Punicinsäure und ihre Rolle bei der Prävention neurologischer Erkrankungen: Ein Rückblick Teil 2

3. Punicinsäure

In der Natur ist Granatapfel (Punicagranatum) die am häufigsten vorkommende Quelle für Punicinsäure (PuA), wobei die endgültige Menge vom Genotyp der Frucht abhängt.

Mit der Entwicklung der Gentechnologie achten immer mehr Menschen auf den Zusammenhang zwischen Genen und Gedächtnis. Untersuchungen zeigen, dass Gene einen großen Einfluss auf die Intelligenz und das Gedächtnis des Menschen haben.

Erstens kann genetische Variation das Intelligenzniveau einer Person beeinflussen. Intelligenz steht in engem Zusammenhang mit der Struktur und Funktion des menschlichen Gehirns und diese Eigenschaften werden durch Gene beeinflusst. Einige Gene beeinflussen beispielsweise den Neurotransmitterspiegel des Gehirns, was sich auf die Lern- und kognitiven Fähigkeiten des Gehirns auswirken kann. Wenn also einige Menschen über diese vorteilhaften genetischen Varianten verfügen, verfügen sie möglicherweise über eine höhere Intelligenz als andere.

Zweitens können Gene auch das Gedächtnis eines Menschen beeinflussen. Einige Gene beeinflussen den Hippocampus einer Person, eine wichtige Gehirnregion, die eng mit der Gedächtnisfunktion zusammenhängt. Manche Menschen verfügen möglicherweise genetisch über eine bessere Hippocampusstruktur und lernen möglicherweise leichter aus Erfahrungen als andere, indem sie Informationen behalten und auf spätere Situationen anwenden.

Darüber hinaus können Gene auch die Lernstile und Gedächtnisstrategien von Menschen beeinflussen. Bestimmte Gene können Aufmerksamkeit und Konzentration fördern, Eigenschaften, die das Gedächtnis unterstützen. Darüber hinaus können einige Gene auch den emotionalen Zustand von Menschen beeinflussen und dadurch das Lernen und das Gedächtnis beeinträchtigen. Manche Menschen erben beispielsweise Gene, die sie ängstlicher machen, was ihr Lernen und die Erinnerung an neue Informationen beeinträchtigen kann.

Obwohl Gene Intelligenz und Gedächtnis beeinflussen können, bedeutet dies jedoch nicht, dass alle Menschen genetisch eingeschränkt sind. Umgebung und Erfahrung sind gleichermaßen wichtig. Lebensstil und Erfahrung sind der Schlüssel zur Entwicklung und Verbesserung von Intelligenz und Gedächtnis. Durch endloses Lernen und Üben können Menschen ihre Intelligenz und ihr Gedächtnis verbessern und sich ständig selbst übertreffen.

Im Allgemeinen sind Gene Teil der menschlichen Intelligenz und des Gedächtnisses, aber nicht alle. Durch die Schaffung einer förderlichen äußeren Umgebung und einen gesunden Lebensstil zur Verbesserung des Gedächtnisses und der Intelligenz können Menschen besser und erfolgreicher werden. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen, und Cistanche deserticola kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche deserticola antioxidative, entzündungshemmende und Anti-Aging-Wirkungen hat, die dazu beitragen können, Oxidations- und Entzündungsreaktionen im Gehirn zu reduzieren und so das Gehirn zu schützen Gesundheit des Nervensystems. Darüber hinaus kann Cistanche deserticola auch das Wachstum und die Reparatur von Nervenzellen fördern und so die Konnektivität und Funktion neuronaler Netzwerke verbessern. Diese Effekte können dazu beitragen, das Gedächtnis, das Lernen und die Denkgeschwindigkeit zu verbessern und können auch die Entwicklung kognitiver Dysfunktionen und neurodegenerativer Erkrankungen verhindern.

