خلاصة:من المعروف أن البيئات الأرضية تستضيف تنوعًا بيولوجيًا ميكروبيًا هائلاً. تتعرض الكائنات الدقيقة الأرضية لأنواع مختلفة من الإجهاد ، مثل الأشعة فوق البنفسجية وتقلبات درجات الحرارة وتوافر المياه والمنافسة الداخلية / الداخلية على الموارد ، لتنتج طيفًا كبيرًا من الجزيئات النشطة بيولوجيًا. أظهرت البكتيريا والعتائق والطلائعيات والفطريات والطحالب إمكانات عالية لإنتاج الجزيئات الحيوية للأغراض الصيدلانية أو غيرها من الأغراض الصناعية لأنها تجمع بين عملية إنتاج مستدامة ومنخفضة التكلفة نسبيًا وسريعة. نقدم هنا لمحة عامة عن الجزيئات النشطة بيولوجيًا المختلفة التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة الأرضية مع تطبيقات حماية الجلد. تمت مناقشة المحتوى العالي في مركبات البوليفينول والكاروتين التي تنتجها عدة سلالات ووجود عديدات السكاريد الخارجية ، والميلانين ، ومشتقات الإندول والبيرول ، والسيكلوسبورين ، والأحماض الكربوكسيلية ، وجزيئات أخرى ، في سياق مضادات الأكسدة والوقاية من الضوء وتبييض البشرة نشاط. تمت أيضًا مناقشة أدوات التكنولوجيا الحيوية ذات الصلة التي تم تطويرها لتحسين إنتاج المنتجات الطبيعية ذات القيمة المضافة العالية ، فضلاً عن التأثير الوقائي لبعض الإنزيمات المضادة للأكسدة والمتحللة المائية والمهينة. علاوة على ذلك ، نصف فئات المركبات الميكروبية التي يتم استخدامها أو يمكن استخدامها كمضادات للميكروبات ، ومرطبات ، وخافضات للتوتر الحيوي ، وأصباغ ، ومنكهات ، وعطور.

انقر فوق ملحق Cistanche Tubulosa

لمزيد من المعلومات:

david.deng@wecistanche.com WhatApp: 86 13632399501

وفقًا للدراسات ذات الصلة ،cistancheهو عشب شائع يعرف باسم "عشب معجزة يطيل الحياة". مكونه الرئيسي هوالسيستانوسيد، والتي لها تأثيرات مختلفة مثلمضادات الأكسدة, مضاد التهاب، وتعزيز وظيفة المناعة. الآلية بين cistanche وجلدتبييضيكمن في التأثير المضاد للأكسدة من cistancheجليكوسيدات. ينتج الميلانين في جلد الإنسان عن طريق أكسدة التيروزين المحفزالتيروزيناز، ويتطلب تفاعل الأكسدة مشاركة الأكسجين ، لذلك تصبح الجذور الخالية من الأكسجين في الجسم عاملاً مهمًا يؤثر على إنتاج الميلانين. يحتوي Cistanche على السيستانوزيد ، وهو مضاد للأكسدة ويمكن أن يقلل من إنتاج الجذور الحرة في الجسم ، وبالتالي يمنع إنتاج الميلانين.

1 المقدمة

الكائنات الحية الدقيقة هي كائنات متنوعة للغاية ، بما في ذلك البكتيريا والعتائق والطلائعيات والفطريات والطحالب. في العقود الأخيرة ، كان هناك تقدم كبير في استغلال التنوع الكيميائي الهائل المتاح من عالم الميكروبات الوفير [1،2]. بعد اكتشاف مستقلب البنسلين الفطري في عام 1928 ، والذي كان بداية العصر الذهبي للمنتجات الطبيعية المشتقة من الميكروبات والمستحضرات الصيدلانية ، اتبعت علاجات العدوى الفطرية والطفيلية وكذلك لعدة أنواع من السرطانات [3]. في الأربعينيات وأوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، تم اكتشاف جميع مجموعات المضادات الحيوية المهمة تقريبًا (التتراسكلين ، السيفالوسبورين ، أمينوغليكوزيدات ، الماكروليدات) ، بينما في الخمسينيات والستينيات ، تم عزل مضادات الأورام ومضادات الفيروسات وغير المضادات الحيوية - الإنزيم المثبط - الأيض ، بشكل رئيسي من أنواع Streptomyces [4].

