Влияние экстрактов плодов шелковицы на старение кожи: всесторонняя оценка их роли в препятствии гликации и усилении антиоксидантных функций, как в лабораторных испытаниях, так и в реальных условиях применения.

Posted on January 3, 2024  •  8 minutes  • 1500 words  • Other languages:  English

Введение

Шелковица, универсальный сельскохозяйственный продукт, известна своими свойствами, способствующими здоровью, и является предметом обширных исследований как полезный продукт питания для здоровья. Этот фрукт, наряду с его листьями, ветками и корнями, богат активными соединениями. Анализ показал, что плоды шелковицы в основном состоят из двух ключевых функциональных компонентов: полифенолов и полисахаридов, известных своими антиоксидантными, противовоспалительными, противораковыми, улучшающими память и нейрозащитными эффектами. Экстракты плодов шелковицы особенно отмечены за их фенольные вещества, которые повышают активность антиоксидантных ферментов и помогают замедлить потерю памяти при старении, способствуя удалению амилоид-бета. Кроме того, шелковицы богаты водорастворимыми биоактивными компонентами, известными как антоцианы, которые, как было показано, замедляют старение и уменьшают возрастные состояния.

Процесс старения приносит различные вырожденческие заболевания, и кожа, будучи самым большим органом тела, уязвима для внутреннего окислительного стресса из-за множества биохимических процессов, включая окисление и гликозилирование. Конечные продукты гликации (AGEs) - это сложные соединения, образующиеся в результате реакции восстановительных сахаров с аминогруппами белков, что приводит к образованию оснований Шиффа и перестройкам. Накопление AGEs приводит к денатурации белков, окислительному стрессу и воспалению, играя значительную роль в развитии ряда кожных заболеваний, включая связанные со старением проблемы кожи. Гликозилирование кожи влияет на дермальный матрикс и долгоживущие белки, снижая эластичность тканей. С возрастом накопление AGEs в коже приводит к таким проблемам, как тусклость и морщины. Старение кожи в первую очередь обусловлено изменением окислительного гомеостаза и снижением активности клеток, производящих кератин, в стареющей коже. Исследования также подчёркивают, что натуральные полифенолы могут эффективно замедлять и предотвращать старение кожи.

Антигликозильные эффекты экстрактов плодов шелковицы (MFEs) ещё предстоит полностью понять. В текущем исследовании были подготовлены экстракты из различных источников шелковицы для изучения потенциала фенольных веществ в MFEs. Исследование изучало антивозрастные, антигликозильные и антиоксидантные свойства MFEs с использованием клеточной линии HaCaT и модели стареющей мыши, индуцированной D-галактозой. Это исследование служит основой для будущего применения экстракта плодов шелковицы в пищевой и косметической промышленности.

Эксперименты

1. Материалы и реагенты:

   • Шелковица (Morus alba L.) была получена от определённой компании.
   • Различные химикаты и реагенты были приобретены, включая BSA, MGO и аминогуанидин.
   • Различные материалы и оборудование для культивирования клеток были получены от разных поставщиков.

2. Подготовка экстракта шелковицы:

   • Использовались три типа сырья: воздушно-сушеные плоды шелковицы (DMF), сок плодов шелковицы (MJ) и жмых плодов шелковицы (MFP).
   • Применялись три метода экстракции: водная экстракция, экстракция с помощью Viscozyme® L и экстракция с помощью Pectinex® XXL.
   • Была рассчитана степень выхода каждой экстракции.

3. Анализ фенольных соединений:

   • Использовали UPLC-MS/MS для анализа.
   • Обнаружили различия в активных веществах экстрактов в зависимости от метода и материалов экстракции.

4. Определение антиоксидантной активности:

   • Была определена способность экстрактов поглощать ABTS.
   • Это включало измерение антиоксидантной способности, эквивалентной тролоксу.

5. Ин vitro испытание на антигликацию:

   • Использовались две модели: MGO-BSA и фруктоза-BSA.
   • Оценивали способность экстрактов шелковицы к антигликации, используя эти модели.

6. Определение жизнеспособности клеток и оксидативного стресса:

   • Использовали клетки HaCaT для оценки жизнеспособности клеток и оксидативного стресса.
   • Исследовали защитные эффекты экстрактов против повреждения клеток, вызванного MGO.

7. Анализ апоптоза клеток:

   • Анализировали влияние экстрактов на апоптоз в клетках HaCaT.

8. Обработка животных и измерение индекса кожи:

   • Проводилось на мышах, старение которых индуцировалось D-галактозой.
   • Измеряли различные параметры кожи, включая влажность, HA, HYP и AGEs.

