Резюме
Заден план
Консумацията им е свързана с профилактика, лечение и дълголетие. Ракът е водеща причина за смърт по целия свят и според докладите на СЗО милиони хора ще умрат от рак, ако болестта не се лекува, особено в страните с ниски и средни доходи, където има налични ресурси за профилактика, диагностика, и лечението на рак са ограничени или не съществуват. Ракът като хронично заболяване може да причини смърт или да предизвика дълготрайни ефекти през целия живот на пациента. Основното предизвикателство пред целия свят е да се намери лекарство срещу рак [6].
Конвенционалните терапии, използвани при лечението на рак, са хирургия, химиотерапия и лъчетерапия, в зависимост от вида рак и етапа на развитие на туморите. Противораковото лечение е сложно и причинява няколко странични ефекти в клиничното лечение. Тези нежелани реакции включват намален калориен прием и намалена абсорбция на хранителни вещества, които биха могли да застрашат и да намалят качеството на живот на пациентите с рак [7]. Също така, те водят до увреждане и отслабване на естествената имунологична защита на пациента [3, 5]. Екстрактът от някои гъби показа обещаващи ефекти върху терапиите за рак. Източникът на техните биологично активни съединения се дължи на способността им да растат в тъмнината и влагата в силно конкурентна среда. За да се предпазят от атаката на други организми, те са разработили естествени защитни вещества. Няколко научни изследвания са изолирали вещества от много гъби с потенциални ползи за хората [5].
Химически и хранителни аспекти на годни за консумация гъби
Някои видове гъби са показани за диети с ограничена енергия поради ниската концентрация на мазнини и енергия, както и високата концентрация на диетични фибри и протеини. Гъбените протеини притежават девет аминокиселини, необходими за хранителния прием на хората. Те също така съдържат хранителни вещества като фосфор и желязо и витамини от група В, особено тиамин, рибофлавин, пиридоксин, пантотенова киселина, никотинова киселина, фолат и кобаламин, както и други витамини, включително биотин и токофероли [7]. Съдържанието на витамин В12 в гъбите е същото, което се съдържа в рибите, червеното месо и черния дроб, което предполага същата бионаличност, което представлява важен източник за веганска диета [8]. Гъбите също проявяват ергостерол, който може да се превърне във витамин D2, когато е изложен на UV светлина. При експерименти с животни с обогатен с ергокалциферол гъбен прах се наблюдава повишаване на хидроксивитамин D и костна минерализация [9, 10]. Съдържанието на селен в гъбите варира в зависимост от формата на отглеждане, съдържанието на селен в почвата и географската ширина. Селенът е основен микроелемент, който играе ключова роля в клетъчния цикъл и апоптозата. Маргиналният дефицит на селен може да допринесе за намаляване на имунната функция при някои видове рак [10,11,12].
В допълнение, l -ерготионеинът е необичайна аминокиселина, открита в гъбите, която има антиоксидантни свойства като блокер на свободните радикали със способността да предпазва клетките от оксидативен стрес. Той може да служи като окончателна защита срещу окисляване в клетки, където глутатионът може да е изчерпан, което предполага изгодна роля за дългосрочното човешко здраве. Също така се предполага, че ерготионеинът трябва да се разглежда като витамин за дълголетие, основан на теорията за триажа, поради уникалната му роля в защитата на митохондриите от окисляване [2, 13].
Съединения и ефекти за здравословно приложение
Много храни са допринесли за намаляването и предотвратяването на заболявания и са насърчили ползите за здравето, което от своя страна стимулира появата на функционални храни. Здравните власти по света обмислят превенцията и лечението на различни хронични заболявания, като използват функционални храни и хранителни продукти [13]. Литературата предполага, че консумацията на някои видове гъби, като храна, екстракти или прием на специфични съставки, може да намали някои рискове от заболявания [14, 15]. Гъбите се считат за функционални храни поради техните биоактивни съединения и източник на развитие на лекарства и хранителни вещества [16]. От хранителна гледна точка и поради високата протеинова стойност и съдържанието на фибри, отглеждането на гъби също се разглежда като алтернатива на предлагането на протеини в страни с високо ниво на недохранване [17]. Освен това за ядливите гъби се съобщава, че имат антитуморен потенциал [17,18,20,21,23,25,26,27,28,42,29,31,30,32,33,34,35,36, 37,39,40,22,41,19] и антиангиогенезни свойства [20, 21].
