Část 2: Polyfenoly a zrakové zdraví: Možné účinky na degenerativní onemocnění sítnice

Pro více informací Kontakttina.xiang@wecistanche.com

Pro část 1 klikněte na:https://www.xjcistanche.com/news/part-1-polyfenoly-a-vizuální-health-potenti-55197146.html

5. Rho a retinální degenerace obratlovců

Fotoreceptorové buňky jsou primární senzorické neurony v sítnici, které detekují světlo a přeměňují tuto energii na nervové impulsy, které vedou k vizuálnímu vnímání v mozku. K absorpci světla dochází ve dvou typech fotoreceptorových buněk přítomných v sítnici, tyčinkách a čípcích a tento proces je zprostředkován zrakovými pigmenty v nich obsaženými. Hlavním fotoreceptorovým proteinem přítomným v sítnici je Rho [46,47]. Rho i cone opsiny patří do rodiny GPCR a jsou složeny z apoproteinu, opsinu a chromoforu, jmenovitě 11-cis-retinalu (11CR) [48-50].

Kliknutím sem získáte další informace

5.1.Rho jako GPCR

GPCR jsou membránové proteiny skládající se z jediného polypeptidového řetězce strukturovaného ve šroubovicové architektuře. Všichni členové nadrodiny GPCR sdílejí společnou strukturu se sedmi hydrofobními spirálovitými segmenty spojenými třemi extracelulárními a třemi intracelulárními smyčkami. Čtvrtá smyčka je vytvořena spojením C-terminálního segmentu a lipidové dvojvrstvy prostřednictvím cysteinové palmitoylace [51]. N-terminální část a extracelulární smyčky rozpoznávají širokou škálu ligandů a modulují jejich vazbu na receptor. Sedm transmembránových segmentů tvoří strukturální jádro a přenáší extracelulární signály do vnitřní domény konformačními změnami. Intracelulární část interaguje s cytosolickými G proteiny, arestiny, GPCR kinázami a dalšími signálními efektory [52-54].

GPCR reagují na velký počet endogenních alosterických modulátorů. Tyto modulátory regulují funkci receptoru vazbou na alternativní oblasti konvenčního ortosterického místa. Zatímco také umožňují vazbu ortosterických ligandů, mohou modulovat afinitu a účinnost ortosterického ligandu [55]. Ortosterické a alosterické ligandy, které působí na stejný GPCR, se mohou účastnit různých regulačních a signálních drah interakcí s efektory a regulačními proteiny. Oba mohou vybrat různé části těchto signálních a regulačních drah stanovením různých konformací receptoru, což je fenomén nazývaný funkční selektivita. Dráhy, kde je zapojen komplex ligand-receptor, určují fyziologické účinky ligandu [56-58].

Roste zájem o ligandy, které se vážou na alosterická místa, protože mohou být potenciálně selektivnější než ortosterické ligandy. Je tomu tak proto, že k jejich vazbě dochází v méně konzervovaných oblastech, což z nich činí slibné terapeutické látky s nižším rizikem předávkování a méně nežádoucími účinky [51].

Rho je prototyp GPCR lidské sítnice, který zprostředkovává vidění ve slabém světle. Rho absorbuje kvanta světla a přeměňuje je na elektrický signál, který je přenášen do mozku pomocí procesu vizuální fototransdukce. Tento proces zahrnuje specifický G protein, transducin, Rho kinázu a arestin, mimo jiné proteiny, které jsou klíčovými hráči ve správném fungování zrakového systému [59].

5.2. Vizuální fototransdukce

Rho převádí fotony na chemické signály, které mohou spouštět biologické procesy tím, že mozku umožňují vnímat světelné podněty [59]. Rho je vázán na 11CR v jeho temně adaptované (neaktivní základní stav) konformaci. 11CR je derivát vitaminu A, který má velmi rychlou odezvu a vysoký kvantový výtěžek po absorpci světla v jeho izomerizační reakci na all-trans-retinal (ATR). Tyto fotochemické vlastnosti, které jsou jedinečné pro chemickou strukturu 11CR, zachovaly tuto malou molekulu, aby zůstala neměnná prostřednictvím evoluce vidění a opsinové skupiny přizpůsobily své aminokyselinové sekvence různým prostředím evoluční selekcí. Chromofor 11CR je kovalentně připojen prostřednictvím protonované vazby ze Schiffovy báze na K296 v sedmé transmembránové šroubovici Rho [60]. Transdukce signálů ve vizuálním systému zahrnuje dva procesy: (i) aktivaci Rho fotonem světla, která vede ke konformační změně (zahrnující helikální přeskupení proteinu) a (i) krok deaktivace neboli uzavření signálu. off, která zahrnuje Rho kinázu a arestin, aby nakonec Rho regenerovaly do původního neaktivního tmavého stavu [61,62].

