Συμβολή στη μελέτη της φυσιολογικής δράσης βιοδραστικών συστατικών από το σησάμι

Abstract

The main purpose of this study was to search for some of the effects of feeding with sesame and some of its products on the physiology of living organism. Additionally, in vitro experiments were conducted to reveal some of the biological properties of substances isolated from sesame seed and its perisperm. any antioxidant properties of sesame seed and perisperm. Lignans isolated from sesame seed and perisperm and polyphenolic mixture (PM) extracted from sesame seed perisperm were investigated for their action on lipid peroxidation, the activity of the hepatic isoform GST 1-1, 15-lipoxygenase, and their antimutagen properties against mutagens and promutagens. Among lignans that were investigated, balanophonine, conidendrine, piperitol, 7-hydroxy-materesinol and episesaminone exhibit inhibitory effect on rat liver GST 1-1. The most potent inhibitors of lipid peroxidation were lignans diglucoside of episesaminone, glucoside of sesaminol, samin and Raf273. Sesamolinol and sesamolin were the stronger antimutational lignans against Η2Ο2, and non-indentified lignans Raf251 and Raf293 against activated BaP. Lignans diglucoside of episesaminone, piperitol, balanophonine, and glucoside of sesaminol were the most potent antimutagens against the activation of BaP. Lignan Raf368 seems to reinforce the mutagen properties of BaP, while it does not exhibit mutagenic properties by itself. The polyphenolic mixture exhibit antimutagenic properties against BaP, no matter which strain (TA98 or TA100) of the Salmonella was used in Ames’ test. The most antimutagenic properties of PM were noticed when PM was preincubated with the bacteria and BaP, before the addition of BaP, indicative of the protection of DNA of bacteria by the PM. PM was more protective against BaP than against H2O2 and NaN3. Moreover, lignans Raf368 and sesamolin seem to activate the enzyme 15-lipoxygenase, an enzyme with antiflammatory properties and responsible for apoptosis in tumor cells. These properties make sesame and its perisperm a source of substances with beneficial properties for the health of animals and humans. Our next step was to conduct in vivo experiments, in order to investigate the effects of feeding with sesame on the enzymes of the phase I and II of detoxification system, in particular on the expression of the main isoenzymes of rat liver transferase of glutathione and on the activity of EROD. For this purpose, three different methods were used; biochemical, northern blotting and immunoblotting. These methods indicated that intake of unhulled and hulled sesame seed for eight weeks increased the expression of most of the isoenzymes of rat liver GST.. It also increased the concentration of glutathione and the enzymatic activity of the isoenzyme EROD in liver, while it decreased the enzymatic activity of the isoenzyme GST 1-1. GST 1-1 is one the enzymes responsible for the multi drug resistance in anticancer drugs. Our results increase the number of reported positive effects of intake of sesame and its products on the health.

