المشروب المخمر المعقم يستهدف السمنة والسكري من النوع الثاني في دراسة حاسوبية

المشروب المخمر المعقم يستهدف السمنة والسكري من النوع الثاني في دراسة حاسوبية

من خلال تحليل المشروبات التي يستهلكها الناس بالفعل، كشف الباحثون كيف يمكن أن تؤثر تخمرات النباتات المعقمة نظريًا على الأنسولين والدهون والمسارات الالتهابية، مما يضع الأساس للاختبارات التجريبية المستقبلية.

دراسة حديثة في المجلةالتقارير العلميةتم تحديد وتوصيف وتقييم الجزيئات النشطة بيولوجيًا في مشروب متجانس غذائي طبي معقم ومخمر بروبيوتيك (MFH) والذي قد يقاوم السمنة ومرض السكري من النوع 2 (T2D).في السيليكوتعديل متعدد الأهداف للالتهاب الأيضي.

العبء العالمي للسمنة ومرض السكري من النوع 2

ويعاني أكثر من واحد من كل ثمانية بالغين من السمنة، ويعاني أكثر من 500 مليون شخص من مرض السكري من النوع الثاني، وهو مرض متلازم يؤدي إلى أمراض القلب والفشل الكلوي وفقدان الإنتاجية. تشعر العائلات بهذا عند الخروج من البقالة وفي الصيدلية. الأدوية الفعالة مثل منبهات مستقبلات الببتيد الشبيه بالجلوكاجون 1 (GLP-1) فعالة، لكن التكاليف والآثار الجانبية وإمكانية الوصول تحد من الاستخدام العملي.

تعتبر الأطعمة والخميرة التي يسترشد بها الطب الصيني التقليدي (TCM) خيارات غير مكلفة وقابلة للحفظ ويمكن للناس شربها يوميًا.

ومع ذلك، فإن معظم الأبحاث تميز الأعشاب الخام بدلاً من المشروبات المعقمة النهائية التي يستهلكها الناس بالفعل. هناك حاجة إلى تحليلات كيميائية وأنظمة متكاملة لتوضيح الجزيئات التي تبقى على قيد الحياة أثناء المعالجة وكيفية تأثيرها على الأنسولين والدهون والالتهابات.

وينبغي إجراء المزيد من الأبحاث لاختبار هذه الآليات في الخلايا والبشر، حيث أن النتائج الحالية تعتمد فقط على التحليلات الحسابية.

تحديد ملامح العناصر الحيوية في مشروب MFH المعقم

قام الباحثون بتحليل مشروب مخمر جاهز للشرب ومعقم نهائيًا (FH03FS) مصنوع من خمسة مصانع MFH مثل Radix ofميليتيا سبيسيوزاورق اللوتس، فاكهة الراهب، قشر اليوسفي وقشرة القرفة. ولأسباب تتعلق بالسلامة، تتم معالجتها حراريًا أولاً ثم يتم تخميرهالاكتيكاسيباسيلوس باراكاسيوالملبنة الأخمصيةوأخيرا المبستر لتحقيق الاستقرار.

تم تعريف المواد الكيميائية النباتية باستخدام قياس الطيف الكتلي السائل فائق الأداء (UPLC-MS/MS). تم تقييم المركبات ذات الوفرة النسبية التي تزيد عن 0.1% من حيث التوافر البيولوجي عن طريق الفم وتشابهها مع الأدوية.

في سيليكوتضمنت تنبؤات الامتصاص والتوزيع والتمثيل الغذائي والإفراز والسمية (ADMET) امتصاص الجهاز الهضمي (GI)، ونفاذية حاجز الدم في الدماغ، وحالة الركيزة P-glycoprotein (P-gp)، وتثبيط السيتوكروم P450 (CYP).

استخدمت تحليلات الأنظمة علم صيدلة الشبكة لتقاطع الأهداف المركبة المتوقعة مع السمنة ومجموعات الجينات T2D، وشبكات التفاعل بين البروتين والبروتين (PPI)، وعلم الجينات الجيني (GO)، وتحليلات إثراء مسار موسوعة كيوتو للجينات والجينوم (KEGG) لتحديد العقد والمسارات الأساسية.