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Andere Quellen umfassen jedoch Momordica balsamina, Ecballium elaterium, Fevillea trilobata und einige Arten aus der Gattung Trichosanthes, wie T. kirilowii, T. anguina, T. bracteata, T. nervifolia [14,19,51].

Punicinsäure, auch bekannt als Octadecatriensäure oder Trichosansäure (C18H30O2), besitzt ein Molekulargewicht von 278,43 g/mol, einen Schmelzpunkt von 44–45 ◦C und einen Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten (X LogP) von 6,4. Darüber hinaus wurde berichtet, dass Punicinsäure einen amolaren Brechungs- und Polarisierbarkeitswert von 89,64 m3/moL bzw. 35,91 Å3 aufweist [52].

PA weist einen pKa-Wert von 4,99 (stärkste Säure) auf, da es als Wasserstoffspender fungieren kann [53,54]. Es handelt sich um ein konjugiertes Linolensäure-Isomer mit strukturellen Ähnlichkeiten zu -Linolensäure und Linolsäure [54] (Abbildung 3). Zu den wichtigsten beschriebenen Eigenschaften von Punicinsäure gehört ihre Fähigkeit, Hydroxylgruppen abzufangen, Metallchelat zu bilden und Eigenschaften zu reduzieren [15].

Die Biosynthese von Punicinsäure beginnt mit der De-novo-Synthese von Fettsäuren im Plastid der Pflanze, hauptsächlich Palmitinsäure (16:0), Stearinsäure (18:0) und Ölsäure (18:1∆9cis). (Abbildung 4). Fettsäuren werden an Phosphatidylcholin (PC) konjugiert, um an der Position sn2 von PC Desaturierungen und Konjugationen zu erfahren.

Ölsäure-PC (OA 18:1∆9cis) wird zu Linolsäure-PC (LA 18:2∆9cis,12cis) verarbeitet, die wiederum durch Fettsäuredesaturase (FAD) 2 und Fettsäuredesaturasen in Punicinsäure-PC umgewandelt wird Gruppe X (FADXs).

Neu synthetisierte Fettsäuren werden dann durch die Wirkung der Acyl-CoA-Synthetase in Acyl-Coenzym A umgewandelt, um als Acyldonoren bei der Triacylglycerin (TAG)-Biosynthese im endoplasmatischen Retikulum (ER) zu fungieren, bevor sie in zytoplasmatischen Lipidtröpfchen gespeichert werden.

Die größten Herausforderungen bei der Verwendung von PSO oder Punicinsäure für Gesundheitsanwendungen sind chemische Instabilität und begrenzte Wasserlöslichkeit [55]. Da Fettsäuren wie Punicinsäure hoch ungesättigte Moleküle sind, unterliegen sie einem Abbau durch Oxidation, Licht oder thermische Behandlung. Da Punicinsäure in Wasser schlecht löslich ist und nur ein kleiner Teil langsam vom Körper absorbiert werden kann, ist die Bioverfügbarkeit dieses Moleküls ebenfalls sehr gering und weist einen schnellen Metabolismus zu konjugierter Linolsäure (CLA) auf, was seine kommerzielle oder therapeutische Verwendung einschränkt [56]. ].

Um diese Herausforderungen zu meistern, haben Forscher verschiedene Strategien erforscht, beispielsweise die Synthese von Vorläufermolekülen und die Entwicklung spezifischer Abgabesysteme zum Schutz des Wirkstoffs.

Modifikationen an der chemischen Struktur können die aktiven Zentren des Moleküls vor biologischem Abbau schützen und so seine Stabilität verbessern. Die Veresterung von Punicinsäure zeigte eine Verbesserung der Oxidationsstabilität von monodisperser Punicinsäure um 30 % im Vergleich zu ihrer freien Form. Ebenso verbesserte diese chemische Modifikation der Punicinsäure ihre Wasserlöslichkeit und Biozugänglichkeit deutlich [55].

Andererseits ist die Einkapselung die am häufigsten verwendete Technik, um Medikamente vor umweltbedingtem und chemischem Abbau zu schützen. In diesem Sinne zeigte die sprühtrocknende Mikroverkapselung von Granatapfelkernöl unter Verwendung von succinylierter Tarostärke eine Verkapselungseffizienz von 61 % mit einer Verbesserung der Oxidationsstabilität und einer signifikanten Abgabe von PSO im Dünndarm [57].

Ebenso haben PSO-Nanoemulsionen eine verbesserte Stabilität unter Stressbedingungen wie osmotischem Stress und extremen pH-Werten gezeigt [58]. Mizrahi et al. [59] berichteten, dass Nanoemulsionen von Granatapfelkernöl starke neuroprotektive Wirkungen zeigten, indem sie die Lipidoxidation und den neuronalen Verlust reduzierten.

Jüngste technologische Fortschritte ermöglichten die Entwicklung neuartiger Abgabesysteme, die nicht nur das Arzneimittel schützen, sondern auch eine effiziente Freisetzung am Zielort ermöglichen und dessen Bioverfügbarkeit und biologische Aktivität durch Modifikation der pharmakokinetischen Parameter verbessern [60,61].

Eine verbesserte physikalische und Peroxidationsstabilität von PSO bei verschiedenen Temperaturen (4 °C und 25 °C) wurde durch die Einbeziehung von Bienenwachs und Propoliswachs während der Herstellung von nanostrukturierten PSO-Lipidträgern erreicht.

Nach 40 Tagen Lagerung zeigten nanostrukturierte PSO-Lipidträger bei 4 °C deutlich niedrigere Peroxidationswerte als bei 25 °C. Ebenso zeigte sich, dass die antioxidative Aktivität dieser Systeme, gemessen an der DPPH-Aktivität zum Abfangen freier Radikale, während der gesamten Lagerungsdauer unabhängig von den Temperaturbedingungen stabil war [62].

Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Kombination von PSO mit anderen therapeutischen Arzneimitteln oder Nutrazeutika die pharmakokinetischen Parameter und das Bioverteilungsprofil der letzteren verbessert [63,64].

Die biologischen Vorteile von PSO und Punicinsäure haben auch das Interesse der Lebensmittelindustrie geweckt, durch die Anreicherung mehrfach ungesättigter Säuren der verschiedenen Lebensmittelmatrizes gesündere Produkte zu entwickeln und den Verbrauchern anzubieten [65–68]. Diese Ansätze können bei der Entwicklung von Lebensmitteln mit verbesserter Wirkung wirklich nützlich sein Ernährungsqualität oder auch für die Entwicklung von Nahrungsergänzungsmitteln, die zur Erhaltung der menschlichen Gesundheit beitragen [69].3.1.

Punicinsäure-Metabolismus: Lipide sind im Gehirn reichlich vorhanden und erfüllen eine Vielzahl struktureller Funktionen wie Neurogenese, Signaltransduktion, neuronale Kommunikation, Membrankompartimentierung, synaptische Übertragung und Regulierung der Genexpression [70].

Punicicasäure (PuA) wird über eine Sättigungsreaktion in zirkulierende konjugierte Linolsäure CLA metabolisiert [71–74]. CLA wird hauptsächlich in der Leber zu neutralen Lipiden bzw. Phospholipiden verarbeitet. Die CLA-Isomere c9, t11 und t10, c12 werden über Desaturierungs- und Verlängerungsreaktionen metabolisiert, während ihre konjugierte Dienstruktur erhalten bleibt [75].

Beide Isomere werden unterschiedlich verarbeitet; t10,c12-CLA wird leicht beta-oxidiert zu konjugiertem Diane (CD) 16:2 und Delta-6-desaturiert zu CD 18:3, während c9,t11-CLA offenbar zu CD 20:3 metabolisiert wird (Abbildung 5). CD 18:3, 20:3 und 20:4 werden hauptsächlich in die Phospholipide CLA eingebaut. Gleichzeitig werden CD 18:3 und CD 20:3 in neutrale Lipide verteilt [76].