Στην παρούσα διατριβή καταβλήθηκε προσπάθεια για την ανίχνευση ορισμένων από τις επιπτώσεις στη φυσιολογία του οργανισμού της κατανάλωσης σησαμίου και προϊόντων του με τη διατροφή. Επίσης με πειράματα in vitro, μελετήθηκαν ορισμένες ιδιότητες συστατικών που απομονώθηκαν από το σησάμι και το περισπέρμιό του. Λιγνάνια που απομονώθηκαν από το καρπό και το περισπέρμιο του σησαμιού και μίγμα πολυφαινολών που απομονώθηκε από το περισπέρμιο ελέγχθηκαν για την επίδρασή τους στη λιπιδική υπεροξείδωση, τη δραστικότητα της ισομορφής 1-1 της ηπατικής τρανσφεράσης της γλουταθειόνης, της 15-λιποξυγενάσης και την αντιμεταλλαξιγόνο δράση συγκεκριμένων δραστικών ενώσεων. Από τα λιγνάνια που ελέγχθηκαν, η μπαλανοφονίνη, η κονιντεντρίνη, η πιπεριτόλη, η 7-υδροξυ-ματερεσινόλη και η επισεσαμινόνη μαζί με το μίγμα πολυφαινολών διαπιστώθηκε ότι αναστέλλουν τη δράση της ισομορφής 1-1 της τρανσφεράσης της γλουταθειόνης. Την πιο έντονη αναστολή στη λιπιδική υπεροξείδωση προκάλεσαν τα λιγνάνια διγλυκοσίδιο της επισεσαμινόνης, γλυκοσίδιο της σεσαμινόλης, σαμίνη και Raf273. Μεγαλύτερη αντιμεταλλαξιγόνο δράση ενάντια στο υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) παρουσίασαν τα λιγνάνια σεσαμολινόλη και σεσαμολίνη. Ενώ τα μη ταυτοποιημένα λιγνάνια Raf251και Raf293 έχουν πιο έντονη αντιμεταλλαξιγόνο δράση ενάντια στο ενεργοποιημένο βένζο-α-πυρένιο, τα λιγνάνια διγλυκοσίδιο της επισεσαμινόνης, η πιπεριτόλη, η μπαλανοφονίνη και το γλυκοσίδιο της σεσαμινόλης αναστέλλουν την ενεργοποίηση του βένζο-α-πυρένιου από ηπατικά ένζυμα. Το λιγνάνιο Raf368 φαίνεται να ενισχύει τη μεταλλαξιγόνο δράση του BaP, ενώ από μόνο του δεν επέδειξε μεταλλαξιγόνο δράση. Το μίγμα πολυφαινολών προκάλεσε αναστολή της μεταλλαξιγόνου δράσης του BaP, ανεξάρτητα από το στέλεχος του βακτηρίου που χρησιμοποιήθηκε (ΤΑ98 ή ΤΑ100), ιδιαίτερα μετά από προεπώαση με τα βακτήρια και το BaP παρέχοντας κατά πάση πιθανότητα προστασία στο γενετικό υλικό των βακτηρίων, εμποδίζοντας την βιοενεργοποίηση της μεταλλαξιγόνου ένωσης BaP. Η αναστολή που παρατηρήθηκε είναι μεγαλύτερη από αυτήν που προκάλεσε ίδια ποσότητα μίγματος πολυφαινολών στη μεταλλαξιγόνο δράση του H2O2 και του NaN3. Επιπλέον, τα λιγνάνια Raf368 και σεσαμολίνη διαπιστώθηκε ότι ενεργοποιούν το ένζυμο 15-λιποξυγενάση, το οποίο σχετίζεται με αντιφλεγμονώδη δράση και την ενίσχυση της απόπτωσης στα καρκινικά κύτταρα. Σύμφωνα με τα προαναφερθέντα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής, το σησάμι και το περικάρπιό του φαίνεται να αποτελούν πηγή ενώσεων με έντονη ευεργετική δράση στην υγεία ζωϊκών οργανισμών και του ανθρώπου. Σε επόμενο στάδιο της διατριβής, μελετήθηκαν οι επιπτώσεις της διατροφής με σησάμι στην έκφραση ισομορφών του ενζύμου τρανσφεράση της γλουταθειόνης και του EROD που αποτελούν βασικά στελέχη των μηχανισμών αποτοξίνωσης. Η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε περιελάμβανε βιοχημική μελέτη, προσδιορισμό των επιπέδων mRNA, και προσδιορισμό των επιπέδων της πρωτεΐνης συγκεκριμένων ισοενζυμικών μορφών του ενζύμου με ανοσοανίχνευση. Η χορήγηση αποφλοιωμένου και μη αποφλοιωμένου καρπού για χρονική περίοδο οκτώ εβδομάδων, ενίσχυσε την έκφραση των περισσοτέρων ισομορφών όπως αυτή διαπιστώθηκε με όλες τις μεθόδους ανίχνευσης που εφαρμόστηκαν. Παράλληλα διαπιστώθηκε αύξηση της δραστικότητας της ισομορφής EROD του κυτοχρώματος P450 και της συγκέντρωσης της γλουταθειόνης στο ήπαρ. Διαπιστώθηκε μείωση της δραστικότητας της ισομορφής της GST 1-1, η οποία ενοχοποιείται για το μεταβολισμό και αποικοδόμηση πολλών ενώσεων με φαρμακευτική δράση. Οι παρατηρήσεις αυτές αυξάνουν τον αριθμό των θετικών επιδράσεων στην υγεία που έχουν αναφερθεί μέχρι σήμερα στη διεθνή βιβλιογραφία από πολλούς ερευνητές και σχετίζονται με τη συμμετοχή του σησαμιού ή προϊόντων του στη διατροφή μας.