Fucoidan
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită la 30 august 2015; verificările necesită
12 modificări .
Fucoidanul este o heteropolizaharidă sulfatată găsită în algele brune și în unele echinoderme .
Fucoidanii au fost izolate pentru prima dată din algele brune în 1913 . Conținutul de fucoidans poate ajunge la 25-30% din greutatea uscată a algelor și depinde în principal de tipul de alge, precum și de sezonul sau stadiul de dezvoltare al algelor, locul de colectare și alți factori.
Structura
În ciuda faptului că fucoidanii sunt cunoscuți de mult timp, nu toate caracteristicile lor structurale au fost elucidate cu suficientă siguranță. În primul rând, aceasta se referă la structura fragmentelor, inclusiv monozaharidele minore . Până aproape în 1993, coloana vertebrală a fucoidanilor era considerată a fi 1→2-α-L-fucan. S-a stabilit acum că majoritatea fucoidanilor cunoscuți aparțin a două tipuri structurale: primul tip conține α-1→3- în lanțul principal, al doilea tip conține alternanți α-1→3- și α-1→4- reziduuri de fucoză legate . Ramurile sunt atașate la poziția 2, iar grupările sulfat pot fi găsite la C4 al reziduului de fucoză. Au fost izolați fucoidani în care grupările sulfat sunt situate la C2, precum și la C2 și C4. În plus, sunt cunoscuți fucoidanii în care reziduurile de fucoză nu sunt doar sulfatate, ci și acetilate.
Trebuie remarcat faptul că în majoritatea cazurilor au fost stabilite structurile fracțiilor fucoidan, a căror componentă principală este fucoza. Aceste polizaharide sunt izolate din algele brune aparținând ordinelor Chordariales , Laminariales , Fucales . Algele brune aparținând ordinelor Chordariales și Laminariales ( Phaeosporophyceae ) sintetizează polizaharide formate din resturi de fucoză α-1→3-legate. Coloana vertebrală a acestor polizaharide se poate ramifica la C2 a unor resturi de fucoză (reziduul D-GlcA ( Cladosiphon okamuranus ) sau restul Fuc ( Chorda filum )). Lanțul principal de fucoidan din ordinul Fucales (Cyclosporophyceae ) este construit din resturi de fucoză alternate α-1→3- și α-1→4, rezultând o structură regulată a lanțului polizaharidic. Cu toate acestea, în fucoidanul nativ, această regularitate este mascată de aranjarea aleatorie a grupărilor sulfat și acetat. Este posibil ca diferențele în structura lanțului principal de fucoidans să fie asociate cu un mecanism diferit de biosinteză a acestor polizaharide în algele brune aparținând Phaeosporophyceae și Cyclosporophyceae.
Sufații de fucan ai aricilor de mare Arbacia lixula , Lytechinus variegates și holothurians ( Ludwigothurea grisea ) constau din unități de tetrazaharide repetate și, spre deosebire de fucoidans, au o structură liniară regulată clar definită și nu conțin grupări acetat.
Activitate biologică
Numeroase studii din ultimii 10-15 ani au fost consacrate actiunii biologice a fucoidanilor. Fucoidanii prezintă o gamă extrem de largă de activități biologice, motiv pentru care interesul crescut față de ei. Astfel, în literatura de specialitate există raportări de proprietăți antitumorale [1] [2] [3] , imunomodulatoare [4] [5] , antibacteriene [6] [7] , antivirale [8] [9] , antiinflamatoare și alte proprietăți. a fucoidanilor. Din acest motiv, fucoidanii pot fi clasificați ca așa-numiți „biomodulatori polivalenți”.
