Fucus vesiculosus е кафяво водорасло, което се състои от разтворим H2O и показва антивирусна активност срещу ХИВ.

vesiculosus

Свързани термини:

  • Антиоксидант
  • Водорасли
  • Фенотипна пластичност
  • Антиоксидантна активност
  • Водорасли
  • Протеини
  • Полизахариди
  • Охлюви
  • Фукоидан

Изтеглете като PDF

За тази страница

Козметични препарати от водорасли

Полизахариди

От Fucus vesiculosus е изолиран обикновен фукоидан (Fujimura et al., 2002). Алгинатите са линейни неразклонени полимери, съдържащи остатъци от β- (1-4) -свързана D-мануронова киселина и α- (1-4) -свързани остатъци от L-гулуронова киселина. Натриевият алгинат е естествен водоразтворим полизахарид, който при хидратиране създава консистенция на гел. Някои изследователи са изолирали сулфатиран полизахарид от водорасли, включително Laminaria japonica и Turbinaria ornata (Melo et al., 2002; Yang et al., 2003; Ananthi et al., 2010; Zhang et al., 2010b).

Морски лечебни храни

A Приготвяне на сулфатирани полизахариди от водорасли

Те могат да бъдат извлечени последователно въз основа на различната им разтворимост. Например, процедурата за екстракция в кафявите водорасли Fucus vesiculosus включва третиране с вода, киселина и основи (Rupérez et al., 2002). По този начин, ламинараните са водоразтворими, но тяхната разтворимост зависи от нивото на разклонение: колкото по-висока е степента на разклоняване, толкова по-висока е разтворимостта. Фуканите се екстрахират с разредена солна киселина, докато алгинатите се екстрахират с алкали. Алгинатите образуват неразтворими утайки на алгинова киселина при ниско рН, но те са стабилни в разтвор между рН 6 и 9. Киселинно-алкално-неразтворимият материал от F. vesiculosus съдържа остатъчни полизахариди плюс целулоза.

За червените водорасли разтворимостта на сулфатирани галактани зависи от температурата. По този начин, силно заредените сулфатирани галактани са разтворими във воден разтвор при 20 ° C, докато тези по-малко модифицирани като агар в Nori (Porphyra spp.) Са разтворими при 60–80 ° C. Неутрален галактан от агар, агароза, е разтворим при кисело рН. И накрая, в повечето червени и кафяви ядливи водорасли целулозата е основният полизахарид на киселинно-алкално-неразтворимата фракция (Rupérez and Toledano, 2003).

Водорасли и сърдечно-съдово здраве

11.5.2 Водорасли полизахариди

Сулфатираните полизахариди от морските водорасли Porphyra haitanesis (Zhang et al., 2003), Ulva pertusa (Qi et al., 2005), Fucus vesiculosus (Rupérez et al., 2002), Laminaria japonica (Xue et al., 2004) и Ecklonia kurome (Hu et al., 2001) са показали, че притежават антиоксидантна активност и предпазват от фотоокислителен стрес, предизвикан от ултравиолетово лъчение (Aguilera et al., 2002).

Fucoidan, полизахарид, съставен предимно от сулфатирана L-фукоза, е отличен естествен антиоксидант и представя значителна антиоксидантна активност при експерименти in vitro (Holdt and Kraan, 2011). Fucans показаха антиоксидантно действие, но по-ниско от това на fucoidans (Rocha de Souza et al., 2007); съотношението на сулфат/фукоза и техните молекулни тегла са ефективни индикатори за тяхната антиоксидантна активност (Wang et al., 2008). Алгините намаляват съдържанието на продукти на липидната пероксидация в черния дроб (Khotimchenko et al., 2001).

Zhao et al. (2004) приготвят нискомолекулен сулфатиран полизахарид (LMWF) от L. japonica чрез хидролиза с лека киселина. Получените данни показват, че LMWF има ефективни способности за почистване на супероксиден радикал, хидроксилен радикал и хипохлорна киселина директно in vitro. Резултатите, получени от Zhao et al. (2004) предполагат, че антиоксидантната активност на LMWF играе важна роля в неговия хепатопротективен ефект срещу мишки с увреждане на черния дроб, индуцирани от въглероден тетрахлорид (CCl4) и D-галактозамин (D-Gal) (Zhao et al., 2004). Хепатопротективната способност на LMWF от L. japonica може да се дължи на голямата му антиоксидантна активност in vivo.

Zhang et al. (2004), изолирана от червените водорасли Porphyra haitanensis, сулфатираната галактанова полизахаридна фракция F1, която има типичната порфирана структура, която значително намалява липидната пероксидация при застаряващи мишки. Лечението с F1 повишава общия антиоксидантен капацитет (TAOC) и активността на антиоксидантните ензими като SOD и GSH-Px при застаряващи мишки. Quanbin et al. (2004) също демонстрира значителната in vivo антиоксидантна активност на F1 фракцията.

Gómez Ordoñez (2012) предполага, че подобряването на антиоксидантния статус в цекума, наблюдавано при плъхове, хранени със Mastocarpus stellatus, е свързано с високото съдържание на сулфатирани галактани в тази водорасли.

Протеинови и пептидни наночастици за доставка на лекарства

2.9 Фукоидан

Фукоидан е анионен полизахарид, съдържащ значителни количества 1 -фукоза и сулфатни естерни групи. Извлича се главно от кафяви водорасли, но различни видове водорасли могат да се използват като източник, като Fucus vesiculosus, Ascophyllum nodosum, Laminaria japonica и Macrocystis pyrifera, наред с други, което води до различни полимерни състави (Berteau & Mulloy, 2003; Li, Lu, Wei и Zhao, 2008). F. vesiculosus е най-често срещаният от използваните видове и този, който осигурява най-простия полимер от цялата група, само с 1-фукоза и сулфатни единици (Li et al., 2008). Ако се използва друг източник, структурата може да включва единици d -маноза, d -галактоза, d-ксилоза, l-рамноза и уронова киселина, наред с други (Anastyuk, Shevchenko, Nazarenko, Dmitrenok, & Zvyagintseva, 2009; Huang & Lam, 2011; Li et al., 2008).

Структурно полизахаридът има гръбначен стълб от α- (1-3) -свързани фукозни единици или е съставен от повтарящи се дизахаридни единици на α- (1-3) - и α- (1-4) -свързани фукозни остатъци с O- 2 клона. В зависимост от структурата на основната верига, фукоиданите могат да бъдат сулфонирани в О-4, О-2 или в двете позиции на фукозни единици. Освен това някои фукоидани са едновременно сулфатирани и ацетилирани (Anastyuk et al., 2009). Съобщава се за широк диапазон на MW, вариращ от 5-7 до няколкостотин kDa. Важно е, че се препоръчва фракциите с ниски MW да бъдат по-биосъвместими (Balboa, Conde, Moure, Falqué и Domínguez, 2013).

Установено е, че Фукоидан проявява няколко интересни фармакологични ефекта, като антитромботична, противотуморна, антивирусна и противовъзпалителна активност (Balboa et al., 2013).

Ползи за здравето от биоактивни вещества от водорасли

9.4.12 Свойства против стареене

Стареенето е свързано с редица физически и физиологични фактори. По-специално, здравата функция на бъбреците и далака играе ключова роля за човешкото здраве. Морските водорасли и получените от морски водорасли биоактивни вещества могат да подобрят функцията на бъбреците и далака чрез регулиране на работата на нервната система, насърчаване на имунитета, възстановяване на ДНК, регулиране на ендокринната функция, премахване на свободните радикали и насърчаване на здравословния метаболизъм. Скорошни изследвания установиха, че екстрактът от Fucus vesiculosus насърчава свиването на колагеновите гелове, населени с фибробласти, чрез повишената експресия на молекулите на интегрин. Установено е, че локалното приложение на воден екстракт има положителен ефект върху дебелината и механичните свойства на човешката кожа, при което след локално нанасяне на екстракта от морски водорасли върху кожата на бузите на човека два пъти дневно в продължение на 5 седмици, значително намаляване на дебелината на кожата, измерено чрез B-режим се получи ултразвук, както и значително подобрение на еластичността, измерена с помощта на Cutometer в сравнение с контролите. В кожата на бузите дебелината обикновено се увеличава и еластичността намалява с възрастта. Положителните резултати показват, че екстрактът от F. vesiculosus притежава противостареещи действия и може да бъде полезен за козметични приложения (Fujimura et al., 2002).

