Гингерол (от англ. ginger — имбирь) — растительное вещество, содержащееся в количестве 1-3 % преимущественно в корневище имбиря в форме эфирного масла , которое придаёт ему его специфический вкус и терпкий аромат. Это химическое соединение содержат все члены семейства Zingiberaceae ; особенно высока его концентрация в ( , лат. Aframomum melegueta ) и в африканской разновидности имбиря. Оно входит в группу растительных алкалоидов, которые присутствуют также в перце и некоторых других растениях. Внутри организма он стабилизирует нервную и сердечно-сосудистую системы , обладает обезболивающим, противовоспалительным , рассасывающим, спазмолитическим и ветрогонным действиями. Также известен как антираковый агент .

Европейцы узнали о лекарственных свойствах имбиря во время эпидемии чумы , против которой он и использовался .

Приготовление имбиря превращает гингерол через обратную альдольную реакцию в зингерон, менее острый, с пряно-сладким ароматом. При сушке или лёгком нагревании имбиря гингерол подвергается реакции дегидратации с образованием сегаолов, которые примерно вдвое острее гингерола. Это объясняет, почему сушёный имбирь острее свежего. Содержащийся в свежем имбире [6]-гингерол представляет собой фенольное фитохимическое соединение, которое активирует рецепторы специй на языке . Молекулярно является родственником капсаицина и пиперина — соединений, которые являются алкалоидами, хотя в плане биологической активности они никак не связаны. Кроме того, корень имбиря содержит [8]-гингерол, [10]-гингерол и [12]-гингерол, совместно называемые гингеролами .

Биологическая активность

В метаанализе сообщалось, что гингерол обладает противораковым, противовоспалительным, противогрибковым , антиоксидантным, нейропротекторным и гастропротекторным свойствами в доклинических исследованиях in vitro и in vivo .

Цисплатин это лекарственный препарат, который применяют в химиотерапии. В высоких дозах он вызывает почечную недостаточность, считающуюся ограничивающим фактором его применения в качестве жизненно необходимого лекарственного препарата. Применение [6]-гингерола предотвращает возникновение почечной недостаточности у испытуемых крыс. [6]-гингерол увеличивает выработку глутатиона в соотношении «доза-результат», при которой чем выше доза, тем больший эффект оказывает гингерол .

При проведении нескольких исследований in-vivo, исследователи предложили возможность применения гингеролов в качестве средства, нормализующего уровень глюкозы у лиц с сахарным диабетом . Полагают, что химические соединения гингерола помогают бороться с сахарным диабетом, из-за увеличения содержания глутатиона, фактора, регулирующего цитотоксическое действие. Анти-эффекты изучали на испытуемых мышах с сахарным диабетом и ожирением. Химические соединения гингерола увеличивают поступление глюкозы в клетки без необходимости введения синтетического инсулина, также уменьшая возникновение гипогликемии и увеличивая толерантность организма к глюкозе.В различных исследованиях пришли к выводу, что метаболические механизмы, связанные с пользой фитохимикалий гингерола на физиологические процессы, обусловлены увеличением активности ферментов (CAT) и выработкой глутатиона при одновременном снижении липопротеина холестерола и увеличением толерантности к глюкозе у испытуемых мышей. Сердечную аритмию считают постоянным спутником больных сахарным диабетом, поэтому проведенные испытания in-vivo показывают, что гингерол обладает противовоспалительным эффектом и подавляет риск резкого снижения уровня глюкозы в крови.

Противоопухолевое действие

Проводили множество исследований об эффективности гингеролов на различные виды рака, включая лейкемию , рака предстательной железы , рака молочной железы , рака кожи , рака яичников , рака легких , рака поджелудочной железы и рака толстой кишки . Клинических исследований о влиянии гингеролов на физиологические процессы организма человека проведено недостаточно .

При проведении мета анализа гингеролов заметили, что они обладают различными фитохимическими эффектами на рак предстательной железы. Тем более, проводили два целевых исследования о влиянии [6]-соединений гингерола на мышей, при которых обнаружили увеличение апоптоза раковых клеток, путем повреждения мембраны митохондрий . Также исследователи обнаружили механизмы, связанные с разрушением белков, которые образуются при G1 азе, останавливая репродукцию раковых клеток. Это считают преимуществом при изучении противораковых свойств гингеролов. Вероятно, основной механизм влияния гингерола на организм заключается в процессе разрушения белков.

Противоканцерогенные свойства [6]-гингерола и [6]-парадола были доказаны при анализе их механизма действия на клетки мышей, больных раком кожи , который направлен на разрушение белков клеток, образующих опухоль. Химические соединения гингерола предотвращают превращение обычных клеток в раковые клетки путем блокировки синтеза AP-1 белков, в то же время, вызывает апоптоз у уже сформированной раковой клетки, благодаря цитотоксическому действию. [6]-гингерол способен остановить жизненный цикл клетки путем апоптоза, связанного с разрушительным действием ферментов на раковые клетки. Исследования показали, что гингерол останавливает пролиферацию клеток с помощью ингибирования трансляции циклиновых белков, необходимых для репликации в процессах G1 и-G2 фазах деления клеток. В процессе апоптоза раковых клеток, из митохондрий выделяется цитохром С, который захватывает выделяющийся АТФ, оставляя после себя дисфункциональную митохондрию. Цитохром С накапливает апоптосомы и активирует каспазу-9 , которая выступает убийцей каспазных соединений, разрушающей молекулы ДНК в гистонах , приводя к их апоптозу. Также [6]-гингерол ингибирует Bcl-2 белки, предотвращающие апоптоз на поверхности митохондрий, которые увеличивают способность Bcl-2 белков к проапоптозу, что приводит к гибели клетки. Раковые клетки вырабатывают большое количество белков, которые активируют выделение гормонов роста путем передачи сигналов в системе, сопряженной с ферментами. При остановке фосфорилирования PI-3-киназы, белок Akt не способен эффективно образовывать связь с доменом PH, тем самым деактивируя нисходящий сигнал. Последующее удержание белков-агонистов клеточной гибели сдерживает рост клеток, предотвращающих апоптоз. Следовательно, возникает двойной отрицательный клеточный сигнал, запускающий процесс апоптоза клетки.

Выращенную в лабораторных условиях культуры клеток опухоли молочной железы подвергли воздействию [6]-гингеролом различной концентрации, чтобы определить его влияние на живые клетки. Исследователи сделали вывод, что результаты воздействия зависят от концентрации. Например, при количестве 5мкм воздействие отсутствует, а при концентрации 10мкм происходит снижение воздействия на 16% . Действие [6]-гингерола направлено на три отдельных белка в раковых клетках молочной железы, которые увеличивают образования метастаз. Пока процесс адгезии остается без изменений, [6]-гингерол предотвращает вторжение раковых клеток в здоровую ткань с их последующим увеличением в размерах. Проведенные исследования предполагают, что механизм воздействия на рост раковой клетки обусловлен преобразованием определенных мРНК, которые транскрибируют ферменты, разрушающие внешнюю клеточную оболочку, под названием матриксная металлопротеиназа (ММП) . Исследование воздействия гингеролов на клетки организма человека in-vitro показало, что гингеролы способны бороться с окислительным стрессом. Результаты подтвердили, что гингеролы обладают противовоспалительным эффектом, хотя шогаолы более эффективны при борьбе со свободными радикалами. Также существует обратная зависимость «доза-концентрация», при которой увеличение концентрации и дозы снижает число свободных радикалов в клетках .

Противогрибковые свойства

Тщательное исследование противогрибковых свойств гингерола показало, что африканские виды имбиря имеют в своем составе большее содержание гингерола и шогаола, чем наиболее часто культивируемые его виды в Индонезии . Исследование противогрибковых свойств африканских видов женьшеня показало эффективность против 13 патогенных микроорганизмов, которая в три раза выше, чем у его культивируемого индонезийского аналога . Считают, что гингерол участвует в реакциях вместе с другими существующими фитохимическими веществами, включая , и .

Антиоксидантные и нейропротекторные свойства

Считают, что антиоксидантные свойства [6]-гингерола обеспечивают защиту от болезни Альцгеймера. Исследование рассматривает механизмы защиты от расщепления молекул ДНК и потенциального разрушения мембраны митохондрий , что предполагает наличие у гингерола нейропротекторного действия. В исследовании определено, что имбирь регулирует выработку глутатиона в клетках, в том числе и в нервных клетках. И, обладая свойствами антиоксиданта, уменьшает риск развития болезни Альцгеймера в клетках нейробластомы человека и в клетках гиппокампа у мышей .

В то же время, множество исследований заявляют о низкой эффективности фитохимических веществ имбиря против окислительного повреждения клеток. Проводили некоторые исследования, которые предполагают потенциальную генотоксичность фитохимических веществ. В исследовании, в котором применяли чрезмерно высокие дозы гингеролов на клетки печени человека, произошло расщепление молекул ДНК, повреждения хромосом и органелл, появление неустойчивости клеточной оболочки, являющимися характерными признаками возникновения апоптоза . При высоком уровне концентрации соединения гингерола ведут себя как прооксиданты, хотя, в то же время, считают, что в обычных условиях данные фитохимикалии обладают противовоспалительным и антиоксидантным свойствами.В других исследованиях отметили, что [6]-гингерол снижает скорость метаболизма у испытуемых крыс, которым вводили внутрибрюшинную инъекцию с препаратом, вызывавшим гипотермическую реакцию, хотя при применении избытка того же препарата внутрь, температура тела оставалась без изменений .

Токсичность

Острую и подострую токсичность экстракта имбиря, содержащего в общей сложности 8% гингеролов, оценивали на крысах в соответствии с рекомендациями ОЭСР 423 и 407 соответственно. Авторы обнаружили, что ЛД50 при острой токсичности экстракта имбиря составляла более 2000 мг/кг. Что касается субхронической токсичности, то при максимальной дозе 1000 мг/кг/сут в течение 28 дней ни токсических признаков, ни изменений гематологического и биохимического профиля не наблюдалось. Гистопатология основных органов всех животных была нормальной. NOAEL (уровень отсутствия наблюдаемых побочных эффектов) был указан как 1000 мг/кг/день для крыс .

Примечания