Un interes deosebit este efectul anticoagulant al fucoidanilor. În prezent, sunt cunoscute două mecanisme ale acțiunii anticoagulante a fucoidanilor: unul se realizează prin inhibarea directă a activității factorilor VII, XI, XII de coagulare a sângelui, al doilea se bazează pe inhibarea heparinică a factorilor de coagulare prin activarea unui inhibitor endogen specific, antitrombina-III (AT-III). Fucoidanii care acționează prin primul mecanism pot fi utilizați în terapia anticoagulantă la pacienții cu deficit congenital sau dobândit de antitrombină AT III atunci când heparina nu este eficientă. Structura fragmentelor de molecule fucoidan responsabile de acțiunea lor prin primul sau al doilea mecanism este necunoscută. În acest caz, elucidarea diferențelor în structura acestor fragmente este de mare importanță.
Intensitatea studiului activității biologice a fucoidanilor este cu mult înaintea studiului structurii lor chimice. Prin urmare, există puține date despre relația dintre structura și activitatea biologică a acestor polizaharide. Se crede că activitatea biologică a fucoidanilor se datorează în primul rând gradului de sulfatare, prezenței fragmentelor dintr-o anumită structură, poate fi asociată și cu compoziția de monozaharide, gradul de ramificare, tipul de legătură și greutatea moleculară. distributie. Cu toate acestea, în ciuda tuturor eforturilor, nu a fost încă posibil să se stabilească cu certitudine motivul structural care este responsabil pentru manifestarea uneia sau alteia activități biologice a fucoidanilor.
Acțiune
anticoagulantă
Fucoidanul este un anticoagulant natural, mecanismul său de acțiune diferă de heparină, iar efectul său este comparabil cu acesta. Mecanismul de acțiune este realizat datorită greutății moleculare ridicate a polizaharidei, deoarece depolimerizarea reduce efectul său anticoagulant. Fucoidanul se caracterizează și prin activitate antitrombotică, care nu este asociată cu efectul său anticoagulant .
Efect antiviral
Fucoidan are un efect antiviral (previne pătrunderea virusurilor în celule prin modificarea proprietăților suprafeței celulare), adică blochează prima etapă a procesului infecțios, fără de care dezvoltarea unei boli infecțioase este imposibilă.
Efect
antioxidant
Fucoidan este un puternic antioxidant natural și protejează celulele de daunele radicalilor liberi.
Acțiune hipopolipidemică și antiinflamatoare
A fost dovedită capacitatea fucoidanului de a reduce nivelurile crescute de colesterol și lipide aterogene (grăsimi, al căror nivel ridicat în sânge contribuie la dezvoltarea și progresia aterosclerozei și a bolilor asociate). S-a descoperit că fucoidanul are un efect antiinflamator.
Activitate antitumorală
S-a dovedit că fucoidanul nu are un efect citotoxic (nu dă o încărcătură toxică puternică asupra organismului); Afectează atât focalizarea primară a tumorii, cât și metastazele acesteia, inclusiv cele la distanță.
Mecanisme de acțiune: activarea apoptozei (moartea celulară programată) a celulelor tumorale; suprimarea căii de semnalizare NF-kB (în majoritatea celulelor tumorale, NF-kB este activat în mod constant; o astfel de activare nu numai că protejează celulele de apoptoză, dar crește și activitatea lor proliferativă, potențialul invaziv, metastatic și angiogenic); efect imunomodulator (întârzierea apoptozei spontane a neutrofilelor umane și creșterea producției de citokine proinflamatorii (IL-6, IL-8 și TNF-α); efect anti-adeziv și anti-angiogenic (suprimarea formării vasculare intensive și reducerea alimentarea cu sânge a tumorilor).
Există, de asemenea, dovezi ale unui efect imunomodulator , hepatoprotector , efectul acestuia asupra metabolismului carbohidraților și rezistenței la insulină .
Literatură
- Ushakova N. A., Morozevich E. E., Ustyuzhanina N. E., Bilan M. I., Usov A. I., Nifantiev N. E., Preobrazhenskaya M. E. Activitatea anticoagulantă a fucoidanilor din algele brune // Chimie biomedicală. - 2008. - T. 54. - Nr. 5. - C. 597-606.
