiśnie, zawierają różne związki polifenolowe, które mają korzystny wpływ na zdrowie człowieka [25,26]. Obecność wysokiej zawartości bioaktywnej w tych owocach pomaga opóźniać procesy starzenia i zmniejsza ryzyko różnych przewlekłych chorób związanych z wiekiem, takich jak CVD i nowotwory. Jednak polifenole zawierają szeroką gamę związków i są podzielone na różne grupy, takie jak stylbeny, garbniki, flawonoidy (flawanony, flawonole, flawony, flawonole, izoflawony, proantocyjanidyny, antocyjany), kwasy fenolowe i lignany [27-29] . Udokumentowano, że wewnątrz i między rodzajami owoców występuje szeroka gama aktywności przeciwutleniających i poziomów fitochemicznych [22,30].

Pterostilben, resweratrol i kwercetyna są naturalnie występującymi fitochemikaliami lub polifenolowymi przeciwutleniaczami obecnymi w różnych owocach, takich jak żurawina, jagody i jagody (Vaccinium sp.) [31]. Ostatnie odkrycia wykazały, że mają one pozytywne skutki, takie jak przeciwdziałanie starzeniu się i tendencję do przedłużania życia poprzez kontrolowanie oznak starzenia, stanu zapalnego, starzenia się komórek, uszkodzeń oksydacyjnych i ścierania się telomerów [32, 33]. Głównym celem tego manuskryptu jest opracowanie zarysu różnych nutraceutyków i związków bioaktywnych obecnych w owocach oraz ich właściwości przeciwstarzeniowych i innych prozdrowotnych, które wydłużają oczekiwaną długość życia ludzi.

2. Wolni rodniki i starzenie się

Starzenie się odnosi się do powszechnych, postępujących i szkodliwych zmian w organizmach, które zachodzą z czasem i zwiększają prawdopodobieństwo wielu chorób, a czasem prowadzą do śmierci [34]. Co ciekawe, zarówno choroby przewlekłe, jak i starzenie się są silnie powiązane z mutacjami DNA, stanem zapalnym o niskim nasileniu oraz zwiększonym stresem metabolicznym i oksydacyjnym, w tym zwiększonymi poziomami uszkodzeń [3].

Organizm ludzki toczy nieustanną walkę o to, by nie starzeć się. Jedną z dobrze poznanych i najbardziej znanych teorii na temat starzenia się jest wolnorodnikowa teoria starzenia [5].

Wolne rodniki są niestabilnymi, wysoce reaktywnymi i samoistnymi cząsteczkami, zawierającymi jeden lub więcej niesparowanych elektronów na orbicie jądrowej. Mogą albo przyjąć elektron, albo oddać go innym cząsteczkom, a tym samym służyć jako reduktory lub utleniacze [35]. Wolne rodniki są zazwyczaj obecne w organizmie jako naturalny produkt uboczny procesów chemicznych, takich jak metabolizm, które mogą zwiększać ryzyko różnych chorób i przyspieszać proces starzenia. ROS, takie jak rodnik ponadtlenkowy (O2), rodnik nadtlenkowy (ROO"), rodnik alkoksylowy (RO), rodnik hydroksylowy (OH) i RNS, takie jak tlenek azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO2) należą do najczęstszych wolnych rodników pochodzące zarówno ze źródeł egzogennych, jak i endogennych [6].Egzogenne źródła ROS/RNS obejmują zanieczyszczenia środowiska, promieniowanie, chemikalia przemysłowe, leki, ksenobiotyki i dym [35-37].Źródła endogenne obejmują fagocytozę, reakcje zapalne i komórkowe procesy metaboliczne, takie jak mitochondrialny transport elektronów [38, 39].

przedłużenie życia cistanche

Nadprodukcja ROS w ludzkim ciele uszkadza różne biomolekuły poprzez reakcje redoks i prowadzi do uszkodzenia komórek, mutacji, śmierci komórki i starzenia się [40-43]. ROS ma również związek z kilkoma chorobami przewlekłymi i innymi zaburzeniami związanymi z wiekiem. Ogólnie rzecz biorąc, dwie grupy przeciwutleniaczy, a mianowicie. enzymatyczne i nieenzymatyczne przeciwutleniacze, regulują reakcje wolnorodnikowe Organizm ludzki wykorzystuje enzymatyczne mechanizmy obrony antyoksydacyjnej w celu utrzymania równowagi między wolnymi rodnikami a przeciwutleniaczami poprzez eliminację nadmiaru ROS. Enzymy antyoksydacyjne minimalizują poziom H i O, który jest niezbędny w zapobieganiu peroksydacji lipidów oraz zachowaniu struktury i funkcji błon komórkowych. Różne enzymatyczne enzymy przeciwutleniające, które są zaangażowane w aktywność wymiatania wolnych rodników, to dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), katalaza (CAT) i peroksydaza glutationowa (GSHPx), jak pokazano w poniższych reakcjach.

SOD znajduje się w mitochondriach i cytozolu komórki, katalitycznie przekształcając rodnik ponadtlenkowy (O,") w nadtlenek wodoru (H, O) i tlen (O2) w obecności kofaktorów jonów metali, takich jak cynk (Zn) i miedź (Cu [44] Enzym CAT znajdujący się w peroksysomie wykorzystuje żelazo jako kofaktor i katalizuje redukcję lub rozkład nadtlenku wodoru (HO2) do wody (H2O) i tlenu cząsteczkowego (O2), kończąc w ten sposób proces detoksykacji rozpoczęty przez SOD [45] GSHPxi jest enzymem wewnątrzkomórkowym, występującym głównie w mitochondriach i cytozolu, rozkłada nadtlenek wodoru (H2O) na dwie cząsteczki wody (H2O) i utlenia GSH (glutation), którego aktywność zasadniczo zależy od selenu [46].

Podobnie RNS, takie jak tlenek azotu (NO*) jest wytwarzany w organizmie człowieka z aminokwasu L-argininy w obecności enzymu syntazy tlenku azotu (NOS), jak pokazano w równaniu:

Powstawanie wolnych rodników następuje wraz z absorpcją tlenu, aktywacją oksydazy NADPH, a wytwarzanie anionorodników ponadtlenkowych przedstawia równanie:

Indukowalna syntaza tlenku azotu (iNOS) bierze udział w syntezie NO i reaguje z rodnikami tlenowymi (O2) stopnia . Stopień NO i O2*-reagują razem (sprzęganie rodnikowo-rodnikowe), tworząc peroksyazotyn (ONOO-), który jest silnym utleniaczem, który może atakować szeroki zakres celów biologicznych [47].

Niewystarczający system obrony antyoksydacyjnej oraz duża ilość ROS/RNS powodują akrecję wolnych rodników w komórkach, co powoduje uszkodzenia oksydacyjne [48]. Komórkowy stres oksydacyjny powoduje dysfunkcję białek, utratę integralności strukturalnej i szkodliwe uszkodzenie błony komórkowej, DNA i DNA mitochondrialnego, co znacznie przyczynia się do przewlekłych chorób związanych z wiekiem, głównie CVD, cukrzycy typu 2, raka, nadciśnienia i miażdżycy, jak pokazano na rycinie 1 [39,49-52].

3. Nutraceutyki i związki bioaktywne w owocach: źródło przeciwutleniaczy

Rośliny syntetyzują różne związki fenolowe, które są obecne w różnych częściach rośliny, ale szczególnie w owocach, liściach i nasionach, gdzie stosuje się je głównie do ochrony przed patogenami i promieniowaniem UV [54,55]. Wiele produktów spożywczych (roślinnych) w zdrowej diecie, takich jak owoce i warzywa, zawiera większość naturalnie występujących polifenoli [24]. Owoce są nie tylko źródłem nieodżywczych związków zawierających fenole, ale także doskonałym źródłem wielu różnych składników odżywczych zawierających minerały (żelazo, miedź, cynk, mangan i selen), witaminy (C, A, E) i dietetyczne włókna [15,17,56,57]. Te minerały i witaminy służą jako przeciwutleniacze, które pomagają w redukowaniu wielu chorób przewlekłych i związanych z wiekiem, głównie cukrzycy, raka, choroby wieńcowej serca i CVD oraz zapewniają korzystne korzyści zdrowotne i zachęcają do zdrowego starzenia się [55]. Przeciwutleniacze pomagają również w zmniejszaniu stanu zapalnego [58]. Ponieważ związki dietetyczne obecne w owocach aktywują jądrowy czynnik -2podobny do -2(Nrf2) erytroidu jądrowego, kluczowego regulatora przeciwutleniaczy, który hamuje aktywację szlaku NF-kB (czynnik jądrowy-kappa B), który jest zaangażowany w rozwój stanu zapalnego. Nrf2 zwiększa obronę antyoksydacyjną, która skutecznie neutralizuje ROS poprzez regulację aktywacji receptora Toll-podobnego 4-za pośrednictwem NF-kB [59,60].

3.1.Nutraceutyki

Nutraceutyki to naturalna żywność zawierająca witaminy i minerały, które mają właściwości fizjologiczne, które chronią różne przewlekłe patologie. Nutraceutyki pomagają w opóźnianiu procesów starzenia, poprawiają zdrowie, wspierają strukturę i funkcje organizmu oraz wydłużają oczekiwaną długość życia.

3.1.1.Witaminy

Witaminy to główne mikroelementy, których organizm potrzebuje do prawidłowego funkcjonowania metabolizmu. Ludzie nie mogą naturalnie syntetyzować tych składników odżywczych w swoim ciele i starają się zaspokoić swoje potrzeby poprzez źródła pożywienia bogate w witaminy [11]. Różne owoce, takie jak pomarańcze, jagody, grejpfruty, wiśnie, jabłka itp. zawierają znaczne ilości witamin C, E i A. Witaminy te pomagają wzmocnić układ odpornościowy i zmniejszyć stan zapalny [22]. Mają również silne właściwości redukujące, które czynią je lepszymi przeciwutleniaczami i pomagają łagodzić skutki stresu oksydacyjnego oraz przyczyniają się do starzenia się i powiązanych chorób. Witamina C (kwas askorbinowy) jest rozpuszczalna w wodzie, która działa jako pierwsza obrona przed wolnymi rodnikami i występuje w stosunkowo dużej zawartości w owocach takich jak truskawki, pomarańcze i czarne porzeczki (58,8,53,2 i 41 mg na 100 g owoców). odpowiednio)[61,62].

cistanche nz

Witamina Ci jest silnym przeciwutleniaczem i wymiataczem rodników, który zapobiega uszkodzeniom DNA, tkanek i błon komórkowych przez wolne rodniki [63,64] i regeneruje witaminę E, rozpuszczalną w tłuszczach witaminę w lipoproteinach i błonach. Witamina C (kwas askorbinowy) zmienia rodnik askorbinianowy, przekazując elektron rodnikowi lipidowemu, aby zatrzymać reakcje łańcuchowe peroksydacji lipidów opisane na rysunku 2.

Pary rodników askorbinianowych reagują następnie i tworzą cząsteczkę dehydroaskorbinianu i askorbinianu. Dehydroaskorbinian nie posiada potencjału antyoksydacyjnego, więc jest przekształcany z powrotem przez dodanie dwóch elektronów do askorbinianu [63,65]. Podczas peroksydacji lipidów witamina E działa jako przerywacz łańcucha w kilku cząsteczkach lipidów, takich jak lipoproteina o małej gęstości (LDL) oraz w błonach komórkowych. Jego zadaniem jest przechwytywanie rodników nadtlenkowych lipidów i przerywanie łańcuchowych reakcji peroksydacji lipidów [65]. Połączenie kwasu askorbinowego z -tokoferolem (witaminą E) jest głównie skuteczne w zapobieganiu utlenianiu [66]. Witamina A jest również witaminą rozpuszczalną w tłuszczach, która działa jako przeciwutleniacz i pomaga w usuwaniu wolnych rodników w celu zapobiegania różnym przewlekłym patologiom opisanym na rycinie 3. Monaghan i Schmitt [67] jako pierwsi zidentyfikowali potencjał antyoksydacyjny witaminy A i stwierdzili, że ta witamina może chronić lipidy przed jełczeniem. Witamina A ma również duży wpływ antyoksydacyjny w ochronie ludzkiego LDL przed utlenianiem stymulowanym miedzią [65,68].

3.1.2.Minerały

Minerały to te pierwiastki obecne na ziemi iw żywności, które są niezbędne jako niezbędne składniki odżywcze, aby organizmy mogły rosnąć i pełnić różne funkcje niezbędne do życia. Owoce takie jak jabłka, jagody, wiśnie i winogrona są bogate w mikro- i makroelementy zawierające minerały. Kluczowymi minerałami obecnymi w tych owocach są potas, magnez, wapń, fosfor, żelazo, sód, miedź, cynk, selen i mangan. Jagody gromadzą duże ilości minerałów fosforu, wapnia, sodu i żelaza ze środowiska i mają przewagę nad wszystkimi innymi owocami [22]. Kilka mikroelementów, takich jak żelazo, selen, cynk, miedź i mangan, działa jako kofaktory dla różnych enzymów antyoksydacyjnych i uczestniczy w metabolizmie redoks, co dodatkowo pomaga w spowolnieniu procesu starzenia, ponieważ zmniejszają ROS w komórkach, zwiększając w ten sposób długość życia organizmów [ 11, A46]. Mineralne składniki odżywcze są klinicznie uznawane za niezbędne elementy zdrowia konsumentów, ponieważ zapewniają siłę mięśniom i odgrywają kluczową rolę w rozwoju zębów i kości. Te główne pierwiastki mineralne biorą udział w wielu istotnych procesach biochemicznych i fizjologicznych zachodzących u ludzi. Zawartość minerałów w kilku owocach przedstawiono w tabeli 1.

3.2.Bioactioe Conmp0unds

Związki bioaktywne są ważnymi kompleksami znajdującymi się w żywności i są skuteczne w regulowaniu różnych aktywności metabolicznych i skutkują lepszym zdrowiem [69,70]. Ponadto kilka owoców stanowi dużą różnorodność i dużą zawartość związków bioaktywnych, szczególnie garbniki, stylbeny, flawonoidy i kwasy fenolowe [14,56,71]. Polifenole odgrywają istotną rolę w owocach i są stosowane jako przeciwutleniacze i barwniki [72]. Spożywanie przeciwutleniaczy w diecie pomaga utrzymać odpowiedni stan antyoksydacyjny w organizmie człowieka. Wiele badań nad polifenolami podkreśla ich właściwości przeciwutleniające po tym, jak uważa się, że mają one optymistyczny wpływ na przewlekłe patologie związane z wiekiem. Różne badania wykazały również, że dieta bogata w polifenole może zapobiegać uszkodzeniom oksydacyjnym prowadzącym do starzenia [73]. Owoce takie jak jagody, wiśnie, jabłka i winogrona stanowią około 200-300 mg polifenoli na 100 g świeżej masy [24,74]. Produkty pozyskiwane z tych owoców zawierają dużą część polifenoli. Kilka polifenoli, w tym katechina, epikatechina, rutyna, proantocyjanidyna B2, glikozydy floretyny, glikozydy kwercetyny i kwas chlorogenowy, występują głównie w jabłkach, które mają silne właściwości przeciwutleniające [1]. W tabeli 2 przedstawiono różne polifenole o właściwościach przeciwutleniających, które znajdują się w różnych owocach.

rozmiar penisa cistanche

Cząsteczki te mogą działać jako przeciwutleniacze (in vivo) na różne sposoby: (i) poprzez zmiatanie reaktywnych gatunków ze względu na podwyższoną reaktywność (mierzoną jako stała szybkości), która pozwala im na zmiatanie utleniaczy, zanim wpłyną one na inne cele biologiczne, takie jak kwasy nukleinowe i białka;(ii)poprzez indukowanie endogennych odpowiedzi antyoksydacyjnych poprzez ekspresję genów zależną od Nrf2-w celu modulowania patofizjologicznych i fizjologicznych skutków ekspozycji na utleniacz [96];(i)poprzez hamowanie wytwarzania ROS/RNS albo przez hamowanie ekspresji lub aktywności enzymów, takich jak oksydazy NADPH czy oksydaza ksantynowa, hamowanie stanu zapalnego lub zmniejszanie mitochondrialnego wycieku elektronów [97]. W badaniu opublikowanym w 2008 roku zbadano wpływ suplementacji diety sokiem z czerwonych winogron (źródło witaminy E i polifenoli) na aktywność oksydazy NADPH neutrofili i czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego u trzydziestu dwóch pacjentów poddawanych hemodializie. Odkrycia sugerują, że zarówno sok z czerwonych winogron, jak i witamina E zmniejszały ex-vivo aktywność oksydazy NADPH neutrofili i stężenie utlenionego LDL w osoczu. Sok z czerwonych winogron powoduje również zmniejszenie czynników ryzyka sercowo-naczyniowego [98]. Zatem odkrycia wskazują, że naturalne przeciwutleniacze są możliwymi inhibitorami oksydazy NADPH.

Ten artykuł pochodzi z Antioxidants 2020, 9, 1123; doi:10.3390/antiox9111123 www.mdpi.com/journal/antioxidants