U bezobratlých začíná vizuální signál absorpcí fotonů 11CR, které způsobují izomerizaci dvojné vazby 11-12 za vzniku ATR stereochemické konfigurace [49,63]. Úplná izomerizace chromoforu způsobuje změnu v konformaci proteinu, čímž je vazba na opsin méně energeticky výhodná a podporuje uvolňování ATR z vazebné kapsy sítnice. Tato aktivní fotoluminiscenční konformace, nazývaná metarhodopsin II(meta I), aktivuje proces přenosu signálu vazbou na heterotrimerní G-protein transducin (Gt) a aktivuje jej podporou disociace o z podjednotek y. To následně aktivuje fosfodiesterázu cyklického guanosinmonofosfátu (cGMP), která hydrolyzuje cGMP, což způsobí uzavření iontových kanálů membrány a následnou hyperpolarizaci buňky (obrázek 2)[62,64,65]. Potenciální rozdíl ve fotoreceptorových buňkách je přenášen přes synaptický terminál na neurony druhého řádu sítnice [66].

Po aktivaci Rho je vyžadována stálá dodávka 11CR. To se získává z retinoidního cyklu, což je enzymatická dráha vyskytující se na fotoreceptorech a retinálním pigmentovém epitelu (RPE). Proces reizomerizuje celý ATR zpět na 11CR, takže tento nově vyrobený 11CR se může rekombinovat s opsinem a regenerovat Rho [68].

Jak funkce, tak integrita fotoreceptorů jsou klíčové pro vidění. Mutace, které ovlivňují funkci těchto receptorů, nebo jiné faktory, které mohou změnit proces fototransdukce, mohou způsobit zrakovou dysfunkci nebo ztrátu zraku. Defekty v jiných typech buněk sítnice (jako je RPE) mohou také způsobit dysfunkci zrakového cyklu [66.69.70]. V sítnici je vysoká koncentrace Rho, takže intenzivní světlo může způsobit lokální koncentraci volného ATR toxického pro buňky, což může způsobit těžkou degeneraci sítnice a dokonce nakonec vést k úplné slepotě 146,66,/1. Navíc, když 11CR není účinně rekombinován s opsinem, vysoké koncentrace neregenerovaného opsinu mohou podporovat a zlepšovat procesy degenerace sítnice [72-76].

Smrt fotoreceptorů způsobená trvalým vystavením vysokým intenzitám světla je spojena se změnami v buněčném metabolismu a nadprodukcí reaktivních forem kyslíku (ROS), které mohou způsobit poškození buněk [77,78]. V důsledku toho jsou aktivovány apoptotické dráhy, což má za následek smrt fotoreceptorových buněk [78]. Toxický účinek vyvolaný světlem má navíc za následek expresi prozánětlivých chemokinů, čímž stimuluje migraci makrofágů a mikroglií směrem k buňkám fotoreceptorů [79,80]. Nevyvážená homeostáza je hlavním mechanismem, který přispívá k degenerativním poruchám sítnice [81]. Dále bylo prokázáno, že fotoreceptory představují mechanismy pro oxidativní fosforylaci ve svých vnějších segmentech, včetně elektronového transportního řetězce a ATP syntetázy [67,82,83]. Předpokládá se, že tato mašinérie, typická pro mitochondrie, bude využita pro energetické potřeby vizuální fototransdukce. Zvýšení poptávky po ATP zvyšuje spotřebu kyslíku, čímž se zvyšuje produkce ROS, což zase způsobuje oxidační stres. Sítnice je citlivá na oxidační stres a takový stres může přispívat k onemocněním, jako je AMD [83,84]. Polyfenolové sloučeniny mohou pomoci zabránit poškození fotoreceptorových buněk způsobené ROS, a tak mohou mít příznivé účinky na zrakové funkce.degenerativní onemocnění sítnice.

