Растительные полифенолы Plant polyphenols Научные исследования
жүктеу/скачать 1.75 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2. Effect of AOs on the Lifespan of Model Organism
1. IntroductionAging is an unavoidable, universal, biological phenomenon affecting all multicellular organisms (with few apparent exceptions) and probably common also among unicellular organisms, including protozoa, yeast, and bacteria [1, 2]. Although different hypotheses have been put forward to explain the cellular and molecular mechanisms of aging, recent studies made it increasingly clear that aging is due to accumulation of molecular damage, giving rise to a unified theory of aging [3–8]. Among reactions contributing to this damage, reactions of free radicals and other reactive oxygen species are the main reason, apart from reactions of metabolites such as sugars and reactive aldehydes and spontaneous errors in biochemical processes [9]. From a thermodynamic point of view, all aerobic organisms are subject to the action of common oxidant, that is, oxygen. The redox potential of the O2/2H2O redox system (approximately + 0.8 If FRTA is true, antioxidants should slow down aging and prolong lifespan. This apparently obvious conclusion has stimulated enormous number of studies aimed at finding a relationship between levels of endogenous antioxidants and lifespan of various organisms on the effects of addition of exogenous antioxidants on the course of aging and lifespan of model organisms. Pubmed provides more than 13300 hits for conjunction of terms “antioxidant” and “aging or ageing.” However, in spite of the plethora of studies, the answer to the question if exogenous antioxidants can prolong life is far from being clear.
Старение-неизбежный, универсальный, биологический феномен, касающийся всех многоклеточных организмов (с несколькими очевидными исключениями), и, пожалуй, распространенный среди одноклеточных организмов, в том числе и простейших, дрожжей и бактерий [1, 2]. Хотя разные гипотезы были выдвинуты объяснить, клеточных и молекулярных механизмов старения, последние исследования, проведенные это все более ясно, что старение-это из-за накопления молекулярных повреждений, порождая единой теории старения [3-8]. Среди реакций, способствующих такой урон, реакций свободных радикалов и других активных форм кислорода, являются главной причиной, помимо реакции метаболиты, такие как Сахаров и реактивной альдегидов и спонтанных ошибок в биохимических процессов . С термодинамической точки зрения, всех аэробных организмов находятся под воздействием общей окислителя, то есть кислорода. Окислительно-восстановительный потенциал O2/2H2O окислительно-восстановительной системы (приблизительно + 0,8 при рН 7), более положительно, чем в большинстве других биологически важные редокс-систем. Таким образом, окисление O2 органических соединений будет иметь отрицательный свободный энтальпии и действовать спонтанно. Иными словами, органических соединений и конструкций, составленных из них являются термодинамически нестабильных в кислородсодержащей атмосфере. Молекулярный кислород, в свою триплет базальной государства, весьма инертен из-за спин ограничение. Однако, образование свободных кислородных радикалов и других активных форм кислорода (АФК) открывает ворота для потенциально вредные окислительные реакции кислорода [7]. С этой точки зрения, “свободнорадикальная теория старения” (FRTA) [10], В настоящее время чаще всего называют оксидативного повреждения, теория старения, кажется, адрес ключевым аспектом биологическим нестабильности живых систем [11, 12]. Основная идея FRTA, свободные радикалы и другие ROS, неизбежно образуются в процессе обмена веществ, и возникающие вследствие действия различных экзогенных факторов, ущерб биомолекул, и накопление повреждений являются причиной болезней, связанных с возрастом и старения. Если FRTA верно, антиоксиданты следует замедлить старение и продлить продолжительность жизни. Это, видимо, вполне очевидный вывод стимулировал огромное количество исследований, направленных на выявление отношения между уровни эндогенных антиоксидантов и срок жизни разнообразных организмов на воздействие помимо экзогенных антиоксидантов о процессе старения и продолжительности жизни модельных организмов. Pubmed предоставляет более 13300 хиты для сочетании терминов “антиоксидант” и “старения или старения.” Однако, несмотря на большое количество исследований, ответ на вопрос, если экзогенных антиоксидантов может продлить жизнь далека от ясности.
2. Effect of AOs on the Lifespan of Model OrganismMany studies have addressed the question of supplementation with antioxidant vitamins, especially vitamins C and E, and synthetic compounds can prolong the lifespan of model animals. Vitamin C (ascorbic acid) is the major hydrophilic antioxidant and a powerful inhibitor of lipid peroxidation. In membranes, this molecule rapidly reduces α-tocopheroxyl radicals and LDL to regenerate α-tocopherol and inhibit propagation of free radicals. Vitamin E (α-tocopherol) is the main hydrophobic antioxidant in cell membranes and circulating lipoproteins. Its antioxidant function is strongly supported by regeneration promoted by vitamin C. Vitamin E is thought to prevent atherosclerosis through inhibition of oxidative modification. Coenzyme Q (ubiquinol, CoQ) and lipoic acid in their reduced forms and melatonin (Figure 1) are also efficient antioxidants. Многие исследования рассматривался вопрос о добавок с высоким содержанием антиоксидантов, витаминов, особенно витаминов C и E, и синтетические соединения могут продлить срок службы модели животных. Витамин C (аскорбиновая кислота) является основным гидрофильные антиоксидант и мощный ингибитор перекисного окисления липидов. В мембран, эта молекула стремительно сокращает α-tocopheroxyl радикалов и холестерина ЛНП к регенерации a-токоферола и тормозят распространение свободных радикалов. Витамин E (Альфа-токоферол) является основным гидрофобные антиоксидант в состав клеточных мембран и циркулирующих липопротеинов. Его антиоксидантные функции, сильно поддерживается регенерации способствовали витамина C. витамин Е считается, препятствуют развитию атеросклероза путем ингибирования окислительной модификации. Коэнзим Q (ubiquinol, CoQ) и липоевой кислоты в восстановленные формы и мелатонин (рис. 1) также являются эффективными антиоксидантами. 
Figure 1 Some antioxidants studied as antiaging agents. Рис. 1 Некоторые антиоксиданты учился antiaging агентов. Novel endogenous indole, indolepropionamide, another endogenous antioxidant, is similar in structure to melatonin, binds to the rate-limiting component of oxidative phosphorylation in complex I of the respiratory chain, and acts as a stabilizer of energy metabolism, thereby reducing ROS production [13]. Epitalon is a synthetic tetrapeptide Ala-Glu-Asp-Gly, showing antioxidant activity [14]. (S,S)-6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carbonyl-beta-alanyl-L-histidine (S,S-Trolox-carnosine) is a synthetic analogue of carnosine containing a Trolox (water-soluble analog of vitamin E) residue [15]. Recently, the antiaging effect of resveratrol (RSV) has been a hotly discussed topic. RSV was first isolated from the roots of white hellebore (Veratrum grandiflorum, O. Loes) in 1940 and later in 1963 from the roots of Polygonum cuspidatum (or Fallopia japonica), a plant used in traditional Chinese and Japanese medicine [16]. This polyphenolic compounds are a phytoalexin that stimulates cell defenses in plants. RSV is synthesized in many plants, such as peanuts, blueberries, pine nuts, and grapes, which protects them against fungal infection and ultraviolet irradiation. It mainly accumulates in a glycosylated state (piceid). Some dimethoxylated RSV derivatives (pterostilbene) are also present as well as RSV oligomers (ε-viniferin, a dimer, and hopeaphenol, a tetramer). Interestingly, RSV plays a number of protective roles in animals, although it is rapidly metabolized in a conjugated form (glucorono- or sulfo-) [17]. Since the early 1990s, it has been suggested that RSV could be the molecule responsible for the French paradox, that is, the low occurrence of coronary heart diseases and cardiovascular diseases in South-Western France, despite the consumption of a high saturated fat diet. The French paradox was correlated to some extent with the regular consumption of red wine, which contains high levels of RSV [18]. Curcumin [1,7-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione] (diferuloylmethane, CUR), the main component of the yellow extract from the plant Curcuma longa (turmeric, a popular Indian spice), is a main bioactive polyphenol, which has been used widely as a spice, food additive, and a herbal medicine in Asia [19]. Tetrahydrocurcumin (THC) is an active metabolite of CUR. Orally ingested CUR is metabolized into THC by a reductase found in the intestinal epithelium. THC possesses extremely strong antioxidant activity compared to other curcuminoids. The antioxidant role of THC has been implicated in recovery from renal injury in mice and in anti-inflammatory responses [20]. Tyrosol is a main phenol present in extra virgin olive oil [21]. Some researchers hope that development of new means of introduction of antioxidants into cells or construction of new antioxidants