Proteine și peptide bioactive AOR Inc.
Proteinele oferă beneficii nutriționale ca componente esențiale ale unei diete sănătoase. Organismul metabolizează proteinele pentru a produce hormoni, anticorpi, enzime și diverse componente ale țesuturilor/organelor, inclusiv a mușchilor. Proteinele constau din lanțuri lungi de aminoacizi, care formează blocuri legate între ele cu legături peptidice. În forma sa naturală, proteinele nu sunt ușor absorbite din tractul digestiv în sânge. Enzimele digestive din stomac și intestin trebuie mai întâi să rupă legăturile peptidice. Procesul de digestie descompune proteinele în lanțuri mai scurte de aminoacizi numite peptide, pe care organismul le poate absorbi cu ușurință. Eficiența nutrițională (procentul de proteine din dieta noastră care este utilizat în beneficiul nutrițional al organismului) depinde de capacitatea enzimelor noastre digestive de a diviza legăturile peptidice și de a elibera peptide.
Peptidele eliberate în timpul digestiei proteinelor pot avea, de asemenea, un scop terapeutic1. De exemplu, speciile reactive de oxigen (ROS) sunt compuși toxici care sunt produși în perioade de stres metabolic sau de mediu. Peptidele poartă electroni liberi care neutralizează ROS, care necesită un electron suplimentar pentru a deveni non-reactivi. Efectele secundare toxice ale ROS includ deteriorarea ADN-ului (efecte cauzatoare de cancer) sau deteriorarea componentelor structurale ale creierului (efecte neurodegenerative, de exemplu, boala Alzheimer). Prin acceptarea electronilor liberi din peptide, ROS sunt neutralizate și efectele lor toxice secundare pot fi prevenite (un efect cunoscut sub numele de îndepărtarea resturilor).
Datorită efectelor lor terapeutice, unele peptide sunt considerate „bioactive” și ar putea servi drept instrumente pentru prevenirea sau tratarea diferitelor boli umane1. Cu toate acestea, peptidele bioactive din dietă nu sunt în general suficient de concentrate pentru a fi absorbite în sânge la niveluri suficient de ridicate pentru a produce efectele lor bioactive. Pentru a rezolva această problemă, peptidele bioactive sunt produse în formă concentrată printr-un proces numit digestie in vitro. Digestia in vitro folosește enzime digestive pentru a separa (digera) proteinele, formând tipuri specifice de peptide bioactive. Această metodă poate fi personalizată cu utilizarea enzimelor microbiene care sunt mai eficiente decât enzimele digestive prezente în mod normal în tractul nostru digestiv.
Hidrolizat de proteine din mazăre (PPH)
În programul meu de cercetare, am profitat de digestia in vitro pentru a transforma proteina de mazăre de câmp galben în peptide bioactive, numite hidrolizat de proteine de mazăre (PPH). Mazărea galbenă este o cultură leguminoasă pentru consumul uman și animal. Proteinele de mazăre de câmp galben sunt digerate in vitro și, după trei ore de digestie cu enzime microbiene, orice proteină nedigerată este separată de peptidele bioactive. În etapa finală a procesului, peptidele bioactive izolate sunt uscate pentru a forma PPH2.
Studiile la animale și la oameni au arătat că PPH are efecte de scădere a tensiunii arteriale (antihipertensive) 2. Am testat PPH ca inhibitor al sistemului renină-angiotensină (RAS). RAS este principala cale metabolică care reglează tensiunea arterială umană (Figura 1). În condiții in vitro, am constatat că PPH a reușit să blocheze funcția (inhibă) cele două enzime principale care operează RAS: renina și enzima de conversie a angiotensinei (ECA). Șobolanii hipertensivi spontan (modelând îndeaproape hipertensiunea arterială [hipertensiune arterială] la om) au fost hrăniți cu PPH pentru perioade acute (24 de ore) și pe termen lung (cinci săptămâni). În timpul perioadelor acute și prelungite de hrănire, șobolanii hipertensivi spontan hrăniți cu PPH au avut tensiune arterială sistolică redusă (TAS).
Așa-numitul șobolan Han: SPRD-cy este un model animal de boală cronică a rinichilor (CKD) care a fost, de asemenea, utilizat pentru a testa PPH ca agent antihipertensiv. Rinichii șobolanilor Han: SPRD-cy conțin un număr mare de chisturi, despre care se știe că activează SAR și contribuie la hipertensiune. Se știe că hipertensiunea arterială crește riscul bolilor cardiovasculare. De fapt, am constatat că PPH a fost eficient în reducerea SBP la șobolanii Han: SPRD-cy. În timpul unui experiment de hrănire de opt săptămâni, PPH a fost adăugat la hrana pentru șobolani Han: SPRD-cy și a determinat o reducere a SBP cu 29 mmHg și o reducere a tensiunii arteriale diastolice (DPB) cu 25 mmHg3. De asemenea, PPH a crescut semnificativ producția de urină în comparație cu șobolanii Han: SPRD-c care nu au primit PPH. În plus față de efectele antihipertensive, datele noastre sugerează că PPH poate îmbunătăți, de asemenea, funcția rinichilor și crește cantitatea de urină în afecțiunile CKD.
Aceste experimente pe animale au oferit rațiunea testării PPH ca agent antihipertensiv la voluntari umani. PPH a fost adăugat la sucul de portocale care a fost consumat de voluntari umani ușor hipertensivi cu funcție renală normală. În timpul unui studiu de hrănire de trei săptămâni, a existat o scădere semnificativă a SBP a voluntarilor umani care consumă PPH comparativ cu un placebo (numai suc de portocale). Un alt potențial beneficiu pentru sănătate al PPH este că s-a dovedit a fi un agent imunomodulator. De exemplu, celulele imune activate (macrofage expuse la lipopolizaharide) au produs cu 80% mai puțini agenți proinflamatori atunci când au fost tratați cu PPH4. Când PPH a fost administrat oral la șoareci, a existat o creștere a activității macrofagelor lor peritoneale, pe lângă o stimulare mai mare a răspunsului imun în mucoasa intestinală. Tehnologia pentru producția de PPH a fost licențiată către AOR Inc. pentru a pune PPH la dispoziția consumatorilor.
Hidrolizat de proteine din semințe de cânepă (HPH)
Programul meu de cercetare a investigat, de asemenea, efectele antihipertensive ale peptidelor produse din digestia enzimatică a proteinelor din semințe de cânepă (HPH) 5. Am constatat că atunci când este administrat șobolanilor hipertensivi sistemici tineri, HPH a împiedicat dezvoltarea hipertensiunii. Șobolanii hipertensivi sistemici tineri hrăniți cu HPH au menținut tensiunea arterială sistolică normală (120 mmHg) în timpul experimentului de opt săptămâni6. În comparație, șobolanii tineri hipertensivi sistemici care nu au primit HPH (dieta de control) au dezvoltat hipertensiune arterială cu tensiune arterială sistolică de 158 mmHg.