Bahagian 1: Polifenol Dan Kesihatan Penglihatan: Kesan Potensi Terhadap Penyakit Retina Degeneratif
Mar 23, 2022
Untuk maklumat lanjut. kenalantina.xiang@wecistanche.com
Abstrak: Pemakananpolifenoladalah sekumpulan sebatian semula jadi yang telah dicadangkan mempunyai kesan yang baik terhadap kesihatan manusia. Mereka mula-mula dikenali kerana merekaantioksidansifat, tetapi beberapa kajian selama ini telah menunjukkan bahawa sebatian ini boleh memberi kesan perlindungan terhadap penyakit kronik. Walau bagaimanapun, mekanisme yang mendasari potensi manfaat ini masih tidak pasti dan kesan bercanggah telah dilaporkan. Dalam ulasan ini, kami menganalisis potensi kesan sebatian polifenol pada beberapa penyakit visual, dengan tumpuan khusus pada penyakit degeneratif retina. Terapi semasa yang berkesan untuk rawatan penyakit retina tersebut adalah kurang dan strategi baru perlu dibangunkan. Atas sebab ini, pada masa ini terdapat minat yang diperbaharui untuk mencari ligan baru (atau ligan yang diketahui dengan ciri yang tidak dijangka sebelum ini) yang boleh mengikat fotoreseptor retina dan memodulasi sifat molekulnya. Beberapa polifenol, terutamanyaflavonoid(cth, quercetin dan asid tannic), boleh melemahkan kerosakan reseptor akibat cahaya dan menggalakkan manfaat kesihatan visual. Bukti terkini menunjukkan bahawa flavonoid tertentu boleh membantu menstabilkan konformasi yang dilipat dengan betul bagi rhodopsin protein fotoreseptor visual dan mengimbangi kesan buruk mutasi retinitis pigmentosa. Dalam hal ini, polifenol tertentu, seperti flavonoid yang dinyatakan sebelum ini, telah ditunjukkan untuk meningkatkan kestabilan, ekspresi, penjanaan semula, dan lipatan mutan rhodopsin dalam kajian in vitro eksperimen. Selain itu, sebatian ini nampaknya meningkatkan integrasi reseptor ke dalam membran sel sambil bertindak terhadap tekanan oksidatif pada masa yang sama. Kami menjangkakan bahawa sebatian polifenol boleh digunakan untuk menyasarkan protein fotoreseptor visual, seperti rhodopsin, dengan cara yang baru dicadangkan dan ini boleh digunakan dalam pendekatan baru untuk rawatan penyakit degeneratif retina seperti retinitis pigmentosa; bagaimanapun, kajian dalam bidang ini adalah terhad dan kajian lanjut diperlukan untuk mencirikan dengan betul kesan sebatian ini pada penyakit degeneratif retina melalui mekanisme yang dicadangkan.
Kata kunci: flavonoid; penyakit degeneratif retina; retinitis pigmentosa; lipatan protein; mengikat ligan; rhodopsin
Klik di sini untuk mengetahui lebih banyak produk
1. Pengenalan
Kajian yang berbeza telah melaporkan bahawa dietpolifenolmemberikan kesan perlindungan dan berfaedah terhadap penyakit kronik seperti penyakit neurodegeneratif dan kardiovaskular, kanser, dan diabetes [1]; walau bagaimanapun, mekanisme yang mendasari manfaat ini masih jauh daripada difahami sepenuhnya dan lebih banyak kajian diperlukan untuk mentakrifkannya. Walaupun semua manfaat yang boleh diberikan oleh polifenol, terdapat beberapa aspek penting yang perlu diambil kira semasa membincangkan kesan fisiologinya. Sebatian ini mempunyai bioavailabiliti oral yang rendah dan sifat-sifat lain seperti kestabilan fizikokimia, penyerapan gastrousus, dan metabolisme adalah penting untuk memastikan tindakan yang berkesan [2,3].
Walaupun terdapat jurang pengetahuan dalam mekanisme tindakan mereka, Pertubuhan Kesihatan Sedunia telah mengesyorkan meningkatkan pengambilan buah-buahan, sayur-sayuran, dan serat kerana bilangan komponen yang berasal dari tumbuhan yang tinggi [4] dengan polifenol mempunyai peranan penting, kerana mereka mungkin memberikan manfaat kesihatan yang berkaitan dengan penyakit tidak berjangkit(NCD)[5,6]. Walaupun mengaitkan polifenol dengan penyakit tertentu adalah mencabar [7], beberapa keputusan yang menjanjikan telah diperolehi dalam kajian pemerhatian yang berbeza berkenaan polifenol dan NCD tertentu [8,9], termasuk beberapa penyakit visual. Atas sebab ini, implikasi polifenol dalam keadaan kesihatan dan penyakit perlu dikaji dan ditakrifkan dengan lebih baik kerana jangkaan kesan positif terhadap kesihatan manusia.
Tujuan utama semakan ini adalah untuk menyediakan akaun sintetik tentang beberapa potensi manfaat kesihatan yang boleh dimiliki oleh polifenol untuk meningkatkan kualiti hidup manusia dan untuk memperbaiki perkembangan beberapa penyakit, dengan penekanan khusus pada gangguan penglihatan. Penggunaan beberapa sebatian polifenol di mana-mana disiasat di sini sebagai rawatan yang berpotensi untuk pelbagai keadaan patologi. Di sini, kami memberi tumpuan kepada kesan sebatian ini ke atas fungsi retina dan terutamanya pada potensi penggunaannya untuk mengatasi mutasi protein retina, seperti yang dikaitkan dengan penyakit degeneratif retina seperti retinitis pigmentosa(RP). Terdapat keperluan yang jelas untuk lebih banyak ujian klinikal untuk membongkar kepentingan fisiologi mereka kerana hanya sebilangan kecil kajian telah dijalankan ke atas kesan polifenol dalam penglihatan manusia dan keputusannya memerlukan pengesahan lanjut.
2. Kaedah
Artikel ini adalah tinjauan literatur tentang kesan polifenol yang boleh dikenakan pada beberapa penyakit visual, terutamanya kesannya terhadap penyakit degeneratif retina. Memandangkan ciri-ciri baru yang telah diberikan kepada polifenol selama ini, tujuan utama penyelidikan kami adalah untuk menunjukkan bahawa sebatian ini mungkin mempunyai kesan positif terhadap kesihatan visual manusia dan juga menggalakkan penyelidik untuk menyiasat bidang ini. Kajian yang berbeza dalam ulasan ini (ujian kawalan rawak, meta-analisis, ulasan dan kajian eksperimen dan pemerhatian) telah dikenal pasti dengan mencari pangkalan data PubMed dan Cochrane sehingga dan termasuk Februari 2021. Kata kunci tajuk subjek perubatan berikut digunakan: "polifenol ", "flavonoid", "penyakit degeneratif retina", dan"retinitis pigmentosa". Kertas yang berkaitan telah dikenal pasti dan dipilih secara bebas oleh dua pengarang mengikut kriteria kemasukan, iaitu artikel teks penuh asal yang ditulis dalam bahasa Inggeris (termasuk kajian klinikal dan praklinikal). Sebaliknya, kriteria pengecualian termasuk kertas dan artikel yang ditulis dalam bahasa lain selain bahasa Inggeris.
3. Polifenol sebagai Ubat Guna Semula
Polifenol atau sebatian fenolik pemakanan dikenali sebagai kumpulan fitokimia terbesar [10] dan merupakan kumpulan sebatian semula jadi yang berkongsi ciri struktur yang sama (Rajah 1). Pada masa ini, terdapat minat yang diperbaharui dalam keluarga luas sebatian semula jadi ini kerana peranan yang berpotensi berkaitan kesihatan manusia dan keadaan penyakit. Barisan bukti yang berbeza, yang diperoleh daripada kerja berterusan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, memberikan sokongan untuk peranan penting untuk polifenol dalam membantu mengekalkan gaya hidup sihat dan dalam pencegahan penyakit berleluasa seperti kanser, penyakit kardiovaskular dan neurodegeneratif [11-13 ]. Secara khusus, beberapa kajian telah mencadangkan bahawa pengambilan polifenol yang berbeza daripada sumber semula jadi seperti buah-buahan dan sayur-sayuran boleh menyumbang kepada memelihara penglihatan dan juga boleh membalikkan gangguan penglihatan dalam gangguan penglihatan tertentu [14,15].
![es of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones. The polyphenol superfamily includes a large number of sub-families, among which we can find flavonoids, phenolic acids, stilbenes, and lignans [16]. In fact, they constitute a group of natural products in the plant kingdom that is one of the most numerous and ubiquitously distributed. One of the most studied groups, from these different sub-classes, is that of flavonoids, comprising over 4000 members [17]. Flavonoids have a characteristic structure of a 15-carbon skeleton of a chromane ring attached to another aromatic ring [18]. The biosynthesis of these complex polyphenols is linked to primary metabolism [10]. Flavonoids are stored, in their native state, in plants as glycoside and non-glycosylated conjugates and can be absorbed by the small intestine and readily metabolized, once ingested, by phase II enzymes. After this biochemical process, the resulting moieties can enter systemic circulation [19,20]. It should be noted that not all flavonoids are absorbed by the small intestine. A large number of them enter the large intestine, where the deconjugated metabolites are degraded by the colonic microbiota into molecules like phenolic acids that can be easily absorbed [19]. One of the main proposed biological actions of polyphenols is associated with their antioxidant power within living cells; however, detailed investigations indicate that these effects, in many tissues, may not be as relevant as previously suggested. This is due to the fact that in many tissues it is difficult for these compounds to reach the threshold concentration needed to exert any significant biological effect [21,22]. Nonetheless, recent studies have suggested that polyphenols may have significant effects on human health, such as anti-inflammatory, anti-microbial, and tumor-suppressing properties [23–25]. The diversity of polyphenolic compounds of natural origin, their chemical lability, and their complex bioavailability patterns consequently necessitates stringent evaluation of the physiological effects of these compounds, and such evaluations are not always available. These evaluations are absolutely needed for later use in therapeutic applications. 4. Implications and Potential Benefits of Polyphenols on Human Health As already discussed, polyphenols have been well characterized for their antioxidant effects, but their physiological relevance has been questioned due to the limited bioavailability that renders relatively low concentrations which may hamper achieving significant Figure 1. Structures of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones](/Content/uploads/2022842169/20220323103717b1b02e19a56a4000a29040e34368b70b.png "es of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones. The polyphenol superfamily includes a large number of sub-families, among which we can find flavonoids, phenolic acids, stilbenes, and lignans [16]. In fact, they constitute a group of natural products in the plant kingdom that is one of the most numerous and ubiquitously distributed. One of the most studied groups, from these different sub-classes, is that of flavonoids, comprising over 4000 members [17]. Flavonoids have a characteristic structure of a 15-carbon skeleton of a chromane ring attached to another aromatic ring [18]. The biosynthesis of these complex polyphenols is linked to primary metabolism [10]. Flavonoids are stored, in their native state, in plants as glycoside and non-glycosylated conjugates and can be absorbed by the small intestine and readily metabolized, once ingested, by phase II enzymes. After this biochemical process, the resulting moieties can enter systemic circulation [19,20]. It should be noted that not all flavonoids are absorbed by the small intestine. A large number of them enter the large intestine, where the deconjugated metabolites are degraded by the colonic microbiota into molecules like phenolic acids that can be easily absorbed [19]. One of the main proposed biological actions of polyphenols is associated with their antioxidant power within living cells; however, detailed investigations indicate that these effects, in many tissues, may not be as relevant as previously suggested. This is due to the fact that in many tissues it is difficult for these compounds to reach the threshold concentration needed to exert any significant biological effect [21,22]. Nonetheless, recent studies have suggested that polyphenols may have significant effects on human health, such as anti-inflammatory, anti-microbial, and tumor-suppressing properties [23–25]. The diversity of polyphenolic compounds of natural origin, their chemical lability, and their complex bioavailability patterns consequently necessitates stringent evaluation of the physiological effects of these compounds, and such evaluations are not always available. These evaluations are absolutely needed for later use in therapeutic applications. 4. Implications and Potential Benefits of Polyphenols on Human Health As already discussed, polyphenols have been well characterized for their antioxidant effects, but their physiological relevance has been questioned due to the limited bioavailability that renders relatively low concentrations which may hamper achieving significant Figure 1. Structures of representative and abundant polyphenols from different subfamilies. Quercetin is a typical flavonoid found in many products. Resveratrol is a natural polyphenolic phytoalexin. Curcumin is derived from the rhizome of turmeric and is usually found in its keto form. Finally, daidzein is one of the most common isoflavones")
Superfamili polifenol termasuk sejumlah besar subfamili, antaranya kita boleh menemui flavonoid, asid fenolik, stilbenes, dan lignan [16]. Malah, mereka membentuk sekumpulan produk semula jadi dalam kerajaan tumbuhan yang merupakan salah satu yang paling banyak dan diedarkan di mana-mana. Salah satu kumpulan yang paling banyak dikaji, daripada subkelas yang berbeza ini, ialah flavonoid, yang terdiri daripada lebih 4000 ahli [17].Flavonoidmempunyai struktur ciri 15-rangka karbon gelang krom yang dilekatkan pada gelang aromatik yang lain [18]Biosintesis polifenol kompleks ini dikaitkan dengan metabolisme primer [10]. Flavonoid disimpan, dalam keadaan asalnya, dalam tumbuhan sebagai glikosida dan konjugat tidak glikosilasi dan boleh diserap oleh usus kecil dan mudah dimetabolismekan, setelah ditelan, oleh enzim fasa I. Selepas proses biokimia ini, bahagian yang terhasil boleh memasuki peredaran sistemik [19,20].
Perlu diingatkan bahawa tidak semua flavonoid diserap oleh usus kecil. Sebilangan besar daripadanya memasuki usus besar, di mana metabolit terdekonjugasi didegradasi oleh mikrobiota kolon menjadi molekul seperti asid fenolik yang boleh diserap dengan mudah [19].
Salah satu tindakan biologi utama yang dicadangkan bagi polifenol dikaitkan dengan kuasa antioksidannya dalam sel hidup; walau bagaimanapun, penyiasatan terperinci menunjukkan bahawa kesan ini, dalam banyak tisu, mungkin tidak relevan seperti yang dicadangkan sebelum ini. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam kebanyakan tisu adalah sukar untuk sebatian ini mencapai kepekatan ambang yang diperlukan untuk memberikan sebarang kesan biologi yang ketara [21,22]. Namun begitu, kajian baru-baru ini telah mencadangkan bahawa polifenol mungkin mempunyai kesan ketara ke atas kesihatan manusia, seperti sifat anti-radang, anti-mikrob dan penekan tumor [23-25]. Kepelbagaian sebatian polifenol asal semula jadi, labiliti kimianya, dan corak bioavailabiliti kompleksnya akibatnya memerlukan penilaian ketat terhadap kesan fisiologi sebatian ini, dan penilaian sedemikian tidak selalu tersedia. Penilaian ini amat diperlukan untuk kegunaan kemudian dalam aplikasi terapeutik.
4. Implikasi dan Potensi Manfaat Polifenol terhadap Kesihatan Manusia
Seperti yang telah dibincangkan, polifenol telah dicirikan dengan baik untuk kesan antioksidannya, tetapi kaitan fisiologinya telah dipersoalkan disebabkan oleh bioavailabiliti terhad yang menyebabkan kepekatan yang agak rendah yang mungkin menghalang pencapaian kesan in vivo yang ketara [21,22]; bagaimanapun, mekanisme molekul alternatif yang berbeza di mana polifenol kelihatan mempunyai peranan telah dikenal pasti dan ini memberikan sebatian ini
satu lagi set sifat yang mungkin mewakili manfaat untuk kesihatan manusia. Ini termasuk tindakan yang berbeza pada peringkat laluan isyarat intra dan antara selular, seperti, contohnya, mengawal selia faktor transkripsi nuklear dan metabolisme lemak serta memodulasi sintesis mediator keradangan seperti sitokin, faktor nekrosis tumor x, interleukin-1 , dan interleukin-6 [26,27]. Sebagai gambaran umum, flavonoid yang dikaji yang berbeza telah ditunjukkan untuk memainkan peranan yang berbeza dalam proses selular, seperti meningkatkan rembesan insulin, mengurangkan apoptosis, menggalakkan percambahan sel-sel, dan mengurangkan keradangan dan tekanan oksidatif dalam beberapa sel [28]. Kesemua kesan ini memainkan peranan dalam proses yang berbeza, seperti glucoregulation, dan menunjukkan bahawa flavonoid boleh memberi kesan yang baik terhadap diabetes dan pencegahan dan kawalan obesiti [29-31].
Walaupun semua potensi kesan bermanfaat polifenol yang dicadangkan setakat ini, aspek utama yang perlu dipertimbangkan ialah kepekatan berkesan dalam tubuh manusia sebatian ini dan jumlah makanan semulajadi yang perlu dimakan untuk mencapai kepekatan sedemikian. Dalam kebanyakan kes, kuantiti polifenol yang diperlukan yang diperlukan untuk melaksanakan fungsi fisiologi tertentu boleh dicapai dengan pengambilan makanan biasa dalam jumlah yang sesuai dalam diet biasa, dan, dalam kes sedemikian, ketoksikan dielakkan. Dalam kes lain, di mana potensi kesan berfaedah boleh diramalkan, penggunaan makanan yang mengandungi polifenol perlu ditingkatkan dan pada dasarnya, tiada kesan buruk dijangka jika peningkatan ini dirancang dengan teliti. Akhir sekali, jika kepekatan aktif secara fisiologi tidak dapat dicapai dengan pengambilan makanan biasa, maka suplemen pemakanan atau pendekatan farmakologi mungkin diperlukan. Ini boleh membawa kepada peningkatan kesan sampingan yang buruk yang memerlukan susulan yang ketat terhadap pengambilan dan kawalan yang betul terhadap rejim dos [30].
Polifenol terutamanya disediakan oleh pengambilan sumber makanan yang berbeza, seperti kopi, teh, koko dan epal dan ia telah dikaitkan dengan beberapa potensi manfaat kesihatan [56,11,14,32-36]. Malah, polifenol telah terlibat secara mekanikal dalam metabolisme glukosa, fungsi platelet, fungsi endothelial, tekanan darah, keradangan, dan paras kolesterol, antara lain [37,38]. Pelbagai fungsi selular yang mungkin terjejas oleh tindakan polifenol menyediakan platform yang sangat baik untuk pembangunan strategi pencegahan kesihatan yang berkesan serta pendekatan terapeutik baru bukan sahaja untuk NCD yang berleluasa tetapi juga untuk keadaan patologi jarang genetik keturunan [5,6] . Beberapa bukti mengenai kesan berfaedah polifenol ke atas kesihatan manusia datang daripada kajian pemerhatian dan ini membayangkan mengambil kira beberapa faktor semasa mengekstrak kesimpulan yang bermakna apabila mentafsir data eksperimen. Sebagai contoh, pengambilan polifenol yang tinggi daripada makanan yang berbeza mungkin diimbangi dengan pengurangan pengambilan makanan asal haiwan yang berpotensi berbahaya; walau bagaimanapun, kajian pemerhatian boleh membantu dalam banyak kes, contohnya, dalam perumusan hipotesis yang kemudiannya akan dimasukkan ke dalam kajian intervensi terkawal. Malah, kajian pemerhatian mengenai perkara ini harus dilengkapkan dan disokong oleh kajian klinikal yang ketat dan luas yang menilai hipotesis bahawa fenolik diet mempunyai peranan positif dalam meningkatkan kesihatan manusia dan mencegah keadaan penyakit [28].
Sebagai tambahan kepada semua kesan pada kesihatan kardiometabolik, polifenol juga dianggap mempunyai peranan yang bermanfaat dalam fungsi kognitif. Sebagai contoh, beberapa kajian membujur menunjukkan bahawa pengambilan coklat diet secara tetap boleh mengurangkan risiko penurunan kognitif 39,40. Kajian sumber makanan lain seperti teh menunjukkan bahawa pengambilannya boleh membantu mengurangkan risiko gangguan kognitif, mengurangkan risiko kemurungan dan mempunyai kesan perlindungan terhadap beberapa penyakit seperti penyakit Parkinson [41-44].
Daripada semua jenis polifenol, flavonoid pemakanan juga boleh memberi kesan yang baik dalam penyakit degeneratif retina seperti retinitis pigmentosa, di mana mutasi dalam protein retina boleh menyebabkan kematian sel fotoreseptor dan kehilangan penglihatan, akhirnya menyebabkan buta. Malah, kuersetin flavonoid didapati mempunyai kesan ke atas kestabilan konformasi dan fungsi Rhodopsin (Rho) reseptor bergandingan protein G visual (GPCR) [45]. Keputusan ini menunjukkan bahawa quercetin boleh memberi kesan positif ke atas kestabilan dan sifat konformasi mutan G90V Rho RP. Keputusan ini menekankan bahawa peranan lain, sebagai tambahan kepada kesan antioksidan yang telah ditetapkan, boleh dijangkakan untuk flavonoid dan polifenol lain. Kesan pada Rho retina mencadangkan kesan pada tahap reseptor yang patut disiasat lanjut. Keputusan ini membuka kerangka baharu kemungkinan untuk menggunakan ini dan flavonoid lain, mungkin dalam kombinasi dengan retinoid tertentu, untuk merawat degenerasi retina yang berkaitan dengan RP. Strategi ini juga boleh digunakan untuk mengatasi kesan mutasi yang dikaitkan dengan keadaan patologi yang berbeza dalam ahli superfamili GPCR yang lain [45].
Sebatian polifenol, dan khususnya flavonoid, adalah prospek yang baik untuk merawat atau memperbaiki perkembangan penyakit manusia, sebagai tambahan kepada potensi antioksidannya yang mantap yang dianggap penting sebagai sebahagian daripada gaya hidup sihat.
