Біологічно активні речовини вищих базидіальних грибів

Полісахариди - найвивченіші високоефективні речовини грибів, що володіють протипухлинними та імуномодулюючими властивостями. Царство грибів являє собою велике, але ще недостатньо невикористовуване джерело нових потужних фармацевтичних продуктів.

Численні дослідження грибів з різних систематичних груп встановили наявність продуцентів біологічно активних речовин (БАР) серед вищих базидіальних грибів — макроміцетів, які відносяться до відділу Basidiomycota [2]. До найважливіших властивостей метаболітів цих грибів належать підвищення імунітету, гепатопротекторна, протипухлинна, антидіабетична і кардіологічна дія, зниження рівня холестерину, покращення функціонального стану певних органів та систем організму (зокрема, нервової, статевої), лікування та профілактика хронічних захворювань [3]. Лікувальні властивості грибів широко застосовують у народній медицині Далекого Сходу (Китай, Японія, Корея), де понад 2000 років люди збирали, сушили та використовували плодові тіла Ganoderma lucidum, Lentinus edodes, Dendropolyporus umbellaU tus та Tremella fuciformis тощо [3, 4].

Метою даного огляду є узагальнення і систематизація даних літератури щодо наявності БАР вищих базидіальних грибів та перспективні шляхи їх подальшого застосування. Насамперед, привертає увагу клітинна оболонка грибів, в якій міститься до 60 % сухої маси хітину [3]. Хімічна природа хітину — лінійний полімер, в молекулу якого входять b -1,4 - зв'язані одиниці N - ацетилглюкозаміну. В оболонках грибних клітин вони зібрані у кристаліти [5].

Хітин і його дезацетильоване похідне хітозан, що промислово отримують із хітину (рис. 1, А), виявляють противірусну, антибактеріальну, протипухлинну дію, активізують діяльність макрофагів [6]. Крім того, хітин має здатність до сорбції важких металів і радіонуклідів [7]. Нині хітин і хітозан використовують у біотехнологічних процесах, зокрема, як катіонні агенти для очищення забруднених водойм, підвищення стійкості рослин, харчова добавка для людини та тварин, зниження рівня холестерину; загоєння ран й опіків.

Рис 1. Структурні формули деяких біологічно активних речовин базидіомікот: А – хітин та його похідне хітозан; Б – лентинан – b –глюкан Lentinula edodes; В – терпеноїди грибів роду Omphallotus: ілюдини М (зверху) та S (знизу); Г – псилоцибін – галюциногенна отрута грибів Psilocyba та ін. (Іванова, 2010).

Водночас його застосовують як антикоагулянт, протитромбічний і гемостатичний засіб, для тимчасової заміни шкірної й кісткової тканини, як компонент у штучних кровоносних судинах та клапанах, імплантат у косметичній хірургії, як косметичний інгредієнт, у текстильній, паперовій промисловості, при виробництві кіноплівки та губок; як іммобілізаційний шар у хроматографії та аналітичний реагент [8].

У клітинній оболонці грибів зустрічаються також пігменти, зокрема меланіни, які володіють антиоксидантними, генопротекторними, радіопротекторними, імуномоделюючими та гепатопротекторними властивостями. Високий вміст меланінів встановлено для Inonotus obliquus та видів роду Phellinus [9]. Препарат із меланіну знижує ефективні реакції у дослідних тварин та попереджує утворення виразок. Меланіни використовують для виробництва сонцезахисних кремів, подовження строку придатності харчових продуктів, які є антидотами при гострих отруєннях. У процесі травлення меланін частково засвоюється за участю мікрофлори кишечника, виконує роль ентеросорбента, регулятора перистальтики й нормалізує склад кишкової мікрофлори [10].

Сукупність високомолекулярних компонентів плодових тіл та міцелію базидіоміцетів – пептидоглюкани, гетерополісахариди та хітин в літературі називають грибною клітковиною (dietary fibre) [3]. Ці речовини поліпшують роботу шлунка і кишечника, сорбують й виводять з організму шлаки, іони важких металів, канцерогени та радіонукліди [3].

Роботами багатьох авторів [3, 4] доведено, що b - глюкани шапинкових грибів та їх похідні виявляють протипухлинну активність, зокрема лентинан, виділений із L. edodes (рис. 1, Б), й шизофілан, отриманий із Schizophyllum commune [4], протеїнглюкановий полісахарид крестин із Trametes versicolor та глюкуроноксиломанан, екстрагований із T. fuciformis [3]. Полісахариди грибів не здатні безпосередньо руйнувати ракові клітини, але вони активують імунну відповідь клітин хворої людини.

Установлено, що полісахариди з T. fuciformis, S. commune, D. umbellatus, Grifola frondosa, Hericium erinaceus, I. obliquus, G. lucidum і інших базидіомікот підвищують активність макрофагів. Полісахарид лентинан, виділений із L. edodes, до того ж стимулює Т і В - лімфоцити, а також інфільтрацію еозино-, нейтрофілів та гранулоцитів навколо тканини - мішені [11].

Доведено, що полісахаридна фракція L. edodes визначається гепатопротекторною дією, а також здатністю підвищувати продукцію антитіл до гепатиту В. Ці властивості лентинану дозволяють використовувати його для лікування хронічних гепатитів та гепатиту В у людини [3]. Досліди на мишах свідчать, що гандодерани А і В – глюкани плодових тіл G. lucidum, значно знижують рівень цукру в крові при захворюванні діабетом. Корелан (b - глюкопротеїд), який виділено із міцеліальної біомаси T. versicolor, показав на тваринах та in vitro активність проти експериментального діабету [3].

Наявні дані [12] виявили ефективність застосування полісахаридно - протеїнового комплексу, які ізольовано із Phellinus rimosus, проти ревматоїдних артритів. Олігосахариди грибів виявляють пребіотичні властивості, тобто вибірково стимулюють ріст та підвищують біологічну активність нормальної мікрофлори кишечника [13].

У складі ліпідів грибів переважають поліненасичені та мононенасичені жирні кислоти (олеїнова, лінолева), які позитивно впливають на стан здоров'я людини. Їх наявність у дієті спричиняє зниження рівня холестерину в крові, регуляції кров'яного тиску та покращенню кровообігу [14].

Установлено, що до складу шапинкових грибів входить широкий спектр вітамінів: провітамін А (каротини), B1 (тіамін), B2 (рибофлавін), В3 (РР – ніацин або нікотинова кислота), В5 (пантотенова кислота), В6 (піридоксин), В13 (оротова кислота), C (аскорбінова кислота), D (кальцифероли) та провітамін D (ергостерол). Boletus edulis містить також вітамін Е (токоферол). Вміст вітаміну С у базидіомікот порівняно з рослинними продуктами (зелена цибуля, смородина, лимони тощо) досить незначний. Найбільшу кількість аскорбінової кислоти визначено в плодових тілах Agaricus bisporus. Водночас, більшість грибів, крім Leccinum та Paxillus, продукують вітамін B1 у концентрації, що характерна для більшості зернових культур. Вміст вітаміну B2 у плодових тілах багатьох видів їстівних грибів значно вищий, ніж в овочах та злаках. Найбільша кількість рибофлавіну характерна для Pholiota nameko. Максимальний синтез вітаміну А характерний для Cantharellus cibarius та Lactarius deliciosus, який майже зовсім відсутній у B. edulis, Xerocomus badius та Tricholoma equestre. Проте в плодових тілах трьох останніх видів грибів був виявлений вітамін D, що відсутній в плодових тілах A. bisporus при культивуванні у темряві. Доведено, що плодові тіла Pleurotus ostreatus містять найбільшу кількість вітаміну РР [5].

Базидіомікоти мають важливе значення як деструктори, що перетворюють біополімери лігнін та полісахариди у легкодоступну форму. Виробництво ферментних препаратів є одним із провідних напрямків у розвитку біотехнології в усьому світі. Використання лігно- та целюлозоруйнуючих ферментів базидіомікот перспективне, зокрема у паперовій промисловості, для отримання кормів худоби та деструкції різноманітних відходів виробництва, що забруднюють навколишнє середовище [15].

Дослідження показали, що деякі БАР базидіальних грибів (феноли, флавоноїди та вітаміни тощо) виявляють антиоксидантні властивості [16], тобто нейтралізують вільні радикали. Продемонстровано також здатність амінокислоти ерготіонеїну із макроміцетів попереджувати клітинну токсичність, опосередковану вільними радикалами та індуковану міддю [17]. Описані антиоксидантні властивості ліпідної фракції G. frondosa і екстракту з Geastrum saccatum, які багаті на b - глюкан [17].

Популярною формою використання макроміцетів є створення на їх основі дієтичних добавок чи їх інгредієнтів, що без подальшої модифікації вживаються людиною для покращення стану здоров'я [4]. Найбільшим виробником таких добавок є США, зокрема такі компанії як Nature's Sunshine Products, Ming Gold, SC Formula, Mico Forte та Rare Red Reishi [3].

В Україні розпочато випуск харчових добавок серії "Мікосвіт" та"Міко" на основі плодових тіл і міцелію L. edodes, G. frondosa, G. lucidum та інших видів лікарських грибів, "Мікотон" – з використанням плодових тіл Fomes fomentarius. У Білорусії виробляють торгові продукти «Лентин» та «Діалентин» на основі L.edodes.

Найпопулярнішими у світі видами вищих базидіальних грибів, на основі яких розробляються біологічно активні добавки та функціональні продукти харчування, є L. edodes, G. lucidum, G. frondosa, Hericium erinaceus, T. Versicolor та T. fuciformis [3]. Експериментально встановлено, що використання порошку із грибів P. ostreatus як біологічно активної добавки при виробництві хлібобулочних виробів при заміні 3 % маси дріжджів порошком гливи покращувало якісні показники хліба за рахунок інтенсифікації дріжджової активності, збільшувало піднімаючу силу та зменшувало час бродіння [16].

Отже, гриби є цінним джерелом різноманітних за складом та структурою біологічно активних речовин. Деякі з них є характерними лише для метаболізму грибів відділу Базидіомікота, зокрема, специфічні b - глюкани та їх похідні, певні терпеноїди, лектини тощо.

Пошук перспективних продуцентів БАР серед представників відділу Basidiomycota і вивчення закономірностей росту й біосинтезу цих компонентів, розробка біотехнологій отримання екологічно чистої біомаси грибів з використанням рослинної сировини – відходів сільського, лісового господарства та харчової промисловості дозволить отримати нові ефективні харчові продукти для спеціального дієтичного споживання.