A növények anyagcseretermékei, mint lehetséges elhízás elleni szerek

1 Élelmiszertudományi és Technológiai Kar, Universiti Putra Malaysia, Selangor, 43400 Serdang, Malajzia

2 Orvostudományi és Egészségtudományi Kar, Putiti Malajzia, Selangor, 43400 Serdang, Malajzia

3 Természetes Termékek Laboratóriuma, Biológiai Tudományok Intézete, Universiti Putra Malaysia, Selangor, 43400 Serdang, Malajzia

4 Egészségtudományi Tanszék, Természettudományi Kar, Mauritiusi Egyetem, 230 Reduit, Mauritius

Absztrakt

1. Bemutatkozás

Az elhízás világszerte gyorsan növekvő járvány, amely a morbiditás és a halálozás kockázatának növekedését mutatja a világ számos országában [1]. Ma világszerte több mint 1,1 milliárd ember túlsúlyos, és 312 milliót elhízottnak minősítenek [2]. Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) az elhízást az emberi egészségre káros kóros vagy túlzott zsírfelhalmozódásként határozza meg. Az elhízással járó szövődmények, mint például a magas vérnyomás, a hiperlipidémia, a diabetes mellitus, a szív- és érrendszeri betegségek, a rák és az anyagcsere-rendellenességek arra kényszerítik a kutatókat, hogy hosszú távú megoldásokkal álljanak elő a testsúly kezelésére és kontrolljára [3, 4]. Az elhízást a zsírszövetek megnövekedett tömegének is definiálják, ami a zsírsejtek megnövekedésének és/vagy számuk növekedésének eredménye [5]. Az elhízás nyers mértéke a testtömeg-index (BMI), amelyet a testtömeg kilogrammban elosztva osztanak a magasság négyzetméterével. A túlsúlyt 25,0–29,9 kg m −2 BMI-ként definiálják, és a 30 kg m −2 túli BMI-t elhízásnak tekintik. A rendkívüli elhízás meghatározása 40 kg m −2-nél nagyobb BMI [6]. Ma az Egyesült Államokban a felnőttek több mint 65% -a túlsúlyos vagy elhízott [7]. Az olyan fejlődő országokban, mint Malajzia, a felnőtt lakosság 23% -ának volt túlsúlyos és 14% -ának elhízott [8].

Az elhízás legfőbb oka az energiafelhasználás meghaladása az energiafelhasználáson felül. Genetikai felépülésünk bizonyos mértékig szerepet játszik annak eldöntésében, hogy szenvedünk-e elhízástól vagy sem életünk egy bizonyos pontján. Noha a rágcsálókban könnyű elkülöníteni az elhízásért felelős gént, az emberek esetében ez nem így van. A testtömeg-eltérésnek csak 33% -a genetikai hatás, de a környezeti hatások nagy jelentőséggel bírnak. Ezek a tényezők magukban foglalják az életmódot és a társadalmi-gazdasági tényezőket [9]. A zsírszövet nem egyetlen entitás, hanem több alosztályból áll, például a zsigeri és a szubkután rétegekből, amelyeknek különböző következményei vannak az egészségre. A zsírszövet nemcsak a triacil-gliceridek tároló szerve, hanem egy endokrin szerv is, ahol számos kémiai hírvivő anyagot, úgynevezett adipokint szabadítanak fel a jobb kommunikáció érdekében más szövetekkel [10].

