Прасад Р. Дандавате

1 Катедра по молекулярна и интегративна физиология, Медицински център на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

2 Катедра по хирургия, Медицински център на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

Dharmalingam Subramaniam

1 Катедра по молекулярна и интегративна физиология, Медицински център на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

2 Катедра по хирургия, Медицински център на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

3 Център за рак на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

Subhash B. Padhye

4 Интердисциплинарна академия за научни и технологични изследвания, Abeda Inamdar Senior College, Azam Campus, Pune, 411001, Индия

Шрикант Анант

1 Катедра по молекулярна и интегративна физиология, Медицински център на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

2 Катедра по хирургия, Медицински център на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

3 Център за рак на Университета в Канзас, Канзас Сити, KS 66160, САЩ

Резюме

Въведение

Растението е изследвано в продължение на няколко десетилетия поради използването му като хранителен продукт и няколко традиционни медицински употреби. Различни екстракти от MC се изучават за биологични дейности, включително антиоксидант [15], антидиабетно [16], противораково [17], противовъзпалително [18], антибактериално [19], противогъбично [20], антивирусно [21], анти-ХИВ [22], антихелминтно [23], антимикобактериално [24], хипотензивно [25], анти-затлъстяване [26], имуномодулиращо [27], анти- хиперлипидемични [28], хепатопротективни [29] и невропротективни [30] дейности. Няколко химически съставки като тритерпеноиди от тип кукурбитан, гликозиди от тип кукурбитан, тритерпенови сапонини, фенолни и флавоноидни съединения и някои протеинови фракции са изолирани от MC [31]. В настоящия преглед обобщаваме някои от важните доклади, занимаващи се с антиоксидантни, противовъзпалителни и противоракови дейности на MC, заедно с докладваните химични съставки и техните биологични дейности.

Momordica charantia

Родът Momordica принадлежи към подплеме Thladianthinae, племе Joliffieae, подсемейство Cucurbitoideae, на Cucurbitaceae [32], включително 45 растителни вида, опитомени в Азия и Африка [33]. Родът Momordica има еднодомна група, представена само от M. charantia L. и M. balsamina L., докато двудомната група е съставена от M. dioica Roxb., M. sahyadrica Joseph & Antony, M. cochinchinensis (Lour.) Spreng., и M. subangulata Blume (ssp. renigem (G. Don) WJJ deWilde).

Възникване и отглеждане на MC

Растението расте в тропическите райони на Азия, Амазонка, Източна Африка и Карибите. Сърцевината на опитомяването на MC вероятно ще принадлежи на Източна Азия, вероятно Източна Индия или Южен Китай [34–35]. Членовете на индоарийската култура споменават за диви или малоплодни култивирани форми на MC в аюрведическите книги от 2000 до 200 г. пр. Н. Е. [36], което предполага ранно култивиране на MC в Индия. Следователно се смята, че най-модерната хинди (индийски език) терминология „Карела“ в крайна сметка може да е от дравидийски произход [37]. Китайското писмено позоваване на MC е направено през 1370 г. [38]. Както опитомените, така и предполагаемите диви предци на MC са изброени във флорите на Индия, тропическа Африка и Азия, както и в тропиците на Новия свят, където първоначално е пристигнал в Бразилия чрез търговия с роби от Африка и след това се е разпространил в Централна Америка [39 ] .

Видовете Momordica растат добре в горещи, влажни климатични райони, но също така растат изобилно в субтропичен климат и са неутрални през деня. Видовете Momordica са толерантни към редица среди [40] и могат да растат в тропически и субтропичен климат [41]. MC се култивира предимно през пролетта, лятото и дъждовните сезони, като някои зимни продукти се срещат в субтропичния климат. Обикновено се култивира през цялата година в тропически климат, докато температурата, необходима за растежа на растенията, е 25–30 ºC. Измръзването може да убие растенията, а хладните температури могат да забавят развитието. Реколтата MC може да нарасне над 18 ºC [42], като оптималната температура е 24–27 ºC [43]. MC расте добре на пълно слънце и се адаптира към широк спектър от почвени типове, но расте най-добре в добре дренирана пясъчна глинеста почва, богата на органични вещества. Развива се добре и в почви с плитка до средна дълбочина (50–150 cm), и както повечето тиквички, MC предпочита добре дренирани почви [44] .