الارتباط الجزيئي الكمي (كيلو كالوري / مول) بين المركبات ذات الأولوية والبروتينات المحورية، والميكانيكا الجزيئية / مساحة سطح بواسون-بولتزمان (MM-PBSA)، ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية الموجهة (MD) (100 ns) تم تقييم الاستقرار باستخدام انحراف مربع متوسط ​​الجذر (RMSD)، وتقلب مربع متوسط ​​الجذر (RMSF)، ونصف قطر الدوران (Rg)، ومساحة السطح التي يمكن الوصول إليها بالمذيبات (SASA).

ويعمل هذا الخط معًا على ربط "ما يوجد في الزجاجة" بـ "ما يمكن أن تفعله" في شبكات الالتهابات الأيضية، كما تنبأت النماذج الحسابية بدلاً من الاختبارات التجريبية.

يحدد التنميط الكيميائي عشرة عناصر حيوية مهمة

اكتشف UPLC-MS/MS 3,387 جزيءًا من فينيل بروبانويدات/بوليكيتيدات، وحلقات عضوية غير متجانسة، والدهون، والبنزويدات، والقلويدات. نتج عن ذلك عشرة مكونات نشطة مواتية للحركية الدوائية، يسيطر عليها قلويدات الأبورفين (نوسيفيرين، أسيميلوبين) والفلافونويدات (إيسوسيننسيتين، مورين، 5،7،3′،4′-رباعي ميثوكسي فلافون، 7،4′-دي-O-ميثيلابيجينين، 3،3′،4′،5،6،7،8-هيبتاميثوكسي فلافون، 5-ديسميثيلسينسينستين)، بالإضافة إلى (S)-كوكلاورين ويوديسمين الليجنان.

اقترح ADMET امتصاصًا عاليًا في الجهاز الهضمي ومخاوف منخفضة تتعلق بالسلامة بشكل عام؛ لم تحفز معظم المركبات مؤشرات الطفرات الجينية ذات الصلة بالإيثر البشري (hERG) أو اختبار أميس (AMES)، في حين أظهر بعضها تفاعلات CYP التي يجب مراقبتها في الإفراط الدوائي.

تربط نمذجة الأنظمة المواد النشطة بيولوجيًا بالالتهابات الأيضية

تقاطع التنبؤ المستهدف مع 338 هدفًا مركبًا مفترضًا مع آلاف من جينات السمنة وT2D، مما أدى إلى 144 عقدة متداخلة. قامت طوبولوجيا الشبكة بتقطير 20 بروتينًا أساسيًا أساسيًا في الالتهاب الأيضي وإشارات الأنسولين، بما في ذلك مستقبلات غاما المنشط بالبيروكسيسوم (PPARG)، ومستقبل هرمون الاستروجين 1 (ESR1)، وبروتين كيناز ألفا سيرين / ثريونين RAC (AKT1)، وعامل نخر الورم (TNF)، وإنترلوكين -1 بيتا (IL1B)، ومحول إشارة ومنشط النسخ 3 (STAT3)، منظم موت الخلايا المبرمج سرطان الغدد الليمفاوية B-cell 2 (BCL2) ، مستضد الورم الخلوي p53 (TP53) ، بروتين التيروزين البروتيني كيناز Src (SRC) ، الهدف الميكانيكي للراباميسين (MTOR) ، والبروتينات المعدنية المصفوفية (MMP2 / MMP9).

سلط إثراء GO وKEGG الضوء على مسارات الإشارات ذات الصلة ببيولوجيا الأمراض الأيضية، بما في ذلك مقاومة الأنسولين، وإشارات الدهون وتصلب الشرايين، ومستقبلات المنتجات النهائية للسكر المتقدمة لمسارات إشارات AGE (AGE-RAGE)، والشلالات الأساسية مثل فوسفونوسيتيد 3-كيناز-أكت (PI3K-Akt)، وبروتين كيناز المنشط بالميتوجين (MAPK)، والأدينوزين الحلقي. إشارات أحادية الفوسفات (cAMP) وTNF والإستروجين.