2. Enzimek gátlása

Növényi botanikai anyagokat értékeltek antilipáz aktivitásukról, mint terápia az elhízás kezelésére. A közelmúltban átfogó áttekintést tettek közzé a természetes eredetű lipázinhibitorokról [19]. A természetes PL-inhibitorokat, mint például a szaponinokat, polifenolokat, terpéneket és mikrobiális melléktermékeket, az elhízás kezelésében és az új gyógyszerek felfedezésében feltáratlan potenciálként írták le. Beszámoltak az ehető Nomame gyógynövény kivonatának, a CT-II-nek az elhízás elleni hatásáról. Úgy találtuk, hogy ez a kivonat in vitro dózisfüggő módon gátolja a sertés PL-t. Az extraktumok nagyon alacsony, 0,1 mg/ml koncentrációja a lipáz aktivitásának 50% -os gátlását eredményezte. A CT-II kivonat etetése gátolta a súlygyarapodást és a plazma triglicerid szintjét a sovány patkányokban, amelyek magas zsírtartalmú étrendet tápláltak, anélkül, hogy befolyásolták volna az étel bevitelét. Elhízott személyeknél 6 hónapos etetés után a testsúly és az összes testzsír jelentősen elveszett, és a további súlygyarapodás elnyomott. Ennélfogva ebből a tanulmányból arra a következtetésre jutottak, hogy a CT-II erőteljes lipázinhibitor lehet, és súlykontrollként alkalmazható elhízott egyéneknél [20].

Salacia reticulata egy indiai eredetű növény, amelyet Japánban általában elhízás és cukorbetegség elleni szerként alkalmaznak. Forró vízben oldódó kivonata S. reticulata (SRHW) vizsgálta annak elhízásellenes hatását, in vitro és in vivo egyaránt. Az SRHW in vitro gátolta a hasnyálmirigy-lipázt, az LPL-t és a glicerofoszfát-dehidrogenázt. Az extraktum nem mutatott hatást a hormonérzékeny lipázra. Az SRHW-vel táplált nőstény Zuker elhízott patkányok a testtömeg és a zsírraktározás jelentős csökkenését mutatták, míg a hímeknél nem figyeltek meg szignifikáns különbséget. Az SRHW elhízásellenes hatását a polifenolok, például a mangiferin, a katechinek és a kondenzált tannin magas koncentrációjának tulajdonították [23].

Megállapították, hogy a szőlőmag kivonat (GSE) in vitro gátolja az LPL-t [24]. A GSE függően gátolta a PL aktivitás dózisát, maximális gátlása 80% volt. 1 mg/ml koncentrációban a GSE 30% -kal gátolta az LPL aktivitást. A földimogyoró-héj kivonatokról (PSE) kiderült, hogy gátolják a különféle lipázokat, például a PL-t, az LPL-t és a hormon-érzékeny lipázt (HSL). A PSE-vel táplált patkányok fokozott zsírszekréciót mutattak a székletben, és a súlygyarapodást megakadályozták azoknál a patkányoknál, akiket magas táplálékkal etettek 1% PSE-vel. A lipidek fokozott ürülékkiválasztása arra utal, hogy a PSE-k különböző lipázok gátlásával működnek, és hasznosak lehetnek a zsír felszívódásának gátlásában [25].

Újabb bizonyítékok vannak arra, hogy a szójafehérjék csökkenthetik a testtömeget. Amint azt Bhatena és Velaquez [26] áttekintette, a szójafehérje és izoflavonjai elhízásgátló hatása a hasnyálmirigy inzulin és az antioxidáns hatások modulációjának, valamint az alacsony kalóriatartalmú étrendben az állati fehérjék növényi fehérjékkel történő hosszú távú helyettesítésének tudható be. A szójafehérje-izolátumban és a hidrolizátumban található tetrapeptid antiabezitási hatást mutatott genetikailag elhízott egerekben azáltal, hogy csökkentette a perirenális zsírtömeg és a plazma glükózszintjét. Ennek a fehérjetápláléknak a jótékony hatása annak köszönhető, hogy magas az izoflavon-tartalma, főleg a genistein és a daidzein [26].

Nemrégiben beszámoltunk Malajziából kiválasztott trópusi növények in vitro gátló hatásáról a lipoprotein lipáz aktivitásra. Kivonatok Morinda citrifolia gyümölcs (noni), Momordica charantia (keserű tök), és Centella asiatica (Ázsiai pennyfű) gátolta az LPL aktivitását in vitro. 0,1 mg/ml koncentrációban a Noni gyümölcs kivonat mutatta a legnagyobb gátlást, 21,5%, ezt követte az ázsiai pennyfű kivonat (18,2%) és a keserű tök kivonat (10%). Noha a gátlás teljes mechanizmusáról nem számoltak be, felvetették, hogy számos flavonoid, például katekinek és epikatechin szinergetikus hatása felelős lehet e bioaktivitásért [27].

