Исследование антиоксидантной активности и антивозрастного действия ферментированного корня кудзу и водного экстракта корня кудзу на нематод
Pueraria lobata - это корень бобовых растений из рода Pueraria, широко распространенных в Китае. Как традиционное китайское лекарственное растение, корень кудзу обладает свойствами лечить язвы, снимать жар и вырабатывать слюну. Он занесен в "Шэньнун Бэнькао Цзин", "Бэнькао Ши И" и "Китайскую фармакопею". С постоянным совершенствованием теории традиционной китайской медицины и ростом осознания того, что люди стремятся к здоровью, многие лекарственные и съедобные растения были разработаны и превращены в напитки и продукты здорового питания. В настоящее время изучается множество растений, обладающих антивозрастным действием, в том числе женьшень, корень кудзу, облепиха, ягоды годжи и др. Антивозрастные активные ингредиенты корня кудзу в основном включают изофлавоны кудзу, пуэрарин, полисахариды кудзу и алкалоиды. Чжоу и др. обнаружили, что пуэрарин может значительно улучшить когнитивные нарушения у мышей с белком-предшественником амилоида/пресенилином-1, снизить уровень окислительного стресса в тканях мозга, повысить активность антиоксидантных ферментов в крови и печени крыс, а также снизить содержание малондиальдегида. Шао и др. обнаружили, что полисахариды из Pueraria lobata обладают эффектом продления продолжительности жизни нематод. Исследование Ли и др. показало, что составные таблетки Pueraria lobata обладают эффектом защиты кровеносных сосудов, противостоят повреждению окислительным стрессом и замедляют старение сосудов.
Чтобы лучше усваивать и использовать активные ингредиенты Pueraria lobata, существуют различные методы экстракции Pueraria lobata, такие как экстракция в водяной бане, ультразвуковая экстракция, ферментативная экстракция и т.д. При использовании технологии ферментации для экстракции традиционной китайской медицины вторичные метаболиты, образующиеся в результате микробного метаболизма, могут синергетически усиливать эффективность растительных ингредиентов. Кроме того, благодаря действию внеклеточных ферментов микроорганизмов, облегчается высвобождение активных ингредиентов из традиционной китайской медицины.
Нематоды - типичные модельные организмы для изучения старения, обладающие такими характеристиками, как простота культивирования, короткий цикл роста, высокая сохранность эволюции и высокая гомология с генами человека. Поэтому нематоды широко используются для скрининга антивозрастных натуральных продуктов. В этой статье используются методы ферментации и водной экстракции для извлечения активных веществ из Pueraria lobata, а также изучаются антиоксидантные и антивозрастные эффекты ферментационного бульона Pueraria lobata и водного экстракта Pueraria lobata на антиоксидантную способность, продолжительность жизни нематод, откладку яиц и тепловой стресс.

Как лекарственное и съедобное растение, корень кудзу обладает свойствами очищать организм от свободных радикалов, снижать жар и способствовать диурезу, а также предотвращать сердечно-сосудистые и цереброваскулярные заболевания. Среди них основными действующими веществами корня кудзу являются флавоноиды и изофлавоны, которые обладают хорошими антиоксидантными свойствами. В данной статье активные ингредиенты Pueraria lobata были выделены с помощью методов ферментации и водной экстракции. Было обнаружено, что содержание флавоноидов в ферментированном экстракте составляет 4,8 ± 0,32 мг/мл, что значительно выше, чем содержание флавоноидов в 3,47 ± 0,23 мг/мл, полученных методом водной экстракции (P<0,01). Содержание пуэрарина, полученного путем ферментационной экстракции, было немного выше, а общее содержание фенолов - немного ниже, но существенной разницы не было. Для дальнейшей оценки антиоксидантного и антивозрастного действия двух экстрактов сначала использовали три модели in vitro по уничтожению свободных радикалов, чтобы проверить антиоксидантную способность экстрактов. Результаты показали, что объемная концентрация 6,8% ферментационного отвара пуэрарии обладала более сильной общей антиоксидантной способностью, способностью к отщеплению гидроксильных радикалов и супероксидных анионов, чем водный экстракт пуэрарии, а ферментационный отвар пуэрарии обладал лучшим антиоксидантным действием.
Нематоды, являющиеся модельным организмом для старения, широко используются для оценки экстрактов традиционной китайской медицины для замедления старения. Ферментационный бульон и экстракт корня пуэрарии были отдельно применены к Caenorhabditis elegans. По сравнению с контрольной группой в нормальных условиях культивирования, ферментационный бульон корня пуэрарии значительно увеличивал продолжительность жизни нематод (P<0,05). В условиях теплового стресса время теплоустойчивости нематод, выращенных в ферментационном бульоне корня пуэрарии, было значительно выше, чем в контрольной группе (P<0,05). Эксперимент по откладке яиц показал, что ферментированная жидкость Pueraria lobata увеличивала продолжительность жизни нематод без ущерба для их яйцекладки, а яйценоскость была выше, чем в группе с водным экстрактом Pueraria lobata. Результаты генетического тестирования показали, что ферментационный бульон Pueraria lobata обеспечивает устойчивость к высоким температурам и более высокую антиоксидантную способность за счет снижения экспрессии гена антистарения daf-2, повышения экспрессии гена антистарения daf-16, гена антиоксиданта sod-3 и гена теплового стресса hsp-16.2, тем самым продлевая продолжительность жизни нематод. Механизм действия ферментационного бульона Pueraria lobata на продление жизни нематод показан на рисунке 7.
Чжан и др. значительно повысили выживаемость нематод, которых кормили флавоноидами кудзу, по сравнению с контрольной группой. Исследование Шао показывает, что полисахариды, выделенные из воды Pueraria lobata, могут защитить нематод от повреждения тепловым стрессом, улучшить их подвижность и продлить продолжительность жизни. Результаты исследований Джеона показывают, что пуэрария оказывает противовоспалительное и антиоксидантное действие на мышей, страдающих колитом. Можно предположить, что эффект ферментационного бульона Pueraria lobata в замедлении старения нематод является результатом совместного действия различных веществ, таких как флавоноиды, полисахариды и пуэрарин, содержащихся в ферментационном бульоне. По результатам предыдущих исследований нашей исследовательской группы, общее содержание сахаров в водном экстракте Pueraria lobata (3,46 ± 0,18 мг/мл) выше, чем в ферментационном бульоне Pueraria lobata (2,52 ± 0,5 мг/мл), но влияние водного экстракта Pueraria lobata на задержку старения нематод незначительно. Можно сделать вывод, что флавоноиды, основной функциональный компонент в ферментационном бульоне Pueraria lobata, играют ключевую роль в задержке старения нематод.
Наша исследовательская группа проверила антиоксидантное и антивозрастное действие водного экстракта Pueraria lobata и ферментационного бульона Pueraria lobata на биохимическом и клеточном уровнях. Результаты показали, что ферментационный бульон Pueraria lobata оказывает хорошее влияние на удаление свободных радикалов DPPH на биохимическом уровне, а также повышает активность антиоксидантных ферментов в фибробластах и способствует экспрессии коллагена. Чтобы всесторонне оценить антиоксидантную эффективность, в данной статье были проведены дополнительные биохимические исследования влияния двух экстрактов Pueraria lobata на гидроксильные радикалы и супероксид-анионы, а также общий уровень антиоксидантной способности. В связи с ограничениями клеточных экспериментов, для дальнейшей проверки антивозрастного эффекта ферментационного отвара корней кудзу, в данной статье в качестве объекта исследования используется стареющий модельный организм Caenorhabditis elegans, и выявляется эффект и механизм ферментационного отвара корней кудзу в задержке продолжительности жизни нематод на животном уровне. Поэтому он имеет большую справочную ценность. Результаты показали, что ферментированная жидкость Pueraria lobata обладает хорошим антиоксидантным действием и может задерживать старение нематод. Она оказывает антивозрастное действие, регулируя экспрессию ключевых генов в сигнальном пути инсулина Insulin/IGF. Приведенные выше результаты могут послужить основой для разработки и применения ферментационного бульона корня кудзу в антивозрастных продуктах питания и косметике.