Ароматические вещества и их значение для человека: Исследовательский проект «Ароматические вещества и их влияние на организм человека»

Разное

Содержание

Исследовательский проект «Ароматические вещества и их влияние на организм человека»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа № 8 имени Героя Советского Союза А.Ф. Щербакова»

Исследовательский проект

«Ароматические вещества

и их влияние на организм человека »

Автор проекта: обучающаяся 9 класса Б

Наумова Екатерина

Руководитель проекта: учитель химии и биологии

Павлова В. В.

Г. Рославль

2020г

Содержание

Введение…………………………………………………………………2

  1. Основная часть……………………………………………………3

1.1 История применения ароматических веществ…………………….3

1.2 Физические и химические свойства эфирных масел……………..6

1.3 Методы получения эфирных масел……………………………….

.8

1.4 Действие эфирных масел на организм…………………………….9

1.5 Применение эфирных масел………………………………………10

2. Практическая часть………………………………………………13

Получение эфирного масла в домашних условиях…………………..13

Заключение……………………………………………………………..14

Список использованных источников…………………………………15

Приложения…………………………………………………………….16

Введение.

Каждый человек за день вдыхает тысячи запахов, из которых половина для человеческого обоняния не доступны. Конечно, есть запахи, которые для человека являются любимыми, а есть, которые наоборот неприятны. Одни воспринимаются человеком как угроза, к примеру, запах дыма во время пожара, другие могут доставлять положительные эмоции.

Ароматические вещества способны снимать усталость, головную боль, нормализовать сон, улучшать деятельность головного мозга. Эфирные масла – бесценный дар природы! Они позволяют улучшить состояние организма, создают совершенно неповторимое настроение.

Цель проекта: изучение целебных свойств ароматических веществ и их влияние на организм человека.

Задачи:

  • Провести опрос среди учащихся и преподавателей школы о том, что они знают об ароматических веществах;

  • Изучить имеющуюся информацию об ароматических веществах;

  • Выяснить состав и свойства эфирных масел;

  • Познакомиться с методами их получения;

  • Изучить влияние эфирных масел на здоровье человека и их применение в медицине;

  • Получить эфирное масло в домашних условиях;

Объект исследования

: ароматические вещества природного происхождения.

Предмет исследования: натуральные эфирные масла.

Проблема: Сегодня все больше людей в мире, заботясь о своем здоровье, стремятся использовать в лечебных целях натуральные вещества, обладающие целебными свойствами и проверенные веками вместо различных химических препаратов.

Гипотеза: ароматические вещества являются ценнейшим даром природы и при их грамотном использовании могут заменить дорогие лекарственные препараты.

Методы исследования:

  • изучение литературы,

  • анкетирование,

  • эксперимент;

  • анализ полученных данных.

Продукт: эфирное масло полученное в домашних условиях.

       

  1. Основная часть

Эфирные масла — бесценный дар природы. Они раздвигают привычные рамки окружающего нас мира, создают совершенно неповторимое настроение. С букетом чудодейственных свойств ароматных растений человек познакомился уже много тысяч лет назад. Именно они были первыми косметическими средствами, лекарствами, а также их использовали для создания определенной эмоциональной атмосферы.

Эфирные масла – это летучие вещества, которые вырабатываются эфирномасличными растениями и обуславливают их запах и практическую ценность. Масла играют важную роль в испарении и жизненных процессах самих растений и защищают их от болезней. Их описывают как «гормоны» или «живую кровь» растений из-за их высокой концентрации и летучей природы. Это многокомпонентные смеси органических соединений. Количество разных компонентов одного эфирного масла варьирует от 50 до 500.  Эфирные масла содержаться в различных частях растений – корнях, стеблях, листьях, цветках, плодах. Из разных частей одного и того же растения получают различные по своему составу и свойствам эфирные масла. Накопление эфирных масел зависит от различных факторов: климата, света, почвы, фазы развития растений, их возраста. В молодых растениях больше эфирных масел. Эфирные масла в растениях содержатся в изолированных клетках — желёзках в свободном виде, или в химически связанном — в форме гликозидов, как в семенах горького миндаля или горчицы.

Количество эфирных масел в различных растениях колеблется от следов (0,001%) до 25% из расчета на сухое вещество. Эфирные масла названы эфирными из-за летучести и испаряемости, а маслами – потому что они жирные на ощупь, не смешиваются с водой и легче ее. Эфирные масла получили широкое распространение.

1.1 История применения ароматических веществ.

«Аромат» — латинское слово — «запах»; Ароматерапия — наука об использовании запахов для лечения, придания бодрости, или наоборот, успокаивающего расслаблени. Честь открытия и широкого применения ароматических экстрактов из растений для воздействия на тело и душу человека принадлежит египтянам. Уже в IV тысячелетии до нашей эры эфирномасличные растения использовались в медицинских и косметических целях, а также для бальзамирования усопших. Они также определяли ароматы для публичного и домашнего употребления. При совершении важных государственных мероприятий курили ладан, запах которого «открывает» душу. Рабыни-танцовщицы прикрепляли к волосам благовонные шарики, которые постепенно плавились, наполняя окружающий воздух живительными ароматами. Жители древнего Египта изготовляли пудру, свечи, пилюли, медицинские препараты, а также мази и пасты для наружного применения из растительных и животных веществ

На Востоке знаменитейший арабский врач Абу Али ибн Сина (980 — 1037), более известный как Авиценна, оставил после себя научные труды, в которых описал более 800 растений и их действие на человеческий организм. Для ароматерапии Авиценна сделал особенно много – ему приписывают изобретение процесса перегонки эфирных масел. Авиценна с помощью перегонки впервые получил розовую эссенцию.

В Древнем Вавилоне ароматические масла специально добавляли в строительные материалы, из которых воздвигались храмы. За 600 лет до н.э. вавилонские купцы поставляли благовония в склянках, алебастровых и фарфоровых баночках на римский и греческий рынки, а около 500 лет до н. э. в Коринфе существовала фабрика благовоний. Благовония в форме масел, мазей, смол и «корней» были символами богатства и являлись одним из ценнейших подарков.

В Европе производство эфирных масел и их распространение относится к XIII-XIV векам. Средневековые рукописи содержат различные рецепты приготовления ароматных масел. С изобретением книгопечатания рецепты были опубликованы в специальных книгах. Домохозяйки сами изготавливали лекарства, лавандовые и травяные подушечки для собственного употребления, сложные смеси приобретались в аптеках.

Было принято, появляясь в общественных местах, иметь шарики или маленькие букеты, ароматизированные эфирными маслами, чтобы оградить себя от заразных болезней, прежде всего от чумы. Подобные обычаи часто объявляли суеверием, но сейчас, используя современные знания науки, мы можем сказать, что это было не лишено смысла: известно, что многие из использовавшихся при этом растений обладают сильным дезинфицирующим действием, убивая бактерии и даже вирусы.

Другие растения отпугивают блох, вшей и мух, служащих переносчиками инфекции.

Во время Великой Чумы каждые 12 часов жгли ароматические костры. Великий предсказатель Нострадамус изготавливал из ароматических масел, в основном масел розы, противочумные таблетки, которые спасли много людей.

На Руси ароматические масла изготавливались в царской аптеке, рецепты их держались в тайне. В XVII-XIX, при Петре I введена мода на духи (нюхательная соль, душистая пудра)

В Австралии аборигены использовали листья «чайного дерева». Они были очень хорошо осведомлены об удивительных лечебных свойствах этого растения, произраставшего в болотистых районах их родины. Для использования этих свойств измельченные листья толстым слоем накладывали на раны и покрывали теплым илом. Таким образом обрабатывались порезы, раны и все типы кожных инфекций. Масло чайного дерева столетиями оставалось популярным и повсеместно признанным естественным антисептиком.

Области применения масла чайного дерева очень обширны и многообразны.

В 20-е годы нашего столетия французский ученый-химик Рене-Морис Гаттерфос в рамках семейного предприятия занимался изучением медицинского действия эфирных масел. Он установил, что многие эссенции обладают более сильным антисептическим действием, чем используемые химические препараты. Однажды в лаборатории, где работал Морис Гаттефос, произошел взрыв, в результате чего исследователь получил тяжелый ожог руки. Он сразу же опустил обожженную руку в сосуд с чистым лавандовым маслом. Это помогло ему избежать воспаления пораженных тканей. Раны быстро зажили, не оставив на коже рубцов. После этого случая Морис Гаттефос занялся применением эфирных масел при лечении заболеваний кожи. Именно он первым использовал термин «ароматерапия» и в 1928 году издал книгу по этой теме. Так началось развитие современной ароматерапии во Франции, затем в Англии, а теперь и во всем мире.

1. 2 Физические и химические свойства эфирных масел

Эфирные масла – это растительные летучие многокомпонентные (от 50 до 500 соединений) органические вещества, имеющие характерный аромат. В состав эфирных масел входят следующие группы химических соединений: терпены, спирты, кетоны, альдегиды, эфиры, фенолы, поэтому для них характерны следующие физико-химические свойства: плотность – 0,8-1,5 г/см; температура кипения — 160-240° C; температура кристаллизации – от +17 до -30° С. Под воздействием света и кислорода осмоляются. Не вступают в реакцию с Br, I, KМnO, S, P. В воде не растворяются или растворяются частично, хорошо растворяются в спирте, эфире, жирных маслах и некоторых органических растворителях. Растворимые в воде составные части эфирного масла относятся преимущественно к кислородным соединениям. В течение 1-3 часов полностью испаряются с листа белой бумаги. Эфирные масла растворяют резину, некоторые виды полиэтилена, сургуч, парафин, а также вызывают коррозию большинства металлов. Такая реакционная способность эфирных масел обеспечивается наличием двойных связей, за счет которых происходит окисление, особенно быстро на свету. Реакционная способность объясняет требования к хранению эфирных масел:

• хранить в темном прохладном месте;

• содержать в темной стеклянной таре;

• во флаконе над эфирным маслом не должно быть объема воздуха, или он должен быть минимальным;

• соблюдать сроки хранения эфирных масел, особенно эфирных масел из кожуры цитрусовых.

  Эфирные масла легко воспламеняемы. Впервые это свойство было описано К. Линнеем. Его дочь, проходя со свечой мимо цветущей настурции, обнаружила воспламенение воздуха возле цветков. Большинство эфирных масел при обычной температуре представляют собой бесцветные или слегка желтоватые маслянистые жидкости со своеобразным запахом. Исключение составляют ромашковое масло, окрашенное в темно-синий цвет, масло горькой полыни — сине-зеленое.  Некоторые из них застывают уже при температуре немногим ниже комнатной, другие при 0° или несколько ниже и немногие не застывают вовсе. Застывание при этом не бывает полным, так как в твердое состояние обыкновенно переходит не все масло, а только одна или несколько составных его частей. Удельный вес эфирных масел колеблется между 0,8-0,98. Существуют масла и тяжелее воды — их удельный вес, однако, никогда не превосходит 1,2. Все без исключения эфирные масла летучи, особенно при нагревании. Температура кипения эфирных масел колеблется в достаточно широких пределах, масла возгоняются от 140° до 260° С.  Все они обладают способностью перегоняться сами по себе под уменьшенным давлением или с водяным паром. Все эфирные масла обладают способностью поглощать кислород из воздуха. Большинство масел при окислении изменяет свой запах, а именно, за немногими исключениями, ухудшают его.  В воде эфирные масла почти не растворяются, но образуют с ней эмульсию. Прекрасно растворяются все эфирные масла в органических растворителях (эфир, хлороформ, сернистый углерод, ацетон, хлористый метил, жиры и жирные масла).  Эфирные масла способны оставлять пятно на бумаге, оно быстро испаряется в отличии от пятна жирного масла остается.    Из фармакологических свойств наиболее характерно для эфирных масел наличие противовоспалительной, антимикробной, противовирусной и противоглистной активности. Некоторые эфирные масла оказывают влияние на деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, мочеполовой, иммунной систем, ЦНС, обладают успокаивающими свойствами. Они стимулируют нервную систему, снимают нервное напряжение, помогают при стрессовых состояниях,  уменьшают раздражительность, снижают эмоциональную возбудимость, нормализуют сон, устраняют навязчивые состояния, повышают работоспособность.

1.3 Методы получения эфирных масел.

1. Дистилляция — перегонка паром летучих фракций растительного сырья по змеевику через фильтры. В этой методике производства очень важен подбор оптимальной температуры пара, поскольку интенсивная температурная обработка увеличивает выход эфирного масла с ущербом его качества.

2.Центрифугирование полученных холодным прессингом ароматических веществ с последующей фильтрацией. Метод используется в основном для плодовых и кожурных эфирных масел и является наиболее дешевым,

3.Анфлераж – абсорбция ароматических веществ из тонких органов растения на пластины, покрытые маслами или жирами. Пропитанное благовониями масло бережно соскабливают со стеклянных пластин, подвергают экстракции, после чего раствор освобождают от примесей получая абсолютное эфирное масло

4.Холодная или тёплая экстракция эфирных масел из растений спиртами, эфирами, бутаном с последующей очисткой от растворителя.

5.Прессование (отжим при охлаждении) – выдавливание эфирных масел из кожуры или кожицы.

6.Мацерация (размачивание) – цветы заливаются горячим маслом. При этом растительные клетки разрушаются, и ароматические компоненты переходят в масло.

1.4 Действие эфирных масел на организм.

Научно доказано, что ароматические вещества воздействуют именно на глубокую лимбическую систему как структуру, напрямую связанную с обонятельной системой. Лимбическая же система в ответ на воздействие запахов обеспечивает нормальную саморегуляцию на всех уровнях и во всех системах организма, т.е., можно сказать, что ароматические вещества помогают организму самому справиться с болезнью.

Ароматы растений нормализуют настроение, снимают усталость, улучшают память, укрепляют сон, они способны отрегулировать многие процессы в организме и восстановить его работу. От того, что мы вдыхаем, зависит внутричерепное давление, крово- и лимфообращение, работа сердца и нервной системы.

Ароматы оказывают положительное влияние на работу центральной нервной системы: обладают седативным и антидепрессантным эффектом (лаванда, мята, апельсин), снимают стрессовые состояния, повышают внимание и реакцию, работоспособность и умственную активность, улучшают память. Вдыхание приятных ароматов вызывает чувство расслабления, удовольствия, а порой и эйфории.

Эфирные масла обладают антисептическими свойствами, уничтожая присутствующих в воздухе микробов. Эфирные масла являются бесценными натуральными веществами, укрепляющими защитные механизмы организма и иммунную систему. Масла воздействуют так, что все органы и системы человека, участвующие в борьбе с чужеродными организмами, и в уничтожении токсинов, сохраняют свою активность и устойчивость.

1.5 Применение эфирных масел

Ароматические растения и масла использовались на протяжении тысячелетий в медицине, косметике и парфюмерии. Кроме способности положительно воздействовать на человеческий организм только при помощи запаха, было выявлено лечебное действие эфирных масел при нанесении на кожу. В настоящее время сфера применения эфирных масел довольна широка:

-лекарственные препараты (наружного и внутреннего применения). Эфирные масла применяют в качестве бактерицидных,  противовоспалительных, ранозаживляющих, успокоительных, вяжущих, спазмолитических, отхаркивающих, мочегонных средств и т. д.;

-пищевое производство: ароматизаторы пищевой и алкогольной продукции,  БАДы;

-парфюмерия и косметология: самостоятельные компоненты, отдушки;

-ароматерапия: ванны, массаж, аромалампы, ингаляции, аромакухня, аромакосметика.

Важно помнить, что эффективность применения масла зависит от его качества и происхождения. Полезными свойствами обладают только натуральные, неразбавленные и не подделанные эфирные масла. Синтетические масла таких свойств не имеют. Эфирные масла являются высококонцентрированными веществами, поэтому в большинстве случаев применять их можно не в чистом виде, а в смеси с так называемой несущей или базовой, субстанцией. В роли субстанции чаще всего выступает второй тип масел – базовые (оливковое, кокосовое, жожоба, масло из зародышей пшеницы, касторовое, льняное и др. )     

Ознакомившись с полезными свойствами и удачными сочетаниями эфирных масел, мы можем начинать их использование в быту, убедившись на практике, какое из них лучше работает лично для вас.

Аир успокаивающе действует на нервную систему, улучшает память, остроту зрения и слуха. Применяется для лечения  облысения, грибка на коже. Эффективное противовоспалительное средство. Используется при ревматизме, язвенных заболеваниях ЖКТ.

 Анис. Спасает от болезненных менструаций, используется при проблемах с ЖКТ, улучшает пищеварение и работу почек. Сочетается с черным перцем, шалфеем, лимоном.

Апельсин горький. Благодаря приятному запаху используется в парфюмерии и ароматерапии. По-особому раскрывается с мандарином, корицей, чабрецом, розой.

Апельсин сладкий. Улучшает пищеварение, работу почек. Хорошее жаропонижающее и кровоостанавливающее средство, благотворно для кожи лица. Дополняющие ароматы: эвкалипт, душица, кипарис.

Базилик. Назначают при нервном истощении, проблемах с пищеварением, ушной и зубной боли, потере обоняния из-за хронического насморка. Хорошее сочетание с мандарином, розовым деревом.

 Бархатцы. Сильный антисептик. Применяется для лечения гриппа и ОРВИ. Мочегонное, потогонное и антипаразитарное средство. Расслабляюще действует на нервную систему. Используется в ароматерапии, кондитерской и ликеро-водочной промышленности, а также для отдушки мыла.

Валерьяна. Мощнейшее лекарство при проблемах с нервной и кровеносной системами. Дополняют розовое дерево, лаванда, кипарис.

Герань. Способствует срастанию костей при переломах, входит в состав противоопухолевой терапии. Используется при ожогах и обморожении, заживляет язвы. Выгоняет глистов и вшей. Подходящие ароматы: мята, ромашка, эвкалипт.

Девясил.  Очищает организм. Лечит кашель, бронхит, астму. Эффективное потогонное.

Душица. Используется для лечения педикулеза, ревматизма, апельсиновой корочки. Устраняет атонию желудка. Применяется при отсутствии менструального цикла.

 Жасмин.  Используется в ароматерапии и парфюмерии, в частности, дорогой. Подходит анис, сладкий и горький апельсин.

Иланг-иланг. Избавляет от головной боли при гипертонии, повышает уверенность в себе и общую энергетику. Аромат раскрывают мята, сосна, гвоздика.

Имбирь противовоспалительное, противовирусное действие. Используется при отравлениях. Повышает жизненные силы. “Напарники” — бергамот, базилик, роза.

Кардамон повышает пищеварение, способствует отхаркиванию при бронхите, избавляет от головной боли. Соратники — гвоздика, корица.

Кедр очищает организм от шлаков, омолаживает кожу, укрепляет волосы, лечит себорею.

Кипарис используется при ОРВИ, гриппе, варикозе, головных болях, кишечных коликах. Лечит геморрой, потливость ног, укрепляет волосы. Подходят валерьяна, лимон, кедр.

 Кориандр применяется при нервном переутомлении, анорексии. Улучшает память и работу ЖКТ. Подходит мандарин, кедр.

Корица рекомендуется меланхоликам, людям преклонного возраста, больным с пониженной пищеварительной функцией. Ускоряет кровообращение, слегка повышая температуру. У беременных может спровоцировать выкидыш.

Лаванда снимает нервное перевозбуждение, плаксивость, истерию. Используется для ухода за всеми типами кожи. Избавляет от себореи и ломкости волос. Входит в состав курсов комплексной очистки организма. Повышает иммунитет. Обладает мочегонным действием.

Лавр лечит онкологию, останавливает менструацию. Повышает обмен веществ до и после родов. Противомикробное средство.

 Лимон эфирное масло лимона помогает при простуде, гриппе, герпесе, ветрянке. Отбеливает и разглаживает кожу, осветляет волосы, лечит перхоть, сыпь, бородавки. Противовоспалительное. Хорошо сочетается с бергамотом, нероли, гвоздикой.

  Мандарин главное применение — для сохранения молодости лица, устраняет первые морщины. Подходящие эфиры: мята, гвоздика, корица.

Мелисса оказывает общее тонизирующее действие. Потогонное, антипаразитарное, противовирусное средство. Повышает физические и умственные способности. Считается, что продлевает жизнь. Лечит ранки от укусов насекомых, порезы, герпес. Хорошее сочетание с чабрецом, имбирем.

 Миндаль горький отбеливает кожу лица, очищает ее от угрей. Легкое слабительное. Используется при гинекологических болезнях. Выводит радионуклиды. По-новому раскрывается с гвоздикой, сандалом, имбирем.

 Можжевельник  бактерицидное средство. Эффективно залечивает как наружные, так и внутренние раны. Подходит пачули, корица, сосна.

Мята    повышает иммунитет, тонизирует. Избавляет от угрей и сосудистой сеточки, плохого запаха изо рта вследствие болезней ЖКТ. Используется при укачивании, головокружении. Ослабляет мышечные и менструальные боли.

Нероли   это масло добывают из цветков горького апельсина. Применяется при неврозах, аритмии, депрессии. Имеет нежный запах, используется в косметологии.

Роза широко используется для ухода за кожей лица: выравнивает ее цвет, омолаживает, рассасывает рубцы.

Ромашка применяется для лечения многих детских болезней. Успокоительное, противовоспалительное. Снимает головную боль. Подходит роза, кипарис.

Сосна. Придает уверенность в себе, избавляет от нервной дрожи. Укрепляет иммунитет. Обладает бактерицидным, противовоспалительным действием.

Шалфей сильный антидепрессант и антисептик. Прекращает лактацию, избавляет от бесплодия. Широко применимо при лечении стоматологических проблем. Снижает кровяное давление. Хорошее средство от облысения, потливости, дерматологических проблем.

Эвкалипт очень сильный антисептик. Отпугивает насекомых. Сочетается с геранью, лавандой, апельсином, розмарином.   

2.Практическая часть

Получение эфирного масла в домашних условиях.

В домашних условиях я решила приготовить лимонное масло

Оборудование:

  • термостойкая емкость;

  • крышка с отверстием;

  • емкость с плотной крышкой из тёмного стекла;

  • листы белой бумаги.

Материалы:

Получение лимонного масла методом отжима при охлаждении.

  • 1.Нужно взять кожуру от нескольких лимонов, тщательно вымыть кожуру с использованием щетки или кухонного скребка для мытья посуды.  Для мытья можно использовать мыло или пищевую соду.

  • 2. Очистить мякоть и мелко порезать.

  • 3.Засыпать в баночку из стекла и залить любым растительным маслом, чтобы корочки были полностью покрыты.

  • 4. Поставить в темное место.

  • 5.Через  3-4 дня баночку с корочками поставить на водяную баню на 30 минут, при этом крышка на баночке  должна быть закрыта не плотно.

  • 6. Полученную жидкость процедить, а корочки отжать, масло готово.

  • 7.Хранить в прохладном месте.

Заключение

 Эфирные масла являются уникальным звеном, связывающим наше здоровье с богатствами окружающего нас мира. У каждого масла свой химический состав, определяющий его аромат, цвет, летучесть и пути воздействия на организм.

В ходе проведенной работы было получено эфирное масло лимона и сформулированы рекомендации по его использованию, применению и хранению. (Приложение №3) Масло менее концентрированное, поэтому не требует разведения.

Ароматерапия — это полностью натуральный метод успокоения или устранения многих недугов. Все формы процедур — массаж, ванны, ингаляции — основаны на введении в организм человека высококачественных, чистых, не содержащих химических носителей или добавок эфирных масел.

Эфирные масла обладают антисептическими свойствами, уничтожая присутствующих в воздухе микробов и это особенно важно когда надвигается период острых респираторных заболеваний и растет количество заболевших детей в школе.

Замечено, что запахи мирта, лимона, мяты оказывают тонизирующее действие на нервную систему, а ароматы розы, жасмина, лаванды — успокаивающее.  Приближаются контрольные и экзамены — время неустойчивого эмоционального состояния, бессонницы, проблем в общении. Ароматические вещества способны снимать усталость, головную боль, нормализовать сон, улучшать деятельность головного мозга. Эфирные масла – бесценный дар природы! Они позволяют улучшить состояние организма, создают совершенно неповторимое настроение.

Список использованных источников:

  1. Интернет https://essential-oils-cosmetology.com/kak-sdelat-efirnoe-maslo-v-domashnix-usloviyax/#hcq=XA0eWxq

2. Интернет http://altermed.com.ua/lib_5244_5244.html

3.Интернет http://dim.dem.ru/home.html?menu=aroma&mode=efir&id=1

4. Интернет http://kr-aromafarm.ru/chto_takoe_aromaterapiya

5.Интернет http://aroma.afrodita.

6.Интернет http://www.aromaoil.ru/mood.php

7.«Исцеляющие масла» О. К. Либусь, Е. П. Иванова, Москва 1997 год.

8. Сборник по народной медицине и нетрадиционным способам лечения. Составитель Минеджян Г.З.; Москва, «Техноэкос», 1991.

Приложение

ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА ЭФИРНОГО МАСЛА ЛИМОНА

Масло великолепно стимулирует усталый и истощенный ум, способствует ясности мышления, помогает сконцентрироваться.

Лечебные свойства лимонного масла:

  • часто применяется для понижения артериального давления;

  • исцеляет сердце, сосуды, очищает от холестериновых «бляшек» артерии и вены, улучшает проходимость по ним крови;

  • отличное средство для очищения от токсинов, шлаков, ядов, солей тяжёлых металлов;

  • очень рекомендуется для людей пожилого века, для людей ослабленных, после операций в период восстановления;

  • мощнейшим образом стимулирует иммунную систему, мобилизует защитные силы организма на борьбу с вирусами, микробами, бактериями, грибками, паразитами тела;

  • качественным образом улучшает состав крови;

  • насыщает кровяное русло кислородом, которое беспрепятственно доставляет его во все клетки, органы, системы тела;

  • отлично борется с анемией, восстанавливая уровень гемоглобина в крови;

  • разжижает густую кровь, усиливает скорость прохождения крови по сосудам, что положительно сказывается на всём состоянии организма;

  • отлично тонизирует нервную систему;

  • используется для укрепления памяти, улучшения концентрации внимания, усиления всей работы мозга, улучшает умственные способности;

  • помогает преодолеть недуг вегетососудистой дистонии, облегчает неприятные состояния, связанные с этой болезнью;

  • улучшает работу печени, желчного пузыря;

  • восстанавливает весь желудочно-кишечный тракт;

  • прекрасное обезболивающее средство;

  • отлично зарекомендовал себя этот аромат для снятия синдромов депрессии, апатии, меланхолии, ощущения безысходности, раздражительности, нервозности;

  • при тревожных, панических состояниях помогает вернуть ясность сознания, спокойствие ума и ясность мысли;

  • чудесное средство при простудах, гриппе, ОРВИ, ОРЗ,  насморке, воспалении ушей;

  • антисептическое действие оказывает при  ангине, воспалении легких, бронхите, ларингите
    помогает при кашле различной этиологии;

  • снимает спазмы сосудов головного мозга

  • эффективное жаропонижающее средство

  • для повышения плохого аппетита, тошноте, отрыжке, вздутии живота, рвоте, кишечных и желудочных коликах и спазмах

  • помогает при язве желудка и двенадцатиперстной кишки

  • при воспалении почек, мочевыводящих путей;

  • исцеляет ревматизм и подагру;

  • хорошо помогает при носовых, маточных, кишечных кровотечениях, геморрое;

  • способствует избавлению от лишнего веса и ожирения;

  •  хорошее мочегонное средство;

  • лечит воспалительные болезни дёсен, грибковые поражения слизистой рта (гингивиты, стоматиты) и др. проблемы

  • смягчает последствия укусов насекомых.

  • эффективно при дисфункции поджелудочной железы, язве желудка, катаре желудка, гастритах с низкой кислотностью, несварении, изжоге, поносе, отсутствии аппетита, рвоте, метеоризме, кишечных паразитах.

  • противодиабетическое средство.

  • помогает при ревматизме, подагре, люмбаго, артрите, радикулите.

  • используется при желчекаменной и мочекаменной болезнях, камнях в почках, циррозе печени.

  • предупреждает развитие флебитов, геморроя, атеросклероза.

  • профилактическое и лечебное средство при дизентерии, кори, вирусном гепатите, свинке, ветрянке.

  • применяют для лечения отитов.

  • нормализует обмен веществ, эффективно при нарушении минерального обмена.

  • способствует выведению шлаков из организма

  • высокоэффективное средство при чесотке, экземе, грибковых заболеваниях, трещинах на коже, герпесе, мочекислом диатезе.

  • способствует устранению гормональных нарушений в климактерическом периоде.

В народной медицине используется для устранения головной боли и головокружения, носового кровотечения, при отечности, повышении температуры, ожирении, потертостях, обморожении, геморрое, мигрени. А также против фурункулов, бородавок, лишаев.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭФИРНОГО МАСЛА ЛИМОНА В КОСМЕТОЛОГИИ

Эфирное масло лимона очень широко применяется косметологии, в уходе за кожей, волосами, ногтями:

  • Очень эффективно устраняет веснушки, пигментные пятна на коже лица;

  • Тусклую, бледную, уставшую кожу вернёт к жизни, придав более свежий вид, отшелушит мёртвый верхний слой эпидермиса, после чего кожа будет выглядеть более здоровой и ухоженной.