3. Az adipogenezis és az adipogén faktorok gátlói

A fehér zsírszövet (WAT) a fő energiatartalék emberekben és állatokban, ahol a felesleges energiát trigliceridként tárolják. Az energiafogyasztás és az energiatermelés egyensúlya, amelyet energia homeosztázisként és a testtömeg szabályozásaként határozunk meg, ennek a folyamatnak az egyensúlyától függ. Az energiafogyasztás és az energiafelhasználás közötti egyensúlyhiány gyors súlygyarapodáshoz vezetett. A központi idegrendszer, pontosabban a hipotalamusz szabályozza és integrálja az élelmiszer-bevitelt és az energiafelhasználást, míg a perifériás szövetek, például az izmok és a zsírszövetek a tápanyagok anyagcseréjével és az energiatermeléssel foglalkoznak [28]. Beszámoltak arról, hogy egy hosszú távú és rövid távú jelekből álló komplex hálózat szabályozza az energiafelvételt. Ezeket a jeleket a hipotalamusz integrálja, és olyan orexigén és anorexigén neuropeptideket tartalmaznak, amelyek szabályozzák az étvágyat és az anyagcserét [29].

Az energiahiány vagy az éhezés időszakában a triacil-glicerineket mozgósítják az energiahiány pótlására. Úgy gondolták, hogy a WAT-túllépés az egyik legfontosabb tettes az elhízás elterjedtségében a mai világban [30]. Ismeretes, hogy a zsírszövet növekedése új prekurzorsejtek képződésével jár a prekurzor sejtjeiből, ami a zsírsejt méretének növekedéséhez vezet. Az antiobezitással összefüggő bioaktivitások kifejlesztésére az adipociták méretét és számát, valamint az energiaegyensúlyban szerepet játszó jelek expresszióját és a specifikus adipokinek gátlását vagy fokozását szabályozó kezelést javasolták [31].

Perilla olaj, amely gazdag (n-3) többszörösen telítetlen zsírsavakról azt találták, hogy megakadályozzák a zsigeri zsírszövet túlzott növekedését patkányokban az adipocita differenciálódás csökkentésével. A perillaolajról kiderült, hogy patkányokban elnyomja az adipocita differenciálódás késői fázisát és megelőzi a lipoprotein expresszió növekedését. Felvetődött, hogy a perillai olaj felhasználása gazdag α-A linolénsav kémiailag stabil, ezért fogyasztása jó az ember számára, hogy megakadályozza a zsigeri zsírszövet kialakulását elhízott betegeknél [34].

Hibiscus sabdariffa Az italról széles körben használt L. gyógynövényről szintén beszámoltak arról, hogy negatívan befolyásolja az elhízást. Az elvégzett vizsgálatok igazolták, hogy ennek a növénynek a vízkivonata gátolja az adipocita differenciálódást a P13-K és MAPK útvonalak modulációja révén, amelyek kritikusak az adipogenezis bekövetkezése szempontjából [35]. A hibiszkusz kivonatokról azt is kimutatták, hogy gátolják a sertés hasnyálmirigy-amilázt, hatékonyan csökkentik a patkányok koleszterin-, lipid- és trigliceridszintjét, és gátló hatást fejtenek ki a 3T3-L1 preadipocyták adipogenezisére [36]. A hagyományos ismeretek és a legújabb tudományos eredmények azt sugallják, hogy a hibiszkusz kivonatai funkcionális táplálékként vagy alternatív gyógyszeres italokként használhatók az elhízás kezelésében.

4. Étvágycsökkentők

5. Diétás fitokémiai stratégiák az elhízáshoz és az elhízáshoz kapcsolódó betegségekhez metabolikus megközelítéssel

NMR és PCA technikák. Tíz érdekes metabolitot azonosítottak öregedésgátló biomarkerként a patkányok vizeletében. A flavonokkal végzett beavatkozás után végzett további vizsgálatok Herba epimedii kiderült, hogy a 24 hónapos patkányok vizeletprofilja eltért a 18 hónapos modellekét [66]. Az elhízás kapcsán metabolomikát alkalmaztak az elhízás hatásának értékelésére a magas zsírtartalmú étrend által kiváltott elhízás patkánymodelljében. A magas zsírtartalmú étrend által kiváltott elhízott patkányok vizeletének metabolikus változásai

-magmágneses rezonancia spektroszkópián alapuló metabolikus értékelésről számoltak be. A spektrumokat többváltozós statisztikai elemzéssel elemeztük a csoportok szétválasztásának azonosítására. A többváltozós adatelemzés egyszerre több ezer változó statisztikai elemzésével foglalkozik. A metabolomikai vizsgálatok többségében a megfigyelések száma lényegesen kisebb, mint a mért változók. A vizelet anyagcsere-profilja különbözött az alacsony étrend-növekedésűeknél és az azonos étrendben magas hízóknál. A fontos metabolitok közé tartozik a betain, a taurin, az aceton/acetoacetát, a fenil-acetil-glicin, a piruvát, a laktát és a citrát. Ez a tanulmány sikeresen megerősíti az NMR-alapú metabolomika pontosságát az étrend elhízásra gyakorolt hatásának tanulmányozásában [67].

Egy másik tanulmány megpróbálta a gyermekkori elhízást metabolomikus szempontból tanulmányozni. Zheng és munkatársai a közelmúltban többváltozós statisztikai elemzéssel együtt elvégezték a gyermekkori elhízás plazma metabolikus ujjlenyomatát a GC/MS segítségével. A normál, túlsúlyos és elhízott gyermekek plazmáját metabolikus profilozásnak vetették alá GC/MS alkalmazásával. Különböző anyagcsere mintákat tártak fel korrelálatlan lineáris diszkrimináns elemzéssel kiszámítva. Az izoleucint, a glicerinsavat, a szerint, a 2,3,4-trihidroxi-vajsavat és a fenilalanint potenciális biomarkerként fedezték fel a gyermekkori elhízás szempontjából. A szerzők arról is beszámoltak, hogy a derék csípő aránya, az összes triglicerid, az összes koleszterin, a nagy sűrűségű lipoprotein és az alacsony sűrűségű lipoprotein szorosan kapcsolódik a gyermekkori elhízás metabolikus zavaraihoz, és azt tanácsolják, hogy ezeknek az összetevőknek nagyobb jelentőséget tulajdonítsanak a klinikai körülmények között, mintsem Csak a BMI [68].

Annak ellenére, hogy a metabolomikai technikák egyre növekvő mértékben használják a természetes egészségügyi termékkutatást, korlátozott információ áll rendelkezésre az elhízás és az elhízáshoz kapcsolódó betegségek étrendi fitokémiai stratégiáiról a metabolomikai megközelítés alkalmazásával. Legjobb tudásunk szerint nincs olyan tanulmány, amely magas zsírtartalmú étrendet tápláló, természetes bioaktív anyagokkal kiegészített, elhízott alanyok metabolit modulációjáról számolna be. De mivel a metabolomika még gyerekcipőben jár, amikor a természetes termékekkel kapcsolatos kutatásokról van szó, nem kétséges, hogy egyre több információ válik elérhetővé a növények bioaktív anyagainak elhízásellenes hatásairól, anyagcsere szempontból.

6. Következtetés

Köszönetnyilvánítás

Az első szerző hálás az Iszlám Fejlesztési Banknak a Ph.D. pénzügyi ösztöndíjáért. A szerzők nincsenek közvetlen pénzügyi kapcsolatban a cikkben említett kereskedelmi identitással, és nem jelentenek összeférhetetlenséget.