من بين العوامل البيئية المختلفة التي تؤثر على استتباب الجلد ، يعتبر الإشعاع فوق البنفسجي (UV) هو العنصر الأكثر خطورة ، حيث يمكنه عبور البشرة والوصول إلى الأدمة العليا. العوامل الإضافية التي تؤثر على جميع طبقات الجلد وبالتالي تساهم في شيخوخة الجلد هي النظام الغذائي (على سبيل المثال ، النظام الغذائي الغني بالدهون) وعادات نمط الحياة (على سبيل المثال ، التدخين) ، ملوثات الهواء المختلفة ، وكذلك العوامل الداخلية مثل التمثيل الغذائي والهرمونات والعمليات الالتهابية ، إلخ [7-9] (الشكل 1). تعدل العوامل المدمرة العديد من الأحداث الجزيئية ومسارات الإشارات التي (من بين أمور أخرى) تؤدي إلى خلل وظيفي في الميتوكوندريا وزيادة في الجينوم وتلف البروتين ؛ زيادة تخليق ونشاط المصفوفات المعدنية ، وانخفاض إنتاج الكولاجين ، وإثارة الشيخوخة المبكرة الناتجة عن الإجهاد (SIPS) وتراكم النمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة الالتهابية (SASP) [8-11]. يعد الحفاظ على نظام دفاع عالي الفعالية داخل أو خارج الخلية قادرًا على الحماية من الآثار الضارة للتشعيع وغيره من عوامل الإجهاد أمرًا ضروريًا للحفاظ على توازن الجلد. تتميز التأثيرات الضائرة بالميكروسكوب بفقدان لون الجلد وزيادة التجاعيد والجفاف (بسبب زيادة سماكة البشرة) وفرط التصبغ والشحوب (اصفرار الجلد أو شحوب لونه) (الشكل 1).

على الرغم من العدد الكبير من الدراسات الفردية والأدلة على الاستخدام المحتمل للكائنات الحية الدقيقة الأرضية في قطاع مستحضرات التجميل سريع النمو ، لم تتناول أي مراجعة منهجية تطبيقاتها حتى الآن. الجدير بالذكر أن السوق العالمية لمستحضرات التجميل ومستحضرات التجميل بلغت قيمتها 532.4 مليار دولار أمريكي في عام 2017 ، ومن المتوقع أن تصل القيمة السوقية إلى 805.6 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2023 ، مسجلاً معدل نمو سنوي مركب (معدل نمو سنوي مركب) بنسبة 7.14 بالمائة خلال 2018-2023 [12].

في الدراسة الحالية ، نقدم نظرة عامة على المركبات النشطة بيولوجيًا المختلفة التي لها تأثيرات حماية الجلد (وبالتالي ذات الأهمية التجميلية والتجميلية) المعزولة ، من مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة الأرضية بما في ذلك البكتيريا والطحالب والفطريات والطلائعيات. يتم تضمين أمثلة على الجزيئات الحيوية ذات الاهتمام بحماية الجلد والتي يتم إنتاجها بشكل غير متجانس و / أو تحويلها حيوياً. يشمل المصطلح "بري" الكائنات الحية الدقيقة من التربة والمياه العذبة والنباتات الداخلية النباتية والأشنات. تم استبعاد الكائنات الحية الدقيقة البحرية والفطر (جميع Basidiomycota و Ascomycota) ، حيث تمت مراجعتها مؤخرًا [2،13]. تمت مناقشة المركبات النشطة بيولوجيًا التمثيلية من الكائنات الحية الدقيقة الأرضية ذات النشاط المضاد للأكسدة والوقاية من الضوء وتبييض البشرة ، جنبًا إلى جنب مع مضادات الميكروبات وعوامل الترطيب والأصباغ والعطور والنكهات. يتم توفير جدول مفصل يتضمن الجزيئات النشطة بيولوجيًا ، والكائنات الحية المصدر ، وموائلها ، والنشاط البيولوجي ووجودها في قائمة مواد التجميل ومكونات الاتحاد الأوروبي (CosIng Inventory [14]).

