*Bogdan Kędzia1, Edyta Kmieć2, Elżbieta Hołderna-Kędzia1
Nukleotydy w mleczku pszczelim i ich właściwości biologiczne
Royal jelly nucleotides and their biological activity
1Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań
Dyrektor Instytutu: dr hab. inż. Małgorzata Zimniewska, prof. IWNiRZ
2Firma Handlowa Poledix Edyta Kmieć, Piotrków Trybunalski
Streszczenie
Omówiono znaczenie mleczka pszczelego w życiu pszczół, jego skład chemiczny oraz skład i zawartość nukleotydów występujących w tym produkcie pszczelim. Zarówno skład nukleotydowy, jak i zawartość tych składników w mleczku pszczelim zależne są od jego pochodzenia, głównie od odmiany wytwarzających je pszczół. Zawartość nukleotydów w mleczku pszczelim jest niewielka i w świeżym produkcie wynosi ona około 2 mg/g, a w produkcie przechowywanym obniża się nawet o 30%. Nukleotydy odznaczają się różnorodnymi właściwościami biologicznymi. Przede wszystkim działają one immunostymulująco, odnawiają tkankę jelitową, wpływają korzystnie na florę jelitową oraz na wątrobę. Poza tym oddziałują na metabolizm lipidowy i na układ nerwowy, a także podwyższają odporność fizyczną. Na tej podstawie można przyjąć, że nukleotydy w dużym stopniu przyczyniają się do działania leczniczego mleczka pszczelego.
Summary
The importance of royal jelly in bees’ life, its chemical composition as well as the composition and content of nucleotides present in this bee product were evaluated and discussed. Both the nucleotide composition and the content of these components in royal jelly depend on its origin, mainly on the variety of bees. The content of nucleotides in royal jelly is low and in fresh product it is about 2 mg/g. In the stored product, the nucleotide content is reduced sometimes even by 30%. Nucleotides characterize a variety of biological properties. First of all, they have an immunostimulatory effect, regenerate the intestinal tissue, perform a beneficial effect on the intestinal flora and the liver. In addition, they affect positively lipids metabolism and the nervous system, and also increase physical resistance. On this basis, it can be assumed that nucleotides greatly contribute to the therapeutic effects of royal jelly.
Wstęp
Mleczko pszczele wytwarzane jest w gruczołach gardzielowych młodych pszczół robotnic, zwanych karmicielkami. Jest ono przeznaczone do karmienia larw pszczół robotnic i trutni przez pierwsze 3 dni ich życia oraz matek pszczelich w okresie całego życia larwalnego i w czasie składania przez nie jajeczek w komórkach plastra.
W skład świeżego mleczka pszczelego wchodzi ponad 200 substancji chemicznych. W największej ilości występuje woda (średnio 67,6%). Duże grupy związków chemicznych tworzą: białko (średnio 13,7%), węglowodany (średnio 11,2%), lipidy (średnio 4,3%). Ponadto w świeżym mleczku pszczelim obecne są związki mineralne (średnio 0,9%) oraz inne substancje, w tym: kwasy organiczne, witaminy, kwasy nukleinowe, nukleotydy, hormony, pterydyny (łącznie średnio 1,9%) (1).
Z ponad 30 udokumentowanych właściwości mleczka pszczelego (1) do najważniejszych należy zaliczyć: stymulujące rozwój komórek i tkanek, podwyższające odporność fizyczną, przeciwdepresyjne, wpływające na układ nerwowy, immunostymulujące, odnawiające serce i układ krwionośny, przeciwzapalne, przeciwmiażdżycowe, przeciwcukrzycowe i przeciwnowotworowe.
Celem niniejszej pracy było określenie na podstawie piśmiennictwa składu i zawartości nukleotydów w mleczku pszczelim oraz ustalenie, które właściwości biologiczne przypisywane nukleotydom mogą wpływać na działanie dietetyczne oraz lecznicze tego produktu pszczelego.
Budowa chemiczna nukleotydów
Nukleotydy zbudowane są z zasad purynowych (adenina i guanina) lub pirymidynowych (cytozyna, tymina, uracyl), cukrów ? rybozy lub dezoksyrybozy ? oraz reszt kwasu fosforowego. W niektórych nukleotydach występują także inne zasady purynowe, a mianowicie inozyna i pseudourydyna.