Сред биоактивните компоненти са гъбичните β-глюкани, вид полизахариди с високо молекулно тегло; примери включват лентинан, грифолан и GL-1. Съществуват и няколко други активни съединения: протеогликани (майтаке D-фракция) и полизахаридни пептиди (например, PSP, PSK); гликани (ганодерани), лектини, тритерпени и тритерпеноиди (ганодерни киселини); и свързани с протеини полизахариди, лигнини, пурини и полифеноли, особено флавоноиди [5, 21, 22]. Ползите от съединенията и възможните механизми на действие са описани в Таблица 1. Полизахаридите са най-известните съставки, получени от гъби с различни химични съединения. β-Глюканът, глюкозен полимер, е една от най-разпространените форми на полизахариди и произлиза от различни източници. Тези глюкозни полимери са докладвани в проучвания с Agaricus blazei, Agaricus bisporus, Phellinus linteus, Lentinula edodes, Coprinus comatus, и Grifola frondosa и се считат за най-мощния известен имуностимулант и противотуморен компонент [6, 21, 23].
Влакната като β-глюкани, хетерогликани, лектин и протеогликани действат като имуномодулатори [16, 21, 24]. Клетъчната стена на гъбите не съдържа нишестени полизахаридни компоненти, класифицирани като диетични фибри, което зависи от тяхната морфологична форма и вид. Съставът на общите диетични фибри в гъбите е предимно от неразтворими диетични фибри и ниско ниво на присъствие на разтворими диетични фибри [25].
Лектините имат функцията да се свързват с мембранните въглехидрати. Неговият общ терапевтичен принцип е да се свързва с мембраната на мутантната клетка или нейните рецептори, причинявайки апоптоза и следователно насърчавайки намаляването на тумора. Те са показани като терапевтичен агент с противоракови дейности in vitro експерименти, с животни и в клинични проучвания [15, 18]. Някои лектини от A. bisporus и G. frondosa показват антипролиферативен и антитуморен потенциал. Cheung и сътр. [18] демонстрира in vitro, че доза от 90 μg/ml от A. bisporus екстрактът от лектин може да бъде мощен антипролиферативен агент, като предотвратява навлизането на човешките постмортни очи в S фазата на клетъчния цикъл. Също така, лектините действат чрез стимулиране на имунологични функции, фагоцитна активност на макрофагите и подобряване на функциите на ретикулоендотелната система. И накрая, те облекчават нежеланите ефекти, произведени от химиотерапията и подобряват инфилтрацията на тумора от цитотоксичните Т клетки. Фракцията от майтаке D от G. frondosa има силни противоракови свойства в клетките на рака на гърдата, като упражнява проапоптотични ефекти и намалява жизнеспособността на туморните клетки [26].
Експериментални изследвания с гъби
Данните показват, че фракциите гъби имат потенциална употреба при лечението на различни видове рак, както е описано в таблица 1.
Антипролиферативните, антитуморните, антиоксидантните антиметастатични дейности и индукторите на апоптоза на биоактивни гъбни съединения са свързани с различни изследвания, обобщени в Таблица 2. Лектинът, намерен в род A. bisporus е показал антипролиферативно действие при очен рак [18].
Фитохимикали на A. bisporus екстрактът инхибира ароматазата на естрогенния рецептор in vivo в MCF-7aro клетката и при яйчникови плъхове [27, 28]. Chen et al. [28] също така описва, че екстрактът от гъби in vivo намалява както пролиферацията на туморни клетки, така и теглото на тумора с ефект върху скоростта на апоптоза. Взаимодействието на линоленова киселина и линоленова киселина, присъстващи в A. bisporus екстрактът е ефективен при инхибиране на ароматазната активност чрез модифициране или мутиране на активни клетъчни места. Експерименти с хепатоцелуларни карциномни клетки (HepG2) изследват протекторния ефект на β-глюкан A. bisporus екстракт върху експресията на гени ERCC5, CASP9 и CYP1A1. Silva et al. [29] излага HepG2 на бензо [а] пирен (B [a] P), β-глюкан или комбинация от (B [a] P) с β-глюкан. Констатациите демонстрират, че 50 m/l екстракт от β-глюкан потискат значително експресията на гена ERCC3 в сравнение с нетретираните контролни клетки. Не е открита промяна на ниво препис CASP9. Независимо от това, експресията на CYP1A1 показва клетъчно увреждане, причинено от (B [a] P), като ензимен модулатор на фаза I (CYP1A1). И накрая, резултатите показаха, че β-глюкан полизахарид има защитен ефект върху HepG2 клетките, което предполага, че β-глюкан модулира клетъчния метаболизъм.
