Del 1: Polyfenoler og visuell helse: Potensielle effekter på degenerative netthinnesykdommer
Mar 23, 2022
Hvis du vil ha mer informasjon. kontakttina.xiang@wecistanche.com
Abstrakt: Kostholdpolyfenolerer en gruppe naturlige forbindelser som har blitt foreslått å ha gunstige effekter på menneskers helse. De var først kjent for sineAntioksidantegenskaper, men flere studier gjennom årene har vist at disse forbindelsene kan utøve beskyttende effekter mot kroniske sykdommer. Likevel er mekanismene bak disse potensielle fordelene fortsatt usikre og motstridende effekter er rapportert. I denne gjennomgangen analyserer vi de potensielle effektene av polyfenolforbindelser på noen visuelle sykdommer, med et spesielt fokus på retinal degenerative sykdommer. Nåværende effektive terapier for behandling av slike netthinnesykdommer mangler og nye strategier må utvikles. Av denne grunn er det for tiden en fornyet interesse for å finne nye ligander (eller kjente ligander med tidligere uventede egenskaper) som kan binde seg til retinal fotoreseptorer og modulere deres molekylære egenskaper. Noen polyfenoler, spesieltflavonoider(f.eks. quercetin og tannsyre), kan dempe lysindusert reseptorskade og fremme visuelle helsefordeler. Nyere bevis tyder på at visse flavonoider kan bidra til å stabilisere riktig brettet konformasjon av det visuelle fotoreseptorproteinet rhodopsin og kompensere for den skadelige effekten av retinitis pigmentosa mutasjoner. I denne forbindelse har visse polyfenoler, som flavonoidene nevnt tidligere, vist seg å forbedre stabiliteten, uttrykket, regenereringen og foldingen av rhodopsinmutanter i eksperimentelle in vitro-studier. Videre ser disse forbindelsene ut til å forbedre integrasjonen av reseptoren i cellemembranen samtidig som de virker mot oksidativt stress. Vi forventer at polyfenolforbindelser kan brukes til å målrette visuelle fotoreseptorproteiner, som rhodopsin, på en måte som bare nylig har blitt foreslått, og at disse kan brukes i nye tilnærminger for behandling av retinal degenerative sykdommer som retinitis pigmentosa; Studier på dette feltet er imidlertid begrenset, og videre forskning er nødvendig for å kunne karakterisere effekten av disse forbindelsene på retinal degenerative sykdommer gjennom de foreslåtte mekanismene.
Søkeord: flavonoider; retinal degenerative sykdommer; retinitis pigmentosa; protein folding; ligand binding; rhodopsin
Klikk her for å lære flere produkter
1. Introduksjon
Ulike studier har rapportert at kostholds-polyfenolerutøve beskyttende og gunstige effekter mot kroniske sykdommer som nevrodegenerative og kardiovaskulære sykdommer, kreft og diabetes [1]; Mekanismene som ligger til grunn for disse fordelene er imidlertid langt fra helt forstått, og mer forskning er nødvendig for å definere dem. Til tross for alle fordelene polyfenoler kan gi, er det noen viktige aspekter som må tas i betraktning når de diskuterer deres fysiologiske effekter. Disse forbindelsene har lav oral biotilgjengelighet og andre egenskaper som deres fysisk-kjemiske stabilitet, gastrointestinal absorpsjon og metabolisme er viktige for å sikre en effektiv virkning [2,3].
Til tross for det eksisterende kunnskapsgapet i deres virkningsmekanisme, har Verdens helseorganisasjon anbefalt å øke inntaket av frukt, grønnsaker og fiber på grunn av det høye antallet planteavledede komponenter [4] med polyfenoler som har en viktig rolle, siden de kan gi helsemessige fordeler knyttet til ikke-smittsomme sykdommer (NCDs)[5,6]. Selv om det er utfordrende å assosiere polyfenoler med spesifikke sykdommer [7], er det oppnådd noen lovende resultater i ulike observasjonsstudier om polyfenoler og visse NCDer [8,9], inkludert noen visuelle sykdommer. Av denne grunn må implikasjonen av polyfenoler i helse- og sykdomstilstander studeres og defineres bedre på grunn av den forventede positive effekten på menneskers helse.