Správná funkce Rho závisí na správné expresi, skládání, transportu a integraci do lipidové dvojvrstvy buněčné membrány [85]. V současné době probíhají pokusy najít nové ligandy, které mohou kompenzovat účinky mutací Rho. Mutace v několika genech kódujících proteiny zapojené do tohoto vizuálního procesu mohou způsobit onemocnění sítnice, zejména degenerativní onemocnění sítnice RP. V důsledku toho jsou mechanistické studie účinků takových mutací na fenotyp Rho nejdůležitější pro navržení účinných léčebných strategií [81].

5.3. Mutace v Rho spojené s retinálními degenerativními chorobami

V savčím genomu je rodina ciliárních opsinů tvořena různými žánry, včetně genu Rho (RHO), který se skládá z 5 exonů, které kodifikují 348-aminokyselinový protein s molekulovou hmotností přibližně 39 kDa [{ {3}}].

Patologie vyplývající z mutací v genu RHO mohou být zděděny buď jako autozomálně recesivní nebo autozomálně dominantní znaky. S mutacemi RHO jsou spojena dvě onemocnění: vrozená stacionární noční slepota (CSNB) a RP. V případě ČSNB se dědí dominantním způsobem a termín stacionární v jejím názvu byl zpochybňován, protože se zdá, že šeroslepost by mohla být prvním krokem velmi pomalu postupující RP. RP lze dědit dominantním i recesivním způsobem, ačkoli většina nemocí způsobujících mutace je dominantních a recesivní fenotyp je vzácný [86].

Podobné fenotypy mohou vést k mutacím, které ovlivňují různé oblasti proteinu, zatímco některé změny aminokyselin ve stejném kodonu mohou vést k identickým fenotypům, ale s různou závažností a progresí RP [86]. První mutace způsobující RP v RHOgenu byla hlášena v pozici 23, zahrnující změnu z prolinu na histidin (P23H)[87] (Rho model indikující místo mutací RP je znázorněn na obrázku 3).

Bylo identifikováno pět missense RHO mutací souvisejících s CSNB: G90D [88,89], T94I [90] E113K [91], A292E [92] a A295V [93]. Předpokládá se, že produkují konstitutivní aktivaci Rho (kromě mutace E113K)[94]. CSNB mutanty byly studovány rentgenovou krystalografií a bylo zjištěno, že se tvoří nový solný můstek mezi aspartátovým zbytkem mutantu G90D a K296 na vazebném místě sítnice. Tento můstek a současné porušení nativního solného můstku mezi E113 a K297 by mohly být důvodem zvýšené bazální aktivace této mutanty [95]. Konstitutivní aktivace mutantů znamená, že vykazují aktivitu v nepřítomnosti retinálního chromoforu. Konstitutivní aktivita se také označuje jako aktivace Rho ve tmě, i když v tomto případě by měl být použit přesnější termín aktivita ve tmě. Konstitutivní perzistentní aktivace fototransdukční kaskády byla považována za mechanismus buněčné smrti u RP [94]. Mutant G90D, který je příčinou CSNB a je konstitutivně aktivním mutantem, aktivuje vizuální kaskádu bez chromoforu a ve tmě. Zajímavé je, že další mutace v pozici G90(G90V) je spojena s RP [71,89]. Je nevyřešenou hádankou, proč mutace na stejném místě aminokyseliny způsobují tak odlišné klinické fenotypy. Molekulární základ takového nápadného rozdílu by mohl souviset se stabilitou kvazinativních konformací opsinu (způsobených mutacemi), která by neodrážela chybné skládání proteinu, ale spíše by ovlivnila konformační rovnováhu mezi aktivními a neaktivními konformačními stavy [94].

Další mutace, která může konstitutivně aktivovat transducin v K296E RP mutaci [96,97]. Dvě další mutace spojené s CSNB mohou vést ke konstitutivní aktivaci transducinu: A292E a T94I [90,91]. Mohou to udělat narušením solného můstku mezi E113 a K296, který přispívá ke stabilizaci proteinu v jeho neaktivním stavu. Více-

mutant T94I CSNB má hydrofobní postranní řetězec, který navazuje kontakt s K296 a prodlužuje životnost aktivní konformace tím, že vykazuje delší životnost meta I ve srovnání s jinými mutanty a divokým receptorem (WT) [94,98 ].

Recesivní forma RP představuje dvě missense mutace RHO, jmenovitě E150K[99-101] a M253I [102], a dvě mutace s předčasným stop kodonem, konkrétně W161ter [103] a E249ter [104]. Naproti tomu dominantní autozomální dědičnost RP má více než 150 zdokumentovaných mutací, což představuje 20-30 procent všech případů, přičemž nejvíce studovaná je mutace P23H [105,106]. Biochemické a funkční fenotypy několika specifických mutací v Rho asociovaných s RP byly dříve popsány (tabulka 1).

Mutace nalezené v N-terminálním segmentu Rho jsou často spojeny s mírným onemocněním, které se vyvíjí pozdě a s pomalu postupujícími příznaky. Patří mezi ně P23H, T4K, P23A/L, N15K, T17M, V20G a Q28H [106,110,111]. N-koncový segment je důležitý, protože pomáhá stabilizovat na sítnici vázanou konformaci receptoru [86]. Bylo popsáno mnoho mutací v sedmi transmembránových segmentech Rho, které mohou způsobit různé účinky na protein. Mnoho mutací může představovat zavedení nabité aminokyseliny do membránové domény. Patří mezi ně L40R, L46R, G51R, P53R a T58R v první transmembránové šroubovici. Přítomnost nabitého zbytku může

zabránit vložení domény do membrány endoplazmatického retikula, což má za následek nesprávné sbalení proteinu [86]. V jiných případech by mutace RP v transmembránových helixech mohly vést ke ztrátě postranních řetězců nezbytných pro konformační stabilitu a/nebo fungování nebo jinak zavést objemné postranní řetězce, které mohou vést ke sterickým střetům v hustě zabalených oblastech proteinu, jako např. mutace A164V, která způsobuje nesprávné skládání proteinu [112].

Zajímavým aspektem fungování GPCR je význam interakce receptor-receptor a zejména dimerizace a oligomerizace vyššího řádu. Rho má schopnost tvořit oligomery [113-115], ale funkční relevance takových komplexů musí být plně prokázána. V tomto ohledu bylo publikováno, že některé mutace mají výrazný vliv na kapacitu tvorby Rho oligomerů [116]. V případě poloh aminokyselin F45, V209 a F220, které se nacházejí v transmembránových šroubovicích 1 a 5. jsou to místa mutací F45L, V209 a F220C, která nemohou tvořit dimery nebo multimery, jak je vidět v případě WT protein [107,116-118].

Dvě různé mutace ovlivňují kodon 135, kde je arginin nahrazen buď tryptofanem (R135W) nebo leucinem (R135L) [119]. Tyto mutace ovlivňují aminokyselinu třetí transmembránové šroubovice na hranici cytoplazmatické membrány. Mutace v kodonu 135 zahrnují změnu náboje a velikosti, velká a bazická aminokyselina je nahrazena nepolárními a menšími v mutaci R135L a nepolární, velká a aromatická v mutantě R135W119. Zbytky E134 a R135 jsou součástí vysoce konzervovaného motivu D/ERY, místa interakce s transducinem G proteinu [48,120]. Studie ukázaly, že mutace R135L a R135W mohou provádět vazbu na sítnici s téměř stejnou účinností jako v případech WT v rekonstituovaných a purifikovaných systémech, ale jsou funkčně defektní a nejsou schopny účinně aktivovat transducin [108].

V opačné extracelulární doméně dochází ke dvěma dalším zajímavým změnám. Ve druhé intradiskální smyčce jedna mutace ovlivňuje kodon 180 a druhá ovlivňuje kodon 188, což vede k mutaci P180A a G188R [109,119]. Substituce P180A vede ke změně středně velkého hydrofobního zbytku na menší hydrofobní zbytek. Mutace G188R znamená nahrazení malé nepolární aminokyseliny velkou, bazickou a kladně nabitou aminokyselinou [121]. Tyto změny mohou zahrnovat jak sterické, tak elektrostatické účinky, které mohou narušit sbalení intradiskální domény a celkovou konformační stabilitu receptoru.

Podrobná analýza strukturálních účinků mutací RP na Rho, stejně jako studium korelací genotyp-fenotyp, jsou velmi důležité pro objasnění jemných detailů procesu degenerace fotoreceptorů. Tyto informace jsou nezbytné pro zkoumání účinků vybraných sloučenin, jako jsou polyfenoly nebo specifickyflavonoidyo konformačních vlastnostech mutantních proteinů RP a následných potenciálních klinických přínosech některých z těchto sloučenin.

6. Účinky polyfenolů u retinálních degenerativních onemocnění

Terapie degenerativních onemocnění sítnice jsou v současnosti omezené, takže je potřeba vyvinout nové strategie pro účinnější a bezpečnější terapie. Některé nedávné studie to ukázalypolyfenoly, zvláštěflavonoidy, by mohly být životaschopnými kandidáty na léky, protože se mohou podílet na transdukci vizuálního signálu a regeneraci zrakového pigmentu. Zdá se, že zelenina a ovoce bohaté na flavonoidy mají účinky na zlepšení zraku u onemocnění souvisejících s očima [61,122,123].

Zaměříme se na účinky flavonoidů u tří různých onemocnění souvisejících s sítnicí: RP, CSNB a věkem podmíněné makulární degenerace (AMD).

RP zahrnuje heterogenní soubor genetických onemocnění oka, které způsobují ztrátu zraku, zahrnující fotoreceptory a pigmentový epitel oka [45]. Projevem onemocnění může být ztráta nočního vidění a zmenšení zorného pole, případně progredující do slepoty. CSNB je skupina heterogenních genetických poruch sítnice, které se projevují jako neprogresivní nyktalopie [124]. A konečně, AMD je komplexní onemocnění, které vykazuje několik různých patologických mechanismů včetně degenerace fotoreceptorů a RPE buněk způsobujících poškození zraku [125].

FlavonoidyjakokvercetinBylo prokázáno, že a myricetin zlepšují stabilitu opsinu přítomného v tyčinkách, zvyšují rychlost vazby opsinu bez ligandu a usnadňují jeho expresi a integraci do membrány in vitro [126]. Protože Rho je kritickým proteinem pro strukturální integritu sítnice, zvýšení exprese Rho by mohlo být mechanismem, který přispívá k ochranným účinkům flavonoidů, které zabraňují degeneraci fotoreceptorů a poškození sítnice [126]. Navzdory studiím prezentujícím příznivé účinky flavonoidů nejsou zcela známy mechanismy jejich ochranného působení proti poškození sítnice světlem [123]. Několik studií se zaměřilo na účinky, které mohou mít flavonoidy na progresi degenerativních onemocnění sítnice (tabulka 2). Někteří naznačují, že flavonoidy interagují přímo s Rho a zvyšují jejich rychlost regenerace, stability, skládání a orientace membrány in vitro [46,127,128].

Bylo zjištěno, že flavonoidy stimulují expresi Rho, přičemž specificky exprese Rho a cone opsinů byla zlepšena po léčbě kvercetinem a myricetinem [127,138,139]. Bylo pozorováno, že léčba kvercetinem nebo myricetinem u myší Abca4-/-a Rdh8-/-před vystavením jasnému světlu zachovala integritu sítnice. V tomto ohledu byla morfologie fotoreceptorů zachována u myší, které byly léčeny flavonoidy. Tyto výsledky naznačují, že flavonoidy tlumí procesy poškození receptorů vyvolané světlem [127].

Antioxidační účinek polyfenolů lze použít jako faktor, který může zpomalit progresi AMD. Bylo prokázáno, že účinky VPMD mohou být zpožděny antioxidanty, například antioxidačními účinky polyfenolů. Bylo také prokázáno, že polyfenoly inhibují AlPsvntázu na vnějších segmentech tyčinek fotoreceptorových buněk. Bylo také prokázáno, že konkrétní sloučenina, jmenovitě stilbenoid resveratrol, dietní sloučenina s širokým spektrem účinků na buněčnou funkci, účinně snižuje produkci ROS, tedy chránící před poškozením sítnice [84,140].

Flavonoidy mohou také inhibovat zánětlivé reakce potlačením exprese prozánětlivých genů a molekul podílejících se na degeneraci sítnice. Bylo zjištěno, že zánět v sítnici vyvolaný jasným světlem u myší Abca4-/- a Rdh8-/- byl pozoruhodně snížen podáváním kvercetinu a myricetinu [127]. Flavonoidy mohou také omezit hladiny ROS sekvestrací oxidačních radikálů. V tomto ohledu mohly být RPE buňky ošetřené kvercetinem chráněny předoxidační stresinhibicí drah apoptózy a prozánětlivých markerů [134,141]. Flavonoidy zesilují expresi genů specifických pro fotoreceptory také tím, že zeslabují expresi oxidačního stresu a malignit souvisejících se zánětem a mění rovnováhu mezi antiapoptickými a proapoptotickými geny [129-131,135].

U dalšího polyfenolu, kyseliny tříslové, bylo prokázáno, že má příznivé účinky na zdraví, včetně snížené produkce interleukinu 18 indukovaného UVB v lidských keratinocytech a také protizánětlivých vlastností. Bylo také popsáno, že kyselina tříslová inhibuje produkci interleukinu-6 a snižuje expresi komplementového faktoru B v ARPE-19 buňkách, což je faktor, o kterém se předpokládá, že souvisí s AMD [136] .

V buňkách ARPE-19 chrání kvercetin před stresem vyvolanou peroxidací lipidů [142]. Snížení mediátorové RNA prozánětlivých interleukinů také působí ovlivněním p38, kinázy regulované extracelulárním signálem, mitogenem aktivované proteinkinázy a signalizace vázající se na element odpovědi cAMP. Tyto modifikace byly spojeny se zvýšenou životaschopností ošetřených buněk. Výsledky naznačují, že existuje několik mechanismů, kterými může kvercetin působit proti oxidačnímu stresu v sítnici. Podobné výsledky byly získány s dalšími dvěma polyfenoly: fisetinem a luteolinem [137]. Bylo pozorováno, že kvercetin snižuje mitochondriální funkci chránící před oxidativním stresem indukovaným peroxidem vodíku v RPE buňkách lidských dárcových ev, čímž zvyšuje jeho životaschopnost [132]. Jiné studie ukázaly, že kvercetin může zlepšit oxidační stres a jeho důsledky v různých oblastech oka [133,143-145].

Studie in vivo na myších se získanými lézemi sítnice, kterým byl podáván kvercetin, nezpomalily progresi lézí získaných světlem, jak bylo vidět v histologických testech; prokázali však pokles hladin oxidu dusnatého a poměrů NADPH/NADP plus a zvýšení aktivity COX a hladin prostaglandinu E2, což naznačuje antioxidační účinek kvercetinu [129].

Quercetin má také ochranný účinek proti oxidativnímu stresu a jeho důsledkům na fotoreceptorové buňky v důsledku reakce ATR s fosfatidylethanolaminem produkujícím bis-retinoidní fotoreaktivní druhy [146].

Mechanismy podílející se na antioxidační aktivitě polyfenolů zahrnují potlačení tvorby ROS [147,148], čímž se snižuje oxidační poškození [149]. Mechanismus, kterým je redukována tvorba ROS, zahrnuje fosforylaci zbytků Nrf2 vedoucí k akumulaci jádra [150].

Ačkoli implikace flavonoidů na zrak a zrakové choroby je stále nejistá, některé studie s dietními flavonoidy, jako je kvercetin, naznačily potenciální příznivé účinky u některých forem RP [45]. Mutace v Rho jsou spojeny s tímto onemocněním a mohou způsobit nesprávné skládání proteinů, které vede k progresivní ztrátě buněk tyčinek a čípků, což dále vede ke ztrátě zraku [151-153]. Tyto výsledky by měly být analyzovány v kontextu výzkumu v oblasti RP, kde bylo pro léčbu RP navrženo několik strategií založených na farmakologické záchraně. Základním principem tohoto přístupu je, že chemické nebo farmakologické chaperony se vážou na špatně složené opsiny a jsou schopny je stabilizovat (obrázek 4)[154]. V dnešní době roste zájem o používání přírodních produktů v

s cílem objevit nové GPCR ligandy, které mohou působit jako alosterické modulátory a například redukovat nebo kompenzovat účinky generované mutacemi RP [45].

Dietní flavonoid quercetin, jeden z nejvíce studovaných a široce známý pro své potenciální příznivé účinky na zdraví [155], byl použit v některých experimentech s rekombinantním mutantem G90V spojeným s RP a prokázal uspokojivé účinky v kombinaci s {{2} }cis-retinal (9CR), analog sítnice, který se obvykle používá při studiích zraku. V posledních letech se různé výzkumy zaměřily na popis farmaceutické aplikace 9-cis retinoidů k ​​nápravě retinální dysfunkce způsobené nedostatečnou regenerací pomocí 11CR [156-158] a ukázaly, že tento retinální analog může zvýšit stabilita RP mutantu G90V[70]. Jako taková je ve vývoji cenná strategie, která má čelit účinkům mutací, které způsobují RP, a zahrnuje použití přírodních produktů, jako je kvercetin samotný nebo v kombinaci s jinými molekulami, jako jsou analogy sítnice. Je zajímavé, že ve specifickém případě aminokyseliny G90 se jedná o místo mutace G90V RP a mutace G90D CSNB, což vede k velmi odlišným fenotypům. Bylo prokázáno, že kvercetin má pozitivní vliv na vazebné vlastnosti opsinů obsahujících 9CR, zejména u mutantu G90V, kde byla rychlost regenerace vyšší u 9CR než u 11CR. Další vlastnosti, jako je chemická stabilita, byly také zlepšeny a některé výsledky naznačují, že existuje synergický účinek jako výsledek kombinace 9CR a kvercetinu schopného zlepšit fyzikálně-chemické vlastnosti mutantních proteinů RP. Tyto výsledky naznačují, že kvercetin by mohl působit jako alosterický modulátor Rho mutantů [45].

Stručně řečeno, použití polyfenolů, jako je kvercetin, samotných nebo v kombinaci s jinými malými ligandy, jako jsou retinoidy, otevírá nové možnosti pro léčbu degenerace sítnice spojené s RP. Kromě toho může být nový účinek připisovaný kvercetinu aplikovatelný i na další členy superrodiny GPCR [45]. Navzdory těmto povzbudivým výsledkům je zjevně potřeba dále prozkoumat in vivo potenciál takových strategií a zejména zvýšit počet prováděných klinických studií. To je nezbytné pro úplné určení přesného dosahu těchto nově navržených mechanismů a potenciálních fyziologických účinků konkrétních sloučenin. 7. Závěry

Konzumace potravin bohatých na polyfenoly nakonec souvisí s řadou různých zdravotních přínosů díky jejich účinkům na různá onemocnění a také jejich dopadům na kardiometabolické zdraví a fungování mozku. Mezi všemi těmito byly popsány účinky na různá onemocnění zraku. Navzdory účinkům zjištěným při podávání

flavonoidů, množství, která se dostanou do předvečera, by byla mnohem menší než ta požitá a očekává se, že budou v nanomolárním rozmezí. Ve skutečnosti byly v myších očích detekovány pikomolární koncentrace flavonoidů a takové hladiny pravděpodobně nejsou dostatečné k dosažení účinku přímého příjmu. Neuroprotektivní účinek na sítnici pozorovaný u flavonoidů může být spojen s jejich modulačními účinky na specifické buněčné dráhy související s antioxidačními mechanismy, kromě stabilizačního účinku Rho [127].