Agaricus blazei Murill (ABM) се счита за функционална храна и естествена терапия, използвана най-вече за профилактика и като адювант при лечението на рак. ABM екстрактите играят роля в модулацията на имунните клетки, които потвърждават възможната му противоракова активност [5, 29]. По същия начин, проучване изследва комбинацията от ABM, екстрахирана с морски фосфолипиди, в сравнение с ABM екстракт самостоятелно при супресия на тумор на myeloma sp2 при перорално приложение. Резултатите от проучването in vivo показват, че пероралното приложение на екстракт от ABM, директно или капсулирана липозомна форма, потиска миелома при мишки. Също така, откритията показват, че антитуморният ефект на β-глюкан и/или морски фосфолипид се е появил при липса на загуба на тегло, което косвено може да повлияе на рак [30].
Проучването in vivo и in vitro на Niu et al.’s [31] изследва антитуморни агенти и антиангиогенни ефекти на А. блазей екстракт от полизахарид с ниско молекулно тегло (LMPAB). LMPAB инхибира туморните метастази както in vitro в BEL-7402 чернодробни ракови клетки, така и in vivo при миши B16 меланом и двойно присаден туморен модел SW180. Показано е, че експериментът потиска решаващия стимулатор MMP-9 и в същото време активира супресорите като нм23-H1, които изглежда са отговорни за неговите антиметастатични дейности. Тези резултати предполагат, че двойното действие на LMPAB може да бъде обещаващо средство за профилактика и лечение на туморни метастази.
Факторът NF-kB участва в възпалителния отговор и играе ключова роля в регулирането на отговора на имунната инфекция и в защитата на клетките от претърпяване на апоптоза в отговор на клетъчен стрес [32]. Поради своята роля при голямо разнообразие от заболявания, NF-κB се превърна в основна цел за разработване на лекарства. Повечето химиопрофилактични агенти изглежда потискат активирането на NF-кВ, чрез инхибиране на компонентите на сигналния път на NF-кВ. По принцип тези наблюдения предполагат, че NF-κB е идеална цел за химиопрофилактика и хемосенсибилизация [33]. В. комат суровите екстракти имат висока антиоксидантна активност и модулират пътя на активиране на NF-κB. Експерименти с В. комат суров екстракт и в клетъчната линия на рак на гърдата MCF7 показаха, че и двата екстракта повлияват IκBα фосфорилирането по зависим от дозата начин, което предполага, че В. комат съдържа мощни компоненти, способни да инхибират NF-κB функцията и възможен антитуморен агент [34].
L. edodes C91–3 е мицелиев ферментационен протеин, изолиран от гъби от Basidiomycetes Umbelliferae [20]. Неговият екстракт съдържа разнообразни протеини със значително въздействие върху индуцирането на клетъчна апоптоза, потвърдено от експерименти in vivo и in vitro. Liu et al. [21] индуцира и експресира протеина (Latcripin-1 ген) с Pichia pastoris експресионна система и инкубира човешката белодробна ракова клетка A549. Резултатите заключават, че този протеин може да индуцира апоптоза в клетка A549. L. edodes C91-3 също е тестван в клетъчна линия A549, използвайки Latcripin-13 домейн и изразен в Ешерихия коли Rosetta-gami (DE3) под формата на тела за включване [35]. По подобен начин се наблюдава клетъчна апоптоза с Latcripin-13 в клетките A549, които могат да бъдат използвани за бъдещото развитие на нови противотуморни лекарства.
