Биоактивни протеини и пептиди AOR Inc.
Протеините осигуряват хранителни ползи като основни компоненти на здравословното хранене. Тялото метаболизира протеините, за да произвежда хормони, антитела, ензими и различни компоненти на тъканите/органите, включително мускулите. Протеините се състоят от дълги вериги от аминокиселини, изграждащи блокове, свързани заедно с пептидни връзки. В естествената си форма протеините не се абсорбират лесно от храносмилателния тракт в кръвта. Храносмилателните ензими в стомаха и червата първо трябва да разкъсат пептидните връзки. Процесът на храносмилане разгражда протеините на по-къси вериги от аминокиселини, наречени пептиди, които тялото може лесно да усвои. Хранителната ефективност (процентът на протеин в нашата диета, който се използва за хранителната полза на тялото) зависи от способността на нашите храносмилателни ензими да разделят пептидни връзки и да освобождават пептиди.
Пептидите, отделяни по време на храносмилането, също могат да имат терапевтична цел1. Например, реактивните кислородни видове (ROS) са токсични съединения, които се произвеждат в периоди на метаболитен или екологичен стрес. Пептидите носят свободни електрони, които неутрализират ROS, които изискват допълнителен електрон, за да станат нереактивни. Токсичните странични ефекти на ROS включват увреждане на ДНК (причиняващи рак) или увреждане на структурни компоненти на мозъка (невродегенеративни ефекти, например болестта на Алцхаймер). Чрез приемане на свободните електрони от пептидите, ROS се неутрализират и техните токсични странични ефекти могат да бъдат предотвратени (ефект, известен като отстраняване на отломки).
Поради терапевтичните си ефекти, някои пептиди се считат за „биоактивни“ и могат да служат като инструменти за предотвратяване или лечение на различни човешки заболявания1. Въпреки това, биоактивните пептиди в храната обикновено не са достатъчно концентрирани, за да бъдат абсорбирани в кръвта на достатъчно високи нива, за да произведат своите биоактивни ефекти. За да се справи с този проблем, биоактивните пептиди се произвеждат в концентрирана форма чрез процес, наречен in vitro смилане. In vitro храносмилането използва храносмилателни ензими за отделяне (смилане) на протеини, образувайки специфични видове биоактивни пептиди. Този метод може да бъде персонализиран с използването на микробни ензими, които са по-ефективни от храносмилателните ензими, които обикновено присъстват в нашия храносмилателен тракт.
Грахов протеинов хидролизат (PPH)
В моята изследователска програма ние се възползвахме от in vitro храносмилането, за да превърнем граховия протеин от жълто поле в биоактивни пептиди, наречен грахово-протеинов хидролизат (PPH). Жълтият грах е бобова култура за консумация от човека и животните. Граховите протеини от жълто поле се усвояват in vitro и след три часа смилане с микробни ензими, всеки неразграден протеин се отделя от биоактивните пептиди. В последния етап на процеса изолираните биоактивни пептиди се изсушават, за да образуват PPH2.
Изпитванията върху животни и хора са показали, че PPH има понижаващи кръвното налягане (антихипертензивни) ефекти 2. Тествахме PPH като инхибитор на ренин-ангиотензиновата система (RAS). RAS е основният метаболитен път, който регулира кръвното налягане при човека (Фигура 1). При in vitro условия установихме, че PPH е в състояние да блокира функцията на (инхибират) двата основни ензима, които действат на RAS: ренин и ангиотензин конвертиращ ензим (ACE). Спонтанно хипертоничните плъхове (отблизо моделиращи хипертония [високо кръвно налягане] при хората) са били хранени с PPH за остър (24 часа) и дългосрочен (пет седмици) периоди. По време на острите и продължителни периоди на хранене, спонтанно хипертонични плъхове, хранени с PPH, са имали намалено систолично кръвно налягане (SBP) 2,3.
Така нареченият плъх Han: SPRD-cy е животински модел на хронично бъбречно заболяване (ХБН), който също се използва за тестване на PPH като антихипертензивно средство. Бъбреците на Han: SPRD-cy плъховете съдържат голям брой кисти, за които е известно, че активират SAR и допринасят за хипертония. Известно е, че хипертонията увеличава риска от сърдечно-съдови заболявания. Всъщност открихме, че PPH е ефективен за намаляване на SBP при плъхове Han: SPRD-cy. По време на осемседмичен експеримент за хранене, PPH се добавя към храната за плъхове Han: SPRD-cy и причинява намаляване на SBP с 29 mmHg и намаляване на диастолното кръвно налягане (DPB) с 25 mmHg3. PPH също значително увеличава отделянето на урина в сравнение с Han: SPRD-c плъхове, които не са получавали PPH. В допълнение към антихипертензивните ефекти, нашите данни показват, че PPH може също да подобри бъбречната функция и да увеличи отделянето на урина при заболявания на ХБН.
Тези експерименти с животни предоставят обосновката за тестване на PPH като антихипертензивно средство при доброволци. PPH се добавя към портокалов сок, консумиран от леко хипертонични човешки доброволци с нормална бъбречна функция. По време на триседмично изпитване за хранене се наблюдава значително намаляване на SBP на човешки доброволци, консумиращи PPH в сравнение с плацебо (само портокалов сок). Друга потенциална полза за здравето на PPH е, че е доказано, че е имуномодулиращ агент. Например, активираните имунни клетки (макрофаги, изложени на липополизахариди) произвеждат 80% по-малко провъзпалителни средства, когато се третират с PPH4. Когато PPH се прилага перорално на мишки, се наблюдава увеличаване на активността на техните перитонеални макрофаги, в допълнение към по-голямо стимулиране на имунния отговор в чревната лигавица. Технологията за производство на PPH е лицензирана на AOR Inc., за да направи PPH достъпна за потребителите.
Конопен протеинов хидролизат (HPH)
Моята изследователска програма също е изследвала антихипертензивните ефекти на пептидите, произведени от ензимното храносмилане на конопените протеини (HPH) 5. Установихме, че когато се прилага на млади системни плъхове с хипертония, HPH предотвратява развитието на хипертония. Млади системни плъхове с хипертония, хранени с HPH, поддържаха нормално систолично кръвно налягане (120 mmHg) по време на осемседмичния експеримент6. За сравнение, млади системни плъхове с хипертония, които не са получавали HPH (контролна диета), развиват хипертония със систолично кръвно налягане от 158 mmHg.