2. osa: polüfenoolid ja visuaalne tervis: võimalikud mõjud võrkkesta degeneratiivsetele haigustele

Lisateabe saamiseks. kontaktitina.xiang@wecistanche.com

1. osa jaoks klõpsake:https://www.xjcistanche.com/news/part-1-polyphenols-and-visual-health-potenti-55197146.html

5. Selgroogsete Rho ja võrkkesta degeneratsioon

Fotoretseptori rakud on võrkkesta esmased sensoorsed neuronid, mis tuvastavad valgust ja muudavad selle energia närviimpulssideks, mis viivad ajus visuaalse tajumiseni. Valguse neeldumine toimub võrkkesta, varraste ja koonuste kahte tüüpi fotoretseptorirakkudes ning seda protsessi vahendavad neis sisalduvad visuaalsed pigmendid. Peamine võrkkesta fotoretseptori valk on Rho [46,47]. Nii Rho kui ka koonuse opsiinid kuuluvad GPCR-ide perekonda ja koosnevad apoproteiinist, opsiinist ja kromofoorist, nimelt 11-cis-retinaalist (11CR) [48-50].

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

5.1.Rho kui GPCR

GPCR-id on membraanivalgud, mis koosnevad ühest polüpeptiidahelast, mis on struktureeritud spiraalses arhitektuuris. Kõigil GPCR-ide superperekonna liikmetel on ühine struktuur seitsme hüdrofoobse spiraalse segmendiga, mis on ühendatud kolme rakuvälise ja kolme intratsellulaarse ahelaga. Neljas silmus moodustub C-terminaalse segmendi ja lipiidide kaksikkihi ühendamisel tsüsteiini palmitoüülimise teel [51]. N-terminaalne osa ja ekstratsellulaarsed silmused tunnevad ära palju erinevaid ligande ja moduleerivad nende seondumist retseptoriga. Seitse transmembraanset segmenti moodustavad struktuurse tuuma ja edastavad rakuvälised signaalid konformatsiooniliste muutuste kaudu sisemisse domeeni. Rakusisene osa interakteerub tsütosoolsete G-valkude, arrestiinide, GPCR kinaaside ja teiste signaaliefektoritega [52-54].

GPCR-id reageerivad suurele hulgale endogeensetele allosteerilistele modulaatoritele. Need modulaatorid reguleerivad retseptori funktsiooni, seondudes tavapärase ortosteerilise saidi alternatiivsete piirkondadega. Kuigi nad võimaldavad ka ortosteeriliste ligandide seondumist, võivad nad moduleerida ortosteerilise ligandi afiinsust ja efektiivsust [55]. Ortosteerilised ja allosteerilised ligandid, mis toimivad samale GPCR-ile, võivad osaleda erinevates regulatsiooni- ja signaaliradades, interakteerudes efektorite ja regulatoorsete valkudega. Mõlemad saavad valida nende signaalimis- ja reguleerimisradade erinevad osad, luues erinevad retseptori konformatsioonid, mida nimetatakse funktsionaalseks selektiivsuseks. Ligandi-retseptori kompleksi kaasatud teed määravad ligandi füsioloogilised toimed [56-58].

Kasvab huvi allosteeriliste saitidega seonduvate ligandide vastu, kuna need võivad olla potentsiaalselt selektiivsemad kui ortosteerilised ligandid. Selle põhjuseks on asjaolu, et nende seondumine toimub vähem konserveerunud piirkondades, mistõttu on need paljutõotavad raviained, millel on väiksem üleannustamise oht ja vähem kõrvaltoimeid [51].

Rho on inimese võrkkesta prototüüpne GPCR, mis vahendab hämaras nägemist. Rho neelab valguskvanti ja muudab selle elektriliseks signaaliks, mis edastatakse visuaalse fototransduktsiooni protsessi abil ajju. See protsess hõlmab spetsiifilist G-valku, transdutsiini, Rho kinaasi ja arrestiini, teiste valkude hulgas, mis on visuaalse süsteemi õiges toimimises võtmeisikud [59].

5.2. Visuaalne fototransduktsioon

Rho muudab footonid keemilisteks signaalideks, mis võivad käivitada bioloogilisi protsesse, võimaldades ajul tajuda valgusstiimuleid [59]. Rho on seotud 11CR-ga oma tumedaks kohandatud (põhiseisundi inaktiivne) konformatsioonis. 11CR on A-vitamiini derivaat, millel on väga kiire reaktsioon ja kõrge kvantsaagis valguse neeldumisel selle isomerisatsioonireaktsioonis all-trans-retinaalile (ATR). Need fotokeemilised omadused, mis on ainulaadsed 11CR keemilisele struktuurile, on säilitanud selle väikese molekuli nägemise evolutsiooni käigus muutumatuks ja opsiini osad on evolutsioonilise selektsiooni abil kohandanud oma aminohappejärjestusi erinevate keskkondadega. 11CR kromofoor on kovalentselt kinnitatud protoneeritud sideme kaudu Schiffi alusest K296 külge Rho seitsmendas transmembraanses spiraalis [60]. Signaalide ülekandmine visuaalses süsteemis hõlmab kahte protsessi: (i) Rho aktiveerimine valguse footoni poolt, mis viib konformatsioonilise muutuseni (kaasa arvatud valgu spiraalsed ümberkorraldused) ja (i) deaktiveerimise etapp või signaali sulgemine. välja lülitatud, mis hõlmab Rho kinaasi ja arrestiini, et lõpuks regenereerida Rho algsesse passiivsesse tumedasse olekusse [61, 62].

Selgrootute puhul algab visuaalne signaal footonite neeldumisega 11CR poolt, mis põhjustavad 11-12 kaksiksideme isomerisatsiooni, et saada ATR stereokeemiline konfiguratsioon[49,63]. Täielik kromofoori isomerisatsioon põhjustab muutuse valgu konformatsioonis, muutes opsiiniga sidumise energeetiliselt vähem soodsaks ja soodustades ATR vabanemist võrkkesta sidumistaskust. See aktiivne fotovalgustatud konformatsioon, mida nimetatakse metarodopsiin II (meta I), aktiveerib signaali ülekandeprotsessi, seondudes heterotrimeerse G-valgu transduktiiniga (Gt) ja aktiveerides selle, soodustades o dissotsiatsiooni y alaühikutest. See omakorda aktiveerib tsüklilise guanosiinmonofosfaadi (cGMP) fosfodiesteraasi, mis hüdrolüüsib cGMP-d, põhjustades membraani ioonikanalite sulgumise ja sellele järgneva raku hüperpolarisatsiooni (joonis 2)[62,64,65]. Fotoretseptori rakkude potentsiaalne erinevus kandub sünaptilise terminali kaudu võrkkesta teist järku neuronitesse [66].

Pärast Rho aktiveerimist on vajalik 11CR pidev tarnimine. See saadakse retinoiditsüklist, mis on fotoretseptorites ja võrkkesta pigmendiepiteelis (RPE) esinev ensümaatiline rada. Protsess reisomeriseerib kogu ATR-i tagasi 11CR-ks, nii et see äsja toodetud 11CR saab Rho regenereerimiseks rekombineerida opsiiniga [68].

Nii fotoretseptorite funktsioon kui ka terviklikkus on nägemise jaoks üliolulised. Mutatsioonid, mis mõjutavad nende retseptorite funktsiooni, või muud tegurid, mis võivad fototransduktsiooni protsessi muuta, võivad põhjustada nägemishäireid või nägemise kaotust. Muud tüüpi võrkkesta rakkude (nt RPE) defektid võivad samuti põhjustada nägemistsükli düsfunktsiooni [66.69.70]. Võrkkestas on Rho kõrge kontsentratsioon, nii et intensiivne valgus võib põhjustada rakkudele toksilise vaba ATR lokaalse kontsentratsiooni, mis võib põhjustada tõsist võrkkesta degeneratsiooni ja isegi lõpuks viia täieliku pimeduseni 146,66,/1. Lisaks, kui 11CR ei ole tõhusalt rekombineeritud opsiiniga, võivad regenereerimata opsiini suured kontsentratsioonid soodustada ja tugevdada võrkkesta degeneratsiooniprotsesse [72-76].

Fotoretseptorite surm, mis on põhjustatud pidevast kokkupuutest suure valguse intensiivsusega, on seotud muutustega rakkude metabolismis ja reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) ületootmisega, mis võib põhjustada rakukahjustusi [77, 78]. Selle tulemusena aktiveeruvad apoptootilised rajad, mille tulemuseks on fotoretseptori rakkude surm [78]. Lisaks põhjustab valguse tekitatud toksiline toime põletikueelsete kemokiinide ekspressiooni, stimuleerides seega makrofaagide ja mikrogliia migratsiooni fotoretseptori rakkude suunas [79, 80]. Tasakaalustamata homöostaas on peamine mehhanism, mis soodustab võrkkesta degeneratiivseid häireid [81]. Lisaks on näidatud, et fotoretseptorid esindavad oksüdatiivse fosforüülimise masinaid nende välimistes segmentides, sealhulgas elektronide transpordiahelas ja ATP süntetaas [67, 82, 83]. Arvatakse, et seda mitokondritele tüüpilist masinat kasutataks visuaalse fototransduktsiooni energiavajaduste rahuldamiseks. ATP nõudluse suurenemine suurendab hapniku tarbimist, suurendades seeläbi ROS-i tootmist, mis omakorda põhjustab oksüdatiivset stressi. Võrkkesta on tundlik oksüdatiivse stressi suhtes ja selline stress võib soodustada selliseid haigusi nagu AMD[83,84]. Polüfenoolsed ühendid võivad aidata vältida ROS-i põhjustatud fotoretseptori rakkude kahjustusi ja seega võib neil olla kasulik mõju nägemisfunktsioonile.võrkkesta degeneratiivsed haigused.