Ангиогенезата е процесът, при който туморните клетки стимулират образуването на нови кръвоносни съдове, необходими за осигуряване на основни хранителни вещества за техния растеж, трансплантация и метастази. Предишни проучвания с Phellinus linteus (PL) екстрактът демонстрира силна антиангиогенна активност, използвайки ембриохориолантоисна мембрана (CAM) [36]. В друг експеримент, Song et al. [36] също използва Pl екстракт за оценка на клетъчната пролиферация, инвазия, матрична метало-протеиназна активност и потенциалния ефект на PL върху нивото на β-катенин протеин в SW480 ракови клетки на дебелото черво. Антиангиогенните ефекти на PL са изследвани чрез оценка на ендотелната клетка на човешката пъпна вена (HUVEC) и образуването на капилярна тръба, разкриващи значителен дозозависим цитотоксичен ефект върху разпространението на HUVECs. В допълнение, in vivo ефектите са оценени в модел на голи мишки, което води до инхибиране на натрупването на β-катенин и експресията на неговите гени надолу по веригата. P. linteus екстракт също е тестван от Tsuji et al. [37] за сенсибилизиране на напреднали клетки от рак на простатата при голи атимични мишки.
Polyozellus multiplex компонентите са тествани in vitro за човешки стомашни и други ракови клетки. П. мултиплекс водна фракция значително повишава глутатион S-трансферазата (GST) и дейностите на супероксиддисмутазата, показвайки тенденция към увеличаване на нивата на глутатион (GSH), в сравнение с н-метил-н-нитро-н-нитрозогуанидин (MNNG) самостоятелна група [38]. Резултатите показват, че разпространението на различни видове ракови клетки може да бъде значително инхибирано от П. мултиплекс водна фракция и може да намери приложение като хемопревентор на рак на стомаха, също проверен в Pleurotus eryngii екстракт [24].
Клинични проучвания с хора
Според Световния доклад за рака до 2020 г. процентът на рака се очаква да нарасне с около 50% до 15 милиона, което ще доведе до повишена нужда от химиотерапия. Въпреки че химиотерапията е основен компонент в традиционното лечение на рак, тя идва с пакет странични ефекти. Докладът също така казва, че здравословната диета с често консумация на някои зеленчуци може да намали риска от развитие на рак от епителен произход [39].
Що се отнася до клиничните изпитвания, те са незаменими при всяко ново разработване на лекарства. Те показаха, че активните съединения от лечебните гъби действат най-добре, когато се комбинират с хирургия, химиотерапия и лъчетерапия. Добавянето на лекарства с лекарствени гъби значително подобрява резултата и толерантността към инвазивни лечения [39].
През последните няколко десетилетия бяха започнати няколко онкологични проучвания за намиране на алтернативни лекарства срещу рак. Японско проучване комбинира лечение с Lentinula edodes мицелия (LEM) и химиотерапия и съобщава за подобрения в QOL и имунологичната функция при пациенти с рак. Мицелният екстракт от L. edodes е екстракт от гореща вода, получен от след производство на култура мицелия от гъби шийтаке. Lentinan е неутрален полизахарид с високо молекулно тегло, извлечен от плодното тяло, за който се съобщава, че произвежда антитуморна активност и имунорегулиращи ефекти и одобрен като противораково лекарство в Япония [22].
Заключения
Ревизираните проучвания показват, че активните принципи на гъбите притежават терапевтични свойства, които играят ключова роля в алтернативните онкологични лечения, в допълнение към тяхната хранителна стойност. Лечебните гъби са съставени от полизахариди, протеинови комплекси, β-глюкан и други съставки, които са широко проучени за приложение при няколко заболявания като рак. Тези изключителни съставки имат противотуморни, имуномодулиращи, антиоксидантни и други свойства, подробно описани от проучвания. Този преглед подчертава нови подходи и полезни резултати от лекарствените гъби, прилагани за лечение на рак, които помагат на хиляди пациенти да имат по-добро качество на живот. Тези нови подходи и резултати се подчертават и от наблюдателни проучвания, които показват как културата на консумация на гъби може да предотврати рака.
Не бива обаче да пренебрегваме хетерогенните ефекти на различните сортове гъби в няколко вида по света, които не са включени в този преглед. Последните открития на биоактивни компоненти с приложение в човешкото здраве могат да дадат допълнителен тласък на консумацията на гъби, да подобрят хранителните навици и да привлекат вниманието на обществата и правителствата да променят приоритета си от лечение и откриване към програми за превенция. В заключение, резултатите от този преглед показват необходимостта от по-нататъшни изследвания с дългосрочни двойно-слепи и плацебо-контролирани проучвания, които оценяват по-голяма популация в клинични изпитвания. Важно е да се провери различната реактивност на биоактивните принципи при всеки вид рак, за да се гарантира ефикасността и безопасността на лечебните гъби със стабилни статистически резултати.
Съкращения
Аденокарциномична човешка алвеоларна базална епителна клетка