リコピン抗酸化物質の研究

リコピン is a non-cyclized isomer のβ-carotene. It is a natural pigment found でplants, mainly でのripe fruit のnightshade plants でのSolanaceae family, giving tomatoes とtheir products their red color. リコピンhとしてthe strongest antioxidant activity of all carotenoids. Lycopene is very effective でcontrolling degenerative diseases, preventing cardiovascular disease, prostate cancer, digestive tract cancer, skでcancer, reducing the risk of pancreatic がんとuterine cancer, とpreventing the formatiにof harmful cholesterol.

blumらは、リコピンが脂質合成を減少させ、スカベンジャー受容体の活性と発現を低下させることによって、酸化的に修飾された低密度リポタンパク質によって誘導される泡細胞の形成を減少させることを発見した。リコピンは強力な抗酸化と抗炎症能力を持っています。例えば、飼料にリコピンを添加すると、プロテインキナーゼb /シグナル経路を介して、quailsの肝臓でnfe2l2遺伝子とhmox-1遺伝子の発現量が有意に増加する[2]。著者は、リコピンのメカニズムをレビュー's antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, hypoglycemic とanti-cardiovascular 病気effects, as well as its effects にanimal production, health とproduct quality, with a view to providing a reference ためthe application of lycopene でanimal production.

1 .リコピンの作用機序

1.1抗酸化作用

リコピン粉過酸化水素、二酸化窒素およびヒドロキシルラジカルの生成を抑制することができ、それによって抗酸化作用を発揮し、酸化損傷からdna、タンパク質および脂質を保護する抗酸化剤です。リコピンのメカニズムの研究' s抗酸化作用が酸化fluorine-inducedストレスでマウス細胞に関連してリコピンは活性化を減らすことができるc-Jun N-terminal ki-nase (JNK)はmitogen-activatedたんぱく質キナーゼ(MAPK)経路、細胞外を取り締まるタンパク质キナーゼ(ERK)をDNAを守っのタンパク質や脂質酸化災害からmapk)経路は、c-junのn末端キナゼ(jnk)および細胞外のリン酸化レベルを低下させることによって regulated protein kinases (ERK), it downregulates the expression levels of pro-apoptotic genes such as caspase-3, the expression levels of pro-apoptotic genes such as caspase-9 とBax genes, reducing the cell aggregation とtoxicity caused by fluoride poisoning, とincreasing the expression levels of antioxidant enzymes glutathione peroxidase (GPX), superoxide dismutase (SOD) とthe anti-apoptotic gene B-cell lymphoma-2 (Bcl-2). The expression levels of SOD とthe anti-apoptotic gene B-cell lymphoma-2 (Bcl-2) were reduced, thereby alleviating the 酸化ストレス誘導by fluorine poisoning [3]. In the 酸化とbiochemical stress responses of mice cells caused by carbofuran, the addition of lycopene 18 mg/ (kg·BW) can significantly increase the cell albumin, protein and 脂質content, increase serum acetylcholinesterase, catalase (catalase, CAT), SOD and glutathione (glutathione, GSH) activity, and significantly reduce the oxidative stress and biochemical stress caused by carbofuran [4].

リポ多糖(lps)によって誘導される酸化ストレスでは、リコピンはsodとgpx活性を増加させ、血漿炎症因子レベルと炎症メディエーター発現を低下させることによって、lpsによって誘導される酸化ストレスを改善することができる[5]。毒で50でのトマトトマトの红素mg / 1日(kg・BW)病理組織学D-galactoseを高める活動と言っの損傷で認知赤字ではCD-1男性たマウスの海馬還元金額をneurotrophic神経栄養因子(物質)、大幅に増えmRNA表情ヒーメoxygenase-1 (HO-1)とNADPH quinineoxidoreductase——1 (NQO-1)、下流核factor-E2-related要因2 (Nrf2)であればラットD-galactose-treatedの血清から、腫瘍を大幅に減らしてそれを壊死factor-alpha (TNF -α)。reductase-1 (NADPH quinineoxidoreductase-1、NQO-1) mRNA表情を大幅に低減する腫瘍壊死要因-α(TNF -α)とinterleukin-1β(IL-1β)mRNA表情だった。IL-1β)の表情mRNAいた。リコピンもニューロン酸化ダメージNrf2またはtranslocatingを活性化し、inactivating核要因κB (NF -κB)[6]。また、リコピンは酸化ストレスを軽減できる誘発物質ベータアミロイドβ-protein(β)アポトーシスをmitochondrial-mediatedを抑えている。機構はトマトの红素の釈放を阻害するシトクロムC (Cyt C)およびcaspase-3が活性化し、開幕を推進するミトコンドリア毛穴浸透膜过渡期、事実上ニューロン中還元金額をATPミトコンドリア活動の強化、DNAを防ぐを损ないミトコンドリア転写因子級(MTFA)【7】。

In oxidative stress-induced acute pancreatitis (AP), the addition of lycopene (50 mg/kg) can significantly reduce the serum myeloperoxidase (POD), α-amylase, and 作用activities, as well as TNF-α and nitric oxide (NO) levels, downregulate the expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) gene, enhance pancreatic GSH activity, and significantly improve AP[3]. NO) levels, downregulate the expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) gene (iNOS), enhance pancreatic GSH activity, and significantly improve AP [3]. Lycopene can significantly reduce the concentration of malondi- aldehyde (MDA), total sialic acid, and DNのfragments in the serum of rats with colitis, increase the activity of antioxidant enzymes, and prevent the occurrence of colitis [8]. Lycopene also has an antioxidant effect on the kidneys. Lycopene and rosmarinic acid, when used together, can significantly reduce gentamicin-induced nephrotoxicity in rats, including blood urea nitrogen, serum creatinine, MDA, autophagy marker protein, proapoptotic protein Bax and iNOS levels, and significantly increase SOD, GSH, GPX activity and anti-apoptotic protein Bcl-2 expression levels, relieving oxidative stress in the kidneys [9].

別の研究によるとリコピン、抗酸化剤として酸化下げることができるストレス腎臓を抑えることでes細胞核factor-1α(肝细胞核factor-1α、HNF-1α)、親近感を減らす低密度リポ蛋白質(LDL)受容体ステロール規制要素の表現ステープルprotein-2 (SREBP-2) downregulates proproteinの表情convertase subtilisin / kexinタイプ(PCSK)のproprotein convertase、アポリポタンパクステープルの能力を低減させるC II(阿波C II)およびリポ蛋白質作用(LPL)総グルタチオン(tgsh)とcatの濃度を調節し、タンパク質のカルボニル化を阻害し、酸化ストレスによる肝毒性を抑制します。また、mda、gpx活性、thr231 / ser235、ser262、およびser396のリン酸化のレベルを有意に低下させることによって、p301lトランスジェニックマウスの認知障害を有意に改善することができる[4]。

1.2抗炎症および抗がん効果

炎症は、体の特定の部位の組織損傷に対する局所的な反応で、腫れ、発熱、痛みを特徴とします。抗炎症成分の摂取量を増やすことは、非感染性疾患の発生を防ぐことができます。リコピンには抗炎症作用があることが示されている。急性炎症の際、免疫細胞は様々な経路を通って病原体を除去する。持続的または反復的な炎症応答の間、免疫細胞はサイトカインを分泌してマクロファージの機能を阻害することによって抗炎症作用を発揮する。心臓病、神経疾患、2型糖尿病を含む多くの非感染性疾患の発症と進行は、炎症と関連しているか、炎症によって影響を受けています。体が平衡状態にあるとき、炎症の机能は、細胞の損傷を引き起こす主な要因を除去し、損傷や炎症によって引き起こされる壊死細胞や損傷した組織を処理し、組織の修復を開始することです。急性炎症は、すべての高等脊椎動物の重要な生存機構の一つである。急性炎症が解消されなければ、慢性炎症につながる恐れがある。慢性炎症は体の一部ではありません'の自己修復プロセスと破壊的なプロセスをトリガすることができます。損傷した組織は、体内にプロ炎症性サイトカインや他の生物学的炎症メディエーターを解放します&#全身炎症に組織ベースの低悪性度の炎症を変換する39の循環。

また、自己免疫疾患や刺激物への長期曝露も、全身性炎症を引き起こす可能性があります。炎症応答の過程は、最初の刺激の正確な性質とその体内の位置に依存するが(例えば、病原細菌はtoll様受容体(tlr)を誘発し、ウイルス感染はi型インターフェロンを誘発する)、これらはすべて共通の炎症促進機構を持っている。細胞表面パターン認識受容体(prr)は、有害な刺激を認識し、炎症シグナル伝達経路を活性化し、炎症マーカーを放出して炎症細胞を動員する。炎症は細胞内シグナル伝達経路を活性化し、炎症メディエーターの産生を活性化する。炎症刺激など主なもの微生物製品cytokines IL-1β、インターロイキン- 6 (IL-6)、TNF -αやりとりを通じて調停炎症でなければTLR IL-1β受容体(IL-1R) IL-6受容体(IL-6R)とTNFの受容体。

Activation of these receptors triggers important intracellular signal pathways, including the MAPK, NF-κB, Nrf2, Janus kinase (JAK), signal transducer and activator of transcription (STAT) pathways. Lycopene has been shown to inhibit the binding ability of the inflammatory シグナリングpathway NF-κB and stress protein-1 (SP1), and to reduce the expression of the insulin-like 成長factor-1 receptor (IGF-1R) and the concentration of reactive oxygen species (ROS) in SK-Hep-1 cells. Lycopene can inhibit obesity, inflammatory response and related metabolic disorders induced by high-fat 議会in mice. The mechanism is that lycopene inactivates the NF-κB signaling pathway by reducing the phosphorylation of p65 and IκB, which act as regulators of the NF-κB pathway. This effect can be regarded as the anti-inflammatory effect of lycopene [10].

The anti-inflammatory effect of lycopene can also be observed in colorectal cancer cells by inactivating the NF-κB signaling pathway. Lycopene inhibits the expression of pro-inflammatory factors TNF-α, IL-1β, IL-6 and cyclooxygenase (COX) and iNOS by inhibiting the activation of NF-κB and JNK [11]. The consumption of tomatoes or lycopene is negatively correlated with the incidence of colorectal and rectal cancer in a dose-dependent manner. The mechanism is that lycopene exerts an anti-intestinal cancer effect by inhibiting the proliferation of colon cancer cells. After treating colorectal cancer cells with 12 μmol/L lycopene, found that the proportion of colorectal cancer cells undergoing late アポトーシスをor necrosis was higher than that of colorectal cancer cells undergoing early apoptosis. It was also found that lycopene significantly reduced the expression of various pro-inflammatory mediators such as IL-1β and TNF-a, as well as the activity of the pro-inflammatory enzyme COX-2 [12].

研究によるとlycopene has a good anti-inflammatory effect in the process of colon cancer [13]. For example, lycopene consumption of 300 μg/d can reduce the inflammatory response and the activity of inflammatory markers in rats with induced colitis. The mechanism is that lycopene intake reduces the expression of downstream genes in the MAPK signaling pathway, thereby reducing the risk of colorectal cancer [14]. There are currently a large number of systematic reviews on the effects of lycopene on different diseases, such as prostate cancer and bladder cancer, cardiovascular risk and metabolic syndrome. These reviews of the anti-inflammatory ability of lycopene are somewhat lacking, and it is not clearly stated whether the differences 間lycopene-source varieties and the different lycopene contents have an effect on the anti-inflammatory ability. For in vivo studies, it is not only necessary to focus on the intake of lycopene, but also to actually measure the concentration of lycopene circulating in the blood プラズマor serum to understand the effect of lycopene on human health. Experimental studies are still needed on the role of lycopene in immune system regulation.

1.3血糖値を下げる効果

生活水準の向上や食生活の変化に伴い、2型糖尿病(t2dm)の発生率が高まっている。現在、野菜や機能性食品の特定成分がt2dmに良い治療効果を示すことが分かっている。したがって、食事介入はt2dmの予防と治療のための重要な戦略である可能性があります。糖尿病患者では、高脂肪食とストレプトゾトシンがインスリンの機能障害と分泌能力の低下を引き起こし、グルコースと脂質の代謝が損なわれる。体内の脂質代謝障害と膵臓の損傷は、脂質過酸化とフリーラジカルの生成につながり、高度な糖化最終生成物の形成を増加させ、様々な臓器に損傷を与えます[15-16]。

The above processes are all involved in oxidized low density リポ)(Ox-LDL), indicating that Ox-LDL can accelerate the development of T2DM. The beneficial effect of lycopene in diabetes is related to its strong antioxidant capacity. Lycopene reduces endothelial dysfunction by reducing Ox-LDL-induced oxidative stress. In addition, lycopene intake can lower glucose levels, increase insulin levels, and improve insulin dysfunction in T2DM patients, reduce the harmful effects of T2DM on the body, and improve liver steatosis [15-18]. In summary, plasma lycopene levels are negatively correlated with the incidence of T2DM, and lycopene is considered to have potential anti-diabetic effects.

1.4抗心血管疾患の影響

Cardiovascular and cerebrovascular diseases (CVD) can be divided into congenital CVD and acquired CVD according to their causes. Congenital CVD includes ventricular septal defects, stenosis of the main artery, etc., which may be related to heredity; acquired CVD includes chronic valvular disease, dilated cardiomyopathy, etc. CVD is one of the main reasons for the decline in animal growth 性能and productivity, and the increase in culling rates. Epidemiological studies have found that the Mediterranean countries have a lower CVD mortality rate than Western Europe and the United States. This may be related to the Mediterranean diet culture, which includes a lot of fruit and vegetables. The Mediterranean diet often includes tomatoes, which has prompted many researchers to look for a link between lycopene and CVD. Epidemiological studies have provided important evidence supporting the direct and effective role of lycopene in preventing CVD.

Recent studies have shown a negative correlation between lycopene intake and the incidence of myocardial infarction, angina pectoris and 冠状artery insufficiency [19-20]. Many researchers have reported lower lycopene levels in the plasma of patients with hypertension, myocardial infarction, stroke and atherosclerosis. In studies on how lycopene intake affects cardiovascular disease, multiple repeatable experiments have highlighted that lycopene intake can normalize coronary endothelial-type iNOS activity and NO levels, inhibit the mevalonate pathway of cholesterol biosynthesis, and improve endothelial function. In different animal models of CVD, lycopene intake can reduce inflammatory damage and improve the ability of lipoprotein profiles and their conversion [21-23]. Lycopene treatment can reduce cholesterol levels, carotid intima-media thickness and plasma oxidative damage markers, increase high-density lipoprotein (HDL), and significantly relieve postprandial oxidative stress. The above studies all suggest the intervention effect of lycopene in cardiovascular disease. However, in modern medicine, whether lycopene has an effect on CVD is still a controversial topic that requires further well-designed 臨床studies.

2 .リコピンの動物生産への応用

2.1動物の健康に対するリコピンの影響

動物のフリーラジカルは、生産と除去の間の動的なバランスにある。現在の集中畜産で,フリーラジカルを形成したものが大量にストレスのある状況下高度成長ぎゅうば耕での高出生代謝集约化を重视して生成された過剰フリーラジカルそして「カイコ体内に除去することができ、動物のストレス酸化し、慢性身体に穏やかに作用を縮小しanimal&#病気に対する39の抵抗。リコピンが一重項酸素分子を不活化することができるという発見は非常に重要で、健康と病気におけるリコピンの役割がますます注目されています。同時に、それは食事中の抗酸化物質の適用に肯定的な効果を持っています。

Hu Minyu [24] found that lycopene can prevent the biosynthesis of cholesterol, increase the level of high density lipoprotein cholesterol (HDL-C), and at the same time have a positive effect on modifying the 形成of foam cells induced by LDL. This study shows that the intake of certain antioxidants by the body can reduce the concentration of active free radicals, control the production of free radicals by reducing the efficiency of the extended stage in the free radical chain reaction, or work by inhibiting the production of free radical initiators. Therefore, antioxidants play an important role in maintaining normal body functions and maintaining good health. Currently, improving animal health by adding antioxidants to feed has become an important nutritional control method.

豚の脳にはにβ研究-caroteneを大幅に引き上げるできるケモカイン(C-Cモチーフ)アグリコン25表情を発現させます[chemokine (C-Cモチーフ)アグリコン25 CCL25]遺伝子(CCL25)によって抗体の分泌を促す子豚、上皮细胞を作り、表情を減らすpro-inflammatory cytokines、piglets&を高める#39;免疫、抗酸化、抗炎症能力[25]。ベータカロチンは、畑でベータカロチンの含有量を増加させることができます&#妊娠の後期段階の間に39の糞便、また、血清免疫グロブリンa (iga)の濃度を増加させながら、そのような初乳igmなどの免疫グロブリン,igaとigg,雌豚の免疫機能を強化します[26]と子豚の出生体重と個々の体重を改善します[27]。β-カロチンは離乳子の腸内mdaを有意に低下させ、gsh-pxとsodの活性を高め、用量依存的にjnkとp38mrkのリン酸化を阻害することが示されたβ-carotene離乳子の腸内の小胞体ストレス応答とアポトーシスを緩和し、抗炎症作用を発揮し、離乳ストレス障害を軽減することができる[28]。

のnumber of studies have found that lycopene can increase the feed intake, feed conversion efficiency and 死骸weight of poultry, increase the content of VC, VEand Vのin poultry serum, reduce the content of cysteine and MDA in serum and internal organs, and increase the content of HDL. Sahin et アル[29] showed that feeding different doses of lycopene supplements (50, 100, 200 mg/kg diet) can increase the live weight and feed conversion rate of Japanese geese under heat stress (34 °C) and increase the activity of antioxidant enzymes in the body [28-35]. Lycopene may also play an important role in the antioxidant defense system of poultry.

sevcikovaら[35]はそれを示しているリコピンの高温ストレス下でのニホンウズラの酸化ストレスを緩和し、抗酸化能力を向上させることができます。鶏を産んだ後、リコピンが含まれた食事を摂取すると、リコピンは鶏の免疫システムに良い影響を与えるだけでなく、卵黄に蓄えられ、人体に有益な役割を果たしています[36]。さらに、リコピンは鶏の脂質代謝と脂質分布を改善することもできます[37]。リコピン飼料にするとよいと大幅におけるてNFE2L2や遺伝子HMOX-1作り表現を通り肝臓ウズラの卵タンパクキナーゼ著しく増加しB (PKB)信号経路におけるNFE2L2や遺伝子HMOX-1作り表現肝臓ウズラの改善な抗酸化力病気入射ましょう。[38]の低下を引き起こす可能性がある。β-カロチンは、21日齢および42日齢のhy-line褐色鶏の血清中のiga含有量を有意に増加させた[30]。

反芻動物の研究では、リコピンは高濃縮飼料を与えられたヤギ肉の生産能力を向上させ、ラム肉の多価不飽和脂肪酸の含有量を増加させ、背長筋の抗酸化特性を改善することも発見されている。飼料にリコピンを追加することも、肉羊の成長と発展、その生産性能、およびマトンの味と肉の品質を向上させることができます。そのメカニズムは、肉羊の内分泌系を調節することで、摂食中に発生する酸化ストレスを緩和し、甲状腺機能を改善することで動物性を改善するというものかもしれません#39; s食欲[29]。13 g/kgのリコピンを含むトマトポマを羊の飼料に加えると、酸化防御に関与する遺伝子の転写活性を誘導することで、羊の酸化ストレスのバランスをとることができる[39]。

In summary, the addition of lycopene to animal feed家畜と家禽の免疫機能を高め、抵抗力を高め、病気を予防し、病気の動物のストレス耐性を高め、家畜と家禽の殺処分率を下げ、病気による経済的損失を効果的に減らすことができます。

2.2動物製品の品質に対するリコピンの影響

The increase in the production capacity of meat-producing livestock and poultry may be accompanied by a decrease in meat quality. Oxidative stress can significantly change the palatability and nutritional properties of meat, affect muscle tissue development, reduce muscle water retention and shear force, increase drip loss and pH, increase lactic acid, phosphorus and cholesterol content, and reduce intramuscular fat, free fatty acids, muscle protein and fat content, making lipids and cholesterol prone to oxidation and producing an unpleasant odor. Adding lycopene to livestock feed動物を高めるだけでなく'ストレス耐性だけでなく、効果的にそれによって動物の肉の品質を向上させる、筋肉の抗酸化能力を向上させます。

Agarwal et アル[40] compared the effects of adding lycopene to the diets of 鶏and their offspring on the body condition of the chicks in the first four weeks after hatching. They found that the concentration of carotenoids in the livers of chicks born to hens fed lycopene was 29 times that of chicks born to control hens, which was maintained until the seventh day after hatching. Lycopene was found to have the highest antioxidant activity among all carotenoids [40-41]. Feeding a diet rich in lycopene can significantly improve the 特徴and quality of Japanese quail meat [33] and eggs [34-35]. Beta-carotene can increase the egg production rate and average egg weight of laying hens, improve the yolk color [42], and significantly increase the early daily weight gain and tibia length of Hy-Line brown chicks, as well as improve the thymus, splenomegaly, and bursa index [43]. Studies have found that the use of β-carotene as an antioxidant can improve oocyte quality and even 卵巣function, and it is speculated that β-carotene can improve animal reproductive performance [4].

反芻動物研究があるβ-caroteneは乳牛の乳収量や産授乳期の効率を増やし、ミルクタンパク質と総額固形分増やし、や牛乳[44]。乳糖内容β-カロチンは、肉牛の屠殺率と正味肉質の割合を増加させ[45]、肉の色の飽和度を改善し、脂肪の合成を阻害し、脂肪の加水分解を促進することによって、肉牛の背中脂肪の沈着を抑制する[46]。ラムにリコピンを添加すると、貯蔵安定性が高く、味がよく、色も良く、健康増進効果も高いことがわかりました[47]。bloukasら[41]を追加naturally-derivedトマトの红素さまざまな肉を発見したリコピンは、効果的に筋肉脂肪の酸化を抑制し、筋肉の水分の保持を改善し、筋肉の点滴損失を低減し、肉の色を安定させ、肉製品の味と色を大幅に向上させることができます。

要約すると、動物飼料にリコピンを添加すると、家畜と家禽肉の品質と風味を大幅に向上させ、畜産物の抗酸化能力を高め、畜産物の栄養価を向上させることができます。

3概要と展望

Lycopene powder has the potential to prevent a variety of heart, liver, bone, skin, and neurological and reproductive system diseases, as well as to fight oxidation, inflammation, cancer, and diabetes. As research standards and technology improve, the research and application of lycopene in animal production is also gradually increasing. Lycopene not only improves animal performance and health, but also improves meat quality and the quality of livestock products. However, the mechanism of action is not fully understood and further research is needed, especially on gene expression and signal pathways. In addition, the effective dose of this functional food supplement needs to be further studied, and its application in animal production needs to be further explored.

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