W wyniku połączenia zasad purynowych lub pirymidynowych z cukrami ? rybozą lub deoksyrybozą, tworzą się nukleozydy. Natomiast przyłączenie do nukleozydów od 1 do 3 reszt kwasu fosforowego powoduje powstanie nukleotydów (ryc. 1) (2-4).
Ryc. 1. Powstawanie nukleotydów
Skład i zawartość nukleotydów w mleczku pszczelim
Jako jedni z pierwszych występowanie nukleotydów w mleczku pszczelim zasygnalizowali Marko i wsp. (5). W liofilizowanym mleczku pszczelim, wytwarzanym przez firmę Slovakofarma w byłej Czechosłowacji, zidentyfikowali oni 5 składników nukleotydowych, przy czym w największej ilości występowały w nim nukleotydy urydynowe i adeninowe (tab. 1).
Tab. 1. Skład i zawartość nukleotydów w liofilizowanym słowackim mleczku pszczelim (wg 5)
| Zidentyfikowane nukleotydy | Zawartość (μmol/g) |
| Nukleotydy adeninowe | 7,82 |
| Nukleotydy guaninowe | 1,27 |
| Nukleotydy cytydynowe | 0,21 |
| Nukleotydy urydynowe | 11,56 |
| Inozynomonofosforan (IMP) | 0,24 |
| Łącznie | 21,00 |
Opublikowane w ostatnich latach dane dotyczące świeżego chińskiego mleczka pszczelego dowodzą, że w produkcie tym w największych ilościach występują adenozynomonofosforan (AMP) i inozynomonofosforan (IMP), natomiast w zdecydowanie mniejszych ilościach ? adenozynotrifosforan (ATP) i adenozynodifosforan (ADP) (tab. 2). Jednak nie ma w nim innych nukleotydów, takich jak: guaninowe, cytydynowe i urydynowe. Prawdopodobnie wynika to z różnych odmian pszczół, od których pozyskiwano mleczko pszczele. W Chinach mleczko pszczele pochodziło od pszczół wytwarzających duże ilości tego produktu, określanych jako Pinghu line bees (6-8).
Tab. 2. Skład i zawartość nukleotydów w świeżym chińskim mleczku pszczelim (wg 6-8)
| Składniki nukleotydowe | Zawartość (μg/g) |
| A | B | C |
| Adenozynotrifosforan (ATP) | 55,3 | 59,4 | 18,7 |
| Adenozynodifosforan (ADP) | 64,7 | 250,7 | 57,1 |
| Adenozynomonofosforan (AMP) | 473,5 | 1144,2 | 1506,7 |
| Inozynomonofosforan (IMP) | ? | 626,5 | 291,9 |
A ? Xue i wsp. (6); B ? Zhou i wsp. (7); C ? Wu i wsp. (8)
Badacze chińscy (7, 8) poczynili także interesujące obserwacje na temat zawartości nukleotydów w świeżym i przechowywanym mleczku pszczelim. Stwierdzili oni, że w trakcie przechowywania (nie podają okresu czasu) następuje obniżenie stężenia nukleotydów o około 30% (ATP, ADP, AMP i IMP) (tab. 3 i 4). W tym samym czasie w mleczku pojawia się również prawie tyle samo produktów rozkładu nukleotydów do nukleozydów, zasad purynowych i związków fosforowych.
Tab. 3. Porównanie zawartości nukleotydów w świeżym i przechowywanym mleczku pszczelim (wg 7)
| Nukleotydy | Zawartość (μg/g) |
| produkt świeży | produkt przechowywany |
| ATP | 51,4 | 5,4 |
| ADP | 250,7 | 51,1 |
| AMP | 1144,2 | 886,6 |
| IMP | 625,5 | 541,4 |
| Łącznie | 2072,8 | 1484,5 |
| Obniżenie o 28,4% |
Tab. 4. Porównanie zawartości nukleotydów w świeżym i przechowywanym mleczku pszczelim (wg 8)
| Nukleotydy | Zawartość (μg/g) |
| produkt świeży | produkt przechowywany |
| ATP | 18,7 | 0,0 |
| ADP | 154,7 | 57,1 |
| AMP | 1506,7 | 1103,8 |
| IMP | 291,9 | 154,4 |
| Łącznie | 1972,0 | 1315,3 |
| Obniżenie o 33,0% |
Ważnego odkrycia dokonali badacze japońscy. Hattori i wsp. (9) wyizolowali z mleczka pszczelego N1-tlenek adenozynomonofosforanu (N1-tlenek AMP) (ryc. 2). Związek ten występował wraz z innymi nukleotydami (ATP, ADP i AMP). Zawartości N1-tlenku AMP autorzy nie podali, ale z badań chromatograficznych można wnioskować, że stanowi on około 30% ilości AMP analizowanego mleczka pszczelego.
Ryc. 2. Budowa chemiczna N1-tlenku adenozynomonofosforanu (wg 9)
Niezwykłość tego odkrycia polega na tym, że nukleotyd o tej budowie poza mleczkiem pszczelim nie został dotąd znaleziony w żadnym innym produkcie pochodzenia naturalnego (9).
Właściwości biologiczne nukleotydów
Działanie immunostymulujące
Na układ immunologiczny człowieka składa się zarówno odporność nieswoista (wrodzona, komórkowa), jak i odporność swoista (humoralna).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Mleczko pszczele. Pozyskiwanie, skład chemiczny, właściwości biologiczne, działanie lecznicze. Humana Divinis, Toruń 2013.
2. Ciborowska H, Rudnicka A. Dietetyka. Żywienie zdrowego i chorego człowieka. Wyd Lek PZWL, Warszawa 2007.
3. Sikorski ZE, Staroszczyk H. Chemia żywności. 1. Główne składniki żywności. PWN, Warszawa 2017.
4. Głazowska J, Stankiewicz U, Bartoszek A. Absorpcja, metabolizm i rola biologiczna kwasów nukleinowych obecnych w żywności. Żywn Nauka Technol Jakość 2017; 24(1):18-32.
5. Marko P, Pacháń I, Vitteli J. Some phosphorus compounds in royal jelly. Nature 1964; 2002:188-9.
6. Xue XF, Wang F, Zhou JH i wsp. Online cleanup of accelerated solvent extractions for determination of adenosine 5’-triphosphate (ATP), adenosine 5’-diphosphate (ADP) and adenosine 5’-monophospate (AMP) in royal jelly using high-performance liquid chromatography. J Agric Food Chem 2009; 57:4500-5.
7. Zhou L, Xue XF, Zhou JH i wsp. Fast determination of adenosine 5’-triphosphate (ATP) and its catabolites in royal jelly using ultraperformance liquid chromatography. J Agric Food Chem 2012; 60:8994-9.
8. Wu L, Chen L, Selraraj JN i wsp. Identification of the distribution of adenosine phosphates, nucleosides and nucleobases in royal jelly. Food Chem 2015; 173:1111-8.
9. Hattori N, Nomoto H, Mishima S i wsp. Identification of AMP N1-oxide in royal jelly as a component neurotrophic toward cultured rat pheochromacytoma PC12 cells. Biosci Biotechnol Biochem 2006; 70(4):897-906.
10. Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W. Immunologia. Wyd Nauk PWN, Warszawa 2004.
11. Kalkurni A, Fanslow W, Higley H i wsp. Expression of immune cell surface markers in vivo and immune competence in mice by dietary nucleotides. Transplant Proc 1989; 21:121-4.
12. Kalkurni AD, Rudolph B, Van Buren CT. The role of dietary sources of nucleotides in immune function: a review. J Nutr 1994; 124:142S.
13. Carrer JD. Dietary nucleotides: cellular immune, intestinal and hepatic system effect. J Nutr 1994; 124:144-8S.
14. Hawkes JS, Gibson RA, Roberton D i wsp. Effect of dietary nucleotide supplementation on growth and immune function in term infants: a randomized controlled trial. Eur J Clin Nutr 2006; 60:254-64.
15. Jyonuchi H. Nucleotide actions on humoral immune responses. J Nutr 1994; 124:138-43S.
16. Navarro J, Maldonad J, Narbona E i wsp. Influence of dietary nucleotides on plasma immunoglobulin levels and lymphocyte subsets of preterm infants. BioFactors 1999; 10:67-76.
17. Uany R, Quan R, Gil A. Role of nucleotides in intestinal development and repair: implications for infant nutrition. J Nutr 1994; 124:143-4S.
18. Tsujinaka T, Kishibuchi M, Iijima S i wsp. Nucleotides and intestine. J Parenter Enter Nutr 1999; 23:S74-7.
19. Dancey CP, Attree EA, Brown KF. Nucleotide supplementation: a randomised double-blind placebo controlled trial of IntestAidlB in people with irritable bowel syndrome (ISRCTN67764449). Nutr J 2006; 5:16-24.
20. Bruhser O, Espinoza J, Araya M i wsp. Effect of dietary nucleotide supplementation on diarrhoeal disease in infants. Acta Paediatr 1994; 83:188-91.
21. Tanaka R, Mutai M. Improved medium for selective isolation and enumeration of Bifidobacterium. Appl Environ Microbiol 1980; 40:866-9.
22. Gil A, Corral E, Martinez A i wsp. Effects of the addition of nucleotides to an adapter milk formula on the microbial pattern of feces in at term newborn infants. Clin Nutr Gastroenterol 1986; 1:127-32.
23. Yu VYH. The role of dietary nucleotides in neonatal and infant nutrition. Singapure Med J 1998; 39(4):145-50.
24. Singhal A, Macfarlane GT, Macfarlane S i wsp. Dietary nucleotides and fecal microbiota in formula-fed infants: a randomized controlled trial. Am J Clin Nutr 2008; 87(6):1785-92.
25. Novak DA, Carrer JD, Barness LA. Dietary nucleotides affect hepatic growth and composition in the weanling mouse. J Parenter Enter Nutr 1994; 18:62-6.
26. Ohyanagi H, Nishimatsu S, Kanbara Y i wsp. Effects of nucleosides and a nucleotide on DNA and RNA syntheses by the salvage and de novo pathway in primary monolayer cultures of hepatocytes and hepatoma cells. J Parenter Enter Nutr 1989; 13:51-8.
27. Yamaguchi N, Kodama M, Veda K. Diadenosine tetraphosphate as a signal molecule linked with the functional state of rat liver. Gastroenterol 1985; 89:723-31.
28. Ogoshi S, Iwasa M, Kitagawa S i wsp. Effects of total parenteral nutrition with nucleosides and nucleotide mixture on D-galactosamine-induced liver injury in rats. J Parenter Enter Nutr 1988; 12:53-7.
29. Torres-Lopez MI, Fernandez I, Fontana I i wsp. Influence of dietary nucleotides on liver structural recovery and hepatocyte binuclearity in cirrhosis induced by thioacetamide. Gut 1996; 38(2):260-4.
30. Sánchez-Pozo A, Morillas J, Moltó R i wsp. Dietary nucleotides influence lipoprotein metabolism in newborn infants. Pediatr Res 1994; 35(1):112-6.
31. Morillas J, Moltó L, Robles R i wsp. Lipoprotein changes in small-for-gestational-age infants fed nucleotide-supplemented milk formula. Acta Paediatr 1994; 83:481-5.
32. Sánchez-Pozo A, Pita ML, Martinez A i wsp. Effect of dietary nucleotides upon lipoprotein pattern of newborn infants. Nutr Res 1985; 6:53-7.
33. Wang L, Liu J, Lu H i wsp. Effects on nucleotides supplementation of infant formulas on plasma and erythrocyte fatty acid composition: A meta-analysis. PLoS ONE 2015; 10(6):e0127758.
34. Murray RK, Granner DK, Mayes PA i wsp. Biochemia Harpera. Wyd Lek PZWL, Warszawa 1998.
35. Yamamoto S, Wang M-F, Adjei AA i wsp. Role of nucleosides and nucleotides in the immune system, gut reparation after injury, and brain function. Nutr 1997; 13(4):372-4.
36. Sato N, Murahami Y, Nahano T i wsp. Effects of dietary nucleotides on lipid metabolism and learning ability in rats. Biosci Biotech Biochem 1995; 59:1267-71.
37. Hattori N, Nomato H, Fukumitsu H i wsp. AMP N1-oxide, a unique compound of royal jelly, induces neurite outgrowth from PC12 cells via signaling by protein kinase A independent of that by mitogen-activated protein kinase. CAM 2010; 7(1):63-8.
38. Hattori N, Nomato H, Fukumitsu H i wsp. AMP N1-oxide potentiates astrogenesis by cultured neutral stem/progenitor cells through STAT3 activation. Biomed Res 2007; 28(6):295-9.
39. Sterczala AJ, DuPont WH, Comstock BA i wsp. Physiological effects of nucleotide supplementation on resistance exercise stress in men and women. J Strength Condition Res 2016; 30(2):569-78.
