Диссертация (1102418), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Следует также отметить, что в состав полисахаридов могутвходить различные функциональные группы: карбоксильные, фосфатные,серные и др.Каждая из существующих классификаций углеводов имеет своидостоинства и недостатки. Универсальной классификации, охватывающейвсе качества и активности углеводов, на сегодня нет.В данном обзоре использован способ систематизации материала побиологическим активностям, связанным со структурными особенностямиполисахаридов. Группы полисахаридных биополимеров организованы попринципу соответствия своих биологических функций, хотя далеко не вовсех случаях эта функция установлена достаточно строго и не всегда можновыделить какую-то одну биологическую активность.
Тем не менее,классификацияуглеводсодержащихбиополимеровпобиологическимфункциям, связанным со структурными особенностями, является достаточноуниверсальной.Полисахаридыподразделяютсяповидугликозиднойсвязи–ковалентной связи, соединяющая гидроксил одного моносахарида сполуацеталем другого в молекуле полисахарида (C–O–C–OH). Существуетдва типа гликозидной связи в зависимости от расположения группы OHсвязанной с С1 и OH связанной с С2 при образовании цикличной формы: α(по одну сторону от кольца) и β (по разные стороны).
Гликозидная связьтакжеможетобразовыватьсясучастиемразличныхатомовCмоносахаридных колец, 1→2, 1→3, 1→4, 1→6 и т.д. Так, например, нарисунке 1 представлена лактоза, которая представляет собой дисахарид изостатков глюкозы и галактозы с типом гликозидной связи β-(1→4).19Рисунок 1. Пример β-(1→4) гликозидной связи в лактозе.1.2.Биологическая активность полисахаридов1.2.1. Функции и активности полисахаридовВ естественных условиях полисахариды выполняют разнообразныефункции, к примеру: хитин и целлюлоза – структурную, а глюкоза и маннозаучаствуют в организации передачи сигналов рецепторами в составе мембран,при этом некоторые углеводы участвуют в процессах трансформацииэнергии.Запасающие полисахариды позволяют организмам удерживать инакапливать энергию, необходимую для жизнедеятельности и развития.Наглядным примером может служить цикл трикарбоновых кислот, в которомхимический гидролиз глюкозы приводит к преобразованию свободнойэнергии,накопленнойвхимическихсоединениях,вАТФ.Менеераспространенная функция таких полисахаридов – в период засухи инедостатка поступления влаги извне, они позволяют сохранять воду вклетках растений.Структурные полисахариды участвуют в образовании структур клетки,входят в состав некоторых рецепторов, а также проявляют сигнальныефункции.
Сигнальной функцией обладают инкрустирующие полисахариды иводорастворимые пектины. Пектины, в свою очередь, представляют собойгетерополисахариды,содержащиедо2030%уроновыхкислотиполипептидную цепь. Эти два вида полисахаридов образуют комплексы,играющие роль остова для клеток и тканей. Водорастворимый пектин,например, вплетается в гемицеллюлозный каркас клетки, что приводит кформированию устойчивой клеточной оболочки.Другая функция полисахаридов – защитная, которую выполняютсильно заряженные полисахариды – камеди и слизи, присутствующие вслизистых оболочках и не позволяющие микроорганизмам попасть внутрьорганизма.
Например, гиалуроновая кислота имеет высокую вязкость, чтообуславливает ее барьерную функцию, обеспечивающую непроницаемостьсоединительной ткани для патогенных микроорганизмов [39].В последние годы некоторые биологически активные полисахариды,экстрагированные, в большинстве своем, из лекарственных растений,привлекают большое внимание фармакологов и биохимиков из-за ихпотенциальнойбиологическойактивности:противоопухолевой[40],антикоагулянтной [41], антиоксидантной [42, 43], антидиабетической [44] ииммуномодулирующей[45–48],радиопротекторной[49],противоинфекционной [46, 50].Большинство полисахаридов, полученных из растений, относительнонетоксичны и не вызывают значительных побочных эффектов [51, 52].Многие полисахариды и их производные используются в различныхмедицинских целях [40, 53].Втожевремяполисахаридыспособнывоздействоватьнаплюрипотентные клетки и стимулировать гемопоэз как у здоровых, так и уанемичных и облученных животных.
При этом происходит стимуляциямиелоидного, эритроидного и лимфоидного ростка кроветворения в костноммозге и в селезёнке, что приводит к увеличению эритробластных островков вкостном мозге и числа эритроцитов в крови [54, 55]. С этим, помимо прямоговзаимодействия полимеров с продуктами ионизирующего излучения,связывают радиопротекторные свойства карбогидратов [56, 57].21Кромерадиопротекторныхсвойствполисахаридыповышаютустойчивость к интоксикации и участвуют в процессе выведения токсинов изорганизма.