Beim Menschen wurde beobachtet, dass Punicinsäure in c9,t11 umgewandelt und in Gewebe wie Plasma und rote Blutkörperchen eingebaut wird und in Peroxisomen teilweise beta-oxidiert wird, um CD 16:2 zu produzieren [72,75]. Bei Ratten wurde CLA hauptsächlich in Leber, Niere, Fettgewebe, Brustgewebe, Plasma, Herz und Gehirn gemessen, wobei nur geringe Spuren von Punicinsäure in Leber- und Herzgewebe gefunden wurden [71,76].

In einer Studie wurde die Konzentration von CLA im menschlichen Plasma nach täglicher Einnahme von 0,8 g, 1,6 g oder 3,2 g c9,t11 CLA in Kapseln gemessen und festgestellt, dass die Metaboliten CD 18:3 und 16:2 sofort eingebaut wurden linear, während 20:3 ein Plateau bei 1,6 g/Tag erreichte [75].

Eine Studie an Ratten zeigte, dass nach 40 Tagen einer punicinsäurereichen Supplementierung mit PSO, das reich an Punicinsäure war, in Konzentrationen von 1 %, 2 % und 4 % CLA im Serum, in der Leber, im Herzen und in den Nieren gefunden wurde, und einige Spuren von PuA wurden in Leber und Herz gefunden. Im Gehirn zeigte sich, dass der Konsum von PSO die Konzentrationen der Thiobarbitursäure-reaktiven Substanzen (TBARS), die zur Bestimmung der Lipidperoxidation verwendet werden, senkte, aber weder PuA noch CLA wurden in diesem Gewebe nachgewiesen [71]. Andere Studien bestätigten jedoch das Vorhandensein und den Stoffwechsel von CLA im Gehirn von Ratten und Menschen [76–78].

CLA-Metaboliten können möglicherweise durch den Einbau in Lipoproteine ​​mit sehr niedriger Dichte (VLDL) [76], die vom Darm und der Leber produziert werden, ins Gehirn gelangen und vom Rezeptor für Lipoproteine ​​​​mit sehr niedriger Dichte (VLDLR) [79] ins Gehirn aufgenommen werden. .

Es ist jedoch auch wahrscheinlich, dass Low-Density-Lipoprotein (LDL) und der Low-Density-Lipoprotein-Rezeptor (LDLR) sowie die Fettsäuretranslokase (FAT/CD36) am Transport von CLA durch die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​beteiligt sind ), wie es bei den meisten PUFAs der Fall ist [80,81].Astrozyten und Endothelzellen, zwei Hauptbestandteile der BHS, tragen maßgeblich zum Transport von PUFAs vom Kreislauf zum Gehirn bei [82].

Astrozyten sind an der Synthese von Eicosanoiden beteiligt [76] und spielen eine wichtige Rolle im CLA-Metabolismus [79]. Die CLA-Isomere c9, t11 und t10, c12 werden effektiv in Rattenhirn- und menschlichen Astrozytenzellkulturen eingebaut und metabolisiert.

Da die Betaoxidation von CLA im Gehirn jedoch effizienter ist als in anderen Geweben, sind die CLA-Konzentrationen im Gehirn niedrig. Daher geht man davon aus, dass der Einbau von CLAs gewebespezifisch ist [76].

Niedrige CLA-Konzentrationen im Gehirn könnten auf die Präferenz des Gehirngewebes für andere Fettsäuren, gegenüber der Auswahl von Fettsäuren mit trans-Doppelbindungen oder auf das Vorhandensein der Blut-Hirn-Schranke, einen schlechten Einbau von Phospholipiden und eine geringe Versorgung zurückzuführen sein , ist der Einbau von CLA im Gehirn geringer als in anderen Geweben [71,76].

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