Меланины: функциональные свойства и возможности применения в медицинской практике

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. В статье представлены сведения о функциональных свойствах различных меланинов и их биосинтезе, а также природных источниках их получения, применении в медицинской практике лекарственных препаратов и биологически активных добавок (БАД), содержащих меланин.

Для этого был проведен систематический поиск в базах данных: CyberLeninka, eLibrary, PubMed, SAGE Premier, Springer, Wiley Journals, за последние 10 лет (2013–2023). В результате проведенного обзора, было выявлено, что меланины широко распространены в живых организмах и являются важным природным биоматериалом. Известны меланины микробного, грибного, животного и растительного происхождения их подразделяют на пять типов, из которых наиболее изученными являются эумеланин, феомеланин и нейромеланин.

Приведены ряд исследований, которые доказывают, что меланины, характеризуются широким спектром биологической активности. Они обладают фотопротекторным, радиопротекторным, антимутагенным, иммуномодулирующим стрессопротекторным, геропротекторным, антиоксидантным, детоксикационным и противовоспалительным действиями.

Представлена информация о возможном применении меланина в комплексной терапии меланомы, болезни Паркинсона и нейродегенеративных заболеваний, для защиты кожи и глаз от лучевого повреждения, коррекции стрессовых состояний и профилактики инфекционных заболеваний в эпидемический сезон.

Показано, что меланины чаги широко применяются в отечественной медицине в виде лекарственных препаратов (Бефунгин) и БАД. Важным отличием между ними является концентрация меланина, способ его выделения и очистки, а также технология изготовления, что продемонстрировано в статье. Рассмотрена биологическая активная добавка с дополнительным источником β-глюканов и полифенолов Амелан, основным действующим компонентом которого является меланин грибного происхождения полученный способом, который обеспечивает повышение выхода меланина и улучшение его качества за счет повышения концентрации его парамагнитных центров.

Заключение. Представленная в статье информация о меланинах и их функциональных свойствах, свидетельствует о перспективности использования биологически активных добавок с высокой концентрацией меланинов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ольга Николаевна Усольцева

ООО «СибПрибор»

Автор, ответственный за переписку.
Email: usolceva@baikal-legend.ru
ORCID iD: 0000-0002-6947-0057

кандидат медицинских наук, координатор научных исследований

Россия, Иркутск

Татьяна Витальевна Потупчик

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: potupchik_tatyana@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1133-4447

кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии с курсом постдипломного образования

Россия, Красноярск

Афина Анатольевна Полютова

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: kak.nam2014@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-1285-3322