  • Жирная кожа станет более свежей, чистой.

  • Выраженная капиллярная сеточка исчезнет.

  • Замедляет процесс старения кожи, предотвращает появление морщин на лице. Кожа становится более эластичной.

  • Против ломкости ногтей наносить на ногтевую пластину и втирать.

  • Эффективно против герпеса.

  • Регулярно втираемое масло лимона в свежие рубцы, шрамы значительно повысит шансы на их полное рассасывание.

  • Эффективно борется с ногтевым грибком, с бородавками, мозолями, наростами.
    чудесное средство для укрепления волос, придания им блеска, свежести.

  • Изумительные антицеллюлитные свойства масла проявят себя при активном антицеллюлитном массаже.

  • Эффективно убирает растяжки на коже.

Для отбеливания кожи, осветления веснушек, пигментных пятен, сосудистого рисунка: 10 капель лимона + 10 капель масла жожоба + 1 столовая ложка картофельного пюре смешать и нанести в виде маски на 7-10 минут, смыть теплой водой, ополоснуть ромашковой водой

  • Разглаживает мелкие морщинки, ороговение кожи.

  • Подходит для ухода за жирной кожей.

  • Хороший естественный дезодорант и осветлитель волос.

  • Помогает избавиться от перхоти.

  • Делает менее заметными веснушки, пигментные пятна, купероз (сосудистый рисунок).

  • Смягчает огрубевшие участки кожи, способствует заживлению трещин.

  • Естественный осветлитель волос, придает им легкий платиновый оттенок и восхитительный блеск, устраняет перхоть, ломкость волос.

  • Идеально подходит для осветления (устраняет прокрашенность) и укрепления ногтей, являясь при этом одним из лучших препаратов для «холения» рук, придает им аристократический ухоженный вид.

Анкета

1.Знаете ли Вы, что такое эфирные масла? ( да, нет)

Да 64%

Нет 36%

2.Откуда Вы узнали о свойствах эфирных масел? (СМИ, литература, родственники, знакомые, торговые точки, другое)

3. Используют ли в вашей семье эфирные масла? (да, нет, редко)

4.В каких целях используют эфирные масла? (косметические, лечебные, релаксация)

5.Есть ли эффект от применения? ( да, нет, слабый)

Ароматические вещества и их влияние на организм человека

В индивидуальном исследовательском проекте по биологии на тему «Ароматические вещества и их влияние на организм человека» учащаяся 9 класса изучает насколько ароматические масла благотворно влияют на организм человека, снимают усталость и повышают работоспособность.

Подробнее о работе:


В процессе ученической исследовательской работы по биологии «Ароматические вещества и их влияние на организм человека» изучена история ароматических масел, их физические и химические свойства, рассматривается необходимое сырьё для производства эфирных масел и способы получения эфирных масел.

Учебный проект по биологии на тему «Ароматические вещества и их влияние на организм человека» содержит в себе информацию о воздействие эфирных масел на организм человека, о применение эфирных масел в различных сферах жизнедеятельности и описание рецепта получения эфирного масла в домашних условиях.

Материалы исследовательского проекта могут быть использованы в качестве дополнительного при подготовке к урокам и экзаменационным работам по биологии, а также для самостоятельного изучения по теме.

Оглавление

Введение
1. История ароматических масел.
2. Физические и химические свойства масел.
3. Сырьё для производства эфирных масел.
4. Получение эфирных масел.
5. Действие эфирных масел на организм человека.
6. Применение эфирных масел.
7. Получение эфирного масла в домашних условиях.
Заключение
Список использованных источников
Приложения

Введение


Каждый человек за день вдыхает тысячи запахов, из которых половина для человеческого обоняния не доступны. Конечно, есть запахи, которые для человека являются любимыми, а есть, которые наоборот неприятны. Одни воспринимаются человеком как угроза, к примеру, запах дыма во время пожара, другие могут доставлять положительные эмоции, например аромат вкуснейшего блюда или аромат туалетной воды любимого человека.

Из пяти чувств человека, обоняние представляет собой самое чувствительное и быстрое чувство, которое передает информацию в мозг с большой скоростью, практически мгновенно. Нос обладает высокой чувствительностью, особенно на сильно пахнущие запахи. Поэтому с первых дней человечества, веками накапливались знания по ароматерапии.

Уже тогда подмечались лечебные свойства сильно пахнущих растений, их смесей, и целители того времени имели знания, которые могли помочь человеку. На ароматерапию возлагаются большие надежды. Это связано с тем, что уже сейчас ароматерапию используют не только в медицине и промышленности, но и в других сферах жизнедеятельности человека, при этом помогая ему во многом наладить свое самочувствие.

Объект исследования: ароматические вещества.

Предмет исследования: натуральные эфирные масла.

Гипотеза: ароматические масла благотворно влияют на организм человека, снимают усталость, тревожность, повышают работоспособность, внимание, повышают настроение, усиливают защитные силы организма.

Задачи: Изучить информацию об ароматических веществах Выяснить состав и свойства эфирных масел. Познакомиться с методами получения эфирных масел. Изучить влияние эфирных масел на здоровье человека и их применения. Получить эфирное масло в домашних условиях.

Методы исследования: Изучение литературы Эксперимент Анализ полученных данных

История ароматических масел

«Аромат» — латинское слово — «запах»; Ароматерапия — наука об использовании запахов для лечения, придания бодрости, или наоборот, успокаивающего расслабления. Часть применения ароматических экстрактов из растений для воздействия на тело и душу человека принадлежит египтянам.

Им приписывают различного действия (возбуждающего,расслабляющего,освежающего) растительных эссенций на человека.В Древнем Риме история применения ароматических веществ также интересна.Римляни использовали ароматические вещества чрезвычайно широко.

Ароматические масла,мази,помады были очень популярны. В Римской империи высоко ценились розы,которые применялись в медецине,парфюмерии,в питании.Бутоны роз и их лепестки использовали в праздничных государственных церемониях,во время пиров. Римляни использовали три типа парфюмерии: твёрдые духи(ладисмата),жидкие масла (стиммата) и пудры (диапасмата).

Знаменитый врач,учёный и философ Абу Али ибн Сина (Авиценна),живший на рубеже десятого-одиннацотого веков,оставил научные труды с описанием 800 растений и их действия на организм человека.Авиценне приписывают изобретение охлождающей спирали,которую он использовал для получения ароматических масел и цветочных вод.В арабском мире розовая вода стала самым популярным благовонием.

В Древнем Вавилоне ароматические масла специально добавляли в строительные материалы, из которых воздвигались храмы. За 600 лет до н.э. вавилонские купцы поставляли благовония в склянках, алебастровых и фарфоровых баночках на римский и греческий рынки, а около 500 лет до н.э. в Коринфе существовала фабрика благовоний. Благовония в форме масел, мазей, смол и «корней» были символами богатства и являлись одним из ценнейших подарков.

В 20-е годы нашего столетия французский ученый-химик Рене-Морис Гаттерфос в рамках семейного предприятия занимался изучением медицинского действия эфирных масел. Он установил, что многие эссенции обладают более сильным антисептическим действием, чем используемые химические препараты.

Однажды в лаборатории, где работал Морис Гаттефос, произошел взрыв, в результате чего исследователь получил тяжелый ожог руки. Он сразу же опустил обожженную руку в сосуд с чистым лавандовым маслом.

Это помогло ему избежать воспаления пораженных тканей. Раны быстро зажили, не оставив на коже рубцов. После этого случая Морис Гаттефос занялся применением эфирных масел при лечении заболеваний кожи. Именно он первым использовал термин «ароматерапия» и в 1928 году издал книгу по этой теме. Так началось развитие современной ароматерапии во Франции, затем в Англии, а теперь и во всем мире.

Физические и химические свойства эфирных масел

Эфирные масла — это бесцветные или окрашенные жидкости. Например, эфирное масло аира болотного — желтоватое, ромашки и тысячелистника — синее, тимьяна — красноватое, корицы — коричневое.

Запах и вкус эфирных масел специфичны. Большинство эфирных масел легче воды и лишь некоторые из них имеют плотность больше единицы (масло гвоздики и корицы).

Эфирные масла мало или практически нерастворимы в воде. При взбалтывании с водой образуют эмульсии, придают воде запах и вкус. Эфирные масла растворимы в жирных (подсолнечное и др.) и минеральных (вазелиновое) маслах, спирте, эфире и других органических растворителях.

Температура кипения эфирных масел обычно колеблется от 40 °С до 260 °С, причем фракция монотерпеноидов кипит при 150-190 °С, фракция сесквитерпеноидв — при 230-300 °С.

Эфирные масла оптически активны. Реакция масел нейтральная или кислая.

Эфирные масла перегоняются с водяным паром, причем монотерпеноиды перегоняются хорошо, сесквитерпеноиды — труднее.

При охлаждении эфирных масел некоторые компоненты выкристаллизовываются (анетол, ментол, тимол, камфора). Твердую часть эфирного масла называют стеароптен, жидкую часть — олеоптен.

Компоненты эфирных масел легко вступают в реакции окисления, изомеризации, полимеризации; по двойным связям легко гидрогенизируются, гидратируются, присоединяют галогены, кислород, серу; дают реакции, характерные для их функциональных групп. На свету в присутствии кислорода воздуха эфирные масла окисляются, меняют цвет (темнеют) и запах. Некоторые эфирные масла загустевают после отгонки или при хранении.

Требования к хранению эфирных масел:

  • хранить в темном прохладном месте;
  • содержать в темной стеклянной таре;
  • во флаконе над эфирным маслом не должно быть объема воздуха, или он должен быть минимальным;
  • соблюдать сроки хранения эфирных масел, особенно эфирных масел из кожуры цитрусовых.

Сырье для производства эфирных масел На Земле произрастает около 3000 растений, из которых можно добывать эфирные масла. Это деревья, кустарники и травы. Ароматические вещества находятся в специальных «резервуарах» растений, образованных путем разъединения и растворения клеток, а также в специальных клетках-хранилищах.

Ароматосодержащим может быть как все растение целиком, так и какая-то определенная его часть: стебли, корни, плоды, семена, соцветия, цветы, хвоя, листья, древесина. Иногда из одного и того же вида растения можно получить множество эфирных масел, различных по своим свойствам, аромату и действию.

Для получения эфирных масел используют следующие части растений:

  • листья – герань, мята, пихта, эвкалипт, лавр, сосна, можжевельник, туя, базилик;
  • плоды – апельсин, лимон, мандарин, грейпфрут;
  • семена – кориандр, душистый перец;
  • стебли – лимонник китайский, можжевельник, сандал, кипарис;
  • цветы – гвоздика (не раскрытые бутоны), роза, жасмин, бергамот, лаванда, розмарин, иланг-иланг, шалфей, кипарис, фиалка.

Получение эфирных масел


1. Дистилляция — перегонка паром летучих фракций растительного сырья по змеевику через фильтры. В этой методике производства очень важен подбор оптимальной температуры пара, поскольку интенсивная температурная обработка увеличивает выход эфирного масла с ущербом его качества.

2. Центрифугирование полученных холодным прессингом ароматических веществ с последующей фильтрацией. Метод используется в основном для плодовых и кожурных эфирных масел и является наиболее дешевым,

3. Анфлераж – абсорбция ароматических веществ из тонких органов растения на пластины, покрытые маслами или жирами. Пропитанное благовониями масло бережно соскабливают со стеклянных пластин, подвергают экстракции, после чего раствор освобождают от примесей получая абсолютное эфирное масло

4. Холодная или тёплая экстракция эфирных масел из растений спиртами, эфирами, бутаном с последующей очисткой от растворителя.

5. Прессование (отжим при охлаждении) – выдавливание эфирных масел из кожуры или кожицы.

6. Мацерация (размачивание) – цветы заливаются горячим маслом. При этом растительные клетки разрушаются, и ароматические компоненты переходят в масло.

Действие эфирных масел на организм человека

Научно доказано, что ароматические вещества воздействуют именно на глубокую лимбическую систему как структуру, напрямую связанную с обонятельной системой. Лимбическая же система в ответ на воздействие запахов обеспечивает нормальную саморегуляцию на всех уровнях и во всех системах организма, т.е., можно сказать, что ароматические вещества помогают организму самому справиться с болезнью.

Ароматы оказывают положительное влияние на работу центральной нервной системы: обладают седативным и антидепрессантным эффектом (лаванда, мята, апельсин), снимают стрессовые состояния, повышают внимание и реакцию, работоспособность и умственную активность, улучшают память. Вдыхание приятных ароматов вызывает чувство расслабления, удовольствия, а порой и эйфории.

Применение эфирных масел

Ингаляции. Ароматы, попадающие на рефлексогенные зоны носа, вызывают импульсы, воздействующие на определенные зоны головного мозга, и оказывают прямое воздействие на органы дыхания, устраняя застойные и воспалительные реакции. Компрессы.

Вещества, содержащиеся в эфирных маслах, проникают через участок кожи, находящийся в прямой проекции к больному органу, попадают в лимфу и оказывают противовоспалительное, противоотечное, обезболивающее и спазмолитическое действие. Массаж.Является одним из наиболее активных методов воздействия на организм.

Обеспечивает быстрое проникновение аромовеществ в лимфу и кровяное русло, что дает эффект всеобъемлющего воздействия на организм. Внутреннее употребление эфирных масел. Рекомендуемое количество эфирного масла следует добавить в 1 столовую ложку пищевого растительного масла, или в одну чайную ложку меда или варенья, на сухофрукт или кусочек бисквита, использовать как заправку для салата, смешав с майонезом.

Получение эфирного масла в домашних условиях

Материалы: 1. Кожура лимона 2. Нейтральное масло

Получение лимонного масла методом отжима при охлаждении.

  • Помыть, очистить мякоть и мелко порезать.
  • Засыпать в баночку и залить любым растительным маслом, чтобы корочки были полностью покрыты.
  • Затем поставить в темное место.
  • Через 3-4 дня баночку с корочками поставить на водяную баню на 30 минут, при этом крышка на баночке должна быть закрыта не плотно.
  • Потом полученную жидкость процедить, а корочки отжать, масло готово.

Хранить в прохладном месте.

Заключение

В ходе проведенной работы было получено эфирное масло лимона. Таким образом, был проведён анализ литературы по теме: «Ароматические вещества и их влияние на организм человека».

Изучены физические и химические свойства эфирных масел,различные способы их получения. Получено эфирное масло в домашних условиях. Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет

Приложение


Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

Ароматерапия — здоровье и релакс

Ароматы играют важную роль в нашей жизни, одни могут поднять настроение и улучшить самочувствие, а другие вызывают массу негативных эмоций. Ароматерапия призвана помочь человеку улучшить душевное состояние и оказать благотворное действие на весь организм.

Ароматерапия при использовании ароматических масел способствует питанию организма на клеточном уровне, придает энергии, повышает иммунитет, уничтожает ряд бактерий и вирусов.

Масла содержат большое количество витаминов, феромонов, а также гормонов и природных антибиотиков. В состав масел входит сложный химический ряд элементов, которые оказывают общее благоприятное фармакологическое воздействие. При попадании в организм человека эти элементы способны устранить различные заболевания и их причины. Эфирные масла также содержат фитонци́ды – это образуемые растениями летучие биологически активные вещества, которые убивают или подавляют рост и развитие бактерий, микроскопических грибов и простейших.

Сегодня использование ароматических масел становится все более популярным и востребованным. В связи с этим, покупатели часто спрашивают:

«МОЖНО ЛИ УВЛАЖНЯТЬ И АРОМАТИЗИРОВАТЬ ВОЗДУХ ОДНОВРЕМЕННО, А ТАКЖЕ ДОБАВЛЯТЬ АРОМАМАСЛО НАПРЯМУЮ В ВОДУ?»

Безусловно, использование аромамасел при увлажнении воздуха возможно. Есть два способа ароматизации воздуха в процессе увлажнения: первый способ (рекомендуемый) – добавлять аромамасло в специальную капсулу, которая должна быть у увлажнителя; второй способ (не всегда возможный и не практичный) – добавлять аромамасло в воду.

1.       Ультразвуковой увлажнитель Bonica UL 32E с аромакапсулой позволяет увлажнителю ароматизировать воздух быстрее; это происходит за счет того, что встроенный в прибор вентилятор затягивает запах от аромамасла и подает его вместе с потоком водяного пара, исходящего из увлажнителя. Таким образом, ароматизированный воздух поступает в помещение быстрее. Аромакапсула, как правило, располагается в основании увлажнителя, в виде силиконовой вставки или выдвигающейся пластиковой части со специальным впитывающим вкладышем для эфирных масел.

2.       Другой вариант – добавление масла напрямую в воду, – не всегда возможен (стоит хорошо изучить правила эксплуатации конкретного увлажнителя), так как масло, смешиваясь с водой, может навредить внутренней конструкции прибора, в частности мембране, которая используется в ультразвуковых увлажнителях. Кроме того, добавление аромамасла напрямую в воду может привести к быстрому загрязнению внутренних стенок бака и сократить срок службы прибора.

Ароматическое масло нужно подбирать правильно. Обычно на упаковке указывается его состав и предназначение. Беременным женщинам и кормящим матерям необходимо с осторожностью пользоваться ароматическими маслами, способными вызвать аллергию как у них, так и у малыша.

Разновидностей эфирных масел для ароматерапии существует очень много. Их правильное применение зависит от того, какими свойствами они обладают: как влияют на человека, какие ароматы подходят только для улучшения воздуха в помещении, а какие оказывают положительное воздействие на здоровье.

 Наиболее популярные запахи для ароматерапии и их влияние на организм человека:

Аромат

Свойства

Апельсин

Способствует избавлению от тревоги и бессонницы, наполняет человека энергией, бодрит по утрам. Аромамасло с таким запахом  улучшает пищеварение и нормализует работу сердца.

Бергамот

Влияет на деятельность мозга, улучшая творческую активность человека. Помимо этого, аромат данного растения способен понижать температуру тела при различных заболеваниях. Также он  отлично устраняет грибок в помещении.

Эвкалипт

Содержит огромное количество фитонцидов, которые препятствуют развитию вирусных патологий и уничтожают микробов. Такое аромамасло защищает человеческий организм от  вирусов и микробов, а также эффективно избавляет от различных  инфекций.

Чайное дерево

Данный аромат, помимо защиты от вирусов и инфекционных  заболеваний, помогает избавиться от различных насекомых.

Лимон

Полезен в борьбе с микробами и отлично устраняет головную  боль.

Масло лаванды

Рекомендуется вдыхать людям с подавленным настроением, при  депрессии.

Ромашка

Запах эффективен в борьбе с заболеваниями пищеварительной системы. Также ему свойственно расслаблять организм и снимать  стресс.

Гвоздика

Она полезна при влажном кашле, так как отлично отводит мокроту.  Аналогичным образом воздействует на организм анис.

Можжевельник

Аромат отлично помогает при простудных заболеваниях и нормализует давление. Также при простуде можно использовать  эфирное масло перечной мяты или сосны.

Шалфей

Аромат ускоряет движение крови, что благотворно влияет на горло. Поэтому данное растение полезно при сильной простуде.

Тысячелистник

Такой запах устраняет микробов и замедляет их распространение.

 

Использование увлажнителей с аромакапсулой улучшает общее самочувствие человека, так как эфирные масла благоприятно воздействуют на иммунитет, положительно влияют на рост волос и здоровье кожи; приятные запахи снимают нервозность; правильно подобранное ароматическое масло позволит повысить концентрацию и внимание.

Ароматические масла можно купить в аптеке или в специализированных магазинах.  Для применения нужно тщательно следовать рекомендациям на упаковке и соблюдать указанные пропорции.

 

Вкусовые и ароматические вещества. Профессия кондитер. Учебное пособие

Вкусовые и ароматические вещества

Вкусовые и ароматические вещества бывают натуральными и синтетическими.

К натуральным относятся ароматизаторы, полученные из продуктов переработки бобов какао, кофе, а также фруктово-ягодные сиропы, вина и др.

Синтетические ароматизаторы получают химическим путем.

Важным условием является умение сочетать естественный запах продуктов с применяемыми ароматическими веществами. Некоторые виды продуктов имеют свой специфический аромат и вкус, поэтому в изделия, приготовляемые из таких продуктов, не следует добавлять ароматизаторы.

Натуральные ароматизаторы

Пряности – это высушенные и измельченные части растений, содержащих ароматические вещества. Они придают изделиям специфические аромат и вкус.

Перед употреблением пряности освобождают от посторонних примесей и оболочек, измельчают до нужного размера и просеивают через сито с ячейками диаметром 1,5–2,5 мм.

Хранят пряности в плотно закрытой посуде, не нарушая упаковку, каждый вид отдельно, так как они легко передают свой аромат.

Корица – кора коричного дерева. Она имеет горьковатый вкус и пряный запах, что объясняется наличием в ней эфирных масел (3,5–5 %). В нем содержится альдегид коричной кислоты, фелландрен и эвгенол. Масло китайской корицы не содержит эвгенола.

Корица поступает в виде порошка в бумажной расфасовке по 25 г или в виде кусочков коры. Она не должна иметь плесневелого, затхлого и других посторонних запахов.

Корица обладает сильным, своеобразным ароматом, острым, горьковато-сладким вкусом. В качестве пряности хорошо сочетается с другими острыми и терпкими пряностями. Она используется при приготовлении всех блюд, где употребляется сахар: фруктовых супов, запеканок, компотов, киселей, пудингов, фруктовых рулетов и пирогов, грогов, пуншей, ликеров, горячих вин и кофе. Небольшое количество корицы добавляют в фарш из гусятины и утятины, к цыплятам (гриль), ветчине, котлетам, шницелям перед жареньем. Многим нравится добавлять корицу к вареным рыбе, говядине и свинине; используется также при изготовлении некоторых видов теста, начинок, при варке варенья из малоароматных плодов.

Способствует пищеварению, вызывает аппетит и укрепляет желудок.

Гвоздика – высушенные цветочные почки гвоздичного тропического дерева. Цветет гвоздичное дерево два раза в год. Цветочные бутоны собирают в период, когда они окрашиваются в нежно-розовый цвет: сначала срывают целые соцветия, затем отделяют бутоны, которые используют для приготовления пряности, и плодоножки с ветвями соцветия – для извлечения масла. Гвоздичные бутоны сушат на солнце в течение 4–5 дней, после чего они приобретают красноватый или темно-коричневый цвет. Из 4 кг свежих бутонов получают 1 кг пряности.

Собственно пряностью являются нераскрывшиеся бутоны, в которых содержится до 20 % эфирного масла, состоящего на 96 % из эвгенола, а также ацетоэвгенол, ванилин, кариофилен. Эфирное масло и кариофилен придают пряности жгуче-ароматический вкус.

Гвоздика находит применение в медицине для улучшения пищеварения, укрепления памяти, при лечении глазных болезней, в зубоврачебном деле гвоздичное масло используют в качестве антисептика. Если гвоздика плавает в воде в горизонтальном положении, она плохого качества. На производство поступает в молотом и целом виде в специальной упаковке.

Гвоздика обладает сильным своеобразным ароматом и пряным вкусом. Используется для приготовления горьких желудочных ликеров, горячих напитков с вином, пуншей, фруктовых соков и компотов. Добавляют в блюда из краснокочанной капусты, свинины, баранины, в темные мясные подливки, в зельц и паштет из птицы, в грибы и заливное мясо, при мариновании сельди. Вместе с листьями кольраби и луком улучшает вкус квашеной капусты. Очень экономно, в виде порошка, используется при приготовлении рыбы, спагетти и соусов к ним, а также пиццы.

Перец стручковый– круглые зерна с шероховатой поверхностью. На сегодняшний день известно большое число его видов, среди которых встречаются и длинноплодный, с крупными мясистыми плодами, и мелкоплодный (до 1 см), так называемый черешневый перец, различные виды сладкого перца – от фруктового до исключительно жгучего.

Жгучий вкус перцу придает алкалоид капсаицин, кроме него перец содержит жирные масла, каратиноиды, капсорубин, капсантин и каротин, сахар, витамины С, А и В.

При употреблении в умеренном количестве оказывает укрепляющее действие, улучшает пищеварение и повышает аппетит; оказывает раздражающее воздействие на кожу.

Черный перец– типичное тропическое растение. Растет на высоких стержнях, подобно хмелю. Для получения черного перца собирают недозрелые, красноватые плоды: их сушат на солнце 7—10 дней, иногда для ускорения сушки опускают на короткое время в горячую воду. В процессе сушки плоды чернеют. Белый перец получают из зрелых плодов, когда их окраска становится желто-красной или красной и они легко опадают. Плоды сушат и очищают от внешней оболочки. Белый перец обладает более тонким вкусом, благородным и сильным ароматом. При сборе незрелых зеленых плодов получают самый ароматный из вышеописанных пряностей зеленый перец. Его производство требует особой обработки.

Острота перца зависит от содержания пиперина. Кроме того, он содержит пиролин, хавицин, эфирное масло, жирные масла, крахмал и сахар. При неправильном хранении эфирные масла улетучиваются.

Перец душистый, или пимента, представляет собой круглые зерна с шероховатой поверхностью. Содержит до 4 % эфирных масел.

Душистый перец содержит пиментовое масло, которое используют при производстве ликеров, а также в косметической промышленности при производстве духов и мыла. Главными его компонентами являются эвгенол, кариофиллен, цинеол, фелландрен.

Чай, заваренный из душистого перца, помогает при слабости желудка и метеоризме.

Запах перца – пряный, он соединяет в себе аромат корицы, черного перца, мускатного ореха и гвоздики. Вкус – жгучий, и это следует учитывать – добавлять в блюдо несколько зернышек целиком или щепотку молотого перца, поскольку душистый перец не только придает блюдам аромат, но и меняет их вкус. В небольшом количестве придает своеобразный вкус фруктовым компотам, пудингам и печенью.

Мускатный орех– ядро плода тропического мускатного дерева яйцевидной формы.

Семена содержат до 15 % эфирного масла, состоящего на 80 % из терпенов. В семенном ядре содержится жирное масло. В жире обнаружено ядовитое вещество наркотического действия, относящееся к фенилпропановым дериватам.

Употребление в большом количестве опасно – мускатный орех и мускатный цвет ядовиты. Существуют сведения, что употребление 3–4 измельченных орехов оказывает наркотическое действие.

Аромат муската – слабо пряный, вкус – сначала слабо, а позднее сильно пряный.

Мускатный орех главным образом используют для приготовления шоколадных изделий, различных сладостей, яблочных рулетов, фруктовых тортов, компотов из груш, варенья, печеных яблок. Кроме того, он употребляется для ароматизации спиртных напитков и коктейлей, подаваемых перед едой, а также пунша, горячего вина, какао, молочных напитков и даже томатного сока.

Добавляют мускатный орех в супы, мясные бульоны, соусы (особенно в томатный), блюда из риса, мяса, овощей и рыбы, в картофельное пюре, в салаты из гороха и овощей (в том числе из цветной и брюссельской капусты, шпината, лука-порея, спаржи).

Анис, или бедренец-анис, – двухсеменные плоды травянистого растения. Типичному анисовому аромату анис обязан содержащемуся в эфирном масле анетолу (до 90 %). Кроме того, в плодах аниса содержатся жирные масла, белковые вещества, сахар, фурфурол, кофейная и хлорогеновая кислоты и другие вещества.

Как лекарственное растение анис обладает отхаркивающим и дезинфицирующим действием, улучшает пищеварение, способствует увеличению количества молока у кормящих матерей. Он оказывает противоспазматическое действие при желудочной и кишечной колике.

Анис обладает сладковатым вкусом и своеобразным ароматом, содержит до 6 % эфирных масел. В кулинарии используют молотые плоды, которые обладают освежающим, пряным ароматом и сладковатым вкусом. Чаще всего анис добавляют в пироги, печенье, пряники, оладьи, кексы, применяют для приготовления блюд из молока (молочные и фруктовые супы), овсяной каши, сладких блюд из риса, пудингов, фруктовых салатов, кремов и тортов. Своеобразный вкус придает овощам – свекле, краснокочанной капусте, огурцам и моркови, а также фруктовым компотам, в особенности из яблок, слив и груш. Используется также в измельченном виде для посыпки изделий и в виде настоя.

Кардамон – высушенные недозрелые плоды в форме коробочек, содержащих 9—18 семян. Кардамон представляет собой тропическое многолетнее растение из семейства имбирных. Семена содержат 4–8 % эфирного масла, в состав которого входят лимонен, терпинеол, борнеол, их эфиры и цинеол, в чистом виде представляющий собой жидкость с запахом камфары.

Стимулирует работу желудочно-кишечного тракта, регулирует образование желудочного сока и повышает аппетит.

Вкус и запах кардамона – пряные, ароматные, острые. Благодаря этому пряность придает особый привкус печенью, марципанам, медовым пряникам, пирогам из дрожжевого теста, пирожным с фруктами, компотам и блюдам из фруктов.

Любители этой пряности добавляют в черный кофе порошок кардамона тонкого помола.

Хранится в хорошо закрытой посуде, в защищенном от света, прохладном месте.

В странах Азии кардамон употребляют для приготовления жевательных средств, часто с добавлением листьев бетеля, а также для ароматизации кофе.

Имбирь – высушенные корневища тропического многолетнего травянистого растения семейства имбирных. В зависимости от способа обработки различают несколько видов имбиря: черный, неочищенный – «барбадосский», белый, очищенный – «бенгальский».

Плод – коробочка с мелкими черными семенами. В качестве пряности используется корневище сушеное целое, молотое, засахаренное или консервированное в сиропе.

Характерный очень пряный аромат имбирю придает цингиберен, входящий в состав эфирного масла. Резкий жгучий вкус обусловлен содержанием в корневище различных смол (гингерол, цингерол, шогаол и др.). Острый пряный вкус имбиря помогает пищеварению, стимулирует образование желудочного сока и улучшает аппетит.

Употребляется для производства желудочных и горьких ликеров, например бенедиктина, фруктовых соков и пуншей, а в Англии – популярного имбирного пива. Добавляют имбирь в тесто для печенья, пудинги, различные сладости, компоты из груш и в консервированные тыкву, огурцы, при изготовлении мармелада, желе и засахаренных фруктов.

Тмин – семена двухлетнего растения продолговато-овальной формы. Имеет сильный аромат и горьковато-пряный вкус, содержит до 6 % эфирных масел. Используют для посыпки изделий.

Шафран посевной– высушенные рыльца цветов крокуса. Используется как ароматическое и красящее вещество. Содержит 0,6 % эфирных масел.

Употребление в небольшом количестве способствует улучшению пищеварения. В фармацевтической промышленности используют для приготовления различных лекарственных препаратов – тинктур, экстрактов и глазных капель.

Шафран обладает сильным своеобразным ароматом, горьковато-пряным вкусом. В Швеции шафран используют для окраски изделий из теста. Гурманы рекомендуют перед употреблением растворять его в небольшом количестве теплого молока или воды.

В тесто шафран вводят при замесе в количестве 0,1 г на 1 кг выпекаемых изделий. Шафран подсушивают, растирают, заливают кипяченой водой или спиртом и настаивают в течение 24 ч. После этого настой фильтруют и используют при изготовлении изделий из дрожжевого теста и некоторых видов кексов. Оставшийся после фильтрации осадок применяют для ароматизации пряничного теста.

Ваниль – недозрелые стручки тропического растения длиной 12–25 см с характерным сильным ароматом, обусловленным наличием ванилина (до 3 %) и других ароматических веществ.

Используют ваниль в молотом виде или в виде спиртового экстракта.

Ванилин – синтетический продукт; представляет собой белый кристаллический порошок с очень сильным ароматом. Поэтому его надо класть в изделие очень мало. Обычно используют раствор ванилина или ванильную пудру. Растворяют 10 г ванилина в 200 г горячей воды (80 °C) или спирте-ректификате крепостью 96° в соотношении 2:1. Для приготовления 100 г ванильной пудры ванилин (40 г) смешивают с этиловым спиртом (40 г), смесь нагревают до тех пор, пока ванилин не растворится. После раствор смешивают с 1000 г сахарной пудры, просушивают и просеивают.

Количество ванилина в кондитерских изделиях не должно превышать 0,5 %.

Миндаль обыкновенный растет в виде куста или деревца с красноватыми веточками. Плод представляет собой кожистую, покрытую волосками костянку, растрескивающаяся при созревании. Поверхность его гладкая или морщинистая.

Сладкий миндаль отличается от горького отсутствием амигдалина, который служит носителем типичного миндального вкуса. Чаще всего выращивают три разновидности миндаля:

1) горький – содержит гликозид амигдалин, который легко разлагается на сахар, бензальдегид и сильно ядовитый цианистый водород. Поэтому не рекомендуется употреблять горький миндаль без его предварительной обработки, и вообще его не рекомендуется есть детям. Для ребенка смертельная доза составляет 10 миндалин, для взрослого – 50. В процессе жаренья, прокаливания и варения цианистый водород исчезает;

2) сладкий – со сладким семенем и незначительным содержанием амигдалина. Его пряность значительно слабее. Употребляется при жареньи рыбы, в особенности форели;

3) хрупкий с плодами, имеющими тонкую и хрупкую скорлупу и сладкие семена. Семена миндаля сладкого и хрупкого можно есть без предварительной тепловой обработки.

Горький и сладкий миндаль используют в качестве лекарства, в косметике, питании и в качестве пряности. В фармацевтической промышленности из него вырабатываются галеновы препараты.

Зеленые плоды сладкого миндаля засаливают или засахаривают в варенье. Зрелые же ядра применяют в кондитерской промышленности.

Горький и сладкий миндаль употребляется в различных изделиях из теста, сладостях, при приготовлении ликеров и блюд с тонким вкусом. Жареный соленый миндаль хорошо дополняет напитки.

Из жмыха, который остается после отжима масла из ядер, готовят муку, используемую для приготовления лекарств и кондитерских изделий.

Эстрагон, или тархун, – многолетнее пряное и лекарственное растение. Культивируется в большинстве европейских стран. Как пряность известен очень давно. В кулинарии и медицине используют зелень эстрагона, которую собирают в начале цветения растения. Собранную зелень связывают в пучки и сушат под навесом на сквозняке.

Зелень эстрагона содержит эфирное масло, состоящее в основном из эстрагона, терпенов, альдегида, линалацетата, фелландрена, а также дубильных веществ, горечи, смолы и др.

Вина, в состав которых входит экстракт тархуна (эстрагона), стимулируют работу пищеварительного тракта, усиливают образование желудочного сока и повышают аппетит. В народной медицине эстрагон используют для повышения аппетита, а также при заболеваниях стенок сосудов.

Эстрагон обладает слабо пряным ароматом и терпким острым вкусом.

Фенхель обыкновенный– внешне похожее на тмин луговой, мощное (до 2 м высотой) двухлетнее или многолетнее растение семейства зонтичных. Фенхель возделывают ради плодов со сладким пряным ароматом, напоминающим анис, и сладковатым, слегка острым вкусом. Характерный запах вызван содержанием в растении анетола и фенхона. Плоды содержат: до 6 % эфирного масла, до 12 % жирного масла, а также белки, сахар и др.

Плоды фенхеля используют в производстве ликеров, кондитерских изделий, главным образом печенья, пирогов и пудингов.

Бадьян обыкновенный – вечнозеленое тропическое дерево. В качестве пряности используют высушенные плоды. Бадьян содержит до 5–7 % ароматного эфирного масла, основным компонентом которого является анетол. Кроме него, эфирное масло содержит терпены, смолы, танин, сахар и др.

Бадьян оказывает противоспазматическое действие, а также улучшет работу желудка.

Вкус у бадьяна пряный, сладковатый. Используется при производстве ликеров, пунша, грога и компотов из слив, груш, яблок и айвы. Бадьян великолепно дополняет вкус теста (в особенности печенья), различных фруктовых супов, пудингов.

Бадьян прекрасно сочетается с черным перцем, фенхелем, корицей, гвоздикой и имбирем. Поэтому его можно использовать для получения различных смесей, которые добавляются в блюда из свинины и птицы. Некоторые ценители не обходятся без добавления щепотки молотого бадьяна в сладкий крепкий чай.

Какао-порошок получают путем измельчения и частичного обезжиривания какао-бобов. Порошок содержит 14 % жира, его влажность – не более 7,5 %, обладает характерными для какао вкусом и ароматом. Применяется при приготовлении теста и кремов.

Кофе натуральный молотый получают путем обжаривания и измельчения семян тропического кофейного дерева. Влажность – 7 %, количество растворимых в воде экстрактивных веществ – 20–30 %. Он придает кофейный вкус кремам и тесту.

Соль поваренная улучшает вкусовые качества изделий. Представляет собой кристаллический хлористый натрий, растворимый в воде. Хранят соль при относительной влажности 75 %. Перед употреблением ее просеивают через сито. Соль в кристаллах предварительно растворяют и процеживают через сито с ячейками диаметром 0,5 мм.

Правила использования специй. Уже не одно тысячелетие люди используют травы и коренья, сушеные плоды и тертые орехи как приправы к мясным, рыбным и овощным блюдам. Они помогают разнообразить вкусовую гамму и весьма полезны для здоровья. Микроэлементы, содержащиеся в специях, благоприятно влияют на процесс пищеварения. Эфирные масла тимьяна, фенхеля, шалфея, чеснока и гвоздики обладают сильным дезинфицирующим действием.

Многие пряности, такие как мак, корица, гвоздика, анис, кардамон, действуют на людей возбуждающе. Их по традиции добавляют в рождественские пироги и печенье. Эти пряности содержат вещества, снижающие усталость и повышающие тонус, что особенно важно зимой, когда многие люди подвержены депрессивным настроениям. Такие состояния обусловливаются недостатком тепла и света – важными стимуляторами настроения.

Есть свои особенности и при хранении специй. Чем они меньше измельчены, тем лучше сохраняется их аромат. В сухом, темном, хорошо проветриваемом месте пряности могут храниться от двух до пяти лет. Измельченные специи теряют свою пикантность уже по истечении нескольких недель. Поэтому рекомендуется измельчать специи непосредственно перед употреблением. Для этого следует применять металлические или керамические ступки и ручные мельницы.

Синтетические ароматизаторы

Виноградные вина и коньяк применяются для ароматизации кремов, желе и промочек. Используют вина столовые, крепленые, ароматизированные. Вина должны иметь свойственные им аромат, вкус и цвет. Не допускается наличие осадка или мути, постороннего привкуса и запаха. При дозировке необходимо учитывать крепость вина.

Эссенции – растворы смесей натуральных и синтетиче ских душистых веществ в воде или спирте. Они обладают сильным ароматом. На кондитерских предприятиях применяют ромовую, ванильную, лимонную, апельсиновую, миндальную, пуншевую и другие эссенции. Хранят в стеклянных бутылках с притертыми пробками в корзинах или ящиках с опилками в прохладном темном помещении.

Эссенции поступают одно-, дву– и четырехкратной концентрации. В рецептурах дается норма расхода эссенции однократной концентрации. Если используется более концентрированная эссенция, то норму уменьшают в 2 или 4 раза. Если в рецептуре указана определенная эссенция, то заменять ее другой нельзя.

Вводят эссенции в кремы, тесто и сиропы только в охлажденном виде.

Вкусовые продукты улучшают вкус готовых изделий, а некоторые предохраняют от засахаривания (кислоты).

Пищевые кислоты:

1. Виннокаменная кислота получается из отходов виноделия при изготовлении виноградных вин, имеет вид бесцветных кристаллов или порошка.

Виннокаменную кислоту следует растворять в воде при соотношении 1:1, т. е. на 100 г кислоты нужно взять 100 г горячей воды (70–80 °C). При изготовлении кондитерских изделий дозировка растворенной кислоты, указанная в раскладках сборника рецептур, увеличивается вдвое, т. е. вместо 2 г кислоты необходимо взять 4 г раствора.

2. Лимонную кислоту получают путем сбраживания сахара грибком или выделением из лимона. Внешний вид, использование и хранение лимонной кислоты те же, что и виннокаменной.

3. Молочная кислота получается сбраживанием углеводсодержащего сырья (сахара, крахмала, мелассы) молочнокислыми бактериями. Выпускается в растворенном виде 40 и 70 %-й концентрации или в виде пасты. Во вкусовом отношении эта кислота хуже лимонной и виннокаменной. Молочная кислота 1-го сорта обычно бесцветная или слабо-желтая, 2-го – желтая или светло-коричневая, 3-го сорта – желтая или темно-коричневая. Раствор молочной кислоты должен быть без мути и осадка.

4. Уксусная кислота выпускается 3-, 6– и 8 %-й концентрации. При дозировке в рецептурах следует учитывать крепость раствора уксусной кислоты и перед использованием разводить водой.

Пищевые красители

Применяются для подкрашивания кондитерских изделий.

Естественные красители – кофе, какао, шоколад, соки, жженка и красители животного и растительного происхождения.

Синтетические – безвредные кондитерские краски, разрешенные для использования министерством здравоохранения, такие как тартразин и индигокармин.

Тартразин – порошкообразный краситель оранжево-желтого цвета, хорошо растворяется в воде, слабо – в спирте и не растворим в жирах. Для получения раствора берут дистиллированную воду, добавляют краситель и кипятят 10–15 мин до полного растворения краски. Полученный раствор фильтруют через 2 слоя марли или через сито с ячейками диаметром 0,5 мм.

Индигокармин – паста синевато-черного цвета. Дает синий цвет. Пасту разводят в горячей воде температурой 70–80 °C (5 %-й раствор) и фильтруют, как указано выше.

Кармин – красная краска. Получают из насекомых, живущих в тропиках. Растворяется в воде, щелочи и спирте. 10 г краски соединяют с 20 г нашатырного спирта, через 1 ч добавляют 200 г воды и кипятят до тех пор, пока не исчезнет запах нашатыря, а затем процеживают. Кармин дает красную или розовую окраску. При соприкосновении с металлом краска становится фиолетовой.

Сафлор получают из цветочных лепестков. Содержит два красящих вещества: желтое и красное. Желтое получают путем кипячения сафлора в воде или жирах, а красное – в спирте или щелочи. Под воздействием света, воздуха и влаги краски быстро портятся, поэтому их следует разводить в небольшом количестве и до использования хранить в темной посуде в сухом прохладном помещении.

Жженый сахар (жженка) – продукт карамелизации сахарозы. Он окрашивает кремы и бисквит в коричневый цвет. Передозировка жженки может придать изделиям горький вкус.

Краситель из свеклы. Для его приготовления со свеклы срезают слои со стороны корневища и ботвы, тщательно промывают ее, снимают кожицу на глубину 3 мм и разрезают на 6–8 частей. Свеклу и кожицу кладут в посуду из нержавеющей стали, заливают холодной водой, чтобы вода только покрыла их сверху, добавляют лимонную кислоту, доводят до кипения и при небольшом нагреве кипятят 2–3 мин. Сок процеживают, добавляют сахар, доводят до кипения и кипятят 1–2 мин. Охлаждают и используют полученный краситель. Его можно хранить не более двух месяцев в холодильнике. Свекла – 700 г, лимонная кислота – 0,5, сахар – 1200 г. Выход – 1000 г.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Феромоны: секрет сексуальной привлекательности или заблуждение?

  • Алекс Райли
  • BBC Future

Автор фото, Getty

Действительно ли запах человека несет в себе феромоны, которые действуют как афродизиаки, привлекая потенциальных сексуальных партнеров? Обозреватель BBC Future решил выяснить всю правду.

В 2010 году несколько десятков человек собрались в арт-галерее в нью-йоркском Бруклине, чтобы понюхать грязные футболки.

Вечеринка фетишистов? Вовсе нет — собравшиеся лишь хотели проверить, можно ли использовать обоняние для завоевания симпатий противоположного пола.

Правила на «феромонной вечеринке» были простыми: человек открывал запечатанный пакет с номерком, где лежала футболка, которую другой участник успел поносить.

Если запах открывшему нравился, с владельцем футболки можно было организовать свидание.

Необычное мероприятие имело успех, и с тех пор подобные встречи уже проходили в Лос-Анджелесе и Лондоне. Как писал один журнал, это отличный вариант для тех, кто «ищет любовь, полагаясь на свой нюх и святую веру во всесилие науки».

Представление о том, что феромоны могут помочь человеку найти сексуального партнера и спутника жизни, прочно укоренилось в массовой культуре. Некоторые даже покупают духи, которые рекламируются как «приворотное зелье».

В некоторых таких духах содержится андростенон — самое мощное вещество из тех, которые призваны повышать сексуальное влечение.

Как заявляют продавцы, оно усиливает женское либидо, а мужчин делает более привлекательными.

Другое вещество — андростенол — как утверждается, облегчает переход к более близкому общению.

Если верить рекламе различных феромонов, они могут сделать человека более раскованным, подчеркнуть мужественность или помочь расслабиться во время сексуальной близости.

Что же думает по этому поводу наука? Могут ли феромоны сделать нас сексуальнее? Действительно ли любовь витает в воздухе — или же это просто банальный запах человеческого тела?

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Термин «феромон» появился в 1959 году, когда ученых увлекло новое направление науки

Термин «феромон» появился в 1959 году, когда Петер Карлсон и Мартин Люшер из Института биохимии имени Макса Планка в Мюнхене предположили, что в облаке молекул, испускаемых животными, есть те, которые играют особую роль.

Эти вещества чем-то похожи на гормоны, однако они не циркулируют в крови, а выбрасываются наружу, чтобы влиять на поведение и физиологию других животных.

В отличие от обычных пахучих веществ, молекулы которых могут вызывать самую различную реакцию, механизм выделения феромонов развился в ходе эволюции для достижения вполне определенной цели при взаимодействии представителей одного вида.

В том же году был открыт первый феромон — бомбикол. Это вещество, которое выделяется самками тутового шелкопряда (Bombyx mori) и привлекает самцов на расстоянии многих километров.

Таким образом, бомбикол стал первым известным сексуальным феромоном — природным афродизиаком, переносимым по воздуху.

Бомбикол идеально подошел под определение феромона: во-первых, это простое вещество, состоящее всего из одной молекулы. Во-вторых, его действие узконаправленно — он действует только на один вид бабочек.

А в-третьих, он стабильно вызывает одну и ту же реакцию: самцы устремляются на источник этого вещества, даже когда поблизости нет ни одной самки.

Научную общественность охватил ажиотаж. Гормоны сразу были забыты как прошлый век, все бросились на изучение феромонов.

Вскоре после публикации пары сенсационных исследований один автор писал: «Последние 40 лет были поистине блестящим временем для эндокринологии; теперь же мы стоим на пороге расцвета экзокринологии».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Рецепторы мышей могут улавливать целый ряд химических сигналов, людям же этого не дано

И расцвет действительно начался. Упоминания о феромонах все чаще стали встречаться на страницах научных журналов.

Оказалось, что все формы жизни, от микробов до мышей, используют эти химические регуляторы, чтобы изменять поведение своих соплеменников.

Феромонами пронизаны воздух, земля и Мировой океан. Некоторые из них даже передаются напрямую, от особи к особи, как персональные молекулярные сообщения.

Кроме того, сексуальные феромоны были лишь началом. Ученые стали находить молекулы со всё новыми функциями: от регулирования репродуктивных циклов потенциальных партнеров до участия в механизме памяти.

И вот в 1971 году исследователи феромонов добрались и до людей.

Сначала было сделано открытие, которым в наше время никого уже не удивишь: у женщин, долго находящихся в одном пространстве, синхронизируются менструальные циклы.

Эта закономерность была отмечена в знаменитом исследовании Марты Макклинток, опубликованном в журнале Nature, когда она была еще студенткой Колледжа Уэллсли в штате Массачусетс.

Макклинток обратила внимание на то, что у 135 девушек, живших в одном пригородном студенческом общежитии в течение полугода, менструальные циклы сдвигались в сторону синхронизации.

С тех пор на это исследование многократно ссылались как на доказательство существования человеческих феромонов, способных синхронизировать репродуктивный период у женщин.

«Всем, кто рассказывает подобные истории, хочется, чтобы это было правдой, — говорит Тристрам Уайатт из Оксфордского университета. — Но на поверку оказывается, что это, скорее всего, не так».

Многочисленные исследователи, пытавшиеся воспроизвести результаты Макклинток, так и не смогли этого сделать, и в какой-то момент один из ее научных сотрудников, внимательно изучив данные, пришел к выводу, что наблюдаемый феномен мог быть не более чем статистическим артефактом.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Обонятельные рецепторы в нашем носу отлично воспринимают запахи, но феромоны — совсем другое дело

Иными словами, к одному и тому же результату могла с равной вероятностью привести как химическая коммуникация, так и банальная случайность.

Длина и периодичность менструального цикла (5 дней из 28), а также его нерегулярность делают подобную синхронизацию весьма вероятной.

Однако в 70-е это предполагаемое открытие вскружило многим голову. Основываясь на исследовании Макклинток, британский врач Алекс Камфорт написал статью под названием «Вероятность обнаружения человеческих феромонов», где выразил уверенность в том, что до открытия феромонов homo sapiens осталось совсем немного.

В том же году в журнале New Scientist было опубликовано письмо Х. Кука, где автор рассказывал о том, что ему удалось обнаружить как минимум два феромона — в человеческом дыхании и поту.

Один, насколько автор мог судить, имел чесночный запах.

«Он содержится в воздухе, выдыхаемом женщиной, которая находится в состоянии полового возбуждения, и при этом не связан с поеданием чеснока», — уверял Кук.

Он также предположил, что этот феромон оказывает на мужчин возбуждающее действие, и именно поэтому женщины издревле добавляют чеснок в пищу.

«Второй человеческий феромон — это запах страха, который, безусловно, ощущают собаки», — продолжал автор, забыв о том, что феромоны по определению действуют в рамках одного вида.

Разумеется, такие заявления научным сообществом не принимались всерьез.

Однако были и другие, которые оставили более существенный след. Так, если попытаться проследить, откуда появилась современная идея о сексуальных феромонах человека, то наши поиски приведут нас на конференцию, которая состоялась в 1991 году в Париже.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

У нас мало фактов, которые могли бы подтвердить, что люди или их братья-приматы могут чувствовать наличие химических веществ в воздухе так же, как, например, мыши

В начале того же года биохимики Линда Бак и Ричард Эксел из Колумбийского университета в Нью-Йорке обнаружили у мышей группу рецепторов, отвечающих за обоняние, каждый из которых кодируется отдельным геном.

Было доказано, что рецепторы, расположенные в носу млекопитающего, связываются с определенными пахучими веществами, запуская каскад сигналов, идущих по нейронам в мозг.

В зависимости от объема и соотношения веществ возникают различные запахи — мозг в некотором смысле считывает обонятельный штрихкод.

«Тогда мы впервые увидели, как работает обоняние», — говорит Уайатт. В 2004 году Бак и Экселу за эту работу присудили Нобелевскую премию.

Вместе с тем на конференции 1991 года внимание публики привлекло еще одно исследование. Двое психиатров из Университета Юты заявили о том, что нашли у людей два сексуальных феромона.

«Они тогда наделали шуму, — вспоминает Ричард Доти, директор Центра исследования обоняния и вкуса при Пенсильванском университете в Филадельфии. — Хотя всем и показалось, что это довольно странная история».

Исследователи заявили, что у 49 добровольных участников эксперимента «предполагаемые человеческие феромоны» увеличивали интенсивность электрических сигналов между вомероназальным органом и головным мозгом.

У мышей, а также многих других млекопитающих, этот орган, который также называют «вторичным носом», улавливает ряд химических сигналов — независимо от первичной обонятельной системы.

Исследование 2000 года, автором которого была Марта Макклинток, подтвердило эти выводы, что и привело к росту популярности идеи о человеческих феромонах.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Запах, особенно знакомый, может привлекать, но к феромонам это не имеет никакого отношения

Тем не менее нет никаких доказательств того, что приматы, к которым относится и человек, умеют различать химические сигналы так же, как мыши.

У людей вомероназальный орган — это лишь рудимент, оставшийся от животных предков. Он состоит всего из нескольких пор внутри носовой полости, а нейронные связи между ним и мозгом у приматов почти отсутствуют.

«У людей ничего подобного нет», — говорит Джордж Прети из Центра исследования органов химического чувства в Филадельфии.

Но и сегодня на рынке можно найти все те же человеческие феромоны.

На самом деле некоторые исследователи, среди которых Ричард Доти, директор Центра исследований обоняния и вкуса в Филадельфии, считают, что феромоны не имеют существенного влияния ни на один из видов млекопитающих.

«Нет никаких фактов, подтверждающих наличие сигналов, которые воздействуют на поведение так, как нам хотелось бы думать», — говорит ученый.

Эта точка зрения была наиболее популярна в 1970-е годы, и Доти был одним из ее главных сторонников.

Млекопитающие, по мнению многих исследователей, слишком сложно организованы, чтобы такие простые молекулы могли влиять на их поведение.

Как писал один автор в 1976 году, «вероятно, не стоит извращать понятие феромона, столь полезное в исследовании поведения и физиологии насекомых, используя его для описания поведения млекопитающих».

Возьмем, к примеру, копулины — молекулы, обнаруженные в конце 1960-х у лабораторных макак-резусов.

Копулины, представляющие собой вагинальный секрет самок, вызывают сексуальное возбуждение, позывы к мастурбации и активное сексуальное поведение у самцов.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Проверить действие феромонов можно только на новорожденных младенцах

Тем не менее они не являются феромонами. Самцы, принимавшие участие в исследовании, уже встречали тех самок раньше и возбуждались, поскольку узнавали их по характерному запаху.

Таким образом, копулин представляет собой скорее ароматическое вещество, чем феромон. И действительно, его часто используют в производстве духов.

И таких примеров много, отмечает Доти, — многие исследования страдают от такой неточности в терминологии.

«Феромоном называют все что угодно — это слово уже давно перестало быть научным термином», — констатирует ученый.

Значительная часть так называемых феромонов содержит множество химических веществ, поэтому не удовлетворяют критерию простоты.

Некоторые из них «работают» лишь на отдельных испытуемых и не оказывают никакого эффекта на других.

И так же, как в случае с копулинами, их действие в основном объясняется наличием предыдущего опыта общения особей и распознаванием знакомого запаха.

Несколько лет назад Джейн Херст из Ливерпульского университета была согласна с Доти: млекопитающие и тем более люди слишком сложны, чтобы феромоны могли сыграть в их жизни сколько-нибудь значимую роль.

Однако в 2010 году она обнаружила новый вид белка — дарцин, который содержится в моче самцов мышей.

Этот белок, названный в честь любимца всех женщин мистера Дарси из романа «Гордость и предубеждение», не только привлекает самок, но и выступает в качестве стимулятора памяти, помогая им запомнить специфический запах самца и место встречи с ним.

Таким образом, белок функционирует и как аттрактант (вещество, привлекающее противоположный пол), и как усилитель памяти.

Интересно, что без дарцина — одного-единственного вида сигнального белка — самка перестает испытывать интерес к противоположному полу и не помнит предыдущих отношений.

«Я изменила свое мнение, — говорит Херст, ранее решительно опровергавшая идею существования феромонов у человека. — Есть определенные химические вещества, которые имеют право называться феромонами».

Для того чтобы выделить дарцин, Херст и ее коллегам пришлось вернуться к истокам. Они выделили активное вещество из мочи при помощи метода, взятого из первоначального исследования бомбикола 1959 года.

Выделенный феромон испытали на мышах. Оказалось, что чистый дарцин вызывает у животных ту же реакцию, что и моча.

Для того чтобы исключить фактор знакомого запаха, самок растили отдельно от самцов — они не видели, не слышали и не чувствовали запах самца ни разу в жизни.

В таких условиях реакция может быть только врожденной — обусловленной генами и нормальным развитием, а не опытом, полученным в течение жизни.

Вопрос в том, можем ли мы сделать то же самое с людьми? Ответ ученых: маловероятно.

«У людей практически невозможно проверить действие феромонов изолированно», — объясняет Херст.

Многолетний опыт общения с противоположным полом, личные предпочтения и отсутствие рефлекторных реакций — это помехи, влияние которых неизбежно исказит результаты исследования, как бы тщательно оно ни было организовано.

Поведение человека определяется столь огромным количеством внешних факторов, что однозначных выводов из эксперимента сделать будет нельзя.

Тем не менее это, возможно, не касается новорожденных. «С детьми работать гораздо проще, чем со взрослыми, — они еще не накопили опыта и не подверглись воздействию культуры», — говорит Уайатт.

Исследование, проведенное в 2009 году, указало возможный путь вперед.

При грудном вскармливании железы возле соска матери набухают и выделяют вместе с молоком дополнительный секрет.

Когда сосок оказывается возле лица младенца, это неизменно вызывает стереотипное поведение: дети открывают рот, высовывают язык и начинают сосать. Они так пытаются получить питание.

Важным фактом оказалось то, что секрет, взятый у других матерей, вызывает у детей точно такую же рефлекторную реакцию.

Следовательно, можно исключить вероятность того, что дети просто опознавали запах своей матери.

Как говорит Тристрам Уайатт, ученые надеются найти первый человеческий феромон именно при помощи этого ареолярного секрета.

Если искомое вещество удастся выделить и синтезировать в лаборатории, оно сможет помочь детям, имеющим проблемы с захватом груди — одной из основных причин детской смертности во многих развивающихся странах.

В сельских районах Ганы, например, по имеющимся оценкам, один час задержки в кормлении грудью после рождения является причиной 22% детской смертности.

Это также способствовало бы изучению феромонов в целом.

«Если мы обнаружим феромон молочных желез, то с большей уверенностью сможем вести поиск и других феромонов, способных воздействовать уже на взрослый организм», — отмечает Уайатт.

«Хотя в конечном итоге мы можем прийти к выводу, что человеческих феромонов не существует: ведь ни одна молекула такого рода до сих пор не найдена».

Получается, единственное, что можно с уверенностью сказать на данный момент, — это то, что у людей есть запах…

Как запахи влияют на отношения — Bird In Flight

Еще в контексте влечения часто говорят о феромонах, но ученые до сих пор спорят, существуют ли человеческие. Суть в том, что феромоны включают у другого существа того же вида определенные физиологические реакции или поведение. Конечно, интересует всех именно реакция влечения. При этом в отличие от запаха феромоны не являются индивидуальными, то есть такие вещества выделяют все особи определенного пола одного вида.

У животных за восприятие феромонов отвечает специальный орган в носу, а у людей он есть, но не функционирует. И если у нас феромоны все же существуют, то мы воспринимаем их с помощью обычных обонятельных рецепторов. На роль человеческих феромонов претендует четыре стероидные молекулы; проблема лишь в том, что исследования этих молекул были недостаточно качественными.

Один из потенциальных кандидатов — андростенон. Вообще, это феромон свиней, но однажды его обнаружили в человеческом поту. Ученые взялись за его исследование, но не потому, что он оказывал сильное влияние на людей, а потому что был легкодоступен: андростенон уже существовал в виде аэрозоля и использовался в свиноводстве. Еще два потенциальных человеческих феромона (андростадиенон и эстратетраенол) представили на конференции в 1991 году. Но спонсором мероприятия была компания EROX Corporation, которая и продавала феромоны, так что, скорее всего, у нее был не научный интерес.

Вообще, это феромон свиней, но однажды его обнаружили в человеческом поту.

Об этих веществах вновь вспомнили лишь в 2009-м, когда им посвятили статью уважаемые ученые — Сума Якоб и Марта Макклинток, не связанные с вышеупомянутой компанией. Они, в частности, установили, что андростадиенон, который содержится в мужском поту, улучшает настроение у женщин. Правда, свою работу авторы закончили словами «…преждевременно называть эти стероиды человеческими феромонами». Так что смысла тратить деньги на духи с феромонами пока нет, ведь поднять настроение все же можно и другими способами, а про усиление влечения еще ничего не доказано.

Дело пахнет жареным

Если насчет феромонов ученые сомневаются, то улавливать запахи, связанные с эмоциональными переживаниями, люди могут. В 2000 году провели такое исследование: собрали образцы запаха тех, кто смотрел смешные или страшные фильмы, а потом попросили других людей оценить их. Женщины лучше справлялись с отбором «счастливых» образцов, но запах, связанный со страхом, хорошо определяли все. Также мужчинам было легче угадать запах страха другого мужчины.

Психолог Беттина Поз в 2020-м исследовала, как мозг воспринимает сигналы агрессии. У мужчин и женщин, которые играли в разные компьютерные игры — соревновательную или конструкторскую, — собирали образцы пота и давали понюхать другим людям. У тех, кто нюхал, замерили мозговую активность и определили, что на образцы пота соревновавшихся мозг реагировал как на угрозу.

В подобных исследованиях к психологам и физиологам присоединились и химики. Так, Джонатан Уильямс в 2016-м превратил кинотеатр в свою лабораторию. Он установил анализатор в шахту вентиляции, через которую отводился воздух из зала. Когда в фильме происходил какой-либо захватывающий момент (драка или поцелуй), прибор фиксировал пик химических сигналов, то есть человеческие тела выделяли больше определенных веществ. Вопрос лишь в том, могут ли это уловить не только датчики, но и обоняние. Исследователи все же предполагают, что да, запах в кинотеатре способен повлиять на восприятие фильма, но, скорее всего, человек не осознает, что это произошло. Кстати, наиболее заметными были колебания изопрена, который опять же связан со страхом.

Катрин Иверсен в исследовании помогали люди с врожденной слепотой. Оказалось, что они точно улавливают сигналы страха и отвращения, но не могут опознать запах веселья и сексуального возбуждения. Авторы статьи предполагают, что для передачи негативных эмоций достаточно только запаха, который быстро включает реакцию «бей — беги». Однако для восприятия позитивных эмоций нам необходимо еще и зрение.

Для передачи негативных эмоций достаточно только запаха, который быстро включает реакцию «бей — беги».

Как на ладони

Лаборатория и жизнь — не одно и то же. Мы же не попросим нового знакомого дать понюхать футболку, в которой он спит. Невежливо даже приближаться вплотную к людям, которые не входят в близкий круг. Но как же тогда передаются запахи? Для этого у нас есть (во всяком случае, были до пандемии) рукопожатия.

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Согласно недавним исследованиям американских математиков, запахи следует делить на десять основных категорий. Не на шесть, не на семь и не на восемнадцать, как утверждали ученые в прошлом и позапрошлом веках, а именно на десять. Пытаясь разобраться, откуда взялась эта цифра, «Лента.ру» обнаружила, что о запахах современная наука знает гораздо меньше, чем принято считать, и уж точно меньше, чем хотелось бы. Тем не менее ученым-ольфактологам уже удалось создать «ароматный аналог» белого шума, музыкальный инструмент, играющий запахами, искусственный нос с искусственными соплями. А также целых две несовместимых друг с другом теории обоняния.

Обонятельная система пока остается самой загадочной из всех сенсорных систем человека. С другими органами чувств дела обстоят несколько проще — мы знаем, как воспринимаются и на какие компоненты раскладываются поступающие к ним сигналы. Восприятие цвета, например, основано на работе «красных», «зеленых» и «синих» светочувствительных клеток, пигменты которых улавливают световые волны соответствующей длины. Вкусовые ощущения тоже раскладываются на небольшое количество базовых компонентов, и для большинства из них идентифицированы собственные рецепторы (правда, к «классическим» сладкому, соленому, кислому и горькому вкусам в последнее время прибавляются и другие). Однако ольфактологии, науке об обонянии, до этого пока далеко: ученые не только не могут выделить базовые компоненты запахов, но толком даже не понимают, как устроен механизм их восприятия.

Одну из первых классификаций запахов предложил в XVIII веке шведский ученый, основоположник биологической систематики Карл Линней. В своей работе «Odores medicamentorum», созданной в дополнение к любимой им систематике растений, ученый выделил семь типов запахов: пряные, благовонные, амброво-мускусные, луковые (или чесночные), козлиные, отталкивающие и тошнотворные.

В 1895 году голландский физиолог Гендрик Цваардемакер (Hendrik Zvaardemaker) в монографии «Физиология запахов» переработал систему Линнея, добавив к ней еще два типа — эфирные и горелые — и выделив в каждом типе более мелкие категории. На этом Цваардемакер не остановился и несколькими годами позже изобрел ольфактометр  — герметичный сосуд с отходящей от него трубкой, который до сих пор используют для измерения остроты обоняния. Ученый также показал, что некоторые запахи перестают восприниматься, если смешать их с определенными эфирными маслами — жидкими смесями пахучих веществ, выделенных из растений. Такие комбинации веществ получили название пар Цваардемакера, или Z-пар. Например, выяснилось, что запах аммиака заглушается розовым маслом, а запах табака — маслом горького миндаля.

Некоторые ученые пытались представить «летучее царство запахов» в трехмерном виде. Так, немецкий физиолог Ханс Хеннинг (Hans Henning) создал «парфюмерную призму», вершины которой образуют шесть основных, первичных запахов: цветочный, фруктовый, пряный, смолистый, горелый и гнилостный. Внутреннее пространство такой призмы занимают составные ароматы. Другая похожая классификация, предложенная американскими учеными Крокером и Хендерсоном (Crocker, Henderson), основывалась на четырех базовых запахах: ароматный, кислый, горелый и козлиный. Эти простые ароматы, оцененные по шкале от 1 до 8, использовались для описания составных; таким образом, система позволила описать несколько тысяч смесей.

В 1960-х годах британский биохимик Джон Эймур (John E. Amoore), проштудировав всю доступную на тот момент химическую литературу, составил список из семи наиболее часто встречающихся запахов, которые он назвал первичными: камфарные, эфирные, цветочные, мускусные, мятные, едкие и гнилостные. По Эймуру, все существующие запахи представляют собой комбинации семи первичных ароматов, которые в этом смысле аналогичны трем первичным цветам или четырем первичным вкусам. Под свою классификацию Эймур подвел теоретическую базу: предложенная им стереохимическая теория восприятия запахов до сих пор считается основной теорией в ольфактологии, и речь о ней пойдет чуть ниже.

На рубеже XVIII — XIX веков, с развитием парфюмерии, классификацией запахов занялись производители духов. Так, в 1870 году французский химик и парфюмер Эжен Риммель (Eugene Rimmel) — кстати, придумавший первую тушь для ресниц в ее современном варианте — предложил систему из 18 категорий запахов. Такое же количество базовых ароматов было и в классификации Анри Робера (Henri Robert), «штатного» парфюмера Chanel и создателя Chanel No. 19. Но его система появилась почти столетием позже.

Одофон Септимуса Пьесса

В конце XIX века Французское общество парфюмеров разработало свою систему классификации, которая часто используется до сих пор. Последняя версия этой системы (1998 года) включает семь основных категорий: цитрусовые, цветочные, древесные, амбровые, кожаные, фужерные (папоротниковые) и шипровые (от французского Chypre — Кипр, где растет лишайник дубовый мох — один из компонентов таких ароматов).

Из любопытных изобретений парфюмеров стоит также отметить предложенный в 1887 году «одофон» Септимуса Пьесса. Каждому запаху в нем соответствует своя нота, что позволяет создавать гармоничные запаховые «аккорды»: например, ароматы из групп «до», «ми» и «соль» образуют духи «до мажор» (вспомните пианоктейль из «Пены дней» Бориса Виана).

В 1960-1970-х годах к классификации ароматов стали применять математические методы. Так, Сьюзен Шиффман (Susan S. Schiffman) из университета Дьюка с помощью многомерного шкалирования проанализировала набор из 50 пахучих молекул, разделенных предыдущими исследователями на две группы запахов — приятных и неприятных. Изучив целый ряд характеристик этих молекул, Шиффман выделила те признаки, которые коррелируют с распределением их по этим двум группам.

В числе таких признаков оказались молекулярная масса, природа функциональных групп и, в небольшой степени, размер и форма молекул. Так, «приятную» часть шкалы в основном занимали альдегиды, кетоны, эфиры и спирты, а также вещества с высокой молекулярной массой. В «неприятную» группу, напротив, попали вещества с низкой молекулярной массой, а также серо- и азотосодержащие молекулы. Шиффман, однако, отметила, что по отдельности ни один из этих параметров не может использоваться для классификации ароматов.

Наконец, недавно математики из Питсбургского университета составили новую классификацию запахов, разделив их на 10 основных категорий. Ученые проанализировали данные, приведенные в классическом Атласе запахов, изданном Эндрю Дравнеком (Andrew Dravnieks) в 1985 году. В атласе приведены описания запахов 144 чистых веществ. Описания представляют собой таблицу баллов от 0 до 5 по 60 категориям вроде степени фруктовости, сладости и так далее.

Взяв данные Дравнека и представив каждый запах в виде 146-размерного вектора, исследователи применили к ним статистический метод неотрицательной матричной факторизации. Этот метод позволяет разбить единую матрицу данных на несколько более простых матриц, которые в совокупности содержат ту же информацию, то есть, грубо говоря, разделить сложные данные на несколько кластеров естественным образом, без искусственных субъективных категорий.

10 кластеров запахов в двумерном семантическом пространстве. Каждому кругу соответствует запах одного чистого вещества.

Изображение: Jason B. Castro, Arvind Ramanathan, Chakra S. Chennubhotla

Группы запахов: благоухающие, древесные, фруктовые, химические, мятные, сладкие, запахи подобные попкорну, лимонные, едкие запахи и запахи разложения.

Ароматы распределились по 10 кластерам: ароматные, древесные, фруктовые (за исключением цитрусовых), лимонные, мятные, сладкие, запахи, подобные попкорну, химические, едкие и тошнотворные. Как указывают исследователи, полученные категории соответствуют функциям обоняния у млекопитающих, поскольку служат характеристиками съедобности/несъедобности пищи и ее качества.

Впрочем, авторы отмечают, что полученные данные ничего не говорят о том, когда именно происходит разбиение обонятельных сигналов на категории — на этапе рецепторного восприятия или на этапе обработки сигналов в головном мозге. Тут будет кстати вспомнить, как устроена обонятельная система и какие этапы преодолевает запах на пути к нашему мозгу.

Пахучее вещество может войти в наш организм двумя путями — через нос и через рот. Во втором случае, попав в рот с пищей, оно испаряется со слизистой и попадает на обонятельный эпителий (вспомните, например, как по-разному воспринимается горячий и холодный кофе). Именно этим механизмом объясняется «металлический вкус» батарейки, на самом деле являющийся не вкусовой, а обонятельной реакцией.

В 2012 году ученые из Калифорнийского и Стенфордского университетов открыли  у дрозофил механизм, обеспечивающий специфичность обонятельных нейронов. Оказалось, что в начале развития нервной системы экспрессия всех генов, кодирующих рецепторы запахов, подавлена. Это обеспечивается эпигенетическими маркерами пассивности — метильными группами, присоединенными к гистонам, белкам-катушкам, на которые намотана ДНК. На примере рецепторов к запаху углекислого газа исследователи показали, что при созревании нейронов специальный белковый комплекс MMB/dREAM снимает маркеры пассивности с тех гистонов, на которые намотан ген рецептора CO2. В результате, этот конкретный ген начинает работать, а все остальные гены рецепторов остаются выключенными. Позже подобный механизм был обнаружен и у мышей. Причем оказалось, что белковый каскад, запускающий активацию гена «нужного» рецептора в конкретном нейроне, одновременно подавляет экспрессию всех остальных рецепторных генов.

Попав на обонятельный эпителий, пахучие вещества возбуждают рецепторы, расположенные на окончаниях обонятельных нейронов. Каждый обонятельный нейрон специфичен: он синтезирует только один тип рецепторов, воспринимающих ограниченное число пахучих веществ. Впервые это показали Ричард Аксель (Richard Axel) и Линда Бак (Linda Buck) из Колумбийского университета, за что в 2004 году они получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Всего же ученые идентифицировали в геноме млекопитающих около тысячи генов, кодирующих обонятельные рецепторы. У человека, впрочем, в связи с утратой роли обоняния их осталось гораздо меньше, около 350.

Как же устроены обонятельные рецепторы и какой механизм позволяет им воспринимать запахи? На первый вопрос ответ известен: у млекопитающих обонятельные рецепторы относятся к группе рецепторов GPCR (G-protein-coupled receptor — G-белок-опосредованные рецепторы), которые, связываясь с сигнальной молекулой на поверхности клетки, активируют присоединенный к внутренней поверхности мембраны G-белок. Этот белок запускает цепь реакций, а они в итоге и приводят к возбуждению нейрона. У насекомых эта система проще: обонятельные рецепторы у них представляют собой обычные ионные каналы, которые при активации сигнальной молекулой меняют свою форму и «открываются», запуская в клетку поток ионов.

Однако на второй вопрос — как именно активируются обонятельные рецепторы — ученые пока ответить не могут. Сегодня на этот счет есть две основных теории — стереохимическая и вибрационная.

Стереохимическую теорию обоняния впервые предложил Джон Эймур, уже упоминавшийся выше. Согласно этой теории, восприятие запахов обусловлено формой и размером молекул пахучих веществ. Для каждого из семи предложенных им «первичных» запахов Эймур описал форму и размер молекул, а также соответствующие им формы рецепторов, которые работают по принципу «ключа и замка». Например, он показал, что все камфарные соединения, хотя и различаются по структурным формулам, обладают сходной округлой формой и даже имеют примерно одинаковый размер — около 7 ангстрем (0,7 нанометра). Мускусный запах, в свою очередь, характерен для дискообразных молекул диаметром около 10 ангстрем. Такого рода описания Эймур предложил для пяти из выделенных им первичных запахов. Исключения составили едкие и гнилостные запахи: форма и размеры их молекул оказались совершенно разными. Ученый, однако, заметил, что для этих ароматов важную роль играет заряд молекул: для веществ с едким запахом характерен положительный заряд молекул, а для веществ с гнилостным запахом — отрицательный. Свою теорию Эймур проверил экспериментально, синтезировав несколько молекул наперед заданной формы и предложив испытуемым различить их с помощью уже знакомого нам ольфактометра. Все синтезированные молекулы обладали предсказанным запахом.

Иллюстрация стереохимической теории Эймура

Молекулы трех веществ с запахом миндаля: бензальдегид (А), а-нитротиофен (Б) и циклооктанон (В). Каждая из них укладывается в камфарный, цветочный и мятный рецепторные участки.

Однако не все первичные запахи Эймура пережили дальнейшие эксперименты. Опыты, проведенные французскими учеными Гилло и Ле Магненом (M. Guillot, J. Le Magnen) на добровольцах с частичной аносмией (неспособностью воспринимать определенные запахи), показали, что некоторые люди не различают запаха стеарина, принадлежащего к категории мускусных ароматов, но при этом хорошо чувствуют запахи других мускусов. А это значит, что мускусный запах не является первичным — по крайней мере в том смысле, который вкладывал в это понятие Эймур. Исходя из этого Гилло предположил, что существуют несколько видов рецепторов к мускусному запаху — и у некоторых людей тот или иной тип может отсутствовать.

Вибрационная, или квантовая, теория обоняния впервые была предложена Малкольмом Дайсоном (Malcolm Dyson) в 1938 году. Позже, с распространением теории «ключа и замка», о ней позабыли, однако в 1996 году ее возродил греческий биофизик Лука Турин (Luca Turin). Он предположил, что рецепторы, открытые Акселем и Бак, реагируют вовсе не на форму и размер пахучих молекул, а на их колебательные свойства, на движения атомов молекулы относительно друг друга.

Теория, позже получившая название «теории магнитной карты», в 2011 году была косвенно подтверждена в экспериментах, проведенных командой Турина. Ученые показали, что дрозофилы способны различать по запаху «легкие» и «тяжелые» изотопные формы одного и того же пахучего вещества. В опытах использовали различные изотопные варианты ароматического вещества ацетофенона, в которых часть «легких» изотопов водорода заменили на его «тяжелую» форму — дейтерий. По форме и химическим свойствам такие варианты молекул ничем друг от друга не отличаются, однако из-за разной массы они имеют разные колебательные энергии связей углерод-водород.

Выяснилось, что насекомые не только различают легкие и тяжелые «молекулы-близнецы», но и, научившись избегать одного из них, впоследствии избегают также соответствующую форму других пахучих веществ. Такие дрозофилы начинают избегать нитрилов — молекул с совершенно другой структурной формулой, но сходными колебательными свойствами.

Гобелен «Обоняние» из цикла шпалер «Дама с единорогом» в аббатстве Клюни

Недавно группа Турина провела подобный эксперимент на человеке. Добровольцы, которым предлагали варианты пахучего циклического вещества циклопентадеканона с разным содержанием «легких» и «тяжелых» атомов водорода, оказались способны различать их по запаху. В рамках стереохимической теории обоняния объяснить эти результаты трудно, ведь химические свойства изотопных вариантов были идентичны. Различаются изотопные варианты только колебательными свойствами связей водород-углерод — именно это, по мнению исследователей, и обусловливает разницу восприятия.

Однако большинство ученых относится к вибрационной теории скептически, и не без оснований. Например, исследование 2004 года, проведенное независимой группой ученых в Рокфеллеровском университете Нью-Йорка, противоречило теории Турина: добровольцы не смогли различить запах разных изотопных вариантов ацетофенона (вещество, использовавшееся в экспериментах с дрозофилами). Эти данные подтвердила и команда Турина в своей последней работе.

Критики теории (в том числе Ричард Аксель) считают результаты Турина косвенными и не подтверждающими напрямую вибрационный механизм обоняния. Известно, например, что изменение изотопного состава молекулы меняет ее теплоту адсорбции (количество тепла, выделяющегося при взаимодействии с адсорбентом) и температуры кипения и замерзания молекулы, а также силу водородных связей. Следовательно, при замене «легких» атомов водорода в пахучей молекуле на «тяжелые» изменяется константа связывания этой молекулы с рецептором — а значит, результаты Турина не служат прямым доказательством вибрационной теории, а всего лишь демонстрируют некоторый изотопный эффект, возникающий при обогащении пахучей молекулы атомами дейтерия.

Недавно был опровергнут еще один довод, который Турин приводил в поддержку своей теории. В «классических» рецепторных системах, работающих по принципу «ключа и замка», всегда существуют лиганды, усиливающие работу рецептора (агонисты) или блокирующие его (антагонисты). В рамках же вибрационной теории никаких агонистов и антагонистов у обонятельных рецепторов быть не должно. Долгое время их действительно не обнаруживали, но в итоге все же нашли: японские ученые показали, что окисленная форма ароматического вещества изоэвгенола выступает в качестве антагониста к обонятельным рецепторам изоэвгенола у мышей. Вещества, работающие как обонятельные агонисты и антагонисты, были найдены также и в экспериментах с насекомыми.

От рецепторов сигналы по обонятельному нерву поступают в обонятельную луковицу, расположенную в переднем мозге. Луковица содержит многочисленные клубочки (гломерулы), каждый из которых воспринимает сигналы только от одного типа рецепторов. Различные запахи приводят к возбуждению разного набора клубочков. Именно здесь происходит первичная обработка и категоризация обонятельных сигналов: как показали швейцарские исследователи, постепенные изменения молекулярной структуры пахучих веществ приводят к дискретным изменениям активности отдельных групп клубочков. Обонятельная луковица, таким образом, разбивает все многообразие поступающих в нее сигналов на более крупные категории, которые затем отправляются в «высшие инстанции» мозга — корковый обонятельный центр.

Именно этими механизмами, вероятно, отчасти объясняется феномен обонятельного «белого шума», открытый в 2012 году израильскими физиологами. Предлагая добровольцам сложные смеси из 86 пахучих веществ с одинаковой интенсивностью запаха, ученые показали, что при увеличении числа компонентов в смеси ее аромат становится все менее различимым. Смеси, состоящие из более чем 20 компонентов, чаще всего имели для участников эксперимента «очень сходный» запах, хотя содержали совершенно разные вещества. А смеси из более чем 30 компонентов не смог различить почти никто из добровольцев.

По словам авторов, этот феномен, вероятно, связан со спецификой обработки обонятельных сигналов в мозге. Он упрощает поступающую информацию, разбивая ее на категории. Поэтому нет никакого смысла в составлении сложных духов или специй из сотен компонентов: мозг все равно не захочет утруждать себя их идентификацией.

Впрочем, некоторая польза от таких многокомпонентных смесей все же может быть: как показали исследователи, искусственная смесь из 40 компонентов маскирует относительно «простой» четырехкомпонентный запах розы. Так что обонятельный «белый шум» можно использовать для маскировки запаха общественных туалетов или, например, кокаина и взрывчатых веществ.

Химический сенсор «искусственный нос»

Фото: warwick.ac.uk

Мир запахов пока далек от нашего понимания, но это не мешает ученым разрабатывать искусственные носы на основе выделенных из обонятельного эпителия человека рецепторов и даже снабжать их искусственными соплями. Такие носы планируется использовать для вынюхивания наркотиков, взрывчатых веществ, бактерий и аллергенов. Кроме того, их можно применять для биометрической идентификации личности и даже для диагностики рака. А от создания искусственных носов, наверное, недалеко и до понимания того, как работают носы настоящие.

Ароматические углеводороды — обзор

Введение

Ароматические углеводороды представляют собой важный класс органических соединений, обнаруженных в атмосфере, которые обладают высокой реакционной способностью и имеют большие уровни выбросов. Было подсчитано, что ароматические вещества вносят около 10% в общие глобальные антропогенные выбросы неметанового органического углерода (NMOC), основным источником которых являются выхлопные газы автомобилей с бензиновым двигателем, а также значительный вклад за счет использования растворителей. Наблюдение за тем, что сжигание биомассы представляет собой значительный источник ароматических углеводородов, привлекло особое внимание в последние годы, поскольку такие процессы происходят в глобальном масштабе.Также были выявлены незначительные природные источники ароматических углеводородов, такие как выбросы из почвы и растений. Таким образом, выброс ароматических углеводородов будет влиять на тропосферные процессы в местном, региональном и глобальном масштабах.

Во многих городских районах выбросы летучих органических соединений (ЛОС) и NO x в сочетании в метеорологических условиях, способствующих образованию смога, могут привести к образованию приземного озона и твердых частиц (ТЧ) в атмосфере. вредные уровни.Ароматические углеводороды вносят значительный вклад в образование озона и других фотооксидантов в городской атмосфере. Было подсчитано, что процентный вклад ароматических углеводородов в производство озона может составлять от 30 до 40%. Такой высокий вклад сделал бы ароматические углеводороды наиболее важным классом углеводородов с точки зрения фотохимического образования озона. Однако следует иметь в виду, что механизмы окисления ароматических углеводородов до сих пор известны неточно, и необходима проверка таких оценок.В дополнение к их высокой фотохимической реакционной способности в атмосфере и, как следствие, их значительному влиянию на образование тропосферного озона и на окислительную способность атмосферы, в настоящее время твердо установлено, что фотохимия ароматических соединений приводит к образованию вторичных органических аэрозолей (ВОВ). , которые, как известно, вредны для здоровья человека, уменьшают заметность и могут способствовать изменению климата. Фактически, исследования показали, что потенциал образования атмосферного органического аэрозоля паров бензина можно учесть исключительно с точки зрения ароматической фракции топлива.Поскольку выбросы ароматических углеводородов сосредоточены в городских районах, где многие люди живут и работают, образование SOA становится более острой проблемой. Что касается воздействия на здоровье, бензол, повсеместно распространенный ароматический загрязнитель окружающей среды, является гематотоксичным, кластогенным и лейкемогенным для людей, а также вызывает токсичность для костного мозга и различные виды рака у животных. Причина канцерогенеза бензола до сих пор не совсем ясна, и он был классифицирован Агентством по охране окружающей среды США как канцероген для человека группы А.Лабораторные исследования также показали, что фотоокисление других ароматических углеводородов приводит к образованию мутагенных продуктов.

Здесь представлен краткий обзор атмосферного состава и газофазной химии ароматических углеводородов с концентрацией, в основном, бензола, толуола, изомеров ксилола и этилбензола, поскольку они занимают высокое место среди наиболее важных ароматических углеводородов, выбрасываемых в атмосферу. Эта группа ароматических углеводородов часто упоминается в литературе как БТЭК.Поскольку тема сложна, читателю рекомендуется ознакомиться с недавними статьями и книгами, перечисленными в материалах для чтения, для более глубокого освещения конкретных аспектов химии ароматических углеводородов, рассматриваемых здесь.

Важные в медицине ароматические растения с радиозащитной активностью

Реферат

Ароматические растения часто используются в качестве натуральных лекарств из-за их лечебных и присущих фармакологических свойств. Изучение природных ресурсов, особенно продуктов растительного происхождения, стало захватывающей областью исследований в области открытия и разработки лекарств.Ароматические растения в основном используются для экстракции эфирных масел в промышленности, например, в косметике, ароматизаторах и ароматизаторах, специях, пестицидах, репеллентах и ​​травяных напитках. Несмотря на то, что некоторые лекарственные растения были изучены для лечения различных обычных заболеваний, имеется лишь несколько исследований ароматических растений, особенно для радиозащиты. Сообщалось, что многие экстракты растений содержат антиоксиданты, которые удаляют свободные радикалы, образующиеся в результате воздействия радиации, тем самым обеспечивая радиозащитную эффективность.Настоящий обзор посвящен подмножеству важных с медицинской точки зрения ароматических растений, обладающих радиозащитной активностью.

Ключевые слова: антиоксидантная активность, ароматические растения, эфирные масла, лимфоциты, мыши, радиационная защита, активность по улавливанию радикалов, крыса

Растения с лекарственными или ароматическими свойствами, которые используются в аптеке и / или парфюмерии, обычно определяются как лекарственные и ароматические растения; однако лекарственные, ароматические и косметические растения были бы более подходящим термином, поскольку многие лекарственные и ароматические растения также используются в косметике [1].Ароматические растения — это те растения, которые содержат ароматические соединения — в основном эфирные масла, летучие при комнатной температуре. Эти эфирные масла имеют запах, летучие, гидрофобные и высококонцентрированные соединения. Их можно получить из цветов, бутонов, семян, листьев, веток, коры, древесины, плодов и корней [2]. Эфирные масла представляют собой сложные смеси вторичных метаболитов, состоящих из фенилпропенов и терпенов с низкой температурой кипения [3]. Эти масла обычно состоят из десятков и сотен низкомолекулярных терпеноидов.Даже неопознанные следовые составляющие могут в значительной степени повлиять на изменение запаха, вкуса и биологической активности масла. Эфирные масла обладают характерными вкусовыми и ароматическими свойствами, обладают биологической активностью и широко применяются в ароматерапии и здравоохранении, а также в нескольких отраслях промышленности, таких как косметика, ароматизаторы и ароматизаторы, специи, пестициды и репелленты, а также травяные напитки.

Антиоксидантная и противомикробная активность ароматических растений была широко изучена, и было обнаружено, что она может применяться в профилактике и снижении риска таких заболеваний, как воспаление, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания и рак [4,5].Различные семейства растений, в частности Lamiaceae [6–19], Apiaceae [20–23] и Zinziberaceae [24–28], были тщательно исследованы на предмет их лекарственной ценности из-за их значительных антиоксидантных свойств. На антиоксидантную активность ароматических растений влияют различные факторы, такие как условия выращивания, методы обработки / экстракции и, что важно, составляющие антиоксидантов [29]; методы, используемые для определения антиоксидантной способности, а также экстракции, поэтому играют решающую роль [30].

