Wykorzystanie źródeł morskich do ekstrakcji DHA w celu leczenia choroby Alzheimera

Wykorzystanie źródeł morskich do ekstrakcji DHA w celu leczenia choroby Alzheimera

Niedawny Leki morskie W badaniu opublikowanym w czasopiśmie omówiono przeciwneurodegeneracyjne działanie kwasu dokozaheksaenowego (DHA) i fosfolipidów bogatych w DHA (DH-PL) pochodzących z produktów ubocznych rybołówstwa i akwakultury, ze szczególnym naciskiem na to, jak te składniki mogą pomóc w leczeniu choroby Alzheimera (AD).

Uczyć się: Morskie źródła fosfolipidów bogatych w DHA o działaniu przeciw chorobie Alzheimera.Źródło zdjęcia: Mironow Władimir / Shutterstock.com

Co to jest DHA?

DHA to długołańcuchowy wielonienasycony kwas tłuszczowy omega-3 (PUFA), który jest podstawowym składnikiem strukturalnym ludzkiego mózgu, siatkówki, kory mózgowej i skóry. DHA jest najobficiej występującym kwasem tłuszczowym omega-3 w istocie szarej mózgu i siatkówki, stanowiąc około 30% i 90% wszystkich PUFA n-3 odpowiednio w mózgu i siatkówce.

PUFA n-3 to składniki lipidowe, które mogą występować w postaci triacylogliceroli, fosfolipidów, wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) i estrów cholesterolu (CE). Te PUFA są klasyfikowane według liczby atomów węgla oraz liczby i położenia wiązań nienasyconych. Związki te pełnią kluczowe funkcje w architekturze błon komórkowych, transporcie cholesterolu i magazynowaniu energii.

DHA odgrywa ważną rolę we wspomaganiu rozwoju mózgu i oczu u noworodków, a także zapobiega przedwczesnym porodom, nowotworom, niektórym nowotworom, procesom zapalnym i chorobom układu krążenia. Właściwości kardioprotekcyjne DHA przypisuje się jego zdolności do zmiany metabolizmu lipidów, funkcji naczyń i dynamiki błon, a także jego działaniu przeciwzapalnemu i przeciwutleniającemu.

Istnieją dwa sposoby syntezy DHA, endogennie z kwasu alfa-linolenowego (ALA) lub egzogennie ze źródeł morskich, w tym olejów rybnych, olejów z kryla, mięczaków i alg.

Jak organizm ludzki syntetyzuje DHA?

Endogenna synteza DHA zachodzi przede wszystkim w wątrobie, która produkuje enzymy elongazę i desaturazę. W retikulum endoplazmatycznym (ER) Δ6-desaturaza przekształca ALA w kwas stearydonowy, który jest desaturatowany przez 5-desaturazę z wytworzeniem kwasu eikozapentaenowego (EPA).

Niski poziom DHA w mózgu powiązano z różnymi zaburzeniami neurologicznymi, w tym AD i chorobą Parkinsona. Dlatego konieczne jest włączenie n3-PUFA do diety człowieka, ponieważ synteza endogenna jest nieefektywna i maleje wraz z wiekiem. Ponadto wcześniejsze badania sugerowały, że zwiększenie spożycia DHA zmniejsza ryzyko choroby Alzheimera i opóźnia wystąpienie objawów.

Co to jest AD?

AD jest chorobą postępującą, nieodwracalną i skomplikowaną. Około 50 milionów ludzi na całym świecie cierpi na demencję, przy czym AD stanowi 50–75% tych przypadków.

Do 2050 r. częstość występowania demencji i choroby Alzheimera prawdopodobnie podwoi się w Europie i potroi na całym świecie, osiągając liczbę 113 milionów ludzi. Powszechnie uważa się, że początek choroby Alzheimera rozpoczyna się około 20. roku życia, na długo przed pojawieniem się objawów.

Z AD wiąże się szeroki zakres objawów, w tym stopniowa utrata pamięci, trudności językowe, problemy z orientacją, problemy z umiejętnościami wzrokowo-przestrzennymi, problemy behawioralne, zmiany funkcji cholinergicznych, niezdolność do wykonywania rutynowych zadań i schyłkowe stadium demencji.

Patogeneza AD

Choroba Alzheimera powstaje w wyniku tworzenia się zewnątrzkomórkowych peptydów, które wytwarzają płytki β-amyloidowe i splątki neurofibrylarne tau (NFT), które przyczyniają się do atrofii mózgu.

Na przykład płytki β-amyloidowe mogą zakłócać komunikację międzyneuronalną w synapsach, przyczyniając się w ten sposób do neurodegeneracji, która może prowadzić do uszkodzenia lub śmierci neuronów.

I odwrotnie, nieprawidłowe zmiany chemiczne powodują, że tau oddziela się od mikrotubul i tworzy nici, które ostatecznie splątują się, tworząc NFT w neuronach. Te sploty blokują system transportowy neuronu, upośledzając komunikację synaptyczną. Ponadto obecność toksycznego amyloidu i białek tau-fosforylowanych prowadzi do atrofii mózgu.

Przyczyny AD

Choroba Alzheimera jest spowodowana głównie starzeniem się i uwarunkowaniami genetycznymi, przy czym ryzyko zachorowania na tę chorobę jest większe u kobiet niż u mężczyzn. Genetycznie obecność allelu ApoE-4 zwiększa prawdopodobieństwo rozwoju AD, ponieważ allele te przyczyniają się do akumulacji peptydu β-amyloidu.