Hovedformålet med denne gjennomgangen er å gi en syntetisk redegjørelse for noen av de potensielle helsemessige fordelene som polyfenoler kan ha for å forbedre menneskets livskvalitet og for å forbedre utviklingen av noen sykdommer, med spesiell vekt på visuelle lidelser. Bruken av en rekke allestedsnærværende polyfenolic forbindelser undersøkes her som potensielle behandlinger for et bredt spekter av patologiske forhold. Heri fokuserer vi på effekten av disse forbindelsene på retinal funksjon og spesielt på deres potensielle bruk for å motvirke retinal protein mutasjoner, som de som er forbundet med retinal degenerative sykdommer som retinitis pigmentosa (RP). Det er et klart behov for flere kliniske studier for å avdekke deres fysiologiske betydning, da bare et lite antall studier har blitt utført på effekten av polyfenoler i menneskelig syn og resultatene deres trenger ytterligere validering.
2. Metoder
Denne artikkelen er en litteraturgjennomgang av effekten polyfenoler kan utøve på noen visuelle sykdommer, spesielt deres innvirkning på retinal degenerative sykdommer. Gitt de nye egenskapene som har blitt gitt til polyfenoler gjennom årene, er hovedformålet med vår forskning å vise at disse forbindelsene kan ha positive effekter på menneskers visuelle helse og også oppmuntre forskere til å undersøke dette feltet. De ulike studiene i denne gjennomgangen (randomiserte kontrollstudier, metaanalyse, anmeldelser og eksperimentelle og observasjonsstudier) ble identifisert ved å søke i PubMed- og Cochrane-databasene frem til og med februar 2021. Følgende medisinske emneoverskriftsnøkkelord ble brukt: "polyfenoler", "flavonoider", "retinal degenerative sykdommer" og"retinitis pigmentosa". Relevante artikler ble identifisert og valgt uavhengig av to forfattere etter inklusjonskriteriene, det vil si originale fulltekstartikler som ble skrevet på engelsk (inkludert kliniske og prekliniske studier). På den annen side omfattet eksklusjonskriteriene artikler og artikler skrevet på andre språk enn engelsk.
3. Polyfenoler som gjenbrukte legemidler
Polyfenoler eller diettfenolforbindelser er kjent som den største gruppen fytokjemikalier [10] og er en gruppe naturlige forbindelser som deler felles strukturelle egenskaper (figur 1). For tiden er det en fornyet interesse for denne brede familien av naturlige forbindelser på grunn av de potensielle rollene angående menneskers helse og sykdomstilstander. Ulike bevislinjer, avledet fra vedvarende arbeid de siste årene, gir støtte til en viktig rolle for polyfenoler både i å bidra til å opprettholde en sunn livsstil og i forebygging av utbredte sykdommer som kreft, kardiovaskulære og nevrodegenerative sykdommer [11-13]. Spesielt har flere studier antydet at forbruket av forskjellige polyfenoler fra naturlige kilder som frukt og grønnsaker kan bidra til å bevare synet og til og med reversere synshemming i visse synsforstyrrelser [14,15].
![es of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones. The polyphenol superfamily includes a large number of sub-families, among which we can find flavonoids, phenolic acids, stilbenes, and lignans [16]. In fact, they constitute a group of natural products in the plant kingdom that is one of the most numerous and ubiquitously distributed. One of the most studied groups, from these different sub-classes, is that of flavonoids, comprising over 4000 members [17]. Flavonoids have a characteristic structure of a 15-carbon skeleton of a chromane ring attached to another aromatic ring [18]. The biosynthesis of these complex polyphenols is linked to primary metabolism [10]. Flavonoids are stored, in their native state, in plants as glycoside and non-glycosylated conjugates and can be absorbed by the small intestine and readily metabolized, once ingested, by phase II enzymes. After this biochemical process, the resulting moieties can enter systemic circulation [19,20]. It should be noted that not all flavonoids are absorbed by the small intestine. A large number of them enter the large intestine, where the deconjugated metabolites are degraded by the colonic microbiota into molecules like phenolic acids that can be easily absorbed [19]. One of the main proposed biological actions of polyphenols is associated with their antioxidant power within living cells; however, detailed investigations indicate that these effects, in many tissues, may not be as relevant as previously suggested. This is due to the fact that in many tissues it is difficult for these compounds to reach the threshold concentration needed to exert any significant biological effect [21,22]. Nonetheless, recent studies have suggested that polyphenols may have significant effects on human health, such as anti-inflammatory, anti-microbial, and tumor-suppressing properties [23–25]. The diversity of polyphenolic compounds of natural origin, their chemical lability, and their complex bioavailability patterns consequently necessitates stringent evaluation of the physiological effects of these compounds, and such evaluations are not always available. These evaluations are absolutely needed for later use in therapeutic applications. 4. Implications and Potential Benefits of Polyphenols on Human Health As already discussed, polyphenols have been well characterized for their antioxidant effects, but their physiological relevance has been questioned due to the limited bioavailability that renders relatively low concentrations which may hamper achieving significant Figure 1. Structures of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones](/Content/uploads/2022842169/20220323103717b1b02e19a56a4000a29040e34368b70b.png "es of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones. The polyphenol superfamily includes a large number of sub-families, among which we can find flavonoids, phenolic acids, stilbenes, and lignans [16]. In fact, they constitute a group of natural products in the plant kingdom that is one of the most numerous and ubiquitously distributed. One of the most studied groups, from these different sub-classes, is that of flavonoids, comprising over 4000 members [17]. Flavonoids have a characteristic structure of a 15-carbon skeleton of a chromane ring attached to another aromatic ring [18]. The biosynthesis of these complex polyphenols is linked to primary metabolism [10]. Flavonoids are stored, in their native state, in plants as glycoside and non-glycosylated conjugates and can be absorbed by the small intestine and readily metabolized, once ingested, by phase II enzymes. After this biochemical process, the resulting moieties can enter systemic circulation [19,20]. It should be noted that not all flavonoids are absorbed by the small intestine. A large number of them enter the large intestine, where the deconjugated metabolites are degraded by the colonic microbiota into molecules like phenolic acids that can be easily absorbed [19]. One of the main proposed biological actions of polyphenols is associated with their antioxidant power within living cells; however, detailed investigations indicate that these effects, in many tissues, may not be as relevant as previously suggested. This is due to the fact that in many tissues it is difficult for these compounds to reach the threshold concentration needed to exert any significant biological effect [21,22]. Nonetheless, recent studies have suggested that polyphenols may have significant effects on human health, such as anti-inflammatory, anti-microbial, and tumor-suppressing properties [23–25]. The diversity of polyphenolic compounds of natural origin, their chemical lability, and their complex bioavailability patterns consequently necessitates stringent evaluation of the physiological effects of these compounds, and such evaluations are not always available. These evaluations are absolutely needed for later use in therapeutic applications. 4. Implications and Potential Benefits of Polyphenols on Human Health As already discussed, polyphenols have been well characterized for their antioxidant effects, but their physiological relevance has been questioned due to the limited bioavailability that renders relatively low concentrations which may hamper achieving significant Figure 1. Structures of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones")
Polyfenol superfamilien inkluderer et stort antall underfamilier, blant annet kan vi finne flavonoider, fenolsyrer, stilbener og lignans [16]. Faktisk utgjør de en gruppe naturlige produkter i planteriket som er en av de mest tallrike og allestedsnærværende distribuert. En av de mest studerte gruppene, fra disse forskjellige underklassene, er flavonoider, som består av over 4000 medlemmer [17].Flavonoiderhar en karakteristisk struktur av et 15-karbonskjelett av en kromokanring festet til en annen aromatisk ring [18]Biosyntesen til disse komplekse polyfenolene er knyttet til primær metabolisme [10]. Flavonoider lagres, i sin opprinnelige tilstand, i planter som glykosid og ikke-glykosylerte konjugater og kan absorberes av tynntarmen og lett metaboliseres, når de er inntatt, ved fase I enzymer. Etter denne biokjemiske prosessen kan de resulterende moieties gå inn i systemisk sirkulasjon [19,20].
