분자 신호 전달에 대한 폴리페놀 및 기타 파이토케미칼의 역할

2015

Role of Polyphenols and Other Phytochemicals on Molecular Signaling

https://www.hindawi.com/journals/omcl/2015/504253/

 

1 번 테이블

파이토케미컬 분류(Gonzalez-Castejon 및 Rodriguez-Casado에서 채택) 

식이 파이토케미컬 기능성 유도체 출처 치료제 효과

폴리페놀	페놀 산    Curcuminoids  플라보노이드      칼콘  스틸 벤  리그난    이소 플라보노이드	카페 산 페룰 산 클로로겐산 커큐민 플라 보놀, 플라 바논 안토시아닌 Flavanonoles 플로리 레스베라트롤 세사민 Pinoresinol 제니스테인 다이 제인	커피콩, 대두    강황  차, 과일(감귤류, 사과, 포도) 야채    토마토, 차  포도, 적포도주 통  곡물, 콩류    대두	Antioxidative effect: (1) Curcumin, resveratrol, tea polyphenol, and isothiocyanates ↑ the phase II detoxifying and antioxidant enzymes like HO-1, GST by modulation transcription factor Nrf2 [20, 24]. (2) Curcumin protects against neuronal degeneration by ↓ ROS neutralizing NO induced free radicals. Curcumin ↑ intracellular GSH pool by triggering specific transcription factors (e.g., TPA, EpRE) [44, 45]. (3) Isoflavones target eNOS and redox sensitive gene expression and regulate vascular reactivity [37, 40]. (4) Aged rats fed soy protein diet rich in genistein and daidzein, which interact with estrogen receptors, ↑ eNOS and antioxidant enzymes expression [39]. (5) Resveratrol, anthocyanin, blocking activation of NF-kB, MAPK, and PGE2, protect neuronal disorder [51, 52]. Anti-inflammatory effect: (1) Procyanidins ↓ expression of iNOS and COX-2 inhibit inflammatory phenomenon. Procyanidins also significantly ↓ expression of TNF-α and IL-1β by blocking NF-kB activity via ↓ of MAPK and P38 pathways [52]. (2) Tea and/or red wine polyphenol inhibit expression of COX-2, LOX and exert anti-inflammatory effect. Similarly kaempferol, a flavonoid rich in fruits, vegetables (broccoli) ↓ reduce inflammation by inhibiting the generation of PGE2 [64–66]. (3) Oral supplementation of curcumin (45 mg/kg) in male mice ↓ stemic inflammation by blocking the release of TNF-α and CRP [68]. (4) Cinnamon bark extract (content TAPP) protects from AHR or asthma by reducing inflammatory mediators like IL-4 and IL-13 [69]. (5) Cinnamon bark extract protects against systemic inflammation in rheumatoid arthritis by reducing CRP and stimulating autoimmune system by ↓ expression of many inflammatory mediators (prostaglandin E2, NO) in RA rats [69]. Metabolism regulation: (1) Anthocyanin and myrtillin of blueberry extract show hypoglycemic effect in humans. Supplementation of 3% blueberry enriched diet for 8 weeks and/or 0.5% GSE-supplemented diet significantly reduced the arterial blood pressure in SHRs via endothelium mediated stimulation of NO metabolism and activation of COX-induced product [74, 75]. (2) TAPP, the main active component of Cinnamon extract, significantly ↓ the blood HbA1c level and improves the insulin signaling in diabetic animal study [73]. (3) Phenolic compounds, namely, chlorogenic acid and ferulic acid, and a plant alkaloid, berberine, are considered as potent antidiabetic agent, as these phytochemicals enhance the uptake of 2DG in time- and dose-dependent manner and significantly upregulate the expression of GLUT4 and PPAR-γ and PK13K expression [90, 91]. Antiproliferative effect: (1) Tea polyphenols exert antiproliferative effects by interacting with MMP system. Tea polyphenol ↓ SMC proliferation by blocking cyclin D1 and Cyclin E and/by inhibiting the cell growth markers PCNA [94, 95]. (2) Resveratrol ↑ apoptosis by upregulation of tumor suppressor genes p21Cip1/WAF1, p53, the proapoptotic protein Bax expression, ↑ caspase apoptotic signals, and ↓ antiapoptotic proteins Bcl-2, Bcl-XL, and survivin expression [103, 104]. (3) Polyphenols (resveratrol, genistein, curcumin, C-phycocyanin, and quercetin) inhibit proliferation and motility of cells by suppression of cell adhesion molecule CD44 expression [102]. (4) Ellagic acid, isovitexin ↓ SMC proliferation might be by ↓ ROS generation and ↓ of ERK1/2 and iNOS expression [101]. Antiangiogenic effect: (1) Ellagic acid significantly ↓ angiogenesis in hamster buccal punch by ↓ PI3K/Akt and MAPK and VEGF signaling pathways, suppressing HDAC6 and hypoxia-inducible HIF-1α responses [105]. (2) Tephrocia purpurea rich in flavonoids was found to exert wound healing effect by significant ↑ of angiogenesis or blood vessels formation, fibroblast cells, and generation of collagen fibres [106]. (3) Astaxanthin (non-provitamin A carotenoid) predominantly distributed in microalgae, fungi, plants, and sea foods, inhibits tumor progression by regulating STAT3/JAK-2
테르페노이드	카로티노이드     세스퀴테르펜	Lycopene Lutein Carotene Acyclic compound (Farnesol, Nerolidol) Cyclic compound (Abscisic acid)	Tomatoes, spinach, carrot     Fruits, vegetables	Antioxidative effect: consumption of lycopene (rich in tomato, spinach, etc.) significantly ↑ antioxidant enzymes SOD, GSH-Px, GR, and GSH and ↓ levels of MDA in hypertensive patients. Lycopene ↓ MDA levels and ↑ GSH levels in postmenopausal women and protects from cardiovascular disorder. Anti-inflammatory effect: lycopene ↓ the release of proinflammatory cytokine TNF-α by ↓ NF-kB activation and induces anti-inflammatory effect. Moreover significant inhibition of lipid peroxidation by the combination of ascorbic acid and α-tocopherol is the complementary to the anti-inflammatory effect of lycopene.
Organosulfur		Allicin Allyl sulfide	Garlic, onion	Metabolism regulation: (1) In vivo antidiabetic effect of garlic is well documented in diabetic rats and mice. Allicin (main active component) induces pancreatic secretion of insulin or its release from bound insulin [80, 81]. (2) Garlic and garlic protein diet significantly ↓ serum cholesterol, triglyceride, and LDL cholesterol by allicin mediated inhibition of cholesterol synthesis [83–85]. (3) Gamma-glutamylcysteines component of garlic ↓ blood pressure by inhibiting angiotensin-converting enzyme
Phytosterols	Sterol, Stanols, Campestanols	Diosgenin	Fenugreek, wild yam	Metabolic regulation: phytosterol, inhibiting cholesterol absorption

식물 화학 물질의 분류

2. 파이토케미칼의 생체이용률

커큐민, 녹차 폴리페놀과 같은 폴리페놀을 포함한 대부분의 파이토케미컬은 낮은 생체이용률을 나타냅니다. genistein 및 biochanin A와 같은 화합물은 모든 우수한 흡수 화학적 특성을 가지고 있지만 유출 메커니즘에 의한 장내 빠른 배설은 생체 이용률을 제한합니다[

따라서 화합물의 용해도, 위 및 결장 pH로 인한 안정성, 장내 미생물총에 의한 대사, 장벽을 통한 흡수, 활성 유출 기전 및 초회 통과 대사 효과와 같은 다른 요인도 파이토케미칼의 생체 이용률을 제한하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

예를 들어, 에피갈로카테킨 갈레이트의 제한된 생체 이용률은 주로 열악한 흡수와 빠른 초회 통과 대사 때문입니다. 유사하게 낮은 안정성, 증가된 산화 및 높은 간 흡수율은 또한 플라보노이드(플라보놀, 안토시아닌) 레스베라톨 8(포도)과 같은 일부 널리 분포된 폴리페놀의 제한된 생체이용률의 원인이 됩니다

 

또한 중요한 제거 기전으로 인식되는 사이토크롬 P450(C-P450) 효소의 반응과 관련하여 장과 간에서 특히 글루쿠로나이드화에 의한 파이토케미칼의 신속한 접합이 이들의 열악한 생체이용률을 일차적으로 책임지는 것으로 보고되었습니다. 

후추의 성분인 피페린은 글루쿠론산화를 억제하고 C-p450 매개 효소 생체 변형을 변경하여 여러 생리 활성 화합물의 생체 이용률을 향상시킬 수 있습니다 

장의 빠른 운동은 표적 부위에서 커큐민의 낮은 생체이용률에 크게 기여합니다. 그러나 커큐민의 장 및 간 β- glucuronidation의 알려진 억제제인 ​​피페린과 함께 커큐민을 섭취하면 커큐민 의 생체 이용률이 약 20배 증가할 수 있습니다[

3. 산화환원 조절에서 광화학의 분자 메커니즘

세포는 정상적인 생리 기능을 수행하기 위해 효소와 산소를 사용하며, 활성산소에 지속적으로 노출됩니다.

ROS는 정상적인 대사의 부산물로 세포 내에서 생성되고 다양한 신호 전달 경로에서 2차 전달자로 생성됩니다.

ROS는 또한 세포 외 공급원에서 세포에 의한 직접적인 흡수로 인해 외인성으로 생성되거나 일부 환경 유발 요인에 세포가 노출되는 동안 생성됩니다. 

 

ROS는 이질적이며 세포 수준에 존재하는 농도에 따라 유익하거나 해로운 영향을 미칠 수 있다는 것이 잘 확립되어 있습니다. 

낮은 수준에서 ROS는 NADPH/NADPH 산화효소에 의해 구동될 수 있으며 항상성 신호전달 이벤트를 유지하고 키나제 및 포스파타제의 번역 후 변형을 통해 세포 증식 및 생존을 유도하는 데 필요합니다[ 16]. 

그러나 ROS의 과잉 생산이나 장기간 ROS에 세포의 노출은 DNA, 단백질 및 지질에 돌이킬 수 없는 손상을 일으킬 수 있습니다. 

 

커큐민, 레스베라트롤, 테르페노이드, 에피갈로카테킨-3-갈레이트(EGCG) 및 이소티오시아네이트와 같은 파이토케미칼은 공통 특성을 공유하고 HO-1, GSH-Px 및 Nrf2를 표적으로 하는 트랜스퍼라제(GST)와 같은 2상 해독 및 항산화 효소를 활성화하는 데 중요한 역할을 합니다.

 

역학 연구에 따르면 리코펜(토마토, 시금치 등이 풍부한)을 정기적으로 섭취하면 SOD, GSH-Px, 글루타티온 환원효소(GR) 및 환원형 글루타티온(GSH)와 같은 항산화 효소를 유의하게 유도하였습니다.

산화 환원에 민감한 전사 인자 Nrf2는 산화 스트레스에 대한 세포 방어를 초래하고 세포 보호 메커니즘을 발휘하는 II상 해독 또는 항산화 효소(HO-1, SOD 등)의 유도를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다

Kelch-like erythroid CNC homologue-(ECH-) related protein 1(Keap1)이라고 하는 세포골격 결합 단백질은 Nrf2에 결합하여 핵으로의 전위 또는 활성화를 조절합니다[.

 

차 추출물은 많은 양의 폴리페놀(테아플라빈, 카테킨, 에피카테킨, 에피카테킨-3-갈레이트, EGCG)을 함유하고 있으며, 차 폴리페놀(TP)의 수산기는 실제로 전자 공여체의 주요 공급원이며 일중항 산소(예: NO, 퍼옥시아질산염)를 효율적으로 제거합니다.

녹차 섭취 4주 후 개인의 혈장에서 산화된 LDL의 감소를 보여줍니다'

많은 연구자들은 차 폴리페놀(테아플라빈 및 카테킨)의 항산화 특성이 NO 매개 자유 라디칼 생성에 기여하는 ROS 생성 효소(예: iNOS)의 억제 때문일 수 있다고 보고했습니다.

또한, Wu et al. H 2 O 2 매개 산화 스트레스 에 대한 내피 세포의 보호 조치를 부여하는 EGCG에 의한 Akt 및 Nrf2의 활성화로 인해 내피 세포에서 HO-1 효소의 유도를 관찰했습니다.

커큐민과 EGCG의 보충은 인간 유방 상피 세포와 B 림프모세포에서 Akt, EKR1/2 및 p38 MAPK 신호 전달에 의한 Nrf2 핵 전위 및 상향 조절을 향상시키는 것으로 보고되었습니다.

EGCG 유도 Nrf2 활성화의 다른 그럴듯한 메커니즘은 산화 또는 산화 환원 순환 동안 EGCG의 활성 형태를 통한 및/또는 ROS에 의한 Keap1에 존재하는 시스테인 티올의 변형입니다.

항산화 유전자의 EGCH 매개 ARE 매개 상향 조절은 최종적으로 Nrf2를 활성화하는 MAPK의 활성화를 통해 그럴듯할 수도 있습니다. 그러나 대조적으로 많은 연구에서 파이토케미칼에 의한 MAPK 억제가 최종적으로 Nrf2 활성을 유도한다고 보고했습니다

 

프로시아니딘 B2는 ERK 및 p38 신호전달의 조절을 통해 Nrf2의 핵 전위를 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다. 

 

마찬가지로 적포도주, 차, 다크 초콜릿이 풍부한 대두 이소플라본과 폴리페놀은 내피 산화질소 합성효소(eNOS)를 표적으로 하고 Nrf2의 핵 축적을 유도하여 혈관 반응성을 조절합니다. 

 

식물화학물질(폴리페놀)에 대한 유도된 내피 의존성 NO 생성은 산화 스트레스에 대한 세포 센서를 추가로 활성화하여 NO 생체이용률을 향상시킬 수 있습니다. NO는 과산화물 음이온( ) 과 더 반응하여 Nrf2의 핵 축적을 더욱 상향 조절하고 II상 및 항산화 방어 효소의 ARE 의존 전사를 활성화하는 퍼옥시니트라이트를 형성 할 수 있습니다.

 

에스트로겐 수용체와 상호작용하는 것으로 밝혀진 제니스테인과 다이드제인이 풍부한 대두 단백질 식단의 보충은 eNOS 및 항산화 효소의 mRNA 수준을 증가시키는 것으로 나타났습니다. 따라서 대두 이소플라본 식이의 혈관 보호 및 항산화 효과는 주로 eNOS 발현 및 활성의 상향 조절, Nrf2 축적과 관련된 NO 생체이용률 및 항산화 방어 효소의 ARE 의존적 활성화와 관련이 있습니다.

 

커큐민은 ROS를 제거하고 NO 유도 자유 라디칼을 중화하여 신경 변성으로부터 보호 효과를 발휘하는 것으로 나타났습니다.

그러나 커큐민의 낮은 수용성과 열악한 생체이용률 때문에 알츠하이머병 치료를 위한 치료제로 커큐민을 사용하는 데 있어 가장 큰 문제는 혈액뇌장벽(BBB)을 통과하는 것입니다[.

그러나 녹차의 주요 페놀 성분인 EGCG는 BBB 침투 속도가 느리고 경구 섭취 후 생체 이용률이 약 5%인 것으로 보고되었습니다.

 

레스베라트롤은 과일(사과, 베리, 포도), 견과류 등에 가장 널리 분포된 페놀 화합물 중 하나입니다.

중추신경계는 BBB를 통과할 수 있기 때문에 레스베라트롤의 표적 기관 중 하나이지만 레스베라트롤은 글루쿠로나이드 및 황산염 결합체로 빠르게 대사되기 때문에 생체 이용률이 매우 낮습니다. 

커큐민 및 EGCG와 유사하게 레스베라트롤의 투여는 H2O, GST 및 SOD와 같은 다양한 항산화 효소 활성의 자극/상향 조절을 통해 신경 보호 효과를 매개합니다.

 

야생 포도씨 프로시아니딘(WGP)이 주로 NF-κB 의 활성화를 방지함으로써 ROS 및 산화질소(NO)와 같은 산화 스트레스 매개체의 생성을 효과적으로 억제합니다. 

 

유도된 산화 스트레스 및 ROS에 의한 LDL의 산화 변형은 동맥경화 플라크 형성의 주요 위험 요소 중 하나이며, 이는 혈류를 제한하고 고혈압을 초래합니다. 수많은 페놀/플라보노이드 화합물은 LDL 산화의 강력한 억제제이며 국소(미세혈관) 및/또는 전신 수준에서 항혈소판 및 항염증 효과를 유도함으로써 심장 보호 역할을 합니다. 

또한 폴리페놀은 HDL 수치를 증가시키고 내피 기능을 향상시킬 수 있습니다. 

 

카테콜 유형 플라보노이드(예: 케르세틴, 헬리오신)는 강력한 항산화 활성을 가지고 있습니다.

 

Aviram et al.의 인간 연구. 20-35세 사이의 건강한 비흡연 남성 13명이 연구 시작 전에 얻은 혈장에 비해 석류 주스(PJ, 50mL/day)를 2주 동안 섭취한 후 혈장 내 지질 과산화가 작지만 유의하게(6%) 감소했다고 보고했습니다. 추가로 1주 동안 50mL PJ/d를 보충하면 혈장 지질 과산화가 추가로 21% 감소한 반면, 다른 주 동안 80mL PJ/d로 PJ 보충을 추가로 증가시켜도 지질 과산화에 대한 혈장 감수성을 더 이상 억제하지 않았습니다. PJ 섭취가 혈장 지질 과산화에 미치는 억제 효과는 PJ 보충이 끝난 후 2주 동안 유지되었습니다.

따라서 이 연구는 PJ의 일일 섭취가 혈장 지질 과산화를 감소시키고 혈소판 활성화를 약화시키는 능력 덕분에 죽상경화성 병변의 진행을 감소시킬 수 있음을 보여주었습니다

4. 염증 과정에서 파이토케미칼의 역할

염증은 외인성 또는 내인성 자극에 대한 일련의 면역학적, 생화학적 및/또는 세포 변화로 정의됩니다. 만성 및 급성기 염증 과정은 국소적이고 체계적으로 작용하여 염증 과정과 관련된 세포(대식세포, 내피 세포 및 섬유아세포)를 활성화하여 ROS, NO, 프로스타글란딘 E2와 같은 염증 매개체 및 전염증 매개체인 사이토카인, TNF- 알파 및 COX-2 등을 유도한다.

여러 연구에 따르면 TNF-알파 및 인터루킨을 포함한 염증유발 유전자의 과발현은 전사 인자 NF- κ B의 활성화와 관련이 있습니다. .

활성화된 전사 인자는 핵으로 이동하여 염증 매개체의 방출을 조절하거나 DNA와 결합하여 염증 유전자 발현의 상향 조절을 유도합니다. 

또한, MAPK의 인산화는 NF- κ B 의 활성화뿐만 아니라 대식세포로부터의 NO 및 전염증성 유전자의 생성을 조절함으로써 만성 염증에서 중요한 역할을 합니다

 

산포도 프로시아니딘(WGP)은 NO, PGE2 생성에 중요한 역할을 하는 두 가지 중요한 유도성 효소인 iNOS 및 COX-2의 단백질 발현을 감소시켜 염증 현상을 유의하게 차단한다는 것을 보여주었다.

WGP의 이러한 효과는 MAPK 및 p38 경로의 하향 조절을 통한 핵 인자 -κ B(NF- κ B) 활성의 억제 때문일 수 있습니다 . 

따라서 WGP에 의한 NF- κ B의 억제는 전사 인자 NF- κ B 활성이 염증 과정에서 중심적인 역할을 하기 때문에 염증 매개 만성 건강 문제의 가능성을 줄이는 중요한 보호 조치가 될 것입니다 .

 

유사하게 설포라판(SFN), 페네틸-이소티오시아네이트(PEITC) 및 인돌-3-카비놀(I3C)과 같은 브라시카 유래 식물화학물질은 마우스 대식세포에서 주로 NF- κ B 경로 를 억제함으로써 LPS 유도된 COX-2, iNOS 발현의 하향 조절에 의해 항염증 효과를 발휘하는 것으로 밝혀졌습니다.  

 

브라시카 파이토케미컬과 유사하게 차 폴리페놀, 주로 EGCG, 에피카테킨-3-갈레이트(ECG) 및 에피갈로카테킨(EGC)은 암세포에서 항염 효과를 유도함으로써 화학 예방 화합물로 작용합니다. 

EGCG와 테아플라빈은 모두 NF- κ B의 활성화를 방지하여 LPS로 유도된 TNF-알파 생성과 iNOS 발현을 감소시켰습니다

 

최근 엑스트라 버진 올리브 오일(EVOO)의 유익한 효과에 대한 관심 증가는 주로 EVOO에 존재하는 페놀 화합물의 항염 효과에 집중되고 있습니다. Glycoside oleuropein, hydroxytyrosol 및 tyrosol은 EVOO의 주요 페놀 성분이며 에이코사노이드(프로스타글란딘 I2, 류코트리엔 B)를 차단하여 염증을 억제할 수 있습니다.4 )

또한 EVOV의 이 특정 페놀 성분은 LPS로 자극된 대식세포에서 COX-2 및 iNOS의 발현을 방지할 수 있기 때문에 강력한 항염증제로 간주될 수 있습니다.

 

예를 들어, 퀘르세틴, EGCG, ECG 및 테플라빈과 같은 적포도주와 홍차에 존재하는 폴리페놀은 LPS 활성화 쥐 대식세포 RAW 264 세포에 적용한 후 용량 의존적 방식으로 COX-2 및 LOX를 억제할 수 있습니다.

 

마찬가지로 사과, 포도, 양배추, 토마토 등 많은 천연 공급원에 널리 분포되어 있는 플라보노이드인 캠페롤은 PGE2의 생성을 억제하여 염증을 현저히 감소시킵니다. 

코코아 폴리페놀(플라보놀, 안토시아니딘, 카테킨 등)이 미토겐 유도 T 세포의 활성화 억제 및 IL-2 및 기타 사이토카인(IL-6, TNF-알파)의 발현 감소와 같은 수많은 메커니즘에 의해 염증을 감소시키는 것으로 나타났습니다. ). 

커큐민은 생체 외 및 생체 내 에서 강력한 항산화 및 항염 반응으로 인해 CVD, 암 및 대사 장애와 같은 많은 만성 질환에 대한 광범위한 의약 효과를 갖는 천연 활성 성분으로 확인되었습니다.. 

 

토마토에 풍부한 라이코펜, 아스코르브산, α- 토코페롤 과 같은 생리활성 화합물의 시너지 효과를 보여주었습니다 . 이 연구에서 저자들은 라이코펜 단독이 NF-κB 활성화의 조절을 통해 전염증성 사이토카인 TNF-α의 방출을 감소시킴으로써 항염증 효과를 유의하게 발휘한다는 것을 보여주었습니다

더욱이 아스코르브산과 α- 토코페롤 의 조합에 의한 지질 과산화의 현저한 억제 는 리코펜의 항염 효과를 보완합니다.

5. 대사 조절에서 파이토케미칼의 역할

호밀기울과 통밀 빵을 정기적으로 섭취한 건강한 사람의 혈장 사이토카인(IL-6) 또는 CRP가 크게 감소하는 것으로 보고된 역학 연구의 수가 증가하고 있습니다. 

또한 곡물 섬유의 단쇄 지방산은 G-단백질 결합 수용체에 결합하고 전사 인자 NF- κ B 를 차단하여 대장 점막의 염증 반응을 예방합니다 .

 

유사하게 현미와 흑미를 4개월 동안 섭취하면 기존 합병증, 관상 동맥 심장 질환(CHD)이 있는 개인의 산화 스트레스 조절을 통한 심장 보호 효과가 보고되었습니다

 

통곡물과 유사하게, 호로파 씨와 계피 추출물은 당뇨병 치료에서 의학적 가치로 널리 사용되었습니다. 호로파씨의 혈당저하 및 저콜레스테롤혈증 효과는 주로 높은 농도의 가용성 섬유소 함량에 기인하며, 이는 식후 혈당을 낮추는 데 도움이 됩니다.

 

계피 추출물의 주요 활성 성분인 TAPP는 혈중 HbA1c 수치를 현저히 낮추고 당뇨병 쥐 모델에서 인슐린 신호를 개선했습니다 .

 

블루베리 추출물의 저혈당 효과는 주로 안토시아닌과 미르틸린의 존재로 인한 것입니다.

 

폴리페놀의 풍부한 공급원인 포도씨 추출물(GSE)(약 90%는 프로시아니딘이고 7%는 기타 폴리페놀 화합물임)은 만성 심장 질환 및 기타 장애의 치료 및 예방에 널리 사용되었습니다.

 

Sorbus domestica 이 특정 과일 추출물을 정기적으로 섭취하는 것은 만성 또는 장기간의 당뇨병 합병증을 조절하기 위한 유망한 자연 치료 수단이 될 수 있습니다.

 

또한, 러시아 타라곤( Artemisia dracunculus L.) 추출물은 스트렙토조토신 유도 유전적으로 당뇨병 KKAy 쥐 모델에서 항당뇨병/항고혈당 효과를 나타내는 것으로 입증되었습니다. 

 

신선한 여주 주스(아시아 지역에서 인기 있는 야채) 또는 말린 통채소를 정기적으로 섭취하면 혈당 수치와 신병증, 인슐린 저항성 및 조기 백내장 형성을 포함한 당뇨병 관련 합병증을 유의하게 조절하는 것으로 밝혀졌습니다. 

여주에서 관찰된 저혈당 효과는 저혈당 활성과 관련된 쿠커비탄형 트리테르페노이드 스테로이드 사포닌(charantin), 인슐린 유사 펩타이드 및 알칼로이드의 존재로 인한 것일 수 있습니다.

 

비터 멜론과 마찬가지로 마늘의 항당뇨병 효과는 인체 연구에서 잘 문서화되지 않았지만 마늘은 쥐와 생쥐의 스트렙토조토신 유도성 당뇨병 및 알록산 유도성 당뇨병에서 혈당 수준을 조절하는 데 효과적인 것으로 밝혀졌습니다.

 

식물성 스테롤의 주요 공급원은 야채, 견과류, 과일 씨앗 및 식물성 기름(올리브유, 카놀라유)입니다. 시토스테롤과 캄페스테롤은 가장 흔한 식물성 스테롤이며 식품에 함유된 식물성 스테롤의 각각 약 60%와 35%를 구성합니다. 식물성 스테롤과 콜레스테롤은 구조적으로 유사하지만 다르게 대사됩니다. 콜레스테롤과 구조적 유사성으로 인해 식물성 스테롤은 콜레스테롤 흡수를 억제하는 능력에 대해 잘 연구되었습니다. 식물성 스테롤은 콜레스테롤 저하 효과 외에도 항동맥경화증, 항염증 및 항산화 활성을 가질 수 있습니다

Pelletieret al. 12명의 정상 콜레스테롤 혈증 환자에게 0.7g의 대두 스테롤을 섭취하면 대조군에 비해 LDL 콜레스테롤이 15.2% 감소하는 것으로 나타났습니다

시험관 내 연구에 따르면 식물성 스타놀의 콜레스테롤 저하 효과는 식물성 스타놀과 콜레스테롤 사이의 구조적 유사성으로 인해 장내 콜레스테롤 감소에 의한 것일 수 있습니다.

 

페놀 화합물, 즉 클로로겐산 및 페룰산과 식물성 알칼로이드인 베르베린도 높은 치료 효율과 부작용이 적은 강력한 항당뇨제로 간주됩니다. 이 세 가지 파이토케미컬은 모두 시간 및 용량 의존적 방식으로 2데옥시글루코스(2DG)의 흡수를 향상시키는 것으로 보고되었습니다. 

손상된 포도당 수송과 함께 감소된 포도당 수송체(GLUT4) 전위는 당뇨병 진행의 주요 병인입니다.

연구자들은 클로로겐산과 베르베린이 PI3K 독립적인 방식으로 항당뇨병 효과를 나타내거나 포도당 흡수를 증가시킨다고 결론지었습니다. 그러나 페룰산으로 증가된 포도당 섭취는 PI3K 경로에 크게 의존합니다

 

생체 내 및 시험관 내 여러연구에 따르면 비만/체중 증가 및 지방 생성을 예방하는데 레스베라트롤, 케르세틴 및 제니스테인의 상승 효과가 입증되었으며 또한 이상지질혈증, 인슐린 저항성 등과 같은 여러 대사 장애를 제어하는 ​​데 기여합니다. 

레스베라트롤의 고지혈증 효과는 고지방식이 햄스터의 간 조직에서 혈청 총 콜레스테롤, 중성지방 및 지질 함량을 유의하게 감소시키는 것으로 밝혀졌습니다

Lagougeet al. 대사 조절에 대한 레스베라트롤의 보호 활성은 주로 세포 인슐린 감수성을 개선하는 NAD+ 의존성 탈아세틸화 효소 활성인 Sirtuin 1(Sirt1)의 향상으로 인해 달성된다는 것이 밝혀졌습니다. 

6. 세포 이동 및 증식에서 파이토케미칼의 역할

EGCG는 사이클린 D1과 사이클린 E를 차단하여 SMC 정지를 효과적으로 유도하는 것으로 밝혀졌습니다.

차 폴리페놀은 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMP) 시스템과도 상호작용하여 항증식 효과를 발휘합니다. 다양한 MMP의 발현은 대부분 모든 유형의 암세포에서 상향조절되는 것으로 밝혀졌습니다. 

많은 연구에서 MMP 전사가 사이토카인, 성장 인자, ROS 등과 같은 많은 조절 인자에 의해 유도되고 조절된다는 사실이 이미 밝혀졌습니다. 

MMP 1, 2, 3, 9 및 14를 포함하여 여러 MMP가 종양 침습, 전이 및 혈관신생의 주요 작용제로 밝혀졌습니다이 패밀리의 두 가지 특정 아형인 MMP 2 및 MMP 9는 혈관신생 동안 기저막 콜라겐의 전환 및 기질 단백질의 변경에 적극적으로 관여하는 것으로 밝혀졌으며 또한 조직 리모델링에 중요한 역할을 합니다. 

카테킨과 EGCG는 모두 NfKB 및 AP-1 활동을 방지하여 vascular smooth muscle cells (VSMC)에서 MMP2/MMP-9 분비를 감소시킵니다

또한 카테킨과 EGCG 모두 티로신 인산화와 그 하류 분자 표적을 차단함으로써 VSMC에서 PDGF-BB 유도된 PDGF-수용체 매개 신호 전달 경로의 활성화를 억제하는 것으로 나타났습니다[ 99 ].

G. lutea 및 isovitexin 의 수성 뿌리 추출물 은 ERK1/2 및 iNOS 발현의 하향 조절에 의해 SMC의 PDGF-BB 유도 증식을 유의하게 억제 한다고 보고했습니다 [ 100]. 

 

유사하게 또 다른 연구에서 장벽에 주로 존재하는 페놀 화합물인 엘라그산(EA)은 PDGF-BB 수용체 티로신 인산화/활성화의 방지, 감소된 ROS 생성 및 ERK1/의 다운스트림 자극으로 인한 것으로 추정된  상당한 항증식 효과를 보여주었습니다.

 

커큐민과 그 유도체는 유방암(BC) 세포주의 증식을 억제하고 기질 메탈로프로테이나제-1(MMP-1) 발현을 하향 조절하는 것으로 밝혀졌습니다[ 102]. 

 

레스베라트롤은 또한 사이클린 E 및 D1과 같은 세포 주기 단백질의 조절을 통해 세포 주기 정지를 자극하여 세포 증식을 효과적으로 방지합니다. 또한, 레스베라트롤은 종양 억제 유전자 p21Cip1/WAF1, p53의 상향조절, 세포사멸 촉진 단백질 Bax 발현, 카스파제 세포사멸 신호 활성화, 항세포사멸 단백질 Bcl-2, Bcl-XL 및 서바이빈 발현의 하향조절을 포함하는 일련의 사건을 제어함으로써 세포사멸을 유도합니다. 

 

케르세틴은 Bax의 발현을 상향 조절하여 식물 유래 항암제로 작용하여 최종적으로 세포 사멸을 유도하고 Bcl-2 단백질 활성 억제 및 DNA 단편화 과정 자극으로 항증식 효과를 부여할 수 있습니다[ 103 , 104]. 

 

많은 연구에 따르면 파이토케미칼의 항전이 효과는 주로 전이 동안 크게 상향 조절되고 주로 암세포 성장에 기여하는 세포 부착 분자(CD44)의 활성 또는 발현의 변경으로 인한 것이라고 보고했습니다. 

 

6가지 파이토케미칼(인돌-3-카비놀, 레스베라트롤, 제니스테인 및 커큐민, C-피코시아닌, 케르세틴)의 칵테일로 BC 세포주를 처리하면 전이 개시 인자로서 중요한 역할을 하는 세포 부착 분자  CD44 발현의 억제와 함께 세포의 증식 및 운동성이 현저하게 억제되는 것으로 나타났습니다 

7. 혈관신생에서 파이토케미칼의 역할

암세포나 종양은 혈관내피성장인자(VEGF)와 같은 혈관신생 인자를 분비하여 조절되지 않은 혈관신생 또는 비정상적인 혈관 성장을 유도하여 전이를 퍼뜨립니다. 

아주 최근의 연구에서 Kowshik et al. 저산소증으로 유도된 VEGF 신호전달 캐스케이드의 전사체 및 단백질 발현을 조사하여 경구 종양 발생의 햄스터 모델에서 엘라그산의 항혈관신생 효과를 입증했습니다. 

이 연구에서 저자들은 엘라그산이 히스톤 데아세틸라제 6(HDAC6) 억제와 (HIF-1α ) 반응의 억제를 포함하는 (PI3K/Akt) 및 MAPK 및 VEGF 신호 전달 경로를 제거함으로써 햄스터 구강 펀치에서 혈관신생을 상당히 억제한다는 것을 발견했습니다.

 

Tephrosia purpurea 의 상처 치유 능력은 Lodhi et al. 절개 상처, 절제 상처 및 사강 상처와 같은 세 가지 유형의 상처가 있는 쥐에서. T. purpurea 에탄올 추출물 로 상처 부위를 치료한 후 조직 병리학 연구 는 추출물에 다량의 플라보노이드가 존재하기 때문에 혈관 신생 또는 혈관 형성, 섬유 아세포 및 콜라겐 섬유 생성이 유의하게 증가하는 것으로 나타났습니다

 

생체 내 및 시험관 내 여러연구에 따르면 EGCG와 커큐민의 조합은 혈관신생 억제, 세포 증식 및 세포자멸사 상향조절을 통해 전악성 및 악성 세포의 상승적인 성장 억제를 나타냈습니다[ 107 ]. 

 

미세조류, 균류, 식물 및 해산물에 주로 분포하는 비프로비타민 A 카로티노이드인 아스타잔틴은 (STAT3)/(JAK-2)를 표적화하여 종양 진행의 시작을 억제하는 것으로 밝혀졌습니다

8. 요약: 파이토케미칼의 미래와 치료 메커니즘

 

그림 1 

항산화, 항염, 항증식, 대사 장애 및 항혈관신생과 같은 보호 효과를 발휘하기 위해 파이토케미칼이 표적으로 하는 분자 메커니즘/신호.