Различные виды пектиновых полисахаридов связывают ионысвинца и ртути in vitro. У морских свинок введение пектинов приводило кувеличению экскреции ионов металлов с каловыми массами и снижениюинтенсивности интоксикации. Полисахариды были использованы и дляпрофилактики отравлений ртутью и свинцом, а для выведения кобальта истронцияприменялиполисахаридыподсолнечника,обладающиеантидотными свойствами [58]. При введении полисахарида из Spirulinaplatensis мышам после облучения и химиотерапии наблюдался рост клетоккрови и костного мозга [59].В данном обзоре, в основном, будут рассмотрены биоактивностиполисахаридов,значимыхдляфармацевтическойибиомедицинскойпромышленностей. Недавние исследования представили доказательства того,что полисахариды из лекарственных растений могут проявлять жизненноважные биологические активности [60, 61].Особенностоитотметитьполисахариды,выделенныеизбактериальных, грибковых и морских источников, которые недавно былидостаточно подробно изучены.
Было показано, что они обладают широкимспектром биологических активностей, перспективных с точки зренияфундаментальных и прикладных биомедицинских исследований [62-67].1.2.2. Обзор биологически активных полисахаридов, применяемых в медицинеМногие из полисахаридов, полученных из растительных источников,входили в состав травяных лекарственных сборов, которые были широкопризнаны в странах Азии [68]. Эти полисахариды и их производные былииспользованы в различных медицинских целях [53].
Лентинан, β-(1→3)-Dглюкан, полученный из Lentinus edodes, был известен своими ярковыраженными противоопухолевыми и антивирусными активностями еще в1970году[69].ВЯпонии,лентинан22былутвержденкакиммунотерапевтический агент для лечения рака и применяется в клиниках всочетании с химиотерапией [70]. Лентинан также широко используется вкачестве терапевтического агента в Китае для лечения злокачественныхопухолей уже почти 20 лет [71].Хитозан используется в клинической практике для ускоренияранозаживления и применяется в качестве перевязочного материала, так какне вызывает раздражениий и аллергических эффектов [72], а также в качествеоболочки для лекарственных средств, в силу его адгезивных свойств [73].Вязкие и слизеподобные углеводы выделяются бактериями дляпрепятствованияраспознаваниябелковыхантигеновбактерийиммунокомпетентными клетками в качестве патогенов,.
Такие олиго- и/илиполисахариды, полученные из капсульных (формирующие оболочку)полисахаридов,являютсяэффективнымисоединениямивкачествевакцинных гликоконъюгатов.Было показано, что β-глюкан, выделенный из G. frondosa, проявляетявную противоопухолевую активность, в связи с чем был предложен для I/IIфазы клинических испытаний в США и Японии [74]. Также было показано,что этот глюкан имеет β-(1→3) тип гликозидной связи и являетсяиммуномодулятором, влияющем на пропорцию Th1/Th2 клеток у больных сартритом [75].В Японии полисахарид-К (PSK) был разработан как неспецифическийиммуностимулятор и долгое время использовался при раке желудка итолстой кишки.
Клинические испытания показали, что иммунохимиотерапияна основе PSK и химиотерапевтических препаратов, может улучшитьдолгосрочный прогноз, уменьшить риск рецидива и увеличить выживаемостьу пациентов с желудочной и колоректальной формой рака [74].Полисахариды из А. membranaceus (APS) показали значительныеиммуномодулирующие активности у онкологических больных [76]. Такимобразом, очевидно, что полисахариды из высших растений имеютзначительныйтерапевтическийпотенциал.23Многиеполисахаридырастительногопроисхождениясбольшимнаборомбиологическихактивностей найдены в традиционной китайской медицине, и поэтомувысокое содержание полисахаридов с доказанными фармакологическимиактивностями считается показателем статуса лекарственного натуральногопродукта[77].Крометого,полисахаридыимеютпотенциальныевозможности применения в области доставки лекарств, тканевой ирегенеративной инженерии, а также токсикологии.
Гетерополисахаридлабазникашестилепестногостимулируетрегенерациюирепарациюгепатоцитов экспериментальных животных при внутривенном и пероральномвведении [78]. Была также показана эффективность фукоиданов какрегенераторно-репаративных агентов в моделях на животных с аспирининдуцированными язвами [79, 80], а полисахарид «Ульцэп» являетсяактиватором регенеративно-репаративных процессов в слизистой оболочкежелудка [81].1.2.3. Иммуномодулирующая активность растительных полисахаридов,взаимосвязь со структуройГлюканы,наиболеепектиновыеполисахаридыизученнымиигиалуронаны,полисахаридами,являютсяпроявляющимииммуностимулирующую активность.Глюканы1.2.3.1.Глюканами Глюканами являются полисахариды, состоящие из Dглюкопиранозильныхостатков(D-Glcp),(гомоглюканы),которые,взависимости от аномерных структур моносахаридных остатков, могут бытьα-D-глюканами, β-D-глюканами, и смешанными α,β-D-глюканами [82].
В нихтакже присутствуют различные типы гликозидных связей, линейные илиразветвленные либо β-(1→4)-, β-(1→3)-, и β-(1→6)-D-глюканы [83–85].Недавние исследования показали, что для проявления наивысшейиммуностимулирующй активности у β-D-глюканов и стимуляции выработкиTNF-α моноцитами и макрофагами необходимо наличие тройной спирали в24структуре полисахарида [86].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