Nastínili jsme hlášený účinek polyfenolů na ROS na úrovni vnějšího segmentu, navíc k jejich zavedené roli v mitochondriích vnitřního segmentu. Kromě toho se nový aspekt naší analýzy týká potenciálního účinku takových sloučenin přímou interakcí s retinálními fotoreceptorovými proteiny. Je také důležité poznamenat, že protichůdné zprávy o klinických studiích provedených za účelem zjištění potenciálních přínosů těchto sloučenin při degenerativních onemocněních sítnice vedou k dalšímu zkoumání v této oblasti k vyřešení těchto protichůdných zjištění. Skutečnost, že polyfenoly jsou snadno metabolizovány, činí jejich studium a přiřazení dané biologické funkce určitému chemickému druhu obtížným a složitým úkolem. Rádi bychom zdůraznili, že kromě své známé role jako antioxidantů mohou mít polyfenoly přímou roli na receptorech, jako v případě Rho a RP. Tento přístup může zahrnovat použití polyfenolů, jako je kvercetin, nebo kombinační terapie s jinými ligandy.

Výsledky prezentované různými studiemi o účincích flavonoidů podporují potřebu dalšího hodnocení těchto sloučenin jako základu pro vývoj farmakologické léčby proti degenerativním onemocněním sítnice. Existuje jasná potřeba více klinických studií ke stanovení fyziologického významu uváděných účinků polyfenolů na zrakové funkce. Kromě toho je zapotřebí vylepšená charakterizace různých mutantů Rho a studie molekulárního modelování, aby bylo možné lépe porozumět příčinám degenerativních onemocnění sítnice u lidí a nalézt účinný přístup k léčbě/snížení příznaků těchto onemocnění.

Reference

1. Rasouli, H.; Farzaei, MH; Khodarahmi, R. Polyfenoly a jejich přínosy: Přehled. Int. J. Food Prop. 2017, 20, 1700–1741. [CrossRef]

2. Xiao, JB Stabilita dietních polyfenolů: Nikdy není pozdě na nápravu? Food Chem. Toxicol. 2018, 119, 3–5. [CrossRef] [PubMed]

3. Sies, H. Polyfenoly a zdraví: Aktualizace a perspektivy. Oblouk. Biochem. Biophys. 2010, 501, 2–5. [CrossRef]

4. Světová zdravotnická organizace. Dieta, výživa a prevence chronických nemocí; Světová zdravotnická organizace: Ženeva, Švýcarsko, 2003.

5. Hollman, PC; Geelen, A.; Kromhout, D. Dietní příjem flavonolů může snížit riziko mrtvice u mužů a žen. J. Nutr. 2010, 140, 600–604. [CrossRef]

6. Hooper, L.; Kroon, PA; Rimm, EB; Cohn, JS; Harvey, I.; Le Cornu, KA; Ryder, JJ; Hall, WL; Cassidy, A. Flavonoidy, potraviny bohaté na flavonoidy a kardiovaskulární riziko: Metaanalýza randomizovaných kontrolovaných studií. Dopoledne. J. Clin. Nutr. 2008, 88, 38–50. [CrossRef] [PubMed]

7. Lupton, JR; Atkinson, SA; Chang, N.; Fraga, CG; Levy, J.; Messina, M.; Richardson, DP; van Ommen, B.; Yang, Y.; Griffiths, JC; a kol. Zkoumání výhod a výzev zavedení procesu podobného DRI pro bioaktivní látky. Eur. J. Nutr. 2014, 53, 1–9. [CrossRef] [PubMed]

8. Kennedy, DO Polyfenoly a lidský mozek: Ekologické role rostlinných „sekundárních metabolitů“ a endogenní signalizační funkce pohánějí výhody. Adv. Nutr. 2014, 5, 515–533. [CrossRef] [PubMed]

9. Marin, L.; Miguelez, EM; Villar, CJ; Lombo, F. Biologická dostupnost dietních polyfenolů a metabolismus střevní mikroflóry: antimikrobiální vlastnosti. Biomed. Res. Int. 2015, 2015, 1–18. [CrossRef]

10. Tsao, R. Chemie a biochemie dietních polyfenolů. Živiny 2010, 2, 1231–1246. [CrossRef]

11. Miyata, Y.; Shida, Y.; Hakariya, T.; Sakai, H. Protirakovinné účinky polyfenolů zeleného čaje proti rakovině prostaty. Molekuly 2019, 24, 193. [CrossRef] [PubMed]

12. Serino, A.; Salazar, G. Ochranná role polyfenolů proti zánětu cév, stárnutí a kardiovaskulárním onemocněním. Živiny 2018, 11, 53. [CrossRef] [PubMed]