| Gingerol | |
|---|---|
| Všeobecné | |
| Chem. vzorec | C17H26O4 _ _ _ _ _ |
| Klasifikace | |
| Reg. Číslo CAS | 23513-14-6 |
| PubChem | 442793 |
| Reg. číslo EINECS | 607-241-6 |
| ÚSMĚVY | CCCCCC(CC(=O)CCC1=CC(=C(C=C1)O)OC)O |
| InChI | InChI=1S/C17H26O4/cl-3-4-5-6-14(18)12-15(19)9-7-13-8-10-16(20)17(11-13)21-2/ h8,10-11,14,18,20H,3-7,9,12H2,1-2H3/t14-/m0/s1NLDDIKRKFXEWBK-AWEZNQCLSA-N |
| CHEBI | CHEBI:10136 |
| ChemSpider | 391126 |
| Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Gingerol (z anglického ginger - ginger) je rostlinná látka obsažená v množství 1-3% převážně v oddenku zázvoru ve formě silice , která mu dodává specifickou chuť a kyselé aroma. Všichni členové čeledi Zingiberaceae obsahují tuto chemickou sloučeninu ; jeho koncentrace je zvláště vysoká v zrnech ráje ( anglicky , lat. Aframomum melegueta ) a v africké odrůdě zázvoru. Patří do skupiny rostlinných alkaloidů, které jsou obsaženy i v paprikách a některých dalších rostlinách. Uvnitř těla stabilizuje nervový a kardiovaskulární systém , má analgetické, protizánětlivé , vstřebatelné, protikřečové a karminativní účinky. Také známý jako protirakovinné činidlo [1] [2] [3] [4] [5] [6] .
Evropané poznali léčivé vlastnosti zázvoru během moru , proti kterému se používal [7] [8] .
Vaření zázvoru přeměňuje gingerol prostřednictvím reverzní aldolové reakce na zingeron, který je méně pikantní a má pikantně sladkou chuť. Když se zázvor suší nebo mírně zahřeje, podstoupí gingerol dehydratační reakci za vzniku segaolů, které jsou asi dvakrát štiplavější než gingerol. To vysvětluje, proč je sušený zázvor pikantnější než čerstvý. [6]-gingerol, který se nachází v čerstvém zázvoru, je fenolická fytochemikálie, která aktivuje receptory koření na jazyku . Molekulárně jde o příbuzného kapsaicinu a piperinu, sloučenin, které jsou alkaloidy, i když z hlediska biologické aktivity spolu nijak nesouvisí. Kromě toho kořen zázvoru obsahuje [8]-gingerol, [10]-gingerol [9] a [12]-gingerol, společně označované jako gingeroly .
Metaanalýza uvádí, že gingerol má protirakovinné, protizánětlivé, antifungální [10] , antioxidační, neuroprotektivní [11] a gastroprotektivní vlastnosti v in-vitro a in-vivo preklinických studiích [12] .
Cisplatina je lék používaný při chemoterapii. Ve vysokých dávkách způsobuje selhání ledvin, které je považováno za limitující faktor jeho použití jako život zachraňujícího léku. Použití [6]-gingerolu zabraňuje výskytu selhání ledvin u testovacích potkanů. [6]-gingerol zvyšuje produkci glutathionu ve vztahu dávka-odpověď, kde čím vyšší dávka, tím větší účinek gingerolu [13] .
V několika studiích in vivo výzkumníci navrhli možnost použití gingerolů jako prostředku k normalizaci hladin glukózy u jedinců s diabetes mellitus [14] [15] [16] . Předpokládá se, že chemické sloučeniny gingerolu pomáhají v boji proti cukrovce, a to díky zvýšení obsahu glutathionu, faktoru, který reguluje cytotoxický účinek. Anti-účinky byly studovány u diabetických a obézních testovacích myší. Gingerolové chemikálie zvyšují příjem glukózy do buněk bez potřeby syntetického inzulínu, také snižují výskyt hypoglykémie a zvyšují glukózovou toleranci v těle. Různé studie dospěly k závěru, že metabolické mechanismy spojené s přínosem fytochemikálií gingerolu na fyziologické procesy jsou způsobeny zvýšeným množstvím enzymů aktivitu (CAT) a produkci glutathionu při současném snížení lipoproteinového cholesterolu a zvýšení glukózové tolerance u testovaných myší. Srdeční arytmie je považována za stálého společníka pacientů s diabetes mellitus, proto testy in vivo ukazují, že gingerol má protizánětlivý účinek a potlačuje riziko prudkého poklesu hladiny glukózy v krvi.
Bylo provedeno mnoho studií o účinnosti gingerolů na různé typy rakoviny, včetně leukémie [17] , rakoviny prostaty [18] , rakoviny prsu [19] , rakoviny kůže [20] , rakoviny vaječníků [21] , rakoviny plic [22 ] , rakovina slinivky břišní [23] a rakovina tlustého střeva [24] . Klinické studie vlivu gingerolů na fyziologické procesy v lidském těle nebyly dostatečně provedeny [25] [26] .
Při provádění metaanalýzy gingerolů si všimli, že mají různé fytochemické účinky na rakovinu prostaty. Kromě toho byly provedeny dvě cílené studie o účinku sloučenin [6]-gingerolu na myši, ve kterých zjistili zvýšení apoptózy rakovinných buněk poškozením mitochondriální membrány [18] . Vědci také objevili mechanismy spojené s destrukcí proteinů, které se tvoří v G1ase, a zastavují tak reprodukci rakovinných buněk. To je považováno za výhodu při studiu protirakovinných vlastností gingerolů. Pravděpodobně hlavním mechanismem účinku gingerolu na tělo je proces štěpení bílkovin.
Antikarcinogenní vlastnosti [6]-gingerolu a [6]-paradolu byly prokázány analýzou jejich mechanismu účinku na buňky myší s rakovinou kůže , který je zaměřen na ničení proteinů buněk tvořících nádory. Chemické sloučeniny gingerolu zabraňují přeměně obyčejných buněk na rakovinné buňky tím, že blokují syntézu AP-1 proteinů, zatímco paradol svým cytotoxickým účinkem navozuje apoptózu v již vytvořené rakovinné buňce. [6]-gingerol je schopen zastavit životní cyklus buňky prostřednictvím apoptózy spojené s destruktivním působením enzymů na rakovinné buňky. Studie ukázaly, že gingerol zastavuje buněčnou proliferaci inhibicí translace cyklinových proteinů potřebných pro replikaci během G1 a G2 fáze buněčného dělení. Během apoptózy rakovinných buněk se z mitochondrií uvolňuje cytochrom C, který zachycuje uvolněný ATP a zanechává za sebou nefunkční mitochondrie. Cytochrom C hromadí apoptozomy a aktivuje kaspázu-9 , která působí jako zabiják kaspázových sloučenin, ničí molekuly DNA v histonech , což vede k jejich apoptóze. Také [6]-gingerol inhibuje Bcl-2 proteiny, které zabraňují apoptóze na povrchu mitochondrií, což zvyšuje schopnost Bcl-2 proteinů k proapoptóze, která vede k buněčné smrti. Rakovinné buňky produkují velké množství proteinů, které aktivují uvolňování růstových hormonů signalizací v systému spřaženém s enzymem. Když je fosforylace PI-3 kinázy zastavena, protein Akt není schopen se účinně vázat na doménu PH, čímž deaktivuje downstream signál. Následná retence proteinů agonistů buněčné smrti inhibuje růst buněk, které brání apoptóze. Následně dochází k dvojitému negativnímu buněčnému signálu, který spouští proces buněčné apoptózy.
Laboratorně pěstované buněčné kultury nádoru prsu byly vystaveny různým koncentracím [6]-gingerolu, aby se stanovil jeho účinek na živé buňky. Vědci došli k závěru, že účinky expozice závisely na koncentraci. Například při množství 5 μm nedochází k žádnému účinku a při koncentraci 10 μm se účinek snižuje o 16 % [19] . Působení [6]-gingerolu je zaměřeno na tři samostatné proteiny v buňkách rakoviny prsu, které zvyšují tvorbu metastáz. Dokud proces adheze zůstává nedotčen, [6]-gingerol zabraňuje invazi rakovinných buněk do zdravé tkáně a jejich následnému zvětšení. Studie naznačují, že mechanismus účinku na růst rakovinných buněk je způsoben transformací určitých mRNA, které transkribují enzymy, které ničí vnější buněčnou stěnu, nazývané matrix metaloproteináza (MMP) [19] . In-vitro studie vlivu gingerolů na lidské buňky ukázala, že gingeroly jsou schopny bojovat s oxidačním stresem. Výsledky potvrdily, že gingeroly mají protizánětlivý účinek, i když shogaoly jsou v boji s volnými radikály účinnější. Existuje také inverzní vztah „dávka-koncentrace“, kdy zvýšení koncentrace a dávky snižuje počet volných radikálů v buňkách [26] .
Důkladná studie antifungálních vlastností gingerolu ukázala, že africké druhy zázvoru mají vyšší obsah gingerolu a shogaolu než nejběžněji pěstované druhy v Indonésii [6] . Studie o antifungálních vlastnostech afrických druhů ženšenu ukázala účinnost proti 13 patogenům, která byla třikrát vyšší než u jeho kultivovaného indonéského protějšku [6] . Předpokládá se, že gingerol se účastní reakcí spolu s dalšími existujícími fytochemikáliemi, včetně shogaols , paradodes a gingerone .
Má se za to, že antioxidační vlastnosti [6]-gingerolu poskytují ochranu před Alzheimerovou chorobou. Studie se zabývá obrannými mechanismy proti štěpení DNA a potenciálnímu narušení mitochondriální membrány , což naznačuje neuroprotektivní účinky gingerolu. Studie zjistila, že zázvor reguluje produkci glutathionu v buňkách, včetně nervových buněk. A protože má antioxidační vlastnosti, snižuje riziko rozvoje Alzheimerovy choroby v buňkách lidského neuroblastomu a v buňkách hipokampu u myší [11] .
Mnoho studií zároveň tvrdí, že fytochemikálie zázvoru jsou neúčinné proti oxidativnímu poškození buněk. Proběhly některé studie, které naznačují potenciální genotoxicitu fytochemikálií. Ve studii, která používala nadměrně vysoké dávky gingerolů na lidské jaterní buňky, došlo k štěpení molekul DNA, poškození chromozomů a organel, vzniku nestability buněčné stěny, což jsou charakteristické znaky apoptózy [27] . Při vysokých koncentracích se sloučeniny gingerolu chovají jako prooxidanty, ačkoli se současně předpokládá, že tyto fytochemikálie mají za normálních podmínek protizánětlivé a antioxidační vlastnosti. Jiné studie poznamenaly, že [6]-gingerol snižuje rychlost metabolismu testovací krysy, kterým byla podána intraperitoneální injekce s lékem, který způsobil hypotermickou reakci, i když s nadbytkem stejného léku orálně, tělesná teplota zůstala nezměněna [27] .
Akutní a subakutní toxicita zázvorového extraktu obsahujícího celkem 8 % gingerolů byla hodnocena u potkanů podle pokynů OECD 423 a 407, v tomto pořadí. Autoři zjistili, že LD50 pro akutní toxicitu zázvorového extraktu byla přes 2000 mg/kg. Pokud jde o subchronickou toxicitu, při maximální dávce 1000 mg/kg/den po dobu 28 dnů nebyly pozorovány toxické příznaky ani změny v hematologickém a biochemickém profilu. Histopatologie hlavních orgánů všech zvířat byla normální. NOAEL (hladina bez pozorovaných vedlejších účinků) byla u potkanů hlášena jako 1000 mg/kg/den [28] .