Przeciwciała w e-booku

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

Na rozwój AD mogą mieć także wpływ czynniki rodzinne, wiek i uwarunkowania genetyczne. Na przykład ryzyko rozwoju choroby Alzheimera wzrasta u osób, których krewny pierwszego stopnia jest chory. Objawy choroby Alzheimera mogą się także nasilić w wyniku palenia, otyłości i cukrzycy.

Odpowiedni poziom cholesterolu lipoprotein o dużej gęstości (HDL) optymalizuje funkcje neurologiczne i jest niezbędny do utrzymania synaps. Tymczasem wysoki poziom cholesterolu może zwiększać ryzyko choroby Alzheimera.

Leczenie AD

U pacjentów z AD obserwuje się spadek poziomu acetylocholiny w mózgach, co można przypisać zwiększonemu stężeniu cholinoesterazy rozkładających acetylocholinę w mózgu.

Blokowanie tych enzymów powoduje, że więcej acetylocholiny jest dostępne do transferu między komórkami mózgowymi. Dlatego też inhibitor cholinoesterazy jest lekiem pierwszego rzutu w leczeniu AD i wydaje się, że skutecznie łagodzi łagodne do umiarkowanych objawy poznawcze i funkcjonalne.

Donepezil, rywastygmina i galantamina hamują acetylocholinoesterazę; Jednak leki te wiążą się z różnymi skutkami ubocznymi, takimi jak zawroty głowy, bóle głowy i dezorientacja. Ponadto środki te zapewniają jedynie przejściowe objawy i łagodzą ból. W rezultacie leków tych nie można nazwać modyfikatorami choroby i nie mogą odwrócić ani opóźnić postępu choroby Alzheimera.

Antagonista receptora N-metylo-D-asparaginianu (NMDA) chroni przed neurotoksycznością, zapobiegając skutkom wysokiego poziomu glutaminianu. Memantyna, częściowy antagonista receptora NMDA, i jej połączenie zdonepezilem zostały zatwierdzone przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) do leczenia umiarkowanej do ciężkiej postaci choroby Alzheimera.

Aducanumab, nowy lek o potencjale modyfikującym przebieg choroby, jest przeciwciałem monoklonalnym, które wiąże się z aminokwasami β-amyloidowymi, zmniejszając w ten sposób wytwarzanie płytek β-amyloidowych w mózgu chorych na AD.

Naturalne, pochodzenia morskiego DHA i AD

Biologicznie aktywne chemikalia morskie wykazują właściwości chemiczne niespotykane w produktach lądowych. Generalnie fosfolipidy pochodzące z gatunków morskich są zalecane do stosowania w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym ze względu na ich amfifilowy charakter.

Strukturalna różnorodność neuroprotekcyjnych substancji chemicznych pochodzenia morskiego obejmuje polisacharydy, glikozaminoglikany, glikoproteiny, lipidy i glikolipidy oraz pigmenty. Ponadto koralowce, gąbki, glony, osłonice i bakterie morskie to niektóre organizmy morskie wytwarzające metabolity wtórne.

Spożycie ryb wiąże się także ze zmniejszoną częstością występowania choroby Alzheimera. Różne gatunki ryb, w tym makrela, tuńczyk i sardynki, są bogate w wielonienasycone kwasy tłuszczowe n-3, zwłaszcza (DHA)

Mechanizm DHA w leczeniu AD

Diety bogate w DHA-PL stymulują uwalnianie acetylocholiny, przywracają aktywność cholinergiczną, utrzymują prawidłowy poziom PUFA i zapobiegają związanej z wiekiem degeneracji hipokampa. Ponadto DHA-PL może pomóc w hamowaniu fosforylacji tau, zmniejszając w ten sposób zapalenie układu nerwowego.

U starszych szczurów z demencją zaobserwowano neuroprotekcyjne działanie fosfatydylocholiny wzbogaconej w DHA (DHA-PC) i fosfatydyloseryny wzbogaconej w DHA. Hipokamp można chronić przed stresem oksydacyjnym i uszkodzeniami mitochondriów. Dodatkowo DHA-PS przyczynia się do powstawania nierozpuszczalnego β-amyloidu w chorobie Alzheimera.

Morskie źródła DHA

Łosoś, makrela, śledź atlantycki, kaprosz i sardynki zawierają nadmiar DHA-PL. Ważne jest, aby skład i stężenie DHA-PL różniły się w zależności od środowiska wzrostu, odżywiania i stresu organizmu. Bogatym źródłem bioaktywnych substancji chemicznych znajdują się także niejadalne części skorupiaków.

Głowy, krew, wnętrzności, skóra i ogony należą do najważniejszych produktów ubocznych morza i zawierają duże ilości lipidów, białek, minerałów i witamin. Ostatnio morskie produkty uboczne stały się jednym z najbardziej poszukiwanych źródeł DHA-PL, ponieważ ich zastosowanie zmniejsza potencjalne wytwarzanie odpadów i problemy związane z dostawami dla środowiska.

Dostępne są różne metody ekstrakcji PL, w tym rozpuszczalniki organiczne, tlen atmosferyczny, wysokie temperatury i nadkrytyczny dwutlenek węgla (SC-CO2). Ekstrakcja SC-CO2 jest metodą najskuteczniejszą, ponieważ pozwala uzyskać produkt wyższej jakości, jest bezpieczna ekologicznie, charakteryzuje się większą czystością i wydajnością oraz krótszym czasem ekstrakcji niż inne metody.

Odniesienie:

• Ferreira, I., Rauter, AP, & Bandarra, NM (2022). Marine Quellen von DHA-reichen Phospholipiden mit Anti-Alzheimer-Effekt. Meeresdrogen. doi:10.3390/md20110662.

.