Итальянские исследователи обнаружили в хмеле вещества, которые подавили патологические процессы, лежащие в основе болезни Альцгеймера, на молекулярном уровне, в культуре клеток и у трансгенных модельных круглых червей. Отчет о работе опубликован в журнале ACS Chemical Neuroscience.
С увеличением средней продолжительности жизни населения постоянно растет распространенность нейродегенеративных заболеваний, преимущественно связанных с накоплением в центральной нервной системе патологических белковых агрегатов и, как следствие, постепенной гибелью нейронов и деменцией. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2017 году подобное состояние наблюдалось у 50 миллионов жителей Земли, к 2050 году это число может утроиться.
Более половины случаев деменции представлены болезнью Альцгеймера, в основе которой лежит накопление в нервной ткани бета-амилоида 42 и тау-белка, их цитотоксичность, нарушения клеточного метаболизма, окислительный стресс, снижение уровня ацетилхолина, выброс цитокинов с развитием воспаления и апоптоз клеток. Действенных способов остановить начавшуюся нейродегенерацию в настоящее время не существует.
В хмеле нашли вещества для профилактики болезни Альцгеймера. Сотрудники Миланского университета Бикокка, Института фармакологических исследований имени Марио Негри и Миланского государственного университета под руководством Кристины Айрольди приготовили для анализа экстракты наиболее распространенных в пивоварении сортов хмеля: Cascade, Saaz, Tettnang и Summit.
Для имитации их закладки на стадии варки пива использовали кипящую воду, в холодный напиток — смесь воды с этанолом в соотношении 9:1 при 30 градусах Цельсия. Химический состав обоих экстрактов оказался схожим, но первый способ давал больший выход (28–32 против 17–21 процентов по массе), и для дальнейшей работы авторы остановились на нем.
Ядерная магнито-резонансная спектроскопия и ультрапроизводительная жидкостная хроматография с масс-спектрометрией высокого разрешения определили в экстрактах 42 фенольных и полифенольных соединения, относящиеся преимущественно к хлорогеновым кислотам, проантоцианидинам и гликозилированным флавоноидам.
Количественный химический анализ антиоксидантных свойств экстрактов показал их выраженную общую восстановительную способность и активность в нейтрализации свободных радикалов. Наиболее высокими эти параметры оказались у сорта Tettnang — 93 миллиграмма эквивалентов галловой кислоты на грамм и 616–676 микромоль эквивалентов тролокса на грамм соответственно.
В эксперименте на клеточной линии человеческой нейробластомы SH-SY5Y начатая за час обработка экстрактами этого сорта в концентрации 0,25 и 0,1 миллиграмма на миллилитр эффективно предотвращала 40-процентное снижение выживаемости клеток под действием 100-микромолярного раствора перекиси водорода в течение суток.
Экстракты всех четырех сортов в концентрации 0,25 миллиграмма на миллилитр резко снижали агрегацию бета-амилоида 42 под действием тиофлавина Т, а в концентрации 0,5 миллиграмма на миллилитр повышали выживаемость клеток SH-SY5Y при суточной экспозиции с 10-микромолярным раствором этого олигопептида. Наименьшую эффективность продемонстрировал сорт Cascade, наибольшую — Tettnang.
В опыте на модельных трансгенных круглых червях Caenorhabditis elegans CL2006, вырабатывающих бета-амилоид, экстракт хмеля Tettnang начиная с 10 микрограмм на миллилитр дозозависимо предотвращал паралич, вызванный отложением олигомерных и фибриллярных форм этого пептида в мышцах. Концентрация полумаксимального ингибирования (IC50) составила 12,37 микрограмма на миллилитр.
Как пишут авторы работы, полученные результаты свидетельствуют, что хмель служит источником биологически активных молекул с синергичной и мультитаргетной активностью в отношении ранних событий развития болезни Альцгеймера. Это указывает на возможность использования растения для изготовления нутрицевтических препаратов для профилактики заболевания.
