Drobečková navigace

Ginsenosidy / Panaxosidy

Panaxosidy jsou účinné saponiny typické pro rod ženšen (Panax). Panaxosidy jsou glykosidy s triterpenoidním (steroidním) aglykonem a jedním nebo více cukernými zbytky. Při vší své vágnosti slovo saponin naznačuje, že panaxosidy jsou amfifilní a tudíž schopné pronikat z trávicího traktu do krve, mozku a dovnitř všech buněk. Ginsenosidy jsou podmnožinou panaxosidů (často se všem panaxosidům nesprávně říká ginsenosidy). Panaxosidy mají rozsáhlé modulační účinky na fyziologické dráhy (Attele1999gpm, Christensen2009gcb), jsou neškodné a jsou podstatou adaptogenního účinku ženšenu.

Hlavní ženšenové panaxosidy

K roku 2008 bylo z rodu Panax izolováno 182 různých panaxosidů (jejich přehled viz v Christensen2009gcb) a pomalu přibývají další. Z nich nejméně 50 se vyskytuje v ženšeni pravém. Nás zajímají hlavě panaxosidy kořene, který je pozoruhodný jejich vysokým váhovým obsahem: Panaxosidy tvoří podle stáří a kvality 2-20% suché váhy kořene (Zhu2004cst, Christensen2009gcb, Yuan2002gva). Specifické panaxosidové profily mají i listy, květy a červené bobule ženšenu. Hlavní panaxosidy jsou:

Hlavní panaxadioly:
Panaxosid účinek
ginsenosid Rb1 chrání paměť a mozek, protistresový, protizánětlivý, antidiabetický, chrání cévy před aterosklerózou, potlačuje angiogenezi
ginsenosid Rb2 protistresový, protizánětlivý, chrání mozek, chrání před radiací
ginsenosid Rc protistresový, protizánětlivý, silně chrání před radiací
ginsenosid Rd protistresový, protizánětlivý, chrání mozek, chrání cévy před aterosklerózou, chrání před radiací
ginsenosid Rg3 silně uvolňuje cévy a snižuje krevní tlak, protistresový, protizánětlivý, inhibice NMDA receptorů v hipokampu, neurosteroidní působení na membránové receptory mozku, brzdí růst tukových buněk, chrání před artritidou
ginsenosid Rh2 obnovuje imunitu po radioterapii a chemoterapii, protizánětlivý, antialergický, inhibice NMDA receptorů v hipokampu
Hlavní panaxatrioly:
Panaxosid účinek
ginsenosid Re antioxidační, antihypertenzní, chrání paměť a mozek, silně obnovuje imunitu po ozáření, chrání srdce a cévy
ginsenosid Rf blokuje N-typ vápníkových kanálů v mozku, upravuje tukový metabolismus působením na PPAR receptory
ginsenosid Rg1 protizánětlivý, antihypertenzní, chrání mozek, silně chrání před radiací, zvyšuje angiogenezi
ginsenosid Rg2 chrání neurony, chrání mozek při ischemii, chrání cévy před aterosklerózou, protistresový, nootropický
ginsenosid Rh1 protizánětlivý, antialergický, působí na estrogenní receptory

Jak panaxosidy fungují

Panaxosidy jsou amfifilní – rozpustné ve vodě i v tucích. Nositelem nepolárního charakteru je v nich triterpenoidní (steroidní) kostra – aglykon. Nositelem polárního charakteru jsou kyslíkové a cukerné zbytky navázané na aglykon. Panaxosidy díky tomu procházejí do krevního oběhu a působí – stejně jako steroidní hormony jimž se svým amfifilním charakterem podobají – jak v jádře buněk, tak i neurosteroidním vlivem na membránové receptory hlavně v mozku.

Stejně jako u steroidních hormonů malé rozdíly v ligandech triterpenoidního jádra mají velký dopad na účinek molekuly, i u panaxosidů malé rozdíly v cukerných zbytcích můžou za jejich funkční různorodost. Na rozdíl od steroidních hormonů však panaxozidy podléhají postupné deglykosylaci, která začíná už v trávícím traktu. Deglykosylací se složitější panaxosidy mění v jednodušší. Nejjednoduššími panaxosidy jsou samotné aglykony: protopanaxadiol (PPD), protopanaxatriol (PPT) a další. I ženšenové aglykony mají rozsáhlé účinky na mozek, sredčně-cévní soustavu, potenci a další fyziologické parametry.

Struktura panaxosidů

Triterpenoidní saponiny ženšenu – panaxosidy – se dělí podle typu aglykonu do dvou skupin: damaranové a oleananové.

Co znamená "triterpenoidní"

Strašidelné slovo "triterpenoidní" znamená doslova "ze šesti jednotek isoprenu sestávající". Triterpenoidní molekula se prostě v buňce vyrábí sloučením šesti jednotek isoprenu:

molekula isoprenu

na jednu molekulu skvalenu:

molekula skvalenu

Skvalen posléze buňka ženšenu sroluje buďto na damarendiol:

damarendiol

nebo na β-amyrin:

beta-amyrin

Z damarendiolu se dále vyrábějí damaranové panaxosidy, z β-amyrinu oleananové. 

Syntéza panaxosidů se je blízká lidské syntéze steroidů

Způsob, kterým ženšen vyrábí aglykony panaxosidů se velmi podobá způsobu, kterým naše tělo vyrábí steroidní hormony. K rozdílu dochází při rolování skvalenu, z něhož naše tělo vytváří lanosterol:

lanosterol

a dále asi v deseti krocích (viz databázi KEGG) cholesterol:

cholesterol

Cholesterol je – látka převelice potřebná – slouží pak jako základní surovina k výrobě všech steroidních hormonů.

Aglykony panaxosidů

Panaxosidy se dělí do dvou hlavních skupin podle typu aglykonu: Damaranové a oleananové. Damaranové panaxosidy se dále dle místa uchycení cukerných zbytků dělí na protopanaxadiolové (PPD), protopanaxatriolové (PPT) a okotilolové. Oleananové panaxosidy jsou odvozeny od jiného aglykonu – kyseliny oleanolové. Další typy panaxosidů jsou panaxatriolové a damarendiolové. Čtyři malonylované deriváty panaxosidů Rb1, Rb2, Rc a Rd společně s panaxosidem Ro a dalšími esterifikovanými panaxosidy se nazývají "kyselé panaxosidy", zatímco ostatní se nazývají "neutrální panaxosidy" (Christensen2009gcb, Attele1999gpm).

Pozn. Slovo "damaranový" pochází od damaroně bílé (Agathis dammara, blahočetovité, viz databázi nahosemenných rostlin), z níž se získává damarová pryskyřice k výrobě laků. Slovo "oleananový" pochází z názvu olivy (Olea). Původ slova "okotilolový" neznám.

Panaxadioly - obecná struktura a příklady zástupců:

Panaxadiol

Struktura hlavních panaxadiolů:
Panaxosid R1 R2
Rb1 -glc(2-1)glc -glc(6-1)glc
Rb2 -glc(2-1)glc -glc(6-1)arap
Rc -glc(2-1)glc -glc(6-1)araf
Rd -glc(2-1)glc -glc
Rg3 -glc(2-1)glc -H
Rh2 -glc -H

Panaxatrioly - obecná struktura a příklady zástupců:


Panaxatriol

Struktura hlavních panaxatriolů:
Panaxosid R1 R2
Re -glc(2-1)rha -glc
Rf -glc(2-1)glc -H
Rg1 -glc -glc
Rg2 -glc(2-1)rha -H
Rh1 -glc -H

Můžeme si všimnout že rozdíly mezi výše popsanými panaxosidy jsou z hlediska lidského pozorovatele minimální. Méně typické panaxosidy jsou:

Panaxosid Rh3:

Panaxosid Rh3

Obecná struktura esterů kyseliny oleanolové:

struktura esterů kyseliny oleanolové

např. panaxosid Ro: R1 = -glcUA(2-1); R2 = -glc

Obecné vlastnosti panaxosidů

Ze struktury panaxosidů plynou jejich typické chemické vlastnosti:

  • Panaxosidy jsou chemicky stabilní. Kromě jedné nenasycené C=C vazby obsahuje steroidní kostra panaxosidů jenom alifatické vazby, jejichž stabilita je obecně známá. Překvapilo mě ale když jsem si nedávno přečetl že glykosidická vazba (přes kyslík) kterou jsou navázané cukry je také úžasně stabilní – za standardních podmínek je její polčas hydrolýzy neuvěřitelných 20 milionů let, asi 100 krát stabilnější než fosfodiesterová vazba řetězce DNA a 100 000 krát stabilnější nežli peptidická vazba bílkovin (Wolfenden1998shg).
  • Panaxosidy jsou amfifilní. Steroidní kostra je hydrofobní, s afinitou k mastným látkám, zatímco cukerné zbytky panaxosidům propůjčují rozpustnost ve vodě. S tím je také spojena jejich další vlastnost:
  • Panaxosidy jsou vysoce pohyblivé. Schopnost ginsenosidů pohybovat se jak ve vodním, tak v tukovém prostředí jim napomáhá k snadnému vstupu do lidského organizmu, včetně krevně mozgové bariéry.

Které panaxosidy se v ženšeni vyskytují nejhojněji?

Z hlediska množství, více než 90% z celkového panaxosidového obsahu ženšenového kořene tvoří těchto 10 panaxosidů (Christensen2009gcb):

  • PPD ginsenosidy Rb1, Rb2, Rc a Rd
  • PPT ginsenosidy Re a Rg1
  • kyselé ginsenosidy malonyl-Rb1, malonyl-Rb2, malonyl-Rc a malonyl-Rd

Množství a obsah panaxosidů velmi kolísá podle stáří a podmínek, v nichž ženšen rostl. Nicméně existují specifika panaxosidového profilu, která umožňují rozlišit mezi ženšenem pravým, ženšenem americkým, notoginsengem a dalšími druhy rodu Panax.

Jaké jsou rozdíly v panaxosidovém profilu ženšenu pravého a amerického?

Ginsenosid Rf je charakteristický pro ženšen pravý a není přítomný v ženšeni americkém ani jiných druzích rodu Panax. Okotilolový panaxosid 24(R)-pseudoginsenosid F11 je zase charakteristický pro ženšen americký, zatímco v ženšeni pravém se téměř vůbec nevyskytuje. Tyto panaxosidy lze použít k rozlišení těchto dvou druhů ženšenu (Christensen2009gcb). Další rozdíl je v poměru ginsenosidů Rb1/Rg1. Poměr Rb1/Rg1 je u ženšenu amerického větší než 10, ale u ženšenu pravého se pohybuje mezi 1 až 3. Ženšen americký celkově obsahuje více PPD než PPT panaxosidů, zatímco u ženšenu pravého je tomu obráceně. Poměř ginsenosidů malonyl-Rc a malonyl-Rb2 ke ginsenosidu malonyl-Rb1 je u ženšenu amerického nižší než u ženšenu pravého.

Jaká jsou specifika panaxosidového profilu notoginsengu?

Specifikem ženšenu notoginsengu je poměru obsahu malonyl-ginesnosidů. Nejhojnějším malonyl-ginsenosidem je u notoginsengu ginsenosid malonyl-Rb1.

Panaxosidy se kromě rodu Panax nevyskytují téměř nikde jinde

Pravidlem u rostlin bývá situace, že se sekundární metabolity v nich obsažené vyskytují u mnoha různých druhů rostlin. U ženšenu je to jiné – panaxosidy jsou unikátní a charakteristické pro rod Panax. Vím jenom o jedné další vědě známé rostlině obsahující panaxosidy: Tykvovitá liána gynostema pětilistá obsahuje triterpenoidy, z nichž devět totožných se známými panaxosidy (Christensen2009gcb, str. 29, Tabulka 1.1). Gynostema pětilistá, též zvaná ťiao-ke-lan (pchin-jin jiaogulan), nesprávně "pětilistý ženšen", obsahuje tyto panaxosidy v listech a její pěstování představuje levný zdroj těchto saponinů pro ty naše seniory, kteří mají hluboko do kapsy. Obsah panaxosidů v listech gynostemy je asi 1,5% suché váhy, tedy asi jako v slabém mladém ženšeni.

Změny panaxosidového profilu při zpracování na červený ženšen

Ke zvýšení trvanlivosti a zlepšení některých farmakologických vlastností se ženšenový kořen (tzv. bílý ženšen, ginseng radix alba) zpracovává pařením na tzv. červený ženšen, ginseng radix rubra. Už při sušení ženšenu dochází k částečnému odštěpení kyselých zbytků panaxosidů a částečné deglykosylaci. Při následném paření ženšenu, které probíhá při teplotě ~100°C a trvá několik hodin, probíhá Maillardova reakce (karamelizace) a pokračuje deglykosylace panaxosidů. Červený ženšen má proto vyšší poměr jednodušších panaxosidů (např. ginsenosid Rg3 a sloučenina K) a obsahuje též větší množství volných aglykonů (hlavně PPD a PPT). K další hydrolýze a deglykosylaci panaxosidů dochází v trávicí soustavě.

Seznam panaxosidů:

Související články