- Ustyuzhanina NE, Bilan MI, Krylov VB, Usov AI, Nifantiev NE, Ushakova NA, Preobrazhenskaya ME, Zyuzina KA, Elizarova AL, Somonova OV, Madzhuga AV, Kiselevskiy MV Influența fucoidanilor asupra sistemului hemostatic // Marine Drugs. - 2013. - V.11. - 7. - P. 2444-2458.
- Wang J. şi colab. Capacitatea potențială antioxidantă și anticoagulantă a fracțiilor fucoidan cu greutate moleculară mică extrase din Laminaria japonica. Int. J. Biol Macromol., 2010; 46(1): 6-12.
- Zaporozhets, TS, Kuznetsova, TA, Smolina, TP, Shevchenko, NM, et al., Activitatea imunotropă și anticoagulantă a fucoidanului din algele marine brune Fucus evanescens: perspective de aplicare în medicină // J. Microbiol. - 2006. - P. 54-58.
- Makarenkova I. D., Leonova G. N., Maystrovskaya O. S., Zvyagintseva T. N., Imbs T. I., Ermakova S. P., Besednova N. N. Activitatea antivirală a polizaharidelor sulfatate din algele brune sub encefalită experimentală transmisă de căpușe // Pacific Medical Journal. - 2012. - Nr 1. - C. 44-46.
- Hayashi K, Lee JB, Nakano T. Caracteristicile virusului antigripal A ale unui fucoidan din sporofila de Undaria pinnatifida la șoareci cu imunitate normală și compromisă // Microbes Infect. — 2013 Apr;15(4):302-9. doi: 10.1016/j.micinf.2012.12.004. Epub 2013 30 ianuarie.
- Mori N, Nakasone K, Tomimori K. Efecte benefice ale fucoidanului la pacienții cu infecție cronică cu virusul hepatitei C // World J Gastroenterol. — 14 mai 2012;18(18):2225-30. doi: 10.3748/wjg.v18.i18.2225.
- Thuy TT, Ly BM, Van TT. Activitatea anti-HIV a fucoidanilor din trei specii de alge brune // Carbohydr Polym. — 22 ianuarie 2015;115:122-8. doi: 10.1016/j.carbpol.2014.08.068. Epub 2014 2 septembrie.
- Zhang Z., Wang X., Hou Y., Zhang Q., Wang F., Liu X. Extracția polizaharidelor din cinci alge și activitatea lor antioxidantă potențială in vitro // Polimeri carbohidrați. - 2010. - T. 82. Nr. 1. - P. 118-121.
- Balboa EM, Conde E, Moure A, Falqué E, Domínguez H. Proprietăți antioxidante in vitro ale extractelor brute și compușilor din alge brune // Food Chem. - 2013. - 138(2-3). - P. 1764-85. doi: 10.1016/j.foodchem.2012.11.026. Epub 2012 Nov 16. Recenzie.
- Choi JH, Kim DI, Park SH, Kim DW, Kim CM, Koo JG. Efectele extractului de încurcătură de mare (Laminaria japonica) și băuturilor fucoidan asupra radicalilor de oxigen și a enzimelor lor de captare la șoarecele stresat // Journal of the Korean Fisheries Society. - 1999. -32. - P. 764-769.
- Colin C, şi colab. Algele brune Laminaria digitata prezintă activități distincte de bromoperoxidază și iodoperoxidază // J Biol Chem. - 2003. - 278. - P. 23545-2355.
- Li X, Zhao H, Wang O, Liang H, Jiang X. Fucoidan protejează celulele ARPE-19 de stresul oxidativ prin normalizarea generării de specii reactive de oxigen prin calea de semnalizare ERK dependentă de Ca2± // Mol Med Rep. - 2015 mai;11(5):3746-52. doi: 10.3892/mmr.2015.3224. Epub 2015 19 ianuarie.
- Marudhupandi T, Kumar TT, Senthil SL. Proprietăți antioxidante in vitro ale fracțiilor fucoidan din Sargassum tenerrimum // Pak J Biol Sci. — 1 februarie 2014;17(3):402-7.
- Seng Joe Lim, Wan Mustapha Wan Aida, Mohamad Yusof Maskat, Said Mamot, Jokiman Ropien, Diah Mazita Mohd. Izolarea și capacitatea antioxidantă a fucoidanului din alge marine malaeziene selectate // Food Hydrocoloids, Volumul 42, Partea 2, 15 decembrie 2014, Paginile 280-288.
- Yokota T. şi colab. Efectul crescut al fucoidanului asupra secreției de lipoprotein lipază în adipocite. Știința vieții, 2009; 84(15-16): 523-529.
- Kryzhanovsky S. P., Bogdanovich L. N., Besednova N. N., Ivanushko L. A., Golovacheva V. D. Efecte hipopolipidemice și antiinflamatorii ale polizaharidelor algelor brune la pacienții cu dislipidemie // Cercetare fundamentală. - 2014. - Nr. 10. - P. 93.
- Semenov, A.V., Mazurov, A.V., Preobrazhenskaya, M.E., și colab., Polizaharide sulfatate ca inhibitori ai activității receptorului P-selectină și a inflamației P-selectinei, Vopr. Miere. chimie. - 1999. - T. 44, nr. 2. - S. 135-143.
- Cumashi A., Ushakova NA, Preobrazhenskaya ME și colab. Un studiu comparativ al activităților antiinflamatorii, anticoagulante, antiangiogenice și antiadezive ale nouă fucoidani diferite din algele marine brune // Glicobiologie. - 2007. - Vol. 17, nr 5. - P. 541-552.
- Jun-O Jin, Qing Yu. Fucoidanul întârzie apoptoza și induce producția de citokine proinflamatorii în neutrofilele umane // Jurnalul Internațional de Macromolecule Biologice, Volumul 73, februarie 2015, Paginile 65-71.
- Lee KY, Jeong MR, Choi SM. Efectul sinergic al fucoidanului cu antibioticele împotriva bacteriilor patogene orale // Arch Oral Biol. - 2013 mai;58(5):482-92. Doi: 10.1016/j.archoralbio.2012.11.002. Epub 2013 8 februarie.
- Atashrazm F, Lowenthal RM, Woods GM, Holloway AF, Karpiniec SS, Dickinson JL. Fucoidan suprimă creșterea celulelor umane de leucemie promielocitară acută in vitro și in vivo. J Cell Physiol. 2016 Mar;231(3):688-97. doi: 10.1002/jcp.25119.
- Chen S, Zhao Y, Zhang Y, Zhang D. Fucoidan induce apoptoza celulelor canceroase prin modularea cascadelor de stres reticulului endoplasmatic. Chang YJ, ed. PLUS UNU. 2014;9(9): e108157. doi:10.1371/journal.pone.0108157.
- HAN YS, LEE JH, LEE SH. Fucoidan inhibă migrarea și proliferarea celulelor canceroase de colon umane HT-29 prin intermediul țintei fosfoinozitide-3 kinazei/Akt/mecanistice a căilor rapamicinei. Rapoarte de Medicină Moleculară. 2015;12(3):3446-3452. doi:10.3892/mmr.2015.3804.
- Hsu HY, Lin TY, Wu YC și colab. Inhibarea prin fucoidan a cancerului pulmonar in vivo și in vitro: rolul căii proteazomului ubiquitin dependent de Smurf2 în degradarea receptorului TGFβ. oncotarget. 2014;5(17):7870-7885.
- Kwak J.Y. Fucoidan ca agent anticancerigen marin în dezvoltarea preclinică. Medicamente marine. 2014;12(2):851-870. doi:10.3390/md12020851.
- Moussavou G, Kwak DH, Obiang-Obonou BW și colab. Efectele anticanceroase ale diferitelor alge marine asupra cancerului de colon și sân uman. Medicamente marine. 2014;12(9):4898-4911. doi:10.3390/md12094898.