can make a breakthrough in antioxidant modulation of aging and longevity. If mitochondria are the main source of ROS in the cell, mitochondrially targeted antioxidants could be more effective than traditional ones. This idea was the basis of synthesis of positively charged derivatives of plastoquinone and other antioxidants which are retained in the mitochondria due to the high negative potential at the inner mitochondrial membrane [22]. SkQ1 is a mitochondria-targeted, plastoquinone-containing [10-(6′-plastoquinonyl) decyltriphenylphosphonium] [23]. Results of studies on the supplementation of model organisms with antioxidant vitamins and other antioxidants are divergent. Examples of recent studies devoted to this question are summarized in Table 1 and these data are only commented in this section. Роман эндогенных индол, indolepropionamide, другой эндогенный антиоксидант, аналогична структуре мелатонина, связывает ограничивая скорость компонент окислительного фосфорилирования я комплекса дыхательной цепи, и действует как стабилизатор для энергетического обмена, тем самым снижая производства рос [13]. Эпиталон является синтетическим тетрапептид Ала-Glu-Asp-Gly, показывая антиоксидантной активности [14]. (S,S)-6-гидрокси-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-карбонил-бета-аланин-L-гистидин (S,S-Trolox-L карнозин) является синтетическим аналогом карнозина, содержащий Trolox (водорастворимый аналог витамина E) остаток. В последнее время, отмечают авторы, влияние ресвератрола (РСВ) было горячо обсуждали эту тему. RSV был впервые выделен из корней чемерица белая (Veratrum grandiflorum, O. Loes) в 1940 году и позже, в 1963 году из корней Polygonum cuspidatum (или Fallopia japonica), растения, используемые в традиционной китайской и японской медицине [16]. Это полифенольных соединений являются phytoalexin, что стимулирует клеточную защиту растений. RSV синтезируется во многих растениях, таких как арахис, черника, кедровые орехи, виноград, которая защищает их от грибковой инфекции и ультрафиолетовое облучение. Это, в основном, накапливается в гликированный государства (piceid). Некоторые dimethoxylated RSV производных (pterostilbene) также присутствуют, а также RSV олигомеров (е-viniferin, димер, и hopeaphenol, тетрамер). Интересно, RSV играет количество защитные функции у животных, хотя это быстро метаболизируется в конъюгированной форме (glucorono - сульфо-или-) [17]. С начала 1990-х годов, было высказано предположение, что земля может быть молекулы, ответственные за " французский парадокс", который, низкий возникновения ишемической болезни сердца и сердечно-сосудистых заболеваний в юго-западной Франции, несмотря на потребление насыщенных жиров, высокое диеты. Французский парадокс был в какой-то степени коррелирует с регулярное потребление красного вина, который содержит высокие уровни RSV [18]. Куркумин [1,7-бис - (4-гидрокси-3-метоксифенил)-1,6-heptadiene-3,5-Диона] (diferuloylmethane, CUR), основной компонент желтый экстракт из растения Curcuma longa (куркума, популярная индийская специя), является основным биологически активных полифенол, который широко используется в качестве специи, пищевая добавка, а травяной медицине в Азии " [19]. Tetrahydrocurcumin (ТГК) - активный метаболит CUR. Устно проглотил CUR метаболизируется в ТГК по редуктазы найти в эпителий кишечника. ТГК обладает чрезвычайно сильную антиоксидантную активность по сравнению с другими curcuminoids. Антиоксидантная роль ТГК активно участвует в восстановлении от травмы почек у мышей и анти-воспалительных реакций [20]. Тирозол является основным фенола в настоящее время оливковое масло [21]. Некоторые исследователи надеются, что развитие новых средств введение антиоксидантов в клетках или строительство новых антиоксидантов может сделать прорыв в антиоксидант модуляция старения и долголетия. Если митохондрии являются основным источником АФК в клетке, mitochondrially целевых антиоксиданты могут быть более эффективными, чем традиционные. Эта идея стала основой синтеза положительно заряженных производных пластохинонил и другими антиоксидантами, которые сохраняются в митохондриях из-за высокого отрицательного потенциала на внутренней митохондриальной мембраны [22]. SkQ1-митохондрии-целевые, пластохинонил, содержащих [10-(6'-plastoquinonyl) децилтрифенилфосфоний] [23]. Результаты исследований на добавление модели организмов с антиоксидантными витаминами и другими антиоксидантами являются противоречивыми. Примеры недавних исследований, посвященных этому вопросу приведены в таблице 1 эти данные касаются только прокомментировал в этом разделе. |
V at pH 7) is more positive than those of most other biologically relevant redox systems. Therefore, the oxidation by O2 of organic compounds will have a negative free enthalpy and should proceed spontaneously.