Биологические активные вещества морских ежей

Размещено на http://allbest.ru

Дальневосточный федеральный университет

(Far Eastern Federal University)

Кафедра биотехнологии и функционального питания

(Chair of biotechnology and functional food)

Биологические активные вещества морских ежей

(Biological active agents of sea hedgehogs)

Зимин А. В. , 4 курс

(Zimin A.V., 4rd course)

Научный руководитель Табакаева О. В., д.т.н., профессор

(Research supervisor: Tabakaeva O. V., Dr.Sci.Tech., professor)

Владивосток, Российская Федерация

(Vladivostok, Russian Federation)

Морские ежи давно признаны источниками антиоксидантов, что обусловлено наличием в их составе большого числа БАВ, которые могут прекращать цепные реакции перекисного окисления в клетках несколькими способами: перехватывать свободные радикалы, хелатировать металлы катализаторы пероксидации, ингибировать липоксигеназы, а также способны синергически активироваться фосфолипидами плазматических мембран [1]. Антиоксидантными свойствами обладают также внутренние органы и ткани, а также панцири и иглы морских ежей [9]. На проявление антиоксидантной активности влияет метод экстракции [10].

Эффективными перехватчиками радикалов являются фенольные антиоксиданты, в частности, простые фенолы, нафтолы и окси-производные других ароматических соединений. К настоящему времени выделено несколько тысяч фенолов, среди которых выраженным антиоксидантным эффектом обладают витамины Е и К, убихиноны, триптофан и фенилаланин, а также большинство растительных и животных пигментов, в частности, каротиноиды, флавоноиды, оксифенилкарбоновые кислоты.

Кроме антиоксидантного действия экстракты гонад морских ежей и тканей внутренних органов оказывают множество других эффектов, в частности, обладают противоопухолевой активностью. Так, дихлорметановый экстракт гонад морского ежа Strongylocentrotus nudus подавлял рост мышиных лейкемических лимфобластов [11].

Чрезвычайно важным является свойство икры морских ежей нормализовать липидный профиль сыворотки крови. Наши исследования показали, что маристим - БАД на основе икры морских ежей - обладает антидислипидемическим действием [2].

В его состав входят следующие ингредиенты: жиры - 20 % (триглицериды - 60...75 %, фосфолипиды - 22...36 %, в составе фосфолипидов преобладает лецитин - 61...67 %), ПНЖК омега-3 - более 20 %, сиалогликолипиды, каротиноиды, витамины (С, В1, В2, В12, РР, К1 и др.), макро- и микроэлементы (йод, железо, медь, кобальт и др.) в легкоусвояемой форме, незаменимые аминокислоты, нуклеиновые кислоты. БАД маристим разрешена к применению (санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.20.916Б.000796.04 от 01.06.2004.). Маристим рекомендован в качестве дополнительного источника антиоксидантов.

В экстрактах из гонад и внутренних органов морских ежей присутствуют каротиноиды, обладающие антиоксидантными свойствами [12]. Основным каротиноидом стенок кишечника морских ежей является фукоксантинол, гонад панциря и игл - б-эхиненон и b-каротин [3].

Присутствие большого количества (11 и более) двойных связей придает каротиноидам высокую биологическую активность, которая проявляется в торможении процессов перекисного окисления липидов и определяет такие их биологические функции, как предотвращение раковых и возрастных повреждений, радиационных поражений, сердечно-сосудистых заболеваний.

Регуляторные эффекты каротиноидов обусловлены их способностью встраиваться в мембранные фосфолипидно-белковые структуры, изменять текучесть мембран в жидкокристаллическом состоянии. Это сопровождается модификацией контактов взаимодействия липидов, белков и может быть существенным фактором проявления антиоксидантной активности каротиноидов [13].

Эхинохром и спинохромы A, B, C, D и E - хиноидые пигменты морских ежей, которые получают из панцирей и игл этих животных, - относятся к нафтохинонам. От нафтохинонов других морских животных они отличаются присутствием в молекуле хинона большого числа свободных гидроксильных групп и ярко выраженными антиоксидантными свойствами [14]. Наиболее активен эхинохром А - 2,3,5,6,8-пентагидрокси-7-этил-1,4нафтохинон. Как и экстракты гонад и тканей внутренних органов ежей, этот пигмент ценен тем, что он может прекращать цепные реакции перекисного окисления липидов в клетках.

Было установлено, что эхинохром способен нейтрализовать основные инициаторы неферментативного процесса окисления мембранных липидов - катионы железа, накапливающиеся в зоне ишемического повреждения ткани. Высокий антиоксидантный потенциал выделяет пигменты морских ежей среди других антиоксидантов как перспективные соединения для создания на их основе новых лекарственных препаратов для терапии широкого спектра заболеваний. Учеными Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН найден доступный природный источник эхинохрома - один из видов плоских морских ежей. Кроме того, разработаны препаративные способы полного синтеза эхинохрома, дающие целевое соединение с высоким выходом [4].

Механизм противовоспалительного действия эхинохрома А по разным внутриклеточным биохимическим путям описан О.А. Кривошапко и А.М. Поповым [2]. Авторы показали, что PPAR ингибируют синтез ферментов, участвующих в образовании эйкозаноидов, вследствие чего уменьшается содержание лейкотриенов, простагландинов, обладающих провоспалительными свойствами, а также ингибируют транскрипционные факторы, модулирующие экспрессию противовоспалительных генов.

Как показали M. Muelleretal. [15], при гиперлипидемии и сахарном диабете имеют место признаки воспаления. Поэтому, как считают О.А. Кривошапко и А.М. Попов [2], изменяя в рационе питания соотношение количеств ПНЖК семейств омега-3 и омега-6, полученных из морских гидробионтов и, в частности, из морских ежей, можно значительно уменьшить воспалительные явления.

Эхинохром обладает и противоопухолевыми свойствами [5]. В экспериментах на мышах-гибридах, получавших эхинохром, было установлено торможение перевитой животным карциномы Эрлиха. Введение эхинохрома вызывает подавление гиперпродукции активных форм кислорода нейтрофилами крови мышей с опухолью, приближая их уровень к таковому у здоровых животных, при этом одновременно снижается образование нитратов и нитритов (на 29,2 и 95 % соответственно по сравнению с мышами, не получавшими эхинохром). Результаты исследования свидетельствуют о способности эхинохрома в дозах, далеких от токсичных, замедлять рост аденокарциномы Эрлиха у мышей. Замедление роста опухоли, вероятнее всего, происходит за счет модулирующего действия эхинохрома на антиоксидантный статус мышей.

Эхинохром служит также источником получения других биологически активных веществ, в частности, пурпурогаллина, который является цитопротектором для клеток печени, почек, клеток миокарда, способен ингибировать синтез ДНК некоторых опухолевых клеток, проявляет антибактериальное действие по отношению к грамположительным микроорганизмам, в частности, S. aureus [6]. Это БАВ также является ловушкой супероксидных анион-радикалов, пероксида водорода и гидроксильных радикалов. Кроме того, пурпурогаллин нормализует состав крови у больных ИБС.

На основе эхинохрома в Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН разработана биологически активная добавка к пище Тимарин [7]. Тимарин при курсовом пероральном применении в дозе 1 мг. эхинохрома А оказывает мягкое модулирующее влияние на различные системы организма: оптимизирует липидный спектр крови, что приводит к снижению риска развития атеросклероза и характерных для этого патологического процесса заболеваний, обладает иммуностимулирующим действием - увеличивает субпопуляцию естественных киллеров, усиливает экспрессию мембранных маркеров активации иммунокомпетентных клеток (рецепторов IL-2 и антигенов HLA-DR).

Таким образом, эхинохром и его лекарственные формы в настоящее время используются в качестве эффективных антиоксидантов при различных патологических состояниях организма. Пигмент стенок кишечника морских ежей. Этот пигмент является метаболитом пигмента морских бурых водорослей фукоксантина. Фукоксантин, в виде метаболитов, хранится в жировых клетках в течение длительного периода времени и может вызывать потерю жира при одновременном подавлении дифференциации и пролиферации жировых клеток. Несмотря на то, что было опубликовано только одно исследование, препарат может представлять собой многообещающий нестимулирующий жиросжигатель, однако до начала его действия должно пройти 5...16 недель [8].

Препарат обладает другими преимуществами для здоровья, такими как нейтрализация аномалий в метаболизме глюкозы, что может помочь диабетикам и снизить уровень холестерина и триглицеридов. При приеме добавки Фукоксантина у людей было отмечено снижение артериального давления, снижение запасов жира в печени и показателей ферментов печени.

Фукоксантин представляется очень перспективным средством для потери жира и укрепления здоровья [8].

Фукоксантин метаболизируется в основном во фукоксантинал (деацетилирование происходит в кишечнике) и Амароуксиактин А через печень. Фукоксантиновые соединения играют роль в сердечных и печеночных системах, а метаболит Амароуксиактин А отвечает за адипоциты (жировые клетки). Амароуксиактин был обнаружен у крыс в результате преобразования в печени через 24 часа после приема Фукоксантина, но не был обнаружен в организме человека в течение 24 часов после приема.

Неизвестно, существует ли Амароуксиактин А в организме человека и нужно ли для преобразования больше 24 часов. Фукоксантин не циркулирует в крови, по мере того как метаболизуется в фукоксантинол; еще не доказано существования Амароуксиактина в организме человека и неизвестно, с чем это связано [8]. антиоксидантный морской ёж биологический добавка

Литература

1. Мищенко Н.П., Федореев С.А., Догадова Л.П. Препарат гистохром для офтальмологии // Н.П. Мищенко, С.А. Федореев, Л.П. Догадова / Вестник ДВОРАН. 2004. (3). 111-119.

2. Кривошапко О.А., Попов А.М. Лечебные и профилактические свойства липидов и антиоксидантов, выделенных из морских гидробионтов // О. А. Кривошапко, А. М. Попов Вопр. питания. 2011. (2). 4-8.

3. Задорожный П.А. Влияние среды и состояния организма на содержание каротиноидов у морских ежей: автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток, 2003.

4. Стоник В.А. Изучение природных соединений в ТИБОХ ДВО РАН // Вестн. ДВОРАН. 2005. (4). 138-144.

5. Дерягина В.П., Рыжова Н.И., Ильницкий А.П. и др. Действие природного антиоксиданта эхинохрома на рост подкожно перевитой аденокарциномы Эрлиха // Рос.онкол. журн. 2005. (3). 32-36.

6. Пат. 2396244 Российская Федерация, МПК С 07 С 49/215 (2006.01), Способ получения пурпурогаллина [Текст] / А.А. Артюков, В.В. Маханьков, Е.В. Купера и др.; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВО РАН. - № 2008151492/13; заявл. 23.12.2008;опубл. 10.08.2010. - 7 с.

7. Артюков А.А., Попов А.М., Цыбульский А.В. и др. Фармакологическая активность эхинохрома А отдельно и в составе БАД «Тимарин» // Биомед. химия. 2012. 58. (3). 281-290.

8. Фукоксантин[Электронный ресурс]: сайт о препаратах для здоровья, красоты и силы - Режим доступа http://lifebio.wiki, открытый.

9. Mamelona J., Pelletier E., Girard-Lalancette I. et al. Antioxidants in digestive tracts and gonads of green urchin (Strongylocentrotusdroebachiensis) // J. Food Compost. Anal. 2011. 24. (2). 179-183.

10. Quin L., Zhu B.W., Zhou D.Y. et al. Preparation and antioxidant activity of enzymatic hydrolysates from purple sea urchin (Strongylocentrotusnudus) gonad // LWT Food Sci. Technol. 2011. 44. (4). 1113-1118.

11. Sheean P., Hodges L.D., Kalafatis N. et al. Bioactivity of extracts from gonadal tissue of the edible Australia purple sea urchin Heliocidariserythrogramma// J. Sci. FoodAgric. 2007. 87. (4). 694-701.

12. Bandaranayake W.W. The nature and role pigments of marine invertebrates // Nat. Prod. Rep. 2006. 23. 223-255.

13. Matsuno T., Tsushima M. Carotenoids in sea urchins. Amsterdam, 2001.

14. Kuwahara R., Hatate H., Tamami Y. et al. Antioxidant property of polyhidroxilated naphthoquinone pigments from shells of purple sea urchin Anthocidariscrassispina// LWT Food Sci. Technol. 2009. 42. (7). 1296-13000.

15. Mueller M., Lucas B., Novak J. et al. Oregano: a source for peroxisome proliferator-activated receptor gamma antagonists // J. Agric. Food. Chem. 2008. 56. (24). 11621-11630.

Размещено на Allbest.ru