2. مضادات الأكسدة

الإجهاد التأكسدي هو أحد الأسباب السائدة لشيخوخة الجلد بسبب زيادة إنتاج و / أو تراكم الأكسجين التفاعلي (ROS) وأنواع النيتروجين (RNS). قد يؤدي عدم التوازن بين إنتاجها وآليات الدفاع المضادة للأكسدة الذاتية إلى الإجهاد التأكسدي الخلوي ، مما يسبب التجاعيد والجفاف والشيخوخة الضوئية والتصبغ والمرن للجلد. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون تراكم الجذور الحرة مسؤولاً عن التهاب الجلد وسرطان الجلد [15].

تتشكل أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) إما كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي (على سبيل المثال ، الفسفرة المؤكسدة للميتوكوندريا) ، وكذلك بواسطة أكسيداز NAD (P) H ، أو عن طريق مصادر خارجية مثل الملوثات الجوية ، ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، X- أو جاما -صفائح [16] ؛ إذا تجاوز تركيزها قدرة مضادات الأكسدة الخلوية ، فإن أنواع الأكسجين التفاعلية تتسبب في الإجهاد التأكسدي وتلف جميع الجزيئات الحيوية الخلوية [10].

يمكن أن تعمل المنتجات المضادة للأكسدة الموضعية كمنظفات للأنواع التفاعلية ، مما يمنع بدء التفاعلات المتسلسلة ، المسؤولة عن الإجهاد التأكسدي الخلوي [17]. أظهرت العديد من التقارير قدرة الكائنات الحية الدقيقة البحرية على التخليق الحيوي لمركبات مضادات الأكسدة [2]. فيما يتعلق بالميكروبات الأرضية ، تتم مناقشة المركبات ذات تثبيط كبير لتفاعلات الأكسدة ، مثل البوليفينول ، أو الكاروتينات ، أو السكريات الخارجية ، على نطاق واسع في الأقسام التالية.

الاختبارات الحيوية التي تتضمن معادلة الجذور المختلفة مثل الجذور المستقرة 2 ، 2- ثنائي فينيل -1- بيكريل هيدرازيل (DPPH) ، جذر الكاتيون 2 ، 20 - أزينو-ثنائي -3- إيثيل بنزوتيازولين { {7}} يتم استخدام حمض السلفونيك (ABTS) ، بالإضافة إلى جذور الهيدروكسيل وأكسيد النيتريك على نطاق واسع لتحديد إمكانات مضادات الأكسدة في المختبر. حتى لو لم يتم وصف العلاقة بفاعلية مضادات الأكسدة في الجسم الحي بوضوح ، فإن النشاط المضاد للأكسدة المقاس يمكن أن يعطي تقديرًا لكمية المركبات التي يمكن أن تتأكسد في ظل ظروف المقايسات [18]

2.1. مركبات فينوليه

تشتهر مركبات الفينول بنشاطها القوي كمضادات الأكسدة والكسح الجذري ، فضلاً عن تفاعلها مع الأهداف الدوائية المختلفة. أظهر العديد من المؤلفين الذين يستخدمون كائنات دقيقة مختلفة الارتباط القوي بين المحتوى الميكروبي للفينول والنشاط المضاد للأكسدة. هوانغ وآخرون. أكدوا هذا الارتباط الإيجابي أثناء بحثهم عن الخلايا الداخلية الفطرية المعزولة من النباتات الطبية الصينية [19]. تم تأكيد المساهمة القوية في نشاط مضادات الأكسدة أيضًا في Aspergillus austroafricanus ، وهو فطر داخلي معزول من Zingiber offifficinale rhizome. أظهر تحليل HPLC للمستخلص الخام بشكل أساسي وجود أحماض هيدروكسي سيناميك مثل حمض الفيروليك (1) وحمض الكوماريك (2) وحمض سيناميك (3) [20] (الشكل 2). هذه الجزيئات معروفة جيدًا في المملكة النباتية وقد تمت دراستها على نطاق واسع لقدرتها المضادة للأكسدة (الجدول 1).

تم التوصل إلى استنتاجات مماثلة باستخدام مزارع من الطحالب الدقيقة Arthrospira platensis [21] و Arthrospira sp. [22،23]. تم عزل الفينولات البسيطة وأحماض هيدروكسي سيناميك ، مثل حمض الغاليك وحمض الكلوروجينيك وحمض الفيروليك وحمض الكافيين من أنواع مختلفة من الطحالب الدقيقة مثل Chlorella vulgaris و Haematococcus pluvialis و Diacronema lutherie و Phaeodactylum tricornutum و Tetraelmis suecica. . ، Euglena cantabrica ، Caespitella patchier ، و Porphyridium purpureum [24-26].

دراسات على الأنواع الأرضية من البكتيريا الزرقاء من أجناس Anabaena و Nostoc و Nodularia و Microcheate و Oscillatoria و Synechocystis و Hapalosiphon و Mastigocladus و Scytonema و Westiellopsis و Cylindrospermum و Aulosira و Chroococcus و Lyngocidrix و Calothnorm أبلغت أيضًا عن ارتباط نشاطها المضاد للأكسدة بمحتواها الفينولي الكلي. تم التعرف على حمض الكلوروجينيك وحمض الغال على أنهما الفينولات الرئيسية في العديد من أنواع البكتيريا الزرقاء ، مع Dichothrix sp. كونها أحد المنتجين الأكثر كفاءة لهذه المركبات (77.9 ميكروغرام / جم و 24.4 ميكروغرام / غرام بالوزن الطازج ، على التوالي) [26].

تم الإبلاغ مؤخرًا عن ريسفيراترول (4) ، وهو مركب طبيعي معروف آخر تنتجه النباتات ، من نباتات داخلية معزولة من أصناف العنب [27 ، 28]. يعتبر أحد أشهر المركبات لخصائصه الفريدة المضادة للشيخوخة (الشكل 2). تم الإبلاغ على نطاق واسع أنه مثبط قوي لإنتاج ROS وأكسدة البروتين وعامل أكثر فعالية من الفيتامينات E و C ضد بيروكسيد الدهون [29]. تم دراسة الكائنات الدقيقة بنجاح لإنتاج ريسفيراترول نظرًا لأن تركيبها و / أو استخلاصها من النباتات يعتبر غير فعال بسبب المتطلبات العالية للمذيبات العضوية والكتلة الحيوية والمحصول النهائي المنخفض. تم إنتاج الريسفيراترول لأول مرة صناعيًا في عام 2009 ، باستخدام Saccharomyces cerevisiae. منذ هذا التطور ، تم استخدام طرق مختلفة مثل التحويل الحيوي والهندسة الوراثية للحصول على عوائد أعلى. على سبيل المثال ، تم إنتاج ريسفيراترول بواسطة شركة Alternaria sp. (1.4 ميكروغرام / لتر) وبواسطة S. cerevisiae المعدلة وراثيًا (531.4 مجم / لتر) والإشريكية القولونية (2370 مجم / لتر) [30]. يتم عرض الجزيئات التي تمت مناقشتها ، بالإضافة إلى المركبات الفينولية الميكروبية الإضافية التي تحتوي على مضادات الأكسدة أو الأنشطة البيولوجية الأخرى ذات الصلة ، في الجدول 1.

لمزيد من المعلومات: david.deng@wecistanche.com WhatApp: 86 13632399501