студентка

Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Berg S.Z., Berg J. Melanin: a unifying theory of disease as exemplified by Parkinson's, Alzheimer's, and Lewy body dementia. Front Immunol. 2023; 14: 1228530. doi: 10.3389/fimmu.2023.1228530
  2. Cao W., Zhou X., McCallum N.C. et al. Unraveling the Structure and Function of Melanin through Synthesis. J. Am. Chem Soc. 2021; 143 (7): 2622–37. doi: 10.1021/jacs.0c12322.
  3. Sulzer D., Zecca L. Intra-neural synthesis of dopamine-quinone: an overview. Neurotox Res. 2000; 1 (3): 181–95. doi: 10.1007/BF03033289.
  4. Liu Q., Wang P., Liu C. et al. An investigation of neuromelanin distribution in substantia nigra and locus coeruleus in patients with Parkinson’s disease using neuromelanin-sensitive MRI. BMC Neurology. 2023; 23: 301.
  5. Nguyen B., Tawata S. Mimosine dipeptide enantiomsers: improved inhibitors against melanogenesis and cyclooxygenase. Molecules. 2015; 20 (8): 14334–47. doi: 10.3390/molecules200814334.
  6. Oлисовa O.Ю., Aндреевa E.В. Еще раз о проблеме гиперпигментации. Российский журнал кожных и венерических болезней. 2014; 17 (2): 20–4. [Olisova O.Yu., Andreeva E.V. Once again about the problem of hyperpigmentation. Russian J. of Skin and Venereal Diseases. 2014; 17 (2): 20–4. doi: 10.17816/dv36849 (in Russian)].
  7. Zadlo A., Mokrzyński K., Ito S. et al. The influence of iron on selected properties of synthetic pheomelanin. Cell Biochem Biophys. 2020; 78 (2): 181–9. doi: 10.1007/s12013-020-00918-1.
  8. Slominski A. Neuroendocrine activity of the melanocyte. Exp. Dermatol. 2009; 18 (9): 760–3. doi: 10.1111/j.1600-0625.2009.00892.x.
  9. Арсаханова Г.А. Меланин в структуре противодействия стрессовым явлениям организма. Международный журнал прикладных наук и технологий INTEGRAL. 2020; 6: 5. [Arsakhanova G.A. Melanin in the structure of countering stress phenomena of the body. International J. of Applied Sciences and Technologies INTEGRAL. 2020; 6: 5. doi: 10.24411/2658-3569-2020-10117 (in Russian)].
  10. Поляков А.В., Жогина В.А. Меланин защищает от стрессовых факторов среды. Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2019; 9: 12. [Polyakov A.V., Zhogina V.A. Melanin protects against environmental stress factors. Bulletin of medical Internet conferences. 2019; 9: 12 (in Russian)].
  11. Solano F. Photoprotection and Skin Pigmentation: Melanin-Related Molecules and Some Other New Agents Obtained from Natural Sources. Molecules. 2020; 25 (7): 1537. doi: 10.3390/molecules25071537.
  12. Netzer A.., Katzir I., Baruch A. et al. Emergent properties of melanin-inspired peptide/RNA condensates. Proc Natl Acad Sci USA. 2023; 120 (44): e2310569120. doi: 10.1073/pnas.2310569120.
  13. Scalabrin M., Adams V., Labeit S. et al. Emerging strategies targeting catabolic muscle stress relief. Int J. Mol. Sci. 2020; 21 (13): 1–18. doi: 10.3390/ijms21134681
  14. Бушманов А.Ю., Иванов А.А., Андрианова И.Е. и др. Противолучевые свойства меланина. Саратовский научно-медицинский журнал. 2014; 10 (4): 828–32. [Bushmanov A.Yu., Ivanov A.A., Andrianova I.E. et al. The anti-radiation properties of melanin. Saratov J. of Medical Science. 2014; 10 (4): 828–32.
  15. Моссэ И.Б., Жаворонков Л.П., Молофей В.П. и др. Разработка на основе меланина средства профилактики генетических и онтогенетических последствий облучения. Информационный Вестник ВОГИС. 2005; 9 (4): 527–33. [Mosse I.B., Zhavoronkov L.P., Malofey V.P. et al. Development of a melanin-based means of preventing the genetic and ontogenetic effects of radiation exposure. VOGIS Information Bulletin. 2005; 9 (4): 527–33 (in Russian)].
  16. Богаева Д.А. Особые свойства и применение меланина. The Scientific Heritage. 2021; 65: 3–5. [Bagaeva D.A. Special properties and applications of melanin. The Scientific Heritage. 2021; 65: 3–5 (in Russian)].
  17. Fu X., Xie M., Lu M. et al. Characterization of the physicochemical properties, antioxidant activity, and antiproliferative activity of natural melanin from S. reiliana. Sci Rep. 2022; 12 (1): 2110. doi: 10.1038/s41598-022-05676-z.
  18. Steigerwald S., Cohen B.E., Vali M. et al. Differences in Opinions About Marijuana Use and Prevalence of Use by State Legalization Status. J. Addict Med. 2020; 14 (4): 337–44. doi: 10.1097/ADM.0000000000000593
  19. Фрайкин Г.А. Фотозащитная функция меланина в коже человека при солнечном УФ-облучении. Альманах мировой науки. 2016; 8 (11): 12–3. [Fraikin G.A. Photo protective function of melanin in human skin under solar UV irradiation. The Almanac of World Science. 2016; 8 (11): 12–3 (in Russian)].
  20. Opie E., Brooks S., Greenberg N. et al. The usefulness of pre-employment and pre-deployment psychological screening for disaster relief workers: A systematic review. BMC Psychiatry. 2020; 20 (1). doi: 10.1186/s12888-020-02593-1
  21. Karak M., Bal N.C., Bal C. et al. Targeting peroxisome proliferator-activated receptor gamma for generation of antidiabetic drug. Curr Diabetes Rev. 2013; 9 (4): 275–85. doi: 10.2174/15733998113099990065.
  22. Siwicka Z.E., Son F.A., Battistella C. et al. Synthetic Porous Melanin. J. Am. Chem Soc. 2021; 143 (8): 3094–103. doi: 10.1021/jacs.0c10465.
  23. Micheal H.S.R., Thyagarajan D., Govindaraj M. et al. Biosorption of halophilic fungal melanized membrane – PUR/melanin polymer for heavy metal detoxification with electrospinning technology. Environ Technol. 2024; 29: 1–13. doi: 10.1080/09593330.2024.2310034.
  24. Грачева К.В., Желтобрюхов В.Ф. Mеланины. Перспективы и проблемы использования в промышленности. Волгоград, 2019. [Gracheva K.V., Zheltobryukhov V.F. Melanins. Prospects and problems of use in industry. Volgograd, 2019 (in Russian)].
  25. Liu R., Meng X., Mo C. et al. Melanin of fungi: from classification to application. World J. Microbiol Biotechnol. 2022; 38 (12): 228. doi: 10.1007/s11274-022-03415-0
  26. Xu L., Li J., Chang M. et al. Comparison of physicochemical and biochemical properties of natural and arginine-modified melanin from medicinal mushroom Ganoderma lucidum. J. Basic Microbiol. 2020; 60 (11–12): 1014–28. doi: 10.1002/jobm.202000430.
  27. Rudrappa M., Kumar R.S., Basavarajappa D.S. et al. Penicillium citrinum NP4 mediated production, extraction, physicochemical characterization of the melanin, and its anticancer, apoptotic, photoprotection properties. Int. J. Biol. Macromol. 2023; 245: 125547. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.125547.
  28. Bayram S., Aygün B., Karadayi M. et al. Determination of toxicity and radioprotective properties of bacterial and fungal eumelanin pigments. Int. J. Radiat Biol. 2023; 99 (11): 1785–93. doi: 10.1080/09553002.2023.2204957.
  29. Yin C.M., Yao F., Wu W. et al. Physicochemical Properties and Antioxidant Activity of Natural Melanin Extracted from the Wild Wood Ear Mushroom, Auricularia auricula (Agaricomycetes). Int. J. Med. Mushrooms. 2022; 24 (1): 67–82. doi: 10.1615/IntJMedMushrooms.2021041894.
  30. Ставский Е.А., Теплякова Т.В., Андреева И.С. и др. Экспериментальная оценка лечебных свойств мази на основе меланинов из природного сырья и глубинной культуры чаги. Журнал сибирских медицинских наук. 2022; 6 (1): 93–105. [Stavsky E.A., Teplyakova T.V., Andreeva I.S. et al. Experimental evaluation of the medicinal properties of an ointment based on melanins from natural raw materials and deep culture of chaga. J. of Siberian Med. Sci. 2022; 6 (1): 93–105. doi: 10.31549/2542-1174-2022-6-1-93-105 (in Russian)].
  31. Белова Н.В. Перспективы использования биологически активных соединений высших базидиомицетов в России. Микология и фитопатология. 2004; 38 (2): 1–7. [Belova N.V. Prospects for the use of biologically active compounds of higher basidiomycetes in Russia. Mycology and phytopathology. 2004; 38 (2): 1–7 (in Russian)].
  32. Seniuk O.F., Gorovoj L.F., Beketova G.V. et al. Anti-infective properties of the melanin-glucan complex obtained from medicinal tinder bracket mushroom, Fomes fomentarius (L.: Fr.) Fr. (Aphyllophoromycetideae). Int. J. Med. Mushrooms. 2011; 13 (1): 7–18. doi: 10.1615/intjmedmushr.v13.i1.20.
  33. ФС.2.5.0103.18 Фармакопейная статья. «Чага» (утверждена и введена в действие Приказом №749) (Государственная фармакопея Российской федерации. XIV издание. Том IV").
  34. Кузнецова О.Ю. Обзор современных препаратов с биологически активными композициями березового гриба чага. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2016; 14 (1): 128–41. [Kuznetsova O.Y. Review of modern preparations with biologically active compositions of birch fungus chaga. Development and registration of medicines. 2016; 14 (1): 128–41 (in Russian)].
  35. Olennikov D., Tankhaeva L.M., Rokhin A.V. et al. Physicochemical properties and antioxidant activity of melanin fractions from Inonotus obliquus sclerotia. Chemistry of Natural Compounds. 2012; 48 (3): 396–402. doi: 10.1007/s10600-012-0260-y
  36. Гудиева И.Р. Физиологические свойства кобальта и его влияние на организм человека. Молодой ученый. 2019; 5 (243): 42–6. [Gudieva I.R. Physiological properties of cobalt and its effect on the human body. Young scientist. 2019; 5 (243): 42–6 (in Russian)].
  37. Усольцева О.Н., Оленников Д.Н., Потупчик Т.В. и др. Гриб березовый (чага): характеристика химического состава, биологической активности и продуктов переработки. Фармация. 2023; 72 (4): 58–64. [Usoltseva O.N., Olennikov D.N., Potupchik T.V. et al. Birch mushroom (chaga): characteristics of chemical composition, biological activity and processed products. Pharmacy. 2023; 72 (4): 58–64. doi: 10.29296/25419218-2023-04-08 (in Russian)].
  38. Усольцева О.Н., Оленников Д.Н., Потупчик Т.В. Оценка качества и биологической активности экстракта березового гриба чага «БиоЧага». Фармация. 2022; 71 (2): 33–40. [Usoltseva O.N., Olennikov D.N., Potupchik T.W. Evaluation of the quality and biological activity of the extract of birch mushroom chaga «BioChaga». Pharmacy. 2022; 71 (2): 33–40. doi: 10.29296/25419218-2022-02-06 (in Russian)].
  39. Биологически активная добавка к пище «Амелан». Свидетельство о государственной регистрации продукции №АМ. 01.01.01.003.R.000857 от 28.11.2023. Евразийский экономический союз. ЗАО «Национальный институт здравоохранения имени академика С.Х. Авдалбекяна МЗ РА. Санитарно-гигиеническая испытательная лаборатория. [Biologically active food additive "Amelan". Certificate of state registration of products No. 01.01.01.003.R.000857 dated 11/28/2023. The Eurasian Economic Union. CJSC "National Institute of Health named after Academician S.H. Avdalbekyan of the Ministry of Health of the Republic of Armenia. Sanitary and hygienic testing laboratory (in Russian)].
  40. Огарков Б.Н., Шишкин Н.А., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов. Патент №2565178 от 20.10.2015 г., Федеральная служба по интеллектуальной собственности РФ. [Ogarkov B.N., Shishkin N.A., Ogarkova G.R., Samusenok L.V. Method of obtaining pigment melanin from basidiospores of tinder fungi. Patent No.2565178 dated 10/20/2015, Federal Service for Intellectual Property of the Russian Federation (in Russian)].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ИД "Русский врач", 2024