Rho õige funktsioon sõltub õigest ekspressioonist, voltimisest, kaubitsemisest ja integreerumisest rakumembraani lipiidide kaksikkihti [85]. Praegu püütakse leida uusi ligande, mis suudaksid kompenseerida Rho mutatsioonide mõju. Mitmete selles visuaalses protsessis osalevaid valke kodeerivate geenide mutatsioonid võivad põhjustada võrkkesta haigusi, eriti võrkkesta degeneratiivset haigust RP. Järelikult on selliste mutatsioonide mõju Rho fenotüübile mehhaanilised uuringud tõhusate ravistrateegiate väljatöötamiseks ülimalt olulised [81].

5.3. Rho mutatsioonid, mis on seotud võrkkesta degeneratiivsete haigustega

Imetajate genoomis koosneb tsiliaarne opsiini perekond erinevatest žanritest, sealhulgas Rho geenist (RHO), mis koosneb 5 eksonist, mis kodeerivad 348-aminohappevalku molekulmassiga ligikaudu 39 kDa [{ {3}}].

RHO geeni mutatsioonidest tulenevad patoloogiad võivad pärida kas autosoomsete retsessiivsete või autosomaalsete domineerivate tunnustena. RHO mutatsioonidega on seotud kaks haigust: kaasasündinud statsionaarne ööpimedus (CSNB) ja RP. CSNB puhul pärineb see domineerivalt ja selle nimes sisalduv termin statsionaarne on kahtluse alla seatud, sest näib, et ööpimedus võib olla väga aeglaselt areneva RP esimene samm. RP võib pärida nii domineerival kui retsessiivsel viisil, kuigi enamik mutatsioone põhjustavaid haigusi on domineerivad ja retsessiivne fenotüüp on haruldane [86].

Sarnased fenotüübid võivad põhjustada mutatsioone, mis mõjutavad valgu erinevaid piirkondi, samas kui mõned aminohappe muutused samas koodonis võivad põhjustada identseid fenotüüpe, kuid erineva raskusastme ja RP progresseerumisega [86]. Esimesest mutatsioonist, mis põhjustas RP-d RHOgeenis, teatati positsioonil 23, mis hõlmas muutust proliinilt histidiiniks (P23H)[87] (Rho mudel, mis näitab RP mutatsioonide asukohta, on näidatud joonisel 3).

Tuvastati viis CSNB-ga seotud missense RHO mutatsiooni: G90D [88,89], T94I [90] E113K [91], A292E [92] ja A295V [93]. Arvatakse, et need põhjustavad Rho konstitutiivset aktiveerimist (välja arvatud E113K mutatsioon)[94]. CSNB mutante on uuritud röntgenkristallograafiaga ja on leitud, et võrkkesta seondumiskohas moodustub G90D mutandi aspartaadijäägi ja K296 vahele uus soolasild. See sild ja sellega kaasnev natiivse soolasilla purunemine E113 ja K297 vahel võivad olla selle mutandi suurenenud põhiaktivatsiooni põhjuseks [95]. Mutantide konstitutiivne aktiveerimine tähendab, et neil on aktiivsus võrkkesta kromofoori puudumisel. Konstitutiivset aktiivsust nimetatakse ka Rho aktivatsiooniks pimedas, kuigi sel juhul tuleks kasutada täpsemat pimedas aktiivsuse terminit. Fototransduktsiooni kaskaadi konstitutiivset püsivat aktiveerimist on peetud RP-s rakusurma mehhanismiks [94]. Mutant G90D, mis on CSNB põhjus ja on konstitutiivselt aktiivne mutant, aktiveerib visuaalse kaskaadi ilma kromofoorita ja pimedas. Huvitaval kombel on RP-ga seotud veel üks mutatsioon positsioonis G90 (G90V) [71,89]. On lahendamata mõistatus, miks mutatsioonid samas aminohappe kohas põhjustavad nii erinevaid kliinilisi fenotüüpe. Sellise silmatorkava erinevuse molekulaarne alus võib olla seotud opsiini kvaasi-natiivsete konformatsioonide stabiilsusega (põhjustatud mutatsioonidest), mis ei kajasta valgu valesti voltimist, vaid pigem mõjutaks konformatsiooni tasakaalu aktiivsete ja mitteaktiivsete konformatsiooniliste olekute vahel [94].

Teine mutatsioon, mis võib K296E RP mutatsioonis konstitutiivselt aktiveerida transdutsiini [96, 97]. Kaks muud CSNB-ga seotud mutatsiooni võivad viia konstitutiivse transdutsiini aktivatsioonini: A292E ja T94I [90, 91]. Nad saavad seda teha, katkestades soolasilla E113 ja K296 vahel, mis aitab kaasa valgu stabiliseerumisele selle passiivses olekus. Veel-

Pealegi on T94I CSNB mutandil hüdrofoobne kõrvalahel, mis loob kontakti K296-ga ja pikendab aktiivse konformatsiooni kasulikku eluiga, näidates teiste mutantidega võrreldes pikema elueaga meta I-d ja metsiktüüpi retseptorit (WT)[94,98 ].

RP retsessiivne vorm esindab kahte RHO missense mutatsiooni, nimelt E150K[99-101] ja M253I [102], ning kahte enneaegse stoppkoodoniga mutatsiooni, nimelt W161ter [103] ja E249ter [104]. Seevastu RP domineerival autosomaalsel pärandil on rohkem kui 150 dokumenteeritud mutatsiooni, mis moodustab 20-30 protsenti kõigist juhtudest, kusjuures P23H mutatsioon on enim uuritud [105, 106]. Varem on teatatud mitmete RP-ga seotud Rho spetsiifiliste mutatsioonide biokeemilistest ja funktsionaalsetest fenotüüpidest (tabel 1).

Rho N-terminaalses segmendis leitud mutatsioonid on sageli seotud kerge haigusega, mis areneb hilja ja aeglaselt süvenevate sümptomitega. Nende hulka kuuluvad P23H, T4K, P23A/L, N15K, T17M, V20G ja Q28H [106 110 111]. N-terminaalne segment on oluline, kuna see aitab stabiliseerida võrkkestaga seotud retseptori konformatsiooni [86]. Rho seitsmest transmembraansest segmendist on kirjeldatud palju mutatsioone, mis võivad valgule erinevat mõju avaldada. Paljud mutatsioonid võivad tähendada laetud aminohappe sisestamist membraani domeeni. Nende hulka kuuluvad L40R, L46R, G51R, P53R ja T58R esimeses transmembraanses heeliksis. Laetud jäägi olemasolu võib

vältida domeeni sisestamist endoplasmaatilise retikulumi membraani, mille tulemuseks on valgu [86] vale voltimine. Muudel juhtudel võivad RP-mutatsioonid transmembraansetes heeliksites põhjustada konformatsioonilise stabiilsuse ja/või funktsioneerimise jaoks vajalike külgahelate kaotust või muul viisil lisada mahukaid külgahelaid, mis võivad põhjustada steerilisi kokkupõrkeid valgu tihedalt pakitud piirkondades, näiteks juhul. A164V mutatsioonist, mis põhjustab valgu vale volti [112].

GPCR-i toimimise huvitav aspekt on retseptori ja retseptori koostoime ning eriti dimerisatsiooni ja kõrgema järgu oligomerisatsiooni olulisus. Rho-l on võime moodustada oligomeere [113-115], kuid selliste komplekside funktsionaalne tähtsus on veel täielikult välja selgitamata. Sellega seoses on teatatud, et mõned mutatsioonid mõjutavad märkimisväärselt Rho oligomeeri moodustumise võimet [116]. F45, V209 ja F220 aminohapete positsioonide puhul, mis on leitud transmembraansetes heeliksites 1 ja 5. Need on F45L, V209 ja F220C mutatsioonide kohad, mis ei saa moodustada dimeere ega multimeere, nagu on näha WT puhul. valk [107,116-118].

Kaks erinevat mutatsiooni mõjutavad koodonit 135, kus arginiin on asendatud kas trüptofaani (R135W) või leutsiiniga (R135L) [119]. Need mutatsioonid mõjutavad tsütoplasmaatilise membraani piiril kolmanda transmembraanse heeliksi aminohapet. Mutatsioonid koodonis 135 hõlmavad laengu ja suuruse muutust, suur ja aluseline aminohape asendatakse R135L mutatsioonis mittepolaarsete ja väiksematega ning R135W mutantl19 mittepolaarse, suure ja aromaatse aminohappega. E134 ja R135 jäägid on osa väga konserveerunud D/ERY motiivist, interaktsiooni saidist G-valgu transdutsiiniga [48,120]. Uuringud on näidanud, et R135L ja R135W mutatsioonid võivad võrkkestas siduda peaaegu sama tõhusalt kui WT juhtudel taastatud ja puhastatud süsteemides, kuid need on funktsionaalselt defektsed ega suuda transdutsiini tõhusalt aktiveerida [108].

Kaks muud huvitavat muutust toimuvad vastupidises rakuvälises domeenis. Teises intradiskaalses ahelas mõjutab üks mutatsioon koodonit 180 ja teine ​​koodonit 188, mille tulemuseks on vastavalt P180A ja G188R mutatsioonid [109, 119]. P180A asendamine põhjustab keskmise suurusega hüdrofoobse jäägi muutumise väiksemaks hüdrofoobseks. G188R mutatsioon eeldab väikese mittepolaarse aminohappe asendamist suure, aluselise ja positiivselt laetud aminohappega [121]. Need muutused võivad hõlmata nii steerilisi kui elektrostaatilisi mõjusid, mis võivad häirida intradiskaalse domeeni pakkimist ja retseptori üldist konformatsioonilist stabiilsust.

RP mutatsioonide Rho struktuurimõjude üksikasjalik analüüs, samuti genotüübi-fenotüübi korrelatsioonide uurimine on fotoretseptori degeneratsiooniprotsessi peente üksikasjade selgitamiseks väga asjakohane. See teave on oluline valitud ühendite, näiteks polüfenoolide või spetsiifilise mõju uurimiseksflavonoidid, RP mutantsete valkude konformatsiooniliste omaduste ja mõnede nende ühendite hilisemate võimalike kliiniliste eeliste kohta.

6. Polüfenoolide toime võrkkesta degeneratiivsete haiguste korral

Võrkkesta degeneratiivsete haiguste ravimeetodid on praegu piiratud, mistõttu on vaja välja töötada uued strateegiad tõhusamate ja ohutumate ravimeetodite jaoks. Mõned hiljutised uuringud on seda näidanudpolüfenoolid, eritiflavonoidid, võivad olla elujõulised ravimikandidaadid, kuna need võivad olla seotud visuaalse signaali ülekandega ja visuaalse pigmendi regenereerimisega. Flavonoidirikkad köögiviljad ja puuviljad näivad parandavat nägemist silmahaiguste korral [61,122,123].

Keskendume flavonoidide mõjule kolme erineva võrkkestaga seotud haiguse korral: RP, CSNB ja vanusega seotud kollatähni degeneratsioon (AMD).

RP sisaldab heterogeenset kogumit silma geneetilistest haigustest, mis põhjustavad nägemise kaotust, hõlmates silma fotoretseptoreid ja pigmendiepiteeli [45]. Haiguse ilming võib hõlmata öise nägemise kaotust ja nägemisvälja vähenemist, mis lõpuks areneb pimedaks. CSNB on võrkkesta heterogeensete geneetiliste häirete rühm, mis avaldub mitteprogresseeruva nüktoopiana [124]. Lõpuks on AMD keeruline haigus, millel on mitu erinevat patoloogilist mehhanismi, sealhulgas fotoretseptorite ja RPE-rakkude degeneratsioon, mis põhjustab nägemiskahjustust [125].

Flavonoididnagu näitekskvertsetiinja müritsetiin parandavad varrastes esineva opsiini stabiilsust, suurendavad ligandivaba opsiini seondumiskiirust ning hõlbustavad selle ekspressiooni ja integreerumist membraani in vitro [126]. Kuna Rho on võrkkesta struktuurse terviklikkuse jaoks kriitiline valk, võib Rho ekspressiooni suurenemine olla mehhanism, mis aitab kaasa flavonoidide kaitsvale toimele, mis takistab fotoretseptorite degeneratsiooni ja võrkkesta halvenemist [126]. Vaatamata uuringutele, mis näitavad flavonoidide kasulikku mõju, ei ole nende valgusest põhjustatud võrkkesta kahjustuste eest kaitsva toime mehhanismid täielikult teada [123]. Mitmed uuringud on keskendunud mõjule, mida flavonoidid võivad avaldada võrkkesta degeneratiivsete haiguste progresseerumisele (tabel 2). Mõned viitavad sellele, et flavonoidid interakteeruvad otseselt Rho-ga, suurendades nende regeneratsiooni kiirust, stabiilsust, voltimist ja membraani orientatsiooni in vitro [46,127,128].

On leitud, et flavonoidid stimuleerivad Rho ekspressiooni, kusjuures spetsiifiliselt on Rho ja koonuseopsiinide ekspressioon paranenud kvertsetiini ja müritsetiiniga töötlemisel [127, 138, 139]. On täheldatud, et Abca4-/- ja Rdh8-/-hiirte töötlemine kvertsetiini või müritsetiiniga enne ereda valgusega kokkupuudet säilitab võrkkesta terviklikkuse. Sellega seoses säilis fotoretseptorite morfoloogia nendel hiirtel, keda raviti flavonoididega. Need tulemused näitavad, et flavonoidid nõrgendavad valguse poolt indutseeritud retseptori kahjustusprotsesse [127].

Polüfenoolide antioksüdantset toimet võib nimetada teguriks, mis võib AMD progresseerumist edasi lükata. On näidatud, et AMD toimet võivad aeglustada antioksüdandid, näiteks polüfenoolide antioksüdantne toime. Samuti on näidatud, et polüfenoolid inhibeerivad AlPsvntaasi fotoretseptori rakkude varraste välissegmentides. Samuti on näidatud, et konkreetne ühend, nimelt stilbenoid-resveratrool, toiduühend, millel on lai valik toimeid rakufunktsioonile, vähendab tõhusalt ROS-i tootmist, seega. kaitse võrkkesta kahjustuste eest [84 140].

Flavonoidid võivad pärssida ka põletikulisi reaktsioone, pärssides võrkkesta degeneratsiooniga seotud põletikueelsete geenide ja molekulide ekspressiooni. Leiti, et Abca4-/- ja Rdh8-/-hiirtel eredast valgusest põhjustatud võrkkesta põletik vähenes märkimisväärselt kvertsetiini ja müritsetiini manustamisel [127]. Flavonoidid võivad samuti piirata ROS-i taset, eraldades oksüdatiivseid radikaale. Sellega seoses võiks kvertsetiiniga töödeldud RPE rakke kaitstaoksüdatiivne stressinhibeerides apoptoosi radu ja põletikueelseid markereid [134, 141]. Flavonoidid suurendavad fotoretseptorispetsiifiliste geenide ekspressiooni, nõrgendades ka oksüdatiivse stressi ja põletikuga seotud pahaloomuliste kasvajate ekspressiooni ning muutes tasakaalu anti-apoptootiliste ja pro-apoptootiliste geenide vahel [129-131,135].

Teisel polüfenoolil, tanniinhappel, on tervisele kasulik mõju, sealhulgas UVB-indutseeritud interleukiin 18 vähenemine inimese keratinotsüütides, samuti põletikuvastased omadused. Samuti on teatatud, et parkhape pärsib interleukiini-6 tootmist ja vähendab komplemendi faktori B ekspressiooni ARPE-19 rakkudes, mis arvatakse olevat seotud AMD-ga [136]. .

ARPE-19 rakkudes kaitseb kvertsetiin stressist põhjustatud lipiidide peroksüdatsiooni eest [142]. Põletikueelsete interleukiinide messenger-RNA vähenemine mõjutab ka p38, rakuvälise signaaliga reguleeritud kinaasi, mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaasi ja cAMP vastuseelemente siduvat signaali. Neid modifikatsioone seostati töödeldud rakkude elujõulisuse suurenemisega. Tulemused näitavad, et on mitmeid mehhanisme, mille abil kvertsetiin võib toimida võrkkesta oksüdatiivse stressi vastu. Sarnased tulemused saadi kahe teise polüfenooliga: fisetiini ja luteoliiniga [137]. Täheldati, et kvertsetiin vähendab mitokondriaalset funktsiooni, kaitstes vesinikperoksiidi poolt indutseeritud oksüdatiivse stressi eest inimese doonorite RPE rakkudes, suurendades seega selle elujõulisust [132]. Teised uuringud on näidanud, et kvertsetiin võib parandada oksüdatiivset stressi ja selle tagajärgi silma erinevates piirkondades [133, 143-145].

In vivo uuringud omandatud võrkkesta kahjustustega hiirtel, kellele manustati kvertsetiini, ei aeglustanud valguse mõjul omandatud kahjustuste progresseerumist, nagu nähti histoloogilistest testidest; aga need näitasid lämmastikoksiidi taseme ja NADPH/NADP pluss suhte vähenemist ning COX aktiivsuse ja prostaglandiini E2 taseme tõusu, mis viitab kvertsetiini antioksüdantsele toimele [129].

Kvertsetiin on samuti tekitanud kaitsva toime oksüdatiivse stressi ja selle tagajärgede vastu fotoretseptori rakkudele, mis tulenevad ATR reaktsioonist fosfatidüületanoolamiiniga, mis toodab bis-retinoidi fotoreaktiivseid liike [146].

Polüfenoolide antioksüdantse toimega seotud mehhanismid hõlmavad ROS-i moodustumise pärssimist [147, 148], vähendades seega oksüdatiivseid kahjustusi [149]. ROS-i moodustumise vähendamise mehhanism hõlmab Nrf2 jääkide fosforüülimist, mille tulemuseks on tuuma akumulatsioon [150].

Kuigi flavonoidide mõju nägemisele ja nägemishaigustele on endiselt ebakindel, on mõned toiduga saadavate flavonoidide, nagu kvertsetiin, uuringud osutanud potentsiaalsele kasulikule mõjule mõne RP vormi puhul [45]. Rho mutatsioonid on seotud selle haigusega ja võivad põhjustada valkude väärvoltimist, mis viib pulga- ja koonusrakkude järkjärgulise kadumiseni, mille tulemuseks on ka nägemise kaotus [151-153]. Neid tulemusi tuleks analüüsida RP-valdkonna uuringute kontekstis, kus RP-ravi jaoks on välja pakutud mitmeid farmakoloogilisel päästel põhinevaid strateegiaid. Selle lähenemisviisi põhiprintsiip on see, et keemilised või farmakoloogilised šaperoonid seonduvad valesti volditud opsiinidega ja suudavad neid stabiliseerida (joonis 4)[154]. Tänapäeval on kasvav huvi loodustoodete kasutamise vastu

et avastada uusi GPCR ligande, mis võivad toimida allosteeriliste modulaatoritena, ja näiteks vähendada või kompenseerida RP mutatsioonide tekitatud mõjusid [45].

Toidus saadavat flavonoidset kvertsetiini, mis on üks enim uuritud ja laialdaselt tuntud oma potentsiaalse kasuliku mõju tõttu tervisele [155], on kasutatud mõnes katses RP-ga seotud rekombinantse G90V mutandiga ja see on näidanud rahuldavat toimet kombineerituna {{2} }cis-retinal (9CR), võrkkesta analoog, mida tavaliselt kasutatakse nägemisuuringutes. Viimaste aastate jooksul on erinevad uuringud keskendunud 9-cis-retinoidide farmatseutilise kasutamise kirjeldamisele, et ravida võrkkesta düsfunktsiooni, mis on põhjustatud 11CR [156-158] puudulikust regeneratsioonist, ning on näidanud, et see võrkkesta analoog võib suurendada RP mutandi G90V stabiilsus[70]. Sellisena on väljatöötamisel väärtuslik strateegia, et neutraliseerida RP-d põhjustavate mutatsioonide mõju ja mis hõlmab looduslike toodete, nagu kvertsetiin, kasutamist üksi või kombinatsioonis teiste molekulidega, nagu võrkkesta analoogid. On intrigeeriv, et aminohappe G90 konkreetsel juhul on see G90V RP mutatsiooni ja G90D CSNB mutatsiooni koht, mis põhjustavad väga erinevaid fenotüüpe. Näidati, et kvertsetiinil on positiivne mõju 9CR-i sisaldavate opsiinide seondumisomadustele, eriti G90V mutandi puhul, kus regeneratsiooni kiirus oli 9CR puhul suurem kui 11CR puhul. Samuti paranesid muud omadused, nagu keemiline stabiilsus, ja mõned tulemused viitavad sellele, et 9CR ja kvertsetiini kombinatsioonil on sünergistlik toime, mis on võimeline parandama RP mutantsete valkude füüsikalis-keemilisi omadusi. Need tulemused viitavad sellele, et kvertsetiin võib toimida Rho mutantide allosteerilise modulaatorina [45].

Kokkuvõttes avab polüfenoolide, nagu kvertsetiini, kasutamine üksi või kombinatsioonis teiste väikeste liganditega, nagu retinoidid, uusi võimalusi RP-ga seotud võrkkesta degeneratsiooni raviks. Lisaks võib kvertsetiinile omistatud uus toime olla rakendatav ka teistele GPCR superperekonna liikmetele [45]. Nendele julgustavatele tulemustele vaatamata on ilmselgelt vaja täiendavalt uurida selliste strateegiate in vivo potentsiaali ja eelkõige suurendada läbiviidud kliiniliste uuringute arv. See on oluline nende äsja pakutud mehhanismide täpse ulatuse ja konkreetsete ühendite võimalike füsioloogiliste mõjude täielikuks kindlaksmääramiseks. 7. Järeldused

Polüfenoolide rikka toidu tarbimine on lõppkokkuvõttes seotud paljude erinevate tervisega seotud eelistega, kuna need mõjutavad erinevaid haigusi, samuti nende mõju kardiometaboolsele tervisele ja ajutalitlusele. Kõigi nende hulgas on kirjeldatud mõju erinevatele nägemishaigustele. Vaatamata manustamisel leitud mõjudele

flavonoidid, oleksid eelõhtuni jõudvad kogused palju väiksemad kui allaneelatud kogused ja jäävad eeldatavasti nanomolaarsesse vahemikku. Tegelikult on hiire silmades tuvastatud flavonoidide pikomolaarsed kontsentratsioonid ja tõenäoliselt ei piisa sellisest tasemest otsese omastamise efekti saavutamiseks. Flavonoidide puhul täheldatud neuroprotektiivne toime võrkkestale võib olla seotud selle moduleeriva toimega spetsiifilistele rakuteedele, mis on seotud antioksüdantsete mehhanismidega, välja arvatud Rho stabiliseeriv toime [127].

Oleme visandanud polüfenoolide teatatud mõju ROS-ile välissegmendi tasemel, lisaks nende väljakujunenud rollile sisemise segmendi mitokondrites. Veelgi enam, meie analüüsi uudne aspekt viitab selliste ühendite potentsiaalsele toimele otsese interaktsiooni kaudu võrkkesta fotoretseptori valkudega. Samuti on asjakohane märkida, et vastuolulised aruanded kliiniliste uuringute kohta, mis viidi läbi nende võrkkesta degeneratiivsete haiguste ühendite potentsiaalsete eeliste kindlakstegemiseks, ärgitavad nende vastuoluliste leidude lahendamiseks selles valdkonnas edasist uurimist. Asjaolu, et polüfenoolid metaboliseeruvad kergesti, muudab nende uurimise ja antud bioloogilise funktsiooni määramise konkreetsele keemilisele liigile raskeks ja keeruliseks ülesandeks. Tahaksime rõhutada arvamust, et lisaks teadaolevale rollile antioksüdantidena võivad polüfenoolid omada otsest rolli retseptoritel, nagu Rho ja RP puhul. See lähenemisviis võib hõlmata polüfenoolide, nagu kvertsetiin, kasutamist või kombineeritud ravi teiste ligandidega.

Erinevates flavonoidide mõju käsitlevates uuringutes esitatud tulemused toetavad nende ühendite edasise hindamise vajadust võrkkesta degeneratiivsete haiguste vastu võitlemise farmakoloogiliste ravimeetodite väljatöötamise aluseks. On selge vajadus rohkemate kliiniliste uuringute järele, et teha kindlaks polüfenoolide teatatud mõjude füsioloogiline tähtsus nägemisfunktsioonile. Lisaks on vaja erinevate Rho mutantide täpsemat iseloomustamist ja molekulaarseid modelleerimisuuringuid, et paremini mõista võrkkesta degeneratsioonihaiguste põhjuseid inimestel ja leida tõhus lähenemisviis nende haiguste sümptomite raviks/vähendamiseks.

Viited

1. Rasouli, H.; Farzaei, MH; Khodarahmi, R. Polüfenoolid ja nende eelised: ülevaade. Int. J. Food Prop. 2017, 20, 1700–1741. [CrossRef]

2. Xiao, JB Toidu polüfenoolide stabiilsus: kunagi pole liiga hilja parandada? Food Chem. Toksikool. 2018, 119, 3–5. [CrossRef] [PubMed]

3. Sies, H. Polüfenoolid ja tervis: värskendus ja perspektiivid. Arch. Biochem. Biophys. 2010, 501, 2–5. [CrossRef]

4. Maailma Terviseorganisatsioon. Dieet, toitumine ja krooniliste haiguste ennetamine; Maailma Terviseorganisatsioon: Genf, Šveits, 2003.

5. Hollman, PC; Geelen, A.; Kromhout, D. Flavonooli tarbimine toiduga võib meestel ja naistel vähendada insuldiriski. J. Nutr. 2010, 140, 600–604. [CrossRef]

6. Hooper, L.; Kroon, PA; Rimm, EB; Cohn, JS; Harvey, I.; Le Cornu, KA; Ryder, JJ; Hall, WL; Cassidy, A. Flavonoidid, flavonoidirikkad toidud ja kardiovaskulaarne risk: randomiseeritud kontrollitud uuringute metaanalüüs. Olen. J. Clin. Nutr. 2008, 88, 38–50. [CrossRef] [PubMed]

7. Lupton, JR; Atkinson, SA; Chang, N.; Fraga, CG; Levy, J.; Messina, M.; Richardson, DP; van Ommen, B.; Yang, Y.; Griffiths, JC; et al. Bioaktiivse DRI-laadse protsessi loomise eeliste ja väljakutsete uurimine. Eur. J. Nutr. 2014, 53, 1–9. [CrossRef] [PubMed]

8. Kennedy, DO Polüfenoolid ja inimese aju: taimede "sekundaarse metaboliidi" ökoloogilised rollid ja endogeensed signaalimisfunktsioonid toovad kasu. Adv. Nutr. 2014, 5, 515–533. [CrossRef] [PubMed]

9. Marin, L.; Miguelez, EM; Villar, CJ; Lombo, F. Toidu polüfenoolide biosaadavus ja soolestiku mikrobiota metabolism: antimikroobsed omadused. Biomed. Res. Int. 2015, 2015, 1.–18. [CrossRef]

10. Tsao, R. Toidu polüfenoolide keemia ja biokeemia. Toitained 2010, 2, 1231–1246. [CrossRef]

11. Miyata, Y.; Shida, Y.; Hakariya, T.; Sakai, H. Rohelise tee polüfenoolide vähivastane toime eesnäärmevähi vastu. Molecules 2019, 24, 193. [CrossRef] [PubMed]

12. Serino, A.; Salazar, G. Polüfenoolide kaitsev roll veresoonte põletiku, vananemise ja südame-veresoonkonna haiguste vastu. Toitained 2018, 11, 53. [CrossRef] [PubMed]