- Teng H, Yang Y, Wei H și colab. Fucoidan suprimă limfangiogeneza indusă de hipoxie și metastaza limfatică în hepatocarcinomul de șoarece. Long P, ed. Medicamente marine. 2015;13(6):3514-3530. doi:10.3390/md13063514.
- Yang G, Zhang Q, Kong Y, Xie B. Activitatea antitumorală a fucoidanului împotriva limfomului difuz cu celule B mari in vitro și in vivo. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai). 2015 noiembrie;47(11):925-31. doi: 10.1093/abbs/gmv094. Epub 2015 9 septembrie.
- Wang P, Liu Z, Liu X și colab. Efectul anti-metastază al fucoidanului din sporofilele Undaria pinnatifida în celulele Hca-F de hepatocarcinom de șoarece. Singh S, ed. PLUS UNU. 2014;9(8): e106071. doi:10.1371/journal.pone.0106071.
- Zhang J, Riby JE, Conde L, Grizzle WE, Cui X, Skibola CF. Un extract de Fucus vesiculosus inhibă activarea receptorului de estrogen și induce moartea celulară în liniile de celule canceroase feminine. BMC Medicină complementară și alternativă. 2016;16:151. doi:10.1186/s12906-016-1129-6.
- Zorofchian Moghadamtousi S, Karimian H, Khanabdali R, et al. Potențialul anticancerigen și antitumoral al fucoidanului și fucoxantinei, doi metaboliți principali izolați din * alge brune. Jurnalul Scientific World. 2014;2014:768323. doi:10.1155/2014/768323.
- Kuznetsova T. A. și colab. Utilizarea fucoidanului din algele brune Fucus evanescens pentru corectarea tulburărilor imune în endotoxemie // Pacific Medical Journal. 2009. Nr 3. S. 78-81.
- Maistrovsky KV Starea imunologică și citokinică în fundamentarea patogenetică a eficacității utilizării polizaharidelor de alge brune la pacienții cu ateroscleroză obliterantă a vaselor extremităților inferioare: diss. … cand. Miere. Științe. Vladivostok, 2014. 135 p.
- Hernandez-Corona DM, Martinez-Abundis E, Gonzales-Ortiz M. Efectul administrării fucoidanului asupra secreției de insulină și rezistenței la insulină la adulții supraponderali sau obezi // J Med Food. — 2014 iulie;17(7):830-2. doi: 10.1089/jmf.2013.0053.
- Lim JD, Lee SR, Kim T, Jang SA, Kang SC, la toate. Fucoidan din Fucus vesiculosis protejează împotriva leziunilor hepatice induse de alcool prin modularea mediatorilor inflamatori la șoareci și celulele HepG2 // Mar Drugs. 16 februarie 2015;13(2):1051-67. doi: 10.3390/md13021051.
- Meenakshi S, Umayaparvathi S, Saravanan R, Manivasagam T, Balasubramanian T. Efectul hepatoprotector al fucoidanului izolat din alge marine Turbinaria decurrens la șobolani intoxicați cu etanol // Int J Biol Macromol. iunie 2014;67:367-72. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2014.03.042. Epub 2014 13 aprilie.
- Roshan S, Liu YY, Banafa A. Fucoidan induce apoptoza celulelor HepG2 prin reglarea în jos a pStat3 // J Huanzhong Univ Sci Technolog Med Sci. — 2014 iunie;34(3):330-6. doi: 10.1007/s11596-014-1278-0. Epub 2014 18 iunie.
- Vinoth T. Kumar, S. Lakshmanasenthil, D. Geetharamani, T. Marudhupandi, G. Suja, P. Suganya. Fucoidan — Un inhibitor de α-D-glucozidază de la Sargassum wighti cu relevanță pentru terapia diabetului de tip 2 // Jurnalul Internațional de Macromolecule Biologice, Volumul 72, ianuarie 2015, Paginile 1044-1047.