Det skal bemerkes at ikke alle flavonoider absorberes av tynntarmen. Et stort antall av dem kommer inn i tykktarmen, hvor de dekonjugerte metabolittene forringes av den koloniske mikrobiota i molekyler som fenolsyrer som lett kan absorberes [19].
En av de viktigste foreslåtte biologiske handlingene til polyfenoler er forbundet med deres antioksidantkraft i levende celler; Imidlertid indikerer detaljerte undersøkelser at disse effektene, i mange vev, kanskje ikke er så relevante som tidligere antydet. Dette skyldes det faktum at det i mange vev er vanskelig for disse forbindelsene å nå terskelkonsentrasjonen som trengs for å utøve noen betydelig biologisk effekt [21,22]. Likevel har nyere studier antydet at polyfenoler kan ha betydelige effekter på menneskers helse, for eksempel antiinflammatoriske, antimikrobielle og tumordempende egenskaper [23-25]. Mangfoldet av polyfenolic forbindelser av naturlig opprinnelse, deres kjemiske labilitet, og deres komplekse biotilgjengelighetsmønstre krever derfor en streng evaluering av de fysiologiske effektene av disse forbindelsene, og slike evalueringer er ikke alltid tilgjengelige. Disse evalueringene er absolutt nødvendige for senere bruk i terapeutiske applikasjoner.
4. Implikasjoner og potensielle fordeler med polyfenoler på menneskers helse
Som allerede diskutert har polyfenoler vært godt karakterisert for sine antioksidanteffekter, men deres fysiologiske relevans har blitt stilt spørsmål ved på grunn av den begrensede biotilgjengeligheten som gjør relativt lave konsentrasjoner som kan hemme oppnå betydelige in vivo-effekter [21,22]; Imidlertid er forskjellige alternative molekylære mekanismer der polyfenoler ser ut til å ha en rolle blitt identifisert, og dette gir disse forbindelsene
et annet sett med egenskaper som kan representere fordeler for menneskers helse. Disse inkluderer forskjellige handlinger både på intra- og inter-cellulære signalveier nivåer, som for eksempel regulering av kjernefysiske transkripsjonsfaktorer og fettmetabolisme og modulering av syntesen av inflammatoriske mediatorer som cytokiner, tumornekrosefaktor αx, interleukin-1β og interleukin-6 [26,27]. Som en generell oversikt har forskjellige studerte flavonoider vist seg å spille forskjellige roller i cellulære prosesser, for eksempel å øke insulinsekresjon, redusere apoptose, fremme β celleproliferasjon og redusere betennelse og oksidativt stress i noen celler [28]. Alle disse effektene spiller en rolle i forskjellige prosesser, for eksempel glukoregulering, og viser at flavonoider kan ha gunstige effekter på diabetes og fedme forebygging og kontroll [29-31].
Til tross for alle de potensielle gunstige effektene av polyfenoler foreslått til dags dato, er et viktig aspekt å vurdere den effektive konsentrasjonen i menneskekroppen av disse forbindelsene og mengden naturlig mat som må konsumeres for å nå en slik konsentrasjon. I mange tilfeller kan den nødvendige polyfenolmengden som trengs for å utøve en viss fysiologisk funksjon oppnås ved forbruk av vanlige matvarer i passende mengder i et normalt kosthold, og i slike tilfeller unngås toksisitet. I andre tilfeller, hvor de potensielle gunstige effektene kan forutses, må forbruket av polyfenolholdige matvarer økes, og i prinsippet forventes det ingen bivirkninger hvis denne økningen er nøye planlagt. Til slutt, hvis den fysiologisk aktive konsentrasjonen ikke kan nås med vanlig matinntak, kan kosttilskudd eller farmakologiske tilnærminger være nødvendig. Dette kan føre til en økning i bivirkninger som vil kreve streng oppfølging av inntaket og riktig kontroll av doseringsregimet [30].