Обогатени с фибри морски дарове

A.J. Borderías,. И. Санчес-Алонсо, в храни, богати на фибри и пълнозърнести храни, 2013

17.2.1 Морски водорасли

Морските водорасли съдържат значителни количества неразтворими и разтворими полизахариди и следователно предлагат потенциал за обогатяване на хранителни продукти с ДФ за технологични и физиологични цели. Водораслите са особено подходящи за обогатяване на преструктурирани продукти на мускулна основа. Публикувани са някои статии за използването му като съставка в месни продукти (Chun et al., 1999; López-López et al., 2010; Cofrades et al., 2011), но има оскъдна информация за добавянето към рибните мускули.

Повечето водорасли са полезни хранителни добавки, защото са важни източници на полизахариди, минерали и витамини. Много видове водорасли съдържат високи концентрации на DF и омега-3 мастни киселини, които са полезни за здравето (Norziah и Chio, 2001). Морските водорасли са източник и на други биоактивни съединения, като фитохимикали, стерини, токофероли и фикоцианини, за които се признава, че имат ползи за здравето за хората, като например противотуморни, антихолестеролемични, антивирусни и антиоксидантни действия на съставките на водораслите (Jiménez-Escrig и Sánchez- Muñiz, 2000; Venugopal, 2009).

Лечебни свойства

Традиционни употреби

Porphyra (Nori) се използва в Китай като антиаскорбик (Chen, 1973) във връзка със съдържанието му във витамин С. Днес в Азия Ecklonia kurome все още има репутацията да улеснява възстановяването на легналите жени (Park and Peterson, 1991; Tseng and Chang, 1984).

Окислителна стабилност на морските дарове

11.6.5 Окисление по време на производството на хидролиза на рибен протеин

Като начин да се използват копродуктите от морски дарове по по-устойчив начин, има голям интерес и към производството на хидролизат на рибен протеин с помощта на ензими. Прилагането на получените хидролизати в храните обаче се задържа поради факта, че хидролизатите могат да бъдат относително окислени, отчасти поради промените в топлината и рН, приложени по време на хидролизата, в комбинация с присъствието на липиди и прооксиданти в комплекс суровини (Halldorsdottir et al., 2014a, b). Окислението влияе отрицателно на вкуса и внася липидни радикали/продукт на окисление в мускулите на рибата или черупчестите органи, за да бъде стабилизиран и/или хранително обогатен от хидролизатния продукт.

По този начин, що се отнася до обработката с изместване на рН, трябва да се прилагат стратегии за предотвратяване на окисляването при хидролиза; в литературата са посочени няколко примера.

Морски растения

Уенди А. Щирк, Йоханес Ван Стаден, в Advances in Botanical Research, 2014

5.4 Гиберелини

GA са тетрациклични дитерпеноидни карбонови киселини, участващи в различни физиологични процеси в съдовите растения като покълване на семена, удължаване на стъблото, разширяване на листата и развитие на цветя и семена (Urbanová, Tarkowská, Novák, Strnad, & Hedden, 2013; Yamaguchi, 2008). GA са ключови посредници при възприемането на сигналите от околната среда с много примери за взаимодействия със светлина, напр. GAs са замесени във фитохромната система при покълването на семената, фотоморфогенезата на етиолираните разсад и в фотопериодния контрол на удължаването и цъфтежа на стъблата. GA също участват в температурните реакции при покълването на семената и в някои реакции на абиотичен стрес (Yamaguchi, 2008).

5.4.1 Ендогенни ГА в морски водорасли

Има няколко съобщения за ендогенни ГА в морски водорасли. GA3 е идентифициран положително при диви добити видове Ulva (U. fasciata, U. lactuca, U. taeniata, U. reticulata и U. linza), но е под границата на откриване при култивиран M. oxyspermum (Gupta et al., 2011); GA3 е идентифициран в K. alvarezii и G. edulis, а GA9 е идентифициран в S. tenerrimum (Prasad et al., 2010). Наскоро бяха идентифицирани 18 GA в водораслите E. maxima (Stirk, Tarkowská, Turečová, Strnad и van Staden, 2014).

5.4.2 Физиологични отговори на GA

Има ограничени и противоречиви доклади за физиологичните ефекти, предизвикани от приложението на GA при водорасли и микроводорасли. Екзогенно приложено GA3 стимулирано клетъчно делене в Enteromorpha prolifera и Ecklonia radiata gametophytes (Jennings, 1968), но няма ефект върху морфологията и фотосинтетичната физиология на развиващите се ембриони на Fucus vesiculosus (Tarakhovskaya et al., 2013). GA3 и в по-малка степен GA9 насърчават клетъчното делене и натрупването на сухо тегло в микроводораслите C. vulgaris, Scenedesmus quadricauda и Dictyosphaerium pulchellum (Burkiewicz, 1987). Общото съдържание на ендогенни GA показва отрицателна корелация със скоростта на растеж при 24 аксенични щама на микроводорасли с по-бавно растящи щамове с по-високо съдържание на GA (Stirk, Bálint, et al., 2013).

5.4.3 Биосинтез и метаболизъм на GA

При съдовите растения биосинтезата на GA може да бъде разделена на три етапа. Първо, геранилгеранил дифосфат, предшественик на С20 за дитерпеноиди, се превръща по многостепенен път в ентеро каурен от клас терпенови циклази, които се намират в пластидите. На второ място, етапите на окисление, включващи Cyt P450 монооксигенази, които са свързани с ендоплазмения ретикулум, превръщат ент-каурена в GA12-алдехид. Тези два етапа са общи за всички съдови растения (Weiss & Ori, 2007). Последната стъпка в биосинтетичния път е превръщането на GA12-алдехид чрез GA12 в биоактивни GA чрез 2-оксоглутарат зависими диоксигенази, разположени в цитоплазмата (Yamaguchi & Kamiya, 2000). GA12 се превръща по два основни окислителни пътя в биоактивните GA4 и GA1. Това са:

За разлика от съдовите растения, където GA4 и GA1 са основните биологично активни GA, GA4 и GA6 са преобладаващите активни GA, идентифицирани в водораслите E. maxima. Въпреки че не бяха открити GA12-ald и GA12, бяха открити други компоненти на двата основни биосинтетични пътя, като GA15> GA9> GA24 и GA53> GA44> GA20 = GA19. В допълнение, GA51, катаболит в съдовите растения присъства във високи концентрации в E. maxima (Stirk et al., През 2014 г.). Подобни GA профили, състоящи се от 20–22 GA (включително GA12-ald и GA12), са открити в 24 аксенови щама на микроводорасли (Stirk, Bálint, et al., 2013).

В P. patens присъства генът, кодиращ ент-каурен синтаза, което показва, че ранните междинни GA присъстват в мъха. Протеините DELLA и GID1, участващи в сигналните пътища на GA в съдовите растения (Weiss & Ori, 2007), не присъстват (Yamaguchi, 2008). GA1 и GA4 са идентифицирани в спорофита на някои дървесни папрати, докато функционални GID1 и DELLA хомолози присъстват в някои видове Selaginella. В комбинация тези констатации предполагат, че сигналните пътища на GA чрез взаимодействия GID1/DELLA са възникнали в сухоземните растения след дивергенция на бриофитите (Yamaguchi, 2008). Към днешна дата не се съобщава за наличие или отсъствие на хомолози GID1 и DELLA в водорасли.

Въпреки че не са толкова широко разследвани като ауксините и цитокинините, тези няколко доклада показват, че GAs присъстват в водораслите и че има вероятност да имат физиологична функция. Въз основа на профилите на GA, изглежда, че биосинтезата на GA благоприятства пътя GA6, който е незначителен път при съдовите растения. Бъдещите експерименти с екзогенни GA трябва да включват лечения с GA6 и GA4, за да се изследва дали тези GA са по-биологично активни от GA3 в водораслите.

Детоксикация на арсен

VII Протеини, участващи в резистентност към арсен

Излагането на арсенит влияе върху транскрипцията на генно-кодиращи функции, свързани с биосинтеза на протеини, детоксикацията на арсен, защитата от оксидативен стрес, поддържането на редокс и протеолитичната активност. Важно е, че беше забелязано, че почти всички компоненти на сулфатната асимилация и пътищата на биосинтез на глутатион са индуцирани както на нива на ген, така и на протеин в Saccharomyces cerevisiae. Изложените на арсенит клетки насочват голяма част от асимилирана сяра в биосинтез на глутатион, контролиран от транскрипционните регулатори Yap1p и Met4p (Thorsen et al., 2007).