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

Note

  1. ↑ 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.
  2. ↑ 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.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ Zapopozhets, TS, Besednova, NN, Loenko, IN, Activitatea antibacteriană și imunomodulatoare a fucoidanului. Antibiot. Khimioter. 1995, 40, 9-13.
  5. ↑ 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.
  6. ↑ 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.
  7. ↑ 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.
  8. ↑ 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.
  9. ↑ 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.