9. Определение оксидативного стресса в сыворотке:

   • Анализировали влияние экстрактов на параметры оксидативного стресса в сыворотке стареющих мышей.

10. Статистический анализ:

    • Данные были представлены в виде среднего ± СД и анализировались с использованием однофакторного дисперсионного анализа ANOVA и других статистических тестов.

Эксперименты были всесторонними, изучая эффекты экстрактов плодов шелковицы на антигликацию, антиоксидантную активность и их потенциальные защитные эффекты против старения кожи как in vitro (с использованием клеточных линий), так и in vivo (с использованием модели мыши). Исследование тщательно оценивало различные методы экстракции, их выход и биоактивность полученных экстрактов, подчёркивая потенциал экстрактов плодов шелковицы в уходе за кожей и противостарении.

Результаты

Выход различных экстрактов плодов шелковицы (MFEs)

Различные сырьё и методы экстракции показали значительные различия в выходах. Наибольший выход был получен при прямой горячей водной экстракции.

Общее содержание фенольных соединений в экстрактах

Общее содержание фенольных соединений варьировалось среди различных экстрактов, причём воздушно-сушеные плоды шелковицы (DMF) показали наибольшее содержание.

Анализ фенольных компонентов в экстрактах

Анализ UPLC-MS/MS показал различия в фенольных компонентах среди разных экстрактов. Анализ выявил большее количество уникальных соединений в образцах сока шелковицы (MJ) по сравнению с DMF и жмыхом плодов шелковицы (MFP).

Способность экстрактов поглощать свободные радикалы ABTS

Экстракты показали значительные различия в способности поглощать свободные радикалы ABTS, при этом экстракты MFP демонстрировали наивысшую способность поглощения.

Ин Vitro антигликационный эффект экстрактов

Экстракты показали значительные антигликационные эффекты, при этом экстракты, полученные с помощью Pectinex® XXL, показали более сильные эффекты в системе BSA-фруктоза. В системе MGO-BSA DMF-W, DMF-P и MFP-V продемонстрировали превосходную способность к антигликации.

Защитные эффекты MFEs от повреждения HaCaT, вызванного MGO

Некоторые экстракты, особенно DMF-P, показали значительные защитные эффекты против повреждения клеток HaCaT, вызванного MGO.

Влияние MFEs на уровень оксидативного стресса в клетках HaCaT

Лечение с помощью MFEs значительно снизило уровни малонового диальдегида (MDA) и увеличило активность супероксиддисмутазы (SOD) в клетках HaCaT, что указывает на снижение оксидативного стресса.

Влияние MFEs на апоптоз клеток HaCaT, вызванный MGO

MFEs, особенно DMF-P, эффективно снизили апоптоз в клетках HaCaT, вызванный MGO.

Влияние MFEs на соответствующие показатели в коже стареющих мышей

MFEs улучшили увлажнение кожи, увеличили содержание гиалуроновой кислоты и гидроксипролина и снизили уровень AGEs у мышей, старение которых было индуцировано D-галактозой, указывая на антивозрастные эффекты.

Влияние MFEs на оксидативный стресс у модельных мышей со старением

MFEs увеличили содержание GSH-Px и активность SOD в сыворотке, а также снизили уровень MDA у мышей, старение которых было индуцировано D-галактозой, что указывает на снижение оксидативного стресса.

В целом, исследование демонстрирует, что экстракты плодов шелковицы, особенно те, что получены с помощью Pectinex® XXL, обладают значительными антигликационными и антиоксидантными эффектами. Они показывают потенциал в защите от старения кожи, снижении оксидативного стресса и апоптоза in vitro, а также улучшении состояния кожи в модели стареющих мышей.

Заключение

В этом исследовании были оценены различные экстракты плодов шелковицы (MFEs) на их способность противостоять гликации как в лабораторных условиях, так и в исследованиях на животных. Результаты показали значительное снижение конечных продуктов гликации (AGEs), при этом модель фруктоза-BSA показала снижение более чем на 40%, а модель MGO-BSA - впечатляющее снижение на 73%. Клеточные эксперименты указали на то, что MFEs снижают оксидативный стресс и клеточную смерть, вызванные MGO в клетках HaCaT. Анализ состава экстрактов указал на фенольные элементы как на ключевые факторы их полезного воздействия. Кроме

того, эксперименты на мышах, искусственно состаренных с помощью D-галактозы, показали, что DMF-W и DMF-P значительно улучшили увлажнение кожи, уровни гиалуроновой кислоты и гидроксипролина, улучшая качество кожи и снижая оксидативный стресс. Эти экстракты также снизили AGEs в коже стареющих мышей. Эти результаты предполагают, что DMF-W и DMF-P, в частности, могут быть эффективны в замедлении процессов старения кожи и связанных с ними оксидативных повреждений у мышей, указывая на потенциал MFEs, особенно вариантов DMF, в борьбе со старением кожи путём ингибирования гликации и оксидативного стресса, тем самым оказывая антивозрастное воздействие на кожу.

Ссылки

1. Хао, Дж., Гао, Ю., Сюэ, Дж., Ян, Ю., Инь, Дж., Ву, Т., & Чжан, М. (2022). Фитохимические вещества, фармакологические эффекты и молекулярные механизмы шелковицы. Foods (Basel, Switzerland), 11(8), 1170. https://doi.org/10.3390/foods11081170

2. Ву, С., Сонг, М., Цю, П., Ли, Ф., Ван, М., Чжен, Дж., Ван, Ц., Сю, Ф., & Сяо, Х. (2018). Метаболит нобилетина, 4'-деметилнобилетин и аторвастатин синергетически ингибируют рост клеток человеческого колоректального рака, вызывая арест клеточного цикла G0/G1 и апоптоз. Food & function, 9(1), 87–95. https://doi.org/10.1039/c7fo01155e

3. Ахмед, Н. (2005). Конечные продукты гликации – роль в патологии осложнений сахарного диабета. Diabetes research and clinical practice, 67(1), 3–21. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2004.09.004

4. Чжан, С., & Дуань, Э. (2018). Борьба со старением кожи: путь от лаборатории к пациенту. Cell transplantation, 27(5), 729–738. https://doi.org/10.1177/0963689717725755

5. Генг, Р., Кан, С. Г., Хуан, К., & Тонг, Т. (2021). Улучшение состояния фотостареющей кожи: потенциальная роль пищевых компонентов. Nutrients, 13(5), 1691. https://doi.org/10.3390/nu13051691

6. Чжен, В., Ли, Х., Го, Ю., Чан, С. Х. Ф., Хуан, Ц., & Ву, Дж. (2022). Новые исследования механизма повреждения кожи гликацией и связанные ингибиторы. Nutrients, 14(21), 4588. https://doi.org/10.3390/nu14214588

7. Папаччио, Ф., Арино, Д., & А., Капуто, С., & Беллей, Б.. (2022). Основное внимание на вклад оксидативного стресса в старение кожи. Antioxidants (Basel, Switzerland), 11(6), 1121. https://doi.org/10.3390/antiox11061121

8. Гу, Ю., Хань, Дж., Цзян, Ц., & Чжан, Ю. (2020). Биомаркеры, оксидативный стресс и аутофагия в старении кожи. Ageing research reviews, 59, Статья 101036. https://doi.org/10.1016/j.arr.2020.101036

9. Шен, Ц. Ю., Лу, Ц. Х., Ву, Ц. Х., Ли, К. Дж., Куо, Ю. М., Хсие, С. К., & Ю, Ц. Л. (2020). Разработка ингибиторов реакции Майяра и сигнального пути рецептора продуктов гликации (RAGE) как новые терапевтические стратегии для пациентов с заболеваниями, связанными с AGE. Molecules (Basel, Switzerland), 25(23), 5591. https://doi.org/10.3390/molecules25235591

10. Юн, С., Ким, М., Шин, С., Ву, Дж., Сон, Д., Рю, Д., Ю, Дж., Пак, Д., & Чжун, Э. (2022). Влияние экстракта цветов Cirsium japonicum на старение кожи, вызванное гликацией. Molecules (Basel, Switzerland), 27(7), 2093. https://doi.org/10.3390/molecules27072093

11. Цекеш, Е., & Рачкова, Л. (2021). Старение кожи, клеточное старение и натуральные полифенолы. International journal of molecular sciences, 22(23), 12641. https://doi.org/10.3390/ijms222312641

12. Чжу, Р., Чжан, С., Ван, Ю., Чжан, Л., Ч

жао, Дж., Чен, Г., Фань, Дж., Цзя, Ю., Янь, Ф., & Нин, Ц. (2019). Характеристика полисахаридных фракций из плодов Actinidia arguta и оценка их антиоксидантной и антигликационной активности. Carbohydrate polymers, 210, 73–84. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.01.037

13. Вэнь, Л., Чжоу, Т., Цзян, Ю., Гун, Л., & Ян, Б. (2021). Идентификация пренилированных фенольных веществ в листьях шелковицы и их нейропротекторная активность. Phytomedicine: international journal of phytotherapy and phytopharmacology, 90, Статья 153641. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2021.153641

Поделиться

Теги

Счетчики