Хорошо известно, что радиация является мощным цитотоксическим агентом. Активные формы кислорода, такие как супероксид-анион, синглетный кислород, гидроксильный радикал, оксид азота, перекись водорода и пероксильные радикалы, генерируются ионизирующим излучением в биологической системе в результате радиолиза воды и являются причиной клеточного повреждения ДНК и белков [31–33] . Свободные радикалы, генерируемые ионизирующим излучением, атакуют ДНК, вызывая разрывы одноцепочечных и двухцепочечных (DSB) из-за окислительного воздействия на сахарный фрагмент и основные компоненты [33,34].Неотремонтированные или неправильно восстановленные DSB в конечном итоге приводят к хромосомным аберрациям, в конечном итоге открывая путь к мутагенезу, канцерогенезу и наследственным заболеваниям. Таким образом, DSB считаются наиболее уязвимыми повреждениями ДНК, вызванными радиацией. Гомологичная рекомбинация и негомологичное соединение концов являются основными путями, участвующими в репарации DSB в эукариотических клетках [35]. В пути негомологичного соединения концов ДНК-зависимая протеинкиназа (ДНК-PK), которая состоит из ДНК-PKcs (каталитическая субъединица ДНК-PK) и гетеродимера Ku70 / Ku80 (также известного как Ku86), действует как молекулярный сенсор для DSB. .DSB окончательно запечатываются ДНК-лигазой IV в ассоциации с XRCC4 и XLF (также известными как Cernunnos). DNA-PK фосфорилирует ряд белков, включая XRCC4, в ответ на облучение [36,37]. Хотя роль фосфорилирования XRCC4 в репарации DSB еще предстоит выяснить, статус фосфорилирования XRCC4 будет служить маркером функциональности ДНК-PK в живых клетках.

Таким образом, пагубные последствия радиационно-индуцированных изменений в биологических системах за счет генерации активных форм кислорода играют решающую роль в поддержании метаболического гомеостаза в организме.Следовательно, любое несоответствие в гомеостазе приводит к окислительному стрессу [38], который можно преодолеть дополнительным обеспечением естественными антиоксидантами растительного происхождения [39–41]. Было показано, что процесс окисления может быть остановлен антиоксидантами, применяя различные стратегии, такие как улавливание, хелатирование или перенос атомов водорода [42–44]. Было высказано предположение, что радиопротекторы должны обладать свойствами улавливания радикалов наряду с антиоксидантной функцией; однако не все антиоксиданты обеспечивают радиозащиту [45].Радиопротекторы минимизируют или уменьшают радиационно-индуцированное повреждение нормальных тканей и должны присутствовать до или во время радиационного воздействия для его защитной эффективности [46]. В последние годы исследования продемонстрировали важность и полезность ароматических растений из-за их радиозащитного действия и способности использоваться для модификации окислительного поражения, вызванного радиацией. Поэтому в настоящем обзоре основное внимание уделяется ароматическим растениям, важным с медицинской точки зрения, с особым упором на их радиозащитную активность ().

Таблица 1.

Резюме ароматических растений, исследованных на их радиозащитную активность и их химические составляющие. № .


Растительный экстракт Излучение Конизоиды агератума Экстракт целого растения 7510 мг / кг 10 Гр Мыши / анализ выживаемости Улавливание свободных радикалов Он богат полиоксигенированными флавоноидами. Тритерпены представляют собой фриделин, а основные стерины — стерины-β-ситостерин и стигмастерин, ликопсамин и эхинатин, два изомерных пирролизидина представляют собой алкалоиды, выделенные из A.конизоиды. Содержание масла варьируется случайным образом от 0,11–0,58% для листьев и от 0,03–0,18% для корней. Основными компонентами эфирного масла являются 7-метокси-2,2-диметилхромен (прекоцен I), 6,7-диметоксипроизводное, агератохромен (прекоцен II) и диммер агератохромена [48–56]
Allium cepa Луковица 5 мл / кг Рентген 525 кв / с Крысы / биохимические параметры Антиоксидант и нейтрализация свободных радикалов Эфирное масло Allium cepa содержит такие соединения, как 3-1,8-цинеол, L-линалоол и камфордаре. Луковица лука содержит кемпферол, β-ситостерин, феруловую кислоту, миритовую кислоту и простагландины.Флавоноиды и дубильные вещества также присутствуют в A. cepa. Кверцетин, кверцетин-4-глюкозид, таксифолин, таксифолин-7-глюкозид и фенилаланин были выделены из луковицы. Основными соединениями серы являются диметилтрисульфид, пропенилпропилдисульфид, дипропилдисульфид, пропенилметилдисульфид и метилпропилтрисульфид. Лук содержит активные соединения, такие как аллилпропилдисульфид, наряду с другими активными серосодержащими соединениями [62–67]
Allium sativum Bulb 5 мл / кг X- луч 525 кв / с Крысы / биохимические параметры Антиоксидант и нейтрализация свободных радикалов Он богат ц-глутамилцистеином и другими серосодержащими соединениями, придающими характерный вкус.Однако дополнительные компоненты чеснока включают широкий спектр первичных и вторичных биомолекул, не содержащих серы, таких как стероидные гликозиды, эфирное масло, флавоноиды, антоцианы, лектины, простагландины, фруктан, пектин, аденозин, витамины B1, B2, B6, C и E, биотин, никотиновая кислота, жирные кислоты, гликолипиды, фосфолипиды и незаменимые аминокислоты [67,71–81]
Capsicum annuum Pericalps 0.1–10 мкг / мл 2 Гр Человеческие лимфоциты / генотоксичность, улавливание супероксидных радикалов Активность улавливания супероксидных радикалов Capsicum содержит много химикатов, включая воду, жирные (жирные) масла, летучие паров масла, каротиноиды , капсаициноиды, смола, белок, клетчатка и минеральные элементы. Красный сладкий перец содержит 280 мкг / г каротиноидов. Капсантин составляет 60% от общего количества каротиноидов. Они также содержат 11% β-каротина и 20% капсорубина.Капсантин ацилирован насыщенными жирными кислотами C12–18 [89–91]
Centella asiatica Экстракт цельного растения 100 мг / кг 8 Гр Мыши / выживаемость , вес тела, повреждение мембраны Антиоксидантная активность Тритерпеноиды включают азиаткозид, центеллозид, мадекоссозид, бланкунизид, изотанкуновую кислоту, центеллозу, азиатскую, центеллиновую и мадекассовую кислоты и брахмозид, браминозид, брахминовую кислоту, структуру , 6-гидрокси, 23-гидроксиметилурсоловая кислота) азиатикозид и мадекоссозид.Жирное масло состоит из глицеридов пальмитиновой, стеариновой, лигноцериновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот. Из высушенных растений был выделен алкалоид гидрокотилин. Азиатикозид, мадкоссозид и центеллозид были выделены из частей растений. Флаваноиды, 3-глюкозилкверцетин, 3-глюкозилкаемферол и 7-глюкозилкаемферол были выделены из листьев [93–99]
Citrus aurantium Спелые плоды 250–250 кг 1.5 Gy Мыши / генотоксичность Антиоксидант и нейтрализация свободных радикалов Основными флавоноидами, встречающимися в культивируемых видах цитрусовых, являются гликозиды флаванона, геспиридин и нарингин, составляющие 5% от сухой массы листьев и плодов и проявляющие сильную антиоксидантную активность [102–104]
Coleus aromaticus Листья 5 мкг / мл 0,5, 1, 2, 4 Гр Клетки фибробластов китайского хомячка (V79) Антиоксидантная активность Отчет о химических составляющих листьев C.aromaticus указали на присутствие карвакрола, тимола, эвгенола, чавикола, этилсалицилата, хлорофиллина, флавоноидов (цирсимаритин) и β-ситостерин-β-D-глюкозида [105–107]
0 901 Coriandrum sativum
Семена 300 мг / кг
42 дня 4 Гр Крысы / биохимические параметры Улавливание свободных радикалов Фитохимические компоненты семян C. sativum показали присутствие полифенолов, кофеина ( производные кислоты, феруловая кислота, галиевая кислота и хлорогеновая кислота), флавоноиды (кверцетин и изокверцетин) и β-каротиноиды.Семена эфирных масел кориандра, однако листья содержат кофейную кислоту и флавоноиды помимо эфирных масел [110–113]
Crocus sativus Сухой экстракт холодильника 40 мг / кг 2 Гр Мыши / хромосомные повреждения; биохимия ткани Антиоксидантная активность Основными компонентами шафрана являются цис- и транс-кроцины, которые представляют собой глюкозиловые эфиры 8,8′-диапокаротен-8,8′-диовой кислоты (кроцетин), одного из немногих семейств каротиноиды, свободно растворимые в воде.Он также содержит сафранал, который представляет собой монотерпеновый альдегид, и пикрокроцин, который является гликозидным предшественником сафранала. Известно, что шафран содержит около 150 летучих и ароматических соединений, включая терпены, терпеновый спирт и их сложные эфиры [114–121]
Curcuma longa Куркумин 5, 10 и 50 мкг / мл 131 I (100 мкКи / 1,5 мл) Лимфоциты человека / генотоксичность Антиоксидантная активность Химическое исследование различных образцов куркумы выявило эфирное масло (4.2–14%), жирного масла (4,4–12,7%) и влаги (10–12,0%). Было продемонстрировано присутствие трех основных компонентов куркумин (диферулоилметан), п-гидроксициннамоил (ферулоил) метан и п, п’-дигидроксидициннамоилметанель. Масло содержит такие компоненты, как сесквитерпен, кетоны и спирты [123–127]
Экстракт C. longa 200 мг / кг 6,5 Гр Крыса / биохим. параметры Антиоксидантная активность
Cymbopogon citratus Экстракт цельного растения 0.1% 2.5k Gy Куриное мясо Антиоксидантная активность Химический состав эфирного масла C. citratus состоит из углеводородных терпенов, спиртов, кетонов, сложных эфиров и альдегидов. Эфирное масло в основном состоит из цитраля, который представляет собой смесь двух стереоизомерных монтерпеновых альдегидов; транс-изомер гераниального и цис-изомер неральского. Сообщалось, что он содержит флавоноиды и фенольные соединения, такие как лютеолин, кверцетин, кампферол и апигенин. Гликозильные производные флавонов апигенин и лютеолин были идентифицированы в настоях листьев лимонной травы [128–136]
Elettaria cordamomum Сухофрукты 2% 6 Гр Крыса-альбинос / биохимический анализ Антиоксидантная активность Летучее масло содержит около 1.5% α-пинена, 0,2% β-пинена, 2,8% сабинена, 1,6% мирцена, 0,2% α-фелландрена, 11,6% лимонена, 36,3% 1,8-цинеола, 0,7% γ-терпинена, 0,5% терпинолена, 3% линалоол, 2,5% линалилацетат, 0,9% терпинен-4-ол, 2,6% α-терпинеол, 31,3% α-терпинилацетат, 0,3% цитронеллол, 0,5% ботан, 0,5% гераниол, 0,2% метилэвгенол и 2,7% транс-неролидол. Аромат кардамона создается комбинацией 1,8-цинеола и α-терпинилацетата [139–141]
Illicium verum Экстракт цельного растения 0.1% 2,5 кГр Куриное мясо Антиоксидантная активность Анизилацетон и бензолкарбоновая кислота были идентифицированы как основные фенольные компоненты, присутствующие в водной фракции I. verum [136,142]
Lavandula angustifolia Масло 20 мкл; 40 мкл УФ, 10, 20 30 Гр Бесклеточный анализ / ЭПР, DPPH, анализ снижающей мощности Антиоксидантная активность и улавливание свободных радикалов Всего 47 соединений, представляющих 98.Выявлено 4–99,7% масел. 1,5-Диметил-1-винил-4-гексенилбутират был основным компонентом эфирного масла (43,73%), за ним следовали 1,3,7-октатриен, 3,7-диметил- (25,10%), эвкалиптол (7,32%). ) и камфора (3,79%) [43,143–145]
Mangifera indica Кора стебля 5–100 мкг / мл 5 Гр Лимфобластоидные клетки , процессы защиты и восстановления Антиоксидантная активность Кора содержит протокатехиновую кислоту, катехин, мангиферин, аланин, глицин, γ-аминомасляную кислоту, кининовую кислоту, шикимовую кислоту и тетрациклические тритерпеноиды циклоарт-24-ен-3β, 26диол, 3-кетодаммар-24 (E) -en-20S, 26-диол, C-24 эпимеры циклоарт-25, ен 3β, 24, 27-триол и циклоартан-3β, 24,27-триол [147– 149]
Mentha piperita Масло 40 мкл 8 Гр Швейцарский альбинос мыши / гематология и биохимия сыворотки Антиоксидантная активность и нейтрализация свободных радикалов Экстракты менты обладают антиоксидантными свойствами благодаря присутствию эвгенола, кофейной кислоты, розмариновой кислоты и α-токоферола.Кофейная кислота, розмариновая кислота, эриоцитрин, лютеолин-7-O-глюкозид были идентифицированы как первичные поглотители радикалов. Он также содержит фенольные кислоты, флавоноиды и s-карвон. [15,151–158]
Экстракт листьев 1000 мг / кг 8 Гр Мыши / анализ выживаемости, цитогенетическое повреждение , повреждение яичек и кишечника Антиоксидантная активность и нейтрализация свободных радикалов
Murraya Koenigii Экстракт листьев 100 мг / кг 4 Gy GSH, LPO Антиоксидантная активность Листья ароматные и содержат белки, углеводы, клетчатку, минералы, каротин, никотиновую кислоту и витамин С.Листья содержат большое количество щавелевой кислоты, листья также содержат кристаллические гликозиды, карбазольные алкалоиды, коенигин и смолу. Свежие листья содержат эфирное масло, богатое витамином А и кальцием. Он также содержит гиринимбин, изомаханимбин, коенин, коенигин, коенидин и коенимбин. Маханимбицин, бицикломаханимбицин, фебалозин, кумарин, например, императоксин Мюррейона и т. Д., Выделены из листьев. Тритерпеноидные алкалоиды — цикломаханимбин и тетрагидромаханмбин присутствуют в листьях. Сообщалось об алкалоидах-мурраястине, мурраалине, пипаяфолинкарбазоле [160–163,243]
Myristica Fragrance Seed 10 мг / кг 6, 8,8 мыши-альбиносы / анализ выживаемости, биохимия тканей Улавливание свободных радикалов Химические компоненты включают миристицин, лигнан и эвгенол.Эфирное масло мускатного ореха содержит в основном сабинен (15–50%), α-пинен (10–22%) и β-пинен (7–18%), с мирценом (0,7–3%), 1,8-цинеолом ( 1,5–3,5%), миристицин (0,5–13,5%), лимонен (2,7–4,1%), сафрол (0,1–3,2%) и терпинен-4-ол (0–11%) [164–167]
Nigella sativa Желатиновая капсула (450 мг) 250 мг / кг 8 Гр Самцы крыс-альбиносов / биохимические и гематологические параметры Окислительный стресс Наиболее важные активные соединения черные семена — это тимохинон, тимогидрохинон, дитимохинон, п-цимен, карвакрол, 4-терпинеол, т-анетол, сесквитерпен лонгифолен, α-пинен и тимол среди других.Семена также содержат алкалоиды, такие как изохинолин и пиразольные кольца, содержащие алкалоиды. Кроме того, семян N. sativa содержат α-гедерин, водорастворимый пентациклический тритерпен и сапонин [171–174]
Ocimum sanctum листьев мг 1–6 Гр Мыши / повреждение хромосом Улавливание свободных радикалов Экстракт цельного растения содержит флавоноиды, алканоиды, сапонины, фенолы, антоцинины, тритерпеноиды, дубильные вещества.Экстракт листьев содержит флавоноиды, алканоиды, сапонины, дубильные вещества, фенолы, антоцинины, терпеноиды, стероилы. Антиоксидантная активность
Origanum vulgare L. Сухой порошок растения 12.5, 25, 50 и 100 мкг / мл 131 I (20 мкКи / мл) Лимфоциты человека / частота микроядер Улавливание свободных радикалов Антиоксиданты, присутствующие в орегано, представляют собой розмариновую кислоту, кофейную кислоту, флавомоиды и производные фенольных кислот и α-токоферола. Также метиловый эфир розмариновой кислоты, орегано-A и орегано-B действуют как антиоксиданты [12,18,185,186]
Экстракт листьев 100, 200 мг / кг 3 Гр Мыши / клетки костного мозга Антиоксидант и нейтрализация свободных радикалов
Piper longum Сухие порошкообразные фрукты 400 мг / кг 6Gy Мыши , клетки костного мозга / GPT, ALP, LPO, GSH Не известно Химические исследования показали, что Piper рода имеет много компонентов, включая ненасыщенные амиды, флавоноиды, лигнаны, аристолактамы, сложные эфиры с длинной и короткой цепью, терпены, стероиды , пропенилфенолы и алкалоиды.Эфирные масла десяти видов Piperaceae показали, что наиболее часто определяемыми соединениями являются сесквитерпены. Однако также преобладали неоксигенированные монотерпены (Z), п-оцимен, α-пинен и β-пинен. Биосинтетический подход показал, что наиболее распространенные идентифицированные сесквитерпены, E-кариофиллен и гермакрен D, имеют E, E-фарнезил-PP в качестве основного предшественника, и только два были получены в результате реакций E, Z-фарнезил-PP (a-копаен и d -кадинен) [188–193]
Plumbago rosea Экстракт корня 75 мг / кг 10 Гр Экспериментальная опухоль мыши; S-180, Асцитная карцинома Эрлиха Радиосенсибилизация для уничтожения опухолей Сообщалось, что корни P.rosea содержит несколько нафтохиноноидов и их производных и флавоноидов. Химические компоненты включают плюмбагин, пальмитиновую кислоту и мирицилпальмитат из бензинового экстракта и лактон, аанин и азалеатин из этилацетатного экстракта корней, содержащиеся в этилацетатном экстракте корней [196–200]
Rosmarinus officinalis L Листья 1000 мг / кг 6 Гр Мыши / печень и биохимия крови Улавливание свободных радикалов Содержит антиоксиданты, такие как карнозоновая кислота, карнозол, розмариновая кислота, розманол, изоросманол и эпиросман. 204,205]
Шалфей лекарственный L. Листья 2 г / 150 мл воды 6 Гр Биохимия мозга крыса Антиоксидантная активность Присутствующие антиоксиданты: сальвиноловая кислота (димер розмариновой кислоты), карнозол, карнозиновая кислота, розманиновая кислота, розманиновая кислота и эпиросманол [6,8,209–211]
Syzygium aromaticum Масло 200 мг / кг 7 Gy Крысы-альбиносы / биохимия печени и сыворотки 901 901 улавливание окислительных и свободных радикалов Гвоздичное масло — эфирное масло из высушенных цветочных бутонов, листьев и стеблей дерева S.aromaticum
Основными составляющими эфирного масла являются фенилпропаноиды, такие как карвакол, тимол, эвгенол и циннальдегид [213,214]
Экстракт Syzygium cumini – мл 3 Гр Индукция лимфоцитов / микроядер человека Улавливание свободных радикалов Сообщалось, что растение содержит ацетилолеаноловую кислоту, тритерпеноиды, эллаговую кислоту, изокверцитин, кверцетин, кемпферол в различных концентрациях [94,283128] и мирицетин в различных концентрациях.
Valeriana wallichii Экстракт корня 25, 50 или 100 мкг / мл 2 Гр, 5 Гр и 150 Гр Культивированные клетки фибробластов человека / плазмидная ДНК Свободные радикалы очистка Его корневище и корень содержат эфирное масло (валериановое масло), которое состоит из щелочи. алоиды, борилизовалерианат, чатинин, формиат, глюкозид, изовалереновая кислота, 1-камфен, 1-пинен, смолы, терпинеол и валерианин.Из корневищ были выделены некоторые важные соединения, такие как лимонная кислота, яблочная кислота, малиол, янтарная кислота и винная кислота. [220–222]
Withania somnifera Экстракт корня 100 мг / кг 6 Гр Крысы-альбиносы / биохимия печени Антиоксидантная активность Экстракт W. somnifera представляет собой сложную смесь большого количества фитохимических веществ, включая фенольные соединения и флавоноиды.Однако фармакологический эффект корней W. somnifera приписывается витанолидам. Витанолиды — это серия природных стероидов, содержащих лактон с боковой цепью из девяти атомов углерода, обычно присоединенный к C-17 [224–227]
Zingiber officinale в виде таблеток ( 400 мг) 250 мг / кг 8 Гр Самцы крыс-альбиносов / биохимическое и гематологическое исследование Окислительный стресс Соединения, родственные гингеролу, такие как гингерол, шагаолы, генгедиолы, зингерон, дегидрозингерон, гингеринон и диарилгептаноиды емкость корневища имбиря.Гераниаль, камфен, п-цинеол, α-терпинеол, зингиберен и петандеконовая кислота были основными компонентами эфирного масла
Однако эвгенол и зингерон были основными компонентами этанольного олеорезина и метанола, CCl4 и изооктанового олеорезина соответственно [21,25, 27,67,174,232–235]
Экстракт свежего имбиря 5 мл / кг Рентген 525 кв / с Крысы / биохимические параметры Антиоксидант и нейтрализация свободных радикалов

Радиозащита с помощью лекарственных ароматических растений

Агератум конизоидес

Растение Агератум принадлежит к семейству сложноцветных, которое насчитывает около 30 видов.Название происходит от греческих слов «герас» и коныз, обозначающих долгую жизнь и сходство с Inula helenium . Это ароматное растение, прямостоячее, однолетнее, вырастающее до 1 м в высоту, обычно встречается в Африке, Азии, Америке и Австралии. Некоторые виды Ageratum прошли фармакологическую оценку. Сорняк наиболее известен своей лечебной активностью и с древних времен использовался для лечения ожогов, ран, кожных заболеваний и различных инфекций [47]. Ageratum conyzoides содержит различные химические составляющие [48–55]. Он богат полиоксигенированными флавоноидами. Тритерпены представляют собой фриделин, а основные стерины — стерины-β-ситостерин и стигмастерин. Ликопсамин и эхинатин — два изомерных пирролизидиновых алкалоида, выделенные из A. conyzoides . Содержание масла колеблется от 0,11–0,58% для листьев и от 0,03–0,18% для корней. Основными компонентами эфирного масла являются 7-метокси-2,2-диметилхромен (прекоцен I), 6,7-диметоксипроизводное, агератохромен (прекоцен II) и диммер агератохромена.

Радиозащитное действие экстракта A. conyzoides изучали на мышах. Оптимальная доза 75 мг / кг оказалась эффективной против доз облучения от 6 до 11 Гр и привела к снижению смертности мышей, связанной с желудочно-кишечным трактом и костным мозгом. Исследования in vitro показали, что экстракт A. conyzoides также эффективен в улавливании радикалов DPPH, что указывает на механизм радиозащиты, улавливающий свободные радикалы [56].

Allium cepa

Allium cepa , принадлежащий к семейству Liliaceae, которое встречается во всем мире, является луковичным растением.Индия, Китай и США являются ведущими производителями [57,58]. Традиционно он используется для лечения боли в животе, инфекций горла и гепатита и обладает такими свойствами, как антиоксидантные, антигипергликемические, гипотензивные и антиастаматические [59–61]. Среди множества документированных фитоактивных компонентов эфирное масло A. cepa содержит такие соединения, как 3-1,8-цинеол, L-линалоол и камфордаре, и было тщательно исследовано. Помимо этого, луковая луковица содержит кемпферол, β-ситостерин, феруловую кислоту, миритовую кислоту и простагландины.Флавоноиды и дубильные вещества также присутствуют в A. cepa . Кверцетин, кверцетин-4-глюкозид, таксифолин, таксифолин-7-глюкозид и фенилаланин были выделены из луковицы. Основными соединениями серы являются диметилтрисульфид, пропенилпропилдисульфид, дипропилдисульфид, пропенилметилдисульфид и метилпропилтрисульфид дипропилтрисульфид. Лук содержит активные соединения, такие как аллилпропилдисульфид, наряду с другими активными серосодержащими соединениями [62–66]. Радиационная защита и антиоксидантное действие экстракта лука изучали на крысах-альбиносах.Были оценены такие биохимические параметры, как аланинаминотрансфераза, супероксиддисмутаза и каталаза в печени, почках и сердце. Был сделан вывод, что экстракт лука обладает значительной радиозащитной активностью [67].

Allium sativum

Allium sativum L. принадлежит к роду Allium . Семейство Alliaceae насчитывает около 780 видов на основе новой внутренней транскрибируемой спейсерной области (ITR) классификации ядерной рибосомной ДНК [68,69]. Он широко рассредоточен по умеренно-теплым и умеренным зонам северного полушария.Сегодня его выращивают в ряде стран, ведущими производителями являются Индия, Китай и Корея [70]. Он богат ц-глутамилцистеином и другими серосодержащими соединениями, придающими характерный аромат. Однако дополнительные компоненты чеснока включают широкий спектр первичных и вторичных биомолекул, не содержащих серы, таких как стероидные гликозиды, эфирное масло, флавоноиды, антоцианы, лектины, простагландины, фруктан, пектин, аденозин, витамины B1, B2, B6, C и E, биотин, никотиновая кислота, жирные кислоты, гликолипиды, фосфолипиды и незаменимые аминокислоты [71–81].

Экстракт A. sativum продемонстрировал радиозащитный эффект у мышей и оказался эффективным в значительном снижении частоты микроядер, индуцированных излучением [82]. Дозозависимый эффект оценивался по частоте повреждения клеток и хромосомных аберраций, и было рекомендовано, чтобы введение экстракта в течение 30 дней было жизненно важным для смягчения кластогенных эффектов генотоксикантов [83]. Недавние исследования показали, что выдержанный чеснок превосходит свежий чеснок по антигликационной и антиоксидантной активности [84].

Capsicum annuum

Capsicum annuum L. принадлежит к роду Capsicum семейства Solanaceae [85] и произрастает в южной части Северной Америки и северной части Южной Америки [86]. Характеристики его плодов широко используются для таксономии [87] и сильно различаются по типу, цвету, форме, вкусу и биохимическим составляющим [88]. Capsicum содержит много химикатов, включая воду, жирные (жирные) масла, летучие паров масла, каротиноиды, капсаициноиды, смолу, белок, клетчатку и минеральные элементы.Красный перец содержит 280 мкг / г каротиноидов. Капсантин составляет 60% от общего количества каротиноидов. Они также содержат 11% β-каротина и 20% капсорубина. Капсантин ацилируется насыщенными жирными кислотами C12–18 [89,90].

Фенольные гликозиды C. annum L. были оценены на предмет их радиозащитного действия, а окислительное повреждение, вызванное рентгеновским излучением, было изучено на лимфоцитах человека. Хотя эти соединения проявляли меньшие антирадикальные свойства, они обладали более высокой радиозащитной способностью и не наблюдали цитотоксичности.Поэтому было высказано мнение, что улавливание супероксидных радикалов может быть предпочтительным методом для скрининга соединений на их возможную радиозащитную способность [91].

Центелла азиатская

Центелла азиатская принадлежит к семейству зонтичных (Apiaceae). Это растение встречается по всей Индии, а также в тропических и субтропических странах [92]. Он содержит тритерпеноиды, такие как азиаткозид, центеллозид, мадекоссозид, бланкунизид, изотанкуновую кислоту, центеллозу, азиатскую, центеллиновую и мадекассиновую кислоты.Другие составляющие включают брахмозид, брахминозид и брахминовую кислоту. Структура генина и брахминовой кислоты была выяснена как 2,6-гидрокси, 23-гидроксиметилурсоловая кислота. Жирное масло состоит из глицеридов пальмитиновой, стеариновой, лигноцериновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот. Из высушенных растений был выделен алкалоид гидрокотилин. Азиатикозид, мадкоссозид и центеллозид были выделены из частей растений. Из листьев были выделены флаваноиды, 3-глюкозилкверцетин, 3-глюкозилкаемферол и 7-глюкозилкемферол [93–97].

Экстракт C. asiatica в дозе 100 мг / кг массы тела был эффективен у мышей против радиационной (8 Гр) потери массы тела и выживаемости [98]. Сообщалось, что C. asiatica обеспечивает защиту от излучения для ДНК, а также для мембран. Предполагаемый механизм этого — антиоксидантная функция [99].

Цитрус Aurantium

Citrus aurantium принадлежит к семейству Rutaceae. Эфирное масло C.aurantium L. var. amara обладает успокаивающим и моторным расслабляющим действием у крыс и мышей [100,101]. Основными флавоноидами культурных видов цитрусовых являются гликозиды флаванона, геспиридин и нарингин, составляющие 5% от сухой массы листьев и плодов. Они проявляют стойкую антиоксидантную активность [102,103]. Экстракт цитрусовых в различных дозах (250, 500 и 1000 мг / кг) показал радиозащитное действие против γ-облучения 1,5 Гр в костном мозге мышей; однако доза 250 мг / кг оказалась оптимальной, обеспечивающей 2.2-х кратная защита. Радиозащитную активность приписывали флавоноидам, содержащимся в экстракте цитрусовых [104].