Polyfenoler er hovedsakelig gitt ved inntak av forskjellige matkilder, for eksempel kaffe, te, kakao og epler, og de har vært forbundet med flere potensielle helsemessige fordeler [56,11,14,32-36]. Faktisk har polyfenoler vært mekanistisk involvert i glukosemetabolisme, blodplatefunksjon, endotelfunksjon, blodtrykk, betennelse og kolesterolnivåer, blant annet [37,38]. Denne variasjonen av cellulære funksjoner som kan påvirkes av virkningen av polyfenoler gir en utmerket plattform for utvikling av effektive helseforebyggende strategier samt nye terapeutiske tilnærminger, ikke bare for utbredte NCDer, men til og med for genetiske arvelige sjeldne patologiske forhold [5,6]. Noen av bevisene for den gunstige effekten av polyfenoler på menneskers helse kommer fra observasjonsstudier, og dette innebærer å ta flere faktorer i betraktning når man trekker ut meningsfulle konklusjoner når man tolker eksperimentelle data. For eksempel kan et høyt inntak av polyfenoler fra forskjellige matvarer balanseres ved redusert inntak av ellers potensielt skadelige matvarer av animalsk opprinnelse; Observasjonsstudier kan imidlertid være nyttige i mange tilfeller, for eksempel i formuleringen av hypoteser som deretter vil bli inkludert i kontrollerte intervensjonsstudier. Faktisk bør observasjonsstudier om denne saken suppleres og støttes av strenge og brede kliniske studier som evaluerer hypotesen om at kostholdsfenolics har en positiv rolle i å forbedre menneskers helse og forebygge sykdomstilstander [28].
I tillegg til alle effektene på kardiometabolsk helse, er polyfenoler også antatt å ha en gunstig rolle i kognitiv funksjon. For eksempel viser noen langsgående studier at vanlig kostholdssjokoladeforbruk kan redusere risikoen for kognitiv nedgang 39,40. Studier av andre matkilder som te viser at forbruket kan bidra til å redusere risikoen for kognitiv svikt, redusere risikoen for depresjon og ha beskyttende effekter mot noen sykdommer som Parkinsons sykdom [41-44].
Fra alle polyfenoltyper kan diettflavonoider også ha gunstige effekter i retinal degenerative sykdommer som retinitis pigmentosa, hvor mutasjoner i retinalproteiner kan forårsake fotoreseptorcelledød og synstap, noe som til slutt fører til blindhet. Faktisk ble flavonoid quercetin funnet å ha en effekt på konformasjonsstabiliteten og funksjonen til den visuelle G protein-koblede reseptoren (GPCR) rhodopsin (Rho)[45]. Disse resultatene tyder på at quercetin kan ha en positiv effekt på stabiliteten og konformasjonsegenskapene til G90V Rho RP mutant. Disse resultatene understreker at andre roller, i tillegg til deres etablerte antioksidanteffekt, kan forestilles for flavonoider og andre polyfenoler. Effekten på retinal Rho antyder en effekt på reseptornivå som fortjener videre undersøkelse. Disse resultatene åpner en ny ramme av muligheter til å bruke denne og andre flavonoider, muligens i kombinasjon med spesifikke retinoider, for å behandle retinal degenerasjon forbundet med RP. Denne strategien kan også brukes til å overvinne mutasjonseffekten forbundet med ulike patologiske tilstander hos andre medlemmer av GPCR-superfamilien [45].
Polyfenolic forbindelser, og spesielt flavonoider, er gode utsikter for behandling eller ameliorating utviklingen av menneskelige sykdommer, i tillegg til deres etablerte antioksidant potensial som anses viktig som en del av en sunn livsstil.
