Фукоидан
Фукоидан — длинноцепочечный сульфатированный полисахарид , обнаруженный в различных видах бурых водорослей . Коммерчески доступный фукоидан обычно извлекается из морских водорослей Fucus vesiculosus ( раковины ), Cladosiphon okamuranus , Laminaria japonica ( комбу , сахарные водоросли) и Undaria pinnatifida ( вакаме ). [ 1 ] [ 2 ] Вариантные формы фукоидана также были обнаружены у животных, включая трепанг. [ 3 ]
Фукоидан содержится в клеточных стенках водорослей и служит для их защиты от внешних стрессов. Те же защитные свойства, которые имеют ценность для морских водорослей, также оказались потенциально полезными для здоровья человека и животных. Экстракты фукоидана используются в ряде терапевтических препаратов для здравоохранения, а также в качестве ценных ингредиентов в пищевых продуктах, медицинских устройствах, средствах по уходу за кожей и дерматологических продуктах. [ 4 ]
Биологическая активность экстрактов фукоидана во многом определяется методом экстракции фукоидана. [ 5 ] и виды морских водорослей, из которых он извлекается. Методы экстракции фукоидана, чистота, биологическая активность, разрешения глобальных регулирующих органов и исходные виды морских водорослей различаются в зависимости от производителя фукоидана.
История
[ редактировать ]Морские водоросли, содержащие фукоидан, имеют богатую историю медицинского и терапевтического использования. Самые ранние записи были обнаружены в Монте-Верде в Чили, где археологические раскопки обнаружили доказательства их использования, датируемые примерно 12000 годом до нашей эры. [ 6 ] Раннее терапевтическое использование было также очевидно в древнегреческих и римских цивилизациях . В 17 веке английский ботаник Джон Джерард отметил использование морских водорослей для лечения самых разных недугов.
Сам фукоидан не был выделен и описан до начала 1900-х годов. [ 7 ] В 1913 году шведский профессор Харальд Килин первым описал слизистую пленку, обнаруженную на многих морских водорослях, как «фукоидин» или «фукоиджин». Впоследствии это вещество стало известно как «фукоидан» на основании международного соглашения о наименовании сахаров. [ 8 ] Исследования начала 20-го века были сосредоточены на извлечении сырых экстрактов и согласовании некоторых противоречивых взглядов на фукоидан. Методы экстрактов и выделения фукоидана из бурых морских водорослей были определены в лабораторных условиях Black et al. в Институте исследований морских водорослей в Великобритании. [ 9 ]
Глобальные исследовательские возможности расширились, когда в 1970-х годах фукоидан стал коммерчески доступен от компании Sigma Inc. Противораковые эффекты были одними из первых, о которых сообщили японские исследователи. [ 10 ] с последующим воздействием на иммунную модуляцию [ 11 ] а затем противоопухолевые, [ 12 ] противовирусное средство [ 13 ] и противовоспалительные реакции. [ 14 ]
Сегодня фукоидан продолжает использоваться в качестве дополнительной терапии во многих частях Азии, а именно в Японии и Корее, где его нередко рекомендуют пациентам, проходящим лечение от рака. Интерес к фукоидану и его использование быстро растут во всем западном мире, поскольку научные исследования набирают обороты и расширяются глобальные разрешения регулирующих органов. Использование фукоидана в качестве нового ингредиента в пищевых добавках, продуктах по уходу за кожей, функциональных продуктах питания и напитках растет. [ 4 ]
Активные исследования пользы фукоидана для здоровья продолжаются по ряду медицинских показаний, включая противораковые, иммуномодулирующие, противовирусные, пищеварительные, противовоспалительные , ранозаживляющие и антивозрастные применения. [ 15 ] [ 16 ]
Исследовать
[ редактировать ]В настоящее время более 2300 рецензируемых научных статей указывают на различные биологически активные функции фукоидана. Исследования в основном сосредоточены на областях борьбы с раком , противовирусными препаратами, противовоспалительными средствами , иммунитетом, здоровьем кишечника и пищеварительной системы, заживлением ран и борьбой со старением. Новые области научных исследований включают микробиом , заболевания почек , здоровье зубов, биоматериалы , доставку лекарств , нейропротекцию, [ 15 ] приложения для коагуляции и сердечно-сосудистой системы . [ 17 ]
Активные исследования фукоидана проводятся в Австралии, Японии, Корее, России и Китае, а также в Европе и Америке. [ 1 ]
Исследования указывают, что источником фукоидана является ряд распространенных морских водорослей, знакомых японской диете, в том числе комбу , вакаме , хидзики , модзуку , [ 2 ] и гагоме ( Кьельманиелла ), [ 22 ] [ 23 ] и другие водоросли, такие как ракушки ( Fucus distichus ssp. evanescens ) [ 23 ] и морские животные, в том числе морское ушко , морские гребешки , морской еж и морской огурец. [ 24 ]
Химия
[ редактировать ]Фукоиданы – это сульфатированные полисахариды, полученные преимущественно из бурых водорослей. Основным сахаром, содержащимся в основной цепи полимера, является фукоза, отсюда и название фукоидан. Наряду с фукозой часто присутствуют и другие сахара, в том числе галактоза, ксилоза, арабиноза и рамноза. Относительное содержание этих сахаров в фукоидане значительно варьируется в зависимости от вида водорослей, а также может зависеть от метода экстракции. [ 1 ] То же самое относится и к степени сульфатирования и другим структурным особенностям, таким как ацетилирование, которые обнаруживаются только у фукоиданов определенных видов. Основная цепь полимера заряжена отрицательно из-за присутствия сульфатных групп и, таким образом, уравновешивается присутствием катионов металлов.
Молекулярная масса фукоиданов обычно высока (около 50–1000 кДа), а распределение полидисперсное. Методы экстракции, которые минимизируют деградацию полимера, как правило, сохраняют эту особенность, в то время как другие методы могут использоваться для достижения более конкретных фракций молекулярной массы (например, 8 кДа). Эти низкомолекулярные фракции обычно имеют низкий выход и обычно используются для функциональных исследований.
Полная химическая характеристика осложняется рядом структурных особенностей, присутствующих в фукоидане. Таким образом, точный анализ фукоидана включает использование ряда анализов для количественного определения углеводов, сульфатирования, ацетилирования, молекулярной массы и катионов. Они определяются с использованием ряда методов, включая УФ-ВИД-спектрометрию, высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ), атомно-абсорбционную спектрометрию (ААС) и спектрометрию индуктивно-связанной плазмы (ИСП). Газовая хроматография (ГХ) также часто используется для определения сахарного состава углеводной цепи.
Фукоидановый продукт
[ редактировать ]Фукоидан можно использовать как отдельный ингредиент или легко смешивать с другими ингредиентами. Форматы доставки варьируются от капсул и таблеток до кремов, гелей, жидкостей и сывороток.
Фукоидан в настоящее время используется в широком спектре продуктов, представленных на рынке, таких как пищевые добавки, средства по уходу за кожей, медицинские устройства, функциональные продукты питания и напитки, а также продукты для здоровья животных. Фукоидан также используется в медицинских и фармацевтических исследованиях.
Безопасность и контроль качества
[ редактировать ]Фукоидан — это натуральное соединение морских водорослей, которое, как было доказано, нетоксично и не вызывает аллергии. Клинические испытания подтвердили, что сертифицированные органические экстракты фукоидана высокой чистоты безопасны для потребления человеком. В частности, Undaria pinnatifida ( водоросли вакаме ) и Fucus vesiculosus США одобрены к употреблению Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), которое классифицирует фукоидан как биосовместимую , биоразлагаемую и нетоксичную пищевую добавку « общепризнанный сертификат , имеющую . A » Безопасно » (ГРАС). [ 25 ]
В последние годы некоторые экстракты фукоидана, в частности, получили одобрение регулирующих органов в ряде мировых юрисдикций, в основном для использования в пищевых продуктах и диетических добавках. Некоторые экстракты употребляют с энергетическими напитками или в виде порошкообразных добавок, обогащенных витаминами, которые смешивают с водой.
Экспертная оценка, проведенная в 2019 году, показала, что по мере того, как глобальная осведомленность и одобрение фукоидана продолжают расти, различия в качестве продукции изменились — как в положительную, так и в отрицательную сторону — некоторые бренды производят продукты, лишенные какого-либо фактического экстракта фукоидана, но используют слово «фукоидан» для обозначения кажутся привлекательными для потребителей. [ 15 ]
Исследования показали несколько случаев, когда производители продуктов с фукоиданом занимались ложной рекламой , при этом тесты нескольких коммерчески доступных марок добавок с фукоиданом показали наличие в целом различных полисахаридов. Некоторые из проверенных торговых марок указали «фукоиданы» в качестве основного ингредиента на этикетке и внешней упаковке своего продукта, однако присутствие глюкозы или целлюлозы было обнаружено.
Производителям (и потребителям) рекомендуется проверять происхождение и идентичность ингредиентов фукоидана перед включением их в рецептуры, а также поддерживать покупку продуктов исключительно у проверенных производителей, торговых марок и компаний.
Устойчивое развитие
[ редактировать ]Ведущие производители фукоидана демонстрируют твердую приверженность устойчивым и этическим источникам морских водорослей, из которых можно извлечь фукоидан. Они способны продемонстрировать качество и прозрачность по всей цепочке поставок, от процесса сбора морских водорослей до методов производства фукоидана, энергопотребления, обеспечения качества и управления отходами.
Поскольку коммерческое использование морских водорослей набирает обороты во всем мире, а на первый план выходят новые применения, важно поддерживать устойчивые методы управления. [ 26 ] Мировые производители фукоидана в настоящее время различаются по своим методам, местам и стандартам сбора морских водорослей, включая сбор диких запасов и выращиваемых морских водорослей, а также сбор в чистых океанских водах по сравнению с теми, которые подвержены различным формам загрязнения.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Фиттон, Дж. Хелен (2011). «Терапия на основе фукоидана; многофункциональные морские полимеры» . Морские наркотики . 9 (10): 1731–1760. дои : 10.3390/md9101731 . ПМК 3210604 . ПМИД 22072995 .
- ^ Jump up to: а б Берто и Маллой (2003) [ 18 ] апуд Отари и Джадхаве (2021) , с. 129 [ 19 ]
- ^ Аташразм, Фарзане (2015). «Фукоидан и рак: многофункциональная молекула с противоопухолевым потенциалом» . Морские наркотики . 13 (4): 2327–2346. дои : 10.3390/md13042327 . ПМЦ 4413214 . ПМИД 25874926 .
- ^ Jump up to: а б Фиттон, Дж. Хелен (2015). «Терапия Фукоидана: Обновление» . Морские наркотики . 13 (9): 5920–5946. дои : 10.3390/md13095920 . ПМЦ 4584361 . ПМИД 26389927 .
- ^ Але, Марсель (2011). «Важные факторы, определяющие биологическую активность фукоидана: критический обзор структурно-функциональных отношений и методов экстракции фукозосодержащих сульфатированных полисахаридов из бурых морских водорослей» . Морские наркотики . 9 (10): 2106–2130. дои : 10.3390/md9102106 . ПМК 3210621 . ПМИД 22073012 .
- ^ Диллехей, Том (2008). «Морские водоросли, еда, медицина и заселение Южной Америки» . Наука . 320 (5877): 784–786. дои : 10.1126/science.1156533 . ПМИД 18467586 . S2CID 25648338 .
- ^ Килин, Харальд (1913). «О биохимии морских водорослей». З. Физиол Хоппе-Зейлера . 83 (3): 171–197. дои : 10.1515/bchm2.1913.83.3.171 .
- ^ Макнили, W (1959). «Промышленные резинки». Академическая пресса : 117–125.
- ^ Блэк, Вт (1951). «Производство химикатов для водорослей. IV † - Выделение фукоидина из бурых морских водорослей в лабораторных условиях» . Дж. Прил. Хим . 1 (3): 122–129. дои : 10.1002/jsfa.2740030305 .
- ^ Ямамото, я (1974). «Противоопухолевое действие морских водорослей. I. Противоопухолевое действие экстрактов саргассума и ламинарии». Jpn J Exp Med . 66 (6): 543–6. ПМИД 4455962 .
- ^ Сугавара, я (1982). «Полисахариды с сульфатными группами представляют собой митогены Т-клеток человека и поликлональные активаторы В-клеток мыши (PBA). I. Фукоидан и гепарин». Клеточный иммунол . 74 (1): 162–71. дои : 10.1016/0008-8749(82)90016-8 . ПМИД 6760994 .
- ^ Чаи, Дж (1984). «Диетические морские водоросли (ламинария) и канцерогенез молочной железы у крыс». Исследования рака . 44 (7): 2758–61. ПМИД 6426785 .
- ^ Накашима, Х (1987). «Сульфатирование полисахаридов создает мощные и селективные ингибиторы инфекции и репликации вируса иммунодефицита человека in vitro». Jpn J Рак Res . 78 (11): 1164–8. ПМИД 2447045 .
- ^ Чонг, А.С. (1986). «Рецепторы клеточной поверхности сульфатированных полисахаридов: потенциальный маркер подмножеств макрофагов» . Иммунология . 58 (2): 277–84. ПМЦ 1452651 . ПМИД 3011656 .
- ^ Jump up to: а б с Фиттон, Дж. Хелен (2019). «Терапия Фукоиданом: Новые разработки» . Морские наркотики . 17 (10): 571. дои : 10.3390/md17100571 . ПМК 6836154 . ПМИД 31601041 .
- ^ Лутули, С (2019). «Терапевтические эффекты фукоидана: обзор недавних исследований» . Морские наркотики . 17 (9): 487. дои : 10.3390/md17090487 . ПМК 6780838 . ПМИД 31438588 .
- ^ Яо, Юань; Йим, Эвелин К.Ф. (15 октября 2021 г.). «Фукоидан для применения в сердечно-сосудистой системе и факторы, опосредующие его активность» . Углеводные полимеры . 270 : 118347. doi : 10.1016/j.carbpol.2021.118347 . ISSN 0144-8617 . ПМЦ 10429693 . ПМИД 34364596 .
- ^ Берто, Оливье [на французском языке] ; Маллой, Барбара (2003). «Сульфированные фуканы, новые перспективы: структуры, функции и биологические свойства сульфатированных фуканов и обзор ферментов, активных по отношению к этому классу полисахаридов». Гликобиология . 13 (6): 29П–40П. дои : 10.1093/гликоб/cwg058 . ПМИД 12626402 .
- ^ Отари, Сачин В.; Джадхаве, Джиоти П. (2021). «Глава 6. Биоразлагаемые биополимеры, композиты и смеси на основе морских водорослей с применением» . Ин Пант, Дипак; Бхатия, Шаши Кант; Патель, Анил К.; Гири, Ананд (ред.). Биоремедиация с использованием сорняков: энергия, окружающая среда и устойчивость . Спрингер Природа. п. 34. ISBN 9789813365520 .
- ^ Перейра, Леонель (2020). «8 морских водорослей, продуцирующих коллоид: биоразнообразие агрофитов, каррагенофитов и альгинофитов» . В Киме, Се-Квон (ред.). Энциклопедия морской биотехнологии . Джон Уайли и сыновья. п. 280. ИСБН 9781119143796 .
- ^ Катаяма, Сигеру; Нисио, Тошихиро; Исайя, Зенсукэ; Саэки, Хироки (апрель 2009 г.). «Влияние производственных факторов на вязкость раствора полисахарида, выделенного из Gagome kjellmaniella crassifolia ». Рыболовная наука . 75 (2): 491–497. Бибкод : 2009PhysSc..75..491K . дои : 10.1007/ s12562-009-0070-8
- ^ Энциклопедия морской биотехнологии (2020) sv Saccharina sculpera syn. Кьельманиелла толстолистная , [ 20 ] со ссылкой на Катаяма и др. (2009) . [ 21 ]
- ^ Jump up to: а б Ямада (2006) , с. 50.
- ^ Ямада (2006) , стр. 46–47.
- ^ Цитковска, Александра; Шекальска, Марта; Винницка, Катажина (5 августа 2019 г.). «Возможности использования Фукоидана при разработке лекарственных форм» . Морские наркотики 17 (8):458.doi : 10.3390 /md17080458 . ПМК 6722496 . ПМИД 31387230 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Монагейл, М (2017). «Устойчивый сбор ресурсов диких морских водорослей» . Европейский журнал психологии . 52 (4): 371–390. Бибкод : 2017EJPhy..52..371M . дои : 10.1080/09670262.2017.1365273 . hdl : 10379/12542 . S2CID 90699130 .
- Библиография
- Ямада, Нобуо (2006) . Наука о фукоидане морских водорослей Издательство Сейзандо-шотен ISBN . 9784425882816 . (на японском языке)