Колеус ароматический

Coleus aromaticus , принадлежащий к семейству Lamiaceae, произрастает в Индии и Средиземноморье и обладает различными лечебными свойствами. Отчет о химических компонентах листьев C. aromaticus показал присутствие карвакрола, тимола, эвгенола, хавикола, этилсалицилата, хлорофиллина, флавоноидов (цирсимаритин) и β-ситостерин-β-D-глюкозида [105,106].Радиозащитный потенциал оценивали in vitro и in vivo для экстракта C. aromaticus . В бесклеточном анализе было показано, что экстракт обладает активностью по улавливанию радикалов, а в клетках V79 частота микроядер оценивалась по сравнению с дозами γ-излучения 0,5, 1, 2 и 4 Гр. Оба анализа показали, что экстракт обладает антиоксидантными, антикластогенными и радиозащитными свойствами [107].

Coriandrum sativum

Coriandrum sativum L.принадлежит к семейству зонтичных (Apiaceae), обычно называемых кориандром. Он широко культивируется на Ближнем Востоке, в Латинской Америке, Африке и Азии [108]. Семена, а также листья использовались для ароматизации пищи с древних времен [109]. Фитохимические компоненты семян C. sativum показали присутствие полифенолов (рутин, производные кофейной кислоты, феруловая кислота, галиевая кислота и хлорогеновая кислота), флавоноидов (кверцетин и изокверцетин) и β-каротиноидов. Семена кориандра в основном содержат эфирные масла; однако листья содержат кофейную кислоту и флавоноиды помимо эфирных масел [110,111].

Радиозащитный эффект семян кориандра от γ-облучения всего тела исследовали на крысах. Лечение экстрактом семян кориандра было эффективным в предотвращении биохимических изменений в сыворотке крови, вызванных радиацией, и значительно улучшило антиоксидантный статус в печени и почках крыс. Предполагается, что улавливание свободных радикалов было возможным механизмом защиты [112]. Этаноловый экстракт C. sativum был эффективен против индуцированного ультрафиолетом B (UVB) фотостарения кожи in vitro и in vivo .Более тонкие слои эпидермиса и более плотные волокна кожного коллагена наблюдались у обработанных мышей, у которых также были более низкие уровни ММР-1 и более высокие уровни проколлагена типа I, что позволяет предположить способность экстракта C. sativum предотвращать УФ-В-индуцированное фотостарение кожи [113] .

Крокус сативный

Crocus sativus L. принадлежит к семейству Iridaceae и известен своим сушеным красным рыльцем, широко известным как шафран и культивируемым в Иране, Индии и Греции. Основными компонентами шафрана являются цис- и транс-кроцины, которые представляют собой глюкозиловые эфиры 8,8′-диапокаротен-8,8′-диовой кислоты (кроцетин), одного из немногих семейств каротиноидов, свободно растворимых в воде.Он также содержит сафранал, который представляет собой монотерпеновый альдегид, и пикрокроцин, который является гликозидным предшественником сафранала. Известно, что шафран содержит около 150 летучих и ароматических соединений, включая терпены, терпеновый спирт и их сложные эфиры. Считается, что за его аромат отвечает Safranal [114–120].

Предварительная обработка лиофилизированным экстрактом шафрана привела к значительному защитному эффекту от радиационно-индуцированного генотоксического повреждения костного мозга мыши; он снижает уровень перекисного окисления липидов и приводит к увеличению содержания глутатиона и активности глутатион-S-трансферазы, глутатионпероксидазы и каталазы в тканях печени и мозга мышей.Однако при гистопатологическом исследовании кишечных клеток и мужских половых клеток было выявлено номинальное влияние экстракта шафрана на радиационно-индуцированные повреждения [121].

Куркума длинная

Curcuma longa L., принадлежащая к семейству Zingiberaceae, является культурным растением тропического азиатского региона. Его обычно называют куркумой, и она используется в качестве красителя и ароматизатора для пищевых продуктов. Он также имеет лечебное значение с ароматическими, стимулирующими и ветрогонными свойствами.Комбинация гашеной извести с куркумой действует как традиционное лекарство от растяжений и отеков из-за травм [122]. Химическое исследование различных образцов куркумы выявило эфирное масло (4,2–14%), жирное масло (4,4–12,7%) и влагу (10–12,0%). Было продемонстрировано, что куркумин состоит из трех основных компонентов: п-гидроксициннамоил (ферулоил) метан и п, п’-дигидроксидициннамоилметанель. Его масло содержит такие компоненты, как сесквитерпен, кетоны и спирты [123–125].

Было высказано предположение, что существует защитное действие куркумина против генетических повреждений, а также против побочных эффектов, вызванных введением 131 I, с точки зрения частоты микроядер в лимфоцитах человека [126].Радиозащитные эффекты экстракта C. longa были изучены на крысах против γ-облучения, до и после обработки было обнаружено, что экстракт эффективен в модуляции уровней воспалительных цитокинов, микроэлементов и уровней белка SOD-1 и PRDX-1. Таким образом, модуляция антиоксидантных ферментов считается ответственной за обеспечение радиозащиты экстрактом C. longa [127].

Цимбопогон цитратус

Cymbopogon citratus (семейство Poaceae), обычно называемое лимонной травой, широко используется в тропических странах, таких как Юго-Восточная Азия и Африка.Эфирное масло растения используется в ароматерапии и в качестве ароматизатора в травяных напитках. Химический состав эфирного масла C. citratus состоит из таких соединений, как углеводородные терпены, спирты, кетоны, сложные эфиры и альдегиды. Эфирное масло в основном состоит из цитраля, который представляет собой смесь двух стереоизомерных монтерпеновых альдегидов; транс-изомер гераниаль и цис-изомер нераль. Сообщается, что он содержит флавоноиды и фенольные соединения, такие как лютеолин, кверцетин, кампферол и апигенин.Гликозильные производные флавонов апигенина и лютеолина были идентифицированы в настоях из листьев лимонника [128–135].

Водный экстракт C. citratus проявил антиоксидантные и радиозащитные свойства. Экстракт был эффективен в снижении перекисного окисления липидов в облученном курином фарше, способен улавливать DPPH и супероксидные радикалы при низких концентрациях и защищать повреждение ДНК, вызванное радиацией в плазмиде pBR322 [136].

Elettaria cordamomum

Elettaria cordamomum обычно называют кардамоном и принадлежит к семейству Zingiberaceae.Он имеет светло-зеленые стручки и ароматные сухофрукты, которые обычно используются при приготовлении пищи, а также для пользы для здоровья [137]. Масло кардамона имеет косметические свойства благодаря охлаждающему эффекту и, как известно, обладает антиоксидантной активностью [138]. Эфирное масло содержит около 1,5% α-пинена, 0,2% β-пинена, 2,8% сабинена, 1,6% мирцена, 0,2% α-фелландрена, 11,6% лимонена, 36,3% 1,8-цинеола, 0,7% γ-терпинена, 0,5%. % терпинолена, 3% линалоола, 2,5% линалилацетата, 0,9% терпинен-4-ола, 2,6% α-терпинеола, 31,3% α-терпинилацетата, 0.3% цитронеллола, 0,5% ботана, 0,5% гераниола, 0,2% метилэвгенола и 2,7% транс-неролидола. Аромат кардамона продуцируется 1,8-цинеолом и α-терпинилацетатом [139, 140]. Кардамон был оценен на предмет его радиозащитного действия против γ-облучения у крыс, и было обнаружено, что он обеспечивает защиту от радиационно-индуцированного окислительного повреждения в тканях печени и сердца [141].

Illicium verum

Illicium verum , широко известный как звездчатый анис, принадлежит к семейству Illiciaceae и произрастает в Китае и Вьетнаме.Эфирное масло используется в кондитерских изделиях в качестве ароматизатора и в промышленности при приготовлении Тамифлю для борьбы с вирусом гриппа. Анизилацетон и бензолкарбоновая кислота были идентифицированы как основные фенольные компоненты, присутствующие в водной фракции I. verum [142]. Экстракт I. verum проявил радиозащитное действие на облученный фарш из куриного мяса за счет снижения перекисного окисления липидов. Было продемонстрировано, что экстракт I. vernum играет важную роль не только в усилении вкуса пищи наряду с антиоксидантной активностью, но также находит применение в качестве пищевой добавки для предотвращения окислительного повреждения обработанных пищевых продуктов [136].

Лаванда узколистная

Lavandula angustifolia принадлежит к семейству Lamiaceae. Род Lavandula включает около 35 видов, широко применяемых в ароматерапии. Всего было идентифицировано 47 соединений, что составляет 98,4–99,7% масел. 1,5-диметил-1-винил-4-гексенилбутират был основным компонентом эфирного масла (43,73%), за ним следуют 1,3,7-октатриен, 3,7-диметил- (25,10%), эвкалиптол (7,32%). ) и камфора (3.79%) [43 143 144]. Масло Lavandula angustifolia было оценено на предмет его радиозащитной активности против УФ-излучения и γ-излучения. ЭПР-спектроскопия и образцы масла, подвергнутые УФ- и γ-облучению, показали превосходную активность по улавливанию радикалов DPPH. Было высказано предположение, что после соответствующей обработки УФ- или γ-облучением масло лаванды может использоваться в качестве радиопротектора и антиоксиданта для возможного применения в косметической и фармацевтической промышленности [145].

Mangifera indica

Mangifera indica принадлежит к семейству Anacardiaceae и на хинди обычно называется манго или аам.Это важно с медицинской точки зрения в Аюрведе. Он обладает сильным антиоксидантным, антиперекисным окислением липидов, иммуномодуляцией, кардиотоническим, гипотензивным, ранозаживляющим, антидегенеративным и противодиабетическим действием, которые имеют важное фармакологическое и медицинское значение [146]. Он содержит такие химические вещества, как мангиферин, полифенольный антиоксидант и глюкозил ксантон. Кора содержит протокатехиновую кислоту, катехин, мангиферин, аланин, глицин, γ-аминомасляную кислоту, киновую кислоту, шикимовую кислоту и тетрациклические тритерпеноиды циклоарт-24-ен-3β, 26диол, 3-кетодаммар-24 (E) — ен-20S, 26-диол, С-24 эпимеры циклоарт-25, ен 3β, 24, 27-триол и циклоартан-3β, 24,27-триол [147,148].Экстракт M. indica оценивали на радиозащиту в лимфоцитах и ​​лимфобластоидных клетках человека. Интересно отметить, что более высокие дозы вызывали повреждение ДНК в лимфоцитах и ​​лимфобластоидных клетках человека, не влияя на способность к репарации ДНК. Однако защита от радиационно-индуцированного повреждения ДНК наблюдалась при более низких дозах экстракта M. indica [149].

Мента пиперита

Mentha piperita , обычно называемая мятой перечной, принадлежит к семейству Labiatae и представляет собой многолетнее растение, вырастающее до 30–90 см.Это ароматическое, стимулирующее и ветрогонное средство, которое используется для лечения тошноты, метеоризма и рвоты [150, 244]. Экстракты менты обладают антиоксидантными свойствами благодаря присутствию эвгенола, кофейной кислоты, розмариновой кислоты и α-токоферола. Кофейная кислота, розмариновая кислота, эриоцитрин, лютеолин-7-O-глюкозид были идентифицированы как первичные поглотители радикалов. Он также содержит фенольные кислоты, флавоноиды и s-карвон [15,151,152]. Было обнаружено, что масло менты обеспечивает радиозащиту гематологических параметров и уровня фосфатаз у мышей [153,154].Было показано, что обработка экстракта M. piperita перед воздействием гамма-излучения на мышей обеспечивает защиту клеток костного мозга; он значительно снизил количество аберрантных клеток и различных хромосомных аберраций у облученных мышей [155]. Кроме того, предварительная обработка экстрактом M. piperita была эффективной в обеспечении защиты от повреждения кроветворения в костном мозге, кишечнике и семенниках у мышей [156–158].

Мюррая Кенигии

Murraya koenigii L.принадлежит к семейству Rutaceae и широко известен как Meethi neem или лист карри на хинди и является уроженцем Южной Азии. Он встречается почти повсюду на Индийском субконтиненте и имеет ароматную природу, вырастая до 6 м в высоту. Его особенно выращивают из-за ароматных листьев [159]. Листья ароматные и содержат белки, углеводы, клетчатку, минералы, каротин, никотиновую кислоту и витамин С. Листья содержат большое количество щавелевой кислоты, а также содержат кристаллические гликозиды, карбазольные алкалоиды, коенигин и смолу.Свежие листья содержат эфирное масло желтого цвета, которое также богато витамином А и кальцием. Он также содержит гиринимбин, изомаханимбин, коенин, коенигин, коенидин и коенимбин. Маханимбицин, бицикломаганимбицин, фебалозин, кумарин в виде муррайона, императоксина и т. Д. Выделяют из листьев. В листьях присутствуют тритерпеноидные алкалоиды — цикломаханимбин и тетрагидромаханмбин. Алкалоиды — мурраястин, мурраалин, пипаяфолинкарбазол были обнаружены в листьях M. koenigii [160–162,243].Радиозащитные эффекты экстракта листьев M. koenigii оценивали против γ-облучения 4 Гр в печени мышей. Сам по себе экстракт листьев был эффективен для значительного увеличения содержания пониженного глутатиона (GSH) и уровней антиоксидантных ферментов в печени, а также снижал индуцированное излучением снижение перекисного окисления липидов, что указывает на антиоксидантные свойства экстракта, возможно, способствующие радиозащите [163].

Аромат Myristica

Аромат Myristica , принадлежащий к семейству Myristicaceae, обычно называют мускатным орехом и известен своими противогрибковыми, гепатопротекторными и антиоксидантными свойствами.Химические компоненты включают миристицин, лигнан и эвгенол. Эфирное масло мускатного ореха содержит в основном сабинен (15–50%), α-пинен (10–22%) и β-пинен (7–18%), с мирценом (0,7–3%), 1,8-цинеолом ( 1,5–3,5%), миристицин (0,5–13,5%), лимонен (2,7–4,1%), сафрол (0,1–3,2%) и терпинен-4-ол (0–11%) [164–166]. Экстракт семян M. Fragrance исследовали на радиозащитное действие на мышах; это дало коэффициент снижения дозы 1,3. Предварительная обработка экстракта семян M. Fragrance была эффективной для увеличения содержания GSH в печени и снижения уровня перекисного окисления липидов в яичках у мышей.Было продемонстрировано, что экстракт семян M. Fravennce обеспечивает высокую степень радиозащиты с точки зрения радиационно-индуцированных биохимических изменений и повышения выживаемости, что указывает на его возможную полезность в качестве радиозащитного средства [167].

Чернушка сатива

Nigella sativa принадлежит к семейству Ranunculaceae и обычно называется черным семенем. Это широко используемое лекарственное растение во всем мире [168]. Семена N. sativa и их масло веками широко использовались для лечения различных заболеваний, считающихся важным лекарством в индийской традиционной системе медицины, такой как Унани и Аюрведа [169, 170].Наиболее важными действующими веществами черных семян являются тимохинон, тимогидрохинон, дитимохинон, п-цимен, карвакрол, 4-терпинеол, т-анетол, сесквитерпен, лонгифолен, α-пинен и тимол, среди других. Семена также содержат алкалоиды, такие как изохинолин и пиразольные кольца, содержащие алкалоиды. Кроме того, семян N. sativa содержат α-гедерин, водорастворимый пентациклический тритерпен и сапонин [171]. Радиозащиту экстрактом и маслом N. sativa изучали на мышах и крысах. Выписка из Н.sativa была оценена на мышах для оценки защиты от радиационно-индуцированного повреждения [172]. Обработка экстрактом Nigella sativa показала значительное снижение перекисного окисления липидов и внутриклеточных активных форм кислорода в спленоцитах и ​​увеличила выживаемость облученных животных, что свидетельствует о радиозащитном потенциале N. sativa . Пероральное введение масла N. sativa перед облучением привело к значительному увеличению уровней малонового диальдегида, нитратов и нитритов в крови [173] и антиоксидантных ферментов [174].

Святилище Ocimum

Ocimum sanctum L. принадлежит к семейству Labiateae, широко известному как священный базилик, туласи или туласи. Это ароматное, небольшое однолетнее растение, вырастающее до 18 дюймов, которое, как считается, возникло в северо-центральной Индии. В настоящее время он произрастает в тропиках восточного мира [175,176]. Экстракт цельного растения содержит флавоноиды, алканоиды, сапонины, фенолы, антоцинины, тритерпеноиды и дубильные вещества. Экстракт листьев содержит флавоноиды, алканоиды, сапонины, дубильные вещества, фенолы, антоцинины, терпеноиды и стероиды [177–179].Радиозащитную активность экстракта O. sanctum оценивали на мышах с помощью анализа хромосомных аберраций. Обработка мышей экстрактом O. sanctum перед облучением приводила к более быстрому выздоровлению и снижению процента хромосомных аберраций в клетках костного мозга. Было продемонстрировано, что экстракт O. sanctum обеспечивает in vivo защиту от радиационно-индуцированного хромосомного повреждения, и предполагают, что улавливание свободных радикалов может быть вероятным механизмом действия [180–182].

Origanum vulgare L.

Origanum vulgare принадлежит к семейству Labiatae и обычно встречается в Европе и Иране как дикие штаны. Он используется для лечения ревматизма, болей в мышцах и суставах, болей и отеков в качестве внешнего средства. Масло душицы используется для снятия зубной боли [183,184]. Антиоксиданты, присутствующие в орегано, — это розмариновая кислота, кофейная кислота, флавомоиды и производные фенольных кислот и α-токоферола. Кроме того, метиловый эфир розмариновой кислоты, орегано-A и орегано-B действуют как антиоксиданты [12,18].Радиозащита экстракта орегано изучалась с точки зрения внутреннего облучения, а также индуцированной внешним облучением генотоксичности лимфоцитов человека и костного мозга мыши. Обработка экстрактом душицы привела к значительному снижению частоты микроядер в лимфоцитах человека и костном мозге мыши. Активность экстракта орегано по улавливанию радикалов изучали с помощью анализа DPPH, который показал, что он эффективен в улавливании свободных радикалов DPPH в зависимости от дозы. Следовательно, улавливание свободных радикалов, по-видимому, является вероятным механизмом радиозащиты [185,186].

Волынщик длинный

Piper longum принадлежит к семейству Piperaceae и широко известен в Индии как Pipali. Он традиционно используется в качестве лекарства в Азии и на островах Тихого океана для лечения таких заболеваний, как гонорея, менструальная боль, туберкулез, артрит, а также используется в качестве обезболивающего, мочегонного и миорелаксирующего средства [187]. Химические исследования показали, что род Piper имеет множество компонентов, включая ненасыщенные амиды, флавоноиды, лигнаны, аристолактамы, сложные эфиры с длинной и короткой цепью, терпены, стероиды, пропенилфенолы и алкалоиды.Эфирные масла десяти видов Piperaceae показали, что наиболее часто обнаруживаемыми соединениями были сесквитерпены. Однако также преобладали неоксигенированные монотерпены (Z), п-оцимен, α-пинен и β-пинен. Биосинтетический подход показал, что наиболее распространенные идентифицированные сесквитерпены, E-кариофиллен и гермакрен D, имеют E, E-фарнезил-PP в качестве основного предшественника, и только два были получены в результате реакций E, Z-фарнезил-PP (a-копаен и d -кадинен) [188–192]. Радиозащитное действие экстракта плодов P.longum изучали на мышах. Лечение экстрактом предотвратило вызванное излучением истощение лейкоцитов у мышей. Обработка экстрактом также была эффективна в снижении индуцированного радиацией повышенного уровня глутатионпируваттрансаминазы, щелочной фосфатазы и перекисного окисления липидов, тем самым обеспечивая защиту мышей от радиационно-индуцированного повреждения [193].

Плюмбаго розовый

Plumbago rosea L. принадлежит к семейству Plumbaginaceae, широко известен под названием rakta chitrak и широко распространен в Индии.Его по-разному используют для лечения таких заболеваний, как воспаление, кожные заболевания, желудочные расстройства и боли в животе [194,195]. Он содержит активные ингредиенты, такие как плюмбагин, нафтахинон, жирные спирты, дубильные вещества и гликозиды ситостерина. Сообщалось, что корни P. rosea содержат несколько нафтохиноноидов и их производных и флавоноидов. Химические компоненты включают плюмбагин, пальмитиновую кислоту и мирицилпальмитат из бензинового экстракта, а также лактон, аянин и азалеатин свиного кислоты из этилацетатного экстракта корней [196–198].Экстракт P. rosea оценивали на противоопухолевую активность. Сообщалось, что экстракт P. rosea обладает радиосенсибилизирующим действием и в сочетании с радиацией увеличивает эффект уничтожения опухолей [199,200].

Rosmarinus officinalis L.

Rosmarinus officinalis L. принадлежит к семейству Labiateae. Это ароматическое и лекарственное растение, которое в основном встречается на побережьях Средиземного моря и в Гималаях в Индии [201]. Листья розмарина обладают значительными антиоксидантными свойствами и широко используются в пищевой промышленности из-за своей нетоксичности и безопасности [202, 203]. Он содержит антиоксиданты, такие как карнозоновая кислота, карнозол, розмариновая кислота, розманол, изоросманол и эпиросманол [204]. Экстракт листьев R. officinalis оценивали на предмет его способности защищать печень мышей от гистопатологических изменений, вызванных радиацией. Обработка экстрактом показала значительное снижение перекисного окисления липидов и увеличение содержания GSH у мышей, а также значительное уменьшение двуядерных печеночных клеток по сравнению с необработанными облученными животными [205].

Шалфей лекарственный L.

Шалфей лекарственный принадлежит к семейству Lamiaceae и культивируется в нескольких странах. Имеет лечебное и бытовое значение [206]. Аромат и аромат могут быть связаны с летучим и эфирным маслом, которое состоит из смеси летучих соединений, таких как терпены, тритерпеноиды, урсоловая кислота и олеаноловая кислота [207, 208]. Присутствующие антиоксиданты: сальвиноловая кислота (димер розмариновой кислоты), карнозол, карнозиновая кислота, розмариновая кислота, розманол, изоросманол и эпиросманол [6,8,209].Водный экстракт S. officinalis показал значительную радиозащиту от облучения у крыс. Обработка экстрактом приводила к снижению перекисного окисления липидов, карбонила белка и NO в тканях мозга, а также к увеличению активности ферментов SOD и CAT и содержания GSH [210]. Экстракты S. officinalis обладают противомикробными, противораковыми, антиоксидантными, противовоспалительными и радиозащитными свойствами, вероятно, из-за присутствия активных полифенольных соединений, содержащих ароматические кольца с гидроксильными группами [211].

Syzygium aromaticum

Syzygium aromaticum (восточное полушарие) или Eugenia caryophyllata и Eugenia aromaticum (западное полушарие) принадлежит к семейству Myrtaceae и является популярным источником гвоздичного масла; эфирное масло, получаемое из засушенных цветочных бутонов, листьев и ствола дерева [212]. Гвоздичное масло применяется наружно для снятия боли и способствует заживлению. Он имеет широкое применение в фармацевтической промышленности, а также в производстве ароматизаторов и ароматизаторов.Гвоздичное масло — это эфирное масло из сушеных цветочных бутонов, листьев и стеблей дерева S. aromaticum . Основными составляющими эфирного масла являются фенилпропаноиды, такие как карвакол, тимол, эвгенол и циннальдегид [213]. Радиозащитный эффект гвоздичного масла был изучен на крысах по определенным биохимическим параметрам против ионизирующего излучения. Было продемонстрировано, что радиозащитные эффекты гвоздичного масла могут быть связаны с его способностью снижать перекисное окисление липидов, сильной восстанавливающей способностью и активностью улавливания супероксидных радикалов благодаря присутствию полифенолов, а также содержанию микроэлементов [214].

Syzygium cumini

Syzigium cumini принадлежит к семейству Myrtaceae и также называется Syzigium jambolanum или Eugenia cumini . Он выращивается по всей Азии, Африке и Америке, а также натурализован во Флориде и на Гавайях [215]. Сообщается, что растение содержит ацетилолеаноловую кислоту, тритерпеноиды, эллаговую кислоту, изокверцитин, кверцетин, кемпферол и мирицетин в различных концентрациях [94]. Радиозащитные эффекты изучались на культивируемых лимфоцитах человека; Было отмечено, что обработка S.cumini до облучения приводил к значительному снижению индукции микроядер [216]. Радиозащитные эффекты экстрактов семян и листьев S. cumini были также изучены на мышах, и было обнаружено, что предварительная обработка защищает мышей от лучевой болезни и смертности. Гистопатологические исследования показали, что обработка экстрактом листьев S. cumini перед радиационным воздействием увеличивала высоту ворсинок, количество крипт и уменьшала бокаловидные и мертвые клетки [217].

Валериана валличий

Valeriana wallichii , принадлежащая к семейству Valerianaceae и широко известная как индийская валериана, встречается во всем мире. В основном он растет в горной местности Гималаев и используется в качестве ингредиента в различных лекарственных травах в индийских медицинских системах [218, 219]. Его корневище и корень содержат эфирное масло (валериановое масло), которое состоит из алкалоидов, борилизовалерианата, чатинина, формиата, глюкозида, изовалереновой кислоты, 1-камфена, 1-пинена, смол, терпинеола и валерианина.Из корневищ были выделены некоторые важные соединения, такие как лимонная кислота, яблочная кислота, малиол, янтарная кислота и винная кислота [220, 221]. Было обнаружено, что экстракт корня V. wallichii значительно защищает от свободных радикалов, индуцированных радиацией через 4 часа после облучения 5 Гр, снижает длительный окислительный стресс, приводит к увеличению митохондриальной массы, повышает репродуктивную жизнеспособность культивируемых клеток и защищает от радиационно-индуцированного воздействия. Повреждение ДНК [222].

Withania somnifera

Withania somnifera , принадлежащая к семейству Solanaceae и широко известная как индийский женьшень или ашваганда, является многолетним растением, имеющим лечебное значение в Аюрведе [223].Экстракт W. somnifera представляет собой сложную смесь ряда фитохимических веществ, включая фенольные соединения и флавоноиды. Однако фармакологический эффект корней W. somnifera приписывается витанолидам. Витанолиды представляют собой серию встречающихся в природе стероидов, содержащих лактон с боковой цепью из девяти атомов углерода, обычно присоединенный к C-17 [224–226]. Защитные эффекты экстракта корня W. somnifera против радиационно-индуцированного окислительного стресса и повреждения ДНК в печени были исследованы на крысах. Обработка Withania somnifera до облучения показала значительное снижение печеночных ферментов, соотношения нитратов / нитритов в печени, уровней МДА и повреждения ДНК. Кроме того, значительное увеличение активности гемоксигеназы, активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и содержания глутатиона предполагает возможную роль W. somnifera в качестве радиозащитного агента за счет антиоксидантной функции и индукции гемоксигеназы [227].

Зингибер лекарственный

Zingiber officinale обычно называют имбирем и принадлежит к семейству Zingiberaceae.Встречается в Азии и Америке. Он является лекарственным и ароматным и обычно используется в кулинарии и в лечебных целях. Эфирное масло обладает антибактериальным, противогрибковым и противовирусным действием [228, 229]. Сообщалось также об антиоксидантных, противовоспалительных и антиноцептивных свойствах [230, 231]. Родственные гингеролу соединения, такие как гингерол, шагаолы, генгиолы, зингерон, дегидрозингерон, гингеринон и диарилгептаноиды, придают корневищу имбиря антиоксидантную способность. Гераниаль, камфен, п-цинеол, α-терпинеол, зингиберен и петандеконовая кислота были основными компонентами эфирного масла.Тем не менее, эвгенол был основным компонентом олеорезина этанола, а в метаноле, CCl4 и изооктановом олеорезине зингерон был основным компонентом [21,25,27,232–234]. Радиозащитный эффект экстракта имбиря был продемонстрирован на крысах, подвергшихся облучению печенью, почками и сердцем. Результаты показали, что экстракт имбиря обладал значительной противорадиационной активностью [67]. Антиоксидантный статус и антиоксидантные ферменты изучались на крысах с предварительной обработкой экстрактом имбиря и облучении всего тела гамма-излучением.Было обнаружено, что гематологические параметры значительно восстановились по отношению к радиационному повреждению [174]. Эфирное масло имбиря также оценивалось на предмет его радиозащитного действия на мышах, что дало коэффициент снижения дозы 1,4. Было обнаружено, что имбирное масло эффективно восстанавливает антиоксидантный статус и снижает цитогенетические повреждения с точки зрения хромосомных аберраций, частоты микроядер и повреждений ДНК у мышей [235].

Информационный бюллетень по полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ) | Национальная программа биомониторинга

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — это класс химических веществ, которые естественным образом встречаются в угле, сырой нефти и бензине.Они также производятся при сжигании угля, нефти, газа, дерева, мусора и табака. ПАУ, образующиеся из этих источников, могут связываться с воздухом или образовывать в нем мелкие частицы. При приготовлении при высокой температуре в мясе и других продуктах питания образуются ПАУ. Нафталин — это ПАУ, который коммерчески производится в Соединенных Штатах для производства других химикатов и нафталиновых шариков. Сигаретный дым содержит много ПАУ.

Как люди подвергаются воздействию ПАУ

Люди обычно подвергаются воздействию смесей ПАУ. Воздух для дыхания, загрязненный выхлопными газами автомобилей, сигаретным дымом, древесным дымом или парами от асфальтированных дорог, является распространенным источником воздействия.Люди попадают в ПАУ, когда едят жареное или обугленное мясо, а также продукты или продукты, на которых частицы ПАУ осели из воздуха. После проглатывания, вдыхания или, в некоторых случаях, прохождения ПАУ через кожу, организм превращает ПАУ в продукты распада, называемые метаболитами, которые выводятся из организма с мочой и калом.

Как ПАУ влияют на здоровье людей

Воздействие низких уровней ПАУ на здоровье человека неизвестно. Большое количество нафталина в воздухе может раздражать глаза и дыхательные пути.У рабочих, которые подверглись воздействию больших количеств нафталина в результате контакта кожи с жидкой формой и вдыхания паров нафталина, развиваются аномалии крови и печени. Некоторые из ПАУ и некоторые конкретные смеси ПАУ считаются химическими веществами, вызывающими рак.

Уровни метаболитов ПАУ в населении США

В Четвертом национальном отчете о воздействии химических веществ из окружающей среды (Четвертый отчет) ученые CDC измерили десять различных метаболитов ПАУ в моче 2504 или более участников в возрасте от шести лет и старше, которые принимали участие в Национальном обследовании здоровья и питания. (NHANES) в 2003–2004 гг.Четвертый отчет включает результаты более раннего периода исследования 2001–2002 годов для нескольких метаболитов ПАУ. Измеряя метаболиты ПАУ в моче, ученые могут оценить количество ПАУ, попавших в организм человека.

У большинства участников было измерено

ПАУ, что указывает на широко распространенное воздействие среди населения США. Исследования показали, что количество метаболитов ПАУ в моче выше у курящих взрослых, чем у некурящих взрослых.

Обнаружение измеримого количества одного или нескольких метаболитов ПАУ в моче не означает, что уровни одного или нескольких метаболитов ПАУ или ПАУ оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье.Исследования биомониторинга уровней метаболитов ПАУ предоставляют врачам и должностным лицам общественного здравоохранения справочные значения, чтобы они могли определить, подвергались ли люди воздействию более высоких уровней этих химических веществ, чем в общей популяции. Данные биомониторинга также могут помочь ученым планировать и проводить исследования воздействия и воздействия на здоровье.

Дополнительные ресурсы

Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний

Агентство по охране окружающей среды

Геологическая служба США

химиков синтезируют новую породу антиароматических соединений

Новые соединения могут переключаться между тремя состояниями, что является первым в науке.
Статья химика Джонатана Сесслера получила желанное место на обложке журнала Nature Chemistry в следующем месяце. Заголовок «Роза под любым другим названием» относится к розовому цвету нового соединения (называемого розарином), когда оно находится в ароматической форме. Изображение Ангела Сиретта.

ОСТИН, Техас. Синтезируя стабильное «антиароматическое» соединение, а также невиданную ранее промежуточную версию этого соединения, химики Техасского университета в Остине написали важную новую главу в истории современной химии.

Исследование проводилось в сотрудничестве с международным списком коллег из Университета Йонсей в Корее, Университета Хайдербада в Индии и Университета Осаки в Японии. Результаты были опубликованы на этой неделе в журнале Nature Chemistry .

Эта конкретная история началась в 1825 году, когда английский ученый Майкл Фарадей впервые выделил бензол из газовых фонарей. Позже бензол будет идентифицирован как один из класса соединений, известных как ароматические соединения, которые имеют огромное значение как для биологической функции, так и для промышленного производства.

Например, у человека все пять нуклеотидов, составляющих ДНК и РНК, являются ароматическими. В промышленности ароматические углеводороды, полученные из нефти и каменноугольной смолы, являются предшественниками, среди прочего, пластмасс, растворителей, смазок, резины, красителей, гербицидов и текстиля.

«Бензол, вероятно, является самым известным ароматическим соединением», — сказал Джонатан Сесслер, заведующий кафедрой химии Колледжа естественных наук в честь столетия Роуленда Петтита.

«Но есть много других критически важных ароматических разновидностей.Гем в гемоглобине, который придает крови красный цвет, является одним из группы ароматических соединений, известных как порфирины. Без них у нас либо было бы совсем другое, либо не было бы никакого существования ».

Ароматические соединения имеют кольцевую структуру, которая позволяет разделять электроны между различными связями между атомами. Это приводит, помимо прочего, к необычайной степени устойчивости. Они имеют тенденцию сохраняться в своей структуре в условиях, которые могут вызвать реакцию других молекул.

«Это одна из причин, почему они так полезны в промышленности», — сказал Сесслер.«Это также то, почему они имеют тенденцию быть канцерогенными. Нам очень трудно их метаболизировать или катаболизировать, и результаты этого обычно неблагоприятны. Одним из первых когда-либо наблюдаемых классов опухолей был рак яичек. Это было очень распространено среди трубочистов 18 века, которые подвергались воздействию ароматических соединений, содержащихся в каменноугольной смоле ».

Сесслер прославился как химик, синтезирующий новые классы порфиринов, включая тексафирин, очень крупный порфирин, который разрабатывается как ключевой элемент в потенциально новом подходе к лечению рака.

Теперь он и его коллеги взяли уже существующую молекулу, которая была впервые синтезирована Сесслером в 1992 году, и нашли способ стабилизировать ее в так называемой антиароматической форме. Антиароматические системы — злые близнецы ароматики. Соединения, которые являются антиароматическими, имеют на два дополнительных электрона или на два меньше, чем ароматические соединения.

«Они не хотят существовать в плоской форме, не отдавая или не добавляя два электрона, которые отличают их от их ароматических аналогов, — сказал Сесслер, — поэтому они имеют тенденцию вращаться, переходя в состояние с более низкой энергией.Это разрушает их антиароматичность. В итоге получается, что настоящих антиароматических соединений неуловимы. То, что мы сделали, рационально спроектировав, — это поставили большие опорные группы вокруг соединений, по сути, зафиксировав их на месте ».

Полученные в результате соединения являются антиароматическими — с двумя ушедшими электронами — и чем-то промежуточным, обладающим как ароматическими, так и антиароматическими свойствами, у которого пока нет общего названия, потому что его раньше не видели.

«Когда вам приходится с трудом подбирать слова, чтобы описать то, что делается, вы знаете, что это передовая технология», — сказал Кристиан Брюкнер, химик-порфиринов и профессор Университета Коннектикута.«Двадцать лет назад, когда я был аспирантом, мне просто сказали, что нельзя производить такие большие антиароматические соединения. Позже идея заключалась в том, что их можно делать, но с ними мало что можно сделать. Теперь вы можете это сделать, и он может переключаться между состояниями, и он может существовать в промежуточном состоянии. Это просто прекрасный прогресс в науке, прекрасный пример того, как улучшается способность химиков манипулировать материей ».

В своем естественном состоянии антиароматические соединения столь же нестабильны, как и ароматические углеводороды.В результате они стабилизировались всего несколько раз за всю историю отрасли. Антиароматика, которую Сесслер создал, работая с коллегами в Корее, Японии и Индии, имеет большое значение просто для присоединения к этой элитной группе. Не менее важен синтез промежуточного состояния, в первую очередь научного, а также способность системы переключаться между тремя различными электронными состояниями.

«Это первый раз, когда вы действительно можете провести тест вкуса кока-колы и пепси», — сказал Сесслер.«У нас есть очень сложная теория в течение долгого времени, но вам нужны положительные и отрицательные элементы контроля в науке, чтобы прийти к действительно надежному выводу. Теперь у нас, наконец, есть подробное контролируемое сравнение того, что на самом деле делает ароматичность, как она меняет взаимодействие со светом, как влияет на цвет, как возбужденное состояние влияет на время жизни и так далее ».

Соединения

Sessler также могут иметь потенциальное применение в области хранения информации.

«Мы, как люди, очень хороши в манипулировании электронами, — сказал Сесслер, — и хотя это не моя игра на данный момент, нетрудно представить, как система, имеющая три различных электронных состояния и обратимая, могла бы обеспечить возможность хранить информацию так, как мы не могли раньше.Двоичный код дает нам компьютеры. Ternary может дать нам еще больше власти ».

химических веществ в мясе, приготовленном при высоких температурах и риске рака

  • Cross AJ, Sinha R. Мутагены / канцерогены, связанные с мясом, в этиологии колоректального рака. Экологический и молекулярный мутагенез 2004; 44 (1): 44–55.

    [Аннотация PubMed]
  • Jägerstad M, Skog K.Генотоксичность пищевых продуктов, подвергнутых тепловой обработке. Mutation Research 2005; 574 (1–2): 156–172.

    [Аннотация PubMed]
  • Синха Р., Ротман Н., Марк С.Д. и др. Более низкие уровни 2-амино-3,8-диметилимидазо [4,5-f] -хиноксалина (MeIQx) в моче у людей с более высокой активностью CYP1A2. Канцерогенез 1995; 16 (11): 2859–2861.

    [Аннотация PubMed]
  • Moonen H, Engels L, Kleinjans J, Kok T.Полиморфизм CYP1A2-164A -> C (CYP1A2 * 1F) связан с риском развития колоректальных аденом у людей. Письма о раке 2005; 229 (1): 25–31.

    [Аннотация PubMed]
  • Батлер Л.М., Дюгуай Й., Милликан Р.С. и др. Совместное влияние генотипа UDP-глюкуронозилтрансферазы 1A7 и воздействия канцерогенов с пищей на риск рака толстой кишки. Эпидемиология, биомаркеры и профилактика рака 2005; 14 (7): 1626–1632.

    [Аннотация PubMed]
  • Nöthlings U, Yamamoto JF, Wilkens LR, et al.Потребление мяса и гетероциклических аминов, курение, полиморфизмы NAT1 и NAT2 и риск колоректального рака в многоэтническом когортном исследовании. Эпидемиология рака, биомаркеры и профилактика 2009; 1 8 (7): 2098-2106.

    [Аннотация PubMed]
  • Agudo A, Peluso M, Sala N и др. Аддукты ароматической ДНК и полиморфизмы метаболических генов у здоровых взрослых: результаты когорты EPIC-Spain. Канцерогенез 2009; 30 (6): 968-976.

    [Аннотация PubMed]
  • Цай Т., Яо Л., Турески Р.Дж. Биоактивация гетероциклических ароматических аминов УДФ-глюкуронозилтрансферазами. Химические исследования в токсикологии 2016; 29 (5): 879-891.

    [Аннотация PubMed]
  • Мелконян С.К., Даниэль С.Р., Йе Й и др. Взаимодействие между геном и окружающей средой локусов восприимчивости, выявленных в рамках общегеномных ассоциаций, и мутагенов, связанных с приготовлением мяса, в этиологии почечно-клеточного рака. Рак 2016; 122 (1): 108-115.

    [Аннотация PubMed]
  • Сугимура Т., Вакабаяси К., Накагама Х., Нагао М. Гетероциклические амины: мутагены / канцерогены, образующиеся при варке мяса и рыбы. Наука о раке 2004; 95 (4): 290–299.

    [Аннотация PubMed]
  • Ито Н., Хасегава Р., Сано М. и др. Новый канцероген толстой кишки и молочной железы в приготовленной пище, 2-амино-1-метил-6-фенилимидазо [4,5-b] пиридин (PhIP). Канцерогенез 1991; 12 (8): 1503–1506.

    [Аннотация PubMed]
  • Като Т., Огаки Х., Хасегава Х. и др. Канцерогенность у крыс мутагенного соединения 2-амино-3,8-диметилимидазо [4,5-f] хиноксалина. Канцерогенез 1988; 9 (1): 71–73.

    [Аннотация PubMed]
  • Като Т, Мигита Х, Огаки Х и др. Индукция опухолей в зубной железе, ротовой полости, толстой кишке, коже и молочной железе крыс F344 мутагенным соединением, 2-амино-3,4-диметилимидазо [4,5-f] хинолином. Канцерогенез 1989; 10 (3): 601–603.

    [Аннотация PubMed]
  • Ohgaki H, Kusama K, Matsukura N и др. Канцерогенность у мышей мутагенного соединения 2-амино-3-метилимидазо [4,5-f] хинолина из жареной сардины, вареной говядины и говяжьего экстракта. Канцерогенез 1984; 5 (7): 921–924.

    [Аннотация PubMed]
  • Ohgaki H, Hasegawa H, Suenaga M и др. Индукция гепатоцеллюлярной карциномы и высокометастатической плоскоклеточной карциномы в предсердии мышей путем кормления 2-амино-3,4-диметилимидазо [4,5-f] хинолином. Канцерогенез 1986; 7 (11): 1889–1893.

    [Аннотация PubMed]
  • Шираи Т., Сано М., Тамано С. и др. Простата: мишень для канцерогенности 2-амино-1-метил-6-фенилимидазо [4,5-b] пиридина (PhIP), полученного из приготовленной пищи. Cancer Research 1997; 57 (2): 195–198.

    [Аннотация PubMed]
  • Комитет по диете, питанию и раку, Ассамблея наук о жизни, Национальный исследовательский совет. Диета, питание и рак . National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия, 1982 г. Получено 27 сентября 2010 г. с: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=371&page=1.

  • Абид З., Кросс А.Дж., Синха Р. Мясо, молочные продукты и рак. Американский журнал клинического питания 2014; 100 Приложение 1: 386S-893S.

    [Аннотация PubMed]
  • Cross AJ, Ferrucci LM, Risch A, et al.Большое проспективное исследование потребления мяса и риска колоректального рака: исследование потенциальных механизмов, лежащих в основе этой связи. Исследования рака 2010; 70 (6): 2406–2414.

    [Аннотация PubMed]
  • Кьяварини М., Бертарелли Дж., Минелли Л., Фабиани Р. Диетическое потребление мутагенов, связанных с приготовлением мяса (ГКА), и риск колоректальной аденомы и рака: систематический обзор и метаанализ. Питательные вещества 2017; 9 (5).pii: E514.

    [Аннотация PubMed]
  • Nagao M, Tsugane S. Рак в Японии: распространенность, профилактика и роль гетероциклических аминов в канцерогенезе человека. Гены и окружающая среда 2016; 38:16.

    [Аннотация PubMed]
  • Андерсон К.Е., Синха Р., Куллдорф М. и др. Прием мяса и методы приготовления: Связь с раком поджелудочной железы. Mutation Research 2002; 506–507: 225–231.

    [Аннотация PubMed]
  • Stolzenberg-Solomon RZ, Cross AJ, Silverman DT, et al. Потребление мяса и мясных мутагенов и риск рака поджелудочной железы в когорте NIH-AARP. Эпидемиология, биомаркеры и профилактика рака 2007; 16 (12): 2664–2675.

    [Аннотация PubMed]
  • Cross AJ, Peters U, Kirsh VA и др. Перспективное исследование мяса и мясных мутагенов и риска рака простаты. Исследования рака 2005; 65 (24): 11779–11784.

    [Аннотация PubMed]
  • Sinha R, Park Y, Graubard BI, et al. Мясо и связанные с мясом соединения и риск рака простаты в большом проспективном когортном исследовании в США. Американский журнал эпидемиологии 2009; 170 (9): 1165–1177.

    [Аннотация PubMed]
  • Bylsma LC, Александр ДД. Обзор и метаанализ проспективных исследований красного и обработанного мяса, методов приготовления мяса, гемового железа, гетероциклических аминов и рака простаты. Журнал питания 2015; 14: 125.

    [Аннотация PubMed]
  • Le NT, Michels FA, Song M и др. Перспективный анализ мясных мутагенов и колоректального рака в исследовании здоровья медсестер и последующем исследовании медицинских работников. Перспективы гигиены окружающей среды 2016; 124 (10): 1529-1536.

    [Аннотация PubMed]
  • Всемирный фонд исследований рака / Американский институт исследований рака.Еда, питание, физическая активность и профилактика рака: глобальная перспектива. Вашингтон, округ Колумбия: AICR, 2007.

  • Knize MG, Felton JS. Образование и риск для человека канцерогенных гетероциклических аминов, образующихся из природных предшественников в мясе. Обзоры питания 2005; 63 (5): 158–165.

    [Аннотация PubMed]
  • Kabat GC, Cross AJ, Park Y и др. Потребление мяса и подготовка мяса в связи с риском рака груди в постменопаузе в исследовании диеты и здоровья NIH-AARP. Международный журнал рака 2009; 124 (10): 2430–2435.

    [Аннотация PubMed]
  • Родригес К., Маккаллоу М.Л., Мондул А.М. и др. Потребление мяса среди чернокожих и белых мужчин и риск рака простаты в когорте диетологов, включенных в исследование II, посвященное профилактике рака. Эпидемиология, биомаркеры и профилактика рака 2006; 15 (2): 211–216.

    [Аннотация PubMed]
  • Ву К., Синха Р., Холмс М. и др.Мутагены мяса и рак груди у женщин в постменопаузе — когортный анализ. Эпидемиология, биомаркеры и профилактика рака 2010; 19 (5): 1301–1310.

    [Аннотация PubMed]
  • Rohrmann S, Zoller D, Hermann S, Linseisen J. Потребление гетероциклических ароматических аминов из мяса в когорте Европейского проспективного исследования рака и питания (EPIC) -Heidelberg. Британский журнал питания 2007; 98 (6): 1112–1115.

    [Аннотация PubMed]
  • Специальный выпуск: Летучие соединения и химические вещества запаха (запах и аромат) пищевых продуктов

    Уважаемые коллеги,

    Среди составляющих пищи летучие соединения представляют собой особенно интересную группу молекул, поскольку они вызывают запах и аромат.В самом деле, обоняние — один из основных аспектов, влияющих на восприятие или неприязнь определенных продуктов питания. Летучие соединения воспринимаются органами чувств обоняния носовой полости и вызывают множество ассоциаций и эмоций еще до того, как еда будет вкушена. Такая реакция возникает из-за того, что информация от этих рецепторов направляется в гиппокамп и миндалину, ключевые области мозга, участвующие в обучении и памяти.

    Помимо определения запаха активных соединений, анализ летучих соединений в пищевых продуктах также применим для обнаружения созревания, старения и разложения фруктов и овощей, а также для мониторинга и контроля изменений во время обработки и хранения пищевых продуктов (i .е., консервирование, ферментация, приготовление и упаковка).

    Я искренне приглашаю коллег представить свои оригинальные исследования или обзорные статьи, охватывающие все аспекты исследований летучих соединений в пищевом секторе (за исключением пестицидов) и / или аналитические методы, используемые для идентификации, измерения и мониторинга этих молекул.

    Доктор Эухенио Апреа
    Приглашенный редактор

    Информация для подачи рукописей

    Рукописи должны быть представлены онлайн по адресу www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска. Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

    Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (за исключением трудов конференции). Все рукописи проходят тщательное рецензирование путем слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Molecules — это международный рецензируемый журнал с открытым доступом, выходящий раз в полгода, издающийся MDPI.

    Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи.Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 2000 швейцарских франков. Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.

    Гетероциклические ароматические амины Гетерокомплексирование с биологически активными ароматическими соединениями и его возможная роль в химиопрофилактике

    Пищевые гетероциклические ароматические амины (ГКА) — известные мутагены и канцерогены, особенно присутствующие в рационе западного населения, которое содержит большое количество мяса и его продуктов.ГКА способны взаимодействовать с ДНК напрямую посредством образования ковалентных аддуктов, однако этот процесс требует биологической активации в печени, в основном ферментами цитохрома P450. Этот процесс может вызывать мутации и, как следствие, способствовать развитию рака. Однако существует множество исследований, показывающих, что некоторые биологически активные ароматические соединения (БАС) могут защищать от генотоксических эффектов ГКА. Прямые взаимодействия и образование нековалентных гетерокомплексов могут быть одним из важнейших механизмов такой защиты.В этой работе описывается несколько БАХ, присутствующих в рационе человека, которые способны образовывать молекулярные комплексы с ГКА и защищать клетки, а также целые организмы от действия ГКА.

    1. Введение

    Некоторые мутагены и канцерогены человека относятся к ароматическим веществам. Примерами могут служить полициклические углеводороды (ПАУ), афлатоксины, бромид этидия, акридиновые красители, такие как ICR170 и ICR191, противораковые препараты: дауномицин, доксорубицин и митоксантрон, а также гетероциклические ароматические амины (ГКА) пищевого происхождения.Среди них огромное внимание уделяется ГКА, которые могут быть ответственны за рост рака желудочно-кишечного тракта, особенно наблюдаемый в западных диетических группах населения с высоким потреблением мяса (рис. 1).


    Мутагенная активность термически обработанного мяса была впервые обнаружена в 1939 году [1], а затем в конце 1970-х годов [2]. Эти наблюдения привели к выделению и характеристике нового класса сильнодействующих пищевых мутагенов / канцерогенов, гетероциклических ароматических аминов (ГКА) [3].По своей структуре ГКА можно разделить на два класса [4]. ГКА 2-амино-3-метилимидазо [4,5- f ] хинолин (IQ-) образуются во время тепловой обработки смесей креатин / креатинин, сахаров и свободных аминокислот при температурах ниже 300 ° C в реакции Майяра. . ГКА второго класса, не относящиеся к IQ-типу, образуются при более высоких температурах, выше 300 ° C, путем пиролиза аминокислот и белков. Все ГКА имеют в своей структуре по крайней мере одно ароматическое и одно гетероциклическое кольцо.

    ГКА являются мощными мутагенами в анализе Salmonella / реверсия, а также подтвержденными канцерогенами у лабораторных животных, вызывающими полиорганные опухоли, например, в толстой кишке, молочных железах и простате [5].Более того, во многих исследованиях [6–9] наблюдалась тесная взаимосвязь между потреблением термически обработанной богатой белком пищи (в основном, мяса и рыбы) и возникновением рака, что указывает на важную роль ГКА в канцерогенезе человека.

    Считается, что ГКА проявляют мутагенную / канцерогенную активность только после их метаболической активации, включающей фазу I N -гидроксилирования различными изоферментами цитохрома P450 (в основном CYP1A2) и фазу II этерификации экзоциклической аминогруппы.Продукты активации как фазы I, так и фазы II могут спонтанно превращаться в ионы арилнитрения (R-NH + ), способные образовывать ковалентные аддукты с ДНК [10].

    ГКА считаются важными факторами канцерогенеза, связанного с образом жизни, согласно IARC, классифицируются как канцерогены 2A / B [11, 12], поэтому они широко исследуются во всем мире с особым интересом к поиску методов снижения их генотоксического потенциала. В результате были проведены многочисленные исследования защитных эффектов некоторых пищевых компонентов против мутагенной и канцерогенной активности ГКА.По оценкам, около 600 различных индивидуальных соединений, а также сложных смесей были описаны как антимутагенные или антиканцерогенные по отношению к ГКА, представляя различные механизмы действия [13]. Предлагаемые механизмы защиты включают ингибирование образования мутагена, ингибирование ферментов, активирующих ГКА, индукцию ферментов, детоксифицирующих ГКА, удаление электрофилов, усиление репарации ДНК, изменение сигнальных путей, участвующих в апоптозе и пролиферации, и прямое связывание ГКА и их метаболитов перехватчиком. молекулы [14].

    В исследованиях молекулярных механизмов химиопрофилактики против активности ГКА, наблюдаемой для нескольких компонентов пищи, основное внимание уделяется взаимодействию этих соединений с различными метаболическими путями ГКА, с защитными эффектами, возникающими в результате снижения биоактивации ГКА и / или усиление их детоксикации. Тем не менее, принимая во внимание, что многие природные защитные соединения имеют в своей структуре ароматические фрагменты, представляется возможным, что нековалентные прямые взаимодействия, особенно образование стэкинг-комплексов ( π π ) между защитными молекулами и ГКА, могут, по крайней мере частично, , способствуют наблюдаемым химиопрофилактическим эффектам.Такое связывание молекул мутагена в гетерокомплексах с биологически активными ароматическими соединениями (БАС) может снизить их биодоступность и, как следствие, эффективно предотвратить их генотоксические эффекты (рис. 2).


    Эта статья суммирует текущее состояние знаний о важности гетерокомплексирования в уменьшении различных биологических эффектов ГКА.

    2. Механизм гетерокомплексов

    Механизм защитного действия малых ароматических молекул против активности ГКА часто объясняется их способностью образовывать гетерокомплексы между этими соединениями.Образование таких комплексов зависит от гидрофобных взаимодействий между π π электронных систем из перекрывающихся ароматических колец, присутствующих в обеих молекулах. Способность образования стэкинг-гетерокомплексов может быть описана несколькими биофизическими параметрами, такими как изменения энтальпии () или константы ассоциации (например, константа ассоциации соседства,). Например, рассчитанные значения констант ассоциации соседства для образования комплекса ГКА-теофиллин больше, чем значения гетерокомплексов ГКА-кофеин и ГКА-пентоксифиллин [15].Андрейюк и др. сообщили о подобной взаимосвязи между значениями констант ассоциации образования гетерокомплексов для некоторых ароматических соединений и теофиллина и других метилксантинов [16]. Это различие было интерпретировано как следствие отсутствия группы 7-Me в молекулах теофиллина, который присутствует в кофеине и может создавать стерические препятствия, уменьшая возможность гетерокомплексирования [16]. Возможность образования комплексов высокого порядка можно рассматривать как еще одну причину различий между значениями констант ассоциации образования стэкинг-комплексов.Образование комплексов такого высокого порядка было предложено ранее для взаимодействия между кофеином (CAF) и противораковым препаратом митоксантроном (MIT) [17]. Авторы предположили, что образование комплекса MIT- (CAF) 2 более вероятно и термодинамически более выгодно, чем гетерокомплекс 1: 1, на основании более низких значений изменения энтальпии для гетерокомплексов 2: 1 [17]. Помимо образования стэкинг-комплексов, прямое связывание мутагена с молекулами ингибитора может включать электростатические взаимодействия и взаимодействия водородных связей, которые могут действовать независимо или дополнительно к образованию гетерокомплексов, стабилизируя / стимулируя взаимодействия π π за счет облегчения стыковки двух молекул.Семенов и др. предположили, что стэкинг гетерокомплексов может быть стабилизирован за счет образования межмолекулярных водородных связей, что было продемонстрировано с помощью колебательной спектроскопии для взаимодействия флавин-мононуклеотидов с бромидом этидия и профлавином [18]. Все вышеупомянутые факторы могут влиять на способность некоторых ароматических соединений образовывать стэкинг-гетерокомплексы с ГКА.

    Есть два возможных механизма, описывающих, как образование стэкинг-гетерокомплексов между небольшими ароматическими молекулами может модулировать их биологическую активность.Во-первых, образование гетерокомплексов между ГКА и некоторыми ароматическими соединениями может снизить концентрацию свободной биологически активной формы ГКА, тем самым уменьшив их биологическую активность. Этот механизм защиты известен как «перехватывающий» режим действия CAF и других метилксантинов и был предложен Bedner et al. [19]. «Перехватывающий» режим CAF был описан и проанализирован для ГКА [15] и ряда других ароматических соединений: бромистого этидия [20, 21], пропидия иодида [19, 20], хинакринового горчицы, ICR170, ICR191 [22], профлавина [ 23] и несколько противоопухолевых препаратов [17, 24, 25].Аналогичный механизм был также описан для взаимодействия хлорофиллина (CHL) [26] и других природных компонентов рациона человека [27] с некоторыми ароматическими соединениями. Было показано, что ХЛ образует стекирующие гетерокомплексы с ГКА и, как следствие, снижает их мутагенную активность и снижает их абсорбцию из желудочно-кишечного тракта [28, 29]. Второй предложенный механизм защитного действия CAF и других ароматических соединений определяется как «протекторный» механизм действия [19]. Согласно этому механизму CAF может интеркалировать в ДНК и конкурировать с мутагеном за свободные сайты связывания [21, 23].Однако «протекторный» режим CAF или других ароматических соединений по отношению к HCA кажется маловероятным, поскольку биологически активированные HCA образуют ковалентные аддукты, а не интеркалируют в ДНК [30, 31].

    3. Роль хлорофиллина (CHL) и других порфиринов

    Хлорофиллин (CHL) представляет собой водорастворимую соль хлорофилла, содержащую хелатный ион меди или натрия. CHL, несомненно, является одной из наиболее изученных молекул-перехватчиков, которые могут эффективно снижать активность некоторых ароматических мутагенов и канцерогенов, таких как ПАУ, афлатоксин B 1 (AFB1) и ГКА [32].Его защитная активность часто объясняется его способностью образовывать стекированные гетерокомплексы с планарными ароматическими мутагенами, которые могут снижать их биодоступность и, следовательно, защищать от их биологических эффектов.

    3.1. Прямое взаимодействие между HCA и CHL

    УФ-видимая спектроскопия продемонстрировала, что CHL образует молекулярные комплексы с IQ со стехиометрией 2: 1 и константой диссоциации мМ, определенной по графику Бенези-Хильдебранда [33]. Более того, было доказано, что ХЛ подавляет мутагенную активность широкого спектра ГКА IQ-типа и не-IQ-типа в краткосрочных анализах генотоксичности [29].Прямые взаимодействия между CHL и HCA исследовали спектрофотометрически, при этом константы связывания, определенные по графику Бенези-Хильдебранда, находились в диапазоне от 3,07 · 10 3 M −1 до 12,74 · 10 3 M −1 и 2: 1 и 1. : 1 стехиометрии образования комплексов CHL-мутаген для ГКА IQ-типа и не-IQ-типа соответственно. Наблюдаемые защитные эффекты CHL против мутагенной активности HCA явно коррелировали с силой образования комплекса мутаген-CHL, что отражалось соответствующими значениями константы связывания.Эти данные подтверждают гипотезу о том, что перехват молекул ароматических мутагенов в нековалентных молекулярных комплексах с CHL можно рассматривать как эффективный механизм защитного действия CHL, особенно для систем, в которых молекулы-перехватчики могут достигать концентраций, значительно превышающих возможные концентрации мутагена. Дальнейшие исследования с использованием молекулярного моделирования взаимодействий ГКА IQ- и не-IQ-типа с CHL и его структурно родственными производными порфирина показали, что два фактора вносят вклад в образование молекулярных комплексов [34].Во-первых, экзоциклическая аминогруппа, присутствующая в HCA, может взаимодействовать с кислотными группами CHL и других порфиринов. Замена аминогруппы на нитрогруппу в NO 2 IQ привела к его очень слабому взаимодействию с CHL (константа связывания оценивается <0,5 · 10 3 M -1 ) и сопровождалась отсутствием антимутагенной активности. ХЛ в сторону нитро-IQ [29]. Во-вторых, стэкинг ( π π ) взаимодействия между перекрывающимися ароматическими кольцами имеет решающее значение для стабильных взаимодействий между HCA и производными порфирина.Было показано, что присутствие метильных групп в производных хлорофилла, которые могут вносить стерические затруднения и, таким образом, мешать взаимодействиям π π , увеличивает минимальную энергию взаимодействий [34]. В то же время авторы заметили, что многие молекулы-перехватчики, помимо гетерокомплекса с ароматическими мутагенами, могут взаимодействовать друг с другом, образуя димеры или более длинные гомоагрегаты. Этот эффект может усложнить количественный анализ экспериментальной системы, поскольку доля свободного / связанного перехватчика не может быть напрямую связана с количеством добавленного мутагена.Эту проблему можно преодолеть, используя термодинамические модели смешанной агрегации, которые допускают бесконечное гомо- и гетерокомплексирование между взаимодействующими ароматическими молекулами и позволяют не только вычислять константы связывания, то есть константы ассоциации соседства, но и определять концентрации каждого из возможных компонент каждой анализируемой смеси мутаген-перехватчик. Такой подход был успешно применен для анализа взаимодействия ГКА [15] и других ароматических молекул [22, 35, 36] с кофеином и другими метилксантинами и будет подробно обсужден в следующем разделе этой статьи.

    3.2. Перехват и другие механизмы действия CHL

    Хотя подавляющее большинство исследований, касающихся CHL как химиопротекторного агента, показывают, что CHL действует как «перехватывающая» молекула, образуя гетерокомплексы с несколькими планарными мутагенами, есть несколько статей, описывающих различные способы антимутагенного и антиканцерогенного действия CHL. деятельность. Юн и др. [37] предположили, что CHL может инактивировать цитохром P450 (CYP), участвующий в биоактивации многих мутагенов окружающей среды и пищевых продуктов, тогда как Tachino et al.[38] указали на антиоксидантные и улавливающие свободные радикалы эффекты CHL и повышенную скорость деградации мутагенов в присутствии CHL. Эти альтернативные механизмы действия CHL могут объяснить его защитное действие по отношению к неароматическим соединениям, таким как алкилирующие агенты: метилметансульфонат (MMS), метилнитрозомочевина (MNU), этилнитрозомочевина (ENU) [39, 40] или радиационно-индуцированное повреждение ДНК [41, 42]. Более того, влияние ХЛ на печеночные ферменты фазы II было предложено как способ защитного действия ХЛ против низких доз PhIP у крыс [43].

    С другой стороны, было продемонстрировано, что CHL защищает от мутагенной активности производных прямого действия N -гидрокси-HCA: Trp-P-2 [NHOH] [44], N -OH-IQ [45], и другие ароматические соединения прямого действия: бензо [a] пирен-7,8-диол-9,10-эпоксид (BPDE) [46] и афлатоксин B 1 -8,9-эпоксид [47]. Напротив, не наблюдалось ингибирующего действия CHL в отношении небольших неплоских алкилирующих агентов, N’-метил-N’-нитрозомочевины (MNU) и этилметансульфоната (EMS) [46].Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что наблюдаемые антимутагенные эффекты CHL объясняются перехватом ароматических мутагенов в молекулярных комплексах с помощью CHL, а не модификацией ферментов, метаболизирующих ксенобиотики.

    In vitro защитные эффекты CHL по отношению к ДНК были продемонстрированы в исследованиях, проведенных Pietrzak et al. [26]. Анализ поглощения света и флуоресцентной спектроскопии трехкомпонентных смесей мутаген-CHL-ДНК показал, что CHL индуцировал дозозависимое уменьшение мутагена в комплексе с концентрацией ДНК.Мутагены, использованные в исследовании, акридиновый апельсин, хинакриновый горчица и доксорубицин, интеркалируют в ДНК, а не образуют ковалентные аддукты, что типично для ГКА. Тем не менее, эти результаты in vitro подтверждают гипотезу о том, что прямые взаимодействия между ароматическим мутагеном и молекулами CHL могут влиять на его сродство к связыванию с ДНК, независимо от каких-либо других сложных механизмов действия, которые нельзя полностью исключить, когда живые организмы используются в качестве экспериментальных. модели.

    3.3. Адсорбция ГКА на нерастворимых носителях, содержащих CHL

    «Перехватывающий» способ химиопрофилактического действия CHL был дополнительно исследован в исследованиях, включающих адсорбцию ароматических мутагенов на CHL, связанном с нерастворимыми носителями, сефарозой [48] и хитозаном [49]. Было продемонстрировано, что широкий спектр полициклических планарных мутагенов, включая ГКА не-IQ-типа, Trp-P-1 и Trp-P-2, сильно адсорбируется на CHL, ковалентно связанном с сефарозой [48]. Кроме того, была выявлена ​​положительная взаимосвязь между силой адсорбции определенных мутагенов на CHL-сефарозе и эффективностью CHL в ингибировании их мутагенной активности [48].Исследования с ХЛ, фиксированным на хитозане, показали, что плоские молекулы, имеющие три или более конденсированных кольца (включая IQ, MeIQ, MeIQx, Glu-P-1 и Trp-P-2), эффективно адсорбируются на CHL-хитозане, тогда как для двухкольцевых Из протестированных соединений только те, которые имеют значительную плоскую поверхность, такие как PhIP, нековалентно связываются с CHL-хитозаном [49]. В целом адсорбция ароматических соединений на CHL-хитозане была намного сильнее, чем на CHL-сефарозе, и в отличие от CHL-сефарозы, мутагены, адсорбированные на CHL-хитозане, трудно элюировать даже при очень низких значениях pH.Адсорбция HCA на CHL-хитозане оказалась релевантной для in vivo защитных эффектов CHL-хитозана, вводимого совместно с ароматическими канцерогенами. Количество аддуктов Trp-P-2-ДНК в печени и других органах было значительно снижено у мышей, получавших Trp-P-2 и CHL-хитозан [50, 51], что объяснялось снижением абсорбции связанного CHL-хитозана. мутаген из желудочно-кишечного тракта. Было доказано, что ХЛ-хитозан полезен для людей, способствуя выведению диоксинов с фекалиями и кожным салом [52].

    3.4. Влияние CHL на биодоступность канцерогена

    Исследования с использованием модели монослойного транспорта Caco-2 показали, что CHL снижает поглощение in vitro канцерогенов из кишечника [53]. В этих исследованиях отслеживалось влияние CHL на скорость всасывания дибензо [ a, l ] пирена (DBP), AFB1 и PhIP через кишечные эпителиальные клетки. Было показано, что CHL ингибирует транспорт ароматических мутагенов, будучи наиболее эффективным в отношении DBP, для которого наблюдалось значительное ингибирование при соотношении мутаген: CHL 1:10.Для AFB1 соотношение мутаген: CHL 1: 100 было достаточным для уменьшения транспорта почти на 50%, тогда как соотношение мутаген: CHL 1: 1000 было необходимо для ингибирования абсорбции PhIP на 35%. Эти различия в эффективности CHL для ингибирования транспорта мутагена через монослой Caco-2 можно объяснить разным сродством CHL к анализируемым мутагенам, что отражается в константах связывания взаимодействий мутаген-CHL: наивысший для BDP-CHL, промежуточный для AFB1-CHL и по данным Dashwood et al. [34], гораздо ниже для PhIP-CHL.Эти результаты согласуются с отчетом Dashwood и Guo [33], которые предположили, основываясь на константах связывания мутагена с CHL, что действие перехватчика CHL может быть эффективным только тогда, когда концентрации CHL намного выше, чем концентрации мутагена, например, IQ: CHL весовое соотношение 1: 27 000 обеспечивает полную секвестрацию IQ в комплексах с CHL. Тем не менее, принимая во внимание относительно высокие дозы CHL и низкое воздействие большинства канцерогенов с пищей, кажется возможным, что высокое соотношение CHL: канцероген может быть легко достигнуто в желудочно-кишечном тракте.Следовательно, ХЛ может действовать как первая линия защиты, образуя нековалентные гетерокомплексы с ароматическими мутагенами / канцерогенами пищевого происхождения и снижая их абсорбцию из желудочно-кишечного тракта. Более ранние исследования in vivo на модели абсорбции петли кишечника крыс дали аналогичные результаты; Введение ХЛ в изолированные петли кишечника снижает биодоступность и абсорбцию IQ [28].

    3.5. Исследования на животных по защите CHL от HCA и других пищевых канцерогенов

    Антигенотоксический потенциал CHL в отношении HCA наблюдался в многочисленных исследованиях на лабораторных животных.Совместное лечение крыс F344 PhIP и CHL снижало частоту рака молочной железы [54]. Аналогичную защиту от PhIP-индуцированного канцерогенеза молочной железы у крыс F344 с помощью CHL наблюдали Hirose et al. [55]. Исследования влияния CHL на канцерогенную активность IQ у крыс показали, что CHL защищает от рака толстой кишки, печени и тонкого кишечника [56]. Кроме того, было доказано, что CHL защищает от PhIP-индуцированных аберрантных очагов крипт (ACF) у крыс F344, уменьшая поглощение мутагена из желудочно-кишечного тракта, что было заключено на основании увеличения элиминации неметаболизированного PhIP с фекалиями в присутствии CHL [57] .ХЛ подавляла индуцированное IQ образование аддукта ДНК в печени крыс, напрямую взаимодействуя с мутагеном и, таким образом, снижая его захват из кишечника [28]. Кроме того, было продемонстрировано, что совместное лечение крыс IQ и CHL приводило к увеличению экскреции неметаболизированного мутагена с мочой и калом, подтверждая, что CHL может действовать как молекула-перехватчик, взаимодействуя с планарными мутагенами и уменьшая их биодоступность в желудочно-кишечном тракте и тканях [58 ]. Исследования на личинках Drosophila показали, что ХЛ значительно ингибирует образование аддукта MeIQx-ДНК.Был сделан вывод, что большие дозы CHL могут взаимодействовать и эффективно перехватывать MeIQx в корме, а также в желудочно-кишечном тракте личинок, ингибируя его биодоступность и всасывание [59]. Подобные защитные эффекты CHL наблюдались также в отношении других ароматических мутагенов. Хлорофилл подавлял абсорбцию диоксинов из желудочно-кишечного тракта [60]. Прямое взаимодействие между хлорофиллом, CHL и дибензо [ a, l ] пиреном (DBP) способствовало снижению поглощения мутагена печенью, тем самым уменьшая количество случаев рака желудка и печени у радужной форели [61].Химиопрофилактические свойства природного хлорофилла и CHL были также описаны для другого ароматического мутагена / канцерогена — AFB1 и AFB1-индуцированного канцерогенеза у крыс [62]. Защита была результатом снижения поглощения мутагена в кишечнике, что было заключено на основании повышенной экскреции AFB1 с фекалиями животных, получавших CHL и хлорофилл. Более того, образование молекулярных комплексов между двумя антиканцерогенами и AFB1 было подтверждено экспериментами по тушению флуоресценции со стехиометрией 1: 1 и константами диссоциации μ, M и 3.05 μ M для взаимодействий AFB1-хлорофилл и AFB1-CHL соответственно [62]. CHL, вводимый вместе с AFB1 в рационе, ингибировал связывание AFB1 с ДНК у форели. Интересно, что более низкие защитные эффекты наблюдались при введении AFB1 животным путем внутрибрюшинной инъекции, что значительно снижает возможность прямого взаимодействия между CHL и мутагеном в кишечнике [47]. Аналогичные наблюдения были сделаны Гуо и Дэшвудом [63]. Они продемонстрировали, что одновременное введение IQ и CHL крысам имеет решающее значение для наиболее эффективного ингибирования связывания IQ-ДНК.Эти данные служат дополнительным доказательством перехватывающего механизма защитного действия CHL.

    3,6. Химиопротективные эффекты ХЛ в исследованиях на людях

    В исследованиях на людях было доказано, что ХЛ действует как защитный агент ГКА. Было продемонстрировано, что таблетки CHL, вводимые людям, оказывают ингибирующее действие на повреждение ДНК, вызванное HCA-содержащим жареным мясом в целевых колоректальных клетках [64]. Клинические испытания химиопрофилактики на людях с высоким уровнем воздействия AFB1 показали, что 100 мг диетической CHL три раза в день значительно снижает уровень афлатоксина-N 7 -гуанина, биомаркера аддукта ДНК печени в моче [65].Это исследование ясно продемонстрировало, что CHL может быть эффективным агентом, подходящим для снижения риска рака человека из-за диетического AFB1. Подробные фармакокинетические исследования на людях-добровольцах, получавших микродозы (30 нг) AFB1, показали, что хлорофилл, а также введение CHL значительно влияют на различные фармакокинетические параметры и снижают системную абсорбцию AFB1 [66]. Эти данные прямо указывают на то, что ХЛ и хлорофилл оказывают защитное действие на человека, снижая биодоступность ароматических мутагенов.

    4. Роль кофеина и других метилксантинов

    Кофеин (CAF), входящий в состав нескольких популярных напитков (кофе, чай и энергетические напитки), является наиболее широко потребляемым алкалоидом во всем мире. Статистические данные из США показали, что среднесуточное потребление CAF может достигать 193 мг / день на человека [67]. Многие эпидемиологические исследования показывают, что кофеин может снизить риск рака [68–71]. Поскольку влияние кофеина на организм человека чрезвычайно сложно, общий механизм его действия в качестве химиопрофилактического средства до сих пор полностью не изучен.Общеизвестно, что CAF может модулировать метаболизм ксенобиотиков, в основном за счет индукции ферментов цитохрома P450. Таким образом, считается, что CAF может оказывать защитное действие за счет усиления детоксикационных путей многочисленных канцерогенных соединений. С другой стороны, CAF интенсивно метаболизируется через изофермент 1A2 цитохрома P450 (CYP1A2) [72]. Таким образом, конкурентное ингибирование CYP1A2 можно упомянуть как один из возможных механизмов защитного действия CAF в отношении нескольких проканцерогенов, например, HCA, которые биологически активируются CYP1A2.

    4.1. Ингибирование активности ГКА с помощью CAF

    Было продемонстрировано, что напитки с высоким содержанием кофеина, такие как различные виды чая [73–76], а также кофе [77], могут ингибировать биологическую активность ГКА. Более того, было показано, что чай без кофеина менее эффективен в снижении мутагенной активности PhIP, чем обычный чай [75].

    CAF, как было доказано, ослабляет мутагенные эффекты MeIQ, Trp-P-2, MeIQx [78, 79] и PhIP [75]. Этот защитный потенциал CAF был приписан ингибированию микросомальных ферментов (например,g., CYP1A2), участвующих в биоактивации ГКА. Эксперименты с лабораторными животными показали, что прием напитков, содержащих CAF, не только защищает от генотоксичности, вызванной IQ, но также вызывает индукцию изоферментов CYP1A2 и CYP1A1 примерно на 20–30% [76]. Последние должны усиливать, а не уменьшать генотоксичность ГКА за счет увеличения отношения биоактивации ГКА к высокореактивным промежуточным продуктам арилнитрена, что позволяет предположить, что в наблюдаемом защитном действии могут быть задействованы механизмы, отличные от модуляции ферментов фазы I.Ингибирующее действие экстрактов чая на промутагены (IQ, Glu-P-1), а также мутагены прямого действия (9-аминоакридин и N-метил-N-нитро-N-нитрозогуанидин) дополнительно подтверждают гипотезу о том, что защитные эффекты CAF не может быть полностью объяснен его влиянием на систему активации ксенобиотиков [80]. Наличие дополнительных механизмов к ингибированию ферментативной активности цитохрома P450 было также предложено Ченом и Йеном [73]. Кроме того, Weisburger et al. уточнили альтернативные механизмы действия CAF против HCA, среди которых была предложена возможность прямого взаимодействия между планарными CAF и молекулами HCA [75].

    4.2. Образование молекулярных комплексов между HCA, CAF и другими метилксантинами

    Идея гетерокомплекса между CAF и HCA была дополнительно исследована для HCA и CAF IQ-типа, а также других метилксантинов (MTX), пентоксифиллина (PTX) и теофиллина (TH). [15]. Чтобы изучить прямые взаимодействия между HCA IQ-типа и метотрексатом, спектры поглощения света мутагенов, титрованных метотрексатом, были измерены и проанализированы для каждой пары HCA-MTX. Наблюдались отчетливые спектральные изменения, батохромный и гипохромный сдвиг, свидетельствующие об образовании стэкинг-комплексов ( π π ) между анализируемыми соединениями.При условии, что CAF и другие метотрексаты образуют гомоагрегаты в водном растворе, определение константы ассоциации для взаимодействия мутаген-метотрексат по графику Бенези-Хильдебранда не является очень точным подходом. Гомокомплексирование метотрексата может быть значительным, особенно при высоких (миллимолярный диапазон) концентрациях метотрексата, поэтому соотношение свободного / связанного метотрексата не может быть напрямую связано с количеством добавленного мутагена. Поэтому статистико-термодинамическая модель смешанной агрегации [81], которая предполагает бесконечную самоагрегацию одного из взаимодействующих лигандов, была применена в этом исследовании для расчета констант ассоциации соседних взаимодействий HCA-MTX.Полученные значения взаимодействий HCA-MTX находились в диапазоне 10 2 M -1 . Более того, модель была использована для оценки концентраций каждого возможного компонента каждой анализируемой смеси HCA-MTX (т.е. концентрации мономеров MTX и гомоагрегатов MTX и концентрации мономеров HCA и комплексов HCA-MTX). Было продемонстрировано, что 100: 1 соотношения метотрексата: ГКА достаточно для связывания более 80% молекул мутагена в комплексах с метотрексатом [15]. Таким образом, CAF и другие метотрексаты, по-видимому, гораздо более эффективны в перехвате HCA, чем CHL, для которого было предложено соотношение CHL: мутаген 27 000: 1 для эффективного связывания HCA [33].Эффективность связывания IQ-MTX, определенная in vitro, была подтверждена в исследованиях мутагенности [15]. Тестовые эксперименты Эймса показали, что CAF, PTX и TH вызывают значительное дозозависимое снижение мутагенной активности IQ. Сильная линейная корреляция между мутагенной активностью смесей IQ-MTX и свободной формой IQ предполагает, что CAF и другие антимутагенные активности MTX могут быть объяснены секвестрацией молекул HCA в гетерокомплексах с MTX. Более того, эти результаты показывают, что термодинамические модели могут быть полезным инструментом для оценки биологических эффектов гетерокомплексирования биологически активных ароматических соединений и для прогнозирования того, в какой степени перехватывающий потенциал может способствовать общему защитному действию нескольких ароматических соединений.

    Hernaez et al. сообщили, что CAF образует молекулярные комплексы с IQ-производным прямого действия N -OH-IQ с константой ассоциации · 10 3 M -1 , определенной с помощью спектрофотометрических экспериментов титрования и графика Бенези-Хильдебранда [45]. Однако, в отличие от вышеупомянутых исследований [15], не наблюдалось защитного действия CAF против мутагенной активности N -OH-IQ до 250 нмоль CAF на чашку.

    4.3. Гетерокомплексирование метотрексата с другими ароматическими лигандами

    Несмотря на то, что существует лишь несколько отчетов, описывающих роль перехвата CAF и других метотрексатов по отношению к HCA, гетерокомплексирование метотрексата с другими ароматическими соединениями широко изучалось.Ранее сообщалось, что CAF и другие MTX образуют укладывающиеся агрегаты с ароматическими красителями: акридиновым оранжевым [82–84], бромидом этидия [20, 81, 85], 4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI) [81 ], метиленовый синий [86], противоопухолевые препараты: доксорубицин, митоксантрон и дауномицин [17, 24, 81, 87], антибактериальный агент норфлоксацин [88], производное витамина B 2 флавин-мононуклеотид [87], нейротоксины [36] , 89] и ароматических мутагенов [22, 35]. Некоторые из этих отчетов раскрывают in vivo эффектов наблюдаемого гетерокомплексирования, указывая на то, что образование молекулярных комплексов между ароматическими соединениями может иметь значение в биологических системах [22, 35, 36, 89].

    Было продемонстрировано, что CAF и другие метотрексаты могут ингибировать связывание ДНК или даже вызывать деинтеркаляцию ароматических лигандов из ДНК [20, 21, 84, 88]. До сих пор обсуждается, является ли этот эффект результатом лишь снижения доступности лиганда из-за его перехвата метотрексатом или он также может быть связан с уменьшением сайтов связывания на ДНК, доступных для лигандов, вызванным интеркаляцией метотрексата. Тем не менее, эти результаты ясно демонстрируют, что прямые взаимодействия между ароматическими соединениями могут значительно изменить их биологические свойства.

    5. Прочие BAC
    5.1. Роль полифенолов

    Полифенолы — это ароматические соединения природного происхождения, содержащие не менее двух фенольных колец. Их антимикробные, антиканцерогенные и противовоспалительные свойства тщательно изучаются [90]. В области химиопрофилактики они показывают потенциал как для улавливания активных форм кислорода, так и для образования гетерокомплексов с ароматическими мутагенами [91, 92]. Последний механизм, как описано ранее, снижает мутагенный потенциал ароматических мутагенов за счет образования молекулярных комплексов с ароматическими мутагенами, тем самым снижая их биодоступность.Такие эффекты были описаны Osowski et al. Для одного из модельных мутагенов, акридинового апельсина и ресвератрола. [27].

    Были проведены многочисленные исследования химиопрофилактических механизмов полифенольных соединений против гетероциклических ароматических аминов. Исследования, проведенные Hernaez et al. показывает, что N -OH-IQ (производное IQ прямого действия) связывается с (-) — эпигаллокатехингаллатом (EGCG), (-) — эпигаллокатехином (EGC), (+) — катехином и (-) — эпикатехингаллатом. (ЭКГ) напрямую. Константы связывания, определенные из графика Бенези-Хильдебранда для этих полифенольных соединений, находятся в диапазоне 1 · 10 3 M -1 [45].Тем не менее, авторы этой работы предполагают, что определенные константы взаимодействия слишком низкие, чтобы способствовать наблюдаемому ингибированию мутагенной активности ГКА [45]. Однако две работы Дэшвуда и Гуо демонстрируют константу взаимодействия IQ-CHL, определенную по графику Бенези-Хильдебранда в диапазоне 7 · 10 3 M -1 . Тем не менее, авторы считают взаимодействия вероятным и важным механизмом химиопрофилактики CHL, особенно для высоких соотношений CHL: IQ (отношение CHL: IQ, необходимое для связывания 99.9% больше 27 000: 1) [29, 33]. Результаты взаимодействий IQ-MTX, опубликованные Woziwodzka et al. демонстрируют, что метотрексат снижает мутагенную активность ГКА, несмотря на смешанные константы ассоциации в диапазоне 1 · 10 2 M -1 [15]. Принимая во внимание эти данные, можно предположить, что константы связывания в диапазоне 1 · 10 3 M -1 указывают на механизм секвестрации ГКА полифенольными соединениями как правдоподобный и предполагают его роль в химиопрофилактическом действии этих соединений против ГКА. от активации ферментов фазы II и улавливания свободных радикалов.

    Кроме того, анализ Artemisia argyi , выполненный Nakasugi et al. выявили, что флавоны снижают мутагенную активность Trp-P-2 [93]. Сравнение результатов теста Эймса на мутагенность для Trp-P-2 и его активной формы, Trp-P-2 [NHOH], показывает, что, помимо других механизмов, образование гетерокомплексов следует рассматривать как важный химиопрофилактический механизм различных флавонов, а именно эупатилина. , яцеозидин, апигенин и хризоэриол. Представленные результаты показывают, что механизм образования гетерокомплексов ответственен за до 30% общего снижения мутагенной активности ГКА в тесте Эймса.Более того, представленные данные демонстрируют дозозависимое тушение флуоресценции Trp-P-2 указанными флавонами, что указывает на образование гетерокомплексов между Trp-P-2 и флавонами [93].

    Кроме того, Arimoto-Kobayashi et al. результаты показывают, что полифенольные соединения, присутствующие в пиве, могут действовать как перехватчики HCA [94]. Пиво и другие фенолсодержащие напитки (т.е. красное и белое вино, саке и бренди) проявляли сильные антимутагенные эффекты против Trp-P-2 и Trp-P-2 [NHOH] в тесте Эймса.Защитный эффект пивных полифенолов наблюдался только при одновременном введении мутагена с пивом. В тесте Эймса ни до, ни после обработки пивом не наблюдалось защитных эффектов по отношению к бактериям [94]. Напротив, предварительная обработка бактерий полифенольными соединениями вина (например, эллаговой кислотой) приводила к снижению мутагенной активности Trp-P-2 [NHOH], вероятно, из-за их антиоксидантных свойств [95].

    5.2. Роль растительных красителей

    Растительные красители с ароматической структурой, которые нельзя отнести к порфиринам или фенольным соединениям, также обладают многообещающей химиопрофилактической активностью.Идзава и др. проанализировали химиопрофилактическое действие красителей Monacus против производного Trp-P-2 прямого действия, Trp-P-2 [NHOH] [96]. Их результаты показывают, что ароматические красители, присутствующие в растениях Monacus , особенно красный и желтый красители, значительно снижают мутагенную активность ГКА, при этом наблюдаемый ингибирующий эффект для красных и желтых красителей достигает 55%. Важно то, что спектрофотометрическое исследование взаимодействий Trp-P-2 [NHOH] с желтым красителем показало значительные спектральные изменения, свидетельствующие о сильных взаимодействиях между красителем и мутагеном.Более того, авторы предположили, что образование гетерокомплексов краситель-ГКА может вызывать наблюдаемую деградацию Trp-P-2 [NHOH] [96]. Эти результаты показывают, что, помимо хлорофиллина, другие природные красители также могут участвовать в защите от HCA за счет снижения биодоступности мутагена и усиления его разложения за счет образования гетерокомплексов.

    5.3. Роль диетического волокна

    В нескольких сообщениях описывается связывание HCA, включая MeIQx, Trp-P-1, Trp-P-2 и Glu-P-1, с пищевыми волокнами [77, 97].Образование комплексов MeIQx-волокно снижает захват мутагена у крыс, увеличивая экскретируемое количество мутагена и сокращая время перехода ГКА через желудочно-кишечный тракт [98, 99]. Сродство такого связывания зависит как от концентрации волокна, так и от MeIQx [97, 100], при этом как pH среды, так и гидрофобность соединений являются другими факторами, которые следует учитывать [100, 101]. Кроме того, Райден и Робертсон не наблюдали влияния солей желчных кислот на связывание MeIQx с клетчаткой. Это замечание позволило авторам предположить, что для связывания с волокном необходима плоская структура молекулы [100].Эти данные указывают на способность волокна образовывать гетерокомплексы с ароматическими мутагенами и его возможную роль в химиопрофилактике.

    6. Выводы

    По данным Всемирной организации здравоохранения, рак является причиной 13% всех смертей, являясь второй по частоте причиной смерти во всем мире. Число случаев рака увеличивается с каждым годом, и ожидается, что к 2030 году оно превысит 11 миллионов. По оценкам, до 40% всех случаев смерти от рака являются результатом воздействия поведенческих факторов и факторов риска окружающей среды.Диета, на которую приходится даже 30% случаев рака в промышленно развитых странах, является одним из факторов риска, который можно легко изменить. Таким образом, исследование роли диеты в развитии рака представляет большой интерес. Есть много компонентов пищи с канцерогенным или антиканцерогенным потенциалом. Среди канцерогенов большое внимание уделяется ГКА, присутствующим в термически обработанном мясе. С другой стороны, было продемонстрировано, что потребление нескольких БАК может защитить от нескольких типов рака.Поскольку влияние БАХ на организм человека может быть очень разнообразным, их возможные механизмы химиопрофилактики все еще обсуждаются. Одним из возможных объяснений защитного действия БАХ является их прямое нековалентное взаимодействие с ГКА, которое может приводить к секвестрации мутагенов, блокируя их биодоступность и тем самым снижая их генотоксический потенциал.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *