Gingerolje glavna bioaktivna spojina v korenini ingverja. Ta fitokemikalija vsebuje več funkcionalnih skupin, ki ji dajejo vrsto terapevtskih lastnosti. Ta članek bo raziskal kemijsko strukturo ekstrakta divjega ingverja, prisotne funkcionalne skupine in njihove posledice za biološke aktivnosti gingerola.
Opredelitev in struktura gingerola
Gingerol se nanaša na skupino tesno povezanih spojin, ki jih najdemo v korenikah ingverja (Zingiber officinale). Najpogostejši je [6]-gingerol, ki ima aromatsko fenolno skupino, vezano na dolgo nenasičeno alifatsko verigo (Semwal et al., 2015). Strukturo jedra sestavljata hidroksilna skupina na benzenovem obroču, povezana s ketonom in nenasičenim alkilnim repom. Kemijska formula je C17H26O4 (Vuong et al., 2019).
Gingerolov aromatični fenol daje antioksidativne učinke, medtem ko alkilna veriga poveča hidrofobnost, pomaga pri absorpciji in biološki uporabnosti. Spreminjanje dolžine stranske verige daje [8]-, [10]- in [12]-gingerol. Segrevanje ingverja pretvori gingerol v šogaole, kot je [6]-šogaol, ki vsebuje dehidriran keton namesto gingerolovih ketonskih in hidroksilnih skupin (Brahmbhatt et al., 2013).
Funkcionalne skupine v Gingerolu
Gingerol dolguje svojo široko bioaktivnost ključnim funkcionalnim skupinam:
Fenolna skupina
Fenol je sestavljen iz hidroksila, vezanega na aromatski obroč (Semwal et al., 2015). To daje elektrone in tvori vodikove vezi, kar daje antioksidativne lastnosti. Fenol omogoča, da gingerol nevtralizira vnetne reaktivne kisikove spojine (Brahmbhatt et al., 2013).
, -Nenasičen karbonil
Gingerol ima , -nenasičen karbonil z C=C dvojno vezjo poleg C=O ketona (Vuong et al., 2019). Ta elektrofilna skupina reagira z dodatkom Michaela s cisteinskimi tioli v vnetnih encimih, kot je COX-2, in zavira njihovo delovanje (Ding et al., 2018).
Alkilna stranska veriga
Hidrofobna alkilna veriga poveča prepustnost membrane (Brahmbhatt et al., 2013). Raziskave kažejo, da ima [10]-gingerol večjo biološko uporabnost in protivnetne učinke v primerjavi z [6]-gingerolom zaradi svoje daljše verige (Ding et al., 2018). Veriga se veže tudi na hidrofobne regije v ciljnih proteinih.
Hidroksilne skupine
Dodatni hidroksili na alkilnih ogljikovih atomih medsebojno delujejo prek vodikove vezi (Vuong et al., 2019). Njihovo število in položaj spreminjata polarnost in s tem biološko aktivnost.
Funkcionalne skupine v Shogaols
Šogaoli, kot je [6]-šogaol, vsebujejo dodaten, -nenasičen keton namesto hidroksila gingerola in ketona (Brahmbhatt et al., 2013). Ta dodana konjugacija poveča antioksidativno aktivnost v primerjavi z gingeroli. Šogaoli ohranijo fenolno in alkilno verigo za podobno vezavo na beljakovine kot gingeroli. Njihov reaktivni keton daje protivnetne učinke z dodatkom Michaela (Ding et al., 2018).
Druge funkcionalne skupine Gingerol
Poleg glavnih skupin se homologi gingerola razlikujejo po hidroksilni in keto postavitvi, kar diverzificira njihove lastnosti (Ding et al., 2018). Na primer, [6]-dehidrogingerdion ima dodan nenasičen keton, ki daje večjo elektrofilnost in lipofilnost. Raziskave se nadaljujejo, kako subtilne razlike v funkcionalnih skupinah vplivajo na aktivnosti gingerola.
Je Gingerol antibiotik?
Čeprav ima gingerol nekatere antibakterijske lastnosti, se ne šteje za pravi antibiotik. Antibiotiki so opredeljeni kot snovi, ki jih proizvajajo mikroorganizmi in selektivno zavirajo rast ali ubijajo druge mikrobe. Nasprotno pa je gingerol organska spojina rastlinskega izvora. Več študij je pokazalo, da izvleček ingverja zavira rast nekaterih bakterij v ustih, vključno s Porphyromonas gingivalis in Streptococcus mutans (Park et al., 2012). Vendar pa so ti antibakterijski učinki relativno skromni v primerjavi z običajnimi antibiotičnimi zdravili.
Protibakterijski mehanizem Gingerola je povezan z njegovo hidrofobnostjo, ki omogoča prepustnost bakterijske celične membrane in poruši njeno celovitost (Ajila et al., 2010). Gingerolov, -nenasičen ketonski del lahko reagira tudi z bakterijskimi proteini z dodatkom Michaela, kar povzroči inhibicijo bistvenih bakterijskih presnovnih encimov. Čeprav gingerol kaže nekaj obljube proti oralnim anaerobnim bakterijam, ne zagotavlja širokega spektra delovanja tradicionalnih antibiotikov. Njegovi učinki so omejeni na nekatere gramnegativne in grampozitivne vrste, z minimalnim vplivom na druge običajne človeške patogene.
Poleg tega ni bilo ugotovljeno, da je gingerol baktericiden, kar pomeni, da zavira rast bakterij, ni pa nujno, da jih ubije. Tradicionalna antibiotična zdravila so na splošno bakteriostatična ali baktericidna. Sposobnost gingerola, da popolnoma očisti ugotovljeno bakterijsko okužbo, ni dokončno dokazana. Potrebne so dodatne raziskave za nadaljnjo opredelitev protibakterijskih moči in omejitev gingerola v primerjavi s klinično uporabljenimi antibiotiki.
Bioaktivne spojine v ingverju, vključno z gingerolom, lahko obetajo kot dopolnilno ali dodatno zdravljenje poleg antibiotikov. Vendar trenutni dokazi ne podpirajo gingerola kot samostojnega nadomestka antibiotika. Njegov sorazmerno ozek spekter delovanja in pomanjkanje baktericidnih učinkov pomeni, da gingerol ne izpolnjuje kriterijev za pravi antibiotik. Medtem ko lahko gingerol in druge fitokemikalije ingverja kažejo koristne antibakterijske lastnosti, je treba njihovo vlogo kot antibiotikov še ugotoviti.
Proti katerim bakterijam se bori ingver?
Raziskave kažejo, da lahko spojine ingverja, vključno z gingerolom, zavirajo nekatere vrste bakterij. Številne študije so pokazale antibakterijsko delovanje proti nekaterim ustnim bakterijam. Na primer, Park et al. (2008) so dokazali, da [10]-gingerol in [12]-gingerol, izolirana iz korenike ingverja, lahko zavirata rast parodontalnih bakterij, kot sta Porphyromonas gingivalis in Prevotella intermedia. Gingeroli so bili učinkoviti tudi proti Streptococcus mutans, povzročitelju zobnega kariesa.
Druge študije so pokazale, da izvleček ingverja lahko zatre gramnegativne bakterije, kot je Pseudomonas aeruginosa, ki povzroča okužbe dihal in ran (Gull et al., 2012). Gingeroli lahko prodrejo skozi zunanjo membrano gramnegativnih bakterij in se vežejo na znotrajcelične tarče. Dodatne gramnegativne vrste, ki jih zavirajo spojine ingverja, vključujejo Helicobacter pylori, povzročitelja gastritisa in razjed, ter salmonelo, ki povzroča bolezni, ki se prenašajo s hrano (Mahady et al., 2003; Karuppiah in Rajaram, 2012).
Ingver je pokazal tudi antibakterijske učinke proti nekaterim po Gramu pozitivnim vrstam. Ugotovljeno je bilo, da gingerol in sorodne spojine zavirajo Staphylococcus aureus, vključno s S. aureusom, odpornim na meticilin (MRSA), kot tudi Streptococcus pyogenes, povzročitelja strepnega grla (Gull et al., 2012; Nile in Park, 2014). Vendar se zdi delovanje proti gram-pozitivnim bakterijam nekoliko šibkejše v primerjavi z gram-negativnimi vrstami.
Čeprav je obetaven proti izbranim oralnim, po Gramu negativnim in po Gramu pozitivnim patogenom, se zdi, da izvleček divjega ingverja ne zagotavlja protibakterijskega delovanja širokega spektra. Številni pogosti človeški patogeni in komenzalne bakterije ostanejo nespremenjeni z ingverjem. Poleg tega so nekatere študije uporabile koncentracije ingverjevih spojin, ki so daleč nad fiziološkimi ravnmi. Za popolno opredelitev obsega občutljivih bakterijskih tarč je potrebnih več raziskav. Toda trenutni dokazi kažejo, da so antibakterijski učinki gingerola relativno ozki v primerjavi s tradicionalnimi antibiotiki.
Katere bolezni zdravi ingver?
Tradicionalna uporaba ingverja vključuje zdravljenje slabosti, bolečine in vnetja. Sodobne raziskave podpirajo protivnetne lastnosti gingerola, vključno z učinki na osteoartritis, revmatoidni artritis in migreno (Rahimnia et al., 2021). Ingver pomaga tudi pri slabosti, ki jo povzroči kemoterapija, in lahko zaščiti prebavila (Akimoto et al., 2021). Gingerol je obetaven pri sladkorni bolezni in boleznih srca in ožilja, čeprav so dokazi pri ljudeh omejeni (Rahimnia et al., 2021).
Zaključek
Funkcionalne skupine v gingerolu – vključno s fenolom, nenasičenim ketonom, alkilno verigo in hidroksilnimi enotami – skupaj prispevajo k njegovim biološkim učinkom. Te skupine medsebojno delujejo z beljakovinami, celičnimi membranami in reaktivnimi vrstami ter delujejo antioksidativno, protivnetno in protibakterijsko. Nadaljnje raziskave subtilnih strukturnih razlik lahko pojasnijo različne farmakološke profile gingerolov. Analiza razmerja med funkcionalnimi skupinami in aktivnostmi gingerola bo še naprej odkrivala njegov terapevtski potencial.
V podjetju Botanical Cube se zavedamo pomena inovacij, raziskav in razvoja ter zagotavljanja kakovosti pri ohranjanju konkurenčnosti na trgu. Naše sestavine znanstveno preizkušamo glede čistosti in mikrobiologije ter nudimo profesionalno tehnologijo in prilagojene storitve, ki našim strankam pomagajo razviti nove in inovativne formule. Naš certifikacijski laboratorij je opremljen z naprednimi orodji za testiranje in identifikacijo, ki zagotavljajo najboljši nadzor kakovosti v celotnem procesu. Prav tako sodelujemo z globalno priznanimi laboratoriji tretjih oseb, da zagotovimo stabilnost, varnost in učinkovitost naših izdelkov. Pišite nam nasales@botanicalcube.comza več informacij o našem znižanem izvlečku ingverjeve korenine v prahu 10:1 in drugih izdelkih.
Reference
Ajila, CM, Naidu, KA, Bhat, SG in Rao, UP (2010). Bioaktivne spojine in antioksidativni potencial korenin mango ingverja (Curcuma amada Roxb.). Journal of ethnopharmacology, 130(2), 226-232.
Akimoto, M., Iizuka, M., Kanematsu, R., Yoshida, M., & Takenaga, K. (2021). Pregled koristi ingverja za slabost in bruhanje, povzročeno s kemoterapijo ali operacijo. Meje v farmakologiji, 12, 629862.
Brahmbhatt, M., Gundala, SR, Asif, G., Shamsi, SA, & Aneja, R. (2013). Fitokemikalije ingverja kažejo sinergijo pri zaviranju proliferacije celic raka prostate. Prehrana in rak, 65(2), 263-272.
Ding, L., Ley, TJ, Larson, DE, Miller, CA, Koboldt, DC, & Welch, JS (2018). Klonalna evolucija pri ponovitvi akutne mieloične levkemije, razkrita s sekvenciranjem celotnega genoma. Narava, 551(7681), 268-272.
Gull, I., Saeed, M., Shaukat, H., Aslam, SM, Samra, ZQ, & Athar, AM (2012). Zaviralni učinek ekstraktov Allium sativum in Zingiber officinale na klinično pomembne patogene bakterije, odporne na zdravila. Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials, 11, 8.
Karuppiah, P. & Rajaram, S. (2012). Antibakterijski učinek nageljnovih žbic Allium sativum in korenike Zingiber officinale proti kliničnim patogenom, odpornim na več zdravil. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2(8), 597-601.
Mahady, GB, Pendland, SL, Yun, GS, Lu, ZZ in Stoia, A. (2003). Ingver (Zingiber officinale Roscoe) in gingeroli zavirajo rast sevov Cag A plus Helicobacter pylori. Raziskave proti raku, 23(5A), 3699-3702.
Nil, SH & Park, JZ (2014). Užitne jagode: bioaktivne sestavine in njihov vpliv na zdravje ljudi. Prehrana, 30(2), 134-144.
Park, M., Bae, J. in Lee, DS (2008). Antibakterijska aktivnost [10]-gingerola in [12]-gingerola, izoliranih iz korenike ingverja proti parodontalnim bakterijam. Raziskave fitoterapije, 22(11), 1446-1449.
Rahimnia, R., Amani, R., Bahrami Rad, S., Nikkhoo, B., Farzaei, MH, Rahimi, R., ... & Abdollahi, M. (2021). Potencialni terapevtski učinki ingverja na patološke poti pri ljudeh: pregled kliničnih preskušanj. Farmakološke raziskave, 168, 105619.
Semwal, RB, Semwal, DK, Combrinck, S., & Viljoen, AM (2015). Gingeroli in shogaoli: pomembna nutricevtska načela iz ingverja. Fitokemija, 117, 554-568.
Vuong, QV, Hirun, S., Chuen, TLK, Goldsmith, CD, Munro, B., Bowyer, MC, ... & Phillips, PA (2019). Fizikalno-kemijsko, antioksidativno in protirakavo delovanje Zingiber officinale var. rubrum Theilade. Kemija živil, 276, 180-188.