Главная » Статьи » Фукоидан »

Исследования Фукоидана, извлеченного из Бурых морских водорослей.

1. Введение.

В настоящее время, у многих людей растет интерес к здоровью и благополучию. В связи с этим функциональные материалы о морских водорослях привлекают большое внимание. Люди обращают внимание на действия фукоидана, который является молекулярным полисахаридом, содержащимся в бурых морских водорослях, в таких как Ундария пинатифидат (Undaria pinnatifid) и др. морских водорослей, которые используют в пищу, люди живущие в Восточной Азии, включая Корею, Японию и Китай в течении длительного времени.

В 1913 году, около 90 лет назад, впервые фукоидан был отмечен в научном мире. Первый раз фукоидан был обнаружен ученым Киллингом.

35 лет спустя, в 1946 году, было обнаружено, что беспозвоночные животные океана, такие как морской ёж и морской слизняк, также содержат фукоидан. В основном Фукоидан содержится в бурых морских водорослях и был известен как составная часть клеточной стенки, при растворении в горячей воде и в кислотных растворах.

Киллинг, впервые выделил фукоидан и назвал его полисахаридом Фукоидан, Макнили подтвердил это название, как фукоидан в 1959. Тем не менее, споры о названии продолжались, понимая, что структура фукоидана имеется не только в сочетании с сахароподобными, но и фукозой, галактозой, ксилозой, манозой, маннозой, уроновой кислотой и т.д. с белками, и, что структура и состав, которых различны и зависят от разновидности фукоидана.

В 2001 году Дуарте и др. определили, что фукоидан имеет в составе сульфатированные полисахариды, содержащие L-фукозу до 20~60%.

В настоящее время, IUFAC (Международный Союз Теоретической и Прикладной Химии) рекомендует сульфатированный фукан, извлечённый из бурых водорослей и иглокожих животных, называть фукоиданом. Наиболее часто используемый и производимый продукт, извлечённый из бурых водорослей, до сих пор является альгинат.

Альгинат был использован в качестве пищевых добавок, в фармацевтических препаратах, а также в промышленных целях в течение длительного времени. В настоящее время, в ряде исследований было выполнено, что фукоидан имеет аналогичную структуру с гепарином возможно, чтобы быть заменой гепарина.

Известно, что фукоидан, содержится в большинстве бурых морских водорослях, но его структура и физиологическая активность различны в зависимости от их вида. Функциональность фукоидана включает усиление кровообращения, противоопухолевый, противовирусный эффект, является иммунорегулятором, эффективно влияет на почечную недостаточность и т.д.

2. Исследования проведённые в настоящее время

1) Структура фукоидана

Известно, что фукоидан имеет различные молекулярные массы, структуры и активности в зависимости от его исходного материала. L-фукозы обычно имеет (1^2) связь, в сульфат группе связаны с 4 сульфатами. Есть некоторые виды, не имеющие (1^2), но (1^3) в качестве основной связи (рис.1), но есть и другие, имеющие как (1^3) так и (1^4) связи в каждой структуре. Согласно исследованиям о бурых морских водорослях, произведённых в Корее, очищенный фукоидан из морских водорослей, Undaria pinnatifida и т.д., имеет (1^3), связанный с фукозой, как главное звено, связанная с большим количеством (1^3), галактозы, которая содержится в спорофиллах из Ундария Пинатифида (Undaria pinnatifida).

 

Было исследовано, что спорофиллы из Undaria pinnatifida имеют сульфатную группу, в основном связанную с 4-м атомом углерода фукозы, но также и на 2-й атомом углерода. Фукоидан, как известно, имеют L-фукозу, ф качестве основного сахара, но известно, что галактоза и уроновая кислота, также являются основными сахарами в структуре фукоидана. Выяснилось, что каждая структура содержит, определённое количество фукозы, галактозы и уроновой кислоты, и их наличие различается в зависимости от исходного материала, и что Undaria pinnatifida имеют очень высокое содержание галактозы, в то время, как Мозуки (разновидность фукоидана) имеет очень высокое содержание фукозы.

2) Безопасность фукоидана

Издавна, корейцы, японцы и китайцы употребляли бурые морские водоросли, такие как Ундария Панитифида (Undaria pinnatifida) и другие морские водоросли, которые являются исходными материалами фукоидана, как продукты питания или лекарства, которые употреблялись более чем 1000 лет. Кроме того, он представляет собой полисахарид, который не накапливается в организме, легко выводится и тем самым этот продукт был оценен, как безопасное вещество. Не было замечено ни в одном из докладов о токсичности и побочных эффектах, даже в отношении каких либо животных, с которыми проводились эксперименты с использованием фукоидана.

Доктор Ли и др. отметили, что никакой токсичности не наблюдалось в процессе краткосрочного исследования токсичности, где фукоидан, извлечённый из морских водорослей (ламинарий японский), перорально вводили около 4.000мг/кг, за исключением задержки свёртывания крови, всё это наблюдалось когда 2.500мг/кг вводили крысам в течение 180 дней.

Купер и др. отметили, что не наблюдались никакие негативные события, когда 1~2.5г фукоидана, извлечённого из спорофиллов из Undaria pinnatifida были использованы в клинических испытаниях в течение 1 месяца ~ 2лет.

 

3) Абсорбция фукоидана.

Общеизвестно, что высокомолекулярные вещества не всасываются в организме, если не деградируют до самых мелких молекул. Тем не менее, недавние исследования, где хондроитин сульфат (Structum® 17kDa) использованный против артрита, перорально показал механизм поглощения в организме без деградации на более мелкие молекулы. Предполагается, что такой механизм действия достигается путём поглощения макромолекул в тонком кишечнике через эндоцитоз.


Фукоидан имеет разный молекулярный вес, в зависимости от способа извлечения, как правило, известны 100~1.000kDa. есть разногласия о поглощении фукаидана при пероральном введении макромолекул, но исследования доктора Ирхимехом и др. показали, что при пероральном введении фукоидана, извлечённого из Undaria pinnatifida у человека произошло увеличение концентрации фукоидана в крови. Особенно, когда 3г 75% фукоидана, извлечённого из Undaria pinnatifida вводили преорально каждый день, концентрация в крови была приблизительно 13мг/л (рис.2). Эти результаты показывают на то, что различные виды фукоидана имеют различные функции поглощения тела при пероральном введении фукоидана.

4) Структура и физическая активность Фукоидана.

Физическая активность фукоидана тесно связана с составом и структурой фукоидана. Тем не менее, еще не всё известно о структуре и составе фукоидана, связанная с его физической активностью. Состав сахара, составляющая структура и др. качества фукоидана номинированы как продукты, имеющие факторы, влияющие на физическую активность людей, и некоторые недавние исследования показали, что содержание группы сульфатов, составляющих фукоидан могло быть связано с физической активностью.

            Содержание сульфатной группы, как известно, разное в зависимости от разновидности фукоидана, и даже, есть разница когда, в какое время и в каком месте происходил сбор фукоидана. Исследования, сравнивающие свойства антикоагуляции крови показали, что антикоагуляция крови была повышена, как кровяной занос % увеличился от сульфатной группы.

Доктор Ку и др. отметили, что содержание сульфатной группы бурых морских водорослей, произведенных в Корее была самой высокой в содержании спорофиллов из Undaria pinnatifida, и что чем выше содержание сульфатной группы, тем выше активность антикоагулянтов в крови.

Доктор Кауноги и др. отметили, что пролиферации раковых клеток была эффективно подавлена путём увеличения содержания группы сульфатов фукоидана, что позволяет управлять раковыми клетками. Эти результаты показывают, что чем выше содержание сульфатной группы в фукоидане, тем выше его физическая активность.

            Исходя из этого, содержание сульфатной группы, было предложено, как одна из возможностей, рассматривать этот продукт, имеющий фактор, влияющий на физическую активность фукоидана. Тем не менее, чтобы убедиться в этом окончательно, в отношения между физической активностью, структурой и составом фукоидана, требуется больше исследований в будущем.

5) Анти-коагулирующие и антитромботические эффекты.

Было проведено ряд исследований, где рассматривалось возможность замены гепарина фукаиданом, имеющий структуру, подобную гепарину, что можно было проверить с помощью крови обладающей анти-свертывающей и антитромботическим эффектом. Особенно, это отмечалось в крови с анти-коагулирующим эффектом фукоидана, извлечённые из различных бурых морских водорослей.

Было отмечено, что анти-коагулирующий эффект крови, за счет фукоидана, подавляет активность тромбина и приостанавливает свёртываемость крови. Антитромбин III (AT III), то есть, тромбин является фактором, препятствующим существующим в крови человека и кофактором гепарина II (HC II) и представляют собой гликопротеины с молекулярным весом 62000 и 65600, соответственно, имеющие аналогичный состав аминокислот, но их диапазоны ингибирования отличаются.

В своих исследованиях д-р Черч и др. показали, что подавление тромбина фукоиданом в основном произошло за счёт HC II. Кроме того, было определено, что анти-свертываемость крови за счет фукоидана в значительной степени  зависит от классификации бурых морских водорослей, от химического состава, от молекулярного веса, а эффект уменьшается с уменьшением содержания сульфатной группы.

6) Противоопухолевый эффект и укрепление иммунной системы.

Было отмечено в отчете, что фукоидан имеет противоопухолевый эффект, это было доказано в эксперименте на животных, когда фукоидан вводили перорально, в брюшную полость, в вену и т.д. Эти эксперименты проводились, на моделях животных, привитых лейкемией и раковыми клетками, таких как рак молочной железы, дифференцация клеток и ангиогенез были значительно подавлены.

Эксперимент, проводимый в пробирке показал, что рост раковых клеток был подавлен, а раковые клетки были ликвидированы механизмом самоуничтожения клетки.

Кроме того, фукоидан как стало известно, повышает митоз Т-клеток и В-клеток. Марияма и др. сообщили, что введение фукоидана, извлечённого из Undaria pinnatifida показало увеличение концентрации IFN-Y, что, в конечном итоге, увеличивает количество NK-клеток. Предполагается, что такое повышение концентрации IFN-Y, является эффективным против вирусных инфекций.

7) Противовирусный эффект.

Было отмечено, что фукоидан подавляет вирус. В частности, была обнаружена, эффективность фукоидана против вирусов, таких как вирус герпеса (HSV), вирус человеческого иммунодефицита – (ВИЧ), и т.д. Этот противовирусный эффект фукоидана, является, не только механизмом непосредственного уничтожения вируса, но и средством для подавления проникновения и роста клетки.

Баба и др. отметили, что фукоидан обладает разжижающим кровь эффектом важным в подавлении вирусов, таких как: ВИЧ-1, HSV-1, HSV-2, ЦМВ (цитомегаловирус), VSV (вирус везикулярного стоматита), и т.д., и что такой эффект дает возможность использовать фукоидан, в качестве противовирусного средства.

По словам Купера и др., когда 1~2.5г фукоидана, извлечённого из Undaria pinnatifida давали пациентам, инфицированных HSV, (опоясывающий лишай), HCMV (цитомегаловирус человека), EBV (вирус Эбштейна-Барр) и т.д. в течение 1 месяца до 2 лет, они были защищены от повторения инфицирования.

Предполагается, что такой противовирусный эффект фукоидана защищает не только человека, но и органы животных от вирусной инфекции. Отечественными учёными был проделан эксперимент, по предотвращении инфекции WSSV (вирусный синдром белых крыс), средний вес тела и активность животных увеличилась в экспериментальной группе, где в пищу добавили 0.2% фукоидана. Этот результат указывает на то, что корм с содержанием фукоидана, может быть применён для крупного рогатого скота и домашних животных.