Polifenolik Antioksidanlar Arasındaki Etkileşimler Quercetin ve Naringenin Karışımlarının Redoksla İlgili Ayırt Edici Kimyasal ve Biyolojik Davranışını Dikte Eder Bölüm 1

Lütfen iletişime geçinoscar.xiao@wecistanche.comdaha fazla bilgi için

Son yirmi yılda bulaşıcı olmayan kronik hastalıkların moleküler bazında yürütülen araştırmalar:damar tıkanıklığı, hipertansiyon, diyabet ve özellikle kanserin büyük ilgi görmesi, tüm bu hastalıkların ortak bir risk faktörünü paylaştığını ortaya çıkardı; bu, genellikle oksidatif stres olarak adlandırılan redoks homeostazının bozulmasıdır12. Vücudun antioksidan bariyerinin bozulması nedeniyle artan endojen reaktif oksijen türlerinin (ROS) bir sonucu olarak ortaya çıkar ve tüm bu hastalıkların gelişimini desteklediğine inanılır.3. Bu nedenle, örneğin bitki antioksidanları gibi ROS'u nötralize edebilen eksojen faktörlerin kronik hastalıkların gelişimini engelleyebileceği veya yavaşlatabileceği ve tedavilerini destekleyebileceği varsayımı takip edildi. Bu hipotezin doğrulanması, önleyici potansiyel gösterebilecek gıda maddelerinde bulunan antioksidanlar hakkında ayrıntılı çalışmalar başlattı. Gerçekten de, gıda tüketimini ve diyete bağlı kronik hastalıkları karşılaştıran meta-analizde özetlenen birkaç çalışma, meyve ve sebzeler, tam tahıllı tahıllar ve ayrıca şarap, kahve ve çay gibi içecekler açısından zengin diyetler durumunda riskin azaldığını ortaya koydu. dolayısıyla antioksidan fitokimyasallar açısından zengin ürünler. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu maddelerin bir kez doğal kaynaklarından izole edildikten sonra saflaştırıldıkları ve daha sonra diyette ulaşılabilenlerden daha yüksek dozlar içeren diyet takviyeleri şeklinde tüketildiklerinde, güçlü kemopreventif ajanlar haline gelebileceği varsayılmıştır. Bu varsayım, kanser de dahil olmak üzere kronik hastalıkların çeşitli deneysel in vitro ve in vivo modellerini kullanan çalışmalardan elde edilen çok sayıda kanıtla doğrulandı. . Örneğin, insan kohortunun iki meta-analizi ve E8 vitamini veya mikro besin preparatları ile vaka kontrol araştırmaları", düşük seviyelerde antioksidanların hiçbir etkisinin olmadığı, yüksek dozların ise kanser ve kardiyovasküler hastalıkların hem insidansını hem de mortalitesini artırabileceği sonucuna varmıştır. takviyeler, konsantre polifenol açısından zengin gıdaların (nar, yeşil çay, brokoli ve zerdeçal) belirli bir karışımı gibi gerçek bitkilere dayanıyordu, prostat kanseri olan erkeklerde önemli bir koruyucu etki gözlendi1.

Daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın

Bütün gıdaların izole bileşiklerin aksine umut verici etkileri, farklı gıda bileşenlerinin kombinasyonunun insan sağlığı üzerindeki katkı etkisinden daha fazla veya katkı maddesi olarak tanımlanan gıda sinerjisi kavramı ile uyumludur. Daha önceki çalışmamız, gerçek gıdaların biyoaktivitelerini izole edilmiş ana antioksidanlarıyla karşılaştırarak bu kavramı doğruladı. Bu, dut meyve özlerinin biyolojik etkilerinin antosiyanin siyanidin-3-O-glukozit tarafından sergilenenlerden çok farklı olduğunu gösterdi. Diğer bazı raporlar, gıdaların nihai biyoaktivitesini belirleyen, işbirliği yapan faktörler olduğu ortaya çıkan gıda matrisi bileşenleri ile farklı biyoaktif bileşikler arasındaki etkileşimlerin önemini de göstermiştir3-1. Biyoaktifin kakao bileşiminin aşamalı olarak yeniden oluşturulmasını içeren son mekanik araştırmalarımız da gıda sinerjisi fikrini destekledi, ancak karmaşık bileşimlere sahip numunelerin biyolojik etkilerinin sadece tek tek bileşenlerin sergilediği aktivitelerin bir kombinasyonu olmadığını gösterdi'3. Tüm bu gözlemler, izole edilmiş antioksidanların redoksla ilgili biyoaktivitelerini karışımlarına karşı değerlendirirken, bileşenler arasındaki etkileşimlerin dikkate alınması gerektiğini öne sürdü. Bir karışımın artan karmaşıklığıfitokimyasallarYeni bir oluştur gibi görünüyorduredoks aktif maddeGıda sinerjisi kavramından anlaşılan, eklenen bileşiğin özelliği olan yeni aktivitelerle karışımı zenginleştirmek yerine.

Cistanche bağışıklığı artırabilir

Mevcut araştırmada, kimyasal yapı, redoks reaktivitesi ve redoksla ilgili biyoaktiviteler bağlamında etkileşimlerinin ayrıntılarını araştırmak ve böylece daha iyi bir anlayış ve Bu amaçla kullanılan fitokimyasallar, çeşitli bitkilerde, sebzelerde ve meyvelerde, özellikle turunçgillerde bulunan yaygın antioksidanlardı, yani: quercetin (O) ve onun ramno-yan rutiniyle temsil edilen flavonoller ( R) ve naringenin (N-) tarafından flavanonlar ve onunneohesperidosidnaringin (N plus ) ve bu bileşiklerin iki karışımı (QN-, RN plus ). Çalışmanın kimyasal bileşimi, oksidatif süreçlerin termodinamiği ve kinetiği, yani DPPH testi, potansiyometrik titrasyon ve diferansiyel nabız voltametrisi (DPV) hakkında bazı bilgiler veren belirlemeleri içeriyordu. Biyolojik testler, çalışılan örneklerin hücre büyümesi (MTT testi), hücresel antioksidan aktivite (CAA testi), genotoksisite (kuyruklu yıldız testi), global DNA metilasyon seviyesi (kuyruklu yıldız testinin epigenetik versiyonu) ve 84 redoks ekspresyonu üzerindeki etkisini inceledi. ilgili genler (gerçek zamanlı PCR dizisi tabanlı teknolojiler). Biyolojik deneyler, nispeten yüksek konsantrasyonlarda alınan antioksidanlara maruz kalabilen bağırsak epitelinin bir modeli olarak beslenme çalışmaları için önerilen kolon adenokarsinom HT29 hücre hattı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Sonuçlar

Kakao tozunun redoksla ilgili özelliklerini ve ana bileşenlerini karşılaştıran daha önceki araştırmalarımız, karışımın polifenolik bileşenleri arasındaki etkileşimlerin genel antioksidan aktivite üzerindeki önemine işaret etti. Mevcut araştırmada, yaygın gıda bileşenleri olan bir çift flavonoid için bu tür etkileşimleri daha ayrıntılı incelemek için deneysel sistemi basitleştirdik. Hem aglikonlar hem de glikozitler formunda iki flavonoid seçildi. Flavonoller, quercetin (Q) ile temsil edildi ve onunramnoside-rutin(R) veflavanonlarnaringenin(N-) ve onun neohesperidoside naringin (N plus ) tarafından. Bu polifenoller, redoks-aktif hidroksil gruplarının sayısı ve konumu ile molekül içi H-bağları oluşturma yeteneği, yani antioksidan bileşiklerin özelliklerinin azaltılmasına müdahale edebilen üç yapısal özellik bakımından farklılık gösterir. Şekil 1'de gösterildiği gibi, B halkasındaki katekol kısmının oksidasyonunun ilk adımında oluşan ara semikinon radikalleri

Q veya R, iki yolla stabilize edilebilir8,19. Birinci yol, hem çekirdek yapının B ve C halkaları üzerinde konjugasyonu hem de komşu OH grubu veya C halkasında, Özellikle R'de sübstitüentler ile ikinci H-bağı oluşumu. 3. pozisyonda şeker sübstitüentinde hidroksil gruplarının varlığı H-bağlarının (doğrudan veya su molekülü yoluyla) oluşumu için daha fazla olasılık nedeniyle, C halkasının bu stabilizasyon etkisini daha da artırabilir. Komşu ikame edicilerle C veya H bağı. Ayrıca, N plus'ta şeker kısmı A halkasına bağlıdır ve bu nedenle B halkasındaki radikal ile H-bağı oluşturmak için çok uzaktır. Bu yapısal özelliklerin incelenen flavonoidlerin redoks aktivitesini etkilemesi beklenebilir.

Kimyasal testlerle antioksidan aktivite.

Çalışılan polifenoller ve bunların karışımları için indirgeme özelliklerinin belirlenmesi, redoks işlemlerinin hücresel koşullarına uyması için 37°C'de iki kimyasal deneyle gerçekleştirilmiştir. İlk yöntem, yaygın olarak kullanılan toplu spektrofotometrik DPPH testiydi; bireysel flavonoidler ve bunların karışımları için sonuçlar Şekil 2A'da sunulmaktadır. Bunlar, stokiyometri değerleri n olarak ifade edilir, burada 10 sayısı reaksiyonun süresini ifade eder - 10 dakika. Zaman parametresini ölçümlere dahil ederek, daha önce açıklandığı gibi antioksidan aktivite değerlendirmesine kinetik bir yön dahil edildi13. Bu belirlemelerde, her iki aglikon, daha önce bu test2021 ile de gösterildiği gibi karşılık gelen glikozitlerden daha güçlü indirgeme özellikleri sergilerken, flavonoller daha fazlaydı. flavanonlardan daha aktiftir. O, DPPHradical'i temizlemede en etkili bileşikti ve onu R takip etti. DPPH'ye karşı ihmal edilebilir reaktiviteye rağmen, reaksiyonun 10 dakikalık periyodu içinde kendi başına hiçbir redoks özelliği sergilemeyen N de dahil olmak üzere her iki flavanon, toplam antioksidan aktivitesini önemli ölçüde arttırdı. karışımlar, hem aglikonlar ON- hem de glikozitler RN plus durumunda.

İkinci yöntem, standart indirgeme potansiyelinin (E) ölçülmesine izin veren potansiyometrik titrasyon (PT) içeriyordu ve böylece saf bileşiklerin elektron kazanmaya yönelik termodinamik yeteneğini değerlendirdi. Confirmed that Q ve R'nin güçlü indirgeyici bileşikler olduğu belirlenen değerleri (Şekil 2B). Bununla birlikte, PT'de, R, verici elektronları Q'dan daha istekli olarak kabul etti. N- ve N plus için E'nin belirlenmesi, oksidasyon işlemi sırasında çok yavaş elektron transferi (N plus için daha yavaş) nedeniyle mümkün değildi. PT, titrantın her bir bölümünü ekledikten sonra referans elektrot ile ölçüm elektrotu arasındaki potansiyel farkını ölçer. Sabit potansiyel, titrant ve analit arasındaki reaksiyon bölümünün (Q) kararlı olduğu (Q= sabiti) anlamına gelir. Bir reaksiyon sırasında yük transfer hızı düşükse (voltametride düşük akımlar), o zaman PT'de Q'yu stabilize etmek uzun zaman alır. Sonuç olarak, çok yavaş reaksiyonlar için potansiyometrik titrasyon eğrisinin elde edilmesi zordur ve bu nedenle bulunan E" değeri daha az güvenilirdir.

Diferansiyel darbe voltametrisi ile Antioksidan aktivite,

Kullanılan kimyasal testler, polifenollerin antioksidan etkisinin aydınlatılmasının, ara radikallerin stabilitesinin bir rol oynayabileceği kinetik yönleri dikkate alması gerektiğini ileri sürdü. Şekil l'de gösterildiği gibi, flavanol oksidasyonunun ilk aşamasında oluşan semikinon radikalleri, flavanon oksidasyonu üzerine ortaya çıkan fenoksil radikallerinden çok daha iyi stabilize edilir. Bu ilişki Şekil 1'de gösterilmiştir ve redoks işlemlerinin oranını etkileyebilir. Bu nedenle, çalışılan saf antioksidanların ve bunların karışımlarının indirgeme-oksidasyon özellikleri, diferansiyel darbe voltametrisi (DPV) yardımıyla daha da analiz edildi. Bu teknik oksidasyon reaksiyonlarının hem termodinamik hem de kinetik yönlerinin izlenmesini mümkün kıldığı için, her ikisi de en sonunda antioksidan güç (AOP)15 adı verilen bir parametrede birleştirilir.

DPV ölçümleri ile yapılan gözlemler(Fig.2B-F) DPPH testi ile elde edilenlerle çelişiyordu (Fig.2A). Şaşırtıcı bir şekilde, DPV, literatürde sadece termodinamik yönler (anodik tepe potansiyeli, E.) düşünüldüğünde mükemmel bir indirgeyici olarak tanımlanan Q'nun en zayıf antioksidan olduğunu kanıtladı (Şekil 2B, C). Termodinamik olarak, R biraz daha güçlü bir antioksidandı. İlginç bir şekilde, N- ve N plus, literatürde zayıf antioksidanlar olarak kabul edilir, termodinamik olarak en yüksek E değerlerini sergilemiştir, yani bunlar çok güçlü indirgeyici maddelerdir. Her iki flavonoid sınıfı için, glikozit kısmı, aglikonların antioksidan aktivitesini arttırdı. Ancak, kinetikle ilgili parametreler (Şekil 2E, F), yani anodik akım (I,.) ve yük yoğunluğu (Q), N plus'ın oksidasyonunun Q ve R'nin oksidasyonuna kıyasla daha yavaş bir süreç olduğunu ortaya çıkardı. Benzer şekilde anodik akım (I), N- için Q ve R için olduğundan daha düşüktü, ancak bu bileşik için yük transferi en yüksek değere ulaştı.

Karışımlar durumunda, iki bileşenli karışım için beklendiği gibi voltametrik eğrilerde iki anodik tepe (1. ve 2.) tespit edildi. Anodik pik potansiyellerinin (E.) belirlenen değerleri, gözlemlenen 1. pikin flavonollerin oksidasyonunu yansıttığını, 2 "d pikin ise flavanonların oksidasyonunu yansıttığını gösterdi (Ek Malzemeler-Şekil S1). Çoğu durumda, diğer bileşenin varlığı bir karışım, saf bileşiklerin oksidasyonuna kıyasla redoks işleminin termo-dinamiğini ve/veya kinetiğini etkiledi.Örneğin, QN- için, 1. oksidasyon zirvesi için E. değeri, Q'nun anodik tepe potansiyeline eşitti Bununla birlikte, N-oksidasyonuna karşılık gelen 2" anodik tepe noktası ve bu geçişin potansiyeli, saf N-'nin anodik potansiyelinden daha yüksekti (Şekil 2C). Bu reaksiyonun kinetiği için tam tersi bir durum gözlendi. QN'nin 1s anodik zirvesinin I ve Q'su, saf bileşenlerin oksidasyonunun kinetik parametrelerine yakındı (Şekil 2E, F), ON oksidasyonunun 2n adımı sırasında değiştirilen yük, N-oksidasyonunkinden çok daha düşüktü. (Şek.2F). Bu kombine termodinamik ve kinetik etkiler, DPPH testinin sonuçlarıyla uyumlu olan bu karışımın AOP'sinin (Şekil 2D) arttırılmasıyla sonuçlandı.

Sitotoksisite değerlendirmesi.

İncelenen flavonoid aglikonların (Q, N-), glikozitlerin (R, N plus ) ve bunların karışımlarının (QN-, RN plus ) bağırsak hücre büyümesi üzerindeki etkisi MTT testi ile değerlendirildi. İnsan kolon adenokarsinomu HT29 hücre çizgisi, beslenme yolu epitelinin bir modeli olarak, yani polifenoller gibi sindirilmiş gıda bileşenleriyle doğrudan temas halinde olan doku olarak seçilmiştir. Hücreler, kanda potansiyel olarak meydana gelen fizyolojik konsantrasyonlarda (0.01-1 uM)22-2 veya sindirim sisteminde ulaşılabilen konsantrasyonlarda (10-100 ayrı flavonoidler ve bunların karışımları ile tedavi edildi. uM) yemek yedikten sonra25-27. 6,24 ve 72 saatlik tedaviler için doz-yanıt eğrileri Şekil 3'te sunulmaktadır.

Tek tek bileşikler, ne kısa ne de uzun süreli tedaviler için araştırılan konsantrasyonların hiçbirinde hücre büyümesini önemli ölçüde etkilemedi. Bunun istisnası, 72 saat sonra hücre büyümesini kontrole kıyasla yüzde 75'e kadar inhibe eden en yüksek N konsantrasyonuydu. Buna karşılık, araştırılan karışımlar (QN-, RN plus), test edilen tüm maruz kalma süreleri için konsantrasyona bağlı bir şekilde hücre büyümesini önemli ölçüde uyardı. Bu etki, kan dolaşımında ulaşılabilen düşük konsantrasyonlarda (0.01-1 uM) gözlemlendi ve sindirim sistemi epitel hücrelerinin daha yüksek konsantrasyonlarda (10-100 uM) daha da güçlüydü. maruz kalabilir. Yalnızca en yüksek QN- konsantrasyonu durumunda, 72 saatlik tedaviden sonra, muhtemelen N- için bu koşullar altında gözlenen inhibitör etkilerden dolayı stimülasyon durdu. Hücresel antioksidan aktivite. Saflaştırılmış flavonoidlerin ve bunların karışımlarının HT29 hücrelerinin endojen antioksidan bariyerini desteklemedeki etkinliği CAA testi yardımıyla doğrulanmıştır. hücreler tarafından floresan formuna dönüştürülür. Floresansın söndürülmesi olarak gözlemlenen prob oksidasyonunun zayıflaması, hücrelerdeki antioksidanların azaltma kapasitesinin bir ölçüsüdür (pozitif CAA değerleri), prob oksidasyonundaki artış ise prooksidatif aktivitelerini gösterir (negatif CAA değerleri)28 . Tayinler hem fizyolojik—endojen— hem de gıda kaynaklı—eksojen—bağırsak maruziyetlerini yansıtan konsantrasyonlarda aglikonlar ve glikozitler için gerçekleştirilmiştir. Çalışılan flavonoidlerle inkübasyon, aglikonlar ve glikozitler için standart önerilen 1 saat18 periyodu boyunca gerçekleştirildi. Uygulanan hücresel modelde redoks tepkisinin kinetiğini izlemeyi amaçlayan uzun süreli tedaviler (3 ve 6 saat), hücresel antioksidan aktivite üzerindeki daha belirgin etkileri nedeniyle yalnızca aglikonlar durumunda kullanıldı.

Araştırılan flavanonlar ve flavonoller, HT29 hücrelerinin redoks durumu üzerindeki etkilerinde farklılık gösterdi. Bireysel aglikonlar durumunda, 1 saatlik maruziyetten sonra tanımlanan konsantrasyona bağlı tepkiler gözlendi. Bununla birlikte, uygulanan konsantrasyonla flavonol-Q antioksidan aktivitesi artarken, flavanon-N- durumunda pro-oksidatif etkinin kademeli olarak arttığı gözlemlendi (Şekil 4A). Bireysel glikozitlerin doza bağımlılığı daha az belirgindi; sadece en yüksek konsantrasyonunda R, hücresel antioksidan aktiviteyi ikna edici bir şekilde arttırdı(Şekil 4A). İlginç bir şekilde, her iki karışım da gelişmiş antioksidan aktivite sergiledi, görünüşe göre tek tek bileşikler için görülen pro-oksidatif etkiden etkilenmedi.

Şekil 4B, HT29 hücrelerinin aglikonlarla 1,3 ve 6 saat muamelesinden sonra belirlenen CAA değerlerinin değişikliklerinin kinetiğini sunar. En düşük konsantrasyon （1 μM） için, eşleşen fizyolojik maruziyetler için, ne bireysel aglikonlar ne de bunların karışımları için zamana bağımlılık gözlenmedi. Ancak, daha yüksek konsantrasyonun CAA değerleri üzerindeki etkileri açıkça zamana bağlıydı. Uzun süreli maruziyetler hem N-'nin prooksidatif etkisini hem de Q ve QN-'nin antioksidan aktivitesini azaltmıştır.

Araştırılan aglikonlar, hücrelere uygulanan konsantrasyon ile ilaveten modifiye edilen farklı nutrigenomik aktivite sergiledi.

Flavanone N- l μM'de CCL5, CYGB, GTF2I, MT3 ekspresyonunu önemli ölçüde azalttı (p<0.05) as="" well="" as="" showing="" some="" tendency="" to="" down-regulate="" alox12="" and="" ucp2="" transcription=""><><0.09). the="" increased="" expression="" caused="" by="" n-was="" observed="" for="" the="" ncf2="" gene="" only=""><0.05). these="" genes,="" though="" in="" one="" or="" another="" way,="" related="" to="" cellular="" redox="" status,="" do="" not="" fall="" into="" any="" specific="" common="" pathway="" nor="" are="" involved="" in="" any="" coordinated="" process.="" the="" protein="" encoded="" by="" ccl5="" belongs="" to="" a="" group="" of="" inflammation-relevant="" genes,="" while="" the="" cytoglobin="" gene(cygb)functions="" as="" a="" tumor="" suppressor="" gene2930.="" gtf2i="" protein="" acts="" as="" a="" general="" transcription="" factor="" and="" is="" involved="" in="" the="" coordination="" of="" cell="" growth="" and="" division31.="" so,="" the="" other="" gene="" down-regulated="" by="" the="" n-at="" l="" um="" gene—mt3—may="" cooperate="" with="" it,="" because="" although="" it="" plays="" a="" role="" in="" zinc="" and="" copper="" homeostasis,="" it="" is="" also="" known="" as="" growth="" inhibition="" factor2.="" the="" enzyme="" encoded="" by="" alox12="" acts="" on="" different="" polyunsaturated="" fatty="" acid="" substrates="" to="" generate="" bioactive="" lipid="" mediators3.="" the="" protein="" coded="" by="" ucp2="" has="" been="" described="" as="" a="" mitochondrial="" scavenger="" of="" ros.="" the="" only="" up-regulated="" gene="" by="" n-at="" 1="" um="" was="" ncf2="" which="" encodes="" a="" cytosolic="" protein="" required="" for="" the="" activation="" of="" the="" nadph="" oxidase="" system="" responsible="" for="" superoxide="">

HT29 hücrelerine 10 uM'de uygulanan bu flavanon, düşük dozu ile aşağı regüle edilen 5 genin ekspresyonunu etkilemiştir, yani: CCL5, CYGB.MT3(p<0.05)as well="" as="" gtf2i="" and=""><><0.09).additionally,in contrast="" to="" lower="" dose,="" n-at="" 10="" um="" showed="" tendency="" to="" decrease="" expression="" of=""><><0.09). the="" latter="" gene="" codes="" for="" a="" protein="" with="" superoxide="" dismutase="" activity,i.e.,="" the="" antioxidant="" enzyme="" catalyzing="">

süperoksit radikallerinin hidrojen peroksit ve oksijene dismutasyonu6. N-at 10uM'nin neden olduğu ekspresyondaki hafif artış sadece VIMP geni için gözlendi (0,05<><0.09)that is="" involved="" in="" the="" degradation="" process="" of="" misfolded="" endoplasmic="" reticulum(er)luminal="">

Bu makale www.nature.com/scientificreports adresinden alınmıştır.