Морфологични характеристики на MC

MC е тревиста, носеща лози лост, която расте до 5 м, носейки прости и редуващи се листа с диаметър 4–12 cm, заедно с 3–7 cm дълбоко отделени дялове с жълти мъжки и женски цветя. Обикновено цъфтежът настъпва през месеците от юни до юли и плододаване през септември до ноември в Северното полукълбо. Плодът е с продълговата форма с отчетлив брадавичен екстериор. Напречните сечения показват куха вътрешност с тънък слой плът, покриващ централна кухина на семената, съдържаща големи, плоски семена и кора. Плодовете обикновено се консумират, когато са зелени или когато започнат да пожълтяват, докато на този етап те са хрупкави и воднисти по текстура. С напредването на узряването на плодовете кората става жилава и дори по-горчива, докато кората става сладка и червено оцветена. След пълно узряване плодовете стават оранжеви и кашави и се разделят на сегменти, които се извиват драстично назад, за да изложат семена, покрити с яркочервена пулпа [44–45] .

MC се предлага в различни форми и размери (Таблица 1). Китайският сорт MC е в бледозелен цвят, обикновено 20–30 cm дълъг, с продълговата форма с тъпо стесняващи се краища и с леко вълнообразна, брадавична повърхност, докато индийският сорт има по-тясна форма със заострени краища и повърхност, покрита с назъбени, триъгълни „зъби“ и хребети. Индийският MC се класифицира в два ботанически сорта въз основа на размера на плода, формата, цвета и повърхностната текстура. Първият сорт е M. charantia var. charantia, притежаващ големи вдлъбнати плодове (не се стеснява в двата края) и има няколко триъгълни туберкули, изглеждащи като „гръб на крокодила“. Вторият сорт е M. charantia var. muricato (Wild), с малки и кръгли плодове с туберкули, повече или по-малко стесняващи се от всеки край [46]. И двата сорта се отглеждат широко в тропическите и субтропичните райони на Индия. Ян и Уолтърс [38] са класифицирали MC в три градинарски групи или типове, както е описано в Таблица 1 .

маса 1

Класификация на видовете M. charantia, описана от Ян и Уолтърс [38]

Разнообразие Размер на плодовете Тегло Горчивина Цвят
1Малка, с дължина 10–20 cm0,1–0,3 кгМного горчивоТъмнозелено
2Дълги, 30–60 cm0,2–0,6 кгЛеко горчивСветло зелено със средни издатини
3Триъгълноплоден тип, плод с конусовидна форма, дълъг 9–12 cm0,3–0,6 кгУмерено до силно горчивоСветло до тъмно зелено с изпъкнали грудки

пъпеш

Снимки на плодове Momordica charantia (индийски сорт) (A), вертикален разрез на плода (B), по-близък изглед на плода (C) и напречен разрез на плода (D)

Хранителна стойност на MC

Хранителният анализ разкри, че MC плодовете са богат източник на въглехидрати, протеини, фибри, витамини и минерали. MC притежава най-високата хранителна стойност сред тиквичките [35, 43]. Съдържанието на витамин С в китайския MC варира значително (440–780 mg · kg −1 годна за консумация порция), докато се наблюдава вариране в съдържанието на хранителни вещества в MC, включително въглехидрати, протеини, цинк, желязо, калций, магнезий, фосфор и аскорбинова киселина [47]. Съдържанието на суров протеин в плодовете MC (11,4–20,9 g · kg -1) е по-високо от това на доматите и краставиците [48]. Пулпът около семената на зрелия зрял плод е богат източник на каротеноид ликопен [49] .

Химични съставки на MC

MC е богат източник на фитохимикали; има няколко проучвания, съобщаващи за многобройни химически съставки, изолирани и пречистени от растението и неговите части чрез използване на екстракционни и хроматографски техники. Някои от тях са показали биологична активност; следователно MC е важно лечебно растение за изследване. Основните химически съставки са тритерпеноиди от тип кукурбитан, тритерпен гликозид от тип кукурбитан, фенолни киселини, флавоноиди, етерични масла, мастни киселини, аминокиселини, стероли и сапонини и някои протеини. В следващите раздели обобщаваме някои от важните биоактивни съставки на MC.

Тритерпеноиди от тип кукурбитан

Химични структури на тритерпеноиди от тип кукурбитан, изолирани от Momordica charantia

Тритерпенов гликозид от тип кукурбитан

Химични структури на тритерпенов гликозид от тип кукурбитан, изолиран от Momordica charantia

Фенолна киселина и флавоноиди

MC е богат на фенолни киселини и флавоноиди (фиг. 4). Съдържа хинова киселина (32), протокатехуева киселина (33), аскорбинова киселина (34), галова киселина (35), хлорогенова киселина (36), катехин (37), сирингична киселина (38), кофеинова киселина (39), рутин (40), 4-кумарова киселина (41), мирицетин (42), гентизинова киселина (43), ванилова киселина (44), о-кумарова киселина (45), т-канелна киселина (46), р-метокси-бензоена киселина (47), за които е установено, че упражняват антиоксидантна активност [55, 80–81], докато Hsu et al. са показали, че фитолът (48) и лутеин (49) потискат провъзпалителните нива на цитокин и матрична металопротеиназа (MMP) -9 в стимулирани от P. acnes THP-1 клетки [82] .

Химични структури на фенолни киселини и флавоноиди, изолирани от Momordica charantia

Етерични масла

Braca и сътр. са изолирали няколко антибактериални и противогъбични етерични маслени съединения от MC, включително α-пинен (50), β-пинен (51), октанал (52), 1,8-цинеол (53), β-феландрен (54), С-дихидрокарвеол (55) и транс-дихидрокарвеол (56), карвон (57), (E) -анетол (58), сафрол (59), метил-евгенол (60), гермакрен D (61), β-селинен (62), α-селинен (63), миристицин (64), δ-кадинен (65), транс-неролидол (66), шпатуленол (66), кедрол (67), β-бизаболол (68) и апиол (69) (Фиг. 5) [83] .

Химични структури на етерични масла, изолирани от Momordica charantia

Сапонини, мастни киселини и аминокиселини

MC съдържа многобройни сапонини, мастни киселини и аминокиселини (фиг. 6). Ahmad et al. са тествали α-глюкозидаза и α-амилаза инхибираща активност на компоненти на мастни киселини от MC, включително C10–071, Капринова киселина), C12–0 (72, Lauricacid), C16–0 (73, Палмитинова киселина), C18–0 (74, Стеаринова киселина), C18–1 (75, Олеинова киселина), C18–2 (76, Линолова киселина) и C20–0 (77, Арахидова киселина) [84]. 9-цис, 11-транс, 13-транс-конюгирана линоленова киселина (78, 9C, 11T, 13T-CLN) или α-елеостеаринова киселина, е една от потенциалните мастни киселини от MC. Той притежава анти-пролиферативни и индуциращи апоптоза свойства в Caco-2 клетки на рак на дебелото черво чрез намаляване на експресията на bcl-2 и регулиране на GADD45 и p53, PPAR-y mRNA и протеинови нива [85]. MC съдържа аминокиселини, полипептид К, аспарагинова киселина, глутаминова киселина, серин, глицин, хистидин, аргинин, треонин, аланин, пролин, тирозин, валин, метионин, цистин, изолевцин, левцин, фенилаланин, лизин и триптофан [84]. Murakami et al. са изолирали сапонини от MC, а именно Гоясапонини I – III [67] .

Химични структури на сапонини и мастни киселини, изолирани от Momordica charantia

Протеини

Биологични дейности на MC

Антиоксидантна активност

Противовъзпалителна активност

Противоракови дейности

Рак на гърдата
Рак на дебелото черво