Проанализировав напиток, который люди употребляют на самом деле, исследователи выяснили, как стерилизованные растительные ферменты теоретически могут влиять на выработку инсулина, липидов и воспалительные процессы, что подготовило почву для будущих экспериментальных исследований.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, выявило, охарактеризовало и оценило биоактивные молекулы в термически стерилизованном пробиотически ферментированном лечебно-пищевом гомологичном (ЛФПГ) напитке, который может бороться с ожирением и диабетом 2-го типа (СД2) за счёт in silico многоцелевой модуляции метаболического воспаления.
Глобальное бремя ожирения и сахарного диабета 2 типа
Более 1 из 8 взрослых страдают ожирением, а более 500 миллионов - СД2, синдромом, который способствует развитию сердечных заболеваний, почечной недостаточности и снижению производительности. Семьи чувствуют это на кассе с продуктами и в аптеке. Эффективные лекарства, такие как агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1), работают, но стоимость, побочные эффекты и доступ ограничивают реальное применение.
Продукты и ферменты, рекомендованные традиционной китайской медициной (ТКМ) — это недорогие продукты длительного хранения, которые можно употреблять ежедневно.
Однако большинство исследований посвящено сырым травам, а не готовому стерилизованному напитку, который употребляют люди. Чтобы выяснить, какие молекулы сохраняются после обработки и как они влияют на инсулин, липиды и воспалительные процессы, требуется комплексный химический и системный анализ.
Дальнейшие исследования должны проверить эти механизмы на клетках и людях, поскольку текущие результаты получены исключительно с помощью вычислительного анализа.
Профилирование биологически активных веществ в стерилизованном напитке MFH
Исследователи проанализировали готовый к употреблению, термически стерилизованный ферментированный напиток (FH03FS), приготовленный из пяти растений MFH, таких как корень Millettia speciosa, лист лотоса, плоды монаха, кожура мандарина и кора коричного дерева. Сначала их подвергают термической обработке для безопасности, затем ферментируют с помощью Lacticaseibacillus paracasei и Lactiplantibacillus plantarum и, наконец, пастеризуют для сохранения стабильности.
Фитохимические вещества были изучены с помощью сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии (СВЭЖХ-МС/МС). Соединения с относительным содержанием более 0,1 % были протестированы на биодоступность при пероральном приёме и лекарственную форму.
silico In Прогнозирование абсорбции, распределения, метаболизма, выведения и токсичности (ADMET) включало оценку абсорбции в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), проницаемости гематоэнцефалического барьера, статуса субстрата P-гликопротеина (P-gp) и ингибирования цитохрома P450 (CYP).
Системный анализ с использованием сетевой фармакологии позволил сопоставить предполагаемые мишени соединений с наборами генов, связанных с ожирением и СД2, сетями белок-белковых взаимодействий (PPI), онтологией генов (GO) и анализом обогащения путей Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) для определения основных узлов и путей.
Молекулярный докинг позволил количественно оценить связывание (кДж/моль) между приоритетными соединениями и ключевыми белками. Молекулярная механика/поверхность Пуассона-Больцмана (MM-PBSA), управляемое моделирование молекулярной динамики (MD) (100 нс) позволили оценить стабильность с помощью среднеквадратичного отклонения (RMSD), среднеквадратичной флуктуации (RMSF), радиуса гирации (Rg) и площади поверхности, доступной для растворителя (SASA).
Таким образом, этот конвейер связывает «то, что находится в бутылке», с «тем, что она может сделать» в метаболически-воспалительных сетях, согласно прогнозам вычислительного моделирования, а не экспериментальным данным.
Химический анализ выявил десять ключевых биологически активных веществ
UPLC-MS/MS обнаружил 3387 молекул, в том числе фенилпропаноиды/поликетоны, органогетероциклы, липиды, бензоиды и алкалоиды. Из них выделено десять фармакокинетически благоприятных активных веществ, среди которых преобладают алкалоиды апорфина (нуциферин, асимилобин) и флавоноиды (изосиненсетин, морин, 5,7,3', 4'-тетраметоксифлавон, 7,4'-ди-О-метилапигенин, 3,3',4',5,6,7,8- гептаметоксифлавон, 5-десметилсиненсетин), плюс (Ы) -коклаурин и лигнановый эудесмин.
ADMET указывает на высокую GI абсорбцию и в целом на низкий уровень риска для безопасности. Большинство соединений не вызывают мутаций в гене, связанном с эфиром а-гоу-гоу (hERG), или в тесте Эймса (AMES), в то время как некоторые из них демонстрируют CYP взаимодействия, которые следует отслеживать при полипрагмазии.
Системное моделирование связывает биоактивные вещества с метаболическим воспалением
При прогнозировании мишеней 338 предполагаемых соединений-мишеней были сопоставлены с тысячами генов, связанных с ожирением и СД2, в результате чего было выявлено 144 пересекающихся узла. Сетевая топология выделила 20 основных белков, играющих центральную роль в метаболическом воспалении и передаче сигналов инсулина, включая гамма-рецептор, активируемый пролифератором пероксисом (PPARG), рецептор эстрогена 1 (ESR1), серин-треонин-протеинкиназу RAC-альфа (AKT1), фактор некроза опухоли (TNF), интерлейкин-1 бета (IL1B), преобразователь сигнала и активатор транскрипции 3 (STAT3), регулятор апоптоза при В-клеточной лимфоме 2 (BCL2 ), клеточный опухолевый антиген p53 (TP53), протоонкогенная тирозинкиназа Src (SRC), механистическая мишень рапамицина (MTOR) и матриксные металлопротеиназы (MMP2/MMP9).
GO и KEGG выявило пути, связанные с биологией метаболических заболеваний, в том числе с инсулинорезистентностью, передачей сигналов о липидах и атеросклерозе, путями конечных продуктов гликирования и рецепторов конечных продуктов гликирования (AGE-RAGE), а также основными каскадами, такими как фосфоинозитид-3-киназа-Akt (PI3K-Akt), митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK), циклический аденозинмонофосфат (cAMP), TNF и передача сигналов эстрогена.
Эти сети отражают статистически значимые ассоциации путей и, вероятно, связывают ежедневный приём напитка с улучшением транспорта глюкозы через переносчик глюкозы 4-го типа (GLUT4), снижением глюконеогенеза в печени через белок forkhead box O1 (FOXO1), ослаблением воспалительных сигналов и изменением обработки липидов в вычислительных сетевых моделях.
Докинг и моделирование демонстрируют стабильность связывания
Молекулярный докинг подтвердил возможность взаимодействия с несколькими мишенями. Морин связывался с ESR1, BCL2 и SRC с высокой аффинностью; несколько флавоноидов и (S)-коклаурин связывались с PPARG, а 5-десметилсиненсетин — с AKT1. Примечательно, что нуциферин продемонстрировал широкое прогнозируемое связывание с несколькими метаболическими центрами.
Два репрезентативных комплекса были подвергнуты МД-моделированию. Морин-ESR1 быстро стабилизировался (RMSD ≈ 0,26 нм), сохранил водородные связи и продемонстрировал ван-дер-ваальсово связывание с помощью ММ-PBSA с согласованными SASA и Rg, характерными для низкоэнергетической позиции связывания.
Асимилобин-PPARG продемонстрировал аналогичную стабильность (RMSD ≈ 0,28 нм) с большим вкладом электростатических сил и устойчивыми гидрофобными контактами после незначительной оптимизации в середине траектории.
В совокупности траектории показали наличие одного глубокого минимума в ландшафте свободной энергии, что указывает на устойчивые режимы связывания в моделируемых системах.
Потенциал доступной ферментированной метаболической поддержки
В сообществах, где бюджеты на продукты питания ограничены, а расходы на лекарства высоки, ферментированный напиток длительного хранения, который выдерживает стерилизацию с сохранением апорфинов и флавоноидов и который in silico воздействует на PPARG, AKT1, ESR1 и воспалительные узлы, может стать вероятным и доступным дополнением к диете и физическим упражнениям. Это гипотеза, выдвинутая на основе вычислительного анализа. Он не заменяет терапию ГПП-1 или натрий-глюкозного котранспортера 2-го типа (SGLT2), но может помочь пациентам скорректировать уровень глюкозы, липидов и воспаление в правильном направлении, если будущие экспериментальные и клинические исследования подтвердят его биологическую значимость.
Выводы и будущие экспериментальные направления
GI профили, высокая прогнозируемая ADMET ферментация напитка (FH03FS) содержит апорфиновые алкалоиды и флавоноиды с благоприятной MFH термической стерилизацией абсорбцией и многоцелевым действием на инсулиновые, липидные и воспалительные пути, выявленным с помощью комплексных in silico подходов.
Сетевая фармакология, молекулярный докинг и моделирование в течение 100 нс MD (с использованием MM-PBSA) указывают на стабильное связывание с ключевыми узлами, такими как PPARG, ESR1, AKT1, TNF и другими, которые связаны с сигнальными путями KEGG для инсулинорезистентности, PI3K-Akt, MAPK и AGE-RAGE.
Эти результаты вычислений позволяют выдвинуть проверяемые гипотезы о том, что ежедневный приём доступного по цене напитка может дополнить изменение образа жизни и традиционное лечение, при условии подтверждения этих гипотез в ходе экспериментальных исследований и испытаний на людях. Следующие шаги должны включать биофизические анализы, моделирование на клеточном уровне и испытания на людях для подтверждения эффективности, безопасности, дозировки и взаимодействия в реальных условиях.
Ссылка на журнал:
- Ву, С., Цю, Ю., Дай, Р., Хуан, Ц., Ван, Дж., Янь, С., Не, С. и Лю, Р. (2025). Биоактивные апорфины и флавоноиды из ферментированного напитка воздействуют на метаболические воспалительные процессы при ожирении и диабете 2-го типа. Sci Rep. DOI: 10.1038/s41598-025-30778-9, https://www.nature.com/articles/s41598-025-30778-9
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся