ANTHOCYANINS AND BIOMEDICINAL PROPERTIES
Antocyjany są członkami grupy flawonoidów fitochemicznych, grupy dominującej w herbatach, miodzie, winach, owocach, warzywach, orzechach, oliwie z oliwek, kakao i zbożach. Flawonoidy, prawdopodobnie najważniejsza pojedyncza grupa fenoli w żywności, obejmuje grupę ponad 4000 aromatycznych związków roślinnych C15 z wieloma wzorcami substytucji (www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/index.html). Głównymi graczami w tej grupie są antocyjany (np. cyjanidyna, pelargonidyna, petunidyna), flawonole (kwercetyna, kaempferol), flawony (luteolina, apigenina), flawanony (mirycetyna, naringina, hesperetyna, naringenina), flawan-3-ole (katechina, epikatechina, galokatechina) oraz, choć czasami klasyfikowane oddzielnie, izoflawony (genisteina, daidzeina). Fitochemikalia w tej klasie są często określane jako bioflawonoidy ze względu na ich wieloaspektową rolę w utrzymaniu zdrowia człowieka, a antocyjany w żywności są zazwyczaj spożywane jako składniki złożonych mieszanin składników flawonoidowych. Dzienne spożycie szacuje się na 500 mg do 1 g, ale może wynosić nawet kilka g/d, jeśli dana osoba spożywa suplementy flawonoidowe (wyciąg z pestek winogron, miłorząb japoński lub pycnogenol; patrz np.). Thefree-radical scavenging i zdolności antyoksydacyjne pigmentów antocyjanowych są najbardziej nagłośnione modus operandiused przez te pigmenty do interwencji z ludzkim therapeutictargets, ale w rzeczywistości badania wyraźnie sugerują, że inne mechanizmy działania są również odpowiedzialne za obserwowane healthbenefits . Antocyjanowe izolaty i bogate w antocyjany mieszanki bioflawonoidów mogą zapewniać ochronę przed rozszczepianiem DNA, aktywność estrogenową (zmieniającą rozwój hormonozależnych objawów chorobowych), hamowanie enzymów, zwiększanie produkcji cytokin (regulując w ten sposób odpowiedzi immunologiczne), aktywność przeciwzapalną, peroksydację lipidów, zmniejszanie przepuszczalności naczyń krwionośnych i kruchość oraz wzmacnianie błon. Struktura chemiczna (pozycja, liczba i rodzaje podstawników) poszczególnych cząsteczek antocyjanów ma również wpływ na stopień, w jakim antocyjany wywierają swoje bioaktywne właściwości, a relacje struktura-funkcja wpływają również na wewnątrzkomórkową lokalizację pigmentów. Literatura antocyjanów zawiera pewne kontrowersje dotyczące względnego wkładu glikozylowanych antocyjanówversus aglikonów w zakresie biodostępności i potencjału bioaktywnego. Pierwotnie zakładano, że tylko aglikony mogą wejść do obiegu krążenia, jednak absorpcja i metabolizm glikozydów antocyjanowych została obecnie udowodniona. Charakter koniugatu cukru i aglyconeare ważne determinanty wchłaniania antocyjanów i excretion w obu ludzi i szczurów .
Role pigmentów antocyjanów jako środki lecznicze zostały dobrze-akceptowane dogmat w medycynie ludowej na całym świecie, i faktycznie, te pigmenty są związane z zadziwiająco szerokim zakresie-based rangeof korzyści zdrowotnych. Na przykład, antocyjany zHibiscus sp były historycznie stosowane w środkach na liverdisfunction i nadciśnienie; i borówki (Vaccinium) antocyjany mają anegdotyczną historię użycia do zaburzeń widzenia, infekcji bakteryjnych, biegunki i różnych innych zaburzeń zdrowotnych . Ale podczas gdy wykorzystanie antocyjanów do celów terapeutycznych od dawna jest wspierane zarówno przez anegdotyczne i epidemiologiczne dowody, to tylko w ostatnich latach, że niektóre z konkretnych, mierzalnych właściwości farmakologicznych wyizolowanych pigmentów antocyjanów zostały ostatecznie zweryfikowane przez rygorystycznie kontrolowane in vitro, in vivo, lub klinicznych prób badawczych . W wielu innych przypadkach, dokładne role theanthocyanins w utrzymaniu zdrowia ludzkiego w porównaniu z innymi fitochemikaliami w złożonej mieszaninie z ekstraktu owoców lub żywności nie zostały całkowicie uporządkowane. W rzeczywistości, niektóre raporty sugerują, że aktywność antocyjanów jest wzmocniona, gdy są one dostarczane w mieszankach .
Na przykład, ostrość widzenia może być znacznie poprawiona poprzez podawanie pigmentów antocyjanów zwierzętom i ludziom, a rola tych pigmentów w zwiększaniu widzenia nocnego lub widzenia ogólnego została szczególnie dobrze udokumentowana. Oral intakeof anthocyanosides from black currants resulted in significantlyimproved night vision adaptation in human subjects , andsimilar benefits were gained after administration of anthocyaninsfrom bilberries . Trzy antocyjany z czarnej porzeczki stymulowały regenerację rodopsyny (receptora sprzężonego z białkiem G zlokalizowanego w siatkówce oka), a tworzenie się pośrednika regeneracyjnego było przyspieszane przez 3-rutinozyd cyjanidyny.Te badania silnie sugerują, że wzmocnienie regeneracji rodopsyny jest co najmniej jeden mechanizm, przez który antocyjany poprawić ostrość widzenia.
W obu in vitro i in vivo prób badawczych, antocyjany havedemonstrated wyraźne zdolności do zmniejszenia proliferacji komórek nowotworowych i hamowania powstawania guzów. The capacityof antocyjanin pigmenty zakłócać procescarcinogenesis wydaje się być związane z wielu potencjalnych mechanizmów działania, w tym hamowanie enzymów cyklooksygenazy i silny potencjał przeciwutleniający. Hou i wsp. wykazali, że antocyjany hamują proces nowotworzenia poprzez blokowanie aktywacji szlaku kinazy białkowej aktywowanej mitogenami. Raport ten dostarczył pierwszych wskazówek na temat molekularnej podstawy, dlaczego antocyjany wykazują właściwości antykancerogenne. W innych badaniach, ekstrakty owocowe ze znacznymi stężeniami antocyjanów okazały się skuteczne przeciwko różnym etapom kancerogenezy, ale indywidualna rola antocyjanów w stosunku do innych składników nie została określona, częściowo dlatego, że antocyjany były zbyt łatwo degradowane podczasbioassays, jeśli oddzielone od stabilizujących kofaktorów, takich jak inne składniki fenolowe .
Rola antocyjanów w ochronie przed chorobami układu krążenia jest silnie związana z ochroną przed stresem oksydacyjnym. Ponieważ dysfunkcja śródbłonka jest zaangażowana w inicjację i rozwój chorób naczyń, cztery antocyjany wyizolowane z owoców czarnego bzu zostały wprowadzone do lematu osocza i cytozolu komórek śródbłonka w celu bezpośredniego zbadania ich ról ochronnych. Testy wykazały nie tylko, że antocyjany mogą być bezpośrednio inkorporowane do komórek śródbłonka, ale że znaczna ochrona przed stresem oksydacyjnym była wynikiem. Delphinidin, ale niemalvidin lub cyjanidin, dostarczył endothelium-dependentvasorelaxation w aorcie szczura, zapewniając pharmacologicalbenefit porównywalne do czerwonego wina polifenoli . W modelu szczura, mały wpływ karmienia oczyszczonych antocyjanów (cyjanidyna 3-O-glukozyd) lub bogate w antocyjany ekstrakty z czarnego bzu lub czarnej porzeczki można wykryć na poziom cholesterolu lub wzorców kwasów tłuszczowych w wątrobie, ale pigmenty były zdolne do oszczędzania witaminy E . Surowe wyciągi antocyjanowe z borówki były podawane zarówno doustnie, jak i przezinjection w celu zmniejszenia przepuszczalności naczyń włosowatych. W innych badaniach związanych z upośledzeniem układu krążenia, role pigmentów antocyjanowych w porównaniu z innymi flawonoidami dostarczanymi w ekstrakcie fitochemicznym nie zostały całkowicie uporządkowane.Ochrona przed atakami serca poprzez podawanie soku z winogron lub wina