Клюква защищает от инфекций мочевыводящих путей
КЛЮКВЕННЫЕ ОЛИГОСАХАРИДЫ ПОМОГАЮТ ПРЕДОТВРАТИТЬ ИНФЕКЦИИ МОЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ
Арабиноксилоглюкановые олигосахариды могут способствовать Антиадгезивным свойствам мочи после употребления клюквы
Прим. ред.: Инфекции мочевыводящих путей (ИМВП или англ. UTIs — Urinary Tract Infections) – это группа заболеваний органов мочеобразования и мочевыделения, развивающихся вследствие инфицирования мочеполового тракта патогенными микроорганизмами. Таким образом, это инфекции, возникающие в любой части мочевыделительной системы, то есть в почках, мочеточниках, мочевом пузыре или мочеиспускательном канале. Большинство инфекций затрагивают нижнюю часть мочевыводящих путей — мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.
Многие люди слышали, что питье клюквенного сока может помочь предотвратить инфекции мочевыводящих путей (далее, UTIs). Хотя клинические испытания этого популярного народного средства дали неоднозначные результаты, некоторые исследования показали, что употребление клюквенного сока может удерживать бактерии, вызывающие UTIs, в части касающейся прилипания ( адгезии ) к клеткам, выстилающим мочевыводящие пути. Теперь исследователи, сообщающие об этом в журнале ACS Journal of Natural Products, определили олигосахариды клюквы в моче свиней, которых кормили клюквой, и которые могут быть ответственны за эту активность.
По данным Министерства здравоохранения и социальных служб США, около половины всех женщин в США будут иметь UTIs в течение жизни. Врачи обычно назначают антибиотики для лечения болезненного состояния, но это может способствовать росту устойчивых к антибиотикам бактерий. Чтобы реализовать лучшие стратегии профилактики UTIs, Кристина Коулман, Даниэль Феррейра и коллеги из нескольких учреждений хотели определить активные соединения клюквы, которые попадают в мочу и потенциально препятствуют прилипанию бактерий к клеткам человека.
Исследователи кормили самок свиней высушенным клюквенным порошком, собирали их мочу и использовали хроматографию, чтобы разделить ее на фракции молекул разного размера. Затем они провели скрининг образцов на антиадгезионную активность против бактерий E. coli, которые вызывают UTIs. К удивлению исследователей, в активных фракциях мочи отсутствовали проантоцианидины (антиоксиданты) — соединения, которые ранее считались ответственными за очевидные свойства клюквы в профилактике UTIs. Вместо этого исследователи обнаружили в этих образцах олигосахариды, называемые арабиноксилоглюканами. Эти сложные углеводы, связанные с целлюлозой, трудно обнаружить и изолировать, что может объяснить, почему они ранее не были идентифицированы как антиадгезивные компоненты клюквы, говорят исследователи.
Олигосахаридные антиадгезионные свойства
Клюквенные олигосахариды могут помочь предотвратить инфекции мочевыводящих путей
Олигосахариды в целом признаны естественными интерференционными лигандами и представляют значительный медицинский интерес для предотвращения инфекций. (8,12-16) Углеводы хорошо известны как биоактивные компоненты, которые могут предотвращать адгезию P-фимбрированной E. coli, и трисахарид глоботриоза (globotriose) способен ингибировать адгезию как in vitro, так и in vivo, связываясь с P-фимбриями в месте рецепторов клеточной поверхности. (11) Прим. ред. Р-фимбрии — пиелонефрит-связанные фимбрии (Pyelonephritis-Associated Pili).
Предыдущие исследования показали, что смеси нейтральных олигосахаридов, выделенных из грудного молока и мочи грудных детей, также могут влиять на адгезию кишечной палочки. (9,10) Смеси сложных углеводов и олигосахаридов обладают превосходными антиадгезионными способностями, так как по сравнению с моно- или дисахаридами, могут иметь повышенную эффективность в предотвращении адгезии из-за их способности имитировать углеводные рецепторы клетки-хозяина посредством одновременного взаимодействия с множественными бактериальными адгезиями. (14-16)
Было показано, что олигосахариды человеческого молока оказывают прямое защитное действие на эпителиальные клетки мочевого пузыря человека в ответ на заражение уропатогенной кишечной палочкой (17), и такой механизм может также способствовать роли, которую соединения клюквы играют в профилактике инфекций мочевыводящих путей.
Было показано, что фракция олигосахаридов клюквы ингибирует образование биопленки E. coli in vitro (4), и результаты биоанализа в этом и других исследованиях (5,7) предоставляют дополнительные доказательства того, что смеси олигосахаридов клюквы могут ингибировать адгезию E. coli. Смеси олигосахаридов клюквы, а не отдельные соединения, могут выступать в качестве естественных ингибиторов бактериальной адгезии и могут оказывать аддитивное или синергетическое действие с другими соединениями клюквы, но для выяснения вовлеченных механизмов требуются дальнейшие исследования.
Множество соединений, вероятно, вносят вклад в общие антиадгезионные свойства клюквы (1–3,18), и потребуются дополнительные исследования, чтобы полностью выяснить возможную роль олигосахаридов в различных биологических свойствах, приписываемых клюкве. Дальнейшие исследования изоляции и структурного выяснения необходимы для полной характеристики сложной серии олигосахаридов, присутствующих в различных материалах клюквы и в моче или кале после употребления клюквы. Будущие усилия также должны быть сосредоточены на разработке аналитических методов для обнаружения и количественного определения этого класса соединений в различных клюквенных продуктах и в биологических жидкостях после потребления клюквенных продуктов.
В то время как другие, возможно, не олигосахаридные, соединения были обнаружены в некоторых неочищенных фракциях с антиадгезионной активностью, попытки выделить эти соединения для дальнейшего анализа были безуспешными. Постоянное присутствие олигосахаридов в антиадгезивных фракциях в сочетании с результатами трех различных биоанализов, которые показывают антиадгезивные свойства для смесей олигосахаридов клюквы (5,6), еще раз подтверждает гипотезу о том, что олигосахариды участвуют в антиадгезивных свойствах клюквы.
В заключение, это исследование показывает, что группа соединений, обнаруженных в антиадгезивных фракциях мочи свиней, представляет собой олигосахариды, которые по своей структуре сходны с теми, которые обнаруживаются в аналогичных антиадгезивных фракциях клюквы. Таким образом, олигосахариды, полученные из клюквы, являются потенциально значимыми компонентами, которые способствуют антиадгезионному эффекту мочи, образующейся в результате потребления клюквенного продукта. Эта гипотеза обеспечивает новую руководящую парадигму для будущих исследований антиадгезивных компонентов клюквы.
Источник: Материалы предоставлены Американским химическим обществом.
Статья в журнале: Christina M. Coleman, Daneel Ferreira, et al. Arabinoxyloglucan Oligosaccharides May Contribute to the Antiadhesive Properties of Porcine Urine after Cranberry Consumption . Journal of Natural Products, 2019; 82 (3)
- Gupta, P.; Song, B.; Neto, C.; Camesano, T. A. Food Funct. 2016, 7, 2655– 2666
- Pinzón-Arango, P. A.; Liu, Y.; Camesano, T. A. J. Med. Food 2009, 12, 259– 279
- Neto, C. C.; Penndorf, K. A.; Feldman, M.; Meron-Sudaim, S.; Zakay-Rones, Z.; Steinberg, D.; Fridman, M.;Kashman, Y.; Ginsburg, I.; Ofek, I.; Weiss, E. I. Food Funct. 2017, 8, 1955-1965
- Sun, J.; Marais, J. P. J.; Khoo, C.; LaPlante, K.; Vejborg, R. M.; Givskov, M.; Tolker-Nielsen, T.;Seeram, N. P.; Rowley, D. C. J. Funct. Foods 2015, 17, 235– 242
- 5. Auker, K. M.; Coleman, C. M.; Wang, M.; Avula, B.; Bonnet, S. L.; Kimble, L. L.; Mathison, B. D.;Chew, B. P.; Ferreira, D. J. Nat. Prod. 2019
- Coleman, C. M.; Akgul, Y.; Kimble, L. L.; Mathison, B. D.; Chew, B. P.; Ferreira, D. Phytochem. Analysis,2019, in preparation.
- Holck, J.; Hotchkiss, A. T.; Meyer, A. S.; Mikkelsen, J. D.; Rastall, R. A. In Food Oligosaccharides: Production, Analysis and Bioactivity; Moreno, F. J.; Luz Sanz, M., Eds.; John Wiley & Sons: New York, 2014; pp 76– 87.
- Coppa, G. V.; Gabrielli, O.; Giorgi, P.; Catassi, C.; Montanari, M. P.; Varaldo, P. E.; Nichols, B. L. Lancet 1990, 335, 569– 571
- Rosenstein, I. J.; Mizuochi, T.; Hounsell, E. F.; Stoll, M. S.; Childs, R. A.; Feizi, T. Lancet 1988, 332, 1327–1330
- Leach, J. L.; Garber, S. A.; Marcon, A. A.; Prieto, P. A. Antimicrob. Agents Chemother. 2005, 49, 3842–3846
- Zopf, D.; Roth, S. Lancet 1996, 347, 1017– 1021
- Shoaf-Sweeney, K. D.; Hutkins, R. W. Adv. Food Nutr. Res. 2008, 55, 101– 161,
- Pieters, R. J. Med. Res. Rev. 2007, 27, 796– 816
- Salminen, A.; Loimaranta, V.; Joosten, J. A. F.; Khan, A. S.; Hacker, J.; Pieters, R. J.; Finne, J. J. Antimicrob. Chemother. 2007, 60, 495– 501
- Sharon, N. Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2006, 1760, 527– 537
- Lin, A. L.; Autran, C. A.; Espanola, S. D.; Bode, L.; Nizet, V. J. Infect. Dis. 2014, 209, 389– 398
- Brummell, D. A.; Dal Cin, V.; Crisosto, C. H.; Labavitch, J. M. J. Exp. Bot. 2004, 55, 2029– 2039
- Shmuely, H.; Ofek, I.; Weiss, E. I.; Rones, Z.; Houri-Haddad, Y. Curr. Opin. Biotechnol. 2012, 23, 148– 152
Источник