- Wang Y, Nie M, Lu Y, Wang R. Fucoidan exercită efecte protectoare împotriva nefropatiei diabetice legate de diabetul spontan prin calea de semnalizare NF-κB in vivo și in vitro // Int J Mol Med. 2015 Apr;35(4):1067-73. doi: 10.3892/ijmm.2015.2095. Epub 2015 9 februarie.
Note
- ↑ Ellouali, M., Boisson-Vidal, C., Durand, P., Jozefonvicz, J., Activitatea antitumorală a fucanilor cu greutate moleculară mică extrasă din algele brune Ascophyllum nodosum. Anticancer Res.1993, 13, 2011-2019.
- ↑ Maruyama, H., Nakajima, J., Yamamoto, I., Un studiu asupra activităților anticoagulante și fibrinolitice ale unui fucoidan brut din algele marine comestibile Laminaria religiosa, cu referire specială la efectul său inhibitor asupra creșterii sarcomului-180 celule de ascită implantate subcutanat la șoareci. Arh. Kitasato. Exp. Med. 1987, 60, 105-121.
- ↑ Yamamoto, I., Takahashi, M., Suzuki, T., Seino, H., et al., Efectul antitumoral al algelor marine. IV. Creșterea activității antitumorale prin sulfatarea unei fracțiuni brute de fucoidan din Sargassum kjellmanianum. Jpn. J. Exp. Med. 1984, 54, 143-151.
- ↑ Zapopozhets, TS, Besednova, NN, Loenko, IN, Activitatea antibacteriană și imunomodulatoare a fucoidanului. Antibiot. Khimioter. 1995, 40, 9-13.
- ↑ Zaporozhets, TS, Kuznetsova, TA, Smolina, TP, Shevchenko, NM, et al., Activitatea imunotropă și anticoagulantă a fucoidanului din algele marine brune Fucus evanescens: perspective de aplicare în medicină. J. Microbiol. 2006, 54-58.
- ↑ Hirmo, S., Utt, M., Ringner, M., Wadstrom, T., Inhibarea legării sulfatului de heparan și a altor glicozaminoglicani la Helicobacter pylori de către diverși carbohidrați polisulfați. FEMS Immunol. Med. microbiol. 1995, 10, 301-306.
- ↑ Shibata, H., Kimura T., I., Nagaoka, M., Hashimoto, S. și colab., Efectul inhibitor al Cladosiphon fucoidan asupra aderenței Helicobacter pylori la celulele gastrice umane. J. Nutr. sci. Vitaminol. (Tokio) 1999, 45, 325-336.
- ↑ Adhikari, U., Mateu, CG, Chattopadhyay, K., Pujol, CA și colab., Structure and antiviral activity of sulfated fucans from Stoechospermum marginatum. Phytochemistry, 2006, 67, 2474-2482.
- ↑ McClure, MO, Moore, JP, Blanc, DF, Scotting, P. și colab., Investigations into the mechanism by which sulfated polyzaharides inhib HIVfection in vitro. SIDA Res. Zumzet. Retrovirusuri 1992, 8, 19-26.
Carbohidrați |
---|
General: |
|
---|
Geometrie |
|
---|
Monozaharide | Dumnezeule | Aldodioza ( glicolaldehida ) |
---|
Trioze |
|
---|
tetroze |
|
---|
Pentoze | Cetopentoze ( ribuloză , xiluloză )
Aldopentoze ( riboză , arabinoză , xiloză , lixoză , apioză )
Deoxizaharide ( dezoxiriboză ) |
---|
Hexoze | Cetohexoze ( Psicoza , Fructoza , Sorboza , Tagatoza )
Aldohexoze ( aloză , altroză , glucoză , manoză , guloză , idoză , galactoză , taloză )
Deoxizaharide ( fucoză , fuculoză , ramnoză ) |
---|
heptoze | Cetoheptoze ( sedoheptuloză , manoheptuloză ) |
---|
>7 |
|
---|
|
---|
Multizaharide |
|
---|
Derivați ai carbohidraților | |
---|