była silnie związana ze zdolnością produktów bogatych w antocyjany do zmniejszenia stanu zapalnego i zwiększenia wytrzymałości i przepuszczalności naczyń włosowatych oraz do hamowania formowania płytek krwi i zwiększenia uwalniania tlenku azotu (NO). Podobnie, dostarczanie koncentratu z czarnej porzeczki z intensywną zawartością antocyjanów spowodowało zależną od śródbłonka wazorelaksację w pierścieniach aorty szczura in vitro. Themechanism of vasorelaxation was attributed to increased levels ofNO production, but the active compounds in the concentratewere not isolated. Kiedy szczury były wstępnie traktowane, aby stworzyć increasedsusceptibility do uszkodzeń oksydacyjnych, a następnie karmione antocyjanin-richextracts, znaczne zmniejszenie wskaźników peroksydacji lipidów i uszkodzenia DNA wynika. Ingestion of these extracts, which contained mixtures of delphinidin, cyanidin, petunidin, peonidin, and malvidin in the 3-glucopyranoside forms, alsoincreased plasma antioxidant capacity.
Tsuda et al recently provided evidence that anthocyaninsextracted from purple corn, when provided to mice in tandem witha high-fat diet, effectively inhibited both body weight and adiposetissue increases. Typowe objawy hiperglikemii, hiperinsulinemii i hiperleptynemii sprowokowane przez dietę wysokotłuszczową nie wystąpiły, gdy myszy również spożywały izolowane antocyjany. Eksperymenty te sugerują, że antocyjany, jako funkcjonalny składnik żywności, może pomóc w zapobieganiu otyłości i cukrzycy.
Antocyjany zostały przypisane zdolności modulowania funkcji poznawczych i motorycznych, w celu zwiększenia pamięci, i mieć rolę w zapobieganiu związanego z wiekiem spadku funkcji neuronalnych. Choet al doniósł, że podawanie wyizolowanych antocyjanów z purpurowego słodkiego ziemniaka poprawiło sprawność poznawczą ocenianą testami biernego unikania u myszy poddanych działaniu alkoholu, a także skutecznie hamowało peroksydację lipidów w tkankach mózgu szczurów. Podając ekstrakty z borówki o znacznej zawartości antocyjanów (ale nie oczyszczone pigmenty), zauważono, że dieta uzupełniona borówkami skutecznie odwracała związane z wiekiem deficyty w różnych parametrach neuronalnych i behawioralnych (pamięć i funkcje motoryczne).Dalsze badania przez ten zespół laboratoryjny wykazały, że antocyjany (w szczególności, cyjanidyny-3-sambubiozyd-5-glukozyd i cyjanidyny-3, 5-diglukozyd) były wysoce biodostępne w komórkach śródbłonka, co było związane z ich role w preventionof miażdżycy i zaburzenia neurodegeneracyjne .
Antocyjany wywierały wielorakie działanie ochronne przeciwko zapaleniu opłucnej w modelu szczurzym i były zdolne do tłumienia stanu zapalnego.Leczenie antocyjanami zmniejszyło również ekspresję enzymów zaangażowanych w stan zapalny w płucach. The antimicrobialactivity of anthocyanins in general has been well established,including significant inhibition of aflatoxin biosynthesis .The experimental evidence demonstrating anthocyanin benefits fordiabetes and pancreatic disorders has also accumulated in recentyears, and again the efficacy is attributed to the multiple,simultaneous biological effects these pigments cause in the body,including prevention of generation of free radicals, decreasedlipid peroxidation, reduced pancreatic swelling, and decreasedblood sugar concentrations in urine and blood serum .