Терапевтичний вплив ксантофільного каротиноїду, похідного морських водоростей, на лікування ожиріння; Огляд останнього десятиліття

Оїндамола Вівіан Ожуларі

1 Департамент харчових наук та біотехнологій Національного університету Кюнгпук, Тегу 41566, Корея; moc.liamg@ralomhadneeyoh (O.V.O.); moc.revan@974001gsl (S.G.L.)

Сеуль Гі Лі

Джу-Ок Нам

2 Інститут сільськогосподарських наук і технологій, Національний університет Кюнгпук, Тегу 41566, Корея

Анотація

Сучасний спосіб життя, пов’язаний із високим споживанням і накопиченням калорій і жирів, а також з порушенням енергетичного балансу призвели до розвитку ожиріння та супутніх захворювань, які постали однією з основних проблем охорони здоров’я у всьому світі. Для боротьби з хворобою багато досліджень повідомляють про вплив ожиріння природних сполук на харчові продукти, що має певні переваги перед хімічним лікуванням. Каротиноїди, такі як ксантофіл, отриманий з морських водоростей, привернули увагу дослідників завдяки своїй помітній біологічній активності, яка пов'язана головним чином з їх антиоксидантними властивостями. Їх участь у модуляції окисного стресу, регуляції основних факторів транскрипції та ферментах та їх антагоністичний вплив на різні параметри ожиріння досліджувались як у дослідженнях in vitro, так і in vivo. Цей огляд являє собою збірник опублікованих за останнє десятиліття досліджень антиоксидантних властивостей каротиноїдів ксантофілів морських водоростей, з акцентом на фукоксантині та астаксантині та їх механізмах дії у профілактиці та лікуванні ожиріння.

1. Вступ

Ожиріння, яке визначається як надмірне або ненормальне накопичення жиру в жировій тканині, дисбаланс енергії та ліпогенез, є результатом сучасного способу життя, що характеризується високим споживанням жиру, цукру та калорій, крім поганих фізичних вправ та фізичних навантажень [1, 2]. Це глобальна епідемія з понад 2,1 мільярда випадків, що становить близько 5% усіх смертей у світі [3], і, за прогнозами, найближчим часом різко зросте, особливо серед дорослого населення [4,5]. Вплив ожиріння на суспільство класифікується на величезні особисті, соціальні та економічні витрати [3,6]. У звіті зазначено, що люди з ожирінням сприйнятливі до депресії та емоційних травм через дискримінацію, нижчу зарплату та нижчу якість життя [3]. Крім того, медичні витрати, понесені внаслідок діагностики та лікування ожиріння та супутніх захворювань, таких як хвороби серця, високий кров'яний тиск, діабет, інсульт тощо, за оцінками, становлять від 2% до 7% витрат на охорону здоров'я (приблизно $ 2,0 трлн.) У розвинених економіках [6].

Молекулярний механізм ожиріння, опосередкований цитокінами, адипонектином та лептином, корелював із збільшенням запалення та окисного стресу та призводить до розвитку метаболічних захворювань, включаючи певні типи раку; гіперглікемія; діабет 2 типу; гіпертонія; і захворювання печінки, серця та жовчного міхура [2,7]; які становлять основний ризик для здоров’я у всьому світі [8]. Зокрема, ожиріння та діабет 2 типу асоціюються із збільшенням окисного стресу та запалення в жировій тканині [2,9,10]. Отже, дослідники вивчають функціональні матеріали рослинного походження, що містять антиоксиданти для боротьби з ожирінням та його супутніми захворюваннями, як альтернативи загальноприйнятим підходам, які були прийняті раніше, включаючи хірургічні та протизапальні препарати, які не часто мають стійкі наслідки та мають побічні ефекти. ефекти, включаючи головний біль, надмірну спрагу, безсоння, запор та стеаторею [11], або можуть мати йо-йо ефекти [8,12]. Отже, врахування антиоксидантів як терапевтичних засобів при лікуванні та/або профілактиці ожиріння та його супутніх захворювань було б проникливим.

Морські водорості зазвичай відносяться до рослин та водоростей, які ростуть у водних шляхах, таких як океани, озера, річки та потоки. Їх можна класифікувати на основі їх пігментації як бурі водорості, червоні водорості та зелені водорості [13,14] і є природними джерелами біоактивних сполук, таких як поліфеноли, ліпіди та каротиноїди, які проявляють антиоксидантну активність та інші корисні властивості [15 ], із широким застосуванням у харчовій, кормовій та фармацевтичній промисловості [16]. У деяких азіатських країнах, таких як Корея та Японія, морські водорості широко вживають як функціональну їжу з користю для здоров'я та є основними традиційними продуктами харчування (наприклад, Kimbap) [17,18]. Поширеність різних метаболічних синдромів у цьому регіоні нижча, ніж у західних країнах, таких як США та Австралія [14], що свідчить про те, що дієтичні звички впливають на здоров'я людини. Морські водорості містять каротиноїди, які діють як антиоксидантні, противірусні, протиракові, проти ожиріння, протизапальні, протизгортаючі та протиліпемічні засоби [19]. Деякі біоактивні сполуки, які були виділені та ідентифіковані з морських водоростей, включають каротиноїдні пігменти, такі як фукоксантин (FXN) [20], астаксантин (ASX), зеаксантин та β-каротин [21,22].

Метою цього огляду є зібрати результати досліджень, проведених протягом останнього десятиліття щодо антиоксидантних властивостей каротиноїдів морських водоростей, з акцентом на ксантофілах (FXN та ASX), включаючи висновки про їх значення для лікування ожиріння та механізму дії. завдяки яким вони досягають функцій in vitro (в клітинах), in vivo (на моделях тварин) та в клінічних дослідженнях (на людях).

2. Антиоксидантні властивості та біодоступність каротиноїдів ксантофілів морських водоростей

3. Фукоксантин та ожиріння

FXN (малюнок 1а), каротиноїд морських водоростей, нещодавно набув популярності завдяки своїм антиоксидантним властивостям, і тому його вважають захисним агентом, який може зменшити окисно-запальний статус, пов’язаний із збільшенням маси тіла, і застосовується в лікуванні різних захворювань, спричинених ожирінням [84,85]. FXN присутній у хлоропластах бурих водоростей, таких як Hizikia fusiforme, Fucus serratus, Laminaria, Alaria crassifolia, japMiyatonica, Fucus vesiculosus, Sargassum horneri та Undaria pinnatifida, і був виділений за своєю біологічною активністю [61,86,87,88,89 ]. Унікальні характеристики FXN полягають у його структурі (містить аленовий зв’язок), що пояснює його відмінні терапевтичні ефекти [44,89,90]. Дієтичний FXN, пов’язаний зі здоров’ям, отримав значну обізнаність завдяки своєму благотворному впливу на людину. Також повідомлялося, що фукоксантин має найефективнішу антиканцерогенну активність серед ксантофілів; таким чином, фукоксантин та інші каротиноїди морських водоростей мають терапевтичний потенціал і можуть бути використані як нутрицевтики, функціональні харчові інгредієнти та альтернативи синтетичним антиоксидантам [91].