تعكس هذه الشبكات ارتباطات المسار المخصب إحصائيًا وتربط بشكل معقول مشروبًا يوميًا بنقل الجلوكوز المعزز عبر ناقل الجلوكوز من النوع 4 (GLUT4)، وتقليل تكوين السكر في الكبد عبر بروتين صندوق الشوكة O1 (FOXO1)، وإشارات الالتهاب المخففة، وتغيير معالجة الدهون في نماذج الشبكة الحسابية.

يُظهر الإرساء والمحاكاة الاستقرار الملزم

يدعم الالتحام الجزيئي المشاركة متعددة الأهداف. Morin مرتبط بـ ESR1 وBCL2 وSRC بدرجة تقارب عالية؛ قامت العديد من مركبات الفلافونويد و(S)-كوكلاورين بتعزيز PPARG، بينما استهدف 5-ديسميثيلسينسينستين AKT1. والجدير بالذكر أن النيوسيفيرين أظهر ارتباطًا واسعًا متوقعًا عبر مراكز التمثيل الغذائي المتعددة.

تعرض مجمعان تمثيليان لمحاكاة MD. استقر Morin-ESR1 بسرعة (RMSD ≈ 0.26 نانومتر)، واحتفظ بروابط الهيدروجين، وأظهر الارتباط الذي يحركه فان دير فال من خلال MM-PBSA مع SASA و Rg المتسقين، وخصائص وضع الارتباط منخفض الطاقة.

أظهر Asimilobin-PPARG ثباتًا مشابهًا (RMSD ≈ 0.28 نانومتر) مع مساهمات كهروستاتيكية أكبر واتصالات كارهة للماء المستمرة بعد تحسين بسيط في منتصف المسار.

كشفت المسارات مجتمعة عن حد أدنى عميق واحد في مشهد الطاقة الحرة، مما يشير إلى أوضاع الارتباط المستمرة داخل الأنظمة المحاكاة.

إمكانية الوصول إلى الدعم الأيضي المخمر

في المجتمعات التي تعمل على موازنة ميزانيات الغذاء مقابل فواتير الصيدلية، هناك حاجة إلى مشروب مخمر ثابت على الرفوف وينجو من التعقيم مع الأبورفينات والفلافونويدات السليمة وذلكفي السيليكويتضمن PPARG، وAKT1، وESR1، والعقد الالتهابية، مما يوفر إضافة معقولة ويمكن الوصول إليها للنظام الغذائي وممارسة الرياضة كفرضية ناتجة عن التحليل الحسابي. إنه لا يحل محل علاجات GLP-1 أو علاجات الناقل المشترك للجلوكوز الصوديوم -2 (SGLT2)، ولكنه يمكن أن يساعد الأسر على إدارة الجلوكوز والدهون والالتهابات في الاتجاه الصحيح إذا أكدت الدراسات التجريبية والسريرية المستقبلية أهميتها البيولوجية.

الاستنتاجات والاتجاهات التجريبية المستقبلية

يحتوي مشروب MFH المعقم نهائيًا (FH03FS) على قلويدات وفلافونويدات الأبورفين مع خصائص ADMET ملائمة، وامتصاص عالي متوقع للجهاز الهضمي، وتأثيرات متعددة الأهداف عبر مسارات الأنسولين والدهون والالتهابات التي تم تحديدها باستخدام طرق متكاملة.في السيليكوالنهج.

تشير صيدلة الشبكة والإرساء الجزيئي وعمليات محاكاة MD 100 ns (مع MM-PBSA) إلى ارتباط ثابت بالعقد الأساسية مثل PPARG وESR1 وAKT1 وTNF وغيرها، بما يتماشى مع مسارات مقاومة الأنسولين KEGG وPI3K-Akt وMAPK وAGE-RAGE.

تولد هذه النتائج الحسابية فرضيات قابلة للاختبار مفادها أن مشروبًا يوميًا وبأسعار معقولة يمكن أن يكمل تعديل نمط الحياة والرعاية التقليدية، في انتظار التحقق من صحته من خلال الدراسات التجريبية والبشرية. وينبغي أن تشمل الخطوات التالية الاختبارات الفيزيائية الحيوية، ونمذجة الخلايا والتجارب البشرية للتأكد من الفعالية والسلامة والجرعة والتفاعلات في بيئات العالم الحقيقي.

مصادر: