Kann das Essen von Birnen Ihre Haut aufhellen?

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Abstrakt

Hintergrund: Birnenwerden weltweit seit mehr als zwei Jahrtausenden als süßes und nahrhaftes Lebensmittel und Volksmedizin verwendet.

Methoden:Wir haben eine Überprüfung von alten Literaturwerken bis hin zu aktuellen Berichten durchgeführt, um evidenzbasierte Funktionen zu extrahierenBirnen.

Ergebnisse:Wir haben das gefundenBirnenhaben viele Wirkstoffe, z.Flavonoide, Triterpenoide und Phenolsäuren einschließlich Arbutin, Chlorogensäure, Malaxinsäure usw. Die meisten Forscher sind sich einig, dass die nützlichen Verbindungen in den Schalen konzentriert sind. Aus verschiedenen In-vitro-, In-vivo- und Humanstudien können die medizinischen Funktionen der Birne als antidiabetische, -fettleibige, -hyperlipidämische, -entzündliche, -mutagene und -karzinogene Wirkungen, Entgiftung von Fremdstoffen, Atmungs- und Herzschutz zusammengefasst werden Effekte und HautAufhellungAuswirkungen. Daher scheinen Birnen sogar zur Prävention von Covid-19 oder PM2.5 bei hochanfälligen Menschen mit mehreren Grunderkrankungen wirksam zu sein.

Fazit:Für die aktuelle oder nach der Covid-19-Ära,Birnenhaben das Potenzial für funktionelle Lebensmittel oder Medikamente für übertragbare und nicht übertragbare Krankheiten.

Schlüsselwörter: Birnen, Medizinische Funktion, Entgiftung, Ballaststoffe, Arbutin,Flavonoide

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Hintergrund

Birnen(Pyrus spp.) werden seit mehr als zwei Jahrtausenden als Volksmedizin und gesunde Nahrung verwendet [1]. Der Gattungsname Pyrus aus der Familie der Rosaceae kann sowohl für Birnen als auch für Äpfel verwendet werden, obwohl Malus der am häufigsten für Äpfel verwendete Gattungsname ist, während Pyrus (P.) häufiger für Birnen verwendet wird. Birnen umfassen zwei Haupttypen, die „europäischen“ oder „westlichen“ Birnen, beispielhaft dargestellt durch P. communis und die „asiatischen“ Birnen, typischerweise P. pyrifolia[2], obwohl mindestens 22 Birnenarten mit über 5000 Unterarten oder Akzessionen anerkannt wurden [3]. Begriffe wie „Koreanische Birne“, „Japanische Birne“ und „Chinesische Birne“ wird oft synonym verwendet, spiegelt aber genauer die geografischen Milieus wider, aus denen sich unterschiedliche Akzessionen entwickelt haben, insbesondere von P. pyrifolia, aber auch von P. bretschneideri, P. sinkiangensis und P.ussuriensis. Basierend auf evolutionären, morphologischen und geografischen Merkmalen können Birnen als zwei Hauptakzessionen klassifiziert werden, dh europäisch und asiatisch. Asiatische Birnen einschließlich P. pyrifolia, die rund geformt sind, besitzen knuspriges Fruchtfleisch, einen hohen Zuckergehalt, insbesondere Fruktose, einen niedrigen Säuregehalt, ein minimales Aroma und einen milden Geschmack, im Vergleich zu westlichen oder europäischenBirnen, insbesondere P. com munis, mit Kürbisform mit weichem und glattem Fruchtfleisch, wenigen Steinzellen und einem stärkeren Aroma und Geschmack [4]. Unter den asiatischen Birnen sind die traditionellen koreanischen Birnen, P. faurie und P. serotina, kleiner als moderne Sorten und wurden für lokale Geschmäcker, Aromen und verschiedene Bedürfnisse entwickelt [5–7]. Es wurde berichtet, dass asiatische Birnensorten höhere Mengen an Phenolen, Arbutin und Chlorogensäure enthalten als westliche Birnen [8, 9]. Insbesondere koreanische Birnen enthalten im Vergleich zu westlichen Birnen einen höheren Gehalt an Zucker, Kalium und Wasser [10]. Wissenschaftliche Namen, Synonyme und gebräuchliche Namen verschiedener Birnenarten sind in Tabelle 1 aufgeführt.

In Ostasien, einschließlich Korea, Japan und China, wurden Birnen für verschiedene medizinische Anwendungen verwendet, z. B. zur Linderung von Atemwegssymptomen, zur Behandlung von Fieber, zur Behandlung von Entzündungen, Alkoholkater usw. [11, 12]. Insbesondere wurden Birnen für die Verdauung von Fleisch verwendet, wie z. B. als Zartmacher beim Kochen von Rindfleisch und Desserts nach dem Verzehr von koreanischem BBQ, Bulgogi. Darüber hinaus wurde die traditionelle Funktion von Birnen bei einem Alkoholkater durch neuere wissenschaftliche Erkenntnisse bestätigt. Das heißt, In-vitro- und In-vivo-Studien zeigten, dass koreanische Birnen (P. pyrifolia cv. Shingo) die wichtigsten alkoholmetabolisierenden Enzyme stimulieren und die Belastung des Körpers durch Alkohol und Aldehyd eliminieren [10]. Klinische Studien ergaben auch, dass dieBirnenLinderung von Katersymptomen [13]. Darüber hinaus haben viele Forscher kürzlich durch verschiedene Studien, einschließlich chemischer Analysen, Ernährungsfaktoren, und In-vitro-, In-vivo- und Humanstudien, neue medizinische Funktionen von Birnen entdeckt [4]. Wenn wir die traditionellen Funktionen und lokalen Verwendungen von Birnen weiter kennen, kann es hilfreich sein, neue medizinische Funktionen von Birnen herauszufinden. Aus diesem Grund haben wir eine systematische Übersichtsarbeit durchgeführt, um aktuelle Informationen zu funktionellen Studien von Birnen in Verbindung mit alten und lokalen Anwendungen bereitzustellen.

Traditionelle Verwendung von Birnen

In Korea werden Birnen seit der Samhan-Zeit (ca. 300 v. Chr. - 300 n. Chr.) als Volksmedizin und als süße Frucht angebaut [5]. Die Taylor-Schechter-Genizah-Sammlung einer jüdischen Gemeinde erwähnte Birnen vor mehr als einem Jahrtausend in medizinischen Verschreibungen [14]. CE220, beschrieb die Verwendung von Birnen zur Linderung von Fieber, zum Löschen von Durst und zur Unterdrückung von Husten [1]. Das BenCao Gang Mu (本草綱目) [15], eine chinesische pharmazeutische Enzyklopädie, geht ausführlich auf die Eigenschaften von und unzählige Verwendungen von einBirnenin China, nämlich dass Birnen süß und ein wenig sauer, kalt und harmlos sind, aber zu viel Birnenverzehr macht dünn und schwach und verursacht Durchfall. Für die Hauptbehandlung fährt der Text fort: Sie behandeln Fieber, unterdrücken Husten und stillen den Durst. Eine Birnenscheibe wird zur Schmerzlinderung und zur Verhinderung von Zersetzung bei Brandwunden verwendet. Sie sind nützlich bei Dysarthrie, die durch unregelmäßiges Fieber, Schlaganfall und Hypothermie verursacht wird, mildern Fieber, das durch Schüttelfrost verursacht wird, und bieten Vorteile beim Wasserlassen und Stuhlgang. Sie besänftigen Engegefühl in der Brust, Dyspnoe und mentale Symptome, die durch Hyperpyrexie verursacht werden. Sie befeuchten die Lungen weiter, kühlen das Herz herunter, entfernen Auswurf und entgiften Abszesse und Alkoholvergiftungen. Birnenblüten sollen das Gesicht von Schmutz reinigen, und das Abkochen von Birnenbaumrinde bietet Vorteile bei saisonalen Krankheiten, die durch kaltes Wetter verursacht werden. Die Blätter wurden zur Behandlung von Skrotalhernien eingesetzt, während zerstoßene Blattextrakte gegen Pilzvergiftungen verwendet wurden [15].

Führende Verbindungen von Birnen

Die Hauptbestandteile von Birnen sind Wasser (ca. 80 Prozent), Zucker und Fruchtzucker (ca. 15 Prozent) und Ballaststoffe (ca. 2 Prozent): KoreanischBirnenzeigte eine etwas höhere Zusammensetzung von Wasser, Zucker, Kalium als westliche Birnen (Bartlett: P. communis), während Bartlett etwas höhere Gehalte an Ballaststoffen und Kalzium aufwies [10].

Verschiedene Wirkstoffe in Birnen wurden identifiziert, wie Polyphenole (Phenolsäuren,Flavonoide), Triterpene und Glucoside [16, 17]. Die höchste Konzentration dieser phenolischen Verbindungen kommt in den Blättern vor, gefolgt von den Samen, Schalen und Fruchtfleisch. Die Phytonährstoffe sind im Allgemeinen reich an Schalen als das Fruchtfleisch [18, 19]. Birnen haben dicke Schalen, die Pektin enthalten, und Steinzellen mit stark verdickten, verholzten Wänden aus reichlich Lignin und Zellulose[20, 21]. Die Entwicklung von Steinzellen kann eng mit der Synthese, Übertragung und Ablagerung von Lignin zusammenhängen. Wie zu erwarten, ist die chemische Zusammensetzung in verschiedenen Teilen vonBirnenvariiert. Für die monomeren Verbindungen wurde berichtet, dass Arbutin, Oleanolsäure, Ursolsäure, Chlorogensäure, Epicatechin und Rutin in verschiedenen Birnensorten sowohl in der Schale als auch im Fruchtfleisch dominierend sind [9]. Abbildung 2 fasst die führenden funktionellen Birnenverbindungen zusammen.

Arbutin

Arbutin, Hydrochinon - - D-Glucopyranosid (Abb. 2), ist ein bekanntes Antibiotikum [22], und die HautAufhellungVerbindung [23, 24]. Es wird zu Hydrochinon, einem Hautbleichmittel, abgebaut und in der Kosmetik als Duftstoff, Reduktionsmittel und Melaninpolymerisationshemmer verwendet. 25]. Eine chinesische Gruppe berichtete, dass die Schale importierter koreanischer Birnen (chinesischer Name Youran) ca. 1,5–20-fach höhere Mengen an Arbutin (6982,0 ug/g Trockengewicht) als andere 9 verschiedene Birnensorten, die in China und Südafrika angebaut werden (323,3–4395,8 ug/g Trockengewicht) [9]. Bei orientalischen Birnen wurde die höchste Arbutinkonzentration in der Schale gefunden (1,20 mg/g Frischgewicht), die 3–5 Mal höher war als die im Kern und 10–45 Mal höher als die Menge im Fruchtfleisch [26, 27] . Daher Birnenschalen, insbesondere die koreanischenBirnen, sind eine der reichsten Nahrungsquellen für natürliches Arbutin [28]. Als solches kann Arbutin als potenzieller birnenspezifischer Biomarker für die Aufnahme dienen [29].

Chlorogensäure

Nach Arbutin ist Chlorogensäure, 5-O-Caffeoylchinasäure, die zweithäufigste phenolische Verbindung (Abb. 2) in Birnenfleisch und -schale [30]. Insbesondere Chlorogensäure erreichte 106,7–247,5 mg/100 g Frischgewicht bei unreifen KoreanernBirnen[23]. Chlorogensäure wurde untersucht und es wurde berichtet, dass sie biologische Funktionen wie entzündungshemmende und antioxidative Aktivität hat [31, 32]. Mechanistische Studien zu ihrer medizinischen Funktion zeigten, dass Chlorogensäure TNF- reduziert, die IL-8-Produktion in Caco-2-Zellen und RAW264.7-Zellen herunterreguliert, Neuronen schützt und die Wundheilung in vivo verbessert, was auf eine Hemmung von Entzündungen hindeutet [33 , 34]. Darüber hinaus zeigte Chlorogensäure, dass sie eine direkte Endothel-abhängige Vasodilatation induziert, indem sie die Signalwege von NOS, COX und von Endothel abgeleiteten hyperpolarisierenden Faktoren verstärkt [35]. Kürzlich zeigte eine japanische Studie eine 6--monatige Einnahme von Chlorogensäure (330 mg/100 ml Wasser) im One-Back-Test des Cogstate, im Shifting-Attention-Test und im Finger-Tapping-Test sowie im zusammengesetzten Gedächtnis , verbales Gedächtnis, komplexe Aufmerksamkeit, kognitive Flexibilität, Exekutivfunktion und motorische Geschwindigkeitsdomänen der CNS Vital Signs Testbatterie [36]. Darüber hinaus schützt Chlorogensäure vor DNA-Schäden, die durch ionisierende Strahlung induziert werden, was auf signifikante Strahlenschutzwirkungen dieser Verbindungen hindeutet [37].

Kaffeesäure

Kaffeesäure, eine der Phenolsäuren, ist eine geringfügige Verbindung im Fleisch und in der Schale (56,2 vs. 73,5 mg/kg) von Türkisch[22, 24]. Obwohl nicht strukturell verwandt, wurde berichtet, dass Kaffeesäure neuroprotektive Eigenschaften mit Koffein hervorruft [38]. Einige Studien zeigten auch, dass Kaffeesäure die Kollagenproduktion steigerte [39, 40]. Für Dickdarmkrebszellen, wie HCT 15, Kaffeesäure-induzierte Apoptose, ROS-Erzeugung und Verringerung des mitochondrialen Membranpotentials und zeigte chemopräventives Potential [41].

Flavonoide

Unreifes KoreanischBirnenenthalten Flavonoide mit 182,5–368,9 mg/100 g Frischgewicht [23]. B-Ring-dihydroxylierte Flavonol-Derivate, wie Quercetin und Isorhamnetin, und monomere und polymere Flavan 3--ole, wie Epicatechin und Proanthocyanidine, dominieren unter denFlavonoidegefunden in zehn Birnen einschließlich Radana Sorte [42, 43]. Es wurde angenommen, dass diese Chemikalien zur Farbe, Fruchtqualität und Pflanzenresistenz beitragen. Bei europäischen und tunesischen Birnensorten einschließlich Fruchtfleisch und Schale ist das vorherrschende Flavonoid (−)-Epicatechin (Abb. 2) als End- und Verlängerungseinheiten [16].

Nach (−)-Epicatechin wurden die Anthocyane, wasserlösliche Pigmente, die aus einem Anthocyanidin-Aglykon bestehen, hauptsächlich in rothäutigen Birnensorten gefunden [16, 44]. Andere Flavonoide, die in koreanischen Birnen (P. pyrifolia Chuhwangbae) gefunden wurden, umfassen Quercetin {{ 5}}O-Glucosid, sein Aglycon Quercetin [18, 45] und Dulcisflavan, ein Catechin [46]. Quercetin 3-O-Glucosid ist eines der dominierenden Flavonole unter Blättern und Früchten vonBirnen [16].

Flavonoidewurden aufgrund ihrer beobachteten biologischen Wirkungen in vitro, z. B. Abfangen freier Radikale, Modulation der enzymatischen Aktivität und Hemmung der Zellproliferation, sowie ihrer potenziellen Verwendung als Antibiotika, Antiallergika, Antidiarrhoikum, Antiulkus und Anti- Entzündungs- und Antikrebsmittel [47]. Epidemiologische Studien untersuchen jedoch die Rolle vonFlavonoideunmenschliche Gesundheit waren nicht schlüssig [48].

Malaxinsäure

Malaxinsäure, {{0}}(O- -d-Glucopyranosyl)-3-(3′-Methyl-2′-butenyl)benzoesäure, ist ein wichtiges Glucosid in koreanischen Birnen [49]. Die Mengen an Malaxinsäure in unreifen koreanischen Birnen erreichten 0,76–5,86 mg/100 g Frischgewicht, obwohl die Mengen an Malaxinsäure signifikant geringer waren, als die Birnen reiften [23]. Mehrere Berichte haben einige medizinische Funktionen von Malaxininsäure auf Koreanisch beschriebenBirnenB. antioxidative Abwehr im Blutkreislauf und Hemmung des Wachstums von Krebszellen, wie BAEC, HT1080, HeLa und B16/BL6 [23, 50–52]. Die Isoprenyl-Seitenkette in Malaxinsäure kann zur Hemmung eines 21–26 kDa großen Proteins beitragen, das an der Proliferation von Krebszellen beteiligt ist [53]. Daher kann Malaxinsäure ein Kandidat für einen der Hauptwirkstoffe von Birnen sein, jedoch sollten die Beweise weiter gesammelt werden.

Triterpenoide

Unter den Triterpenoiden wurden in europäischen Birnensorten (P. communis) insbesondere Ursol- (Abb. 2), Oleanol- und Betulinsäure identifiziert, die in den Schalen mehr als 17-mal höher sind als im Fruchtfleisch (3460,5 ± 1255,9 vs. 201,4 ± 77,1 ug/g). Trockengewicht) [30].

Aufgrund ihrer steroidähnlichen chemischen Struktur sind von Triterpenoiden endokrine Funktionen zu erwarten. Zum Beispiel zeigte Ursolsäure eine Stimulierung der Lipolyse in primär kultivierten Adipozyten von Ratten [54], eine Hemmung der Aromatase, die Androgene in Östrogene umwandelt, und einen erhöhten Energieverbrauch, was zu einer verringerten Fettleibigkeit, einer verbesserten Glukosetoleranz und einer verringerten hepatischen Steatose führte [55]. Es wurde spekuliert, dass sein Isomer, Oleanolsäure, antioxidative, Antitumor-, entzündungshemmende, antidiabetische und antimikrobielle Wirkungen hat [56].

Funktionelle Verwendung von Birnen

Antidiabetische Wirkungen

Neuere Studien haben gezeigt, dass Birnen antihyperglykämische Wirkungen besitzen [59, 60]. Kombinierte Äpfel oder andere Früchte wie Acai, Kirsche und Birne hemmten auch diabetische Parameter [61, 62]. Beispielsweise reduzierte der Verzehr von Äpfeln und Birnen das Risiko für Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) um 18 Prozent (95-Prozent-Konfidenzintervall: 0,75–0,88) [62]. Im Falle von Tieren zeigten diabetische Mäuse, die mit Schalenextrakten der Yaguangbirne (P. ussuriensis Maxim cv. Yaguang) behandelt wurden, signifikant niedrigere Nüchternglukosespiegel als die diabetische Kontrollgruppe, was möglicherweise mit einer Hemmung der Alpha-Glucosidase zusammenhängt [63]. Ähnliche In-vivo-Ergebnisse wurden bei der Behandlung mit Extrakten aus unreifen asiatischen Birnen wie Hosui- und Kosui-Birnensorten (P. pyrifolia) erzielt [64]. Darüber hinaus zeigten die diabetischen Ratten, die mit Ethylacetat- und Ethanolextrakten von P. communis behandelt wurden, signifikante Verringerungen des Blutzuckers im Vergleich zu diabetischen Kontrollen und die antihyperglykämischen Wirkungen vonBirnenvermutlich auf eine erhöhte Insulinsekretion aus den Pankreaszellen zurückzuführen [59].

Da Hyperglykämie durch Alpha-Amylase und Alpha-Glucosidase vermittelt wird, die die Verdauung, Absorption und den Metabolismus von Nahrungskohlenhydraten fördern, waren diese Enzyme pharmakologische Ziele für die Behandlung von Hyperglykämie, da gewöhnliche pharmakologische Regulatoren mit unerwünschten abdominalen Wirkungen und schlechter Patienten-Compliance in Verbindung gebracht wurden [60, 65 ]. Birnen können als geeignete Alternative zur Regulierung der postprandialen Hyperglykämie dienen, indem sie Alpha-Amylase und Alpha-Glucosidase ohne nennenswerte Nebenwirkungen hemmen. Der In-vitro-Vergleich von 22 verschiedenen Fruchtsäften zeigte, dass aus der Perle (chinesische weiße Birne, P. bretchneideri Rehd.) extrahierter Saft die höchste Hemmaktivität gegen Alpha-Glucosidase aufwies[66]. Die In-vitro-Untersuchung von Extrakten europäischer Birnensorten, Red D'Anjou, Green D'Anjou, Barlett, Bosco und Comice, ergab auch eine signifikante Hemmung von Alpha-Amylase und Alpha-Glucosidase mit einer stärkeren Unterdrückung von Alpha-Amylase durch Fruchtfleischextrakte und stärkere Hemmung der Alpha-Glucosidase durch Schalenextrakte [65]. Darüber hinaus zeigte eine In-vitro-Studie mit Barlett- und Stakrim-Son-Birnensorten, dass die phenolischen Verbindungen im Stakimson-Birnenextrakt möglicherweise bioaktiv und so wie sie sind für die anti-hyperglykämischen Eigenschaften verantwortlich sind positiv korreliert mit Alpha-Glucosidase-Hemmung [60]. Diese Alpha-Amylase- und Alpha-Glucosidase-Inhibitoraktivitäten vonBirnenwurden in vielen In-vitro- und In-vivo-Studien beobachtet und könnten die Grundlage für weitere Forschungen zu Birnenextrakten bilden, die darauf abzielen, aufzuklären, ob sie eine Rolle bei der Behandlung von T2DM spielen können.

Die vorteilhaften Wirkungen des Birnenverzehrs bei der Verringerung des T2DM-Risikos wurden in früheren Beobachtungsstudien gut nachgewiesen, und die anschließenden In-vivo- und In-vitro-Daten haben eine starke positive Korrelation zwischen dem Birnenverzehr und der Verbesserung der T2DM-Parameter gezeigt. Weitere Untersuchungen, insbesondere Studien am Menschen, könnten Birnen zu einer idealen phytozeutischen Option bei der Behandlung von T2DM-Patienten machen.

Aktivität gegen Fettleibigkeit

Ernährungsumstellung und Bewegung wurden für übergewichtige Menschen als vorteilhafte Lebensstilinterventionen empfohlen. Da Früchte eine niedrige Energiedichte und einen hohen Ballaststoffgehalt haben, können sie bei einer geringeren Kalorienzufuhr für ein Sättigungsgefühl im Magen sorgen. Insbesondere Birnen haben eine niedrige Energiedichte von 0,64 kcal/g mit reichlich Ballaststoffen und zeigten in einer Reihe verschiedener Studien vorteilhafte Auswirkungen auf die Gewichtskontrolle [67–70]. Zum Beispiel zeigten die Ratten mit fettreicher Ernährung, die unlösliche Ballaststoffe aus Birne (IDF) enthielten, nicht das gleiche Muster der Gewichtszunahme wie die Ratten, die mit Ernährung ohne gleichzeitige Verabreichung von Birnen-IDF gefüttert wurden, und hatten ein so niedriges Gewicht wie die Gruppe mit normalem Futter [67]. .Daher haben Chang et al. spekulierten die IDFs extrahiert ausBirnenzeigten Anti-Adipositas-Effekte, wie die Beschleunigung des Fettstoffwechsels und die Senkung des Low-Density-Lipoprotein-Cholesterins (LDL-C) und des Gesamtcholesterins (TC), indem sie das Wachstum der Darmmikrobiota von Bacteriodetesin-Ratten förderten. Darüber hinaus zeigten die mit Birnenextrakt (PE) und Garcinia Cambogia-Extrakt (GE) behandelten Gruppen eine Verringerung der Reifung von Präadipozyten zu Adipozyten um 4,1 bzw. 14,7 Prozent, während PE und GE kombiniert eine Hemmung von 26,9 Prozent aufwiesen, was ihr Präventionspotenzial unterstreicht Gewichtszunahme [70]. Einige klinische Studien haben auch die Wirkung von Birnen gegen Fettleibigkeit gezeigt. Nach 12 Wochen täglichem Verzehr von frischen Birnen, grünem Bartlett oder D'Anjou waren die Leptinkonzentrationen und der Taillenumfang in der Birnengruppe niedriger als in der Kontrollgruppe [71]. Bosc-Birnen verringerten die Exposition gegenüber Metaboliten nach dem Training, was zu einer verbesserten Trainingsleistung führte [69]: Birnen reduzierten den Cortisolspiegel bei den Teilnehmern unmittelbar nach dem Training um 22 Prozent und förderten eine schnellere Erholung von anstrengenden Übungen. Viele Studien unterstützen die Verwendung von Birnen zur Vorbeugung von Fettleibigkeit, indem sie die Kalorienaufnahme verringern und Bewegung fördern.

Antihyperlipidämische Wirkungen

Da anormale Plasmalipidkonzentrationen Hauptverursacher von CVDs sind, war die Entwicklung sicherer antihyperlipidämischer Materialien erwünscht. Daher wurden natürliche Produkte wie grüner Tee, Zwiebeln und Knoblauch untersucht. Antihyperlipidämische Wirkungen vonBirnenwerden besonders bei hyperglykämischem Status beobachtet, da Hyperlipidämie bei Diabetikern üblich ist. Die Kontrolle des Lipidspiegels ist bei Diabetikern sogar noch wichtiger, da sie ein höheres Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen haben. Velmurugan und Bhargava fanden heraus, dass die Birnenfütterung die TC-, Triglycerid- (TG) und LDL-C-Spiegel bei hyperglykämischen Ratten signifikant senkte, während sie den TC-Spiegel erhöhte HDL-C dosisabhängig [59]. Außerdem sind die Fruchtfleischextrakte von P. Communis L. var. Blanquilla zeigte verringerte TC-Spiegel um 14,6 Prozent, TG um 6,8 Prozent und LDL-C um 17,4 Prozent bei Ratten, die mit cholesterinhaltiger Nahrung gefüttert wurden [72]. Birnenschalen hatten jedoch im Vergleich zur Kontrolle stärkere lipidsenkende Eigenschaften als Fruchtfleisch (19,4 Prozent für TC, 14,6 Prozent für TG und 33,3 Prozent für LDL-C). Daher scheinen die lipidsenkenden Wirkungen von Birnen mit den Bestandteilen wie Catechin zusammenzuhängen, die in Schalen stärker kondensiert sind als im Fruchtfleisch.

Antimutagene und -kanzerogene Wirkungen

Birnen zeigten durch mehrere Mechanismen einige antimutagene und Antikrebsaktivitäten. Erstens können Birnen die Karzinogenese von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAKs) wie Benzo(a)pyren hemmen, die zwei hauptsächliche karzinogene Mechanismen haben, die Bildung von DNA-Addukten und die Produktion von ROS [73, 74]. Wir haben beobachtet, dass koreanische Birnen den durch Benzo(a)pyren induzierten Lungenkrebs bei A/J-Mäusen reduzieren, insbesondere bei Männchen [75]. In einer Biomonitoring-Studie fanden wir auch chemopräventive Wirkungen von KoreanBirnenauf PAK-Exposition bei ca. 700 Koreanern [76]: Urinkonzentrationen von 1-Hydroxypyren (1-OHP), einem Hauptmetaboliten von PAK, wurden als Biomarker der PAK-Exposition analysiert und waren signifikant verringert in die Birnenkonsumenten. Diese Ergebnisse wurden auch durch pharmakokinetische Methoden in einer klinischen Studie mit Probanden bestätigt, die durch den Verzehr von gebratenem Hähnchen mit und ohne Birnen (P. pyrifolia Shingo) PAK ausgesetzt waren [75, 77]: Schnelle Ausscheidung von {{6} }OHP wurde bei den Birnenkonsumenten im Vergleich zu den Nicht-Birnenessern beobachtet. Daher vermuten wir, dass koreanische Birnen Absorption, Verteilung, Metabolismus und Ausscheidung (ADME) von PAKs, insbesondere die Ausscheidung von PAKs, vermitteln. Die Beschleunigung der PAH-Ausscheidung kann die Retention von Karzinogenen bei Birnenkonsumenten verringern. Darüber hinaus waren die Urinspiegel von Malondialdehyd, einem Biomarker für Lipidperoxidation und oxidativen Stress, bei koreanischen Birnenkonsumenten ebenfalls verringert [77, 78]. In Anbetracht der Bioproduktion von ROS als einem weiteren wichtigen karzinogenen Mechanismus von PAHs schlagen wir vor, dass koreanische Birnen PAH-induzierten oxidativen Stress schützen. Im Hinblick auf die botanischen Eigenschaften von Birnbäumen war die Akkumulation von PAK auf Birnenblättern auch geringer als auf anderen Pflanzenblättern ähnlicher Größe, wie z. In Anbetracht der Tatsache, dass PAK die Hauptkomponenten von PM2,5 in der Luftverschmutzung sind, schlagen wir vor, dass Birnen wirksam zur Vorbeugung von PM2,5 sind.

Zweitens können Birnen aufgrund ihrer nitritbindenden Aktivität antikarzinogen sein [79, 80]. Da Nitrite bei der Lebensmittelverarbeitung und -lagerung weit verbreitet sind, können sie leicht mit Aminen reagieren und starke Karzinogene wie N-Nitrosamine in verarbeiteten Lebensmitteln erzeugen. },7 Prozent [79, 80]. DieseBirnenzeigten eine vergleichbar hohe Nitritfängeraktivität als andere Pflanzen wie Zwiebeln (50 Prozent) oder Kiwis (75,3–81,8 Prozent) [12].

Schließlich gibt es viele funktionelle Phytochemikalien in Birnen, wie phenolische Verbindungen, einschließlich Chlorogensäure und Malaxinsäure, die eine ziemlich unterschiedliche Antikarzinogenität gezeigt haben, wie z. B. antiproliferative Aktivitäten gegen Brust- und Leberkrebszellen [81, 82]. Insbesondere koreanische Birnen zeigten ein antikarzinogenes Potenzial aufgrund von Funktionen im Zusammenhang mit der Vermittlung von ADME für PAHs, der Reduzierung von ROS, der Nitritfängeraktivität und den antioxidativen Eigenschaften von Phenolverbindungen.

Entzündungshemmende Wirkung

Übermäßige Entzündungsreaktionen sind eine Hauptursache für nicht übertragbare Krankheiten [83]. Die Nahrungsaufnahme von Birnen, Äpfeln, Rotwein und Erdbeeren zeigte jedoch umgekehrte Assoziationen mit Entzündungswerten (IS) in lebensmittelbasierten Analysen: Höhere Anthocyanin- und Flavonolaufnahmen aus der Nahrung zeigten eine starke Assoziation mit entzündungshemmenden Wirkungen in einer Population von US-Erwachsenen[84] . Die Aufnahme von Anthocyanin reduzierte IS, wie akute Entzündungen, Zytokine und oxidativen Stress, um 73 %. Eine höhere Aufnahme von Flavan-3-olen, wie z Biomarker für oxidativen Stress, darunter Myeloperoxidase, LPL-A2 und Isoprostane, ein Index für Kreatinin.

Die entzündungshemmenden Wirkungen verschiedener Birnenarten wurden mit denen von Dexamethason-Incarrageenan-induzierten Hinterpfotenödemen bei Mäusen und Xylol-induzierten Ohrödemmodellen bei Mäusen verglichen [9]. Die Methanolextrakte von Birnen einschließlich P. ussuriensis Maxim-Spezies (Yaguang) und P. communis-Varietäten (Hongpi, Qingpi und Guifei) reduzierten die Pfoten- und Ohrenödeme der Maus bis zu einem gewissen Grad und zeigten dosisabhängige entzündungshemmende Wirkungen. Im Fall von P. bretschneideriRehd zeigte seine Ethylacetatfraktion die starke Hemmung der Carrageenan-induzierten Bildung von Rattenpfotenödemen und zeigte die starke entzündungshemmende Aktivität gegen Xylol-induzierte Ohrödeme und Essigsäure-induzierte Extravasation von Evans blauem Farbstoff bei einer Dosis von 200 mg/kg und 400 mg/kg [85]. Triterpenoide uFlavonoide, wie 2 ,19 -Dihydroxyursolsäure, -amyrin und Quercitrin, wurde vorgeschlagen, diese entzündungshemmenden Wirkungen zu haben.

Azuma et al. bewerteten die unterdrückenden und entzündungshemmenden Wirkungen von Zellulose-Nanofasern aus JapanBirnen(P. pyrifolia, Nijuseiki) bei entzündlichen Darmerkrankungen (IBD): Die Birnen-Nanofaser zeigte entzündungshemmende Wirkungen durch Unterdrückung von Fibrosen oder durch Butyrat-vermittelte Hemmung von NF-κB in einem IBD-Mausmodell [86].

Kurz gesagt, Birnen zeigten ziemlich unterschiedliche entzündungshemmende Wirkungen durch Unterdrückung von Immunantworten, und diese Funktion scheint eher mit der Kombination verschiedener Chemikalien als mit einer Chemikalie in Birnen zusammenzuhängen.

Atemschutzwirkung

Eine kürzlich durchgeführte systematische Überprüfung des Obst- und Gemüseverzehrs zeigte, dass ein erhöhter Verzehr von Äpfeln und Birnen stark mit einem geringeren Auftreten von Asthmasymptomen, weniger diagnostiziertem Asthma und einer geringeren bronchialen Hyperreaktivität verbunden war, was diese Autoren dazu veranlasste, eine umgekehrte Korrelation zwischen dem Verzehr von Birnen/Äpfeln und Asthma herzustellen [ 91]. Eine weitere prospektive Kohortenstudie kam zu dem Schluss, dass der Verzehr von einer oder mehreren Portionen Äpfel oder Birnen bei Ex-Rauchern zu einem signifikant geringeren Risiko einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) führte, mit einer Hazard Ratio von 0,70 [92].

In In-vitro-Studien,Birnenhaben auch bronchodilatatorische Wirkungen gezeigt. Ethanolextrakte aus „Pyrus pashiaBuch.-Ham. ex D. Don' übte eine relaxierende (0.01–5.0 mg/mL) Wirkung auf K plus (80 mM) induzierte Kontraktionen in isolierten Kaninchen aus glatte Muskelzellen der Trachea und verursachte eine Verschiebung der Ca2 plus-Kurven (1,0–3,0 mg/ml) nach rechts in ähnlicher Weise wie bei Verapamil (3 μM), was möglicherweise auf das Vorhandensein von Ca2 plus kanalblockierender Aktivität hindeutet [2].

In Tierstudien haben Lee et al. berichteten, dass die Empfindlichkeit der trachealen glatten Muskulatur von Mäusen gegenüber Stimulation durch elektrische Felder und Acetylcholin nach der Behandlung mit Pektinen der asiatischen Birne (P. pyrifolia) signifikant verringert war: Die Luftröhre von Mäusen zeigte auch signifikant weniger Entzündungszeichen, wie verdickte Bronchialschleimhaut, Verlust und/oder Anomalien von Flimmerhärchen, Lymphozytenproliferation und klebrigen Schleimpfropfen entlang der Bronchien. Darüber hinaus kam es zu einer 70-prozentigen Reduktion des Allergen-spezifischen IgE im Serum [93]. Darüber hinaus fand eine andere Studie heraus, dass die Behandlung mit einer Kombination von Extrakten aus P. bretschneideri (Birnenfrucht) und Fritillaria ussuriensis (Zwiebel) Gewebeödeme hemmte und die Gefäßpermeabilität verringerte, verglichen mit einer Monotherapie mit einem der beiden Extrakte allein bei Ratten [94].

Der Mechanismus, durch den Birnen eine vorteilhafte Rolle bei der Behandlung von allergischen Entzündungs- und Atemwegserkrankungen wie Asthma spielen, hängt möglicherweise mit ihrer einzigartigen Kombination von Polyphenolen zusammenFlavonoide[2]. Erforschung von Flavonoiden, einschließlich Rutin und Quercetin PresentinBirnen, weist auf einige potenzielle Aktivitäten zur Behandlung allergischer Erkrankungen durch Herunterregulierung der Mastzellaktivierung hin [95].

Außerdem haben Yang et al. (2006) führten eine klinische Studie mit COPD-Patienten durch, bei der erhitzter koreanischer Birnensaft (P. pyrifolia cv. Shingo) verwendet wurde; es gab jedoch keine signifikante Verbesserung der Ergebnisse der Atemwegsgesundheit, einschließlich George's Respiratory Questionnaire Score oder forciertem Exspirationsvolumen für 1 s bei COPD-Patienten nach 1- Monat Konsum von Birnensaft [77, 78]. Nicht erhitzter, aber nicht erhitzter Birnensaft reduzierte Benzo(a)pyren-induzierten Lungenkrebs bei A/J-Mäusen [75]. Daher kann das Erhitzen zur Konservierung bioaktive Verbindungen wie Enzyme in Birnen zerstören.

Kardioprotektive Wirkungen

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind mit 17,9 Millionen Todesfällen pro Jahr die weltweit führende Todesursache[96]. Birnenbestandteile haben kardioprotektive Wirkungen gezeigt. In Bezug auf die Wirkstoffe in Birnen zeigte sich, dass Chlorogensäure die Gefäßfunktion ex vivo verbessert und Endothelzellen vor HOCl-induzierter oxidativer Schädigung durch erhöhte Produktion von Stickstoffmonoxid und Induktion von Hmox-1 schützt [97].

Unter Birnenarten wie Red D'Anjou, GreenD'Anjou, Bartlett, Bosc und Comice zeigten wässrige Fruchtfleischextrakte von Bartlett eine moderate (18–28 Prozent) ACE-I-Hemmung durch In-vitro-Enzymmodelle, es wurde jedoch keine Korrelation zwischen der ACE-Hemmung beobachtet und Gesamtphenol- oder Antioxidanskapazität [60, 65]. Kardioprotektive Funktionen von Birnen über ACE-Hemmung wurden in vivo-Systemen bestätigt. Die Mechanismen und Wirkstoffe sind jedoch noch unklar.

Alkoholentgiftung und Leberschutz

Birnen wurden als traditionelle Medizin verwendet, um Katersymptome zu lindern [11]. Allerdings sind die wissenschaftlichen Mechanismen der Alkoholentgiftung durchBirnenwaren dunkel. Daher konzentrierten sich erste Untersuchungen auf die Auswirkungen von Birnen auf die ADME von Alkohol. Der Stoffwechselweg von Alkohol ist relativ gut bekannt. Alkohol wird hauptsächlich in der Leber durch Alkoholdehydrogenase (ADH) zu Acetaldehyd metabolisiert, einem toxischen Metaboliten, der die hepatische Lipidperoxidation und oxidativen Stress erhöht [10, 13, 98, 99]. Acetaldehyd wird durch die Aldehyddehydrogenase (ALDH) weiter zu Acetat metabolisiert, das schließlich über die Nieren ausgeschieden wird. Mehrere Studien zeigten, dass koreanische Birnen (P. pyrifoliacv. Shingo) den Alkoholstoffwechsel durch Stimulierung der ADH- und ALDH-Aktivitäten in In-vitro-Studien verstärkten und folglich die Werte senkten von Blutalkohol oder Acetaldehyd in vivo und Studien am Menschen [10, 13]. Im Einzelnen zeigten pharmakokinetische Analysen, dass koreanische Birnen den Blutalkoholspiegel bei Aldh2-KO-Mäusen signifikanter senkten als bei normalen Mäusen[10], was darauf hindeutet, dass die klinische Alkoholentgiftungswirkung koreanischer Birnen bei Personen mit ALDH2-Mangel größer sein könnte als bei normalen Menschen. Schließlich waren die Gesamt- und Durchschnittswerte der Schwere des Katers bei Probanden, die koreanischen Birnensaft vor dem Alkoholkonsum konsumierten, signifikant reduziert [13].

Koreanische Birnen förderten auch das Wachstum von Hepatozyten über die Erhöhung der ATP-Synthese in den Zellen [100]: Zellproliferation und DNA-Synthese in Hepatozyten wurden durch die Behandlung mit [3H]-Thymidin und Birnenextrakten gesteigert. Darüber hinaus erhöhten die Birnen die Expression von CDK-2 und CDK-4, die für den G1/S-Übergang essentiell sind, verringerten jedoch die Expression ihrer Inhibitoren p21Cip1/CDKNIA und p27Kip1.

Für die Leber zeigte der Wasserextrakt aus Birnentrestern von P. pyrifolia eine Unterdrückung der hepatischen Lipidperoxidation und einen Schutz vor Leberschäden bei Ratten, die mit einer fettreichen/cholesterinreichen Diät gefüttert wurden [101]. Darüber hinaus verhinderten die Schalenextrakte der Birne (P. pyrifolia) signifikant den Anstieg der Serumspiegel von Alaninaminotransferase und Aspartataminotransferase bei akuten Leberschäden bei Mäusen [102], wobei sie hauptsächlich antioxidative, entzündungshemmende und/oder antiapoptotische Eigenschaften zeigten [103 ]. Zusammengenommen KoreanischBirnenkann zur Vorbeugung von alkoholbedingten und nicht alkoholbedingten Leberschäden beitragen.

Hautaufhellungseffekte

HautAufhellungist neben der Verlangsamung des Alterungsprozesses und der Faltenglättung eine wünschenswerte Eigenschaft in der Kosmetik. Wie bereits erwähnt, wurde Arbutin als hautaufhellende Substanz entdeckt. Birnen sind eine natürlich reichlich vorhandene Arbutinquelle [24, 104]: Die hautaufhellende Wirkung hängt mit der Hemmung des Enzyms Tyrosinase zusammen, das für die Erzeugung dunkler Pigmente, insbesondere Melanin, entscheidend ist. Extrakte von vier Kultivaren koreanischer Birnen (P. pyrifolia), nämlich Hanareum, Manpungbae, Shingo und Chuwhangbae, hemmten die Tyrosinase-Aktivität um 50 Prozent in Melanozyten von Mäusen, die mit dem Melanozyten-stimulierenden Hormon -MSH behandelt wurden. Es wurde berichtet, dass eine hohe Konzentration von Arbutin in Birnenschalen verteilt war [12].

Basierend auf dem hohen Gehalt an Arbutin in KoreanischBirnen,fünf unreife koreanische Birnen, dh P. pyrifolia-Sorten, wurden auf Aufhellungsaktivitäten getestet [105]: ForAufhellungAktivität im Zusammenhang mit Tyrosinase und zellulärer Melaninbildung, Manpungbae unter den Birnen zeigte die stärkste Tyrosinasehemmung (4,9 Prozent) und erzielte eine 74-prozentige Reduktion des zellulären Melanins im Vergleich zu den nicht behandelten Zellen. Außerdem haben Yim et al. fanden heraus, dass der Arbutinspiegel in Birnensorten mit zunehmender Fruchtreife abnahm. In Melanomzellen der Maus B16F10 hemmten die meisten Sortenextrakte die Melaninsynthese um etwa 50 % bei einer Konzentration von 100 ug/ml bis 90 Tage nach der vollen Blüte[106]. Im Fall von P. Anatolica, der in der Türkei endemisch ist, zeigten die Blätter und Zweige höhere Arbutinwerte als die Früchte (4,74, 4,46 bzw. 0,11 Prozent)[107]. Darüber hinaus zeigten Arbutin-konjugierte Gold-Nanopartikel im Vergleich zu Arbutin selbst verbesserte Aufhellungsfähigkeiten [108].

Protocatechusäure (PCA) ist eine weitere phenolische Verbindung mit antimelanogenen und hautaufhellenden Eigenschaften in Birnenschalen. PCA unterdrückte signifikant die Melanogenese durch die Hemmung der Tyrosinase sowie die gleichzeitige Hemmung der Expression anderer Enzyme, die mit der Melanogenese in Zusammenhang stehen, in Maus-Melanomazellen, die mit koreanischen Birnenextrakten behandelt wurden (P. pyrifolia cv. Chuhwangbae) [51].

Angesichts der hohen HautmengenAufhellungWirkstoffe wie Arbutin und PCA, Birnen, insbesondere koreanische Birnen, können eine sichere und natürliche Quelle für die Therapie der Hyperpigmentierung sein. In naher Zukunft könnten neue pharmazeutische Formulierungen mit Birnen entwickelt werden.

Eine Zusammenfassung der medizinischen Funktionen von koreanischen Birnen und anderen Birnen ist in Tabelle 2 dargestellt.

Einschränkungen und methodische Vorschläge

Der Vollständigkeit halber haben wir gleichzeitig versucht, die nachteiligen Auswirkungen von zu überprüfenBirnen. Birnen sind für die meisten Menschen in der Regel ein unbedenkliches Obst, aber es gibt vielleicht einige Publikationen, die gegen Birnen voreingenommen sind und als funktionelle Lebensmittel hervorgehoben werden. Selbst bei gründlicher Suche beschrieben nicht viele Berichte Nachteile im Zusammenhang mit Birnen. Eine begrenzte Anzahl von Berichten befasste sich mit Kohlenhydrat-Malabsorption, wie z. B. Reizdarmsyndrom und unspezifischem Durchfall im Säuglings- und Kindesalter aufgrund von Birnen- oder Apfelsaft [111]. Der Leser wird an die Kontraindikation für Birnen auf „Ben Cao Gang Mu“ [15] erinnert Aufgrund der hohen Inzidenz der Selbstbehandlung mit pflanzlichen Produkten bei gefährdeten Bevölkerungsgruppen [112] könnten Birnen für Patienten mit Wasting-Syndrom, Kinder oder Schwangere aufgrund von Malabsorption vermieden werden. Für bestimmte Komponenten vonBirnen, die Sicherheit von Hydrochinon, einem Metaboliten von Arbutin, sind besorgt, nachdem erkannt wurde, dass Benzol beim Menschen aplastische Anämie und Leukämie verursacht [113]. Die Ergebnisse zu Hydrochinon bei topischer, oraler oder industrieller Exposition zeigten jedoch, dass es im Vergleich zur Toxizität von Benzol ziemlich sicher ist. Dennoch wurde noch keine Langzeitsicherheit festgestellt.

Für andere medizinische Funktionen von Birnen wurden die Ausscheidung von Harnsteinen [114] und die Wundheilung bei Patienten mit schlechter Wundheilung, wie z. B. Diabetes [115], in einigen Berichten als neue Anwendungen von Birnen sorgfältig beschrieben. Darüber hinaus wurde eine große Fülle traditioneller, integrativer, komplementärer und alternativer Arzneimittel als Lösung für COVID -19 angepriesen, trotz des Mangels an Beweisen für die Sicherheit und Wirksamkeit solcher Therapien [116]. Basierend auf dem Potenzial von Birnen als Modulator entzündungsfördernder Zytokine über verschiedene AntioxidantienFlavonoide[117], evidenzbasierte Studien zuBirnenfür eine neue Anwendung benötigt werden, z. B. Prävention und Behandlung neuer übertragbarer Krankheiten.

Schlussfolgerungen

Für medizinische Funktionen vonBirnen, wir lernen aus dem Alten und machen es neu (Abb. 3). Traditionelle Funktionen von Birnen wurden nach und nach durch wissenschaftliche Beweise bestätigt.Birnen, eine alte und neue Frucht, zeigen positive Wirkungen auf verschiedene degenerative Erkrankungen und haben ein starkes Potenzial als funktionelle Lebensmittel oder Medizin für hochanfällige Menschen mit Grunderkrankungen, um neue übertragbare Krankheiten in der aktuellen oder nach der COVID-19-Ära zu verhindern.

Cistanche verbessert die Aufhellung